水分梯度下黑河流域荒漠植物群落多样性特征

物种多样性对大尺度环境条件的响应是植物生态学的热点问题,干旱区内陆河流域的特殊环境条件如何影响物种多样性仍存在较大的不确定性。以黑河流域荒漠植物群落为对象,探讨了荒漠植物群落α多样性和β多样性对不同水分梯度的响应。结果表明:(1)荒漠植物群落随水分条件不同而变化,在区域降水梯度上,依次分布有梭梭[Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge]、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)、毛瓣白刺(Nitraria praevisa Bobr.)、沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.)、细枝盐爪爪(Kalidium gracile Fenzl)、珍珠猪毛菜(Salsola passerina Bunge)和尖叶盐爪爪[Kalidium cuspidatum(Ung.Sternb.)Grub.]群落;随距黑河河道距离增加,主要分布有胡杨(Populus euphratica Oliv.)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Lebed.)、花花柴[Karelinia caspia(Pall.)Less.]和红砂[Reaumuria songarica(Pall.)Maxim.]群落。(2)荒漠植物群落物种多样性指数偏低,Margalef指数、Shannon-Weiner指数和Simpson指数最大值仅为0.985、1.641、0.596,群落结构简单,物种组成单一,单寡种优势群落现象极为明显,群落相对稳定。(3)在区域降水梯度上,α多样性指数大致呈先增加后降低的变化趋势,在珍珠猪毛菜群落(190 mm)达到峰值后迅速下降,Srensen相似指数在细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间达到最大值,Cody指数相对较小,表明珍珠猪毛菜群落(190 mm)物种丰富度最高,细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间β多样性最小,物种更替速率最慢,群落处于较稳定阶段。(4)随距黑河河道距离增加,α多样性指数大体呈"M"型变化,在多枝柽柳群落(1 km)和多枝柽柳群落(4.1 km)存在两个峰值,此处物种多样性相对较高,Srensen指数在1—1.5 km和4.1—4.8 km之间出现两个较小值,Cody指数出现两个峰值,两者之间β多样性最大,为物种更替速率相对较快的过渡地带。对荒漠植被,以重要值为指标计测多样性指数较为可行,荒漠植物群落的物种多样性并不是随水分的增加而直线增加,这对维持和管理荒漠植物群落的多样性具有重要意义。     

华北平原地区景观格局对麦田害螨种群数量的影响

农业生产的集约化经营导致农田景观格局日趋单一,而农田景观格局的变化势必对害虫种群产生深刻的影响,阐明景观因子对害虫种群的作用是通过生境管理进行害虫控制的基础。以华北平原地区的山东省为研究区域,24个县级单元为样点,通过对卫星遥感影像和土地覆盖分类数据的分析,获取了样点单元的景观格局指数,同时定点调查了样点单元的麦田害螨种群数量。利用相关性分析明确了影响麦田中两种害螨—麦岩螨(Petrobia latens(Müller))和麦圆叶爪螨(Penthaleus major(Duges))种群发生的主要景观因子。研究结果表明景观因子对麦田中两种害螨种群均有显著影响,而两种害螨对景观因子的响应并不一致。麦岩螨的发生量与森林的最大斑块面积指数和平均斑块面积均呈显著正相关,而与森林类的形状和水体的景观形状指数均存在显著负相关;麦圆叶爪螨的发生量同水体的总面积、斑块面积比例、最大斑块面积指数以及县域范围的平均斑块面积均呈显著负相关,而与水体类的形状呈显著正相关。因此在麦田害螨发生较重的地区,在区域性景观规划时,可以通过优化农田周围的森林和水体管理,不利于其种群发生,从而达到对麦田害螨种群生态调控的目的。     

景观生态学在海岸带地区的研究进展

海岸带是景观生态学研究的重要领域,并且取得了长足的发展。系统剖析景观生态学在海岸带陆地土地利用变化的景观格局分析与优化、滨海湿地景观格局破碎化及其生态效应、海岛开发和保护的景观规划与设计、近岸海域空间开发的景观格局分析与评价、海洋环境过程与空间格局的相互作用关系等领域研究取得的成绩及其存在的主要问题。在此基础上,结合我国生态文明建设要求,探讨了景观生态学在海洋生态文明建设中的研究尺度匹配、格局-过程耦合理论引导、景观格局指数量化考核方面的学科优势。景观生态学可以在围填海平面设计与规划研究、海岸带生态修复与景观建设、海洋保护区选划与管理、海岛开发与保护、海陆统筹下的海岸带综合管理等方面开拓应用发展领域,助力海洋生态文明建设,承担建设海洋强国、美丽海洋的新使命。同时也为景观生态学在近岸海洋资源环境中的应用、近岸海洋景观生态学的发展梳理框架与思路。     

玫瑰种群生物学研究进展

玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)原产于我国东部沿海、日本、朝鲜半岛和俄罗斯远东地区,18世纪作为园艺种引入欧洲后逃逸并入侵至北海和波罗的海周边多个国家以及北美沙质海岸,而中国野生种群却在过去30年间持续萎缩,成为珍稀濒危物种。从玫瑰种群生物学角度,通过文献比较和综合,在阐明玫瑰生态学特性和野生分布变化的基础上,全面论述了玫瑰种群在我国的生境退化、种群动态、种子繁殖、遗传多样性、濒危机理、保育方面的成果和悬疑问题;并结合欧洲入侵种群分布范围和敏感生境、对本地群落和物种的影响、种子繁殖、遗传变异、种群扩张和模拟预测、管理和控制方面的研究进展,分析了濒危种群和入侵种群数量动态、群落组成、幼苗更新、遗传变异、管理策略方面的差异及其影响因素;进而提出未来的玫瑰研究可从濒危种群和入侵种群的比较研究、种群和灌丛的动态监测、适合度相关性状的变异及其遗传基础、基于种群生物学的保育或控制4个方面为切入点,集中探索玫瑰种群濒危和入侵动态的规律、遗传基础和主要驱动力,为玫瑰保育和管理提供理论依据,为相似物种的适应和进化机制研究提供例证。     

水引发对油松种子和幼苗的生理效应及其作用机理

为了解决油松种子在直播造林中发芽率低、幼苗抗旱性差的问题,研究了油松种子水引发的方法及引发对其种子和幼苗的生理效应,并对水引发后幼苗的抗旱机理进行了探索。结果表明:油松种子水引发的最佳条件为10℃,闭光条件下分批给种子加水,加水总量为种子初始质量的30%,引发10 d。水引发可显著(P0.05)降低种子的半数发芽天数和硬实率,显著提高种子的发芽指数、最终发芽率和活力指数;水引发种子的可溶性糖及可溶性蛋白含量相比对照也得到提高。水引发可增加油松幼苗的茎粗、鲜重及根长,降低其相对苗高;并极显著(P0.01)提高了幼苗过氧化氢酶、过氧化物酶和根内脱氢酶活性,降低了游离氨基酸含量。干旱胁迫下,引发种子的幼苗脯氨酸和可溶性糖含量分别高于对照39.6%、118.9%,丙二醛含量低于对照93.4%,均达极显著水平。综合分析认为,水引发提高了种子可溶性糖及可溶性蛋白含量为种子萌发提供了保障,从而提高了种子发芽率,并通过增强幼苗抗氧化酶活性、降低丙二醛含量,进而增强幼苗抗氧化系统的功能,最终明显提高其抗旱性。     

千岛湖次生林优势种植物光合生理生态特性

对千岛湖次生林优势种马尾松(Pinus massoniana)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)、石栎(Lithocarpus glaber)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)在不同季节的光合作用日变化、光响应、CO2响应以及相对叶绿素含量进行了分析,以期了解群落演替的内在机制。结果表明:(1)马尾松的净光合速率(Pn)日变化在4个季节均呈"单峰"曲线;苦槠在8月呈"双峰"曲线,其他3个月份均呈"单峰"曲线;石栎和青冈在5月、8月和11月的Pn日变化均为"双峰"曲线,有明显的光合"午休"现象,2月为"单峰"曲线。(2)马尾松和苦槠的Pn日积累值为8月最高,石栎和青冈为11月最高,且均与其他3个月均差异显著。4种优势种在4个季节的Pn日积累值的平均值大小为马尾松苦槠青冈石栎,差异显著。(3)4个季节中,光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、最大净光合速率(Amax)、暗呼吸速率(Rd)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)均以马尾松最高,表观量子效率(AQY)为马尾松最低。青冈在4个季节中具有最低的LSP、Rd和最高的AQY。苦槠和石栎的光合特性介于马尾松和青冈之间。(4)相对叶绿素含量以青冈最高,马尾松最低。总之,马尾松属强阳性树种,苦槠为阳性树种,石栎具有一定的耐荫性,青冈的耐荫性较强。     

辛基酚胁迫对雄性泥鳅抗氧化酶及卵黄蛋白原的影响

为研究辛基酚(OP)对雄性泥鳅抗氧化酶活性及血清卵黄蛋白原(VTG)含量的影响,将雄性泥鳅分别暴露于4种不同质量浓度OP(0.12、0.19、0.32、0.52 mg/L)中持续7、14、21 d和28 d,采用试剂盒检测肝脏超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)的含量,采用碱不稳定性蛋白结合磷法检测血清VTG的含量。结果表明,0.12 mg/L OP胁迫14 d,肝脏SOD和CAT含量均无显著变化,但是随着胁迫剂量增大和时间延长,SOD和CAT含量降低极其显著,在0.52 mg/L OP胁迫28 d时降到最低水平;泥鳅在0.12 mg/L OP中暴露7 d时,血清VTG含量就有极其显著升高,且随着胁迫剂量增大和时间的延长,VTG含量呈升高趋势。提示OP胁迫对SOD和CAT活性有显著的抑制作用,并随胁迫剂量增大和时间延长而抑制加剧,造成氧化损伤;OP胁迫可诱导VTG合成,并随暴露剂量增大和时间延长而诱导增强,具有明显的雌激素效应,这可能与其氧化损伤有密切关系。     

四川羚牛的家域与忠诚度

野生动物倾向回到或留在一个特定范围或者与原有区域完全重叠的行为被称为栖息地忠诚。利用GPS无线电颈圈对5只四川羚牛的家域及家域的季节和年度忠诚度进行了研究和分析(2006—2009年)。结果显示:四川羚牛年均家域面积为(MCP/FKE)(15.01±2.92)km2/(9.02±1.85)km2,但个体间及年际波动较大;季节间家域面积差异显著,个体家域的季节变化体现出较一致的变化模式,最大季节家域主要集中于春季和夏季。年际间季节家域忠诚度最高的是秋季和夏季,冬季家域年际忠诚度最低,春季家域忠诚度也相对较低。单因素方差分析显示季节间质心距离总体差异不显著,与家域重叠算法获得的忠诚度结论基本一致。     

基于二元水循环的黄淮海平原耕地水源涵养功能研究

水源涵养功能是陆地生态系统的重要功能类型之一。黄淮海平原耕地数量巨大,耕地利用模式典型,研究其水源涵养功能,对于调控区域水资源,推动耕地可持续利用有重要作用。从耕地利用角度出发,基于整个系统二元水循环过程,构建了黄淮海平原耕地水源涵养功能研究基本框架,并应用SCS-CN模型,结合研究区耕地覆盖数据、气候数据、土壤数据对黄淮海平原耕地水源涵养功能进行了评价。研究结果表明:耕地利用过程中的耕地水源涵养功能认识,应从理想水源涵养能力、有效水源涵养能力和净水源涵养能力3个层次展开;黄淮海平原耕地水源涵养功能效应在上述各层级上均表现出正向性,耕地水源涵养能力分别为1890.74、1127.76、464.62亿m~3;空间上,黄淮海平原耕地水源涵养功能具有明显的空间分异性,北部和东南部地区耕地水源涵养能力较强,中部和西南部地区耕地水源涵养能力较弱。研究结果不仅为耕地生态功能理论研究提供新思考点,同时也为耕地水资源有效调控以及耕地生态补偿制定提供参考和支撑。     

解淀粉芽孢杆菌YP6中碱性磷酸酯酶AP3的酶学性质及其溶磷作用

【背景】微生物溶磷机制多种多样,利用其解磷能力可有效促进植物生长。【目的】探究溶磷菌解淀粉芽孢杆菌YP6的溶磷机制,提高磷资源的利用率。【方法】在大肠杆菌BL21(DE3)中克隆并表达YP6中磷酸酯酶AP3基因,研究AP3的酶学性质并验证AP3的溶磷作用。【结果】AP3为碱性磷酸酯酶,最适反应pH为10.3,最适反应温度为40°C,AP3对pNPP亲和性较高,V_m为4 033.4μmol/(min·mg),K_m为12.2 mmol/L。用纯酶AP3处理24 h后,磷矿粉中的有效磷显著增加。接种菌株YP6发酵7 d后,也使土样中有效磷明显增长。【结论】揭示了碱性磷酸酯酶AP3的溶磷能力,丰富了溶磷微生物库及对微生物溶磷机制的认识。