塔克拉玛干沙漠腹地胡杨林土壤细菌多样性分析

【目的】对塔克拉玛干沙漠腹地胡杨林土壤细菌多样性进行初步探索,为下一步从中筛选可用于生物饲料或生物肥料的微生物奠定基础。【方法】采用可培养方法,进行细菌的分离纯化。对各菌株进行革兰氏染色及淀粉酶、酯酶、纤维素酶和NaCl耐受浓度的测定,并提取各菌株基因组DNA,进行16SrRNA基因扩增、测序及系统进化树的绘制,分析其多样性。【结果】共分离得到27株菌,其中放线菌门(Actinobacteria)16株,变形菌门(Proteobacteria)4株,厚壁菌门(Firmicutes)6株,拟杆菌门(Bacteroidetes)1株。革兰氏染色结果表明,5株菌为革兰氏阴性,其余为革兰氏阳性;酶活测定结果表明,15株菌具有淀粉酶活性,9株菌具有酯酶活性,9株菌具有纤维素酶活性;NaCl耐受浓度测定结果显示,NaCl浓度为2%时所有菌株均能生长,5%时能生长的有22株,15%时能生长的有1株。【结论】塔克拉玛干沙漠腹地胡杨林土壤中存在较丰富的细菌类群,且具有一定的酶学活性和NaCl耐受性,具有进一步研究开发的价值。     

Potential growth and drought tolerance of eight desert grasses: lack of a trade-off?

Eight perennial C-4 grasses from the Jornada del Muerto Basin in southern New Mexico show five-fold differences in relative growth rates under well- watered conditions (RGR_max). In a controlled environment, we tested the hypothesis that there is an inverse relationship (trade-off) between RGR_max and the capacity of these species to tolerate drought. We examined both physiological (gas exchange) and morphological (biomass allocation, leaf properties) determinants of growth for these eight species under three steady-state drought treatments (none=control, moderate, and severe). When well watered, the grasses exhibited a large interspecific variation in growth, which was reflected in order-of-magnitude biomass differences after 5 weeks. The species had similar gas-exchange characteristics, but differed in all the measured allocation and morphological characteristics, namely tiller mass and number, root:shoot ratio, dry-matter content, and specific leaf area (SLA). Drought affected tillering, morphology, and allocation, and reduced growth by 50 and 68% (moderate and severe drought, respectively) compared to the well-watered controls. With the exception of SLA, none of these variables showed a significant species-by-treatment interaction. We calculated three indices of drought tolerance, defined as the ratio in final biomass between all the possible ”dry”/”wet” treatment pairs: severe/moderate, moderate/control, and severe/control. We found no significant correlation between these drought tolerance indices, on the one hand, and three indices of growth potential (greenhouse RGR_max, final biomass in the control treatment, and final:initial biomass ratio in controls), on the other. Based on these controlled-environment results, we hypothesize that the commonly reported correlation between plant growth potential and drought tolerance in the field may in some cases be explained by differential effects of plants on soil-water content rather than by differences in species responses to drought. Received: 10 March 1999 / Accepted: 8 November 1999     

古尔班通古特沙漠生物结皮不同发育阶段中藻类的变化

通过在古尔班通古特沙漠南缘相同的地貌部位,选择裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮4种不同演替阶段中的生物结皮,研究了藻类的种类组成、优势种和生物量的变化.结果表明:(1)在结皮的不同演替阶段,藻类种类组成不同,其常见物种有一定的差异,如裸沙中藻类常见种是脆杆藻2(Fragilaria sp.2)、威利颤藻(Oscillatoria willei)和奥克席藻(Phormidium okenii),藻结皮的常见种是小聚球藻(Synechococcus parvus)、颗粒常丝藻 (Tychonema granulatum)、韧氏席藻(Phormidium retzli);同时在不同发育阶段亦存在一些特有种.(2)在裸沙发育到成熟生物结皮的过程中,藻类的优势物种也发生相应的变化.裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮的优势种分别是脆杆藻1(Fragilaria sp.1)、具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、具鞘微鞘藻、眼点伪枝藻(Scytonema ocellatum)或集球藻(Palmellococcus miniatus).(3)藻类生物量在生物结皮不同演替阶段差异极显著(P<0.01),在裸沙中藻类生物量最低,随着生物结皮的逐渐发育,藻类生物量明显升高,地衣结皮最高,约是裸沙的8.3倍,当发育至苔藓结皮时,藻类生物量又有所下降.(4)在裸沙中基本为松散的沙粒,随着生物结皮的演替,丝状种类占明显的优势,尤其是具鞘微鞘藻,另外真菌菌丝和苔藓假根分别在地衣结皮和苔藓结皮中起着重要作用.     

古尔班通古特沙漠西南缘柽柳沙包的土壤化学计量特征

柽柳沙包作为沙漠地区一种特殊的生物地貌景观,在维持区域生态环境稳定中发挥着极为重要的作用。以古尔班通古特沙漠西南缘的典型柽柳沙包为研究对象,通过对土壤含水量、pH值、电导率、粒径及土壤有机碳（SOC）、总氮（TN）、总磷（TP）含量的分析,探讨了古尔班通古特沙漠柽柳沙包中土壤C、N、P的化学计量特征、垂直变化规律及影响因素。结果表明：（1）随着土层深度增加,SOC和TN均呈先升高后降低的变化,且C、N在表层土壤含量最高,具有"肥岛效应";总磷（TP）含量总体变化幅度较小,呈弱变异。随着土层深度增加,土壤C/N呈先降低后升高再降低的变化,C/P和N/P呈先降低后升高的变化。（2）与全球及中国平均值相比,古尔班通古特沙漠柽柳沙包土壤C、N、P、C/N、C/P及N/P均相对较低,而C/N相对较高,土壤养分缺乏程度表现为N > C > P。土壤养分元素及化学计量比多呈显著的线性关系,且土壤化学计量比在0-200 cm层主要受C、N的制约,在200-500 cm层不仅受C、N的制约,也受P的限制。（3）土壤C、N、P化学计量特征在0-200 cm层主要受降水、温度及蒸发等气候因素的影响,而在200-500 cm层易受土壤含水量的影响;此外,粘、粉、沙粒含量在整个土壤剖面中对土壤C、N、P化学计量特征也具有明显的影响。     

准噶尔荒漠大翅霸王的生殖物候及结实格局

大翅霸王是多年生早春开花草本植物,是准噶尔荒漠地区的建群种之一。对野生大翅霸王的生殖物候、果实形态、结实格局和种子萌发特性进行了研究。结果表明:(1)大翅霸王的营养期生长期为20—30d,占整个生活周期的1/4,生殖生长期长约90—100d,其中花期约占1/2,果熟期短;(2)大翅霸王种群能产生3种形态的果实,可将植株分为5翅型、4/5翅型和3/4/5翅型植株,它们分别占种群植株数的3.45%、83.15%和13.40%。(3)依据个体大小的变化,3种类型果实在植株上的比例发生了显著变化。随植株个体的增大,三翅果所占比例逐渐增多,由0增加到2.65%;四翅果所占比例也增多,但在二级个体上有最大比例17.01%;五翅果实所占比例最高(80%)且没有显著变化。(4)三翅果、四翅果和五翅果内种子形态无差异,萌发率均小于30%;划破种皮能不同程度的加速和促进种子的萌发。大翅霸王特有的生殖物候和果实的表型多样性是其对荒漠干旱地区恶劣多变环境长期适应的结果。     

准噶尔柄锈菌:新疆荒漠的雀麦锈菌——新种

本文描述了南疆雀麦Bromus gedrosianus Penz.上的锈菌一新种:准噶尔柄锈菌Puccinia junggarensis S.-X. Wei & J.-Y. Zhuang sp. nov.。模式标本采自新疆古尔班通古特沙漠克拉玛依附近,保藏在中国科学院微生物研究所真菌标本室。此菌曾被本文第二作者暂定为Puccinia burnettii Griff.。原标本经第一作者复查发现夏孢子表面纹饰为细庆而非细刺,夏孢子和冬孢子的综合特征不同于禾本科植物上迄今已知的所有柄锈菌属的种,故鉴定为新种。     

北美CHIHUAHUAN荒漠啮齿动物群落动态Ⅱ．季节性和周期性

本文利用时间序列分析方法和季节性指标,讨论了北美Ｃｈｉｈｕａｈｕａｎ荒漠由４科１０属１７种啮齿动物组成的群落的物种数、单位面积个体数与生物量、物种多样性的Ｓｈａｎｎｏｎ与Ｓｉｍｐｓｏｎ指数和均匀性等６个变量的季节变动、季节性和周期性。结果表明：（１）每个季节都有变量达到最大值,但除个体数和均匀性外,其余４个变量均在冬季达到最小值;（２）物种数与生物量及两个物种多样性指数之间,以及两个物种多样性指数相互之间有类似的季节变动规律;（３）除个体数外,群落数量动态的其他变量与８个物种种群的密度存在着显著的负相关关系;（４）物种数有最明显的季节性,季节性指标ＳＩ＝０．６２８;（５）物种数、个体数和生物量在９２个月的研究期中未显示出任何周期性。最后总结了该啮齿动物群落动态的时间模式,提出组成物种种群的扩散和休眠行为是形成这些模式的主要原因。     

塔克拉玛干沙漠南缘柽柳和胡杨水势季节变化研究

对塔克拉玛干沙漠南缘的柽柳和胡杨生长周期内的清晨水势和水势日变化的连续野外测定表明,两种植物在整个生长期内均未出现明显的水分亏缺.清晨水势的季节变化幅度不大,正午水势有不同程度的降低;一次性人工灌溉对植物水分状况没有明显影响.采伐利用方式不影响植物的水分状况.地下水是柽柳和胡杨生存与生长的先决条件.维持该区域地下水位的基本稳定是保证该区域柽柳和胡杨恢复重建的重要前提.     

集球藻对盐胁迫的生理适应及细胞结构变化

盐胁迫是影响荒漠区土壤藻类生存的重要环境因子。集球藻是一种广泛分布于生物土壤结皮中的球状绿藻, 能够积累红色素(如虾青素)和油滴, 显示出其独特的生理特性和潜在的应用价值。目前对集球藻的生理、细胞结构以及色素积累的研究非常匮乏。以从荒漠生物结皮中分离的一种集球藻为材料, 在实验室条件下研究盐胁迫对集球藻生物量、光合活性、膜脂过氧化产物丙二醛含量、细胞可溶性蛋白质含量和可溶性糖含量以及细胞结构的影响。研究结果表明, 与对照处理相比, 盐胁迫导致集球藻生物量和光合活性的显著降低, 细胞可溶性蛋白和可溶性糖呈现一定的积累。同时盐处理导致集球藻膜脂丙二醛含量大量增加, SOD和CAT 活性升高。研究还表明, 对照处理下细胞结构完整, 细胞器形态清晰, 生长后期有大量脂肪体积累。在盐处理下藻体细胞形态结构出现阶段性破坏特征和脂肪体以及淀粉粒的积累, 此外细胞器结构模糊和消失, 细胞出现质壁分离和空泡化等。研究为更好地揭示集球藻在盐胁迫环境中的生理适应特性、微结构特征以及色素积累机制具有重要的科学意义, 并为该藻的基础和应用研究提供实验资料。