温度升高对林线交错带西川韭与草玉梅生殖物候与生长的影响

采用开顶式同化箱(open-top chamber, OTC),研究了川西亚高山林线交错带2种草本植物西川韭（Alllium xichuanense）与草玉梅(Anemone rivularis)生殖物候与生长对模拟增温的短期响应。结果表明：温度升高使西川韭与草玉梅的始花时间、最大开花日和抽茎时间均明显提前;同时,增温延长了2物种的花期,提高了二者的开花率;增温促进了草玉梅的果物候;增温加快了西川韭与草玉梅的生长,而对生长末期株高和各器官生物量却无显著影响。反映了西川韭与草玉梅生殖物候与生长对实验增温的响应具有较强可塑性,在未来气候变暖的情况下,能够较强地适应变暖环境。     

川西高山林线交错带凋落物纤维素分解酶活性研究

以川西高山林线交错带3种典型植被类型(针叶林、高山灌丛、高山草甸)下两个层次(LF层: 新鲜凋落物层和发酵层; H层: 腐殖质层)的凋落物为研究对象, 分别模拟凋落物分解的前期和后期阶段, 对凋落物分解过程中的纤维素酶活性及凋落物质量进行了研究。结果表明, 凋落物分解前期的纤维素酶活性和纤维素含量均显著高于分解后期, 但植被类型对LF和H层的纤维素含量的影响都不显著。双因素方差分析结果表明, 凋落物分解阶段对纤维素酶活性和纤维素含量的影响比植被类型对纤维素酶活性和纤维素含量的影响更大。不同种类的纤维素酶活性在分解前期和分解后期受到不同因子的限制。凋落物分解前期, 微晶纤维素酶和β-葡萄糖苷酶活性可能受N、P含量的限制, 而羧甲基纤维素酶主要受底物纤维素含量控制; 凋落物分解后期, 羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶可能受C、N含量的限制。生态化学计量学的理论预测, 底物质量比C:N > 27或C:P > 186时会限制微生物生长, 因此判断高山林线交错带凋落物微生物生物量和纤维素酶活性同时受到底物N、P的限制, 尤其是高山草甸上微生物生物量在凋落物分解前期受到底物N、P的限制比分解后期更显著, 这充分说明了底物质量调控着凋落物分解过程中的纤维素酶活性和微生物生物量。     

青藏公路对藏羚羊、藏原羚和藏野驴活动的影响

2003年8月和2004年8月,在可可西里国家自然保护区通过实地调查,分析了青藏公路运营对藏羚羊(Pantholops hodgsoni)、藏原羚(Procapra picticaudata)和藏野驴(Equus kiang)行为活动的影响.结果表明:藏野驴对青藏公路形成了回避,其在距路基1 001～2 000和2 001～3 000 m区域内的种群密度显著高于0～500 m的区域(P＜0.05);青藏公路对藏羚羊、藏原羚的行为活动产生了一定程度的干扰,尤其是对藏羚羊,其在距路基0～500 m区域内的行为活动与距路基2000 m之外的区域具有极显著差异(P＜0.01).同时,因其群体数量大,个体通过公路所花费的时间长,需要很长的车辆行驶间隔才能通过公路,故受车辆运输的干扰最大,无法顺利通过公路.研究还发现,在白天的不同时间段,藏羚羊、藏原羚在公路附近的数量分布与各时间段内的车流量呈极显著负相关,这有利于其穿越公路,说明野生动物通过自身的适应和行为调节可以减少环境改变所造成的影响.     

油菜播栽方案设计的动态知识模型

运用知识工程和系统建模方法,在总结、归纳和提炼油菜生长发育与生态环境、品种类型、生产技术水平和产量目标关系的基础上,建立了具有时空适应性的油菜播栽方案设计的动态知识模型,可用于精确定量不同环境和生产条件下油菜品种的适宜播期、基本苗、播种量和移栽方案.利用南京、郑州和保定3个地点的常年逐日气象资料以及各点不同品种和播种方式资料对播栽方案设计模型进行实例分析,结果表明,该知识模型对播期和基本苗设计均具有较好的决策性、解释性和适用性.     

澜沧江两条支流捕食线虫真菌水陆分布差异及关联性

为探究微生物在流域中的水、陆分布差异和相互关系,对澜沧江两条支流捕食线虫真菌多样性水陆分布进行了调查研究。在枯水期,以澜沧江一级支流沘江和黑惠江为研究区域,系统布设12个采样点(水流交汇点),每个采样点采集水、陆对称样品各5份,共采集土样120份。结合传统分离纯化、形态学及分子生物学方法筛选和鉴定菌株,按照《Nematode-Trapping Fungi》进行分类,共获得2属13种88株捕食线虫真菌;其中,陆地样品中共分离到2属11种45株,水体底泥中分离出1属10种43株,检出率分别为41.67%和53.33%。结果表明,澜沧江两条支流捕食线虫真菌在物种、属、群落结构3个层面上均存在水陆差异,也相互联系;陆地土壤可能是流域内捕食线虫真菌多样性的源,水流是其重要的传播因子。在流域生态系统内,水陆间的扩散限制和水流的连通性都是维持微生物物种多样性的重要机制。     

漓江水陆交错带不同植被类型的土壤酶活性

水陆交错带是内陆水生生态系统与陆地生态系统之间的功能界面区,其包含了高地到低地直到水体的区域,是土壤有机质源、汇和转换器。土壤中有机物的分解以及营养物质的转化不仅影响到植物的生长,也对水体质量产生间接影响。土壤酶几乎参与土壤中有机物质的分解与合成的全过程,直接或间接影响着土壤一系列的生物化学反应,对生态系统的物质循环产生重要影响。不少学者围绕农田土壤、林地土壤以及湿地土壤探讨了不同植被下酶活性的变异。水陆交错带植被种类丰富,周期性的淹水条件加剧了土壤性质变异的复杂性。但目前水陆交错带不同植被类型土壤酶活性差异的研究不多。以漓江水陆交错带土壤为研究对象,对苔藓、草本和灌丛3种植被类型下的土壤溶解性化学成分、4种土壤水解酶即糖苷酶、几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶和磷酸酶以及2种氧化还原酶即酚氧化酶和过氧化物酶的活性,以及土壤性质与酶活性之间的关系进行了研究。结果表明,苔藓植被下土壤的糖苷酶和酚氧化酶活性显著高于草本和灌丛,草本植被下土壤的过氧化物酶活性显著高于苔藓和灌丛,灌丛植被下土壤几丁质酶活性显著高于苔藓和草本,但不同植被类型的土壤亮氨酸氨基肽酶活性无显著差异。相关分析表明,土壤水分含量与糖苷酶和酚氧化酶活性呈显著正相关,而与几丁质酶和碱性磷酸酶活性呈显著负相关。土壤有机碳和易氧化碳均与糖苷酶和酚氧化酶活性呈极显著负相关,与几丁质酶活性呈显著正相关。土壤溶解性有机碳与亮氨酸氨基肽酶和酚氧化酶呈显著正相关。综合认为,水陆交错带不同种类土壤酶在不同植被类型间的差异有别,土壤水分含量和土壤有机碳显著影响土壤酶活性的变化。不同植被类型土壤酶活性的差异不仅与植被类型有关,与水陆交错带微地形以及土壤性质的空间异质性也有密切关系,需运用长期控制试验手段开展研究。     

克里雅河流域荒漠-绿洲交错带3种不同生活型植物的光合特性

利用LI-6400光合仪测定新疆克里雅河流域荒漠-绿洲交错带自然生长的芦苇、柽柳、胡杨叶片的气体交换参数及环境影响因子,通过对比3种植物光合特性的差异及其与环境因子间的关系,探讨3种植物对荒漠环境的适应特性和机制。结果表明:(1)3种植物叶片Pn日变化均呈不对称的双峰曲线,"午休"现象明显,Pn日均值的大小依次为胡杨芦苇柽柳,种间差异不显著。(2)Tr、PAR和Gs与3种植物Pn的日变化存在极显著或显著的相关关系,其中影响芦苇Pn的主要因子是Tr、PAR和Gs,作用效应为TrGsPAR;影响柽柳Pn的主要因子是Tr、Gs,作用效应为TrGs;影响胡杨Pn的主要因子是Tr。(3)3种植物的光合作用对光强和CO2的响应特征可用二次方程描述;光补偿点和饱和点均为柽柳胡杨芦苇;CO2补偿点为胡杨柽柳芦苇,饱和点为胡杨芦苇柽柳。(4)3种植物的表观量子效率在0.0341—0.0411 mol/mol之间,羧化效率在0.0480—0.0546 mol m-2s-1之间。综合比较表明,3种干旱区植物在自然条件下日均净光合速率、光能利用率和CO2同化能力差异不显著,气孔限制是光合"午休"现象产生的主要原因;影响3种植物光合作用的主导因子各不相同,但Tr与Pn间的关系较其它因子更为密切。     

基于SEBAL模型的西北农牧交错带生长季蒸散发估算及变化特征分析

蒸散发是土壤-植被-大气系统中水循环和能量交换的主要组成部分,准确估算区域蒸散发对农业用水调度与水资源的管理至关重要。利用MODIS数据产品结合地面气象站的观测资料,基于能量平衡原理建立的SEBAL(Surface Energy Balance Algorithms for Land)模型对西北农牧交错带2015年生长季(4—10月)的地表蒸散发量进行反演研究,并用Penman-Monteith(P-M)公式结合作物系数对模型的估算结果进行对比,结果表明:SEBAL模型估算结果与P-M公式之间的平均绝对误差为0.79mm/d,均方根误差为0.94mm/d,R²=0.76,整体反演值偏高,但基本能满足本地区的研究需求。生长季区域日均蒸散发的变化范围为0.12—10.66mm/d,日蒸散量均值为4.31mm/d,呈东北、西南部较高,西部偏低的空间分布特征。将蒸散发估算值与地表特征参数统计分析发现蒸散发与NDVI和地表净辐射之间呈正相关,与地表温度和地表反照率之间呈负相关;不同土地利用/覆被类型的日蒸散发量由大到小依次为:耕地、林地、未利用地与草地。     

北方农牧交错带农村居民食物消费特征

北方农牧交错带是我国典型生态脆弱区之一,恶劣的自然环境和落后的基础条件制约着生产和消费的发展。自2000年起,当地实施了一系列生态工程措施,引导农牧民由粗放型生产经营方式向集约型转变,改善区域生态环境的同时也优化了农牧业生产格局,居民食物消费结构随之改变。由于入户跟踪调查数据较难获取,现有食物消费研究缺少长时间尺度的消费特征变化研究,且农区和牧区的对比研究较少。以赤峰和鄂尔多斯为例,采用基于随机抽样调查方法收集的食物消费面板数据,对比研究2000—2020年典型农牧交错区的食物消费类型、结构及其数量变化。结果表明：生态工程实施以来,农牧居民食物消费种类趋于多样化,但消费结构不尽合理。赤峰趋于传统农区以谷类为主的消费结构,其谷类消费正在稳步减少,其他食物类型的消费增加;鄂尔多斯表现为多粮肉、少果蔬的消费结构,兼具农牧区的消费特点,其谷类和畜肉消费的年际波动较大,体现出传统牧区粗放式经营下产出不稳定的特点。食物消费总量持续增长,截至2020年,农牧居民谷类消费偏多,肉蛋类、豆类和食用油消费较为适度,薯类和果蔬类消费不足,奶类消费涨幅虽十分突出,但仍比我国膳食标准低20倍以上,因此减少谷类消...     

农牧交错带草地土壤剖面微生物总量、多样性和互作网络的垂直分布特征

【背景】草地土壤微生物是维持草地生态系统功能和稳定的关键要素之一,探寻微生物在土壤剖面的垂直分布特征和构建规律对于理解其在草地生态系统的作用至关重要。【目的】在80cm深的土壤剖面内,全面分析微生物的总量、多样性和物种间的相互作用网络表现出的垂直分布特征。【方法】基于内蒙古农牧交错带上典型草原土壤中原核微生物的定量和高通量测序数据,比较微生物的总量和多样性,使用分子生态网络方法(molecular ecological network approach,MENA)探究微生物相互作用网络的垂直变化。【结果】原核生物的总量和多样性随深度增加而逐渐降低,且群落结构变异沿土壤剖面逐渐增大。网络结构在表层最为复杂,微生物物种间联系紧密;随着深度的增加,微生物间紧密的关联会逐渐变稀疏,网络结构变得简单。此外,酸杆菌是当地土壤生态系统中的优势种群以及网络核心微生物物种,可能对土壤生态服务功能的稳定发挥具有重要的作用。【结论】原核微生物的总量、多样性和物种间的互作网络都表现出高度一致的垂直变化规律,即总量、多样性与深度成负相关,且其群落结构变异会逐渐扩大,同时微生物网络相关性会减弱。这些结果为我们提供了微生物动态变化的重要见解,对典型农牧交错带草地的生态保护具有一定的参考价值。