敦煌莫高窟干旱地区水分凝聚机理分析

通过对敦煌莫高窟戈壁地质结构的调查和洞窟检测,结合气象资料对戈壁土壤水分凝聚机理进行了分析,并根据形成机理在野外进行了水分凝结的覆膜实验.结果表明,在莫高窟戈壁区的上层砾砂中,由于强烈的温度日较差变化,形成了凝结水分;另外源于地下深处的水分通过土壤盐分的吸湿吸附作用在地下10～40cm范围内相对富集,并由于剧烈的波动呈现时空异质性变化.将凝结、吸湿吸附等方式形成的土壤水分统称为凝聚水分.凝聚是水分存储于一定土壤的结构过程,与太阳辐射、温度、湿度等气候因子密切相关.变温层土壤的温度、盐分、湿度、结构、密闭程度、地热等对水分的凝聚有重要影响.水分的凝聚机理对干旱地区的生态建设和文物保护具有重要的现实意义.     

损坏敦煌莫高窟壁画的害虫——仿爱夜蛾的生活习性与防治研究

本文记述了仿爱夜蛾的生存环境、形态特征、生活史及习性 ,分析了其对敦煌莫高窟壁画的严重危害 ,提出了以营林、物理机械、生物、化学等为主的综合防治手段 ,并为深入研究该虫排泄物对石窟颜料、地仗成分产生的影响提出了新思路     

敦煌莫高窟中细菌多样性的研究

【目的】通过对敦煌莫高窟内细菌多样性及生理生化特征的分析,为壁画微生物病害防治提供试验依据。【方法】采用纯培养与16S rDNA等技术对莫高窟245#窟内空气样品、壁画样品进行分析,并在培养基中添加壁画颜料测试其对细菌生长的影响。【结果】分离出可培养细菌76株,分属于8个属。其中空气中有6个属,分别为Bacillus、Arthrobacter、Pseudomonas、Acinetobacter、Enterobacter、Kocuria,优势菌为Bacillus、Arthrobacter。壁画上有Bacillus、Arthrobacter、Paenibacillus、Erythrobacter 4个属,优势菌为Bacillus、Arthrobacter;并发现DHXJ05(Enterobacteriaceae)、DHXJ08(Bacillaceae)、DHXJ15(Erythrobacteraceae)、DHXJ16(Bacillaceae)和DHXJ17(Bacillaceae)能在含有铁红、铅丹、朱砂的环境中良好生长。【结论】为后期研究壁画颜料的变色机理及选择相应的细菌防治制剂提供了条件。     

仿爱夜蛾成虫对敦煌莫高窟模拟洞窟壁画的选择趋性

为探明仿爱夜蛾Apopestes spectrum对莫高窟壁画的损害过程, 给壁画病害昆虫的有效防治提供科学依据。本文结合莫高窟洞窟的微气候环境监测, 在置于莫高窟第53窟中模拟洞窟中观察了仿爱夜蛾成虫的空间分布特点及其对不同颜料壁画的选择趋性。微气候环境监测结果表明, 在8-9月仿爱夜蛾成虫发生高峰期, 模拟洞窟内和莫高窟第53窟内的平均温度分别为17.97℃和18.02℃, 相对湿度分别为37.04%和37.13%, 两者非常接近, 说明模拟洞窟可以较好地模拟自然洞窟内的气象环境条件。空间分布观察结果表明, 仿爱夜蛾在模拟洞窟内不同方位壁画表面的分布数量差异较大, 其中在南壁上部和东壁两侧分布数量最多, 而在底部、 顶部和西壁上部分布数量最少。不同颜料壁画选择趋性测定结果表明, 仿爱夜蛾成虫对不同颜料壁画的选择偏好差异明显, 其中在靛蓝、 铁红和墨壁画色块上的数量最多, 其次为铅丹和石绿色块。Pearson相关性分析显示, 壁画颜料明度与其表面仿爱夜蛾的分布数量呈极显著负相关, 表明壁画颜料明度是影响仿爱夜蛾成虫对不同颜料趋性的重要因素之一。本研究对于其他石窟寺病害昆虫损坏壁画机理研究具有重要的借鉴意义。     

敦煌莫高窟及周边环境拟步甲虫害调查研究

自2018年以来,每年春夏季在莫高窟窟区及周边荒漠都会出现大规模的拟步甲科昆虫活动,对壁画保存和游客参观造成了影响。为明确拟步甲虫害情况,采用样方法、陷阱法对该区域进行全面普查,以明确拟步甲虫害类型、分布、暴发特点以及对文化遗产的危害。结果表明,在莫高窟暴发的拟步甲科昆虫主要有4种：洛氏脊漠甲Pterocoma loczyi、克氏扁漠甲Sternotrigon kraatzi、三沟胸鳖甲Colposcelis trisulcata和光滑胖漠甲Trigonoscelis sublaevigata,优势种为洛氏脊漠甲。莫高窟约1/3的调查洞窟内有拟步甲活动,对起甲和酥碱壁画威胁较大;其主要取食白刺Nitraria tangutorum,危害荒漠植被。虫害暴发与区域降雨量增加和植物食源丰富相关;亟需采取有效防控措施,以确保文物及其赋存环境安全。本研究为莫高窟虫害的监测防治和文物保护提供了科学依据。     

塔里木沙漠公路灌木固沙带的防护效应

有关湿润区[5] 与半干旱区和干旱区半荒漠带防风固沙片状植被[1～ 4 ] 以及干旱半干旱区乔木防护林带[6～ 9] 防护效益的研究报道较多 ,但极端干旱区灌木固沙带防护效应的报道则很少。为此 ,我们根据塔里木沙漠公路Ｌ2 89～ 2 92 段 3ｋｍ植物固沙示范段的试验观测 ,对极端干旱区灌木固沙带的防护效应做一探讨。1　研究地区与方法1 1　灌木固沙带栽植地段概况塔里木沙漠公路Ｌ2 89～ 2 92 段 3ｋｍ植物固沙示范段地处塔克拉玛干沙漠腹地的中三点处 (Ｎ39°0 1′ ,Ｅ83°36′)。风沙地貌属复合型纵向沙垄。据中三点1995年 6月～ 1996年 5月气…     

仿爱夜蛾成虫在莫高窟模拟壁画表面的运动行为及其损害机理

【目的】探明莫高窟优势病害昆虫仿爱夜蛾Apopestes spectrum (Esper)成虫在模拟壁画表面的运动行为,以揭示壁画损坏过程及其机理。【方法】本研究依据古代敦煌壁画制作工艺制作模拟壁画。利用扫描电镜观察了仿爱夜蛾成虫爬行足跗节的微观形态,定量分析了成虫翅面鳞粉量及其对壁画的污染程度,观测动物运动行为并系统记录了病害昆虫在90°模拟壁画表面的运动行为特征,分析了仿爱夜蛾成虫运动参数与模拟壁画表面粗糙度间的关系。【结果】仿爱夜蛾成虫主要依靠胸足的侧爪、中垫、掣爪片和微刺的协调作用在壁画表面黏附和爬行,在90°模拟壁画表面依然具有很强的爬行能力。仿爱夜蛾成虫通过调整步态实现在不同粗糙度表面的稳定爬行,壁画粗糙度决定了其是否需要扇动翅膀,以增大在垂直壁画表面稳定爬行的前进动力。【结论】仿爱夜蛾成虫爬行时的爪部接触冲击和拍翅行为均易造成壁画损坏,对于带有起甲、酥碱等病害的脆弱质壁画危害的风险更大。     

用耗散结构理论对莫高窟园林用水的分析

通过莫高窟园林用水的调查,发现平均灌溉量为8366mm,远高于敦煌农田的灌水量2250mm,并且全部通过土壤表面蒸发和植物蒸腾耗散掉了.这就出现了一个实际用水量很高的地方,它仍然表现为缺水的悖逆现象.而且也远大于以水面为基础当地的耗散量2486mm.应用 Penman的蒸散指数、Thornthwaite的蒸散指数、Holdridge生命地带指标等进行比较研究,结果仍然不能解释莫高窟存在的现象.通过对于莫高窟的温度、光照、湿度、风速、热量、土壤结构、浇灌方式等与水分耗散有关的因子进行深入的调查与分析后,发现这个现象与耗散结构理论相吻合.应用耗散结构理论解释了在莫高窟园林用水中存在的一个似非而是的问题.水的耗散结构理论对西北干旱地区的水资源利用有重要意义.应用耗散结构理论与前人对水分耗散方面的研究并不矛盾,完全可以在这一理论指导下统一起来,有望建立起统一的水分耗散应用模型.同时对与耗散结构理论相关的熵问题进行了探讨,认为这个问题与时间问题一样,是认识的主体——人的心理错觉,并没有物质上的实质.     

敦煌莫高窟第98窟壁画表面菌斑的群落结构分析

【目的】确定第98窟壁画表面白色污染物内微生物微观特征, 分析其群落组成、结构特点及诱发壁画病害微生物产生的因素, 为石窟寺保护和旅游管理提供建议。【方法】利用无菌手术刀收集壁画表面白色污染物样品; 利用扫描电子显微镜(SEM)分析样品中微生物体微观形貌; 通过提取样品总DNA、扩增细菌16S rDNA、构建克隆文库、测序和系统发生关系分析等技术研究壁画微生物群落组成与结构特点。【结果】壁画白色污染物中存在大量具有微生物特征的结构体, 形态多呈短杆状和卵圆形, 大小在 (3.0?5.5)?μm×(1.5?2.5) μm之间。共得到克隆文库序列111条, 主要为变形菌门γ-变形菌亚门肠杆菌科(Enterobacteriaceae)与假单孢菌科(Pseudomonadaceae)成员。群落组成和结构分析表明所得序列主要隶属于肠杆菌属(Enterobacter)、埃希菌属(Escherichia)、固氮菌属(Azotobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)和克雷伯菌属(Klebsiella); 埃希菌属和肠杆菌属为优势属, 分别占克隆文库中总序列的46.8%和35.1%, 二者在自然界分布广泛, 大多属于人类致病菌。【结论】莫高窟第98窟壁画表面白色污染物主要为病害细菌生长所形成的菌斑群落集成。变形菌门在壁画细菌克隆文库中占绝对优势, 壁画病害微生物的出现和蔓延可能与该洞窟之前长期旅游开放存在一定关联。     

Meta分析中几种常用效应值的介绍

效应值是定量Meta分析中的结合统计量,其计算方法主要依赖于对原文献数据的获取程度,介绍并比较适合3种原文献数据报道形式的几种效应值的计算方法。     

Molecular characterization of airborne fungi in caves of the Mogao Grottoes, Dunhuang, China

In this study, we analyzed air samples collected from several sites within the Mogao Grottoes, Dunhuang, China. The samples were collected each month from September 2008 to August 2009 from an open cave (OC), a semi-open cave (SC), a closed cave (CC), and the entrance (EN) of the Mogao Grottoes. Sampling was carried out using a six-stage Andersen FA-I sampler; then samples were cultured and fungal isolates were identified by partial sequencing of their internal transcribed spacer (ITS) region. Eleven different fungal genera were found, and the most prevalent was Cladosporium, followed by Fusarium, Penicillium, Alternaria, and Aspergillus. The fungal community composition varied among the four sites. Fungal community structure was significantly related to site (r = −0.293, p = 0.039) and to time of year (r = −0.523, p = 0.000). The concentrations and abundance of airborne fungi varied greatly throughout the year at the four sampling sites. Meteorological parameters (e.g., temperature, relative humidity) and the number of visitors also influenced both abundance and community structure of airborne fungi in the Mogao Grottoes.     

腾格里沙漠人工植被区固沙灌木影响深层土壤水分的动态模拟研究

灌木是我国沙漠地区主要的优势植物类型,固沙灌木的存在有益于沙丘的固定进而有利于退化沙漠生态系统的生态恢复。基于腾格里沙漠沙坡头地区50多年的人工植被区长期观测研究,建立生态-水文模型模拟了该地区固沙灌木盖度和深层土壤水分的动态变化过程,结果表明,固沙灌木的建立改变了沙区原有的生态-水文过程,在固沙灌木建立40多年后,固沙灌木的盖度和深层土壤水分达到了新的平衡状态。灌木盖度逐渐稳定在(10±0.9)%左右,而深层土壤水分稳定在(2.58±0.2)%左右。因此,在年均降雨量为186mm的腾格里沙漠沙坡头地区,土壤水分的最大植被承载力为:灌木和生物土壤结皮的盖度分别维持在10%和60%,深层土壤水分维持在3%左右。     

The effect of fire and ants on the seed-bank of a shrub in a semi-arid grassland

Abstract Invasion of grasslands by woody plants following the introduction of domestic stock is a worldwide phenomenon. Burning is frequently recommended as a remedial measure but for a pastoral enterprise it is costly and the frequency of the fires required is of critical economic importance. The size and longevity of the soil seed-bank is an essential part of the response of shrub populations to prescribed fire regimes. In this study the seed-bank of the semi-arid zone shrub Dodonaea attenuata in Eragrostis eriopoda tussock grassland was examined in relation to harvesting by ants and the burning history of the sites. On unburnt sites, more than 3500 seeds per m2 entered the seed-bank in the summer 1984–85 but sites burnt 5 years previously produced less than one-third of that number. Burnt shrubs did not flower for 5 years and no seeds survived in the soil through to 1985. Burning immediately prior to seed ripening destroyed the seed crop but burning after seed-fall stimulated a greater germination in the following spring than on unburnt treatments. Ants rapidly harvested most of the seeds produced and after 20 months the combined effects of ant harvesting and germination had reduced the seed-bank at unburnt sites to 8–21 seeds per m2 and at sites burnt 7 years previously to less than two seeds per m2. Seeds were initially harvested in summer by Pheidole spp. of ants for their elaiosome and then discarded in middens outside the entrance to the ant nest. During the subsequent cool season the seeds were taken back into the nest and stored at depths ranging from 2 to 30cm. It was concluded that ants provided short-range dispersal (< 10 m) and promoted the contagious distribution of D. attenuata, which is advantageous for a fire-susceptible, arid-zone shrub invading a grassland liable to be burnt: seedlings derived from seeds in ant storage chambers near the soil surface and in sparse grass situations caused by competition from shrubs may obtain some survival advantage. Prescribed fire has potential as a management tool for controlling population density of D. attenuata because, depending upon season and frequency, it reduces seed rain by killing shrubs, suppresses flowering activity and destroys seed crops on the plant. Under the influence of a regime of regular burning, such as prevailed prior to the European pastoral industry, the limited soil seed-bank would have been a major constraint on D. attenuata populations.     

沿海基干林带结构调控对林分冠层结构参数及林地土壤的影响

以上海浦东沿海水杉基干林带为研究对象,分析水杉林分间伐以及间伐后林下套种其他树种构建复层林2种结构调控措施下林分冠层及林地土壤的变化。结果表明:间伐和复层林构建可显著促进上层乔木树高和胸径的生长,也有助于林下乔灌木和草本植物的发育;未间伐水杉林带LAI最高,其次为复层林带,间伐林分最低。各林分林隙分数的分布特征与LAI相反;3种林分土壤全N、全P和速效K含量差异不显著,而间伐林和复层林土壤速效P、水解N和有机质含量比未间伐林有进一步改善,但间伐林分和复层林带之间土壤养分状况没有显著差异;林分结构调控增加了0～50cm土壤有机碳储量,其中以0～15cm土层有机碳密度最高。复层林带和间伐林土壤呼吸速率比未间伐林分别提高了42%和33%。     

毛乌素沙地优势灌丛对两种松树幼苗的保育作用

选择毛乌素沙地优势灌丛柠条(Caragana intermedia)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)和沙柳(Salix psammophila)作为保育植物,选择2年生油松(Pinus tabulaeformis)和樟子松(Pinus sylvestris)幼苗作为目标植物,将其分别种植在开阔地、柠条、紫穗槐和沙柳4种微生境下,连续3a监测油松和樟子松幼苗的存活和生长动态,从而确定毛乌素沙地优势灌丛是否对植物幼苗的定居有促进作用。结果表明:柠条、紫穗槐和沙柳冠层下光照强度、大气温度和土壤温度都显著低于开阔地,致使土壤湿度增高,油松幼苗总存活率均显著高于开阔地,而樟子松幼苗总存活率仅紫穗槐冠层下显著高于开阔地(P0.05)。紫穗槐冠层下油松和樟子松幼苗总存活率均最高(P0.05),外来种紫穗槐可选为保育植物。保育灌丛下松树幼苗的主枝生长良好,并未受到抑制,但第1年主枝生长长度最小。光照强度和土壤湿度是决定主枝生长长度的重要因素。保育灌丛高度和冠幅面积与油松和樟子松幼苗存活率呈显著正相关(P0.05)。固氮灌丛(紫穗槐和柠条)对松树幼苗存活有持续的促进作用,但柠条冠幅结构紧密,可能因为对光的竞争,减弱了促进作用。沙柳灌丛下松树幼苗的存活率较低。油松幼苗具有一定程度的耐阴性,樟子松幼苗喜光性强,保育灌丛下油松幼苗存活率显著高于樟子松幼苗(P0.05)。总的来说,保育灌丛对松树幼苗的定居有促进作用,保育植物技术可作为一种有效的恢复措施,应用在毛乌素沙地的植被恢复中来。但是,保育灌丛的选择要考虑是本土种或外来种,以及灌丛的高度、冠幅大小、冠幅结构和化学效应,恢复物种的选择要考虑其自身的生物学特性及其与保育植物的相互作用。