环境微生物培养新技术的研究进展

遍布于地球上各种生境中的微生物具有丰富的物种多样性.迄今为止,能够在实验室条件下培养的微生物仅仅是其中的一小部分,微生物物种的绝大多数还都难以在现有培养技术和条件下进行繁殖和生长.人们把那些尚未在实验室获得培养生长的微生物称之为未培养微生物(Uncultured microorganisms).本文概述了一些制约微生物培养生长的影响因素,重点介绍了近年来出现的一些新颖独特的环境微生物培养技术和方法,包括稀释培养法、高通量培养技术、模拟自然环境的扩散盒技术、土壤基质膜装置、细胞微囊包埋技术等.此外,本文还总结了通过改善微生物培养条件、设计开发新型的微生物培养基等方面取得的令人瞩目的进展.这些新颖培养技术和培养方法的出现,显著提高了微生物的可培养性,发现和鉴定了许多新的微生物物种,极大地丰富了可培养微生物的多样性和微生物资源,并为深入研究和开发微生物奠定了良好的资源研究基础.     

盐度、温度对卵形鲳鲹选育群体肝抗氧化酶活力的影响

通过盐度渐变和温度骤变的方法,分别研究了不同盐度(10、20、30、40)处理和不同温度(18.0℃、21.0℃、24.6℃、29.0℃、32.0℃)处理对卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)选育群体肝超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活力的影响.在实验结束时,盐度10组酶活力与对照组无显著差异(P＞0.05),盐度20组SOD活力极显著低于对照组(P＜0.01);盐度40组120 h时,SOD和GPX活力极显著低于对照组(P＜0.01),CAT活力与对照组差异不显著(P＞0.05).18.0℃和21.0℃ SOD活力在1、3、6、12、24 h这5个取样时间点均高于对照组,CAT活力在实验结束时(24 h)极显著高于对照组(P ＜0.01);29.0℃SOD和CAT活力在实验结束时(24 h)显著高于对照组(P＜0.05);32.0℃ SOD和CAT活力在5个取样时间点均显著低于对照组(P＜0.05).结果表明,适当的盐度或温度变化可以改变卵形鲳鲹肝抗氧化酶活力,达到机体耐受极限时酶活力下降.     

DNA条形码在生态学研究中的应用与展望

DNA条形码是利用标准的DNA片段对物种进行快速鉴定的技术,已在生物学各相关领域得到广泛应用。随着DNA条形码技术的不断发展和完善,已成功应用于生态学领域的相关研究中。本文综述了DNA条形码在物种快速鉴定和隐存种发现、群落系统发育重建和生态取证、群落内物种间相互关系研究等方面的应用,并介绍了DNAmetabarcoding技术和环境DNA条形码在生物多样性和生态学研究领域中的应用。最后,结合新的测序技术和未来大科学装置的发展,在相关数据库逐渐完善,新分析方法和计算模型不断开发使用的情景下,对DNA条形码在生态学相关领域的应用前景进行了展望。     

近60年挠力河流域生态系统服务价值时空变化

根据1950-2005年挠力河流域土地利用数据,利用中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表,对近60年挠力河流域生态系统服务价值的时空变化进行研究.结果表明,自1950年至2005年,挠力河流域生态系统服务价值逐渐减少,由749.84亿元降低至308.82亿元,损失约58.82％;价值空间格局由以高价值区为主导的状态逐渐转化为以低价值区为主导的状态,且价值质心由北向南发生转移;挠力河流域生态系统服务价值的全局自相关指数逐渐减小,高-高自相关类型沿河流主干道逐渐萎缩,且呈现破碎化趋势,低-低自相关类型呈先减少后增加的“V”趋势,呈现不显著连片化趋势.人为垦殖活动是该流域生态系统服务价值时空动态变化的主要驱动因素.     

内蒙古达赉湖西岸地区大鵟巢穴特征和巢址选择

2010年和2011年3月-6月,对内蒙古达赉湖国家级保护区达赉湖西岸地区大鵟(Buteo hemilasius)的巢穴结构和巢址选择因子进行了调查研究.采用野外观察和样方法定位了13个大鵟巢址,并对巢址样方的20个生态因子进行测量,运用主成分分析法对影响大鵟巢址选择的主要因子进行了分析.测量显示,大鵟巢穴的基本结构特征为:外径(94.7+4.2) cm;巢高度(46.1±2.7) cm;内径(24.8±1.5)cm;巢深(14.0±+0.9)cm.生境因子分析结果表明,达赉湖西岸地区大鵟的巢集中分布在湖岸或水塘附近的悬崖,营巢点坡度为15°-45°之间的阳坡或半阳坡;隐蔽度高于20％;草本密度大于5株/m2;植被均高大于30cm;巢距悬崖上部距离2-5m;距水源l00m以内;距居民点距离大于lkm;距草原道路的距离大于0.5km;而对于物种丰富度没有特殊要求.主成分分析显示,影响大鵟巢址选择的主要因子有3个,依次为:隐蔽性因子(主要包括巢址区域的植物特征和地形特征)、干扰因子和食物因子.各主成分中,相对系数绝对值最高的变量依次是:植被盖度、距居民点距离、巢的高度和距草原道路距离.     

安徽新安江干流滩涂湿地草本植物区系及物种多样性

以新安江干流(安徽段)滩涂湿地草本植物群落为研究对象,探讨其区系组成及不同江段物种多样性的变化规律.结果表明:(1)该区共有草本被子植物48科、131属、194种(含种下分类单位);以禾本科(Gramineae)、莎草科(Cyperaceae)、菊科(Compositae)和蓼科(Polygonaceae)为优势科;以蓼属(Polygonum)、莎草属(Cyperus)、大戟属(Euphorbia)和蒿属(Artemisia)等为优势属,属的组成相对较为分散,寡种属和单种属占总属数的97.7％;(2)从分布区类型看,科以世界分布占明显优势(43.8％);属的分布区类型以泛热带分布最多(30.5％),其次是世界分布(26.0％),总体上热带成分略多于温带成分(57/40);表明该区草本植物区系地理成分较为复杂,分布区类型多样,具有热带、亚热带与暖温带的多重性质,但以亚热带性质为主;(3)各滩涂湿地植物群落的建群种、优势种及伴生种的种类等组成特征均存在一定差异,狗牙根(Cynodon dactylon)、双穗雀稗(Paspalum distichum)和假俭草(Eremochloa ophiuroides)等为滩涂湿地的主要优势种;江段干流不同流域滩涂湿地草本植物群落的α多样性的变化格局与丰富度指数的变化格局比较一致,总体上呈现逐渐减小的趋势,表现为上游＞中游＞下游;与之相反,植物群落的β多样性——相异性系数和Cody指数总体上呈现上升的格局.这种多样性格局的成因需要进一步分析和探讨.     

黄土高原南麓县域耕地土壤速效养分时空变异

在生态脆弱的黄土高原南麓合阳县,以1983、2006年耕地土壤速效氮、磷、钾含量为对象,利用空间自相关、变异函数及分形维数等方法,研究县域土壤速效养分时空变异特征及主要影响因素.结果表明,从1983到2006年,除土壤速效钾外,耕地速效氮、磷的平均含量分别提高73.98％和92.69％;土壤速效养分全局Moran's I指数和空间相关距均呈递减变化、分维数增加,预示其空间结构减弱,随机变异性增强.土壤速效氮、磷含量在绝大部分研究区域内呈现不同程度累积,而速效钾含量则在59.65％的耕地上减少;导致其不同变化的因素有耕地利用方式、施肥管理、灌溉、土壤类型等,其中以土地利用方式和施肥管理措施的影响最大.     

广西马山岩溶植被年龄序列的群落特征

石漠化地区是我国西南植被恢复和生态重建的重点和难点地区。通过对马山县岩溶植被年龄序列(石漠、草丛、灌丛、小乔林和成熟林)5个演替阶段15个样地(20 m×50 m)的系统取样调查,研究了停止人为干扰后岩溶植被的更新、演替及群落特征的变化。结果表明:沿石漠、草丛、灌丛、小乔林、成熟林的顺向演替发展,群落各层次的覆盖度存在显著差异(P<0.05),乔木层覆盖度以成熟林最大,灌木层覆盖度以小乔林最高,而草本层覆盖度以灌丛最高;重要值≥10.00的科、属、种最大值出现在小乔林;不同演替阶段群落不同层次的结构明显不同,乔木层的植物密度存在显著差异(P<0.05),以小乔林最高;成熟林灌木层的植物密度显著低于小乔林和草丛(P<0.05),与石漠和灌丛差异不显著(P>0.05);森林阶段草本层的植物密度显著低于灌丛、草丛和石漠(P<0.05);群落的物种丰富度随着顺向演替发展而增加,但不同演替阶段不同层次的丰富度变化不同,草本层的物种丰富度以草丛阶段最大,成熟林最小;灌木层的丰富度以小乔林阶段最大,石漠阶段最小;乔木层的丰富度以小乔林最大,成熟林有所下降;不同演替阶段群落草本层的生态优势度无显著差异(P>0.05),而灌木层和乔木层均存在显著差异(P<0.05)。岩溶植被恢复可分为恶劣物理环境阈值和顶极种缺乏的阈值两个阶段,每一个阶段内由不同功能特征的驱动种和关键种决定着群落的演替方向和速度,越接近演替后期,顶极种越丰富,群落驱动种和关键种向高级、大型和长寿植物发展的趋势越明显。     

基于MAXENT模型的贺兰山岩羊生境适宜性评价

生境评价对物种保护具有非常重要的意义。本研究在GIS空间技术的支持下,于2010年到2011年间,在贺兰山岩羊分布区采集其地理分布点数据以及环境变量数据,并运用MAXENT模型对贺兰山区域岩羊的生境适宜性进行评价分析。模型的评价结果达到优秀水平,研究结果表明：岩羊生境选择的主要影响因子为矿区、坡度、海拔和道路,生境适宜区主要分布于贺兰山东坡（宁夏贺兰山国家级自然保护区）的西南部,而西坡（内蒙古贺兰山国家级自然保护区）有少量分布,适宜生境面积总和为1 006.9 km2,占研究区域面积的28%。岩羊偏爱于海拔1 500－2 300 m的山势陡峭地带,建议对矿区和道路这两种人为干扰因素采取相应的措施,以提高岩羊的生境质量,促进其种群发展。     

耕作措施对土壤水热特性和微生物生物量碳的影响

通过山西寿阳设置的8a田间定位试验,比较了全量秸秆还田、免耕覆盖和常规耕作3种耕作措施下土壤含水量、温度及土壤微生物生物量碳变化.结果表明:免耕覆盖与全量还田处理显著提高土壤含水量,与常规耕作相比表层土壤体积含水量在玉米苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别高出18％、22％、29％、21％和3％、10％、12％、13％,具有保水保墒的作用.在苗期不同耕作措施对土壤温度的影响达到显著水平,5 cm处免耕覆盖、全量还田与常规耕作处理土壤温度依次为:18.12、18.76和19.44℃,免耕覆盖和全量还田处理平均温度比常规耕作分别低1.32℃和0.69℃.土壤微生物量碳在整个生育期动态变化是首先迅速上升在玉米生育高峰期(拔节期)达到最高峰,然后开始下降,成熟期趋于平缓.免耕覆盖与全量还田处理下玉米各生育期土壤表层微生物量碳显著高于常规耕作,在苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别比常规耕作高出70％、40％、85％和30％和10％、20％、15％和15％.土壤微生物量碳与土壤温度和土壤含水量相关和极相关.