水质微生物学检验实验模块的教学探索与实践

我校采用模块化教学形式开展水质微生物学检验实验教学。该模块由菌落总数测定、总大肠菌群测定及生理生化反应测试以及大肠菌群的血清学测试3个单元实验组成。实验内容以国家标准《生活饮用水标准检验方法——微生物指标(GB/T 5750.12-2006)》规定的程序进行编排。在教学过程中,注重模块实验的标准化操作,让学生树立标准化意识;通过连贯的模块化实验将卫生学检验实验转换为带有基础性的细菌分类学实验,在培养学生微生物学检验操作能力的同时,让学生系统地学习大肠杆菌的各种分类学鉴定方法。该模块的考核形式是学生参照专业机构的检验报告出具校园湖水的水质检验报告以及提交研究论文。水质微生物学检验实验模块的教学改革提高了学生的微生物数量研究能力和细菌分类研究能力,有利于学生开展创新型研究。     

北京东灵山地区植物群落多样性研究 Ⅹ.不同尺度下群落样带的β多样性及分形分析

选取不同尺度,采用β多样性指数和分形分析方法对东灵山暖温带森林样带上群落多样性随海拔梯度的空间变异规律进行了研究。结果表明,１）Ｃｏｄｙ指数揭示出乔木层在取样尺度２０ｍ和灌木层在取样尺度８０ｍ时,随海拔梯度变化呈明确的物种替代规律性;乔木层和灌木层在同一地点的物种替代速率具有互补性;群落多样性的空间变异在样带的起始（山底）和终止（山顶）地段较高。２）笔者提出的群落结构变异（ＣｏｍｍｕｎｉｔｙＳｔｒｕｃｔｕｒｅＶａｒｉａｔｉｏｎ,ＣＳＶ）指数介于０～１之间,作为Ｃｏｄｙ指数的改进,它对群落多样性沿环境梯度变化的揭示更接近于实际情况;ＣＳＶ指数分析显示乔木层在＞４０ｍ取样尺度,灌木层＞２０ｍ取样尺度群落结构出现明确变异规律;物种丰富度（Ｃｏｄｙ指数）和群落结构（ＣＳＶ指数）变化规律性的表现尺度（取样尺度）不同。３）分形分析的结果,乔木主林层在２００ｍ内不同尺度间不存在相关规律,乔木更新层只在＜４０ｍ尺度显示出尺度依赖性,灌木层的尺度依赖特征则表现为小尺度变异显著而较大尺度上变异程度降低;乔木更新层与灌木层的异质性规律发生显著变化（拐点）的尺度不同,分别为４０ｍ和９０～１００ｍ。同时,还对群落学研究中的取样尺度问题进行了探讨。     

基于流域尺度的土壤盐分空间变异特征——以渭干河-库车河流域三角洲绿洲为例

土壤中水溶性盐的分析,是发展研究盐渍土盐分动态监测与预报技术的重要基础工作。针对目前干旱半干旱区广泛存在的绿洲土壤次生盐渍化问题,基于GIS和地统计学方法,研究了渭干河—库车河流域三角洲绿洲盐渍化土壤特征(土壤含盐量)的空间变异性。研究结果表明:渭-库绿洲土壤含盐量的空间变异性为中等变异,且随土壤深度增加而减弱。各层土壤的合理采样数为在95%置信水平,20%误差下的合理采样数目。高斯模型能够较好的拟合10-30cm及30-50cm层土壤含盐量的空间结构。各层土壤盐分空间变异性受到结构性与随机性因素共同作用的影响,呈强空间相关性。套合结构模型考虑到0-10cm层土壤盐分空间变异的尺度依赖性,能够更好的拟合0-10cm层土壤含盐量的空间结构。Kriging插值以及空间等值线分布趋势图能够直观的表现研究区内土壤盐分含量的空间分布状况和变化情况。研究为土壤特征变量空间变异分析与评价提供了普适性较强的实现方法,为构建盐渍土定量动态监测模型以及盐渍土的改良利用提供一定的科学依据。     

两种雀形目鸟类的窝雏数处理实验:检验Lack假说

于1997—1999年在位于青海省北部的中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站进行。选择地面筑巢的小云雀(Alauda gulgula)和灌丛筑巢的黄嘴朱顶雀(Acanthis flavirostris)为代表进行窝雏数处理实验。根据Lack假说的预报检验(1)常见窝卵数是否是最大生产力窝卵数;(2)窝雏数处理对雏鸟质量和亲鸟投入是否产生影响;(3)两种鸟的响应方式是否相同。其结果如下：①小云雀和黄嘴朱顶雀的常见窝卵数分别是3和5枚。年间变化不明显,用幼鸟出飞率作为生产力,两种鸟的扩增窝幼鸟出飞率下降,常见窝卵数(分布频率最高)等同于最大生产力窝卵数;②小云雀的幼鸟的生长参数不随窝雏数的改变而变化．而黄嘴朱顶雀有明显变化．说明窝雏数处理对后者幼鸟质量有明显影响。③用递食率作为亲鸟投资指标,小云雀亲鸟的递食率随窝雏数的增加而增加,但雏期不变;而黄嘴朱顶雀递食率不变,但雏期延长。④扩增窝雏数后,两种亲鸟表现出不同的响应方式,小云雀表现为提高单位时间递食次数,而黄嘴朱顶雀延长育幼时间。这两种方式不是通过影响雏鸟质量就是通过影响亲鸟存活率来降低子代和亲代的适合度。结果支持了自然选择将窝卵数调节到亲鸟能喂活最大数量子代的限度。即常见窝卵数就是最大生产力窝卵数的Lack假说。     

基于光温的温室多杆切花菊干物质生产与分配的预测模型

根据菊花生长对光温的反应,设计不同品种、不同单株主杆数、不同定植密度和不同定植日期的试验,构建了以生理辐热积(Physiological product of thermal effectiveness and PAR,PTEP)为尺度的温室多杆切花菊的干物质生产与分配预测模型,并用与建模相独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明:随单位面积杆数增加,切花菊的单位面积地上干物质产量增加,单枝切花鲜重减少.所建模型对温室多杆切花菊的单株叶干重、茎干重、花干重和地上部分鲜重的预测值与实际观测值基于1:1线的决定系数(R2)分别为:0.96、 0.95、0.82和0.97,回归估计标准误(RMSE)分别为:0.863、1.005、0.201和10.190g ·株-1.模型模拟精度较高,可为温室切花菊栽培密度和保留杆数的优化调控提供理论依据.     

海南霸王岭天然次生林边缘效应下木质藤本与树木的关系

选择海南岛霸王岭天然恢复60 a的次生林样地中形成年限为17和13年的边缘,分别设置4条10 m100 m的样带,研究边缘效应下dbh ≥1 cm树木的攀藤率、被藤本攀附的频度和每木藤本数随距边缘距离的变化。结果表明：在0.8 hm2的样带中,树木的攀藤率分别为44.58%（17年边缘）和32.63%（13年边缘）。2种边缘中,dbh 1—5 cm、5—10 cm树木的攀藤率都随距离发生了变化,17年边缘中dbh ＞20 cm和13年边缘中dbh 10—20 cm树木的攀藤率都没有随距离的变化而变化。树木被藤本攀附的频度随距边缘距离的增加而降低,攀附3株以上藤本的树木最少,在17年边缘中变化趋势较明显;攀附1株藤本的树木最多,在13年边缘中变化明显。17年边缘中每木藤本数随距离增加而降低。在边缘形成初期,边缘形成年限对每木藤本数产生了影响,其在17年边缘中下降程度较大,但总体高于13年边缘中。     

兴安落叶松种群格局的分形特征信息维数

种群格局信息维数能够刻划格局强度的尺度变化程度,揭示出种群个体分布的非均匀性状况。采用信息维数对大兴安岭兴安落叶松种群格局的研究显示,各类兴安落叶松林中兴安落叶松种群格局的信息维数大小依次为越桔－兴安落叶松林（１．４８０）＞杜香－兴安落叶松林（１．３７３）＞杜鹃－兴安落叶松林（１．３２１）＞草类－兴安落叶松林（１．０９３）。虽为群落建群种,兴安落叶松种群格局的信息维数较低（＜１．５,远离２）,格局     

群落均匀度分形分析

修正了Frontier和Ricotta等关于有效物种丰富度指数A与物种丰富度指数S之间幂律关系的定义．探讨了A与S之间分形关系的生态学意义．认为分形维数D是群落均匀度测度值在物种数S不断增加的过程中．向其逼近的一个理论值;提出了利用双对数坐标上建立的A与S拟合直线的方程．对群落均匀度的4种变化趋势进行描述的方法。以广东黑石顶自然保护区森林演替系列为例．研究了针阔叶混交林和常绿阔叶林样带上．随着样带观察长度的逐渐增加群落均匀度的变化情况。结果表明．230m长的混交林样带只存在一个线性无标度区间．群落均匀度随样带长度的不断增加而逐渐降低．向分形维数D=0．810趋近。170m长的常绿阔叶林样带存在两个线性无标度区问．在0～25m的尺度域内．随着样带长度的逐渐增加均匀度不断降低．向分形维数D=0．525逼近;在30～170m的尺度域内．随着样带观察长度的增加．群落均匀度也逐渐增加．向分形维数D=0．920趋近。     

太白红杉顶芽与分枝格局的适应性分析

野外调查发现太白红杉 (L arix chinensis)枝条顶芽死亡比例较高 ,顶芽死亡对分枝格局产生较大影响 ,可形成 3种分枝类型 : 型、 型和 型。对 3种分枝类型枝条的芽数量、计盒维数以及植冠不同部位的分枝类型比例、顶芽死亡比例、主侧枝平均枝长和主侧枝总数量分别进行了统计分析。结果显示 ,芽数量 : 型 (115 .3) < 型 (15 4 .8) < 型 (2 0 9.9) ;计盒维数 : 型(1.30 5 ) < 型 (1.4 0 0 ) < 型 (1.5 37) ;顶芽死亡比例由树冠上层至下层逐渐提高 ,而冠层东南西北 4个方向的顶芽死亡比例无显著差异 ;主侧枝平均枝长由树冠上层至下层逐渐增加 ,而主侧枝总数量则逐渐降低 ;由于风、光照、坡度和坡向的影响 ,冠层4个方向间的主侧枝平均枝长和总数量均存在显著差异 ; 型分枝使植冠半径扩大 , 型分枝快速扩展植冠的横向空间 , 型分枝在扩展空间的基础上并实现对空间的有效占据。研究表明太白红杉枝条中一定比例的顶芽死亡增加了分枝形态的多样性 ,表现出顶芽和分枝格局的环境适应性 ,有利于提高树冠的空间占据能力     

阿拉善高原2种荒漠植物根系构型及生态适应性特征

根系构型决定了植物对资源的吸收方式,根系构型的变化是植物对环境的生态适应和有效生存策略。在阿拉善高原西南缘红砂（Reaumuria soongarica）-珍珠猪毛菜（Salsola passerina）混生群落采用传统挖掘法收集两种植物根系,基于量化的根系形态指标,利用几何拓扑学及分形理论分析了根系构型特征,探讨了该地区2种植物对干旱生境的生态适应策略。结果表明：红砂和珍珠猪毛菜根系均以水平分布占优,根系浅层化分布明显,混生的两种植物占据不同的生态位;2种荒漠植物均具有较大的比根长（SRL）和比表面积（SRA）,红砂SRL=21.3 cm/g,SRA=7.6 cm²/g,珍珠SRL=22.4 cm/g,SRA=6.5 cm²/g,有利于水分和养分的获取;红砂根系拓扑指数（TI）、修正拓扑参数（q_a和q_b）分别为0.86、0.52、0.49,珍珠猪毛菜对应参数分别为0.93、0.76、0.73,表明2种植物根系均趋向于鱼尾形分支结构;根系分形维数值（FD_红=1.488、FD_珍=1.422）较小,而分形丰度值（lgK_红=1.855、lgK_珍=1.774）较大,表明2种植物分支相对简单,但空间拓展能力强,有利于对营养空间的占有。上述特征可能是阿拉善西南缘红砂-珍珠猪毛菜群落2种荒漠植物植物对干旱贫瘠生境的重要生态适应策略。