新疆天山一号冰川地区12种藓类植物叶形态结构研究

采用石蜡切片和扫描电镜的方法,对新疆天山一号冰川地区的12种藓类植物叶片结构及叶表面微形态进行了观察。结果显示,不同苔藓植物叶细胞、中肋、细胞壁、细胞表面等各项指标在类型、大小、分布、干燥时细胞壁的凹陷程度以及表面角质层纹饰和小孔形态、分布等都明显不同,这些微形态特点不仅在藓类植物属下种间的区分上具有分类学意义,同时也反映出藓类植物叶片为保水抗旱,抵御长期寒冷、多风和强光照射等恶劣环境对其的伤害而形成的生存策略。本研究结果为苔藓植物在极端环境地区的生态学功能研究提供了重要的科学依据。     

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。     

新疆石竹属8种植物的花粉形态

利用扫描电镜对8种石竹属（Dianthus）植物的花粉形态进行了观察。结果表明:本属植物花粉为单粒花粉,圆球形,大小为30.5~44.0 μm,具多个萌发孔,孔数为12~16个,分散,孔圆形,孔径4.1~7.0 μm,具孔膜,孔膜上着生有若干棵小刺,花粉外壁具刺状和穴状纹饰,表面有或无穿孔。研究表明：花粉大小、表面纹饰、特别是萌发孔的形态特征存在较明显差异。可为石竹属植物的分类及野生资源利用等相关研究提供了可靠的孢粉学参考。     

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。     

内蒙古地区锦鸡儿属三种植物叶表皮微形态比较研究

利用光学显微镜（LM）和扫描电子显微镜（SEM）对内蒙古地区自然生境中生长的小叶锦鸡儿（Caragana microphylla Lam.）、中间锦鸡儿（C. davazamcii Sancz.）和柠条锦鸡儿（C. korshinskii Kom）叶表皮微形态进行了观察,并测定了相应的数量指标。结果表明：所有材料的上下表皮细胞均为不规则形或多边形,垂周壁主要为平直或拱形,稀有浅波状;多数材料具鳞片状和层状蜡被;角质层多为条纹状;均有气孔器分布,类型多样,以不等细胞型和无规则型为主;气孔外拱盖多覆盖蜡被,内缘多光滑或浅波状;乳突只出现在小叶锦鸡儿和中间锦鸡儿,而柠条锦鸡儿没有出现。该研究表明,3种植物叶表皮微形态受遗传因子和环境条件共同作用,多数特征在属的水平上保持稳定,少数性状可以用作种分类的辅助指标;表皮微形态特征显示三者在生态适应对策上具有相似性,而在种间关系上可能中间锦鸡儿与小叶锦鸡儿的亲缘关系更近。     

青海省五种葱属植物的种皮微形态

运用扫描电镜对分布于青海省的葱属植物5种9个自然居群的种子形态进行观察.结果表明:葱属植物种子颜色为黑色,属中型种子,其形态为卵形或近球形,表面纹饰均为梯形,但突起的种皮细胞在形态、排列及次级纹饰等方面存在种间甚至种内差异,且较为显著,具有重要的系统学意义.     

天山一号冰川底部沉积层产蛋白酶耐低温菌株的筛选及其系统发育

[目的]通过对天山一号冰川底部沉积层耐低温菌的分离和其中产蛋白酶菌株的筛选,了解冰川微生物生理多样性和系统发育多样性,为高效低温蛋白酶生物技术的研发奠定基础.[方法]采用稀浓度的R2A、TSB平板涂布分离可培养细菌,通过脱脂乳选择性培养基筛选产蛋白酶的耐低温菌株.对分离菌株表型特征、生理生化特性、最适生长温度、耐盐性、产酶性能进行了比较,结合16S rRNA基因序列同源性分析确定产蛋白酶菌株的多样性和系统进化地位,通过BOX-PCR指纹技术分析16S rRNA基因序列高相似度的近缘菌株的遗传差异.[结果]从125株分离物中筛选到27株产蛋白酶的耐低温菌株,其中21株为适冷菌,仅6株菌为专性嗜冷菌,革兰氏阴性菌居多,假单胞菌属(Pseudomonas)菌株占40.7％.产酶菌株隶属于5个系统发育类群、9个属,其中γ-Proteobacteria、Actinobacteria、CFB(Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides)为优势类群.[结论]天山1号冰川底部沉积层冻土中产蛋白酶的耐低温细菌多样性较丰富,本研究筛选得到的同属近缘种群较多,其产酶性状存在差异,适合开展微生物种群的生物地理学研究.     

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。     

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 .     

天山南麓山前平原植物群落物种多样性及空间分异研究

荒漠灌丛是天山南麓山前平原主要植被类型.本研究定量分析了山前平原植物群落物种多样性及生境尺度异质性的影响.结果表明:(1)天山南麓山前平原的植物群落多样性指数Simpson、均匀度指数McIntosh及丰富度指数Margalef都较低,在地貌带的过渡上,植物分布呈现均匀化.(2)海拔和地下水埋深是影响天山南麓山前平原植物群落物种多样性的重要环境指标.海拔梯度与物种多样性指数Simpson、Margalef及McIntosh均呈显著的线性正相关关系,物种多样性均随海拔高度的增加而增加;地下水埋深与物种多样性指数呈极显著的线性负相关关系,物种多样性随地下水埋深的增加而减小.(3)土壤含盐量与物种多样性指标无显著关系,但土壤含盐量与地下水埋深相关性显著,这是天山南麓山前平原土壤盐分空间异质性的一个重要特点.土壤盐分含量变化影响着植物群落物种组成,随土壤盐分含量增加,群落中盐生植物种类逐渐占据优势.(4)海拔的变化是决定天山南麓山前平原灌丛群落生境差异的主导因子.海拔差异表征了山前平原地貌、水文地质条件及土壤的变化,而随海拔变化的水热、水盐等干扰体系的差异则进一步导致了异质性的生境,进而影响不同植被类型中群落组成结构和多样性的差异.     

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。