滇西北高原湿地植物凋落物在不同分解界面的质量衰减及其微生物驱动

研究植物凋落物分解及其微生物的驱动机制,对于掌握湿地生态系统物质循环特征及其关键生态过程具有重要意义。该研究以滇西北高原典型湿地纳帕海湖滨带的优势植物茭草和杉叶藻为研究对象,通过凋落物袋法和Biolog GenⅢ技术,研究其凋落物在大气界面、水界面和土界面的质量衰减特征以及微生物的碳源利用和代谢的变化规律。结果表明:(1)通过一年的分解,茭草凋落物在大气界面、水界面和土界面的质量残留率分别为77.7%、42.2%、25.3%,显著高于杉叶藻凋落物的相应质量残留率(41.6%、32.5%、12.4%);但同一物种不同分解生境下质量残留率则表现为大气界面水界面土界面。(2)2种植物不同界面的平均吸光度值上升快慢存在差异,茭草土界面和杉叶藻大气界面中的微生物碳源代谢强度最大;土界面下茭草植物微生物碳源利用率最高,且醇类和胺类的碳源利用率达到0.26和0.24。(3)2种植物的微生物群落结构存在一定的差异,茭草凋落物土界面中微生物群落对各类碳源有较强的利用能力,其微生物群落所含物种比较丰富、群落均匀性和多样性更加明显,与茭草凋落物质量残留率季节性变化结果较为一致。研究认为,研究区域内凋落物质量衰减和微生物的关系,可以为生态系统的稳定与发展及凋落物分解的微生物学机理提供科学依据。     

地形因子对黄土高原山杏叶片功能性状的影响

坡向和坡度是重要的地形因子,调控水、热组合可以影响植物生长及叶片功能性状,研究叶片功能性状对不同地形因子的响应,有助于了解植物对环境的适应策略.以阳坡(半阳坡)和阴坡(半阴坡)2个坡向,以及15°~20°、21°~25°和26°~30°3个坡度为环境梯度,对比研究了其对黄土高原主要造林树种山杏叶片功能性状(包括叶面积、比叶面积、叶干物质含量和叶片含水量)的影响,结果表明:1)坡向与坡度分别对所有叶片功能性状的影响均显著,坡向和坡度仅对叶片含水量具有交互作用.2)坡向梯度上,阳坡叶片的叶面积与阴坡相当,但叶干物质含量(0.24 g·g^-1)和叶片含水量(59.6%)均小于后者(0.27 g·g^-1和67.0%);阳坡叶片的比叶面积显著高于阴坡,其值分别为183.72和163.05 cm2·g^-1.3)坡度梯度上,叶片的比叶面积和叶面积均随坡度增大呈先减后增趋势,二者分别在15°~20°和26°~30°上达最大值,分别为184.04 cm^2·g^-1和21.14 cm2.4)除15°~20°与26°~30°的土壤水分无差异外,其余坡度以及坡向之间的土壤水分均存在显著差异,且土壤水分是造成叶片功能性状差异的主要原因之一,其中0~10 cm土层含水量对叶片功能性状的影响最大.5)叶片比叶面积与叶片含水量、叶干物质含量呈负相关,与叶面积呈正相关;叶干物质含量与叶片含水量呈正相关,与叶面积呈负相关;土壤含水量仅与叶片含水量呈正相关,与其他叶片功能性状均不相关.     

黄土高原石松类和蕨类植物的多样性与地理分布

物种编目是了解生物多样性的基础。本文收集已出版的专著和文献, 查阅标本馆的馆藏标本信息, 在此基础上, 对黄土高原的石松类和蕨类植物的多样性和地理分布数据进行统计和分析。科属排列采用Flora of China的分类系统, 科属界定依据分子系统学的最新研究成果。结果表明, 黄土高原共有石松类和蕨类植物18科42属165种2亚种5变种, 其中中国特有种35种, 占总种数的20.35%。种类数量最多的5个科依次为凤尾蕨科(29种, 含种下单位, 下同)、鳞毛蕨科(28种)、水龙骨科(19种)、蹄盖蕨科(16种)和铁角蕨科(16种); 种类数量最多的6个属依次为铁角蕨属(Asplenium, 16种)、鳞毛蕨属(Dryopteris, 15种)、耳蕨属(Polystichum, 12种)、岩蕨属(Woodsia, 11种)、卷柏属(Selaginella, 10种)和瓦韦属(Lepisorus, 10种)。黄土高原的石松类和蕨类植物中, 无珍稀濒危保护植物, 无中国特有属。依据生态类型可划分为4类, 即土生植物(112种)、石生植物(75种)、附生植物(18种)、水生植物(3种), 该区域石松类和蕨类植物土生或石生的种类占总种数的89.53%。在地理分布上, 黄土高原石松类和蕨类处于我国现生类群分布的边缘区域, 这与我国的石松类和蕨类分布规律基本一致。     

氮硅添加对青藏高原高寒草甸土壤氮矿化的影响

为了解全球气候变化背景下氮沉降对土壤氮矿化的影响及硅添加对土壤氮矿化的促进作用, 该试验设置不同浓度的氮肥单独添加(0、20、40、60 g·m ^-2, 分别为对照CK、N20、N40、N60)以及与硅肥配施(硅酸4 g·m ^-2, Si4), 测定不同处理下0-20、20-40、40-60 cm土层土壤硝态氮含量、铵态氮含量、净硝化速率、净氨化速率以及净矿化速率。结果显示: (1)单独添加氮肥, 各土层土壤硝态氮和铵态氮含量均随处理浓度的增加而增加, 0-20 cm土层N20、N40、N60处理下土壤硝态氮和铵态氮分别较CK增加63.48%、126.04%、247.03%和80.66%、152.52%、244.56%; 随着土层深度增加, 土壤硝态氮、铵态氮含量均有下降, 20-40、40-60 cm土层较0-20 cm土层硝态氮含量分别平均减少53.90%、76.05%, 铵态氮含量分别平均减少48.62%、68.23%。(2)土壤净硝化速率、净氨化速率及净矿化速率随着氮肥浓度增加均呈上升趋势。相同氮肥添加浓度下, 土壤净硝化速率、净氨化速率和净矿化速率随着土层深度增加逐渐下降(除CK外)。(3)与单独添加氮肥比较, 氮硅肥配施, 土壤氮含量有显著提高, 在0-20 cm土层硝态氮和铵态氮较CK分别增加98.78%、192.62%、330.16%和99.96%、195.82%、306.32%, 20-40、40-60 cm土层也有类似趋势。同时, 氮硅配施促进了土壤氮矿化行为, 在0-20 cm土层, N60Si4处理下的土壤净硝化速率、净氨化速率较单独施氮时分别增加35.88%、27.41%。以上结果表明, 与单独氮肥添加相比, 氮硅配施不但能提高土壤氮含量, 而且能促进土壤氮的矿化作用, 对大气氮沉降有一定的缓解作用。     

黄土高原南北样带刺槐林土壤碳、氮、磷生态化学计量特征

为了解黄土高原南北样带刺槐林土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征,采集了黄土高原南北样带上12个典型样点的刺槐林土壤,测定了土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量并分析其生态化学计量特征。结果表明：刺槐林土壤SOC、TN、TP含量均随降水量降低而降低,且土壤SOC与TN的空间变化具有一致性;土壤SOC、TN、TP及其生态化学计量比与降雨量呈显著正相关（P < 0.05）,且TN、C：P、N：P与土壤含水量也呈显著正相关（P < 0.05）。     

高原鼠兔胃与结肠内容物食性分析方法的比较

小哺乳动物的食性是种群生态学的重要组成部分。本研究于2018年6—7月,在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区,通过显微组织分析法对12只高原鼠兔（Ochotona curzoniae）胃及结肠内容物进行了食性比较分析。结果表明：高原鼠兔胃内容物镜检到7科16种（属）植物碎片,主要组分包括垂穗披碱草（Elymus nutans）15.07%、棘豆（Oxytropis spp.）9.07%、嵩草（Kobresia spp.）7.38%、鹅绒委陵菜（Potentilla anserine）7.11%;而结肠内容物只镜检到3科6种（属）植物碎片,主要组分包括嵩草21.99%、垂穗披碱草13.68%、早熟禾（Poa spp.）5.04%、鹅绒委陵菜2.00%。根据高原鼠兔的胃和结肠内容物镜检结果,分别计算其取食植物的Simpson指数、Shannon-Wiener指数、均匀度指数、食物生态位宽度指数,分析高原鼠兔食物组成多样性,结果显示,除了均匀度指数,其它3种指数胃内容物均高于结肠内容物,且胃内容物和结肠内容物的识别率差异极显著（χ²=8.619,df=1,P<0.01）。上述研究结果表明,食性分析中胃与结肠内容物镜检结果显著不同,所得出的食物选择结果也大相径庭,胃内容物显微分析较结肠能更准确地反映高原鼠兔采食的植物种类以及对食物的选择性。     

Combining the least cost path method with population genetic data and species distribution models to identify landscape connectivity during the late Quaternary in Himalayan hemlock

Himalayan hemlock (Tsuga dumosa) experienced a recolonization event during the Quaternary period; however, the specific dispersal routes are remain unknown. Recently, the least cost path (LCP) calculation coupled with population genetic data and species distribution models has been applied to reveal the landscape connectivity. In this study, we utilized the categorical LCP method, combining species distribution of three periods (the last interglacial, the last glacial maximum, and the current period) and locality with shared chloroplast, mitochondrial, and nuclear haplotypes, to identify the possible dispersal routes of T. dumosa in the late Quaternary. Then, both a coalescent estimate of migration rates among regional groups and establishment of genetic divergence pattern were conducted. After those analyses, we found that the species generally migrated along the southern slope of Himalaya across time periods and genomic makers, and higher degree of dispersal was in the present and mtDNA haplotype. Furthermore, the direction of range shifts and strong level of gene flow also imply the existence of Himalayan dispersal path, and low area of genetic divergence pattern suggests that there are not any obvious barriers against the dispersal pathway. Above all, we inferred that a dispersal route along the Himalaya Mountains could exist, which is an important supplement for the evolutionary history of T. dumosa. Finally, we believed that this integrative genetic and geospatial method would bring new implications for the evolutionary process and conservation priority of species in the Tibetan Plateau.     

Validation of daily increment formation in otoliths for Gymnocypris selincuoensis in the Tibetan Plateau,China

Daily increment validation in fish otolith is fundamental to studies on fish otolith microstructure, age determination and life history traits, and thus is critical for species conservation and fishery management. However, it has never been done for Schizothoracine fish, which is the dominant component of fish fauna in the Tibetan Plateau. This study validated the daily increment formation of Gymnocypris selincuoensis, as a representative of Schizothoracine fish, by monitoring the growth of hatchery‐reared larvae group and wild‐caught post‐yolk‐sac larvae group under controlled experiments. The results from monitoring the hatchery‐reared larvae group showed that sagittae and lapilli were found in yolk‐sac larvae, and formed 5–7 days before hatching, but asterisci were not found until 11 days post‐hatching. The first increment in sagittae and lapilli was formed in the first day after hatching. The daily periodicity of increment formation was examined and confirmed in sagittae and lapilli of both larvae groups. However, sagittae were better for age determination than lapilli for larvae at earlier days. For larval G. selincuoensis older than 50 days, lapilli were the only otolith pair suitable for larvae daily age determination. This study validated the daily increment formation in Schizothoracine fish for the first time has primary implications to other fishes from this subfamily.     

雪被对川西高山植被坡向性分异的影响

在青藏高原东缘的松潘地区海拔4000 m的高山地带设置5条宽1m、长40～70m的跨山脊南北样带,相邻样带间距为50 m.按1m×1 m面积划分为251个调查样方,于2004～2005年分别进行了地植物学调查、土壤理化性质分析和冬季雪被厚度监测.以物种的相对频度为群落指标,以雪被厚度、土壤厚度、有机质含量、土壤湿度(0.25mm及2mm)、全磷、全钾、铵态氮、水解性酸、pH及坡度等参数为环境指标,运用PC-ORD软件的TWINSPAN对植物群落进行分类、CCA进行排序.结果表明,由南坡向北坡可以划分为亚菊——金露梅高山灌丛草甸、细柄茅——苔草高山草甸、细柄茅、苔草——矮柳高山灌丛草甸群落和杜鹃高山灌丛群落等4种群落类型.由南坡向北坡草本植物盖度由75%下降为39%,灌木盖度由25%增加到54%,在山脊附近50 m左右的局地范围内植被类型表现为明显的南北坡向分异格局.2005年冬季南坡平均雪厚度21cm,山脊处为26 cm,北坡34 cm,由南坡向北坡雪被厚度逐渐增加;雪被厚度与灌木盖度呈正相关(r= 0.40,p《0.01,n=248),与草本植物盖度呈负相关(r=-0.45,p《0.01,n=248).ANOVA的分析结果显示,土层厚度、风干土含水量、土壤酸度、有机质含量和全磷含量的南北坡向分异明显,由南坡向北坡逐渐增加,与雪被平均厚度存在显著的相关关系,相关系数分别为0.267、0.286、0.199和-0.183 (n=119,p 《 0.05);土壤全钾和铵态氮含量的坡向差异不明显,与雪被厚度的相关性也不显著,相关系数分别为-0.068和0.104(n=119,p》0.05).显示土壤特征的坡向分异规律在某种程度上与雪被的梯度变化存在着共轭关系.群落CCA排序及排序轴与环境指标的相关性分析也表明,坡度、雪被厚度、有机质含量和土壤湿度是导致植物群落坡向分异的主要环境因子,土壤铵态氮和全钾含量对植被坡向分异的影响不明显.