西南岩溶地区石漠化综合治理研究

我国西南岩溶地区石漠化是人地矛盾作用下生态系统退化的过程或结果,石漠化不仅带来水土流失加剧、旱涝灾害频发、生物多样性降低等生态问题,还会带来贫困落后等一系列社会问题。20世纪80年代开始进行的石漠化治理工作已经成为我国西南岩溶地区生态文明建设的重要举措与必由之路,通过近40年来的石漠化治理使得我国西南岩溶地区石漠化问题恶化的趋势开始得到扭转。面向生态文明新时期的建设目标,石漠化脆弱区仍存在人地矛盾难以全面消除、治理成果可持续性亟待提升等问题,石漠化防治需要从多年来石漠化治理研究与实践探索积累中汲取有益于促进人地和谐、提升生态系统可持续性的治理经验与做法。因此,本文以石漠化治理典型区域调研资料与文献资料为数据基础,从石漠化治理目标、技术、措施和模式四个层面梳理石漠化治理经验与做法,归纳总结出石漠化综合治理四点配置原则:(1)以治理目标与预期周期为导向,确立石漠化治理采取的措施;(2)针对解决的关键生态退化问题,结合区域特征遴选石漠化治理技术;(3)针对石漠化退化阶段的差异,确定石漠化治理途径措施;(4)结合石漠化综合治理模式的共性特征,以小流域为基本单元,因地制宜的选择与构建石漠化综合治理模式。以期通过对实践经验的总结为石漠化治理过程中选择具备区位适宜性和机理明晰性的生态技术提供参考。     

三北工程黄土高原丘陵沟壑区森林降温增湿效果研究

生态系统可通过植被蒸腾与土壤蒸发作用调节区域温度与湿度。三北工程黄土高原丘陵沟壑区属于干旱和半干旱区,森林降温增湿功能有助于改善区域生存环境。在分析研究区森林覆被变化基础上,利用Penman-Monteith公式模拟了森林实际蒸散量,研究了森林增湿与降温效果。研究结果显示:(1)1980—2015年研究区森林面积增加了2.25%,主要来自荒草地、耕地和荒漠;(2)1980—2015年研究区森林6—9月实际蒸散总量为1.19×10~(10)—1.40×10~(10) t/a,平均实际蒸散量为219—257 mm,可使区域6—9月绝对湿度每日增加0.47—0.55 g/m~3,相对湿度每日增加2.87%—3.32%;(3)森林通过蒸散作用吸热量为29.15×10~(15)—34.26×10~(15) kJ/a,单位面积蒸散吸热量为53.72×10~8—63.13×10~8 kJ hm~(-2) a~(-1),通过蒸散吸热日降温量为0.92—1.08℃/d;(4)研究区森林蒸散量在1980—2010年逐渐增加,但在2015年明显下降,这主要是由降水减少导致;森林面积较大的山西和陕西森林蒸散降温增湿效果较好。通过对比相同年份不同土地覆被发现,森林实际蒸散量显著高于其他土地覆被类型。因此,未来研究区可在水资源承载能力范围内适当增加森林面积,充分发挥森林调节区域气候的作用。     

一株纤维素降解真菌的筛选、鉴定及酶学性质分析

通过对富含枯枝败叶的土壤样品进行富集培养,利用刚果红纤维素培养基初筛和酶活测定复筛得到产纤维素酶的一株真菌,将其命名为GC2-2,并对该菌株进行鉴定及酶学性质研究。结果表明该菌株是一株耐高温、碱性纤维素酶的真菌GC2-2。通过18S rDNA分子克隆测定,该菌为球孢枝孢菌,其滤纸酶的活力优于CMC酶的活力。该菌所产酶的最适反应条件为温度35°C,最适pH值7.5。     

藏红花素诱导人胶质瘤U251细胞内质网应激性凋亡的研究

目的：研究藏红花素对人胶质瘤U251细胞的促凋亡作用和可能的机制。方法：不同浓度藏红花素处理U251细胞后,MTT法检测细胞活力,TUNEL染色观察细胞凋亡情况。结果：①藏红花素显著抑制U251细胞的增殖,并诱导其发生凋亡。②藏红花素增加了U251细胞胞浆内钙离子的含量,并上调了内质网分子伴侣GRP78的表达。③藏红花素处理后的U251细胞内质网相关凋亡分子CHOP,Caspase-4,JNK活性明显增高。结论：藏红花素通过诱导内质网应激性凋亡抑制人胶质瘤U251细胞的增殖。     

基于RAPD数据探讨中华蓑藓(Macromitrium cavaleriei Card. & Thér.)形态变异的遗传基础

中华蓑藓（Macromitrium cavaleriei Card.＆Thér.）的形态变异强烈,为了解形态变异是否具有遗传学背景,本研究以采自浙南凤阳山、浙中金华北山、浙西北的天目山和江西庐山4个种群的中华蓑藓为材料,运用随机扩增多态性DNA（RAPD）探讨了中华蓑藓的遗传多样性。从100条随机引物中筛选出了15条有效引物,利用它们共获得183个条带,其中多态性条带占79·69%,中华蓑藓各种群间的Dice遗传距离为0·0732~0·1514。POPGENE32软件分析得到种的Nei基因多样性指数（H）为0·3378,Shannon指数（I）为0·5126,遗传分化系数（Gst）为0·1670;基因流（Nm）为2·4947;种群内遗传多样性指数为0·4055,占种群总的遗传多样性的79·11%,反映出研究区域内的中华蓑藓遗传变异大多数存在于种群内,中华蓑藓形态变异并没有多少遗传背景,很可能是生态环境因素引起的可塑性变异。聚类分析表明,中华蓑藓种群遗传距离与地理距离之间无直接相关关系,遗传多样性水平与物种特性和所处不同群落有关。虽然4个种群内的形态变异丰富,但是属于同一物种的范围。     

新疆特色药食两用植物恰玛古内生放线菌的分离与鉴定

恰玛古（Qamgur, Brassica rapa L.）内生菌的研究主要集中在内生真菌,内生放线菌的研究报道较少。通过研究新疆药食两用植物恰玛古内生放线菌多样性,以期发现产新活性物质的放线菌或新种放线菌,为研究微生物药物奠定基础。从恰玛古根、茎和叶三个部位分离培养获得内生放线菌,对其菌落与个体形态进行观察,并利用序列测定方法进行鉴定,以获取其分类地位。从恰玛古三个部位共分离得到17株内生放线菌,其中12株为革兰氏阳性杆菌,3株为革兰氏阳性球菌,2株为革兰氏阳性丝状菌;17株内生放线菌分属于红球菌属（Rhodococcus）、拟诺卡氏菌属（Nocardiopsis）、链霉菌属（Streptomyces）、短杆菌属（Brevibacterium）、小短杆菌属（Brachybacterium）、两面神菌属（Janibacter）和微杆菌属（Microbacterium）。从新疆药食两用植物恰玛古中分离获得17株内生放线菌以稀有放线菌为主。     

中国科学院清原森林生态系统观测研究站塔群平台的功能和应用

森林生态系统结构与生态服务功能关系是森林生态学和林学的永恒研究主题。受传统森林调查方法及技术手段的限制,对复杂地形下森林生态系统结构和功能的监测及二者关系的研究面临诸多挑战。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院清原森林生态系统观测研究站在独立流域内建成了以观测塔群(三座观测塔覆盖各自子流域代表性森林类型)为主体,集激光雷达(LiDAR)、通量仪器、水文站网、固定标准地和数据中心为综合体的“次生林生态系统塔群激光雷达监测平台”(简称塔群平台)。塔群平台采用激光雷达扫描获取森林点云数据,描述森林生态系统的全息三维结构;依托独立流域/子流域内的通量监测系统、水文监测站网和通量源区内的长期固定标准地,可保证碳-水过程观测的可靠性,并用于验证复杂地形下的通量监测技术与方法,揭示森林生态水文与碳交换过程,准确估算森林生态系统主体生态服务功能(水源涵养和固碳)。所有“塔-站”数据通过无线网络实时汇集于数据中心,便于数据监视、管理与共享。此外,塔群平台将侧重研究森林生态系统结构量化的新方法和新指标,探索复杂地形森林生态系统中H₂O/CO₂/痕量气体通量观测的理论与方法,为阐明森林结构与功能的关系、服务于森林生态系统管理提供基础数据。     

深部热水硫酸盐还原菌微滴数字PCR检测技术的建立与应用

【背景】地下深部存在一个生物圈,深部沉积岩、玄武岩、花岗岩和变质岩等岩性环境的微生物群落已被调查,而地下深部碳酸盐岩岩溶-裂隙热储层微生物群落特征仍然不清。硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)是地下深部频繁检出的微生物。【目的】建立快速准确定量深部热水硫酸盐还原菌的微滴数字PCR (droplet digital PCR,ddPCR)技术。【方法】以SRB的功能基因dsrB为检测目标,优化SRB ddPCR技术的退火温度,考察其线性范围、敏感性、重复性和特异性,并将该技术用于实际样品的检测。【结果】SRB ddPCR技术的最佳退火温度为54 °C,检测的线性范围为1.1×100?1.1×105 copies/μL-DNA,相关系数R2为0.996,检出限为1 copy/μL-DNA,重复性的相对标准差优于9%,对3种非SRB人工构建的质粒均没有扩增,显示该技术具有很好的线性关系、敏感性、重复性和特异性。利用该技术对冀中地热区深部热水、浅层水和土壤样品进行了检测,平均含量分别为(4.0±8.4)×103 copies/mL、(1.6±3.5)×102 copies/mL和(1.5±1.2)×103 copies/g-dw。与浅层水和土壤相比,深部热水富含SRB菌。【结论】为了提高地下深部生物圈认识和合理开发利用深部热水,建立了一种快速、灵敏、准确的SRB ddPCR检测技术,同时为其他指示菌检测技术的建立提供了参考。     

人HAS3启动子的结构与功能初步分析

透明质酸合酶3（hyaluronan synthase 3,HAS3）,是一个参与透明质酸合成的酶分子,在上皮形成和肿瘤转移等过程中起重要作用.为了进一步研究HAS3基因的转录调控机制,本研究克隆鉴定了HAS3基因的启动子.首先应用5′RACE（rapid amplification of cDNA ends,cDNA末端快速扩增）技术鉴定了HAS3基因的转录起始位点,发现了丰度和转录起始位点不同的两种新的HAS3基因剪接变异体.通过PCR定向克隆策略,构建了覆盖HAS3基因5′端侧翼区起始密码子ATG上游约4.3 kb区域的一系列HAS3基因启动子荧光素酶报告基因重组体.启动子活性分析表明,HAS3基因启动子定位于转录起始位点附近约450 bp的区域内.转录因子结合位点分析表明,HAS3基因启动子缺乏典型的TATA盒,但含有典型的GC盒以及C/EBP等其它潜在的转录因子结合位点. 结果提示,Sp1和C/EBP等转录因子可能参与HAS3基因的转录调控.     

表型可塑性和局域适应在紫茎泽兰入侵不同海拔生境中的作用

紫茎泽兰是我国危害最严重的外来入侵物种之一,为探讨表型可塑性和局域适应在其入侵中的作用,在高、低海拔的两个样地内,测定了来自云南南部640～2450 m海拔范围的6个种源的紫茎泽兰种群的株高、冠宽、分枝数和高温半致死温度(HSLT).结果表明,在高海拔样地,各种群紫茎泽兰株高、冠宽、分枝数和HSLT(2130 m的哀牢山种群除外)均显著低于在低海拔样地,紫茎泽兰各种群的株高、冠宽和分枝数的可塑性指数(0.881～0.975)均较大,而HSLT的可塑性(0.052～0.200)较小.无论在高还是低海拔样地,紫茎泽兰的株高、冠宽和分枝数在种群间的差异均不显著,而HSLT在种群间的差异达极显著水平,表现出明显的遗传分化,但其在种群间的差异仍小于其在样地间的差异.在高海拔样地,紫茎泽兰各种群的分枝数与种源海拔呈显著正相关;在低海拔样地,紫茎泽兰的HSLT与种源海拔呈显著负相关,表现出明显的局域适应特征.表型可塑性和局域适应均与紫茎泽兰的入侵有关,但前者的作用可能更大.