准噶尔荒漠大翅霸王的生殖物候及结实格局

大翅霸王是多年生早春开花草本植物,是准噶尔荒漠地区的建群种之一。对野生大翅霸王的生殖物候、果实形态、结实格局和种子萌发特性进行了研究。结果表明:(1)大翅霸王的营养期生长期为20—30d,占整个生活周期的1/4,生殖生长期长约90—100d,其中花期约占1/2,果熟期短;(2)大翅霸王种群能产生3种形态的果实,可将植株分为5翅型、4/5翅型和3/4/5翅型植株,它们分别占种群植株数的3.45%、83.15%和13.40%。(3)依据个体大小的变化,3种类型果实在植株上的比例发生了显著变化。随植株个体的增大,三翅果所占比例逐渐增多,由0增加到2.65%;四翅果所占比例也增多,但在二级个体上有最大比例17.01%;五翅果实所占比例最高(80%)且没有显著变化。(4)三翅果、四翅果和五翅果内种子形态无差异,萌发率均小于30%;划破种皮能不同程度的加速和促进种子的萌发。大翅霸王特有的生殖物候和果实的表型多样性是其对荒漠干旱地区恶劣多变环境长期适应的结果。     

利用皇竹草处理城市污泥生产植物产品

利用大生物量植物——皇竹草(Pennisetum hydridum),处理城市污泥高效生产有用的植物产品。通过小型田间试验,采用根兜分株移栽和直接扦插方式种植皇竹草,比较土壤、新鲜污泥、土壤+新鲜污泥等体积混合、植物处理后的污泥4种介质的适应性,测定了皇竹草的成活率和生长状况,以及污泥自身性质的变化;通过盆栽试验及田间试验进一步探讨育苗后移栽在新鲜污泥上的可行性。结果表明,新鲜污泥上直接扦插的皇竹草无一存活,即使是根兜分株移栽其成活率也仅为16.67%,生长较差。而对于土壤+污泥混合物或植物处理后的污泥,采用直接扦插方式,皇竹草的成活率也分别达58.33%、75.00%,两个月干草产量达22.20、19.80 t/hm2,为土壤上的5.11、4.55倍。皇竹草吸收K较明显,3个有污泥的处理皇竹草K含量接近40 g/kg干重,N、P2O5、K2O的总含量大于70 g/kg,可作为有机K肥原料;皇竹草重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量均符合国家饲料卫生标准(GB 13078—2001),作为饲料是安全的。盆栽试验及田间试验表明,采用育苗后移栽的方式,皇竹草在新鲜污泥上的成活率达66.67%以上。因此,城市污泥直接种植皇竹草可以实现资源化利用。     

莱州湾中国对虾生长特性及其空间分布

根据2010年5月—10月调查资料,对山东莱州湾中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)的资源状况、生长特性及其空间分布进行了研究。莱州湾放流前本底调查资料表明,目前山东莱州湾中国对虾捕捞产量主要来源于增殖放流,且在一定条件下捕捞产量与放流数量成正相关关系。依据2010年中国对虾生物学数据,应用R语言命令对中国对虾体长体重关系和体长生长方程进行了拟合,并对拟合系数进行了显著性检验,结果表明中国对虾体长与体重系数a、b处于显著水平(P0.05),中国对虾体长生长方程拟合系数K、t_0、L_∞处于极显著水平(P0.001),故拟合效果明显,获得为中国对虾生长参数雌虾为K=0.0226、t_0=37.45d、L_∞=200.77 mm、W_∞=80.50 g、t_r=85.18d(8月4日),雄虾为:K=0.0419、t_0=40.25d、L_∞=145.81 mm、W_∞=23.37 g、tr=67.24d(7月18日),与20世纪80年代相比,中国对虾个体明显减小,生长速度加快,生长拐点提前了1个月。另外,根据大面调查体长数据,对各个站位体长组出现频率进行Ward聚类分析,利用R语言聚类树的融合水平值定义划分水平,选择具有最大跳跃的分组水平,将中国对虾虾群大致可分为两个组群,河口组和深水组,同时按照各体长组的多度值大小,探讨了各组内具有代表性的分类体长组,结果表明,河口组的中国对虾以体长125—135 mm为主,深水组以体长115—125 mm和105—115mm为主,河口组个体明显大于深水组;河口组分布区入海河流较多,饵料生物丰富,以软泥底质为主,有利于中国对虾的摄食和前期保护,深水组分布于莱州湾中东部,蟹类资源相对较高,且以沙质底质为主,对中国对虾的生长与保护产生一定的影响。     

鄱阳湖溶解态重金属空间分布格局及风险评估

采用ICP-MS定量研究了鄱阳湖溶解态重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn空间分布特征,并对其引起的健康风险进行了评价。结果表明,鄱阳湖溶解态As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的水平均符合国家Ⅰ、Ⅱ类饮用水质标准;鄱阳湖溶解态重金属的空间分布格局为As和Cr在整体上呈现北部大于南部,Cu为北部和南部高,中部低,Pb和Zn均呈现南部大于北部,而Cd的空间分布规律不明显。风险评估结果显示,鄱阳湖As、Cd、Cu、Pb和Zn的风险水平小于国际辐射防护委员会(International Commission on Radiation Protection;ICRP)的推荐值(5×10~(-5)a~(-1)),但是Cr的风险水平(4.74×10~(-5)a~(-1))接近了ICRP推荐值,且由As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn引起的健康总风险达到了5.88×10~(-5)a~(-1),超过了ICRP推荐值。鄱阳湖由Cr和As引起的健康风险之和占总风险比例达到99.72%,是主要的健康污染物,需引起风险决策部门的重视。     

福建省安溪县土地利用时空演变规律及其关键驱动因素

以福建省安溪县为研究边界,选取了1999—2019年该县及所属乡镇的耕地、林地、草地、园地、水域、建设用地和未利用地等7个土地利用类型作为物种变量,与其相关性较大的社会经济指标为环境变量,采用典范对应分析和空间自相关等方法进行分析,以明确安溪县和所属乡镇的土地利用时空演变特征及其关键驱动因素。研究结果表明:安溪县1999—2019年间土地利用类型变化总体上呈"三减四增"态势,并在全局空间分布格局上呈明显的聚焦状态。全县耕地、草地和水域面积分别减少36.82%、22.91%和8.18%,而林地、园地(主要是茶园)、建设用地和未利用地面积则分别增加了10.37%、56.39%、206.08%和90.14%。就林地面积而言,近10年来安溪县24个乡镇中有1/3的乡镇林地呈下降趋势。其中,祥华、大坪、虎邱、参内、福田和城厢6个乡镇林地面积减少明显。研究表明:在县域水平上,主要土地利用类型变化,除了受地理因素的制约外,主要受社会经济指标和宏观政策的驱动因素调控。排位最大的前3个因素分别是社会消费品零售总额、地区生产总值和茶叶产量。在镇域水平上,不同乡镇由于地理条件,特别是城镇化水平和经济发展状况...     

橘小实蝇成虫肠道可培养细菌群落结构分析

【目的】研究橘小实蝇(Bactrocera dorsalis) 3个种群(实验室正常喂养种群、实验室无菌糖水喂养种群和野生种群)成虫肠道可培养细菌的群落结构组成。【方法】利用16S rRNA基因的聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析技术,结合菌落形态观察和生理生化特征鉴定细菌种类。【结果】从橘小实蝇3个种群成虫肠道600株可培养细菌得到53种不同细菌遗传型,分属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、肠球菌科(Enterococcaceae)和芽孢杆菌科(Bacillaceae)等3个科。其中肠杆菌科是肠道可培养细菌最优势的细菌种类。同样以序列相似性大于97%的菌株归为相同的细菌种类为标准,找到了橘小实蝇3个种群可培养细菌的共有菌种,结合菌落形态观察和生理生化特征鉴定,确定共有菌种为肠杆菌属5株,克雷伯氏菌属2株,柠檬酸杆菌属1株,泛菌属1株,肠球菌属2株,以及芽孢杆菌属4株。【结论】通过研究橘小实蝇成虫肠道可培养细菌群落结构组成,可为探讨肠道菌群对寄主的生理功能和生态学意义奠定基础,最终为利用微生物防治此类害虫提供新思路。     

细菌萜类合成酶的生物信息学分析

【目的】目前对于萜类合成酶(Terpenoid synthase,TPS)的研究主要集中在植物和真菌中,而对细菌TPS的系统研究尚少。建立在大量已经被测序的细菌基因组基础上,利用生物信息学方法,对细菌TPS在全基因组范围内进行识别、分类和功能分析。【方法】利用TPS的隐马尔科夫模型(Pfam编号为PF03936)搜索自建的细菌蛋白质组数据库,预测出细菌TPS。对这些候选TPS的蛋白序列用MAFFT 7.130b进行多序列比对,并利用MEGA 6.0对多序列比对结果进行进化分析。利用MEME和PredictProtein分别进行细菌TPS的基序(Motifs)和点突变分析。【结果】建立在生物信息学分析的基础上,1 423条细菌TPS被识别,它们分布在8个门中,即放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)和衣原体门(Chlamydiae)。进化分析表明细菌TPS可分为4大类,Motifs分析表明除了各类之间保守的基序(Motifs)外,还有特异的Motifs,这暗示着细菌TPS在不同类别之间的功能分化。点突变分析表明,细菌TPS不同位点的氨基酸突变对TPS功能的影响不同。【结论】细菌TPS主要分布于8个门中,其中在2个门中细菌TPS尚未见报道,即厚壁菌门(Firmicutes)与酸杆菌门(Acidobacteria)。基于进化分析,可以把细菌TPS分为4类,各类之间的差异可能是由类特异的Motifs决定的,另外细菌TPS不同氨基酸位点的突变分析为今后验证TPS的功能提供了很好的理论基础。     

人工生态系统净化水质模型研究

建立了自来水厂取水口附近的人工生态系统水质模型、研究在水面面积、水生植物放养密度、取水量等改变条件下,取水口处水质的变化特征。这一模型可应用于确定人工生态系统水面积面积,水生植物放养密度等值,以达到满足自来水厂取水口处水质的要求,对模型参数适当确定后,可应用于其它水域。     

半干旱黄土丘陵区不同人工植被恢复土壤水分的相对亏缺

土壤水分是制约半干旱黄土丘陵区植被恢复和生态建设的关键因子。而缺乏科学指导的人工植被恢复会加剧土壤水分耗竭,造成土壤水分亏缺,从而严重阻碍该区生态系统恢复和脆弱生境的有效改善。本研究以典型半干旱黄土丘陵区甘肃定西龙滩流域为例,对比不同植被恢复模式下土壤储水状况,并通过构建土壤水分相对亏缺指数CSWDI（Compared Soil Water Deficit Index）和样地土壤水分相对亏缺指数PCSWDI（Plot Compared Soil Water Deficit Index）进行定量化分析与评价,发现各人工植被均存在不同程度的土壤水分亏缺。其中,柠条、油松、山杏林地PCSWDI分别达到0.65、0.62、0.62,土壤水分亏缺严重,尤其是100 cm以下土层;山毛桃林地和苜蓿草地PCSWDI分别为0.38和0.17,在100—200 cm土层有一定程度的水分亏缺,但相对较轻;侧柏林地土壤水分的亏缺主要集中在20—100 cm这一层次,100 cm以下则随深度增加而降低;0—200 cm土层内,杨树林地、撂荒草地和马铃薯农地无显著水分亏缺,且在0—100 cm内土壤水分有一定的补充。CSWDI和PCSWDI能有效反映不同层次和样地土壤水分相对亏缺状况,可用于同一地区不同植被恢复模式土壤水分响应的定量化分析与评估。     

吉首蒲儿根的繁殖生态学特性及其濒危成因

吉首蒲儿根为近年来发现的菊科蒲儿根属新物种,由于种群和数量都极度稀少,其濒危级别达极危(CR)等级。生态分布和生境的调查结果表明,吉首蒲儿根仅在吉首市德夯地质公园内分布有3个种群,总数约2000-3000株,其中,峡谷瀑布下的种群最大,约2000株;分布海拔为268-384 m,生境特点是温暖、湿润,土壤略偏酸性且钙质高。野外生殖物候的观察结果表明,2月初吉首蒲儿根的芽开始萌动,2月底至3月初抽生花葶,3月中旬至5月中旬开花,6月茎生叶逐渐枯死,随后根状块茎侧芽开始萌动,逐渐形成新分株。种群水平从第1个头状花序开放到最后一个凋谢约为50 d,单个头状花序从开始膨大到凋谢约为18 d,单朵小花的花期为3-5 d,整个过程表现出明显的雌雄异位和菊科特有的花粉次级展现现象。吉首蒲儿根的花部构成、高度同期的开花模式和"刷状机制"、瘦果小且无冠毛及以营养繁殖为主兼有种子繁殖等是对峡谷瀑布特殊生境的生态适应。人为活动的干扰,访花昆虫种类较少、访问频次和效率低,种子数量不多、质量差和传播不开,以及生境要求苛刻则是吉首蒲儿根致濒的主要原因。