干旱胁迫对不同根型苜蓿根系生长及根际土壤细菌的影响

为明确干旱胁迫对根茎型清水紫花苜蓿、直根型陇东紫花苜蓿、根蘖型公农4号杂花苜蓿根系生长及根际土壤细菌群落的影响,采用盆栽试验,运用16S rRNA基因测序技术,研究了幼苗期干旱胁迫下各根型苜蓿根系生长及根际土壤细菌群落结构的变化。结果表明：干旱胁迫下各根型苜蓿的Chao1和ACE丰富度指数均在中度胁迫下最大,Simpson和Shannon-wiener多样性指数各处理间差异不显著;根际土壤细菌群落均以变形菌门、绿弯菌门、类杆菌门、放线菌门和厚壁菌门为主,干旱胁迫均显著增加了变形菌门和厚壁菌门的相对丰度,显著降低了绿弯菌门的相对丰度,但类杆菌门和放线菌门先提高后下降。统计学分析显示,幼苗期干旱胁迫显著影响各根型苜蓿生长发育,随胁迫程度增加,其株高、地上生物量、地下生物量、根系活力、根体积、根系总长均显著降低,根冠比先增加后下降且在中度胁迫时达到最大值。重度胁迫下,清水苜蓿的株高、根系活力显著大于其他品种,而根冠比、根系干重显著小于其他品种;陇东苜蓿的根长、根尖数均显著大于其他品种;根系平均直径、根系总表面积各根型苜蓿间差异不显著。研究结果为植物的抗干旱胁迫以及提高各根型苜蓿在干旱胁迫下的水分利用提供参考。     

产电微生物Shewanella菌厌氧呼吸代谢网络研究进展

以模式菌株Shewanella oneidensis MR-1为代表的Shewanella菌属产电微生物广泛分布于自然水体环境中。作为兼性厌氧菌,Shewanella菌除了能进行有氧呼吸外,还能利用多种电子受体进行厌氧呼吸。通过多种细胞色素所组成的复杂电子传递网络,Shewanella菌不仅能利用渗入到周质空间的可溶性电子受体进行厌氧呼吸,更为特殊的是其能够借助电子的跨膜传递实现对胞外不溶性电子受体的异化还原代谢。本文概述了近年来Shewanella菌厌氧代谢途径的研究进展,探讨电子传递网络对Shewanella菌呼吸多样性及环境适应性的影响。     

基于结构方程模型的森林生态系统空气负离子影响机制分析

空气负离子(Negative air ion, NAI)是衡量空气质量的重要指标之一,受到植被和环境的共同影响。然而,森林生态系统作为NAI产生的重要来源,森林中的植被和环境之间的相互作用以及对NAI的影响机制和贡献潜力仍难以捉摸。以暖温带森林生态系统中广泛分布的栓皮栎(Quercus variabilis BI.)为对象,基于自动观测设备长期定位观测获取了气象、土壤性质、空气洁净度以及植被光合等数据,利用皮尔逊相关系数分析和偏最小二乘结构方程模型分析了森林植被和环境要素对NAI的影响机制和贡献潜力。结果表明,环境要素和植被光合对NAI的贡献差异显著,植被光合对NAI的贡献潜力为62.65%,环境要素对NAI的贡献率为37.35%。环境要素中太阳辐射和饱和水汽压差的影响程度最大,分别为68.94%和16.55%。植被光合和PM_2.5主要通过直接效应影响NAI,而光合有效辐射、紫外辐射、土壤温湿度和饱和水汽压差主要通过间接效应影响NAI。因此,利用结构方程模型可以阐明植被光合与环境要素的变化对NAI的影响趋势,从而全面揭示了森林生态系统中植被产生NAI的作用机制以及...     

气候变化下中国主要生物燃油树种分布与变迁

生物燃油树种是发展生物质能源,实现化石能源替代战略的重要物质基础,明确当前和未来气候变化下我国生物燃油树种适生区分布,对保护和利用生物燃油树种,促进林业生物能源产业发展,保障能源安全和实现“双碳”目标具有重要意义。基于我国10个主要生物燃油树种的1037条树种分布数据和20个环境变量,利用最大熵模型(MaxEnt)预测了各树种当前和未来气候情景下(2050年和2070年的RCP4.5情景)的潜在适生区,得到了影响各树种分布贡献率最大的环境因子,并对我国各区域主要种植树种进行了区划。结果表明：(1)MaxEent模型预测效果较好,各树种模拟结果AUC值均在0.9以上。(2)影响各种分布的贡献率较高的环境因子因树种而异,最暖季度降水量和温度季节性变化标准差的相对贡献率较高。(3)10个生物燃油树种极高适生区面积范围在43.38万km²—117.74万km²之间,可根据模拟结果将树种分布划分为北部、中东部、东南部和西南部4个亚区,北部亚区主要树种为文冠果(Xanthoceras sorbifolium)和欧李(Cerasus humilis),中东...     

青藏高原各主要植被类型特征及环境差异

青藏高原高海拔引起的地形、气候和土壤空间差异造就了其独特的植被类型及其空间变化,当前研究缺乏针对青藏高原全域范围内各植被类型特征和环境差异的定量与系统性分析。针对青藏高原特殊的地理环境和植被类型,选用植被、地形、土壤、气候4个维度共计58个空间化指标,采用频数分布统计方法对这些指标开展了定量分析,系统揭示了青藏高原全域范围内各主要植被类型的特征及环境差异。通过定量分析发现,大部分的环境及植被特征指标对青藏高原各主要植被类型的区分度较高,其中,遥感归一化植被指数、植被净初级生产力、裸地覆盖度、海拔、土壤温度、年最低温度、年总蒸散发7个指标对青藏高原各主要植被类型的区分度较高。揭示的青藏高原各主要植被类型的特征及环境差异,可提高灌丛和草地之间、各草地类型之间、高山苔原-垫状-稀疏植被与其他植被类型之间的可区分性,有助于解决青藏高原植被精细分类中广泛存在的灌丛和草地区分、草地类型细分、高山苔原-垫状-稀疏植被识别和山地垂直地带植被识别四个难点问题。研究结果一方面可服务于青藏高原的植被精细分类,另一方面也可服务于青藏高原的自然地带划分、生物多样性和生态系统功能评估、地表物质循环研究等。     

氮负荷增强对闽江河口芦苇残体分解及其养分释放的影响

选择闽江河口鳝鱼滩西北部的纯芦苇湿地为研究对象,基于野外氮负荷增强分解试验,探讨了氮负荷增强对芦苇残体分解及其养分释放的影响。试验设置了4个氮负荷水平,即NL0（无氮负荷处理,0 g N m^-2 a^-1）、NL1（低氮负荷处理,12.5 g N m^-2 a^-1）、NL2（中氮负荷处理,25.0 g N m^-2 a^-1）和NL3（高氮负荷处理,75.0 g N m^-2 a^-1）。结果表明,不同氮负荷处理下残体的分解速率整体表现为NL2（0.00284 d^-1）>NL1（0.00263 d^-1）>NL0（0.00257 d^-1）>NL3（0.00250 d^-1）,低氮和中氮负荷总体促进了残体分解,而高氮负荷抑制了残体分解,原因主要与不同处理下残体分解过程中基质质量及pH的明显改变有关。不同氮负荷处理下,残体中的全碳（TC）含量在分解期间均呈不同波动变化特征;全氮（TN）和全磷（TP）含量均在分解初期（0-30 d）骤然降低,之后则呈不同波动变化,其中TN含量呈波动上升变化,而TP含量呈小幅波动变化。残留率是影响不同氮负荷处理下残体分解期间碳（C）、氮（N）和磷（P）净释放的共性因素,而氮负荷增强导致的残体基质质量（C/N、C/P、N/P）和主要环境因子（pH、电导率（EC））改变影响了其释放强度。研究发现,在氮负荷增强背景下残体养分的累积与释放发生了明显改变,闽江河口氮负荷水平的增加整体将抑制芦苇残体中C、N养分的释放,但其在分解中后期（90-240 d）可能对P养分释放具有较为明显的促进作用。     

尺度整合视角下伊犁河谷地区生态安全格局构建——以昭苏县为例

构建生态安全格局是一种协调区域生态保护与经济发展关系的有效途径。由于生态系统服务供需差异,不同等级的行政区在生态安全格局构建中出现了空间结构错位脱节的问题。从整合视角出发,尝试整合伊犁河谷地区州级和县级两级尺度构建昭苏县生态安全格局。首先基于生态系统服务评价确定生态源地,再构建综合阻力面并采用电路理论模型识别生态廊道。研究结果显示,整合州级和县级两级尺度昭苏县共确定了24个生态源地,面积2504.47km²,主要分布于昭苏中部盆地以及北部、南部山区,土地利用类型主要为耕地、草地和林地;识别生态廊道50条,总长度200.17km。与单一尺度下生态安全格局构建相比,整合不同尺度构建生态安全格局能显著改善区域生境破碎化的问题,提高区域景观连通性。本研究提供了一种整合不同尺度下生态安全格局构建的技术框架,研究结果可为伊犁河谷地区国土空间格局优化提供有效参考。     

家燕营巢特征及其对城市环境的适应性

城市面积在全球范围内迅速扩张,一些鸟类种群通过改变营巢特征,在与自然生境截然不同的城市中筑巢繁殖。但目前城市环境对于鸟类营巢影响的研究较缺乏。为了解鸟类营巢对城市环境的适应,于2016、2019年在黑龙江哈尔滨的城市与乡村环境,分别测量家燕（Hirundo rustica）巢（如,大小及形状）及巢址特征等（如,距地面和屋顶距离）参数,以探究：（1）家燕巢特征在乡村及城市生境是否存在差异？（2）家燕巢特征在年际间是否存在变化？并为城市家燕种群的保护提供理论依据及合理建议。研究采用Kruskal-Wallis秩和检验以及Wilcoxon秩和检验比较分析所测量的巢特征参数在城乡之间、年际间的差异,并对组间参数进行线性判别分析（LDA,Linear Discriminant Analysis）。结果发现,城乡间具有显著差异：（1）与乡村相比,城市巢距离屋顶更远,距地相对更近（P<0.05）;（2）城市巢更浅（P<0.05）;（3）从2016到2019年,城市和乡村巢都变得更深,半径更大（P<0.05）。根据这些发现,推测城市楼房建筑的楼道为家燕繁殖提供了相对更为封闭、安全的环境,旧巢及较为丰富的支撑物为家燕提供了适宜的巢址,有可能节省亲鸟在营巢上的繁殖投入;但同时应当警惕门窗关闭、资源受限、人为干扰等不利因素可能造成的生态陷阱。     

高原湖泊流域国土空间生态修复优先区诊断及修复研究

高原湖泊流域是高原地区人类活动的重要载体,兼具高生态价值和高脆弱性的特点。随着高原湖泊流域城市化和工业化发展加速,湖泊面积萎缩,污染加剧,流域生态环境受损严重,引发了一系列生态环境问题,如水土流失、水污染、湿地退化、生境质量下降等。亟需开展生态修复以平衡经济发展与生态环境保护之间关系,而基于整体保护与系统治理思维诊断并修复生态修复优先区,是科学有序推进国土空间生态保护与修复的重要抓手。基于此,研究以高原湖泊流域典型代表滇池流域为例,利用人类足迹和景观生态风险模型定量评估生态系统所受负向干扰,以最小累积阻力模型和电路理论构建流域生态网络;提取生态网络受负向干扰较高的关键区域为生态修复优先区并提出针对性修复措施。研究表明：(1)滇池流域人类干扰和生态风险整体较高,人类干扰整体呈核心—边缘递减的圈层式分布,中高生态风险占据了绝大部分区域。人类交通网络大幅扩展了人类干扰和生态风险的强度和深度;(2)区域生态网络呈典型湖泊生态网络特点,38条生态廊道呈放射状或环状分布,连通湖区、山区两大生态空间内共23块生态源地,保障区域生态安全;(3)研究共提取生态源地修复优先区73.83km²     

应用定量微生物风险评估海水浴场人体健康风险

【背景】定量微生物风险评估作为定量评估游泳人群暴露于病原微生物后健康风险的方法,在国外已得到广泛应用,但目前国内的应用处于起步阶段且缺乏所需的游泳人群暴露数据。【目的】收集游泳人群暴露数据,并在海水浴场中进行应用,评估粪大肠菌群作为风险评估指标的可行性。【方法】通过对6个典型海水浴场的水质状况、粪大肠菌群浓度与环境因子的相关性进行分析,并发放调查问卷收集国内游泳人群的暴露数据,进而应用定量微生物风险评估方法,得出各个海水浴场的胃肠道疾病患病风险。【结果】6个海水浴场中粪大肠菌群浓度均与水温、气温及总云量具有显著相关性(P<0.01)。位于南方的海水浴场粪便污染情况较北方严重,粪大肠菌群浓度第95百分位数远高于国内“差”类水质标准的阈值。儿童、成年男性、成年女性单次沐浴事件吞下海水的体积分别为35.1 mL (95%置信区间为32.4-37.8,α=0.578,β=0.016),45.0 mL (95%置信区间为31.1-59.3,α=0.532,β=0.012),35.7 mL (95%置信区间为29.7-41.8,α=0.753,β=0.032)。6个海水浴场患胃肠道疾病的风险...