不同温度条件下运动和摄食对细鳞鲑幼鱼代谢模式的影响

为了揭示不同温度条件下运动和摄食对细鳞鲑幼鱼代谢模式的影响,在饱和溶氧(>8.0 mg·L^-1)条件下,分别测定了空腹组和摄食组在5个处理温度(4、8、12、16和20 ℃)下的运动前代谢率(MO_2p)、活跃代谢率(MO_2a)、代谢范围(MS)、临界游泳速度(U_C)以及10个流速水平下的实时游泳代谢率(MR).结果表明: 在各个温度条件下,摄食组的MO_2p和MO_2a均显著高于空腹组(P<0.05),且分别提高了15%和12%(4 ℃)、47%和23%(8 ℃)、30%和21%(12 ℃)、43%和36%(16 ℃)及8%和7%(20 ℃);摄食组与空腹组的U_C和MS均无显著性差异(P>0.05),但随着温度升高,两组的MS均呈现下降趋势;随流速的增加,各组的游泳代谢率呈先升高后降低的变化规律,且摄食组显著大于空腹组(P<0.05),各组的最大代谢率峰值均出现在低于U_C的流速条件下;在细鳞鲑幼鱼的游泳速度接近70%U_C的运动过程中,其代谢率不断增大至峰值,随后在游泳速度达到U_C的过程中,代谢率呈下降趋势.表明在一定温度范围条件下,细鳞鲑幼鱼的最大代谢率是由运动与摄食共同诱导产生的,在达到最大代谢率峰值的过程中代谢表现为添加模式;之后随游泳代谢率的下降,摄食诱导的代谢率被削减,该过程表现为运动优先代谢模式.     

游泳加速模式对团头鲂和南方鲇的最大游泳速度及运动代谢的影响

为了探讨游泳加速模式对不同生态习性鱼类游泳性能及运动代谢的影响,评估团头鲂(Megalobrama amblycephala)和南方鲇(Silurus meridionalis)的临界游泳速度(Ucrit)、爆发游泳速度(Uburst)和最大代谢率(MMR)的适宜测定方法,在4种加速模式条件下,检测了实验鱼的最大游泳速度(Vmax),以及鱼体在运动过程中及其力竭后代谢恢复期的耗氧率(MO2)。结果显示:在速度增量(ΔV)为20 cm/s,加速持续时间(Δt)为2min的加速模式条件下,团头鲂和南方鲇的Vmax及游泳过程的无氧代谢占比均分别显著高于其他3种加速模式(P<0.05),呈爆发运动(Uburst)状态。在ΔV为10 cm/s,Δt分别为20、40和60min的加速模式下,两种鱼的无氧代谢占比均在12%以下且相互间无显著差异(P>0.05);其中团头鲂在这3种加速模式下的Vmax之间无显著性差异(P>0.05);而南方鲇在ΔV为10 cm/s、Δt为20min条件下的Vmax显著高于另2种加速模式的测定值(P<0.05)。两种鱼的MO2在各加速模式下均随着...     

温度对鳊幼鱼临界游泳速度和代谢范围的影响

为了考查温度对鳊(Parabramis pekinensis)幼鱼有氧运动能力的影响并探讨有关代谢机制,本研究分别在不同温度(10、18、26和34℃)下测定实验鱼的静止耗氧率(RMR)、临界游泳速度(Ucrit)和运动过程中的最大耗氧率(MMR),并以MMR和RMR的差值分别计算各温度下的能量代谢范围(MS).结果表明:随着温度的上升,Ucrit呈现显著上升的趋势(P＜0.05),温度由10℃升高至34℃,Ucrit由(6.01±0.32)升至(8.82±0.27) BL·s-1;RMR和MMR也随温度的升高呈现显著上升趋势(P＜0.05),其测定值在温度由10℃升高至34 c℃时分别为(161.7±28.8)、(293.0±27.6) mg O2·kg-1·h-1和(558.6±20.4)、(1278.7±57.4) mgO2 ·kg-1 ·h-1,MMR在34℃与26℃相比有下降趋势;MS在10～26℃范围随温度的上升显著上升,26 ～ 34℃却出现显著下降(P＜0.05).可见:Ucrit和MS在高温条件下的反应不尽一致;这可能与水的粘滞系数下降、进而导致鳊能量效率提升有关,还可能由于实验鱼无氧代谢能力提高所致.     

温度和重复测定对秦岭细鳞鲑快速启动反应、游泳性能及力竭后代谢特征的影响

在全球气候变暖背景下,冷水性鱼类的温度适应性备受关注。秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis)是目前世界上分布最南端的两种鲑科鱼类之一,为国家Ⅱ级重点保护水生野生动物。尽管温度是决定该物种生存与分布的关键因子,然而其热生物学相关研究至今鲜见报道。研究考察了驯化温度(6℃、12℃和18℃)和重复测定对秦岭细鳞鲑生态相关的重要指标如快速启动反应、游泳性能及力竭后代谢特征的影响。结果发现:(1)快速启动反应时滞(Latency time,Tlatency)随温度升高而变短(P<0.05),但温度和重复测定对反应率(Reaction rate,R)无显著影响(P>0.05);(2)温度对步法转换速度(Gait transition speed,Ugait)和匀加速游泳速度(Constant acceleration test speed,Ucat)影响显著(P<0.05),重复测定对Ugait和Ucat无显著影响(P>0.05);(3)温度对日常代谢率(Routine metabolic rate, RMR)和最大代谢率(Maximum metabolic rate, MMR)影响显著(P<0.05)、对代谢空间(Metabolic scope,MS)无显著影响(P>0.05),重复测定对MMR和MS均无显著影响(P>0.05);(4)低温驯化方向(6—12℃)生理参数的Q10值较大,而高温驯化方向(12—18℃)生理参数的Q10值较小。研究结果提示:(1)高温下秦岭细鳞鲑快速启动反应更为迅速,但该物种对低强度机械刺激主要采用静息而非逃逸的策略;(2)秦岭细鳞鲑游泳性能对温度变化的敏感性较高,游泳性能的最适温度估计介于12—18℃之间;(3)秦岭细鳞鲑具备较好的代谢恢复与重复运动能力,但总体上游泳性能较弱,可能易受生境水温和水流环境变化的限制。     

不同生活史阶段秦岭细鳞鲑与同域物种拉氏鱥爆发游泳能力比较研究

爆发游泳能力是表征鱼类生存适合度的重要组分。栖息地破碎化对溪流鱼类(尤其是洄游性鱼类)的生存繁衍构成了严重威胁,同时也对鱼类爆发游泳能力提出了更高要求。秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis)是我国珍稀特有种、国家Ⅱ级重点保护野生动物,常需要进行多次重复爆发游泳运动以穿越激流甚至堤坝阻隔,因此爆发游泳能力及其可持续性对该物种生存至关重要。相较于秦岭细鳞鲑显著的洄游性,其分布区最为常见的同域物种拉氏鱥(Phoxinus lagowskii)则趋于定居性,二者既是研究同域物种适应进化理论的优越动物模型,又是鱼类栖息地保护与修复实践中十分理想的受试目标。为探究秦岭细鳞鲑及其同域物种拉氏鱥爆发游泳能力的种间差异与种内变异,采用自制的仿生态鱼类爆发游泳能力测定装置,分别测定了不同生活史阶段两种实验鱼的绝对爆发游泳速度(Burst swimming speed, U_burst)、相对爆发游泳速度(Relative burst swimming speed,rU_burst)及其可持续性。结果表明:(1)两种实验鱼U_burst、rU_burst均具有较高的可持续性(ICC系数 ＞ 0.75),但秦岭细鳞鲑U_burst和rU_burst具有更强的恢复力;(2)总体上秦岭细鳞鲑的U_burst高于拉氏鱥,二者U_burst差异显著、不存在趋同适应;(3)生活史阶段效应对秦岭细鳞鲑和拉氏鱥U_burst、rU_burst均影响显著,两物种爆发游泳能力种内变异模式相近,U_burst随发育年龄增加而增加、rU_burst随发育年龄增加而减少。研究结果提示,未来鱼类游泳能力关联的鱼道设计或涉水工程评价中,应综合考虑生活史阶段效应和不同物种的生态习性及其种间差异。     

不同脂肪源对细鳞鲑生长、脂质代谢及抗氧化性能的影响

配制4种含有鱼油(FO)、菜籽油(CO)、棕榈油(PaO)和大豆油(SO)的饲料投喂初始体重为(22.19±1.10) g的细鳞鲑幼鱼52d, 探讨不同脂肪源对细鳞鲑(Brachymystax lenok)幼鱼生长、脂质代谢及抗氧化性能的影响。结果显示, 增重率、特定生长率和饲料效率均以鱼油和大豆油组最高, 棕榈油组次之, 菜籽油组最低, 其中大豆油组与鱼油组无显著差异(P>0.05)。不同脂肪源对细鳞鲑幼鱼肌肉粗成分无显著影响(P>0.05)。摄食大豆油的细鳞鲑可以明显提升肌肉中的22:6n-3含量, 表明细鳞鲑具有将18:3n-3转化为22:6n-3的能力, n-3 系列脂肪酸是细鳞鲑起主要作用的必需脂肪酸。与鱼油相比, 植物油脂导致了细鳞鲑血清中甘油三酯含量的显著升高以及胆固醇含量的显著降低, 肝脏中ACC1和FAS的mRNA表达量明显下调, 以及Δ6 Fad的mRNA表达量的明显上调(P<0.05)。投喂不同脂肪源饲料的细鳞鲑肝脏ROS、MDA、GPx含量以及TBARS值发生明显变化(P<0.05)。研究结果表明鱼油和大豆油可作为细鳞鲑幼鱼饲料的脂肪源, 而棕榈油和菜籽油不适宜作为细鳞鲑幼鱼的单一脂肪源。     

水温和体重对白斑红点鲑临界游泳速度和游动耗氧率的影响

为了揭示水温和体重对白斑红点鲑(Salvelinus leucomaenis)临界游泳速度和游动耗氧率的影响, 利用试验生态学方法测定了不同体重(1龄组、2龄组和3龄组)的白斑红点鲑在4、8、12、16、20和24℃共6个水温的临界游泳速度和游泳耗氧率。结果表明: 水温和体重对临界游泳速度的单独效应均显著(P0.05), 但水温和体重交互作用效应却不显著(P0.05), 在相同水温下白斑红点鲑临界游泳速度均随着年龄的增长(体重增加)而增加。水温4℃时3个年龄组白斑红点鲑临界游泳速度均最低, 分别为(21.61.06)、(22.930.61)和(30.271.29) cm/s, 随着水温的升高临界游泳速度均不断增加, 当水温升高到16℃时临界游泳速度达到最大值, 分别为(39.60.80)、(46.800.80)和(53.731.22) cm/s, 此后随着水温进一步升高到20℃, 临界游泳速度虽出现略微降低, 但经统计分析16℃和20℃时临界游泳速度无显著性差异(P0.05), 当水温达到24℃时却出现明显降低。水温和流速以及二者的交互作用对游泳耗氧率的影响均达到显著水平(P0.05), 白斑红点鲑在适宜的相同水温和流速时体重越大其游泳耗氧率越低, 整体观察3个年龄组白斑红点鲑鲑游泳耗氧率均随着水温和流速的增高而增高, 但当水温和流速升高到一定值游泳耗氧率却出现降低。研究得出体重较大的个体在相同水温下抵抗水流的游泳能力较强, 3个年龄组白斑红点鲑适宜的最高水温不应超过20℃, 最高流速依次不应超过32、40和48 cm/s。       

秦岭细鳞鲑代谢及低氧耐受能力对温度驯化的响应

为考察秦岭细鳞鲑（Brachymystax lenok tsinlingensis）代谢及低氧耐受能力对温度驯化的响应,将实验鱼于6℃、12℃和18℃下驯化4周后,采用密闭式呼吸代谢测定仪对其静止代谢率（Resting metabolic rate,RMR）和临界氧压（Critical oxygen press,P_crit）等参数进行测定。结果发现,RMR随驯化温度升高而升高,在6-12℃、12-18℃温度内,RMR的Q₁₀值分别为2.59和2.77,表明该物种对温度的敏感性较高;P_crit值随驯化温度升高而升高且与RMR显著正相关,在驯化温度范围内（6-18℃）,P_crit提升了76.2%。研究结果提示:秦岭细鳞鲑应对低氧环境的生理可塑性较差,在高温下RMR增加可能是导致其低氧耐受能力降低的内在机制之一。     

不同适应条件对细鳞鲑幼鱼游泳能力的影响

为了研究适应条件对鲑科鱼类幼鱼续航游泳能力的影响,在(16.0±0.2)℃和8 mg/L溶解氧条件下,以续航时间作为评定游泳能力的关键指标,通过适应时间、适应流速、加速时间以及测试流速对细鳞鲑幼鱼的续航游泳时间的影响进行了研究,试验采用4因素8水平的均匀设计方案。结果表明,最大适应流速应控制在1—1.5 BL/s为宜,相应的最佳适应时间应为1 h,在合理条件下适应流速和适应时间对续航游泳能力的影响可忽略不计;加速时间只在大流速条件下(0.5 m/s)对续航时间有极显著影响,其他情况的影响可以忽略不计;尽管长时间适应环境更有利于鱼类身体机能的充分调整,但适应时间仍建议控制在1—2 h以内,且受试鱼类要经过试验前的适应能力筛选;测试流速建议控制在3—4 BL/s以内,以避免超过鱼类的最大游泳耐受范围。测试流速对细鳞鲑幼鱼的续航时间有极为显著的影响,其续航时间随测试流速的增加呈幂函数规律衰减。     

障碍物对鳙幼鱼游泳行为的影响

天然河道底部的障碍物形成了复杂的水流环境,洄游鱼类对复杂水流环境的响应行为对于鱼能否上行或下行通过障碍物并完成生活史至关重要。本研究在封闭水槽中采用递增流速法测试了鳙(Aristichthys nobilis)幼鱼在不同障碍物型式下的临界游泳速度,结果表明：鳙幼鱼在自由来流、圆柱和半圆柱下的临界游泳能力无显著性差异(P>0.05),而方柱下鳙幼鱼的临界游泳能力显著降低(P<0.05);鳙幼鱼受障碍物下游复杂流场影响表现出3个特征游泳姿态,依此划分出3个位置区间;为了分析方柱下游泳能力下降的原因,统计了不同流速下鳙幼鱼在3个位置区间所占的时间百分比,并提取了相应的游泳动力学指标,包括摆尾频率、摆尾幅度、鱼头侧向最大加速度、鱼身侧向最大加速度、身体波动速度、身体波长和鱼头最大转角速度;鳙幼鱼在近柱区(障碍物下游6～26 cm; A区)停留时间最长,时间百分比高达63.1%;其次是中区(障碍物下游26～46 cm; B区)为29.1%;远柱区(障碍物下游46～66 cm; C区)最低,为7.8%;不同水流速度下,鳙幼鱼在方柱下游3个位置区间的时间百分比分布也有明显差异,在流速为5...     

农田生态系统不同土地利用方式与管理措施对土壤质量的影响

于2005年在北京市延怀盆地选择农田生态系统中的玉米地、大豆地两种传统土地利用方式,以及近10～20 年由传统农业用地转化而来的蔬菜和果园用地,研究农田生态系统不同土地利用方式与管理措施对土壤质量的影响.结果表明,菜地、果园和高投入玉米地土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量明显高于中、低投入玉米地和大豆地土壤.在各种土地利用类型中,SOC、TN和TP的变化范围分别为7.67～10.00 g·kg^-1、0.75～1.12 g·kg^-1和0.63～1.00 g·kg^-1;菜地土壤有效磷(AP)含量和电导率(EC)显著高于其他土壤,不同农田生态系统土壤物理性状差异不明显.果园和菜地土壤质量指数分别为0.525和0.503,高于传统农田玉米和大豆土壤(0.417～0.494).菜地土壤的养分有效性最高,水分有效性和根系适宜性低于果园土壤,应注意菜地非点源污染的潜在风险.在传统农业用地中应采取培肥地力等方式提高土壤质量.     

黄土丘陵区小流域土地利用和植被恢复对土壤质量的影响

土壤质量的维护和提高是全球生物圈可持续发展的重要因素之一．对黄土丘陵小流域持续利用25年后的荒草地、山杏林地、农地、油松林地、灌木林地和撂荒地土壤性状的研究结果表明,不同土地利用方式和植被恢复类型对土壤质量有很大影响;植被恢复重建和农地撂荒将增加土壤有机质含量,提高土壤质量;粗放的农业耕作措施将降低土壤质量并引起土壤退化;灌丛有明显的肥力岛屿作用;撂荒在一定程度上可以培肥土壤。随着“西部大开发”、“退耕还林还草”和生态重建工程的开展,在半干旱黄土丘陵沟壑区,建植灌木、种植牧草、农地撂荒和自然恢复是较好的生态重建和植被恢复方式。     

土地利用变化对沙地土壤全氮空间分布格局的影响

利用经典统计学和地统计学相结合的方法,分析了科尔沁沙地东南缘草地和8年前开垦的耕地土壤全氮含量和空间分布格局．结果表明,草地与耕地表层(O～10cm)土壤全氮含量差异不显著,亚表层(10～20cm)含量差异显著(P     

不同土地利用方式下沙地土壤水分空间变异规律

利用地统计学的方法 ,研究了科尔沁沙地甸子地不同土地利用方式草地和玉米地春季土壤含水量的空间变异规律。结果表明 ,草地表层、亚表层土壤含水量的变异函数均可很好地拟合成球状模型 ,具有明显的空间结构特征 ,其空间相关度分别为 0 979、0 999,变程分别为11 5 7m、19 4 1m ,分数维分别为 1 5 71、1 5 35 ,Moran’sI系数表现为在近距离内 (0 5～ 2 5m)为较强的正相关 (I=0 3～ 0 8) ,随着距离的增大 ,相关性变小 ,>5m后表现为较弱的负相关(I =0 2 )的变化趋势 ,克立格制图均表现出中央和四周高 ,西北角存在明显过渡带的空间分布格局 ,表层和亚表层具有很大的相似性。而耕地表层、亚表层土壤含水量变异函数分别拟合成线性和球状模型 ,其空间相关度分别为 0 344、0 914 ,变程分别为 7 6 7m、9 31m ,分数维分别为 1 92 8、1 6 81,Moran’sI系数分析和克立格制图表明表层、亚表层土壤含水量存在明显的差异。因此草地和耕地土壤含水量变异函数模型及参数、分数维、Moran’sI系数和克立格制图均存在明显的区别。同草地相比 ,玉米地土壤含水量空间格局特征表现为空间依赖性小 ,随机性大 ,空间自相关作用范围小 ,破碎化程度高。所以有必要采取退耕还草的措施来保护和恢复沙地生态系统的健康。     

北方农牧交错带土地利用类型对土壤养分分布的影响

对北方农牧交错带多伦县5种土地利用类型进行118个土壤样点分析表明,农田土壤养分含量最低,草地含量处中等,林地含量最高.分别对4种不同土地利用类型在4种＞15.坡的小流域进行布点采样,研究不同土地利用结构对土壤有机质、速效磷、速效氮和全氮的影响.结果表明,在垂直方向上,由坡底到坡中到坡顶,对应的耕地-草地-林地土壤养分要比对应草地-林地-耕地这一土地利用类型中土壤营养元素含量高出1倍左右,说明此种土地利用类型具有较好的土壤养分保持能力,从而优化出最适合当地的土地利用类型,为改善生态环境、提高当地经济效益提供科学依据.     

科尔沁沙地人工小叶锦鸡儿植被水分入渗动态研究

通过对科尔沁沙地不同年龄人工小叶锦鸡儿固沙植被降雨入渗的研究 ,阐明植被对沙地水分入渗的影响。结果表明 ,在降雨量 4 3 4mm ,降雨强度 3 9mm·h-1时 ,降雨后 12 0h内流动沙丘和 5年生人工小叶锦鸡儿植被的水分入渗深度分别为 180cm和 15 0cm ,15年生人工小叶锦鸡儿植被降雨入渗深度为 10 0cm。流动沙丘降雨后土壤水分变化剧烈 ;有植被沙地降雨后土壤水分变化平缓 ,水分下渗浅 .随着植被年龄的增加 ,浅层土壤截留降雨能力不断加强 ,最终形成不透水土层。降雨后短期内流动沙丘浅层土壤中含水量高 ,后期有植被沙丘深层土壤含水量高     

几种灌木、半灌木对沙地土壤肥力影响机制的研究

研究了科尔沁地广泛分布的几种灌木和半灌木的“肥岛”和根际效应。结果表明,在灌丛下土壤有机C、全N和全P分别比灌丛间地高56％、51％和37％,土壤电导率（EC）提高了56％,但pH值并无明显变化;灌木根际土壤较非根际土壤有机C和全N分别高76％和54％,根际土壤pH降低0．19个单位,EC提高了2－3倍,但土壤全P并无显著变化,灌丛下土壤发和根际中土壤养分含量显著相关,表明丛肥岛的利于根系的生长,导致更多的根际沉积;而根系的活动又促进了肥岛的发育,灌丛对沙地土壤肥力的影响机制在于：灌丛对土壤风蚀物质、降尘和凋落物等的截获,形成灌丛“肥岛”;并通过发达的根系以根际沉积的形式向土壤输入大量的有机物质,从而使周围土壤的肥力性关得以改善。     

A minimum data set and soil quality index to quantify the effect of land use conversion on soil quality and degradation in native rangelands of upland arid and semiarid regions

Conversion of native rangelands to croplands potentially influences soil functions and quality. The aim of the current study was to assess soil quality (SQ) after rangeland conversion and degradation for more than 40 years using an indexing framework and integrated approach. Fifteen soil attributes were measured at two sampling depths (0–20 and 20–40 cm) of paired native undisturbed and adjacent cultivated rangelands at three rangeland sites. The soil organic carbon (OC), electrical conductivity (EC) and arylsulphatase (ARY) activity were found to be the key indicators of the minimum data set and these indicators greatly affected the computed soil quality index (SQI), particularly in the soil surface. The contribution of OC, EC and ARY to the overall SQI was 77, 13 and 10%, respectively. Although rangeland conversion reduced other soil attributes (including aggregate stability, available water capacity, cation exchange capacity, microbial biomass, microbial activity and the activities of urease and invertase enzymes), in particular at the 0–20 cm depth, these variables did not contribute to the estimated SQI values because of their high correlation with OC contents (i.e., strong interdependency). Cultivated rangelands were characterized by a low soil OC content, EC and ARY activity, and consequently a low SQI. A significant decline in SQI value (29–47%) was observed as a result of rangeland conversion to croplands, depending on soil depth considered and scoring function used to compute the SQI. Overall, converting native rangelands to croplands decreased SQ to 52–64% of their potential capacity using a non-linear scoring method. In summary, soil OC, EC and ARY are the most important indicators, which can be used to monitor and asses the degradation of rangeland SQ after conversion to croplands in these arid and semiarid upland environments. This finding is of especial importance because the assessment of SQ allows the successful and straightforward discrimination between rangeland and cropland ecosystems or to quantify land use conversion effects on SQ. It is concluded that the rate of soil changes can be assessed and compared more accurately in the studies of land use conversions in native rangeland ecosystems using the current indexing framework due to its simplicity and quantitative flexibility.     

土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展

土壤有机碳是陆地碳库的重要组成部分,也是当前全球碳循环和全球变化研究的热点。土地利用/覆被变化及土地管理变化通过影响土壤有机碳的储量和分布,进而影响温室气体排放和陆地生态系统的碳通量。研究土地利用变化影响下的土壤有机碳储量及其动态变化规律,有助于加深理解全球气候变化与土地利用变化之间的关系。在阅读国内外有关文献的基础上,分别从土地利用及其管理方式变化的角度,概括了土地利用变化对土壤有机碳的影响过程与机理;针对当前研究的两大类方法,即实验方法和模型方法,分类详细介绍了它们各自的特点以及存在的一些问题。在此基础上,提出今后土地利用变化对土壤有机碳影响研究的发展趋势。