当年生高山姬鼠最大代谢率

用开放式呼吸仪测定了当年生和往年生高山姬鼠的冷诱导和运动诱导最大代谢率。当年生高山姬鼠的冷诱导最大代谢率为:(7.25±0.25)mLO2/(g.h),运动诱导最大代谢率为(9.22±0.27)mLO2/(g.h);当年生鼠冷诱导最大代谢率雌雄间无显著差异,运动诱导最大代谢率雌雄间差异显著。当年生高山姬鼠的冷诱导最大代谢率低于往年个体,运动诱导最大代谢率高于往年生个体。结果表明:当年生高山姬鼠忍受寒冷的能力低于往年个体,可能是对横断山地区年平均气温较低的自然环境的胁迫产生的适应;而雄性运动诱导最大代谢率大于雌性,可能是为了适应避免近亲繁殖和激烈竞争而在性成熟后从出生地向外扩散。     

花生四烯酸产生菌高山被孢霉的高糖驯化研究

【目的】提高花生四烯酸(Arachidonic acid,ARA)产量,克服ARA产生菌高山被孢霉(Mortierella alpina)在长期的保存及使用过程中易受到外界条件影响发生退化,从而导致菌种耗糖量降低、影响菌种摄入营养的能力和不利于工业化生产的缺点。【方法】首先采用固体培养基驯化,将菌种逐级涂布于梯度高糖PDA平板(含糖量分别为2%、5%、7%、10%和15%)培养,挑选经固体驯化后能耐受10%高糖浓度平板的菌种,转接到两种含不同氮源的梯度高糖(含糖量分别为3%、4%、5%和6%)液体培养基中进行驯化,最后对驯化后的菌种进行2 L发酵罐放大实验。【结果】当培养基中以酵母粉为氮源时,驯化后菌体的最高耗糖量由3 g/(L.d)提高到12 g/(L.d);当培养基中以玉米浆为氮源时,驯化后菌体的最高耗糖量由7 g/(L.d)提高到12 g/(L.d)。摇瓶驯化实验结果表明以玉米浆为氮源驯化的菌种发酵效果较好,发酵罐实验结果显示菌体生物量为50 g/L,总油脂为18 g/L,目的产物ARA产量为8 g/L。相比未驯化之前的发酵结果,生物量和总油脂含量提高了近3倍,ARA产量提高了近4倍。【结论】经过高糖驯化,菌种的耗糖能力得到提高,生物量、总油脂及ARA的产量也都有所增加,从而可以使菌种在保存和使用过程中不易退化,保持稳定。     

亚高山/高山森林土壤有机层氨氧化细菌和氨氧化古菌丰度特征

为了解季节性冻融作用对川西亚高山/高山地区土壤氨氧化微生物群落的影响,采用qPCR技术,以氨单加氧酶基因的α亚基(amoA)为标记,在生长阶段、冻结阶段、融化阶段中的9个关键时期调查了该地区不同森林群落：岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林(PF)、岷江冷杉(A. faxoniana)和红桦(Betula albosinensis)混交林(MF)、岷江冷杉次生林(SF)土壤有机层的氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)和氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)丰度的特征。结果表明,三个森林群落土壤有机层中都具有相当数量的氨氧化细菌和古菌,均表现出从生长阶段至冻结阶段显著降低,在冻结阶段最低,但冻结阶段后显著增加,在融化阶段为全年最高的趋势。土壤氨氧化微生物类群结构(AOA/AOB)受负积温影响明显。冻结后期三个森林群落土壤负积温最大时,AOA数量明显高于AOB,但其他关键时期土壤氨氧化微生物类群结构与群落类型密切相关。高海拔的PF群落土壤有机层表现为AOA>AOB(冻结初期除外),低海拔的SF群落中表现为AOB>AOA(冻结后期除外),而MF群落则仅在融冻期和生长季节末期表现为AOB>AOA。这些结果为认识亚高山/高山森林及其相似区域的生态过程提供了一定的科学依据。     

西南高山地区净生态系统生产力时空动态

西南高山地区生态系统类型丰富、地形复杂,是响应全球气候变化的重点区域,对全球气候变化具有重要的指示作用.应用生态系统模型(Carbon Exchange between Vegetation,Soil,and the Atmosphere,CEVSA)模型估算了1954-2010年西南高山地区净生态系统生产力(NEP)的时空变化,分析了其对气候变化的响应.结果表明:(1)1954-2010年西南高山地区NEP平均为29.7gC·m-2·a-1,其中低海拔地区常绿针叶林和常绿阔叶林NEP较高,而高海拔地区的草地覆盖类型NEP较低.(2)西南高山地区NEP总量的变动范围为-8.36-29.4Tg C/a,平均每年吸收碳15.4Tg C;NEP年际下降趋势显著(P＜0.05),平均每年减少0.187Tg C,下降显著的区域占研究地区总面积的35.2％ (P＜0.05),其中草地(-0.526 g C·m-2·a-2,P＜0.01)和常绿针叶林(-0.691g C·m-2·a-2,P＜0.01)下降趋势极为显著.(3)年NEP总量的年际变化与年平均温度呈负相关(r=-0.454,P＜0.01),与年降水量呈正相关(r=0.708,P＜0.01),与温度显著负相关的区域占60.3％ (P＜0.05),与降水显著正相关的区域占52.1％(P＜0.05),其中草地和常绿针叶林均与温度极显著负相关(r=-0.603,P＜0.01;r=-0.485,P＜0.01),而与降水量极显著正相关(r=0.554,P＜0.01; r=0.749,P＜0.01).(4)西南高山地区是明显的碳汇区,但是由于土壤异养呼吸(HR,heterotrophic respiration)的增长速度大于净初级生产力(NPP,net primary production)的增长速度,最近20a有部分地区开始由碳汇转为碳源.     

柳属的叶表皮微形态特征及其分类学意义

研究了29种柳属( Salix )植物在扫描电镜下的叶表皮微形态特征.结果表明:柳属的角质层蜡质纹饰可以划分为:痂状蜡质层,壳状平滑蜡质层,具凸起颗粒的蜡质层,具颗粒的蜡质层,锥形纤维体和鳞片状纤维体6种类型.其中锥形纤维体和鳞片状纤维体均为柳属所特有的蜡质类型,后者为前者的变型,这两种蜡质纹饰类型多见于较为进化的皱纹柳亚属和黄花柳亚属,故推测其可能为柳属中较为进化的性状.研究还发现气孔有外拱盖扁平和隆起呈脊状2种类型.而气孔外拱盖内缘为浅波状的类型仅见于高山和北极的类群中,因而推测该类型可能同高山和极地的低温等环境有关.气孔外拱盖的形态及其角化的情况以及蜡质类型是稳定的鉴别特征,对于柳属植物,尤其是一些表型相似的种类有很好的鉴别作用,但对于组、亚属的界定作用不大.     

Growing season ecosystem respirations and associated component fluxes in two alpine meadows on the Tibetan Plateau

From 30 June to 24 September in 2003 ecosystem respiration （Re） in two alpine meadows on the Tibetan Plateau were measured using static chamber- and gas chromatography- （GC） based techniques. Simultaneously, plant removal treatments were set to partition Re into plant autotrophic respiration （Ra） and microbial heterotrophic respiration （Rh）. Results indicated that Re had clear diurnal and seasonal variation patterns in both of the meadows. The seasonal variability of Re at both meadow sites was caused mainly by changes in Ra, rather than Rh. Moreover, atthe Kobresia humilis meadow site （K_site）, Ra and Rh accounted for 54% and 46% of Re, respectively. While at the Potentilla fruticosa scrub meadow （P_site）, the counterparts accounted for 61% and 39%, respectively. T test showed that there was significant difference in Re rates between the two meadows （t = 2.387, P = 0.022）. However, no significant difference was found in Rh rates, whereas a significant difference was observed in Ra rates between the two meadows. Thus, the difference in Re rate between the two meadows was mainly attributed to plant autotrophic respirations. During the growing season, the two meadows showed relatively low Q10 values, suggesting that Re, especially Rh was not sensitive to temperature variation in the growing season. Additionally, Re and Rh at the K_site, as well as Rh at the Psite was negatively correlated with soil moisture, indicating that soil moisture would also play an important role in respirations.     

夏日阿尔泰行记

阿尔泰山是亚洲中部的一座宏伟山系,横跨中国、俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦四国地界,在我国的部分位于新疆的最北部。去年7月份,我有幸在阿尔泰地区参加了一项关于植物的野外考察,领略了高山地带的风光和美景。     

长白山高山冻原生态系统三种养分含量的空间分布

对长白山高山冻原生态系统中 3种养分 (N、P和 S)在植被 -凋落物 -土壤中的空间分布规律进行了研究。结果表明 :(1)在长白山高山冻原植被亚系统中 ,3种养分总含量分布规律是石质高山冻原 (ST) >典型高山冻原 (TT) >沼泽高山冻原 (WT) >草甸高山冻原 (MT) >石海高山冻原 (RT) ;3种养分积累总量为 72 .4 6 kg· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 4 8.5 5 kg· hm- 2 ,10 .33kg· hm- 2 和 13.6 1kg· hm- 2 ;生物量与养分积累分布规律是 WT>TT>MT>ST>RT。 (2 )在长白山高山冻原凋落物亚系统中 ,平均凋落物量是 1.96 kg· hm- 2 ;3种养分积累总量为 :82 .5 kg· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 4 6 .2 8kg· hm- 2 ,2 1.14 kg· hm- 2 和 15 .0 8kg· hm- 2 ;养分积累总量分布规律是 TT>WT>RT>MT>ST。 (3)长白山高山冻原土壤 (0～ 2 0cm)亚系统中 ,养分积累总量为 39.6 t· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 2 3.76 t· hm- 2 ,5 .86 t· hm- 2和 9.98t· hm- 2。 4 )在长白山高山冻原生态系统中 ,3种养分总积累量为 4 0 6 4 4 .98kg· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 2 4 734.85 kg· hm- 2 ,10 0 18.7kg·hm- 2 和 5 891.4 3kg· hm- 2 ,土壤库是长白山高山冻原的主要养分储存库     

长白山高山冻原植被生物量的分布规律

从物种生物量、优势种器官生物量和植被生物量角度,探讨了长白山高山冻原生态系统生物量的空间变化规律．结果表明,在调查的43种长白山高山冻原植物中,单物种生物量排序前5种植物分别是牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum)(159．01kg·hm^-2)、笃斯越桔(Vaccinium jiliginosum var．alpinum)(137．52kg·hm^-2)、高山笃斯(Vaccinium uliginosum)(134．7kg·hm^-2)、宽叶仙女木(Dryas octopetala var．asiatica)(131．5kg·hm^-2)圆叶柳(Salix rotundifolia)(128．4kg·hm^-2)．它们是长白山高山冻原生态系统的优势种．地下与地上生物量和地下与总生物量之比随海拔升高逐渐增加．植被生物量随海拔升高。总体呈逐渐减小的趋势。植被生物量与海拔高度呈显著负相关．长白山高山冻原生态系统平均生物量为2．21t·hm^-2,对调节长白山小气候、涵养水源、水土保持等生态服务功能的发挥有着重要的作用。同时对固定大气CO2起着汇的作用。     

高山被孢霉的红四氮唑染色程度与菌体油脂中花生四烯酸含量的关系

研究了高山被孢霉菌体被红四氮唑(TTC)染色的条件,并探讨了染色程度与菌体油脂中花生四烯酸含量的关系．高山被孢霉的种子菌体被TTC染色的程度随种龄增加而增加,而种子中的油脂含量和油脂中的花生四烯酸含量也都随种龄增加而增加．在发酵过程中,菌体被TTC染色的程度和菌体中的油脂含量以及油脂中的花生四烯酸含量随培养时间增加而增加．三株具有相似油脂含量、不同花生四烯酸含量的高山被孢霉以及一株不产花生四烯酸的鲁氏毛霉的染色结果显示菌体被红四氮唑染色的程度与菌体油脂中的花生四烯酸含量具有正相关性．该发现有助于花生四烯酸高产菌的快速筛选．