环境因子对蕨类植物孢子萌发的影响

蕨类植物通过孢子萌发形成独立生活的配子体,配子体能够形成精子器和颈卵器,进而通过受精作用形成新的孢子体。孢子萌发是蕨类植物生活史过程中配子体世代向孢子体世代转变的关键步骤。同时,此过程不仅受到多种环境因子的影响,也是研究细胞核极性移动、细胞不对称分裂、假根极性生长等独特的细胞学事件的良好模型。迄今为止,人们已经研究发现多种环境因子对约200余种蕨类植物孢子萌发有影响。总结了环境因子对蕨类植物孢子萌发影响的规律如下:(1)孢子萌发除了受到光照强度影响外,主要受光质的影响,光质的影响主要表现为4种方式:①孢子萌发受红光刺激与远红光抑制像开关一样调控;②孢子萌发不受远红光抑制;③孢子萌发受蓝光抑制;④孢子只能在黑暗条件下萌发。(2)重力作用会影响孢子细胞核移动,进而影响孢子细胞发育的极性。(3)赤霉素(GA)能增加孢子萌发率或帮助孢子打破休眠。成精子囊素与GA作用相似,启动或促进孢子萌发。而脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)和乙烯等其它激素对孢子萌发的影响相对较小。(4)不同植物孢子有着各自最适的萌发培养基条件,如不同种类孢子对MS培养基中无机盐含量、蔗糖含量、pH值的要求不同。孢子外被中的Ca2+、Mn2+和Mg2+,培养基中的Cd2+和La3+,以及孢子接种密度、萌发空间CO2含量也会对孢子萌发造成影响。(5)多数蕨类植物孢子在15-30℃可以萌发,最适萌发温度为25℃。(6)4℃和液氮储藏可以延长孢子寿命并保持较高萌发率。     

环境因子对大亚湾人工鱼礁上附着生物分布的影响

通过对深圳大亚湾人工鱼礁区7个月(2008-04～2008-10)挂板实验,同时监测相应的环境因子指标.以附着生物丰度数据进行了除趋势对应分析(DCA),并根据附着生物丰度数据和7个环境因子进行了典范对应分析(CCA).共鉴定出附着生物54种,物种鉴定结果表明实验试板上的常见种有华美盘管虫 (Hydroides elegans)、三角藤壶( Balanus trigonus)、细肋肌蛤(Musculus mirandus)等.DCA种类排序图可明显地看出每种附着生物都有自己的分布中心和分布区域;CCA分析结果表明深度、透明度、溶解氧是影响附着生物群落变化的最主要环境因子,其次是盐度和温度.CCA排序图较好地反映了人工鱼礁上附着生物分布与各环境因子的相互关系.     

干旱区绿洲城镇景观生态风险时空变化分析——以张掖绿洲乡镇为例

科学评估与分析干旱区绿洲乡镇景观生态风险,对优化绿洲土地资源管控和维护干旱区绿洲生态系统稳定性具有重要现实意义。以张掖市绿洲乡镇为对象,基于土地利用数据和景观格局指数,结合ArcGIS空间分析功能,研究其景观生态风险时空特征及影响因素。结果表明：1987—2018年,耕地和建设用地变化明显,分别增加429.03 km~2和236.26 km~2;整体景观生态风险呈下降趋势,并呈“南北高、中间低”格局特征;各乡镇风险水平在空间上正向聚集,位于绿洲边缘地区的乡镇风险变化明显;人为活动干扰是近年风险水平变化的主要因素。研究成果可为西北干旱区绿洲生态保护与治理提供决策参考。     

长山群岛海域真核微藻粒级结构及扇贝摄食选择性

采用高通量测序-分子鉴定分级技术于2019年对长山群岛全海域真核微藻粒级结构进行了研究。结果发现,春季以中（47%）、小粒级（41%）为主,夏季以小（39%）、大粒级（38%）为主,秋季以大粒级（60%）为主,春、夏、秋季小、中、大粒级微藻比例为42：47：11、39：23：38、22：18：60。小粒级微藻优势种为细小微胞藻（Micromonas pusilla）、融合微胞藻（Micromonas commoda）和金牛微球藻（Ostreococcus tauri）,中粒级微藻优势种为剧毒卡尔藻（Karlodinium veneficum）、大粒级微藻优势种为柔弱几内亚藻（Guinardia delicatula）、平野亚历山大藻（Alexandrium hiranoi）、多纹膝沟藻（Gonyaulax polygramma）,综合整个真核微藻群落,春季由中粒径的剧毒卡尔藻占据优势（23.9%）,夏季由大粒径的平野亚历山大藻占据优势（29.4%）,秋季由大粒径的多纹膝沟藻占据优势（66.8%）,有毒甲藻在该海域中占有绝对优势,贝毒累积风险较高,小粒径微藻中金牛微球藻和抑食金球藻曾在渤海引发褐潮,潜在威胁该海域贝类养殖业。虾夷扇贝对小粒级和大粒级微藻的选择性较低,对中粒级微藻的选择性较高,尤其对水体中优势种剧毒卡尔藻一直表现出主动选择。光学需氧量、无机氮、溶解氧、石油类及部分重金属Cd、As、Hg影响着整个长山群岛海域真核微藻粒级结构时空演变。     

亚热带城市河流底栖动物完整性评价——以流溪河为例

根据2016年前、后汛期及枯水期流溪河14个断面底栖动物群落组成数据(4门8纲22目52科94属103种),采用底栖动物完整性指数(B-IBI),首次对亚热带地区河流进行健康评价。经筛选(32个候选指标),流溪河B-IBI体系由5个核心指标(总生物量,敏感类群个体%,EPT、摇蚊和耐污类群单元数)组成,评价标准为:健康3.24,亚健康3.24—2.43,一般2.43—1.62,差1.62—0.81,极差0.81,评价结果为:健康位点数占14.3%、亚健康50.0%、一般21.4%、差14.3%、无极差。总体上,B-IBI值反映流溪河上游健康状况较好,以EPT分类单元数和敏感类群个体%贡献最高,下游健康状况恶化,以耐污类群单元数贡献最高。此外,上游支流健康状况要优于上游干流,而下游则情况相反。相关性分析显示,B-IBI值与溶解氧呈极显著正相关(P0.01),与电导率、氨氮、总氮和总磷呈显著负相关(P0.05),反映流溪河当前健康水平受水体污染影响严重。核心指标与环境因子间CCA分析显示,前2主轴对环境因子解释度达68.1%,且对上、下游及干、支流有明显的梯度划分,说明所建B-IBI在流溪河有较高适用性。对比不同温度带研究结果发现,B-IBI体系受人为干扰和水体污染影响更加明显,体现其评价功能不受地理区域影响。     

长江口芦苇和互花米草盐沼湿地蟹类洞穴分布特征及主要影响因子

蟹类洞穴是蟹类在潮间带盐沼生存、繁衍的特征性结构,具有重要的生态功能。洞穴分布特征及其影响因子的分析,是深入探讨蟹类及其洞穴的生态系统功能的重要基础。2015年10月,在崇明北滩单一芦苇(Phragmites australis)群落,单一互花米草(Spartina alterniflora)群落和芦苇-互花米草混合群落3种典型生境中,对蟹类洞穴的分布特征及其相关的大型底栖动物、植被、沉积物等的特征参数进行了调研与分析。结果表明,生境类型差异对蟹类洞穴分布特征及相关生境因子具有重要影响。蟹类洞穴的分布密度和开口直径在不同生境间存在显著差异(P0.05),且单一芦苇群落生境内洞穴密度要显著高于单一互花米草群落生境(P0.05),洞穴开口直径在单一互花米草生境要显著高于单一芦苇生境(P0.05);大型底栖动物生物量、密度、植物地下部分生物量在不同生境间差异不显著(P0.05),而植株密度、活植株高度、植物地上部分生物量以及沉积物含水率、p H、氧化还原电位在不同生境间存在显著差异(P0.05)。沉积物中值粒径,总氮含量和总碳含量在不同生境间的差异随深度不同会发生变化。不同生境主要生境因子的差异是导致蟹类洞穴分布特征不同的根本原因;蟹类洞穴分布特征受多个生境因子的综合作用。筛选的生境因子的组合虽然与洞穴分布特征具有显著相关性,但相关系数较小。未来研究中需要拓展生境因子涵盖范围,加强多因子综合作用分析。     

陆地生态系统水分利用效率对气候变化的响应研究进展

气候变化显著影响陆地生态系统生产力以及水分利用格局,而水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是衡量生态系统碳水耦合关系的重要指标之一。研究陆地生态系统水分利用效率对气候变化的响应,有助于深入理解生态系统的变化规律,模拟和预测生态系统碳水过程的发展状况,从而为应对全球气候变化提供新的依据。为了更好地掌握生态系统水分利用效率研究现状以及其对温度、CO2等关键气候因子的响应情况,本文总结了陆地生态系统水分利用效率对气候变化响应的最新研究进展。首先介绍了相关的定义并归纳了两种不同计算方式的差异和特点;接着重点总结了陆地生态系统水分利用效率对大气温度、CO2、水分、干旱以及太阳辐射等影响因素的响应;最后文章总结了目前3个相关的研究态势,主要包括:(1)长时间序列水分利用效率与气候要素的关系研究;(2)土地利用/覆被变化对水分利用效率的影响及其对气候的反馈研究;(3)多尺度水分利用效率综合研究。本研究可为深入研究生态系统过程对气候变化的响应提供参考。     

马鞍列岛褐菖鲉Sebasticus marmoratus栖息地适宜性评价

为了评估趋礁鱼类在岛礁海域的生境适宜度,选取马鞍列岛的褐菖鲉(Sebasticus marmoratus)为指示物种,以2009年获取的水深、盐度、叶绿素a、浊度和底质数据作为褐菖鲉春、冬季栖息地指示因子,建立栖息地适宜度曲线,并计算各站点的栖息地适宜性指数(HSI)。结果显示:1)绿华、花鸟、嵊山沿岸站点HSI普遍较低,枸杞岛、三横山、东库山沿岸站点褐菖鲉HSI相对较高,其中最大值1.0出现在枸杞岛沿岸的站点;2)春季褐菖鲉幼鱼的适宜水深在6 m左右,成鱼适宜在8—12 m的水深处生存;冬季褐菖鲉对8—12 m的水深适宜性良好;3)春季所有褐菖鲉的适宜盐度为30PSU,冬季幼鱼的适宜盐度为27—31PSU,成鱼的适宜盐度为27PSU、31PSU;4)随着叶绿素a和浊度值的增大,褐菖鲉适宜性逐渐降低。底质类型为岩时最适合褐菖鲉生存。5)相关分析显示,褐菖鲉丰度与底质类型相关性最大,而与叶绿素a、浊度呈显著负相关。研究结果表明,初级生产力和浑浊程度越高对褐菖鲉丰度抑制越明显。底质类型是褐菖鲉丰度分布的重要影响因子,其中分布有较多大型海藻的岩礁生境是其最适宜的栖息地。利用2010年春、冬季环境调查和渔获数据进行HSI模型验证,资源丰度随HSI值升高而增加,因此构建的模型可用于趋礁鱼类在岛礁海域的栖息地适宜性分析。     

荒漠植物梭梭稳定碳同位素组成与环境因子的关系

以广泛分布于新疆荒漠地区的建群种植物——梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,通过对23个样地101份梭梭同化枝样品δ~(13)C值的测定,分析了梭梭稳定碳同位素组成的变化特征及其与环境因子(海拔、日照时数、潜在蒸散量、年平均降水量和年平均温度)的关系,并讨论了不同生境下梭梭同化枝δ~(13)C值的变化特征。研究结果显示:(1)梭梭同化枝δ~(13)C平均值为-14.15‰,其在95%置信区间的变化范围为-13.14‰—-15.38‰,表明梭梭是C_4光合途径的植物。(2)梭梭同化枝δ~(13)C值与年平均降水量和年平均温度呈显著负相关关系,而与日照时数、潜在蒸散量和海拔呈显著正相关关系。我们推测梭梭同化枝δ~(13)C值对各环境因子响应趋势的不同,可能是由气孔限制因素造成的,它是梭梭适应干旱荒漠环境的一种策略。(3)在不同生境下,梭梭同化枝的碳同位素组成存在显著差异。当梭梭群落中的主要伴生种为白刺、红砂时,其δ~(13)C值最高,当主要伴生种为沙拐枣和假木贼时,其δ~(13)C值最低。在灰漠土与灰棕漠土样地中的梭梭δ~(13)C值高于棕钙土、风沙土、石质土样地;盆地中梭梭同化枝δ~(13)C值低于平原、山地、丘陵地形条件下的样地。以上结果表明:梭梭水分利用效率在不同环境梯度和生境中,存在着显著不同,表现出显著的适应策略差异。     

土壤水分时间稳定性研究进展

土壤水分是陆地生态系统中不可或缺的组成部分,在地表水文过程中起着关键作用,连接着一系列的水文、生态、气候和地质学过程,是陆地生态系统健康运行的关键。以土壤水分时间稳定性概念为主线,从时间稳定性概念、研究方法、应用和影响因素等方面,系统阐述了土壤水分时间稳定性近年来的研究进展,探讨了代表性测点的选取标准以及土壤水分时间稳定性的影响因素。结合目前的研究进展,提出了未来的研究重点:加强多因素综合作用对土壤水分时间稳定性的研究;结合"3S"技术、计算机模拟和野外实测来研究时间稳定性的尺度问题;如何高效选择代表性测点;探讨时间稳定性概念在植被恢复区和气候敏感区的研究与应用。