城市小型湖泊浮游植物群落结构特征及演替规律——以武汉沙湖为例

城市小型湖泊具有对环境变化的高敏感性,其浮游植物群落特征和演替规律对湖泊生态系统的监测与管理有重要意义。本研究于2015年3—12月,对武汉市沙湖进行了生态和水质监测,共鉴定出藻类10门312种,绿藻、硅藻和蓝藻种类数占优。为探究富营养化城市小型湖泊浮游植物群落时空异质性及其演替驱动力,选取了4个多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和Whittaker指数),并进行了多样性指数与环境因子的相关性分析、主成分分析和聚类分析,计算了优势种在监测时段的3个种间联结性指数和校正χ~2 检验系数。结果表明,夏秋季节浮游植物群落处于演替的稳定状态,环境因子驱动作用明显,其中离子浓度的影响大于温度的影响,钠、镁离子浓度为主要影响因素;蓝藻门和绿藻门优势种联结性较高,硅藻门优势种内部联结性较高而与其他门类相关性较低,从季节上看,夏秋季节的优势种种间联结性较高,春冬季优势种与其他时段优势种相关性低,可能为群落在冬春季不稳定的原因。     

检测大肠杆菌(Escherichia coli) O157:H7免疫磁珠的制备、保存与应用

【背景】大肠杆菌(Escherichia coli) O157:H7是导致肠出血性大肠杆菌食源性疾病暴发的主要血清型,免疫磁珠(Immunomagnetic beads,IMBS)在E. coli O157的检测中发挥着重要作用,而免疫磁珠的稳定性、特异性、广谱性等性能指标关系着在实际应用中的使用效果。【目的】制备高效、稳定且具有广谱性的免疫磁珠,联合分子检测技术如环介导恒温扩增 (Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术、PCR等,提高目标菌的检出率。【方法】采用新型的磁珠活化剂MIX&GO制备E. coli O157免疫磁珠,并进行广谱性以及特异性检测;针对6种试剂牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)、酪蛋白(Casein)、海藻糖(Trehalose)、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinyl pyrrolidone,PVP)、抗坏血酸(Vitamin C)和防腐剂ProClin 300,利用正交试验L18(37)优化免疫磁珠保存液组分;采用IMBS-LAMP、IMBS-PCR、IMBS-生化、菌液-LAMP、菌液-PCR、显色平板-生化鉴定6种方式对20份生猪肉样品进行检测。【结果】利用MIX&GO活化剂制备的免疫磁珠捕获率最高达到81.5%±1.3%;免疫磁珠保存液最优配方为：牛血清白蛋白15.0 g/L,酪蛋白10.0 g/L,海藻糖10.0 g/L,PVP 2.0 g/L,抗坏血酸5.0 g/L,ProClin 300 2.5 g/L,保存6个月后免疫磁珠捕获率为75.5%;在20份生猪肉样品的检测中,自制磁珠和商品化磁珠与LAMP联用均检出9例阳性样品;IMBS-LAMP在6种检测方式中具有最高的检测灵敏度,但检出的样品会因磁珠抗体的差异而有所不同。【结论】与商品化磁珠相比,实验制备的免疫磁珠具有良好的特异性和广谱性,免疫磁珠-LAMP联用提高了目标菌的检出率,是一种高灵敏度、具有应用前景的检测方法。     

西南鼠耳蝠(Myotis altarium)栖息生态学

西南鼠耳蝠(Myotis altarium)是典型的洞栖性蝙蝠,是我国的准特有种。近年,在湘西州境内的13个溶洞中记录到该蝠361只次,并对其栖点的空间分布、栖息姿势、体温、栖点温度及个体的安全性进行了观测。结果表明:其栖点主要集中在距离洞口200 m的范围之内,离地面的高度通常在2—6 m之间,约74%的个体采用腹部贴壁倒挂的姿势栖息;体温变化范围在3.57—20.25℃之间,个体体温均略高于其栖点温度,但两者之间不存在显著性差异(P0.05)而不同月份之间的体温、栖点温度均存在显著性差异(P0.05);仅60.1%的个体栖息在"安全性高"的栖点,栖息在"安全性中"和"安全性低"栖点的比例分别达22.7%和17.2%。加强对地方群众的宣传教育,增强民众对蝙蝠物种、生物多样性及洞穴资源的保护意识,减少人为因素对洞穴环境和蝙蝠种群的干扰与破坏,将有助于保护该珍稀物种。     

鸟粪对同里湿地公园土壤重金属及其形态的影响

为了解鸟粪对同里湿地公园土壤重金属全量及形态转化的影响,测定了公园内有鸟粪土壤、无鸟粪土壤、鸟粪沉积物的理化性质,Co、Cr、Cu、Ni、Zn全量及其形态分布,并进行统计分析。结果显示:同里湿地公园土壤及沉积物p H值平均含量达4.5,N、C、H、S和TP平均含量分别达到3.69、38.07、10.97、0.52、1.43g/kg,有鸟粪土壤中N、C、H和S含量显著高于无鸟粪土壤。Cu、Zn、Co平均含量呈现出鸟粪沉积物有鸟粪土壤无鸟粪土壤;Cr的平均含量表现为鸟粪沉积物无鸟粪土壤有鸟粪土壤;Ni呈现出有鸟粪土壤鸟粪沉积物无鸟粪土壤。总体上,鸟粪的进入增加了土壤Cu、Zn、Co、Ni含量。因此应及时清理土壤上覆鸟粪,降低对当地重金属污染风险。相对于无鸟粪土壤中不同重金属形态的分布,有鸟粪土壤中Co、Cr、Cu、Zn的活性态占全量的百分比均略有下降,非活性态呈上升趋势。鸟粪的加入,虽然会在一定程度上降低活性态重金属占总量的比例,但因总量和活性态含量均上升,向植物系统的迁移量会呈现增加趋势,因此对鸟粪施肥再利用应慎重。     

菜豆环氧化物水解酶的表达及其催化特性研究

【背景】光学纯环氧化物及邻二醇是一类多功能手性砌块。与化学合成法相比,环氧化物水解酶(EHs)介导的生物转化法因环境友好而成为当前的研究热点。【目的】从菜豆(Phaseolus vulgaris)中克隆一种EH基因并进行原核表达,研究重组酶催化环氧苯乙烷(Styrene oxide,SO)的水解特性。【方法】通过计算机辅助分析EHs的一级结构,推测一种菜豆来源的未知功能蛋白(PvEH4)可能具有EH活性。利用RT-PCR技术,以菜豆总RNA为模板,扩增编码PvEH4的基因pveh4,并实现其在Escherichia coli BL21(DE3)中的表达。利用重组菌E.coli/pveh4全细胞催化SO水解,分析PvEH4的对映选择性和区域选择性。【结果】一级结构分析表明,PvEH4具有α/β折叠型EH特有的保守区域。SDS-PAGE结果显示PvEH4的表观分子量为39.4 kD。PvEH4针对SO的对映选择率(E值)为10.1,区域选择性系数αS和βR分别为99.5%和82.5%。当外消旋SO转化率达到68.1%时,可同时获得99.9%ees的(R)-SO和92.3%eep的(R)-苯乙二醇(Phenyl-1,2-ethanediol,PED),两者的产率分别为31.9%和65.6%。【结论】PvEH4的挖掘不仅增加了植物类EHs的数量,同时也为EHs的蛋白分子改造提供参考。     

葛藤覆被下干热河谷冲沟沟岸土壤水热变化特征

干热河谷冲沟沟岸裸露、陡立、土壤水热变化剧烈,导致植被恢复极端困难。通过野外调查和定位监测,在葛藤覆被沟岸,根据藤本生物量设置4个处理(T1:309.70g/m~2鲜藤覆被地块,T2、T3、T4:594.34、1103.43、1693.27g/m~2枯藤覆被地块),并选取裸露地块作为对照CK,研究了葛藤不同覆被状况对沟岸土壤水分和温度在单次降雨过程变化的影响。结果表明:相比裸露沟岸而言,1)鲜藤覆被沟岸土壤含水率仅为8.68%,较裸露沟岸还降低了4.47%;枯藤覆被沟岸土壤含水率则相对增加,T2—T4土壤含水率分别为14.91%、16.75%、19.44%,较裸露沟岸增加了1.76%、3.6%、6.29%。2)鲜藤覆被可明显增加土壤水分活跃层深度、变化幅度和变异程度,枯藤覆被下土壤水分活跃层深度、变化幅度和变异程度则相对减小。3)随鲜、枯藤覆被量增加,水分补给过程中土壤含水率的增加量增大,同时水分衰减过程中土壤含水率的散失量减小;增加枯藤覆被量后,沟岸表层土壤含水率变化率的波形逐渐平缓、波动依次减小、波长稳步增大。4)随鲜、枯藤覆被量的增加,沟岸表层土壤温度波动逐渐减小。研究成果对干热河谷冲沟沟岸生境改良与植被恢复具有重要的指导意义。     

不同土壤培肥措施对华北高产农田原生动物丰度的影响

为了解华北高产农田生态系统中秸秆还田、有机肥和化肥投入水平等土壤培肥措施对原生动物群落丰度的影响,1999年10月~2000年9月在山东桓台冬小麦套种夏玉米的田间试验中进行了取样分析。田间处理1~处理9,依序为:全还,麦还,全还 化肥1,麦还 化肥1,全还 化肥2,麦还 化肥2,全还 化肥3,麦还 化肥3和全还 化肥1 有机肥处理。应用3级10倍环式稀释培养法对土壤中鞭毛虫、纤毛虫、肉足虫3类群原生动物的丰度进行了测定。结果显示:该研究地块肥力状况良好;土壤鞭毛虫和肉足虫占有绝大比例,分别为总丰度的39.47%和59.22%,纤毛虫仅占1.31%;土壤原生动物丰度在不同培肥处理中表现出相似的季节性动态变化特征;比较不同土壤培肥措施条件下的原生动物丰度水平为:全还>麦还,全还 化肥1 有机肥>麦还 化肥1,麦还 化肥2,麦还 化肥3>全还 化肥1,全还 化肥2,全还 化肥3;化肥对原生动物丰度表现出明显的抑制作用,而有机肥对原生动力丰度表现出明显的促进作用。化肥的施用量水平对土壤原生动物丰度的影响无显著性差异,作物秸秆采取何种还田方式对土壤原生动物丰度的影响也是不显著的,如麦还 化肥培肥地块的原生动物丰度仅略高于全还 化肥。     

植物-菌根真菌联合修复重金属污染土壤

菌根是菌根真菌侵染植物根系后在植物根部形成的共生结构。菌根技术作为一种生物强化技术应用于重金属污染土壤的植物修复已引起研究者的广泛关注。目前大量研究表明菌根能强化植物对重金属的转运、富集及根系稳定化过程,并通过促进营养物质的吸收利用、稳定细胞内氧化还原平衡、调控抗逆性相关基因的表达以及改善根际微生态环境等方式提升寄主植物的抗逆性。本文在介绍菌根真菌在植物修复重金属污染的联合过程中的作用效应及机制的基础上,分析了目前限制该技术应用的瓶颈问题以及未来的研究方向,为植物-菌根真菌联合修复的推广应用提供理论基础。     

牛背梁自然保护区食肉目和偶蹄目动物的区系特征与生态分布

牛背梁自然保护区(108°45′~109°04′E,33°47′~33°56′N)位于秦岭山脉东段,地跨秦岭南北坡。采用样线调查法和访问调查法,于2003年5月~2004年8月,对该保护区食肉动物及偶蹄动物的区系特征和生态分布进行了研究。该保护区共有18种食肉动物及偶蹄动物,其中属我国级、级重点保护动物的兽类分别有2种和7种。分析表明,保护区的有蹄类动物物种丰富,秦岭分布的有蹄类在该区域均有分布,但食肉动物种数仅占整个秦岭地区的45.5%。这些兽类中,属于东洋界的兽类有12种,占66.7%;属古北界的仅1种,占5.5%;其余5种为广布种,占27.8%。牛背梁保护区在动物地理区划上应属古北界和东洋界物种交汇的区域,且为东洋界逐渐向古北界过渡的区域。分析该区域食肉动物及偶蹄动物的生态分布发现,这些物种的垂直分布幅度有很大的差异。垂直分布幅度在海拔高差1300m以上、1000m左右、450~700m之间的物种各占1/3。结果还表明,区内这些兽类物种的丰富度随海拔的升高具有先升后降的垂直变化规律。不论是秦岭南坡还是北坡,分布在海拔1800~2200m区域的兽类物种最多,所占比例大于80%;而在海拔2600m以上区域,兽类种数降至最少,仅占50%左右。兽类丰富度的海拔梯度也体现于这些兽类在各植被类型中的分布上。中山针阔叶混交林中分布的兽类种数最多,而在中低山落叶阔叶林、亚高山针叶林及亚高山灌丛草甸中分布的兽类则较少。     

长白山阔叶红松林CO2通量与温度的关系

应用涡度相关法观测的通量数据和环境因子数据,在生态系统水平上分析了长白山阔叶红松林生长季温度与CO2通量之间的关系.结果表明：（1）在相同的光合有效辐射水平下,净生态系统CO2交换量（NEE）随温度Ta的变化趋势为,在Ta〈20℃范围内,NEE随温度的增加而增加,在Ta=20℃附近有极大值,随温度的继续增加NEE呈下降的趋势,同时NEE还具有明显的季节变化,表现为7月〉6月〉8月〉9月〉5月〉4月〉10月.（2）应用Michaelis-Menten方程计算得出最大光合速率Pmax和生态系统呼吸Re,分析其与温度的关系发现,Pmax随温度的变化呈S型曲线,Re则随着温度的升高而呈指数上升的趋势,曲线为：Re=0.0607 exp（0.0666Tα）,R^2=0.96.夜间生态系统呼吸的Q10为3.15.（3）通过对NEE与环境因子的偏相关分析表明,温度对NEE的偏相关系数在生长季呈现先减小后增大的趋势,说明在生长季初期和末期升高温度比生长季中期对NEE的影响要大.