趋磁细菌生态学研究进展

趋磁细菌是一类革兰氏阴性的原核生物,广泛分布于淡水和海水环境中的有氧-无氧过渡区.趋磁细菌的分布与其环境中的氧、硫化物及铁等的浓度相关,不同种类分布在不同的物化梯度范围内.趋磁细菌的生长、磁小体的合成及磁小体的成分对环境有一定程度的指示作用.它们在生物地球化学循环中起着重要的作用.主要针对以上研究内容进行回顾,同时结合本实验室的一些研究结果做初步的分析,并对趋磁细菌生态学研究进行展望.     

北京市域生态敏感性综合评价

区域生态敏感性评价对于制定区域环境政策,有效进行环境管理具有重要作用.在综述当前生态敏感性评价研究的基础上,综合考虑自然和人文两大类影响因子,构建了反映对水土流失、河流水量水质、土地沙化、泥石流、采矿、路网、濒危物种不同敏感程度的7个指标,运用地理信息系统和遥感技术,综合分析和评价了北京市域生态敏感性程度及其空间分布状况.结果表明,高生态敏感区主要有两类,分别分布于北京东北-西南走向的山区-平原过渡地带和永定河、潮白河、北运河、大石河河岸带,此外,大兴南部也有集中分布.中敏感区除分布于上述高敏感区外围以外,还集中分布于怀柔中部的红螺山、云蒙山地区和门头沟妙峰山地区.不敏感区则主要集中在怀柔、延庆的北部山区,其余地区为低敏感区.敏感性程度的空间变化基本规律是:在山区,从平原-山区过渡地带沿西北方向朝低山区和中山区衰减,在平原,则沿河道两侧向外围衰减.在评价的基础上,尝试提出了环境保育和生态建设的相关对策.     

甘肃莫高葡萄酒厂酵母种群的生态分布

葡萄酿酒酵母的菌群组成和多样性对葡萄酒的化学成分和感观特性具有重要贡献,因此葡萄产区酵母菌的生态研究成为国外近年来的研究热点.应用WL营养琼脂培养基聚类分析、26S rRNA基因序列和5.8S-ITS区序列分析对甘肃莫高葡萄酒厂酵母菌群进行研究,共分离到葡萄酒相关酵母9属10个种:Saccharomyces cerevisiae、Issatchenkia orientalis、Rhodosporidium kratochvilovae、Pichia kluyveri var. kluyveri、Metschnikowia pulcherrima、Hanseniaspora uvarum、Cryptococcus magnus、Pichia fermentans、Rhodotorula mucilaginosa、Cryptococcus uzbekistanensis.不同生态条件下的菌群分布各有不同,在自然发酵过程中出现的菌种有M.pulcherrima, H.uvarum, P. kluyveri var. kluyveri和I. orientalis.发酵初期Metschnikowia pulcherrima和Hanseniaspora uvarum为启动发酵的主要菌群,3～4d后至发酵中期Saccharomyces cerevisiae开始出现并逐渐取代non-Saccharomyces,随后主导发酵结束.在酒厂设备表面分离到的菌种以Rhodotorula mucilaginosa和Hanseniaspora uvarum为主,分别占到34%和26%,其次C. magnus占16%,I. orientalis占12%,Pichia kluyveri var. kluyveri占12%.葡萄园土壤中分离到的菌群R. mucilaginosa占62.5%、C.magnus占21%,S. cerevisiae和Rhodosporidium kratochvilovae分别占12.5%和4%.     

古田山国家级自然保护区甜槠林优势种群生态位

采用样方法进行不同资源位群落调查,利用生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠公式测试了古田山国家自然保护区甜槠林14个优势种群[甜槠(Castanopsis eyrei)、木荷(Schima superba)、马银花(Rhododendron ovatum)、檵木(Loropetalum chinensis)、麂角杜鹃(Rhododendron latoucheae)、虎皮楠(Daphniphyllum macropodum)、马尾松(Pinus massoniana)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、乌饭树(Vaccinium bracteatum)、石栎(Lithocarpus glaber)、赤楠(Syzygium buxifolium)、石楠(Photinia serrulata)、栲树(Castanopsis fargesii)、钩栗(Castanopsis tibetana)]的生态位.结果表明:甜槠和木荷的生态位宽度较大,其Bi、Ba分别为0.8703、0.8528和0.8446、0.7824;而石楠、栲树和钩栗的生态位宽度较小,其Bi、Ba分别为0.2956、0.1359,0.2953、0.1356和0.2684、0.1064.生态位宽度较大的物种之间的生态相似性比例较大,如甜槠与木荷、甜槠与马银花、木荷与马银花的生态相似性比例分别为0.7630、0.7252和0.6452;对生境需求有较大相似性的生态位宽度不同的物种其生态位相似比例也会较高,如木荷与马尾松生态位相似比为0.6866.生态位宽度较大的树种间生态位重叠较大,如甜槠、木荷、马银花等.甜槠林中生态位重叠值大于0.1的有39对,仅占21.4%,生态位重叠值不大,表明甜槠林中因利用相同的资源位而产生的种间竞争并不激烈,是一个稳定的森林群落.     

基于GIS支持下的土地资源空间格局生态优化

以防治水土流失和维护景观整体生态优化为目标,选择我国滇西南地区亚热带山地为典型案例,利用遥感数据和GIS的空间信息处理技术,采用适宜性评价与土地资源利用格局整体优化相结合的方法,用最小累积阻力模型(MCR)确定土地利用的功能分区和生态格局组分,探讨山地土地资源空间格局生态优化途径.结果表明:(1)基于GIS空间分析技术和"成本距离加权"制图分析工具,采用最小累积阻力模型(MCR)的土地资源空间格局生态优化方法是可行的;(2)将水平生态过程作为一种对景观的控制过程来对待,以常绿阔叶林和思茅松林为保护源,基于最小累积阻力面(MCR)模型,构建了对土地资源整体生态功能起维护作用,对源内物种的迁移或扩散过程具有关键作用的廊道、辐射道和战略点等生态格局组分;(3)基于MCR阻力值建立的频率序列及拐点图,拐点两侧的土地利用类型异质性较大,可以作为划分土地功能分区的临界点,以此划分出有利于生态安全的核心源保护区、生态缓冲区、生态过渡区、生态边缘区、农业耕作区和居民生活区等6类土地功能区,并提出各功能区的管理措施.     

旱地、荒漠和荒漠化:探寻恢复之路——第三届国际荒漠化会议述评

2010年11月在以色列召开了第三届荒漠化国际学术研讨会,会议的主题是"旱地、荒漠和荒漠化:探寻恢复之路"。会议设20个专题,可以归纳为8个科学问题,表现出了多学科性、地域广泛性及多尺度性、关注社会人文机制等突出特点。以色列在荒漠化防治、生态恢复与区域发展方面的辉煌成就以及本次会议所反映的国际前沿和趋势对中国有着重要启示:(1)加强技术研发和推广,提高干旱、半干旱区人口的可持续生计与能力建设是中国防治土地生态退化和荒漠化的关键所在;(2)在土地生态退化和恢复的研究和实践中必须重视社会人文因素的作用;(3)深化中国干旱、半干旱区全球变化响应与适应的研究,推动荒漠化防治、生态保护与恢复、全球变化方面的国际合作是一项非常紧迫的战略任务。     

元蛋白质组分析——研究微生物生态功能的新途径

随着对微生物纯化培养和元基因组学研究的不断深入,积累了大量的微生物基因组信息,元蛋白组分析将促进我们对基因组功能的理解。目前,对微生物群落的元蛋白质组(metaproteome)的研究已成为后基因组时代进一步认识微生物生态功能的有效途径。对这一新技术的介绍结合元蛋白质组的提取和鉴定方法、元蛋白质组在研究微生物生态功能上的应用进行了综述,并对这一新的研究领域所面临的困难与挑战进行了讨论。     

外来木本植物入侵的生态预测与风险评价综述

外来植物引种导致的入侵已经成为当前生物多样性保育和引种工作面临的一个紧要研究课题。综述了木本植物入侵的生态预测和生态风险评价方面的国内外相关研究进展。首先介绍了目前国内外木本植物引种的概况,对木本植物入侵的生态预测基本原理做了较为详细的总结。目前比较被认可的生态预测途径主要包括编辑入侵植物名录利用入侵历史纪录预测、物种特征作为入侵的预测指标、繁殖体压力作为建群概率的决定性因素、环境匹配作为入侵潜力的预测工具及专家意见等,并对物种特征进行了归类和分析。物种特征指标主要包括物种的繁殖和快速生长性状指标、对入侵地区局部条件和干扰体系的适应性指标、生物地理分布指标等,并指出在生态预测中单独使用这些指标是不严谨的,而应当多途径互相结合验证。同时还简介了WRA等几个应用较为广泛的实用性植物入侵风险评价系统。分析了目前国内外在木本植物入侵的生态预测方面面临的一些困难,包括入侵机理的复杂性导致的预测难度增大和可信性下降,所用数据库标准的不统一和更新的困难等,指出在进行木本植物引种的生态预测和风险评价研究的同时,必须加强相关法律法规建设,重视入侵机理研究,完善相关的数据库。出于实际情况的限制,可以借鉴国际上实用性杂草风险分析和有害生物风险分析的方法,逐步建立我国的入侵风险评价系统,以满足目前对木本植物入侵的预测和风险评价的需求。     

城镇化进程中居民生活消费的生态环境压力评估—— 以江苏省江阴市为例

消费问题是区域生态环境压力增大和生态环境问题产生的根本原因。提出人口环境消费的概念和理论模型,并在生态足迹理论和方法的支撑下分别计算江苏省江阴市1997～2004年城镇居民和农村居民生活消费的环境压力;采用SPSS14.0软件,分析城镇和农村居民这两类人群人均环境消费的变化规律及其影响因素,并通过建立多元线性回归预测模型,估算在城镇化快速发展的情况下江阴市人口环境消费期望值。研究表明：江阴市城镇居民人均环境消费从1997年的1.395hm^2上升到2004年的1.960hm^2,年均递增0.081hm^2;农村居民则从1997年的1.345hm^2上升到2004年的1.465hm^2,年均递增0.017hm^2。城乡居民人均环境消费与人均可支配收入、人均受教育年限、恩格尔系数、人均地区生产总值等社会经济指标呈显著线性相关。预计到2010年城乡居民人均环境消费将分别达到2.258hm^2和1.919hm^2,到2020年将分别达到2.807hm^2和2.303hm2;2010年和2020年区域生态赤字将比2004年分别增长55%和107%,给区域生态环境造成巨大压力。为有效缓解区域环境压力,论文提出合理控制区域人口规模和城镇化发展速度,大力发展生态产业,培养可持续消费观念,引导绿色、健康和环境友好型的消费模式等对策措施。     

模拟淹水对池杉和栓皮栎光合生理生态过程的影响

池杉（Taxodium ascendens）和栓皮栎（Quercus variabilis）是我国亚热带河岸带和库塘消落区常见的植物,对于河岸带和库塘消落区的水土保持和水源涵养具有十分重要的作用。研究通过测定二者的最大净光合速率、光饱和曲线、二氧化碳饱和曲线、根／茎／叶的可溶性糖含量、叶片的比叶重（Ieaf mass per unit area,LMA）和根系活力等指标研究了模拟淹水（50d）对两年生栓皮栎和池杉树苗生理生态过程的影响。在淹水过程中,栓皮栎的最大净光合速率不断下降,到试验结束时淹水处理的最大净光合速率降低为对照的9％,而且处理与对照差异极显著;而在整个淹水过程中池杉则在处理和对照间没有显著差异。淹水胁迫下：（1）淹水导致栓皮栎表观量子效率（φ）不断下降,淹水第6天降为对照的59．9％左右（P〈0．001）,第26天降为对照的40．9％左右（P〈0．001）,而26d的淹水对池杉的光饱和曲线却影响不大;（2）淹水导致栓皮栎羧化效率（CE）的不断下降,在正常生长条件下栓皮栎的CE为（0．331±0．075）μmolm^-2s^-1Pa^-1。淹水第10天栓皮栎的CE下降到对照的22．1％,淹水第30天降到对照的16．8％,且差异均显著（P〈0．001）。淹水对池杉的二氧化碳饱和曲线没有造成显著影响;（3）淹水导致两个种的根／茎／叶可溶性糖含量呈现动态变化。50d的淹水导致栓皮栎叶片可溶性糖含量相比于对照略有上升,茎和根可溶性糖含量显著上升。而池杉根／茎／叶可溶性糖含量对照和处理之间差异不显著;（4）淹水导致栓皮栎的比叶重持续升高,池杉的与对照没有显著差异;（5）淹水导致栓皮栎的根系活力持续下降,池杉则开始时下降后又升高,这可能与池杉在淹水过程中产生了有利于吸收氧气的不定根,而栓皮栎没有产生不定根有关。以上实验结果说明相对池杉,栓皮栎应属于对淹水较敏感的树种。短期淹水（1～10d）导致栓皮栎光合速率下降的生理生态原因应该至少包括表观量子效率和羧化效率下降两个原因。而长期淹水条件下,叶片碳水化合物的积累（LMA升高）导致的负反馈效应也可能是光合速率下降的原因之一。