黄土高原草地植物多样性与群落稳定性的关系及其驱动因素

植物多样性对维持生态功能的稳定发挥具有重要作用。以黄土高原不同植被带草地为研究对象,基于野外调查和实验分析,探究黄土高原不同植被带草地植物多样性与群落稳定性特征和二者之间的关系以及影响因素。结果表明：黄土高原草地群落结构特征(地上生物量、地下生物量)与植物多样性具有明显的纬度分布格局,草地植物多样性和生物量均表现出自东南向西北沿森林草原带—森林带—草原带—草原荒漠带逐渐递减趋势。森林草原带草地植物多样性和群落稳定性显著高于森林带、草原带和草原荒漠带;植物多样性与群落稳定性之间存在显著正相关关系,可以作为衡量群落稳定性的指标,其稳定性大小表现为森林草原带>森林带>草原带>草原荒漠带。降雨量是影响植物多样性和群落稳定性的主要因素,并通过改变土壤含水量影响群落稳定性。研究结果揭示了草地植物多样性与群落稳定性之间的关系及驱动机制,为维持黄土高原草地生态系统的群落稳定性提供了科学依据。     

滇南地区桃树种植模式对土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响

经果林种植可改变土壤质量、改善生态环境,同时具有较高的经济效益。合理的种植模式可通过物种间的互补性提高资源利用效率,改善土壤碳库质量并提高综合效益。为探讨桃树种植模式对土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响,以云南省开远市不同桃树种植模式(桃树单种-SP和桃树南瓜套种-PP)为研究对象,以毗邻的天然林地(CK)为对照,分析不同种植模式下活性碳库,即高锰酸钾氧化有机碳(POXC)、颗粒有机碳(POC),惰性有机碳库即矿物结合态有机碳(MAOC)在0—40 cm土层的分布情况,明确土壤有机碳组分与土壤理化性质的关系;计算碳库活度指数(CPAI)、碳库指数(CPI)以及碳库管理指数(CPMI),明确不同桃树种植模式的碳库变化情况。结果表明：桃树种植模式和对照的土壤有机碳组分的含量均随着土层深度的增加而减少,平均土壤有机碳(SOC)含量为：14.68 g/kg(CK)>9.57 g/kg(PP)>8.58 g/kg(SP)。平均活性有机碳组分所占比例与POC/MAOC均表现为：SP>CK>PP,PP的活性有机碳比例较低,具有较高的有机碳稳定性。两种桃树种植模式的CPMI在1...     

淀粉酶高产菌株的筛选、紫外诱变及产酶条件优化

【背景】提高淀粉酶的稳定性进而适应多变的工业生产条件,是淀粉酶开发的重要方向。【目的】淀粉酶在食品加工、布料退浆、酿酒制造、养殖等领域都有广泛的应用,但目前生产用的淀粉酶来源单一,在溶液中的稳定性较差,需要扩大淀粉酶来源,增强酶的稳定性,使其进一步适应复杂多变的工业生产环境。【方法】利用选择培养基在三门峡黄河湿地表层土样中筛选得到20株具有淀粉酶活性的菌株,采用杯碟法检测粗酶液的活性并对其中活性最高的3株菌进行鉴定,对其中酶活性最高的菌株运用紫外照射的方式进行诱变并测定致死率,选择突变后酶活最高的菌株,优化培养条件,并测定突变后淀粉酶的活性和作用条件范围。利用3,5-二硝基水杨酸（3,5-dinitrosalicylic acid,DNS）法测定诱变前后酶活并进行活性对比。【结果】在三门峡黄河湿地表层土壤中筛选得到3株淀粉酶活性较高的菌株并编号S03、S08和S17。根据16S rRNA基因序列比对、革兰氏染色形态观察结合生理生化分析显示,菌株S03、S08和S17分别为Aeromonas、Exiguobacterium和Bacillus,其淀粉酶最适NaCl浓度是10%-12%,最适...     

基因型和环境及其互作效应对小麦品质的影响及品质稳定性分析

分析基因型、环境及其互作对小麦品质性状的影响。对两年度3个试点13个小麦品种的16个主要品质性状进行分析。结果表明:品质性状在不同小麦品种及不同试点间皆存在显著差异,其中硬度、PPO活性、AWRC、稀懈值的变异系数较大;膨胀势、最终粘度、峰值粘度的变异系数较小;糊化温度、碱性水保持力、峰值时间、蛋白质含量、湿面筋含量的环境效应大于基因型效应;SDS沉降值、PPO活性、黄色素含量、膨胀势、峰值粘度、保持粘度、稀懈值、最终粘度、回升值、Zeleng沉降值、硬度的基因型效应大于环境效应,保持粘度这一品质性状基本上不受环境影响,比较稳定。     

水分梯度下荒漠植物多样性与稳定性对土壤因子的响应

荒漠生态系统多样性的研究对维持荒漠区群落稳定性有着重要意义。以艾比湖流域荒漠植物群落为研究对象,基于野外样方调查数据及实验分析,探讨不同水分梯度下植物多样性与稳定性的变化规律及土壤因子对二者的影响。结果表明:(1)随土壤水分含量下降,Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson多样性指数(D)、Pielou均匀度指数(J)、Margalef丰富度指数(R)和种群密度稳定性(ICV)指数均呈下降趋势,且当土壤含水量低于4.65%时,荒漠植物多样性与群落稳定性总体显著降低(P<0.05);(2)不同水分梯度下影响艾比湖流域植物多样性的土壤因子具有差异性,高水梯度为硝态氮与有机质,中水梯度下影响植物多样性的因子为pH,低水梯度为全氮和有机质;(3)仅在环境适宜的情况下,土壤因子(土壤含盐量与有机质)才能对群落稳定性产生显著影响(P<0.01);(4)三种梯度下,物种多样性均对群落稳定性有显著性影响(P<0.001),植物多样性与群落稳定性存在正相关关系。     

非生长季降水对青藏高原高寒草甸优势种生物量稳定性的影响

受全球气候变化的影响,青藏高原在过去的几十年间整体上呈现暖湿化的趋势,相比于年际之间温度和降水的变化外,生长季和非生长季气候变化模式的差异可能会对生态系统产生更重要的影响,但相关的研究尚不充分。以青藏高原东部的高寒草甸为研究对象,基于2001年至2017年17年的野外观测数据,包括优势植物紫花针茅的高度、多度以及生物量、次优势物种洽草的生物量,结合生长季和非生长季平均温度和降水量的变化,通过线性回归以及结构方程模型,探究生长季/非生长季不对称气候变化对于青藏高原高寒草甸优势物种生物量稳定性的影响。研究结果表明：1)青藏高原东部年均温和年降水在过去的17年间显著增加,呈现暖湿化的趋势,但是非生长的降水却变化不明显;2)紫花针茅的高度、多度以及生物量在过去17年没有显著的趋势,但是洽草的生物量稳定性显著减少;3)非生长降水结合紫花针茅的高度、多度以及洽草的生物量稳定性促进了紫花针茅的生物量稳定性。研究结果可以为青藏高原高寒草甸在未来气候变化的背景下合理保护与利用提供科学依据。     

不同施肥处理对土壤水稳定性团聚体及有机碳分布的影响

以国家褐潮土16 a的长期肥料试验为平台(北京昌平),研究长期不同施肥对耕层土壤水稳定性团聚体及其有机碳的影响。主要研究结果:与耕种农田土壤相比,长期撂荒(CK0)可以提高水稳定性大团聚体的含量及其有机碳含量和储量。而农田耕作后,破坏了水稳性大团聚体,相应地增加水稳性微团聚体的含量。与长期不施肥种植作物(CK)相比,长期施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾配施有机肥(NPKM)和氮磷钾秸秆还田(NPKS)处理对水稳性团聚体数量分布和平均重量直径(MWD)有显著影响,其中对2mm和0.25 2mm水稳性大团聚体的促进作用最明显,说明施肥处理增加的新碳主要向0.25 2mm和2mm团聚体富集。在不同水平水稳性团聚体中,2mm和0.25 2mm两个级别的水稳性大团聚体有机碳的含量显著高于0.0530.25mm和0.053mm水稳性微团聚体。化肥与有机肥配施(NPKM)处理可提高水稳性大团聚体含量,改善土壤团聚体的结构。长期小麦-玉米→小麦-大豆复种轮作并施氮磷钾化肥的处理(NPKF)各级团聚体中有机碳的含量高于长期小麦-玉米轮作并施氮磷钾化肥的处理(NPK)。     

天然林生态系统稳定性与病虫害干扰——调控与被调控

如何评价天然林中原生的昆虫、病原的生态功能是制定病虫害防治措施首先要明确的问题之一。依据天然林生态系统稳定性与病虫害干扰之间关系的最新研究进展,系统阐述了当前有关天然林调控病虫害爆发的多样性-稳定性假说和联合抗性假说,指出联合抗性假说的不确定性以及多样性-稳定性假说的局限性。昆虫、病原在天然林演替过程对系统整体结构、健康、稳定以及可持续性上不但发挥着重要的生态调控功能作用,在有些情况下甚至加速或改变系统的演替途径。这种生物干扰目前在林业发达国家的天然林管理策略中被视为有益的干扰元素,由此提出将模拟自然干扰作为今后天然林管理策略一项指导方针。同时指出我国对此的认识不仅较国外林业发达国家晚,而且在实践中也未能有效地整合在森林生态系统健康管理的实践中,因此这种对天然林生物干扰的新认识有助于未来我国天然林病虫害生态控制治理决策的制定。     

青藏高原东缘过路黄在资源交互斑块性生境中的克隆内资源共享

在青藏高原和四川盆地过渡带,分别于618m和1800m两个海拔高度上研究匍匐茎克隆植物过路黄(Lysimachia christinae)在资源交互斑块性生境中的克隆内资源共享及其对生长的影响.结果显示, 在海拔1800m处,与资源的空间同质性处理(Ⅰ) 和(Ⅱ)相比, 资源的空间异质性处理(Ⅲ)和(Ⅳ)下过路黄整个克隆片段的生物量和分株数均获得显著增加;在海拔618m处,与资源的空间同质性处理(Ⅰ) 和(Ⅱ)相比,资源的空间异质性处理(Ⅲ)和(Ⅳ)下过路黄整个克隆片段生物量显著增加.在海拔618m和1800m处,生长在低光高养条件下的远端分株, 若与高光低养的近端分株相连, 相比连接到低光高养的近端分株, 它们分配更多的生物量到地下部分;在海拔1800m处,生长在高光低养条件下的远端分株, 若与低光高养的近端分株相连, 相比连接到高光低养的近端分株, 它们分配更多的生物量到地上部分.在海拔618m和1800m处,生长在高光低养条件下的近端分株, 若与低光高养的远端分株相连, 相比连接到高光低养的远端分株, 它们分配更多的生物量到地上部分.处于资源交互斑块性生境中的过路黄发生了克隆内分工,依靠相连分株间的功能分化, 克隆植物能有效的利用异质性分布的资源, 缓解资源交互斑块性分布对克隆植物生长的不利影响.通过间隔子(匍匐茎或根状茎),相连分株间能够相互传递和共享由不同分株获得的资源,这种资源共享能够提高克隆植物在异质性生境中的存活与生长.同时,方差分析显示环境异质性和海拔的交互作用显著影响克隆片段的生物量和分株数.相比于海拔618m,在海拔1800m处克隆内资源共享对克隆植物生长表现的影响更大.     

垦殖对新疆绿洲农田土壤有机碳组分及团聚体稳定性的影响

土壤有机碳是土壤质量变化的重要指标,土壤活性有机碳组分在土壤质量变化方面发挥重要作用。采用有机碳分组技术,研究了干旱荒漠区自然土壤开垦对绿洲农田土壤有机碳活性组分及团聚体稳定性的影响。结果表明:低有机碳含量的自然土壤垦殖后,有利于干旱荒漠区绿洲棉田土壤有机碳的积累,且垦殖(0-5a)增加显著,年均增加在0.65gkg-1以上,上升幅度为76%-286%,5a后维持在相对平衡的水平;土壤活性有机碳、轻组有机碳在垦殖0-5a显著增加,平均增加72%和99%,5a后下降;颗粒有机碳则表现出垦殖0-10a明显增加,增加在275%以上,10a后下降;土壤水稳性团聚体含量随垦殖年限的延长显著增加,0-20a内较自然土壤提高了75%。垦殖可能是干旱区绿洲农田潜在碳汇的重要影响因素;但随垦殖年限延长,土壤有机碳活性组分下降,土壤质量又存在一定的退化风险。