基于RS与GIS的农村居民点空间变化特征与景观格局影响研究

农村居民点作为乡村地域空间人口聚居形态,是乡村聚落景观重要组成部分,其空间布局、演变特征受自然、社会、经济多重因素的影响。利用都江堰市2005年和2010年两期遥感影像提取农村居民点、坡度、道路、河流等矢量数据,借助RS、GIS空间分析技术,定量研究都江堰市农村居民点的空间变化过程、格局和趋势,并选取景观格局指数对影响农村居民点布局特征的因素进行深入分析。结果表明:(1)2005年和2010年都江堰市农村居民点的空间分布总体上均表现出显著的聚集趋势,2010年农村居民点的聚集程度要比2005年高,但居民点集聚的空间态势没有发生明显变化,仍然集中在都江堰市的东南部;(2)坡度、道路和河流对都江堰市农村居民点的布局有显著影响,其中超过80%的居民点分布在0—10°坡度范围内,超过50%的居民点分布在道路500 m范围内,近60%居民点分布在河流1000 m范围内;(3)农村居民点空间布局除了受地形因素影响外,还与国家级风景名胜区、世界文化遗产区等保护政策,农村土地综合整治和灾后重建等规划因素密切相关。该研究以期为农村居民点动态变化监测、农村土地整理效果评价、新农村规划等理论和实践提供重要决策参考和技术支撑。     

光谱和光强度对西花蓟马雌虫趋光行为的影响

利用行为学方法研究了光谱、光强对西花蓟马Frankliniella occidentalis (Pergande)雌成虫的趋、避光行为的影响。结果显示：（1）在340~605nm波谱内14个波长其光谱趋光行为反应为多峰型,峰间主次较明显。趋光行为反应中,蓝绿区498~524nm有一较宽峰,趋光率20.31%;其它各峰依大小次序分别位于紫光380nm、蓝光440nm;（２）避光行为反应中,蓝光440nm处略高,避光率17.19%;紫外340nm处亦有一峰,避光率15.63%;（３）随光强增强其趋光反应率增大,白光、380nm和524nm刺激时其光强趋光行为反应呈一倒“L”型式样,498nm为峰型,440nm时为一较缓的平直线型;光强最弱时仍均有一定趋光率 ,最强时均未出现高端平台;（４）随光强增强其避光反应率增大,440nm为较平缓直线;340nm刺激时为较缓波动线。结果表明：光谱对其趋光行为有很大影响,光强度的影响较大且影响大小与波长因素有关。     

综合实验“产纤维素酶的嗜盐放线菌筛选”的教学改革与实践

微生物学实验技术是现代生物技术的重要组成部分。以综合性实验"产纤维素酶的嗜盐放线菌筛选"的教学改革与实践为例,提高南疆少数民族生物技术专业学生的综合素质。在喀什大学现有生物实验教学条件下,通过开展"产纤维素酶的嗜盐放线菌筛选"的综合性实验,进行微生物学实验课教学模式改革。在"土壤微生物分离"验证性实验的基础上,增加"嗜盐放线菌筛选和产纤维素特性"的实验教学内容;运用多媒体课件、增加实验理论课和全程采用"启发式"教学的实验教学方法。问卷调查显示,学生在学习兴趣、学习主动性、实验技能、小组合作、探究精神和实验设计方面都有了明显进步;学生对实验教学改革的评价良好。实践证明,改革效果良好,对培养具备适应南疆社会发展的实践能力的复合型高级专门人才有积极显著的作用。     

黄土丘陵区刺槐叶片-土壤-微生物碳氮磷化学计量学及其稳态性特征

明确植物和微生物在植被恢复过程中的内稳态特性,对反映生物随恢复环境变化的适应性和阐明生态系统养分循环规律有重要意义。以黄土丘陵区恢复5年、10年、20年、30年和45年的刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林为研究对象,测定刺槐叶片、土壤和微生物生物量C、N、P含量及其化学计量学指标,重点揭示了叶片和微生物生物量养分在恢复过程中随土壤养分变化的稳态性特征。结果表明:(1)随着恢复年限的增加,土壤、叶片和微生物生物量C、N、P含量表现为增加趋势;(2)不同恢复年限叶片、土壤、微生物生物量C∶N分别为17.03—26.03、9.55—16.94、5.57—10.76、C∶P分别为465.04—634.48、19.89—65.81和39.64—110.53、N∶P分别为17.89—37.03、1.24—4.68和7.15—10.26,除叶片C∶N随恢复年限增加而降低外,其他指标均表现为随恢复年限增加而增加或先增加后降低;刺槐林生长后期可能面临P限制;(3)叶片和微生物生物量C、N、P及其计量比大部分指标与土壤指标的关系能够被内稳态模型很好地模拟(P0.01);其中叶片N∶P、微生物C、N对土壤养分变化较为敏感;其他指标比较稳定。研究表明植物和微生物在面对土壤养分变化时均会通过自我调节呈现内稳态性,说明刺槐在黄土丘陵区有较好的适应性;微生物对土壤养分的变化比植物更加敏感,其养分和计量比指标能较好地指示土壤恢复状况。     

基于耦合协调度的黄土高原地区NDVI与降水关系的变异诊断

植被是地表生态系统的重要"指示器",在能量交换、水循环、碳循环、生物地球化学循环和维持中发挥着重要作用,降水是影响植被变化的主要气候因子,研究两者之间的作用关系具有重要的意义和价值。利用Mann-Kendall趋势检验法和Hust指数分析了黄土高原地区归一化植被指数（NDVI）的变化趋势,使用相对发展率（RDR）指数和重心转移模型分析了NDVI变化的时空差异,并构建了基于耦合协调度理论和Pettitt检验方法的NDVI与降水关系的变异诊断方法,识别了黄土高原地区NDVI与降水关系的突变点,探讨了降水对NDVI变化的影响以及造成NDVI与降水关系变化的原因。结果表明：（1）黄土高原地区73.49%面积的NDVI在1998-2017年有呈现显著增加趋势（P<0.05）,大部分地区NDVI在未来依旧呈现增加趋势;（2）黄土高原地区丘陵沟壑区与高原沟壑区的NDVI增加幅度大于黄土高原地区整体的增加幅度,而北部风沙区和农灌区以及黄土高原地区边界区域的NDVI增加滞后于区域整体变化;（3） NDVI与降水耦合协调程度逐年增强,两者关系在2006年发生显著突变（P<0.05）;（4） NDVI呈现显著增加区域降水明显高于不显著变化区域（P<0.05）,降水对NDVI变化存在一定影响,在丘陵沟壑区、高原沟壑区北部和东部河谷及土石山区北部NDVI和降水存在显著正相关关系（P<0.05）,然而黄土高原地区大部分区域的降水并不存在显著变化趋势（P>0.05）,因此造成黄土高原地区NDVI与降水关系在2006年发生显著突变的主要原因应该是人类活动（P<0.05）。研究成果有助于进一步理解黄土高原植被变化与降水的相互作用,为黄土高原生态建设和水土流失治理提供一定的科学支撑。     

珠江口南沙河涌浮游植物群落结构时空变化及其与环境因子的关系

随着城市生态健康理念的提出,城市河涌生态健康也受到了前所未有的关注。为更好的了解河涌的水环境和浮游植物现状,于2015年3月至2016年2月对珠江口南沙河涌8个站位水环境和浮游植物群落结构进行调查。结果显示:共发现浮游植物164种(属),隶属7门73属,其中以绿藻种类最多,达33属79种,占48.17%;硅藻次之,17属41种,占25%。优势种为梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、假鱼腥藻属(Pseudanabaena sp.)和小球藻(Chlorella vulgaris)。浮游植物细胞密度在0.19×10~6—101.34×10~6个/L内变动,呈现单峰型,在4月发生拟菱形弓形藻(Schroederia nitzschioides)水华,14涌密度高达87.38×10~6个/L,随后因强降雨细胞密度骤降。浮游植物群落的季节演替基本符合PEG(Plankton Ecology Group)模型,从冬季的硅藻,到春夏季的绿藻,再到秋季的蓝藻。One-way ANOVA分析显示,各月份浮游植物细胞密度差异显著(P0.01)。Pearson相关性分析表明绿藻细胞丰度变化主导着浮游植物总丰度的变化(r=0.454,P0.01)。运用Margalef物种丰富度指数、Shannon物种多样性指数、Pielou均匀度指数对水体进行评价表明,调查水体呈中度污染。相关加权营养状态指数表明,河涌全年处于富营养化状态。浮游植物聚类分析表明,时间异质性较高,总体相似性较低;空间上相似性较高,人为活动可能是导致空间差异的关键因子。冗余分析显示,叶绿素a、溶解氧、盐度、水温、总氮和p H与浮游植物群落结构关系最为密切。p H对硅藻门浮游植物影响较大,碱性条件适宜直链藻生长,春季水华形成的驱动因子是盐度、温度和总氮。     

植被恢复过程中芒萁覆盖对侵蚀红壤氮组分的影响

氮素是限制陆地生态系统生产力的重要因子。采用时空代换法,以红壤侵蚀区未治理、恢复12年和30年的马尾松林为研究对象,对比分析了林下芒萁覆盖地与裸地表层土壤之间氮同位素、不同形态氮组分含量以及不同组分氮含量所占比例之间的差异。结果表明:在所有马尾松林中,芒萁覆盖增加了表层土壤的全氮含量,δ~(15)N值则比林下裸地显著降低了33. 8%—83.1%(P0.05)。随着恢复年限增加,林下芒萁覆盖地表层土壤δ~(15)N值显著下降,而林下裸露地δ~(15)N值没有显著变化(P0.05)。不同恢复年限马尾松林的芒萁覆盖地表层土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量显著高于林下裸地(P 0.05),而硝态氮含量则显著低于林下裸地(P0.05)。随恢复年限增加,表层土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮含量均呈增加趋势,而硝态氮含量则呈下降趋势,不同形态氮占全氮比例表现为:微生物生物量氮铵态氮可溶性有机氮硝态氮。相关分析表明土壤δ~(15)N值与硝态氮极显著正相关,与其他氮组分极显著负相关(P0.01)。由此可见,与林下裸地相比,芒萁覆盖在植被恢复过程中有助于提高表层土壤中全氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量,降低硝态氮的淋溶损失风险,促进土壤氮保持和积累,从而有利于退化红壤生态系统的恢复。     

不同林龄橡胶(Hevea brasiliensis)林土壤微生物群落和磷组分的变化

橡胶林是我国热带地区重要的经济林,而土壤磷是热带地区植物生长的重要限制因子之一,理解土壤磷转化机理对于生态系统的磷管理和可持续发展具有重要意义。因此,以热带地区海南儋州不同林龄(4、15、31a)橡胶人工林为研究对象,采用Hedley连续浸提法研究了土壤磷组分,磷脂脂肪酸法(Phospholipid fatty acids,PLFAs)分析了土壤微生物群落。结果表明,在橡胶林内各磷组分的相对含量大小顺序为:闭蓄态磷中等活性态磷活性态磷团聚体内磷钙磷。随着林龄的增加,橡胶林土壤中的磷组分发生显著变化。4、15、31a橡胶林的闭蓄态磷分别占总提取磷的52.61%、47.17%和34.91%,而活性态磷分别占总提取磷的6.67%、11.32%、13.68%。土壤总微生物、细菌、革兰氏阴性菌(G~-)、革兰氏阳性菌(G~+)的PLFAs含量均表现为15a4a31a,而31a橡胶林放线菌、真菌(F)和丛枝菌根真菌(AMF)的PLFAs含量均低于4a和15a。冗余分析(RDA)显示,全氮、有机碳、p H、F、AMF、G~-、G~+是引起不同林龄橡胶林土壤磷组分变化的重要贡献因子。研究表明,在橡胶林发育过程中,土壤理化性质和微生物群落发生了明显的变化,进而影响到土壤磷的转化过程。     

代谢组学及其在微藻研究中的应用

代谢组学以完整的生物体为研究对象,运用合适的分析测试手段检测靶向或非靶向代谢物,结合统计模型进行分析解释。随着微藻研究的深入,微藻与代谢组学结合探究分子作用机理的研究日益增多。本文总结代谢组学的发展概况、研究流程及常用分析技术特点和代谢组学在微藻领域的研究进展,展望代谢组学在微藻研究的应用前景与发展趋势,并提出实际应用中所面临的困难与挑战。     

黄土丘陵区退耕地土壤可溶性氮组分季节变化与水热关系

为探究黄土丘陵区退耕地植被恢复土壤有效氮素养分累积的季节动态变化特征及水热驱动效应,以邻近坡耕地为对照,分析了植被恢复15 a的刺槐、柠条、荒草地土壤可溶性氮组分密度、分布比例在4—10月份内的动态变化状况及其与土壤温度和含水量间的关系。结果表明,整个采样期间,0—30 cm土层土壤硝态氮、可溶性有机氮和可溶性全氮动态变化显著,且各可溶性氮组分中仅硝态氮随土层变化差异显著。其中土壤硝态氮变化幅度整体为0.13—1.71 g/m~2,占可溶性全氮的5.1%—52.1%,其最大值出现在4月份,最小值出现在10月份;可溶性有机氮整体变化幅度为0.29—2.92 g/m~2,占可溶性全氮的30.9%—85.3%,在4月份和8月份分别达最小值和最大值;铵态氮动态变化不显著,4—10月份整体变化幅度为0.17—0.74 g/m~2,占6.4%—21.4%,其最小值出现在10月份,最大值出现在4月份;可溶性全氮整体变化幅度为1.25—3.52 g/m~2。可溶性氮组分中,各组分所占比例为可溶性有机氮硝态氮铵态氮,并且可溶性有机氮与硝态氮所占比例动态变化趋势相反。刺槐、柠条林和荒草地0—30 cm土壤硝态氮平均约为耕地的3.42倍、2.54倍和1.26倍,铵态氮平均为耕地的1.71倍、1.37倍和1.30倍,可溶性有机氮约为1.64倍、1.31倍和1.23倍。可溶性氮组分受土壤含水量的影响大于土壤温度,硝态氮对土壤含水量的变化最为敏感,而可溶性全氮则对土壤温度变化最为敏感。综上所述,人工林植被恢复有利于提高土壤可溶性氮组分,增加氮的有效性,同时除铵态氮外,土壤可溶性氮组分随季节变化显著。