矿区土地利用生态风险的时空异质性

以微山县煤矿较集中、地面塌陷较严重的11个乡镇作为研究区,以遥感影像和土地利用现状数据为数据源,获取4期土地利用类型分布图,根据景观生态学理论构建景观意义上的土地利用生态风险指数,结合空间统计学及地统计学理论,探究2000—2016年研究区适宜尺度下土地利用生态风险的时空变化情况及空间异质性。结果表明:1 km×1 km规则网格是最佳研究尺度,在该尺度下研究区土地利用生态风险的空间分布呈集聚模式,且具有很强的空间正相关性;2000—2005年土地利用生态风险指数在小尺度上的随机变异逐渐被较大尺度上的空间结构性变异所取代,2005年生态风险总的空间变异程度较高,2005—2016年随机因素引起的空间变异程度增强;2000—2016年土地利用生态风险呈现由中高、高生态风险向中、中低生态风险转变的特征;生态风险恶化区和明显恶化区主要分布在东部矿区周边、道路沿线、地面塌陷较严重的区域,研究区西南部微山湖沿岸东西两侧,耕地的生态风险恶化程度2010—2016年较高;17年间微山湖湖区的生态风险稳定区和改善区大幅增加,生态风险明显下降。     

土壤逐渐干旱对菖蒲生长及光合荧光特性的影响

在土壤逐渐干旱过程中,连续测定典型湿地植物菖蒲生长发育状况及叶片叶绿素荧光参数,结果表明:短期内(实验第O-3天)土壤水分含量下降(土壤含水率自53.86％下降至42.6％)有利于菖蒲生长,干旱组菖蒲叶片Fv/ Fm、Yield、qP显著高于对照组(实验期间土壤平均含水率为53.49±0.6％)(P＜0.05),qN则低于对照组;随着土壤进一步干旱(土壤含水率自42.6％下降至18.02％,实验第3-9天),菖蒲叶片qN值则由0迅速上升至0.403,显著高于对照组(P＜0.05),Fv/Fm值与对照相比无显著差异(P＞0.05),叶片保持较高的热耗散以维持光合结构PSⅡ保持正常,并能以降低叶片含水率、叶面积(叶片卷曲避光)减少水分蒸腾及降低根系含水率促进水分吸收的方式进行自我保护;随着土壤干旱程度加剧(土壤含水率自18.02％下降至4.5％、实验第9-12天),菖蒲叶片Fv/ Fm、yield、qP值显著低于对照组(P＜0.05),qN值降为0,光合结构PSⅡ受到损坏,第11天、12天,叶片含水率分别降至75.79％和68.78％,此时菖蒲也逐步以自小叶片至大叶片的顺序枯萎衰亡,表明在土壤水分快速下降过程中过高的生物量将不利于菖蒲保持水分,而80％左右的叶片含水率是维持菖蒲存活的临界值.     

1990-2020年三江源水源涵养能力时空变化及影响因素

三江源是我国重要的水源涵养功能区,也是我国乃至东南亚地区的生态屏障,具有重要的生态战略地位。揭示三江源水源涵养能力的空间分布、变化趋势及影响因素,对于推进生态保护与修复工程,提高区域水资源供给能力和维持生态系统健康稳定具有重要意义。基于InVEST模型,定量分析了三江源区水源涵养能力的时空变化及影响因素。结果表明:草地生态系统为三江源水源涵养功能主体,年平均水源涵养量为120.04亿m³。1990-2020年三江源水源涵养量呈显著上升趋势,变化速率为1.80亿m³/a(P<0.05),年平均水源涵养量为163.84亿m³。生态治理前(1990-2005年)水源涵养量增长速率高于生态治理后(2005-2020年)。三江源区水源涵养能力空间分布上表现出东南高、西北低的特点,显著增长面积为22.07万km²,占全区总面积的60.79%。生态治理前,降水量增加、实际蒸散量增加和实际蒸散比降低等气候变化为驱动水源涵养能力增长的主要因素;生态治理后,林、草地面积增加等土地利用/覆被变化为驱动水源涵养能力增长的主要因素。     

生姜根系不同生态位细菌群落多样性特征、组成及结构差异

生姜作为常见的调味品和传统中药材,是我国重要的经济作物之一。作为取食部分的生姜块茎与根系直接相连,其产量、品质与根相关细菌群落密切相关。然而,关于生姜根系微环境中细菌群落的特点仍鲜有报道,土壤环境能否衍生出宿主特异性内生菌群落尚不清楚。以生姜根系不同生态位细菌群落为研究对象,采用高通量测序技术,对非根际、根际及根内细菌进行16S rRNA基因测序。结果表明,不同生态位细菌群落多样性存在显著差异,其中非根际及根际细菌群落多样性(Shannon index, Observed species, Faith′s PD)显著高于内生菌群落。同时,各生态位共现网络稳定性和复杂度表现为非根际>根际>根内细菌群落。而在组成上,细菌群落在不同生态位差异显著(R²=0.57,P=0.001)。其中变形菌门(Proteobacteria)是根内的优势门,该门类下假单胞菌属(Pseudomonas)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)及泛菌属(Pantoea)在根内显著富集。在根际细菌中,拟杆菌门(Bacteroid...     

内蒙古原始森林桦树皮内生和表生乳酸菌分离鉴定及其特性

【背景】随着乳酸菌产业的快速发展,不同环境乳酸菌群落结构的分析和菌种资源的开发利用已经成为该领域的研究热点。从不同环境、不同来源分离、保藏乳酸菌对于优良菌种的筛选和开发利用具有重要意义。【目的】阐明内蒙古原始森林桦树皮中乳酸菌的组成,并获得丰富的野生型乳酸菌资源,为优良菌株的筛选和工业化应用提供核心菌株,从原始森林桦树皮中分离、鉴定和筛选优良乳酸菌菌种,并研究其特性。【方法】通过传统纯培养方法对20份桦树皮中的内生和表生乳酸菌进行分离纯化,运用16SrRNA基因序列分析以及系统发育关系研究进行种属鉴定,并对样品中的优势菌株进行筛选,得到2株具有优良特性的菌株。【结果】16S rRNA基因序列分析结果表明,分离到的112株乳酸菌鉴定为3个属7个种,其中树皮表生分离株共53株,内生分离株为59株,包括Enterococcusmundtii(27株)、Enterococcusfaecium(16株)、Enterococcusfaecalis(12株)、Enterococcusdurans(1株)、Lactococcuslactis(37株)、Lactococcusgarvieae(18株)、Lactobacillus fermentum (1株)。通过初筛和复筛比较不同乳酸菌在同一条件下的pH和产酸量,从37株Lactococcus lactis中得到2株产酸速率较高、pH较低的乳酸菌,其编号为IMAU98457和IMAU98428。对菌株IMAU98457和IMAU98428进行生物学特性研究,发现其最适生长温度在37°C,适宜pH范围为5.5-7.5,菌株在37°C发酵18 h后菌液OD600值分别高达2.531 0和2.518 2,pH低至4.36和4.34 (总酸)。菌株IMAU98457和IMAU98428有一定的盐耐受性,当NaCl浓度大于6%时,菌株生长受到明显抑制。【结论】20份桦树皮中分离出的112株乳酸菌,Lactococcus lactis (37株)为内蒙古赤峰市桦树皮样品的优势菌株,占总分离株的33%。桦树皮表生样品与内生样品相比,内生样品较表生样品的菌株种类资源更为丰富,二者的优势菌属具有较大的差异,并从优势菌株Lactococcus lactis中筛得2株繁殖速度快、产酸速率较高、pH较低的菌株IMAU98457和IMAU98428。     

大别山南坡森林植物群落物种多样性及其与海拔因子的关系

大别山地区植物资源丰富,区系组成复杂且起源古老,为连接华东、华北和华中三大植物区系的纽带,也是我国重要的生物多样性保护和水源涵养生态功能区。采用样方法,在大别山南坡的多枝尖、庵基坪和麒麟沟3个地区,沿着不同海拔高度选取了具有代表性的森林植物群落进行研究,从不同植物群落类型和层次的物种多样性、均匀度和丰富度及其与海拔因子的关系等方面,对大别山南坡的森林植物群落物种多样性进行综合分析。结果表明:1. 共记录有植物108科270属449种,划分为20个森林植物群落类型;2. 森林植物群落各层次物种丰富度表现为草本>乔木>灌木;Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数呈现出乔木>灌木>草本;Pielou均匀度指数变化较为复杂;3. 森林植物群落各层次的物种丰富度随海拔升高而下降;Shannon-Wiener指数和Simpson指数也表现为随着海拔升高而下降,但草本层在1400m之后有上升的趋势。Pielou指数在乔木层中表现为随着海拔的升高而下降,在草本层中表现为先下降后出现上升,在灌木层中则随着海拔的升高而上升,但其波动更为剧烈。本研究对大别山南坡森林植被大范围的采样观测研究,能够全面的展现大别山南坡森林植物的种类分布、空间组成等整体概况及其与海拔因子的关系,能为以后大别山南坡生物多样性的保护提供较为全面真实的数据,从而为大别山地区生物多样性的保护和可持续利用提供理论依据和实践意义。     

基于随机森林模型的茹河流域水沙变化及其影响因素研究

水沙关系不协调已成为制约黄河高质量发展的关键问题,揭示径流量与输沙量变化的主要影响因素,对适应生态经济发展条件下的水土流失治理工作具有指导意义。以茹河流域为研究对象,采用M-K检验和Pettitt检验分析茹河流域1989—2019年水沙变化趋势,运用双累积曲线法定量研究了降雨和人类活动对茹河流域径流量、输沙量变化的贡献率,通过随机森林回归分析探索了影响水沙变化的主控因子。结果表明：(1)茹河流域径流量和输沙量峰值对应情况良好,但在2012年之后径流量和输沙量呈现出明显分异,径流量逐渐增加,输沙量平稳减小。(2)茹河流域径流量突变点为1996年和2003年,输沙量突变点为1996年和2004年,影响期的两个阶段中,人类活动对径流量的贡献率分别为95.95%和77.52%,对输沙量的贡献率分别为78.31%和77.91%。(3)显著影响径流量的因子为农作物播种面积、耕地面积、草地面积和人口密度,显著影响输沙量的因子为植被覆盖度、水利环境投资占比、人口密度和工业总产值。(4)农作物播种面积和耕地面积的变化对径流量的影响均呈显著正相关,草地面积和人口密度对径流量响应关系为显著负相关;植被覆盖度...     

大熊猫源肺炎克雷伯菌生物学特性

【背景】肺炎克雷伯菌是仅次于大肠杆菌的常见条件致病菌之一,严重时可导致大熊猫发生出血性肠炎、全身性败血症等。【目的】明确大熊猫源肺炎克雷伯菌的生物学特性,对防控该病作出科学指导。【方法】分别采用结晶紫染色法、拉丝实验、K-B纸片法和PCR技术对46株大熊猫源肺炎克雷伯菌的生物被膜形成能力、高黏性表型、耐药表型和15种常见毒力基因等生物学特性进行研究,并根据以上生物学特性选择一株可能具有致病性的分离菌pneumoniae-X-5,研究其对小鼠的致病性。【结果】46株肺炎克雷伯菌均可形成荚膜;12株为高黏性表型肺炎克雷伯菌;能形成生物被膜的菌株占比为65%(30/46);分离出的46株菌中多重耐药菌株占58%(27/46),对氨苄西林、苯唑西林、青霉素、万古霉素呈100%耐药;毒力基因检出率最高的为ureA(91.30%,42/46)。pneumoniae-X-5菌株对小鼠的LD₅₀为8.9×10⁴CFU/mL;该菌株攻毒小鼠肺泡间隔增厚,炎性细胞浸润,肝细胞变性坏死,脾充血,十二指肠黏膜上皮和固有层分离,固有层部分细胞坏死。死亡小鼠脾脏含细菌量最多,其次为肝脏。【结论】本试验阐明了部分大熊猫源肺炎克雷伯菌的多重耐药性、能形成生物被膜、具有高黏表型等病原生物学特性,为大熊猫肺炎克雷伯杆菌病的防控及临床治疗提供了科学依据。     

人参皂苷Rb1转化菌株筛选及转化产物分析

【背景】许多微生物能够对皂苷类化合物进行生物转化,因此,通过微生物对皂苷类化合物不同位置结构的修饰能获得高活性的皂苷成分。【目的】从分离纯化的菌株中筛选能将人参皂苷Rb₁转化为药理活性较高的稀有人参皂苷。【方法】从三七根际土壤及三七茎中分离纯化了36株真菌,首先利用产β-葡萄糖苷酶的方法对菌株进行皂苷转化活性初筛,再以人参皂苷Rb₁为底物进行皂苷转化活性复筛,通过薄层色谱(thinlayerchromatography,TLC)、高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC)和质谱(mass spectrometry, MS)等方法对转化产物进行分析。【结果】筛选出一株对人参皂苷Rb₁具有较高转化活性的菌株F17,通过形态学观察及对内转录间隔区(internaltranscribedspacer,ITS)序列分析,菌株F17被鉴定为拟盘多毛孢属菌(Pestalotiopsis biciliata)。P. biciliata可将人参皂苷Rb₁转...     

施磷对川西北高寒草地土壤磷形态及有效性的影响

以川西北高寒草地为研究对象,采用随机区组设计,设置0、10、20、30、40、50、60 g/m²的过磷酸钙(P₂O₅,16%)施肥试验,分析土壤不同形态磷含量和有效磷(Olsen-P)含量变化特征,探究施磷对川西北高寒草地土壤磷形态及有效磷的影响。结果表明：(1)随施磷量增加,土壤总磷(TP)含量先增加后趋于平稳而Olsen-P含量减少。高水平(50、60 g/m²)施磷下氢氧化钠有机磷(NaOH-Po)及残留磷(Residual-P)是高寒草地主要的磷素累积形态,其含量显著高于不施磷处理;(2)树脂交换态磷(Resin-Pi)、碳酸氢钠无机磷(NaHCO₃-Pi)、碳酸氢钠有机磷(NaHCO₃-Po)和氢氧化钠无机磷(NaOH-Pi)含量随施磷量增加整体呈先增加后降低趋势,表层土壤30 g/m²磷肥用量下其值均为最高,分别为21.54、22.94、65.86、64.48 mg/kg。酸溶性无机磷(HCl-Pi)随施磷量增加整体呈下...