退化高寒草甸关键生态属性对多途径恢复措施的响应特征

高寒草甸是青藏高原的主体植被类型,但退化态势较为严峻,严重威胁青藏高原生态屏障的战略地位。退化高寒草甸的复健是世界性难题,治理效果也因退化状态、恢复措施及气候环境而异。以春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育及翻耕改建等典型多途径恢复措施下的退化高寒草甸为对象,系统探讨主要生态要素和生态功能的响应特征及潜在过程。结果表明,典型恢复措施下退化高寒草甸的植被生产力、土壤有机碳密度及土壤饱和持水量等生态要素都得到一定程度的提升,而恢复效果与实施年限及恢复措施密切相关。围栏封育和翻耕改建下土壤有机碳密度及饱和持水量随恢复年限均表现为对数饱和型的响应特征,退化高寒草甸固碳持水功能的基本恢复年限约为6—10年。春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育等放牧管理恢复措施应适用于轻度退化至重度退化的高寒草甸,而翻耕改建则是极度退化高寒草甸的适宜治理措施。由于多途径恢复措施的关注目标不同,今后研究应集中在恢复措施的组合优化和综合评价等方面。     

高产纤溶酶菌株CNY16发酵条件优化及其酶学特性初步研究

【目的】通过响应面试验对产纤溶酶菌株CNY16发酵条件进行优化,并对其酶学特性进行初步研究。【方法】采用Plackett-Burman设计得出酵母膏、氯化钠、转速3个最重要影响因素,通过最陡爬坡实验逼近酶活的最高区域,然后根据Box-Behnken中心组合设计实验对显著因素进行优化分析,最后对该酶学性质进行初步分析。【结果】最终得到3个因素的最优组合:酵母膏3.28%,氯化钠1.14%,转速166 r/min,在此培养条件下,纤溶酶活达到875.932 U/mL,比优化前提高了46%;该菌株产纤溶酶最适温度为30°C,最适pH为6.5。【结论】确定了高产纤溶酶菌株CNY16的最优发酵条件及其部分酶学性质,为该酶的进一步深入研究及中试实验奠定基础。     

土壤易氧化有机碳对西双版纳热带森林群落演替的响应

土壤易氧化有机碳（Readily oxidizable carbon,ROC）作为土壤中易被氧化且活性较高的有机碳,能够敏感反映群落植被环境与土壤环境的早期变化。为探明土壤ROC时空变化对热带森林次生演替的响应,以西双版纳热带森林不同次生演替阶段（白背桐群落、野芭蕉群落与崖豆藤群落）为研究对象,采用高锰酸钾氧化法测定并分析土壤ROC时空动态特征,探究这些变化与土壤微生物量碳及理化性质之间的相互关系。结果表明：（1）不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量存在显著差异,其大小顺序为：野芭蕉群落（11.38 mg/g） > 崖豆藤群落（10.5 mg/g） > 白背桐群落（9.72 mg/g）;（2）不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量的月份变化趋势基本一致,均表现为6月显著高于12月,且各月份间差异显著;（3）不同次生演替阶段热带森林土壤ROC含量随着土层深度增加而递减,且不同土层间差异显著;（4）土壤有机碳、微生物量碳、全氮、水解氮和铵态氮显著影响土壤ROC含量的时空变化,而pH值与土壤ROC显著负相关。因此,土壤ROC对西双版纳热带森林群落演替具有敏感的响应,土壤总有机碳、微生物量碳、全氮、水解氮、铵态氮及pH是土壤ROC时空变化的主控因素。     

基于地形梯度的岩溶槽谷区土地利用空间格局分析

揭示当前多因素驱动机制下岩溶槽谷区典型地貌单元在地形梯度上土地利用分布的一般规律与差异性特征具有重要意义。以2017年landsat TM高清影像和30 m×30 m DEM（Digital Elevation Model）为数据源,并结合实地调查,通过地形位分布指数、土地利用多样性指数、土地利用程度指数及土地利用相对合理性指数指标计算,探讨岩溶槽谷区地形梯度的土地利用类型空间分布共同特征与差异。结果表明：（1）岩溶槽谷区土地利用类型呈现山坡（高地形位）-槽坝（低地形位）两种分布格局特色存在,且土地利用类型在地形梯度上主要以低、中、高3种地形位组合模式;（2）土地利用类型在地形梯度上呈现梯度效应,表现出各自分布特征与差异;（3）岩溶槽谷区土地利用多样性、土地利用程度和土地利用合理性在地形梯度上分布格局既存在一些共同性特征,又存在各自差异性;（4）地形梯度土地利用特征差异性是受自然因素、社会经济因素、政策因素共同作用的结果。     

浓香型白酒两个产区窖泥微生物群落结构分析

【目的】探索浓香型白酒两个典型产区窖泥微生物群落结构和多样性,分析窖泥微生物群落地域特征及对白酒风格形成的影响。【方法】分别提取四川和安徽两个产区窖泥样品总DNA,应用PCR-ARDRA和16S rRNA基因克隆测序技术对两个产区窖泥细菌和古菌进行研究。【结果】两个浓香型白酒产区窖泥细菌丰富,包括:厚壁菌门(Firmicute)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、互养菌门(Synergistetes)、Armatimonadetes类群和未分类细菌(Unclassified bacteria)。两个产区窖泥绝对优势种群均为厚壁菌门中梭菌纲(Clostridia)细菌,在四川产区窖泥中检出较多的互营单胞菌属(Synthrophomonas)和紫单胞菌属(Petrimonas)。古菌的群落组成较为简单,主要是甲烷囊菌属(Methanoculleus)、甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、甲烷鬃菌属(Methanosaeta)和甲烷杆菌属(Methanobacterium)4个产甲烷古菌类群,四川产区窖泥优势古菌为甲烷囊菌和甲烷八叠球菌,安徽产区则为甲烷八叠球菌属和甲烷鬃菌。【结论】四川和安徽两个产区窖泥微生物的16S rRNA基因克隆文库系统地反映了两者微生物群落的相似性和差异性,对揭示浓香型白酒两个产区的酒体风格差异形成有一定的参考价值。     

响应面法优化海洋镰刀腐皮菌产出HMG-CoA还原酶抑制剂的培养条件

【目的】采用响应面法对海洋微生物镰刀腐皮菌FG319发酵产生MFS(Metabolite of Fusarium solani FG319)培养条件进行优化。【方法】在单因素试验结果的基础上,依据Box-Behnken中心组合原则设计诱导物添加量、培养时间、培养温度的3因素3水平响应面实验,以MFS产出量为响应值优化镰刀腐皮菌FG319的培养条件。【结果】镰刀腐皮菌FG319最优培养条件为诱导物添加量0.6%、培养时间7 d、培养温度22°C,在此培养条件下,MFS最高产量达到20.11 mg/L,是优化前的4倍,与理论预测的相对误差为0.64%,实测值与响应面预测值拟合良好。镰刀腐皮菌FG319代谢产物MFS在HMG-CoA还原酶和NADPH构筑的分子评价反应体系,当MFS添加到100 mg/L时,具有类似洛伐他汀抑制HMG-CoA还原酶的最大抑制率。【结论】响应面试验设计对镰刀腐皮菌FG319培养条件的优化是有效的,其次生代谢产物MFS体外抑制HMG-CoA还原酶的效果也是明显的。     

东部发达区生态安全格局构建——以苏南地区为例

随着城市化进程的加快,东部发达区面临水土流失、生态廊道阻断、栖息地破碎化等生态问题。识别重要生态用地,构建生态安全格局,对区域生态保护和可持续发展具有重要意义。选取苏南地区为研究区,分别基于生物多样性保护价值、水资源安全和土壤保持3项指标进行生态用地识别,结合GIS技术进行生态用地评价,以高等级生态用地作为源地;利用最小累积阻力模型,识别缓冲区和生态廊道,构建区域生态安全格局。取得以下研究结果:(1)生态安全格局由源地、廊道和缓冲区共同构成。研究区内高等级(非常重要)生态用地面积比例为22.97%;将面积大于10 km~2的高等级生态用地提取为源地,生态源地的面积比例为19.17%。(2)基于最小累积阻力模型,确定了生态缓冲区和生态廊道,其中生态缓冲区占研究区总面积的30.52%,潜在生态廊道的主要景观构成为耕地、林地和水域,分别占廊道总面积的31.82%、19.06%和17.27%。(3)通过叠加城市建设用地与生态源地、生态缓冲区图层,识别城市建设用地与生态用地的冲突区域,总面积为603.84 km~2,占源地与缓冲区面积总和的4.38%,空间上主要集中在长江沿线和太湖周边。     

一株海洋低温葡萄糖氧化酶菌株的筛选、鉴定及部分酶学性质

【目的】从海洋样品中分离筛选出产葡萄糖氧化酶菌株。【方法】采用双层平板筛选法进行初筛、复筛确定一株酶活较好的菌株,命名为GOD2(Glucose oxidase)。通过形态学、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析研究其分类地位,并对其产生的葡萄糖氧化酶进行分离纯化和部分酶学性质的研究。【结果】细菌GOD2为产葡萄糖氧化酶菌株且遗传稳定,初步鉴定该菌株为假单胞杆菌(Pseudomonas migulae),其所产酶最适反应温度为20°C,热稳定性较差,40°C剩余相对酶活80%;超过40°C酶活力迅速下降。【结论】GOD2是一株极具研究价值的产低温葡萄糖氧化酶菌株。目前没有关于利用该菌生产葡萄糖氧化酶的报道。     

库布齐东段不同植被恢复阶段荒漠生态系统碳氮储量及分配格局

为科学评价植被恢复促进沙漠化逆转对碳氮储量的影响,以流动沙地、半固定沙地、油蒿固定沙地、柠条固定沙地、沙柳固定沙地5个阶段荒漠生态系统为研究对象,采用时空替代法分析植被恢复过程中荒漠生态系统碳氮储量及分配格局。结果表明:不同恢复阶段碳氮储量均表现为:流动沙地(3320.97 kg C/hm~2、346.69 kg N/hm~2)半固定沙地(4371.46 kg C/hm~2、435.95 kg N/hm~2)油蒿固定沙地(6096.50 kg C/hm~2、513.76 kg N/hm~2)柠条固定沙地(9556.80 kg C/hm~2、926.31 kg N/hm~2)沙柳固定沙地(19488.54 kg C/hm~2、982.11 kg N/hm~2)。植被层碳氮储量均呈现随植被恢复逐渐增加的趋势,除流动沙地外,其他阶段碳氮储量均以灌木层为主,占比分别为66.65%—91.41%和52.94%—93.39%,草本和凋落物占比较小。灌木各器官生物量及碳储量分配均为:茎根叶,氮储量分配无明显规律,草本各器官生物量及碳氮储量分配均为地上部分高于地下部分。土壤层是荒漠生态系统碳氮储量的主体,碳储量占比为68.64%—99.62%,氮储量占比为89.26%—99.89%,同样呈现随植被恢复逐渐增加的趋势。碳氮储量随土层加深逐渐降低,具有明显的表层富集特征,且随植被恢复过程富集性显著加强。这说明人工建植促进植被演替实现沙漠化逆转可以显著增强荒漠生态系统的碳氮固存能力。     

响应面模型分析高温蛋白酶菌株增殖和产酶关系

【目的】【方法】采用Box-Behnken法设计三因素三水平响应面实验,对比分析了高温蛋白酶高产菌株枯草芽孢杆菌BY25发酵过程中细菌生长与产酶之间的关系。【结果】实验表明,细菌生长与产酶的关系在各因素交互影响下变化显著。在中低水平的有机氮源添加条件下,细菌的大量繁殖显著抑制了蛋白酶产量,而在高水平的有机氮源添加条件下,细菌量的增长对产酶的作用由抑制转为促进。【结论】该结果表明,产酶诱导物有机氮源豆制品废渣的添加很可能显著提高了枯草芽孢杆菌群体中产酶菌的比率,而在没有合适诱导物的情况下通过增加细菌量并不能有效提高蛋白酶产量。