防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的评估与受益区识别

防风固沙型重点生态功能区是我国主要的防沙屏障带,对保障全国的生态环境安全具有重要意义。基于RWEQ模型评估了防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的空间格局,利用HYSPLIT模型模拟了防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的空间流动路径,从生态系统服务流动的角度建立了防风固沙型重点生态功能区及其防风固沙服务受益区之间的时空联系。研究表明,2010年防风固沙型重点生态功能区的防风固沙总量为5.55×10~(12) kg,受益区总面积为32.16×10~6 km~2,涉及防风固沙服务流动路径755条。受益区主要位于中国的西北、华北、东北的广大区域,朝鲜半岛,日本,俄罗斯远东地区和北太平洋的广大海域,其中中国境内的受益区占比24.12%,受益草地面积最大,受益建设用地占中国建设用地总面积的比例最高,受益效益更为明显。在空间分布上,防风固沙服务流动效益以各防风固沙型重点生态功能区为中心呈现明显的圈层式递减特征。防风固沙型重点生态功能区的防风固沙服务流动对下风向受益区的生产生活具有重要的保障作用,研究能够为防风固沙型重点生态功能区的区域间生态补偿政策制定提供科学的参考依据,从而进一步提升防风固沙型重点生态功能区的屏障作用,保障国家生态安全。     

GIS支持下的中国西部公路建设生态影响区划

根据公路的线形景观结构及其对生态系统影响特征,构建了公路建设对生物多样性潜在影响指数(B),以及反映区域生态系统对公路建设扰动的抵抗能力和生态恢复难易程度的生态脆弱性指数(EV),运用GIS技术,以25km×25km的像元分别计算该两个指数的数值。以计算结果为依据,结合公路建设中造成的边坡侵蚀类型,完成了中国西部公路建设生态影响区划。该区划包括3个公路边坡侵蚀影响大区,10个生物多样性潜在影响区和32个生态易损性小区。西部公路建设生态影响区划的研究结果表明,西部地区今后公路建设中生态保护的重点内容具有明显区域差异,因而不同区域应采取的保护措施也应不尽相同。     

发现微生物药物的新途径:从基因到新化合物

本文介绍一种基于基因组扫描(鸟枪法)和生物信息学相结合的寻找微生物新化合物的平台.基因组扫描发现新的合成基因,通过对新的次生代谢产物合成途径基因的分析,预测化合物的结构、物理化学性质参数,指导该化合物的分离与纯化.     

放牧对五台山高山、亚高山草甸植被-土壤系统耦合的影响

以野外样地调查和室内分析的数据为基础,研究了放牧压力下五台山高山、亚高山草甸植被、土壤的变化特征,并利用灰色系统分析法,从群落和物种两个尺度探讨了放牧对五台山植被-土壤系统耦合的影响。结果表明:随着放牧压力的加大,土壤pH、有机质和全氮含量呈先下降后上升的非线性变化,在极度退化草甸下达到最大值;灰色关联分析表明土壤有机质和全氮与群落地上生物量、物种多样性、群落总盖度的关联度较高,土壤有机质、全氮对群落特征变化有一定影响;在受到强度干扰时,植物群落优势物种由原生种向退化种发生替代变化。系统耦合度的定量研究表明,现有的放牧强度已经使五台山山地草甸的植被-土壤系统的耦合水平降低。草甸的退化不仅仅是植被与土壤的衰退,也导致两个子系统耦合关系的减弱,使系统表现出相悖的发展趋势。     

贺兰山油松和青海云杉交错区的物种丰富度研究

对贺兰山东坡的油松(Pinus tabulaeformisCarr.)和青海云杉(Picea crassifoliaKom.)交错区进行了野外群落调查和数据分析。结果表明,该交错区跨越2 100~2 500 m海拔范围,油松林和青海云杉林的海拔分界线为2 300~2 350 m。地形是该交错区群落物种丰富度的主要影响因子,阳坡群落的物种丰富度高于阴坡。中等坡度样地的物种丰富度较低;平缓或陡峭样地的物种丰富度较高。海拔升高,物种的丰富度也有所增加。当群落中油松和青海云杉的优势度基本相等时,为典型的油松与青海云杉交错区,在该交错区内,随着油松优势度的降低和青海云杉优势度的升高,土壤条件有所改善,物种丰富度增加。     

芦芽山阳坡不同海拔华北落叶松径向生长对气候变化的响应

为研究树木生长对气候变化的响应状况,选取芦芽山阳坡的3个海拔高度建立了华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的树轮宽度年表。年表的统计参数表明,3条年表均为研究气候信息的可靠资料。结果表明,芦芽山阳坡华北落叶松的径向生长和生长与气候的关系均具有海拔差异,中海拔(2440 m)和高海拔(2540 m)的华北落叶松具有相似年际生长变化,而二者均与低海拔(2330 m)华北落叶松的年际生长不同。低海拔华北落叶松的生长与4月平均气温和上一年11月降水量显著负相关,而中海拔和高海拔的生长均与上一年10月平均气温和6月降水量显著负相关。通过年表与气候因子之间的滑动相关分析发现,3个海拔高度华北落叶松生长与气候因子的关系均不稳定,生长与气温条件之间的显著相关关系是随着气温升高而出现的。气温的升高引起了华北落叶松生长与气温因子关系的海拔差异,以及径向生长的海拔差异。这一结果对于气候变化对植被垂直梯度影响的研究具有一定参考价值。     

ARSTAN程序和R语言dplR扩展包进行树轮年表分析的比较研究

在树轮年代学领域,ARSTAN是去趋势处理和建立年表方面应用最为广泛的程序,而新兴的R语言dplR扩展包实现了ARSTAN的主要功能,且具有源代码公开、扩展性强等优点,是传统程序的良好补充。使用贺兰山青海云杉(Picea Crassifolia)树轮宽度数据,分析了ARSTAN和dplR进行树轮年代学分析所得结果的差异。结果显示,两种程序计算平均敏感度和一阶自相关系数的平均误差为0.005—0.008,但具有确定的转换关系;两种程序如果使用同种方法去趋势,拟合曲线的参数相近,建立标准年表的平均误差为0.002;拟合自回归模型时差异较大,其中时域上表现为差值年表起始30a内差异显著,在频域上表现为dplR的差值年表保留的低频信息较少;年表统计量计算和公共区间分析中,不同程序计算样本总体代表性和信噪比的差异较大。分析表明,两程序在拟合生长趋势和自回归模型时存在算法上的较大差异,同时年表统计量和公共区间各指标的算法也不尽一致,但存在较为确定的转换关系。对开展不同来源数据的整合分析提出了建议,应明确不同研究中树轮数据的处理过程,在条件允许时使用同一程序或算法重新处理数据,确保结果的可比性。     

不同去趋势方法对基于Dendrometer数据的茎干水分动态分析的影响——以白扦为例

树木茎干半径变化记录仪(Dendrometer)监测的高精度数据不仅包括木质部的年内径向生长过程, 还包含由茎干水分的消耗和补充引起的可逆变化。然而, 不同的年内生长去趋势方法获得的茎干水分波动之间的差异性仍缺乏对比研究。基于芦芽山北坡针叶林下限白扦(Picea meyeri) 2015年生长季的茎干半径变化和环境因子的实时监测数据, 使用Gompertz生长模型(GPZ)、线性生长模型(LG)、零生长模型(ZG)、日值法(D)和茎干循环法(SC)模拟并去除茎干年内的生长趋势, 然后提取5种不同类型树木水分缺乏引起的茎干收缩(TWD_GPZ、TWD_LG、TWD_ZG、TWD_D和TWD_SC)以表征茎干水分亏缺, 并进一步对比分析了不同茎干水分亏缺序列对环境中水分状况的响应特征。研究发现: (1)不同去趋势方法计算的茎干水分亏缺的趋势和幅度有所差异, 可聚类为3组: TWD_LG和TWD_ZG、TWD_GPZ以及TWD_D和TWD_SC。同组或聚类距离接近的序列在生长季内每个月份都展现出显著的相关性。然而, TWD_LG、TWD_ZG和TWD_GPZ与TWD_D和TWD_SC在8月份相关性较弱。(2) TWD_D和TWD_SC与空气饱和水汽压差(VPD)的正相关关系比TWD_GPZ、TWD_LG和TWD_ZG更加稳定, 且具有更大的相关系数。5种茎干水分亏缺序列和土壤含水量(SWC)的关系在生长季内变化很大。(3)不同去趋势方法的茎干水分亏缺都随着水分胁迫程度(VPD/SWC)升高而显著增长。当胁迫程度较低时, TWD_SC对VPD/SWC的变化最为敏感(R² = 0.39, p < 0.001), 但是与TWD_ZG差别不大(R ² = 0.37, p < 0.001); 当胁迫程度较高时, TWD_ZG对VPD/SWC的敏感性最高(R ² = 0.59, p < 0.001)。综合对比来看, 零生长模型是比较适合研究区白扦生长季内茎干水分波动的去趋势方法, 其可为干旱胁迫条件下预测研究区树木的茎干水分动态及特征提供科学 依据。     

放牧对五台山高山、亚高山草甸牧草品质的影响

通过野外样地调查和室内分析,从牧草的适口性和营养成分两方面,研究了放牧对五台山高山、亚高山草甸牧草品质的影响。结果表明：放牧干扰草甸中适口性为喜食及以上的优质牧草种类为20种,喜食牧草在群落中的相对盖度最大,为45.40%;与之相比,极度退化草甸中优质牧草种类为13种,乐食牧草的相对盖度最大,为62.24%;喜食以上优质牧草的相对盖度最大值,出现在轻度退化草甸中,达到65.95%。同一适口性等级牧草,在不同退化等级草甸中,种类发生变化。从放牧干扰草甸到极度退化草甸,牧草中的粗蛋白和灰分含量呈增加趋势,而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量呈下降趋势。放牧压力下,五台山高山、亚高山草甸的牧草品质并未下降,但放牧造成的草甸生产力降低,制约了资源的可持续利用和保护。     

滦河干流中上游浮游细菌群落多样性及其影响因素

浮游细菌是河流生态系统中营养元素的转运者和能量流动的主要贡献者,其群落组成和多样性会受沿途河岸带环境的影响,但目前对开放流动水体中浮游细菌群落的研究还不足。研究使用高通量测序方法,获取了滦河中上游21个样点的浮游微生物群落数据,并结合遥感数据和水体理化指标进行分析,探讨浮游细菌群落结构与水环境因子的关系。结果表明：(1)变形菌门和放线菌门是滦河干流中占据优势地位的门类。(2)群落Chao1丰富度指数与Shannon′s多样性指数均与采样点距河流源头距离存在显著负相关(P<0.05),其中Chao1丰富度指数在河流中段的反常升高暗示着外源性偶见种在该河段的大量涌入。(3)采样点距源头距离与细菌群落组成相关性最高;以距源头距离作为控制变量,只有总氮、硝酸盐氮、氨氮与细菌群落组成相关(P<0.05),表明距源头距离所代表的滞水时间和氮营养盐对细菌群落组成存在显著影响。(4)在4种土地利用因子中,无论是否以距源头距离作为控制变量,只有建设用地占比与细菌群落组成相关(P<0.05);若以硝酸盐氮、电导率作为控制变量,则建设用地占比与细菌群落组成在α=0.05的显著性水平下不再显...