黄河三角洲贝壳堤土壤微生物生物量对不同生境因子的响应

从土壤微生物生物量角度分析黄河三角洲贝壳堤不同生境的土壤肥力状况,基于黄河三角洲贝壳堤植被类型,以4种不同生境的土壤为研究对象,测定了微生物生物量碳、氮、磷和相关的土壤理化性质。结果表明,不同生境中土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤微生物生物量(MBN)、土壤微生物生物量(MBP)均值均为滩脊背海侧高潮线向海侧,且表现出明显的垂直分布特征:0—5 cm5—10 cm10—20 cm20—40 cm40—60 cm。土壤MBC、MBN、MBP占土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)百分比变化范围分别为1.09%—3.48%、2.62%—7.27%、0.78%—2.86%,滩脊、背海侧和高潮线处MBC/SOC无显著差异(P0.05),但显著高于向海侧MBC/SOC(P0.05)。土壤MBN/TN、MBP/TP的变化趋势为滩脊和背海侧向海侧和高潮线。滩脊和背海侧土壤微生物碳、氮、磷的非生物限制性因子为土壤含水量、p H值、含盐量;向海侧和高潮线区域土壤微生物碳、氮、磷的非生物限制性因子为含水量和pH值。滩脊、背海侧和高潮线土壤微生物生物量碳、氮、磷及土壤养分间的相关关系显著或极显著,且协同性和稳定性高,表明土壤微生物生物量碳、氮、磷可以作为判断黄河三角洲贝壳堤土壤肥力状况的生物学指标,这为黄河三角洲贝壳堤的土壤肥力管理和植被恢复提供一定的理论依据。     

黄河三角洲贝壳堤岛自然保护区维管植物区系研究

为了给黄河三角洲贝壳堤岛自然保护区维管植物资源的开发和利用提供理论依据,对黄河三角洲贝壳堤岛自然保护区植物资源进行了调查和研究,初步统计本地区维管植物共有58科、149属、228种。其中,蕨类植物3科、5属、9种;裸子植物1科、1属、1种;被子植物54科、143属、218种。从科、属、种三个层次对其植物区系进行了统计分析后得出结论：该区植物多样性贫乏;区系属的分化程度高;地理成分复杂,分布类型多样;无特有现象。     

贝壳堤岛3种植被类型的土壤颗粒分形及水分生态特征

运用土壤粒径质量分布原理与分形学理论,以黄河三角洲贝壳堤岛的3种植被类型为研究对象,以裸地为对照,测定分析土壤颗粒分形维数、粒径组成和水分物理参数,探讨不同植被类型的土壤颗粒分形特征及其影响因素。结果表明：贝壳砂土壤中粗砂粒含量最高;其次是细砂粒,而石砾和粉粘粒含量较低。灌木林地和草地具有降低石砾、粗砂粒,增加细砂粒和粉粘粒含量的作用。不同植被类型土壤颗粒分形维数均值在1.5845－1.9157之间,大小依次为酸枣林、杠柳林和草地,表层高于20－40cm土层。酸枣林、杠柳林及草地0－40cm土壤容重均值分别比裸地低23.87%,14.51%和10.47%;总孔隙度均值分别比裸地增加16.96%,16.71%和1.31%。植被恢复措施对贝壳砂表层的孔隙结构、疏松程度改善较好,草地及灌木林地的蓄水性能均表现为0－20cm高于20－40cm。土壤颗粒分形维数与粉粘粒含量、毛管孔隙度、总孔隙度、饱和蓄水量、吸持蓄水量等呈极显著正相关,与细砂粒含量呈显著正相关,与粗砂粒含量和容重呈极显著负相关,与石砾含量、非毛管孔隙度、滞留蓄水量的相关性不大。从土壤分形维数及其水分生态特征来看,贝壳堤岛3种植被类型的改良土壤物理性质及蓄水保土功能表现为灌木林好于草地,其中酸枣林好于杠柳林,0－20cm好于20－40cm土层。     

不同生境条件下中国柽柳空间分布点格局分析

通过聚类分析方法将黄河三角洲中国柽柳的生境划分为三种类型,即高盐干旱型生境,低盐干旱型生境和低盐湿润型生境;同时运用点格局分析方法,分析了不同生境中中国柽柳在不同尺度下空间分布规律,结果表明,高盐干旱和低盐干旱生境中龄级2的中国柽柳以及低盐湿润生境中龄级3的中国柽柳在所有尺度范围内都呈随机分布,而其它龄级在不同生境的空间分布规律具有较显著差异,说明黄河三角洲低龄级和高龄级中国柽柳能够通过调整空间分布模式来适应适应水盐平衡变化等生态过程;不同生境中的中国柽柳各龄级之间关系在不同尺度内呈正相关概率要大于呈负相关概率,个别尺度上某些龄级之间没有相关性.     

黄河三角洲贝壳堤岛3种优势灌木的根系构型

根系构型决定了植物植株固定和资源吸收等很多重要功能,并通过资源的分配确定了植物的根冠比和净初级生产力。对黄河三角洲贝壳堤岛3种优势灌木柽柳、酸枣和杠柳的根系构型进行了研究,并验证了植物根系分支直径的尖细速率和根系分支前后的比例。结果表明:3种植物的根系构型不同,酸枣和杠柳根系主要分布在浅表层,水平根幅与垂直根幅的比值较大,而柽柳的垂直根深所占比例最大;杠柳和酸枣的拓扑指数分别为0.85和0.96,趋向于1,近似于鱼尾形分支,而柽柳的拓扑指数为0.65,接近于叉状分支。平均连接长度以酸枣最大,杠柳次之,柽柳最小。随连接长度增加,酸枣根系相比其他两种植物的尖细速率趋向于平缓。此外,3种植物的分支前后直径都符合Leonardo da Vinci法则。总之,根据根系构型,黄河三角洲贝壳堤岛3种灌木植物可以划分为2类,一类是以根系地表分布,扩大根幅,鱼尾形分支觅养的酸枣和杠柳,另一类则是根系深扎,充分利用地下资源的柽柳,体现了2种不同的生境适应对策。     

额济纳三角洲胡杨和多枝柽柳水分来源解析

为研究黑河下游额济纳三角洲典型河岸带植物胡杨(Populus euphratica)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的水分来源及其时空变化特征,于2015–2016年植物生长期在额济纳东、西河沿岸选取8处样点,分别采集胡杨和多枝柽柳木质部、土壤以及降水、河水、地下水样品,分析测试获取各样品的氧稳定同位素比率(δ18O),并利用氧同位素直接对比法确定植物主要吸水层位,利用Iso Source线性混合模型确定胡杨和多枝柽柳水分来源构成及比例。研究表明:河水和地下水为胡杨和多枝柽柳的主要补给水源,降水补给因雨水少且入渗浅可忽略不计;胡杨和多枝柽柳吸收土壤水的层位因地下水位波动、土壤物理特性、河水对土壤水的侧向补给及漫溢补给等存在较大的空间差异,但其利用河水和地下水的比例未见明显空间差异;胡杨更多地利用河水(68%),而多枝柽柳更多地利用地下水(65%);植物水分来源对生态输水工程响应敏感,河水贡献率在输水期增大至84%和48%,非输水期下降至63%和30%,地下水贡献率在输水期下降至16%和52%,非输水期增大至37%和70%。值得指出的是,河岸带地下水与河水交互作用强烈,导致地下水与河水的δ18O较为接近,使得源分解析定量具有不确定性。     

黄河三角洲贝壳堤岛3种灌木光合生理特征研究

以黄河三角洲贝壳堤岛5年生的酸枣、杠柳及柽柳为材料,采用CIRAS-2型光合测定系统测定它们叶片的光合、蒸腾、水分利用效率等生理参数及其光响应过程,探讨3种灌木在当地自然生境下的光合生理特征.结果表明:柽柳和酸枣的光响应曲线符合非直角双曲线模型(R2>0.98),杠柳光响应曲线符合二次多项式模型(R2=0.95); 3种灌木的净光合速率、表观量子效率、暗呼吸速率、羧化效率、光饱和点、蒸腾速率及水分利用效率在树种间差异显著(P<0.05);酸枣的净光合速率分别是柽柳和杠柳的1.30和1.23倍,柽柳和酸枣弱光下羧化效率要高于杠柳,柽柳暗呼吸速率最大且生理活性最高; 3种灌木的蒸腾耗水能力表现为柽柳>酸枣>杠柳,且在高光强下均具有通过降低蒸腾作用来提高水分利用效率的生理特性,杠柳的水分利用效率分别是酸枣、柽柳的1.26和1.71倍;3种灌木具有较强的向阳喜光特性,但酸枣对弱光的利用能力要好于杠柳和柽柳.研究发现,3种灌木在贝壳堤岛相同自然生境下表现出不同的光合行为, 而酸枣和杠柳具有高光合、低蒸腾及高水分利用效率的生理特性,酸枣具有较宽的光照生态幅,它们适宜于该区域大面积人工栽植.     

不同水分条件刚毛柽柳开花结实观测

使用参照对比方法,观测了正常水分条件(参照点)与断流30年后输水河畔不同水分梯度刚毛柽柳(Tamarix hispida)单个花序长、单个花序开花数、单个花序结实量、单个花序结实率和种子发芽率的差别.结果表明:除结实率、发芽率外,参照点与输水河畔不同水分条件刚毛柽柳的各项观测指标均存在极显著差异;应急输水7年后,离河300 m,地下水埋深值5.5 m左右,刚毛柽柳可保证一定的花序长和开花数;离河500 m,地下水埋深值6 m左右,刚毛柽柳可保证一定结实量;离河1 000 m以内,地下水埋深＜7.5 m,刚毛柽柳种子的结实率和发芽率仍相对较高;干旱条件限制刚毛柽柳的花序长与开花数,随水分条件下降又限制其结实量;在缺水条件下,刚毛柽柳仍保证一定的结实率及发芽率以确保种群的延续.     

贝壳堤岛旱柳光合效率的土壤水分临界效应及其阈值分级

为阐明黄河三角洲贝壳堤岛旱柳(Salix matsudana)叶片光合效率对土壤水分的适应机制, 明确其水分阈值效应, 以二年生旱柳为材料, 采用人工给水与自然耗水相结合获取系列水分梯度的方法, 测定分析贝壳砂生境下旱柳叶片光合效率参数对土壤水分的响应特征及其生产力分级。结果表明: 旱柳叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)及光合光响应参数具有明显的水分临界效应。(1) P_n、T_r、WUE和潜在水分利用效率均随土壤水分的降低先升高后下降, 但各指标水分临界值表现不同步, 其中P_n水分气孔限制转折点和水分补偿点分别出现在相对含水量(W_r)为42.9%和14.4%时; P_n和T_r的水分饱和点为73.1%和68.9%, WUE水分高效点为80.1%; (2)水分胁迫下旱柳叶片具有明显的光抑制现象, 可通过减弱对光的利用来适应水分逆境。随土壤水分的增加, 表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(P_nmax)表现为先升高后降低, 但光补偿点(LCP)相反。P_n、AQY、LSP、P_nmax和暗呼吸速率(R_d)均表现为渍水胁迫明显高于干旱胁迫。W_r为69.1%时, LCP达到较低值(18.6 µmol∙m ^-2∙s^-1), AQY最高(0.05), 利用弱光能力较强。W_r为80.9%时, LSP达到最高(1775 µmol∙m ^-2∙s^-1), 光照生态幅最宽, 光能利用效率最高, 水分对光强的补偿效应显著; (3)采用临界值分类法确定出贝壳砂生境下旱柳光合效率的5级水分阈值, 73.1%_r<80.1%范围内为高产高效水, 此时旱柳具有较高的光合能力和高效生理用水特性。贝壳砂生境内旱柳表现出一定的耐水湿而不耐干旱的适应特性, 在干旱缺水的贝壳堤岛滩脊地带栽植时需充分考虑其水分环境。     

不同生境间红树科植物水分利用效率的比较研究

通过测定采自4个地区(海南、厦门、北海和西双版纳)的红树科6个属共9种植物,包括竹节树(Carallia brachiata)、锯叶竹节树(C. diphopetala)、山红树(Pellacalyx yunnanensis)、红树(Rhizophora apiculata)、红海榄(R. stylosa)、海莲(Bruguiera sexangula)、木榄(B. gymnorhiza)、秋茄(Kandelia candel)和角果木(Ceriops tagal)的叶片碳同位素比值(δ¹³C),比较了不同地区分布的红树科植物(尤其是内陆生长的和沿海生长的红树科植物之间)、同一地区分布不同种红树科植物间以及不同季节红树科植物δ¹³C值及其所反映的胞间CO₂浓度和水分利用效率的差异。研究结果表明,红树科植物叶片的δ¹³C变化在-32‰~-26‰之间,大部分种类在两个生长季之间(春季和秋季)没有明显的差异,而内陆和沿海分布的红树科植物有着显著不同的δ¹³C值,以海水中生长的红树科植物δ¹³C值较高。此外,在海水中生长的红树科植物以北海地区分布的为最高,而在厦门和海南之间则较少有显著性的差异。从所取得的结果来看,植物δ¹³C值之间的差异可能有遗传学的基础,但环境的影响也起很大的作用。     

贝壳砂生境酸枣叶片光合生理参数的水分响应特征

以黄河三角洲贝壳堤岛优势灌木酸枣(Ziziphus jujuba var. spinosus)为试验材料,模拟贝壳砂生境系列水分条件,测定分析酸枣叶片在系列水分梯度下的光合参数光响应及叶绿素荧光参数,阐明酸枣主要光合生理参数的水分响应特征。结果表明:(1) 酸枣叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)随土壤水分的增多先增大后减小, Tr对土壤相对含水量(Wr)的敏感程度大于Pn,因而WUE维持在较高水平。(2) 酸枣叶片Pn下降的原因在Wr > 25%时以气孔限制为主;Wr < 25%时以非气孔限制为主,光合机构受到不易逆转的破坏。(3) 酸枣叶片最大净光合速率、暗呼吸速率、表观量子效率(AQY)和光饱和点随土壤水分的增多先增大后减小,光补偿点、光抑制项(β)和光饱和项则先减小后增大。(4)在Wr为80%时,酸枣叶片PSⅡ反应中心的光化学转化效率最高。当Wr < 30%时,AQY和潜在光化学效率迅速减小,β迅速增大,酸枣光抑制明显。当Wr < 25%时,非光化学淬灭系数迅速减小,初始荧光迅速增大,酸枣PSⅡ受到不可逆的破坏。(5) Wr在11%-25%内为低产低效水,Wr在25%-58%内为中产中效水,Wr在58%-80%内为高产高效水,Wr在80%-95%内为中产低效水。贝壳砂生境酸枣叶片的光合作用对水分逆境具有较强的生理适应性和可塑性,在Wr为58%-80%内,酸枣光合生理活性较高,利于酸枣苗木生长。     

贝壳砂生境干旱胁迫下杠柳叶片光合光响应模型比较

以黄河三角洲贝壳堤岛3年生杠柳(Periploca sepium)苗木为试验材料, 模拟设置贝壳砂生境下的4种水分梯度, 利用CIRAS-2型光合作用系统测定杠柳叶片在不同干旱胁迫下的光合作用光响应过程, 采用4种光响应模型进行拟合分析, 以比较贝壳砂生境干旱胁迫下适宜的光响应模型, 探讨最佳光响应模型参数对干旱胁迫的适应规律。结果表明: 4种模型对杠柳叶片光合作用光响应过程拟合效果的优劣顺序为: 直角双曲线修正模型>非直角双曲线模型>指数模型>直角双曲线模型, 后3种模型均为没有极值的函数, 故不能很好地拟合光响应曲线光抑制过程, 并不能直接求解最大净光合速率(P_nmax)和光饱和点(LSP)。光响应参数拟合效果最佳表现为: 非直角双曲线模型的暗呼吸速率(R_d), 直角双曲线模型的光补偿点(LCP), 直角双曲线修正模型的P_nmax和LSP。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性, 直角双曲线修正模型适应各种水分条件, 直角双曲线模型和指数模型较适合轻度干旱胁迫条件, 非直角双曲线模型较适合重度干旱胁迫条件。随干旱胁迫的加剧, 光响应参数表观量子效率(AQY)、R_d和LCP先升高后下降, 净光合速率(P_n)、P_nmax和LSP逐渐下降。轻度、中度和重度干旱胁迫下, LSP分别比对照下降5.2%、16.3%和34.5%, P_nmax分别比对照下降17.8%、39.0%和59.0%。水分充足条件下, 杠柳叶片光能利用最强, 光照生态幅最宽; 重度干旱胁迫下, 杠柳叶片表现出明显的光饱和、光抑制现象, 光能利用减弱, 光合能力受到较大限制。     

内蒙古高原不同生境下羊草性状的比较研究

内蒙古高原不同生境下羊草性状的比较研究＊任文伟郑师章（复旦大学环境与资源生物学系,上海２００４３３）ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆＬｅｙｍｕｓＣｈｉｎｅｎｓｉｓ＇ＣｈａｒａｃｔｅｒｓｉｎＤｉｆｆｅｒｅｎｔｓＨａｂｉｔａｔｓｉｎｔｈｅＩｎｎｅｒＭｏｎｇｕｌ...     

两种荒漠生境条件下泡泡刺水分来源及其对降水的响应

泡泡刺通常以灌丛沙堆的形式存在,具有很强的生态适应性,在防风固沙、抗旱耐盐等方面具有独特的功能,但是水分条件仍然是限制其生存和发展的关键因素.为了明确泡泡刺在不同荒漠生境条件下的水分利用策略,研究了河西走廊临泽绿洲边缘沙质和砾质生境下泡泡刺的水分来源季节动态特征以及对不同降雨事件的响应程度.测定了两种生境下泡泡刺茎水和不同水源(降水、土壤水和地下水)的氧稳定同位素(δ¹⁸O)值,结合IsoSource模型计算了不同水源对泡泡刺水分来源的贡献比例.结果表明:两种生境下泡泡刺茎水δ¹⁸O值及其水分来源都存在显著的季节变化特征,沙质生境下泡泡刺在降水较少的春季和秋季主要利用地下水,其贡献率可达50%以上;而砾质生境下的泡泡刺无法利用深达11.5 m地下水,其水分来源受降水控制,具有较大的季节变异性.两种生境下的泡泡刺对降水响应显著,但是降水过后,随着土壤含水量的快速减小,沙质生境下的泡泡刺转而以丰富的地下水为主要水分来源,而砾质生境下的泡泡刺只能利用降水入渗至较深层土壤的较少水分.因此,两种生境下泡泡刺不同的水分利用策略是导致其生长特征差异的主要原因,同时也表明泡泡刺具有较强的自我调节和适应能力.     

基于稳定氧同位素确定植物水分来源不同方法的比较

利用稳定同位素技术确定植物水分来源,对提高生态水文过程的认识和对干旱半干旱区的生态管理至关重要。目前基于稳定同位素技术确定植物水分来源的方法众多,但不同方法之间对比的研究较少。本研究基于原位样品采集,室内实验测试,利用直接对比法、多元线性混合模型(IsoSource)、贝叶斯混合模型(MixSIR、MixSIAR)和吸水深度模型分析植物水分来源,并对比各方法的优缺点。结果表明:相对于多元线性混合模型(IsoSource)而言,贝叶斯混合模型(MixSIR、MixSIAR)具有更好的水源区分性能,但对数据要求较高,且植物木质部水和潜在水源同位素组成的标准差越小,模型运行结果的可信度更高。本研究中贝叶斯混合模型(MixSIR)为最优解。在利用稳定氢氧同位素技术确定植物水分来源时,可先通过直接对比法定性判断植物可能利用的潜在水源,然后再用多元线性混合模型(IsoSource)、贝叶斯混合模型(MixSIR、MixSIAR)计算出各潜在水源对植物的贡献率和贡献范围,必要时可评估模型性能,选择出最优模型,定量分析植物的水分来源。若植物主要吸收利用不同土层深度的土壤水,可结合吸水深度模型计算出植物...     

不同生境下铺地黍叶片蛋白质合成的比较

铺地黍是广泛分布在热带与亚热带的一种多年生禾草,可作为牧草及草坪植物,常见于农田、水湿地及海边,对盐度、干旱有较强的适应能力,是厦门岛滨海沙生植被的主要种类之一［１］。迄今尚未见对其耐盐（旱）机理的研究报道。本文通过比较铺地黍在不同生境下蛋白质组分的变化,从一个侧面探讨铺地黍的耐盐（旱）机理。１　材料和方法滨海沙生的铺地黍（ＰａｎｉｃｕｍｒｅｐｅｎｓＬ．）采自福建省厦门岛（东经１１７°５３′～１１８°２５′,北纬２４°２３′～２５°５５′）东海岸。该处沙滩地势平缓,坡度２０～２５度,盐度１．５％…     

不同生境来源杂色曲霉次级代谢产物研究进展

杂色曲霉是曲霉属的常见种类,广泛分布于海洋、高等植物、红树林和节肢动物等生境中,近年研究表明杂色曲霉可产生生物碱、萜类、聚酮等结构多样的次级代谢产物,具有抗菌、抗肿瘤、抗氧化、抗病毒等活性。本文总结了2017—2022年间报道的37株杂色曲霉次级代谢产物结构及其生物活性的研究进展,涉及325个次级代谢产物,其中新化合物111个。本文揭示了杂色曲霉的次级代谢产物与生境的相关性,对从更多生境来源的杂色曲霉及其它微生物资源来挖掘新天然产物具有参考作用。     

浑善达克沙地不同生境下黄柳叶片解剖结构的比较

选取叶厚度、表皮细胞的大小、栅栏组织细胞的大小、第一层栅栏组织的细胞密集度、表皮细胞外壁与角质层的厚度、主脉厚度等抗旱指标,对生长在不同生境条件下的黄柳及丘间低地小红柳的叶片进行了解剖学研究,以期从叶的解剖结构上寻求其与抗逆性的关系。结果表明,分布在不同生境的黄柳叶片与丘间低地的小红柳相比都较厚,叶肉全栅化,为等面叶,上、下表皮细胞外壁加厚且均具角质层。综合方差分析和LSD多重比较,抗旱性大小顺序依次是：流动沙丘的黄柳〉半固定沙丘的黄柳〉固定沙丘的黄柳〉丘间低地小红柳。     

比较基因组学分析不同来源罗伊氏乳杆菌基因多样性及生境适应性

【目的】研究34株不同来源罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)基因多样性及生境适应性机制,了解该菌株在肠外生境及肠内生境中适应性的异同,为L. reuteri优良菌株的开发提供理论基础。【方法】基于二代测序平台对11株源于发酵食品(酸马奶、酸粥)的L. reuteri进行测序,并应用比较基因组学将其与发酵食品、酸面团、食草动物L. reuteri分离株基因组进行比较分析。【结果】分离自酸马奶、酸粥L. reuteri基因组大小平均为2.14 Mb,GC含量平均为38.77%,且同种来源分离株系统发育关系距离较近。泛-核心基因集分别包含7242个、969个基因家族,其中酸马奶分离株特异性基因最多为459个。功能注释结果显示不同来源菌株碳水化合物、氨基酸相关基因数量及种类差异较大,仅在发酵食品和食草动物株中发现抗生素耐药性基因。注释到的碳水化合物活性酶中仅出现在发酵食品与食草动物分离株的为GH3 (β-葡萄糖苷酶等)和GH43 (β-木糖苷酶等),特有的分别为AA3 (纤维二糖脱氢酶等)和GH66 (葡萄糖转移酶等)。【结论】不同来源L. reuteri具有广泛的基因...