新疆天山一号冰川地区十种藓类植物叶尖的微形态观察

在光学显微镜和扫描电镜下,对新疆天山一号冰川地区生长的10种藓类植物的叶尖（毛尖）的形态、齿（刺毛）、疣、角质层纹饰等微结构进行观察,其中电镜观察结果均为首次报道。结果表明：10种藓类植物叶尖的顶尖细胞和边缘细胞大部分都是透明的,并且细胞壁厚,细胞腔大;而叶尖边缘内卷、粗糙,细胞壁厚,干时细胞壁上下或侧面凹陷,其上有较多的小孔,这些都是明显耐旱特征,有利于水分的吸收及抵御长期寒冷、反射太阳辐射对其伤害,叶尖的类型对苔藓植物科、属级的分类意义不大,但其微形态如叶尖细胞及边缘细胞的形状、数目、细胞壁的凹陷程度以及其上角质层纹饰、乳突的微形态在同属的不同种之间存在明显差异,对于属下种间的鉴定具有一定的分类学价值。     

一号冰川地区4种藓类植物的解剖学研究

运用石蜡切片技术和扫描电镜方法,对一号冰川地区生长的4种藓类植物茎、叶的内部结构及叶表皮角质层褶皱、疣和中肋等进行观察,结果表明：红扭口藓（Barbula asperifolia Mitt．）茎横切面呈多棱形;叶背、腹面角质层厚,粗疣不分叉,但顶端朝细胞凹陷处倾斜;叶背面细胞壁凹陷深,象张开的气孔,粗疣也藏在其中,中肋突出明显。丛叶扭藓（Tortella humilis （Hedw．） Jenn．）茎横切面呈椭圆形;叶背、腹面中上部均密被鹿角状粗疣,这些分叉的粗疣,从凹陷的细胞壁处成束突起,顶端向下弯曲成钩状,在叶的下部疣状突起则逐渐减少至无,中肋较宽。异叶提灯藓（Mnium heterophyllum （Hook．） Schwagr．）茎横切面呈五棱形;叶细胞一层,呈不规则多边形,细胞壁凹陷使叶片呈网状;中肋红色。大灰藓（Hypnum plumaeforme Wils．）茎的横切面呈圆形;叶背、腹面均密被疣状突起,且差异不大,粗疣顶部均倒向孔口呈遮盖状;中肋短而弱。     

一号冰川地区四种藓类植物的解剖学研究

运用石蜡切片技术和扫描电镜方法,对一号冰川地区生长的4种藓类植物茎、叶的内部结构及叶表皮角质层褶皱、疣和中肋等进行观察,结果表明：红扭口藓(Barbula asperifolia Mitt.)茎横切面呈多棱形;叶背、腹面角质层厚,粗疣不分叉,但顶端朝细胞凹陷处倾斜;叶背面细胞壁凹陷深,象张开的气孔,粗疣也藏在其中,中肋突出明显。丛叶扭藓(Tortella humilis (Hedw.) Jenn.)茎横切面呈椭圆形;叶背、腹面中上部均密被鹿角状粗疣,这些分叉的粗疣,从凹陷的细胞壁处成束突起,顶端向下弯曲成钩状,在叶的下部疣状突起则逐渐减少至无,中肋较宽。异叶提灯藓(Mnium heterophyllum (Hook.)Schwagr.)茎横切面呈五棱形;叶细胞一层,呈不规则多边形,细胞壁凹陷使叶片呈网状;中肋红色。大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)茎的横切面呈圆形;叶背、腹面均密被疣状突起,且差异不大,粗疣顶部均倒向孔口呈遮盖状;中肋短而弱。     

乌鲁木齐河源区12种藓类植物叶尖的微形态结构

对乌鲁木齐河源区生长的12种藓类植物叶尖的顶端细胞,以及与其相邻的其他叶尖细胞表面的小孔、乳突、角质层纹饰等微结构,进行光学显微镜和扫描电镜观察,为高山冻原区苔藓植物的结构、分类及生理生态学研究提供理论依据。结果表明:大多数藓类植物叶尖的顶端细胞透明,但形态各异,细胞比叶片细胞长,干时细胞壁有的收缩凹陷,有的并不收缩,细胞壁表面有不规则细纹及细小的颗粒;叶尖在干时边缘内卷或拧卷、细胞壁厚、表面有较多的小孔,这些特征有利于水分的吸收及抵御长期寒冷、反射太阳辐射对其伤害而适应环境所形成的生存策略。叶尖的类型对苔藓植物科、属级的分类意义不大,但其微形态如叶尖顶端细胞及其他细胞的形状、数目、细胞壁的凹陷程度以及其上角质层纹饰、乳突、粗疣及小孔等微形态结构特征,在同属的不同种之间存在明显差异,具有一定的分类学价值。     

高寒冰缘区15种藓类植物茎的形态结构研究

采用石蜡切片方法和扫描电镜方法,对高寒冰缘区生长的15种藓类植物茎的结构进行解剖学观察分析,为高寒冰缘区藓类植物在极端环境下的生存机理及其生态应用提供依据。结果表明:高寒冰缘区的15种藓类植物的茎分为表皮、皮部、中轴三部分。茎表皮细胞多为一层,长短不一,细胞壁表面粗糙,表面纹饰多为鳞片状、颗粒状、浅窝点状,表皮细胞的细胞壁加厚程度不同;皮部所占面积最大,大部分有内、外皮部的分化,细胞壁由外向内逐渐变薄,细胞由小到大又到小的整齐或镶嵌排列;中轴分化但其细胞数多少不一,细胞壁多具角隅加厚。研究认为,高寒冰缘区藓类植物具有典型的耐寒、耐旱结构特征,这些结构特征能够增强藓类植物的支撑和传导水分的作用,以抵御长期寒冷、干旱、多强风等恶劣环境;其中细胞的形状、数目、细胞表面的纹饰等微形态结构特征也具有潜在的分类学意义。     

四种旱生藓类植物的比较结构学观察

对新疆产的４种藓类植物茎、叶的表面及内部结构进行了观察,结果表明：尖叶大帽藓（Ｅｎｃａｌｙｐｔａ ｒｈａｂｄｏｃｕｒｐａ Ｓｃｈｗａｅｇｒ．）茎的中部结构类似于种子植物（单子叶）根的内皮层,其茎表皮也有类似于种子植物表皮毛（腺毛）的腺体。在阔叶紫萼藓（Ｇｒｉｍｍｉａ ｌａｅｖｉｇａｔａ（Ｂｒｉｄ．）Ｂｒｉｄ．）茎的中轴部,厚角组织发达,数层皮部厚壁组织也很发达。小石藓（Ｗｅｉｓｉａ ｃｏｎｔｒｏｖ     

不同生境下十七种藓类植物叶的比较解剖学

使用石蜡切片法,对不同生境下的17种藓类植物的叶片进行了解剖观察和比较分析,结果表明不同种类的藓类植物在中肋导水主细胞的有无、厚壁细胞是否分化、中肋细胞层数及细胞密度、叶片细胞层数、叶表附属物、叶片细胞密度等方面存在显著差异。藓类植物叶的解剖结构具有生态适应意义,旱生环境下的藓类植物,叶片细胞胞壁具不同程度的增厚,有些藓类植物叶片具附属结构,藓类植物中肋的有无,反映了对水分吸收和运输方式的不同。例如,荫湿生环境下的羽枝青藓Brachythecium plumosum,其中肋细胞胞壁较薄,无导水主细胞和副细胞的分化,也没有厚壁细胞分化,能够在阴湿环境下吸收水分和养分;钝叶匍灯藓Plagiom niumrostratum具有与旱生藓类植物相似的中肋结构,叶片较厚,中肋具导水主细胞,中肋背面具厚壁细胞,这些特点使该种藓类植物能够分布于间隙性干旱胁迫的环境中;水灰藓Hygro-hypnum luridum叶片纤细柔弱,仅1层细胞,细胞胞壁薄,叶表无附属结构,中肋细胞层数少,无导水主细胞分化,也没有厚壁细胞,这些特点使得水灰藓能够生长在水生环境中;东亚小金发藓Pogonatum inflexum和波叶仙鹤藓Atrich umundulatum的叶腹面覆盖着栉片,东亚砂藓Racomitrium japonicum、大羽藓Thuidium cym-bifolium、福氏蓑藓Macromitrium ferriei、东亚短颈藓Diphyscium fulvifolium、扭口藓Barbula unguiculata和角齿藓Ceratodon purpureus的叶片表面有乳头状突起或疣状物,这些附属结构使它们能够适应于旱生的环境中。     

四种旱生藓类植物的比较结构学观察

对新疆产的4种藓类植物茎、叶的表面及内部结构进行了观察,结果表明：尖叶大帽藓(Encalypta rhabdocarpa Schwaegr.)茎的中部结构类似于种子植物(单子叶)根的内皮层,其茎表皮也有类似于种子植物表皮毛(腺毛)的腺体。在阔叶紫萼藓(Grimmia laevigata (Brid.) Brid.)茎的中轴部,厚角组织发达,数层皮部厚壁组织也很发达。小石藓(Weisia controversa Hedw.)叶中肋之中有小形厚壁细胞。弯叶墙藓(Tortula reflexa Li)的茎呈多棱形,表皮层具很厚的“树皮状”老皮,其叶表皮细胞密被马蹄形及叉状粗疣。这些特征反映了该类群植物由低等向高等演化的趋势,并可作为分类学依据之一。     

中国藓类植物孢子类型的初步研究

在对中国藓类植物孢子形态结构的系统观察基础上,从孢子壁层结构及孢子形态角度将中国藓类孢子类型初步划分为9种类型。每种类型以代表属名命名,对每种类型的大小、颜色、形状、极性、萌发孔及孢壁结构进行了描述。孢子的大小、颜色和形状有时会随环境条件而改变,而极性、萌发孔及孢壁结构很稳定,在类型划分中更重要。     

两种生境下的8种藓类植物茎结构的比较解剖学研究

对极端生境(旱生与水生)下的8种藓类植物,旱生条件下生长的虎尾藓(H edw ig ia cilia ta(H edw.)P.B eauv.)、欧黑藓东亚变种(And reaea rup estrisH edw.var.f auriei(B esch)T akak i)、长蒴紫萼藓(G rimm ia m acrothe-ca M itt.)、日本蓑藓(M acrom itrium jap on icum D oz.et M o lk)和簇生砂藓(R acom itrium aqua ticum(Schrad.)B rid.),水生条件下生长的大叶凤尾藓(F issid ens g rand if rons B rid.)、鳞叶水藓(F ontina lis squam osa H edw.)和短尖美喙藓(E urhynch ium angustirete(B roth.)T.K op.)进行了茎的横切及离析后细胞形态学的比较研究.结果表明:(1)生长在干旱条件下的5种藓类植物的茎无中轴分化,细胞壁厚;离析后可见细胞端尾和纹孔场数目多,端尾数目增多扩大了细胞间的接触表面积,纹孔场数目最多为2.60/细胞,显示出其机械组织发达,这些是对旱生生长环境的适应.(2)生长在水生条件下的3种藓类植物茎的中轴有或无,细胞壁薄;离析后可见细胞端尾和纹孔场数目少,纹孔场数目最少为0.37/细胞,茎表皮细胞壁薄且茎内有大量薄壁细胞,表明其机械组织不发达,这些特征与水生生长环境相适应.本文还对8种藓类植物茎的结构特征在分类中的应用进行了探讨,认为茎表皮、内外皮部宽度及细胞分化的比例、中轴的有或无等在属间种内的性状是稳定的,具分类学意义.     

中国西北典型冰川区大气氮素沉降量的估算——以天山乌鲁木齐河源1号冰川为例

高寒冰川区氮素沉降量的变化会对区域生态系统产生显著影响,定量评估冰川区的氮沉降状况可以为修正相关模型提供重要的原始数据。通过2004年1月至2006年12月在天山乌鲁木齐河源1号冰川连续采样,分析了中国西北典型冰川区大气氮素的沉降特征,并估算了该区域的年均氮素沉降量。研究结果表明,1号冰川湿沉降中的硝态氮 (NO₃^--N)、铵态氮 (NH₄⁺-N) 与总无机氮 (TIN) 存在着明显的季节变化特征:夏季沉降量最大,冬季最少,且与降水量表现出较好的对应关系。1号冰川氮素湿沉降的硝铵比 (NO₃^--N / NH₄⁺-N) 月平均值在0.3-1间波动。1号冰川TIN湿沉降量年平均值为1.51 kg/hm² (其中NH₄⁺-N沉降量占总量的69%,而NO₃^--N沉降量仅占31%),干湿沉降总量年均值为1.56 kg/hm²,总氮 (TN) 的干湿沉降总量年均值为3.85 kg/hm²。得到的冰川区氮素沉降量符合中国西部高寒区的一般水平,代表了该区域的本底值。     

天山一号冰川前沿生态系统真菌群落结构演替及分布格局

【目的】分析真菌群落结构和多样性随着一号冰川退缩前沿年代序列的变化,揭示真菌群落的演替轨迹及环境因子对群落组成的影响。【方法】采用宏基因组学研究方法,结合生物信息学和统计学分析技术,对取自一号冰川末端表面冰尘,底部和前沿14个样品进行总DNA的提取,ITS基因的扩增并使用Illumina Miseq平台测序,通过相关生物地理化学特性综合分析在不同年代序列下真菌群落结构及其演替规律。【结果】经测序,筛选和质控分析获得185103条rawreads,占78.3%的非单序列在97%的相似度聚类分析共得到300个操作分类单元(OTU),共划分为6个门:子囊菌门(Ascomycota,52.7%)、担子菌门(Basidiomycota,16.9%)、壶菌门(Chytridiomycota,15.1%)、接合菌门(Zygomycota,2.4%)和球囊菌门(Glomeromycota,1.2%)。从演替初期到后期阶段虽然子囊菌的序列数逐渐下降而担子菌出现缓慢上升趋势,但子囊菌随着土壤年代序列的增加始终为优势类群,壶菌在冰川底部和前沿基层普遍存在且丰度仅次于子囊菌和担子菌。我们在缺乏植被的最新退缩基层发现依靠自养型宿主存活的活体营养菌,如Taphrinomycetes、Urediniomycetes和Ustilaginomycetes。从冰川底部和前沿基层检测到丰度较高的酵母菌,而粪生真菌(coprophilous fungi)仅仅出现在冰川前沿基层,共23个操作分类单元。球囊菌仅在前沿部分样品中存在,有着十分狭小的生态位分布。【结论】一号冰川前沿随着年代序列的增加真菌群落存在明显的演替轨迹和多样性的显著变化,不同生态位真菌类群组成的相似性较低且都存在明显的指示性真菌类群。     

冰川前缘土壤微生物原生演替的生态特征——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

为了解冰川前缘土壤微生物在原生演替过程中的生态特征及其影响因素,用空间距离代替时间序列,以乌鲁木齐河源1号冰川终碛堤为起点,沿6个不同演替时期(0,4,15,31,43a和对照)的样带采集土样,以冰川附近发育良好的土壤为对照,测定土壤酶活性、微生物氮矿化与脱氨作用以及微生物生物量。结果表明,土壤脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、蔗糖酶活性、微生物氮矿化及脱氨作用随演替时间而增加,微生物生物量碳和氮变化呈波动状,趋势不明显。相关分析表明,土壤有机质与酶活、微生物生物量存在极显著正相关(P0.01)。1号冰川前缘微生物多样性指数随着演替时间持续增加,但目前仍未达稳定状态。     

天山一号冰川表面冰尘和底部沉积层中可培养酵母菌系统发育类群的分布及生态生理特征

【目的】揭示乌鲁木齐河源天山1号冰川表面冰尘(CS)和底部沉积层(DS)可培养酵母菌系统发育类群及其结构组成差异,分析低温酵母菌代表菌株之间的生态、生理生化特性。【方法】利用4种培养基分离天山1号冰川可培养酵母菌,采用ITS基因序列分析确定菌种的系统进化地位。对分离菌株的最适生长温度、耐盐性和产酶等生态、生理学特性进行分析。【结果】从冰尘和底部沉积层中共分离出152株酵母菌菌株,通过ITSrRNA基因序列的NCBI比对和Rep-PCR指纹分型,结果表明酵母菌类群包括担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌(Ascomycota),分属于14个属26种,其中担子菌门柄锈菌亚门(Pucciniomycotina)88株、伞菌亚门(Agariomycotina)24株,子囊菌门40株,冰川广布酵母菌Vishniacozyma victoriae为优势菌株(占比21.84%)。17种酵母的最适生长温度为15°C、2种为10°C、6种为20°C。25株代表酵母菌株产酶分析显示,产脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶菌株分别为11株、11株、5株,6株3种酶都不产。【结论】天山1号冰川冰尘及底部沉积层可培养低温酵母系统发育类群结构存在差异,产低温酶活性高、稳定性好,为今后冰川低温酵母菌的研究提供有价值的数据支持。     

天山巴音布鲁克斑头雁巢的聚集分布及其繁殖生态

对 1 992～ 1 994年新疆巴音布鲁克天鹅湖 3个雁岛定点观察表明 ,斑头雁巢密度为 33～ 55个 ,或 0 .59个巢·m- 2 ,其分布不均匀 .统计 1 84个巢 ,平均窝卵数 X±SD =4.47± 2 .1 9枚 .产卵高峰在 5月上、中旬 ,6月中旬大批幼雏破壳而出 ,为早成鸟 .8月上中旬幼雁长至 55～ 65d龄始飞 .繁殖期要比青海等地迟 1 0～ 2 0d .     

天山北坡中段草地植物资源构成及垂直分布

通过野外考察数据和现有文献资料,分析了天山北坡地区草地植物物种资源的组成特征。结果表明。复杂的生态地理环境条件造就了天山北坡中段草地植物种类非常丰富;在山地草地垂直分布带上,山地草甸的物种丰富度最大;8多样性指数可以直观地反映垂直带间物种组成的差异性或不同地段的生境多样性;垂直带间的植物物种资源的特征是生境特征和环境演变对该地区植物分布共同作用的结果。在垂直方向上对天山北坡中段草地植物的空间变化进行分析,揭示了植物物种资源在北坡的垂直变化规律,为该地区的生物多样性资源保护提供科学依据。     

1962—2009年天山北部湿润指数变化的区域差异

湿润指数揭示了地表干湿变化趋势,与降水变化相比,它更能客观地诠释在全球增暖背景下区域干湿演变特征及变化趋势。本文运用消除趋势波动分析、样条函数法和最小二乘法等方法,对天山以北5个不同区域1962—2009年的地表湿润指数的时空变化趋势和降水、气温变化趋势的空间分布进行统计,以分析各分区的不同年份、季节气候干湿变化特征。结果表明:各分区分季节湿润指数序列在48年的时间尺度上具有微弱的Hurst效应,即具有较弱的长期持续性和较强的随机性,并且各分区不同季节差异较明显;近48年来天山北部荒漠绿洲区降水整体呈现统计意义上的增加趋势,但地表湿润指数变化趋势差异较大;干化趋势最显著的地区与增暖最强烈的地区对应,干化趋势最显著的地区在伊犁谷地及其周围地区,准噶尔西部山地和东部边缘地区干化趋势次之;干湿变化表现出明显的季节差异,干化趋势最显著的季节为冬季和秋季,春季次之,夏季全区表现为明显的变湿趋势。     

新疆中天山野生种子植物区系分析

基于野外调查,采集植物标本以及对相关文献资料进行整理,构建中天山野生种子植物名录,在此基础上对该地区野生种子植物区系进行分析.结果表明:(1)中天山地区共有野生种子植物81科453属1 567种;(2)优势科有菊科、禾本科、豆科、十字花科、唇形科、毛茛科等17科,表征科有石竹科、莎草科、百合科、茜草科、龙胆科、禾本科、蓼科等7科;(3)区系地理成分以温带分布型为主,其中科级水平上,温带分布型所属科共有36科,占到总科数(不含世界广布科)的76.60％.属级水平上,温带性质分布型的属有377属,占总属数的94.96％.同时该地区植物物种与地中海、中亚、西亚交流相对较多,与东亚交流很少.     

2001—2015年天山北坡植被覆盖动态变化研究

利用天山北坡2001—2015年植被生长比较旺盛月份(6—9月)的MODIS NDVI产品数据,结合像元二分法进行植被覆盖度提取,并对其空间分布特征、随时间及地形的动态变化和面积加权重心进行分析。研究表明:(1)天山北坡6—9月多年平均植被覆盖度介于0.4—0.5,以低、中低植被覆盖度为主,各等级植被覆盖度大致呈西北-东南向相间分布;(2)2001—2015年间,植被覆盖度有逐渐上升的趋势;植被覆盖改善区域(54.42%)大于退化区域(45.58%),西部较东部改善更为明显;植被覆盖度变异类型以弱变异和中等变异为主,植被覆盖度变化类型以稳定型为主;(3)天山北坡区域植被覆盖度变化受海拔高度影响明显:随着海拔高度的上升,较低植被覆盖度比例呈现先上升后下降再次上升趋势,较高植被覆盖度则与之相反;海拔3880 m以上低植被覆盖度占绝对优势,较高的植被覆盖度占比逐渐下降直至几乎绝迹;(4)各等级植被覆盖度面积加权重心集中在沙湾县、石河子市、玛纳斯县及呼图壁县;并呈现由集中到相对分散的趋势。