北京市红门川流域森林植被/土地覆被变化的水文响应

根据北京市红门川流域原有1∶1万土地利用图,结合流域1990年、1995年、2000年和2005年4期遥感影像,在GIS支持下,得到4期土地利用图,采用ArcView分析获得空间数据和属性数据。并利用研究区逐日降水量和径流量数据,从年径流量、汛期(6-9月份)径流量和单次径流量3个层次,分析不同土地利用时期的水文响应。结果表明:不同土地利用变化对流域径流具有显著影响。2001-2005年植被条件较好的土地利用较1990-1995年和1996-2000年产流有所减少,多年平均径流系数下降了70%以上。不同土地利用在相同降水条件下的产流仅在生长季节具有明显差异,也就是说土地利用变化对产流的影响具有季节性,在枯水季节无显著影响。2001-2006年的单次产流均小于1990-1995和1996-2000年的单次产流,仅为前期的1/3,降水利用率提高,发生洪涝灾害的可能性减小。     

多组学解析氯化镧对胶红酵母合成类胡萝卜素的调节效应

在稀土元素的诱导下微生物的次级代谢产物合成可发生调节效应(hormesiseffect),但其分子机制仍不明确。为了解析胶红酵母在氯化镧存在下调节效应的分子机理,本研究在胶红酵母发酵培养基中添加不同浓度的氯化镧并测定类胡萝卜素含量,发现出现调节效应时La3+促进和抑制效应浓度分别为0–100 mg/L、100–400 mg/L;在促进效应浓度下,有33个基因表达量及55个代谢物合成量上调,85个基因的表达量及123个代谢物合成量下调,其中类胡萝卜素合成相关基因除AL1外均表达上调,β-胡萝卜素、番茄红素、虾青素含量分别提高了10.74%、5.02%、3.22%;在抑制效应浓度下,有5个基因表达量及91个代谢物合成量上调,35个基因的表达量及138个代谢物合成量下调,β-胡萝卜素、番茄红素、虾青素含量分别下降了21.73%、34.81%、35.51%。表明适宜浓度的稀土离子可以通过调节代谢途径的多种酶的酶活来调控次级代谢产物的合成进而产生调节效应。本研究不仅增进了对稀土元素在生物体内作用机制的理解,而且为稀土元素在农业、制药、医疗保健等领域的应用奠定了理论基础。     

牡荆属叶绿体基因组比较分析及系统发育分析（附录）

牡荆属(Vitex L.)广布于热带和亚热带地区,多为乔木或灌木,包含众多具有药用价值、观赏价值和生态价值的植物。为了解牡荆属的叶绿体基因组特征、系统位置及种间关系,该研究从头组装、注释获得穗花牡荆(V. agnus-castus)的叶绿体基因组,与牡荆属公布的11条叶绿体基因组序列进行基因组结构、密码子偏好性、高变区和重复序列分析,并进行系统发育分析。结果表明:(1)穗花牡荆叶绿体基因组呈典型的四段式结构,全长154 444 bp,其中大单拷贝(LSC)区、小单拷贝(SSC)区、反向重复(IR)区长度分别是85 229、17 915、51 400 bp,编码132个基因,包含87个蛋白编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因。(2)牡荆属12个叶绿体基因组在长度、反向重复区边界位置、编码的基因及数目、GC含量方面均具有高保守性。(3)共检测到31个高频密码子和6个共有最优密码子,ENC-plot、PR2-plot和中性绘图分析表明密码子偏好性主要受自然选择的影响。(4)共检测到14个叶绿体基因组高变区和519个简单重复序列。(5)分子系统发育结果支持牡荆属隶属于唇形科牡荆亚科,而非马鞭草科。另外,系统发育推断也为存在争议的蔓荆(V. trifolia)、V. bicolor和单叶蔓荆(V. rotundifolia)之间关系的理解提供一定参考,建议将单叶蔓荆作为独立的种。该研究结果不仅丰富了穗花牡荆的遗传资源信息,增加了对牡荆属叶绿体基因组的理解,提供了牡荆属群体遗传学研究的候选分子标记,还证明了叶绿体基因组序列在牡荆属系统发育重建中的有效性。     

蒙古扁桃潜在地理分布对气候变化的响应

为了解蒙古高原第三纪孑遗珍稀濒危物种蒙古扁桃（Amygdalus mongolica）潜在分布特征及其对未来气候变化的响应,利用121个蒙古扁桃种群分布点数据,选取气候和土壤变量,通过在R软件Biomod2建模平台构建物种综合适宜生境模型（CHS）,模拟当前气候条件和预测未来两个时期（2050S和2090S）共3种不同气候情景下（SSP1-2.6、SSP3-7.0和SSP5-8.5）蒙古扁桃的潜在分布、时空演变特征及适宜生境迁移。结果显示：气候适宜性模型（）的TSS>0.75,分布限制模型（L_i ）的受试者工作特征曲线（ROC）>0.90,表明选择综合适宜生境模型能精确地模拟不同气候情景蒙古扁桃潜在地理分布特征。当前气候条件下蒙古扁桃的适宜生境面积为64.00万^{km2,占全国总面积的6.67%,主要分布于蒙甘宁等地,少量分布于青海、新疆、陕西、山西、河北等地。未来（2050S、2090S）SSP1-2.6、SSP3-7.0、SSP5-8.5三种气候情景下,蒙古扁桃的适宜生境面积均呈现出减少趋势,且2090S不同气候情景下适宜生境面积均小于2050S。蒙古扁桃适宜生境质心整体上有逐步向西和向高纬度地区迁移的趋势。}     

孑遗植物半日花叶际真菌群落的多样性与构建机制

叶际微生物在维持植物健康生长方面具有重要的作用, 然而, 目前我们对珍稀孑遗植物半日花(Helianthemum songaricum)叶际真菌的多样性和群落结构等知之甚少。因此, 本研究利用Illumina高通量测序技术检测西鄂尔多斯自然保护区半日花叶片表生和内生真菌的多样性, 探究其网络结构特征以及群落构建的机制。结果显示: 棋盘井地区的叶际表生真菌丰富度指数(156.38 ± 8.42)显著高于内生真菌(111.13 ± 5.57), 棋盘井叶际表生真菌丰富度指数显著高于拉僧庙(125.57 ± 7.20)和千里山(114.75 ± 10.35), 而拉僧庙的内生真菌丰富度指数(155.71 ± 15.40)显著高于棋盘井。叶际真菌以子囊菌门、毛霉菌门和担子菌门为优势门, 叶际表生真菌和内生真菌分别在3个不同地点具有显著的指示类群, 叶片部位(即叶表和叶内)和地点显著影响叶片真菌的群落组成。共存网络分析表明, 叶际表生和内生真菌主要是协同作用, 拮抗作用较小。半日花叶际表生和内生真菌群落的构建主要由随机性过程驱动。综上所述, 半日花叶际表生和内生真菌的多样性和群落组成受到叶片部位(叶表和叶内)和地点的显著影响, 随机性过程主导叶际表生和内生真菌的群落构建。研究结果可为珍稀濒危植物的保护和合理利用提供一定的科学基础和实践指导。     

大山雀鸣声对同种个体栖息地选择及产卵行为的影响

鸣声是鸟类最重要的通讯方式之一,具有求偶、领域保卫和报警信息传递等作用,但鸣声作为社会信息是否影响鸟类繁殖决策的研究报道较少.本文以吉林省左家自然保护区内繁殖的大山雀(Parus minor)为研究对象,通过回放雄性大山雀的求偶鸣唱和大山雀对捕食者的报警声,检验鸣声是否影响同种个体的栖息地选择及产卵行为.结果发现,回放雄性大山雀鸣唱的样地内大山雀繁殖巢数显著增加,而回放报警声的样地内繁殖巢数和对照样地内的繁殖巢数无明显差异;回放雄性大山雀鸣唱对样地内大山雀的首枚卵产期和窝卵数无显著影响.此项研究表明,同种个体的鸣唱可作为鸟类栖息地选择的社会信息,但其繁殖适合度可能受其他因素的影响.     

包头市半干旱型森林公园土壤细菌多样性与功能

土壤微生物是城市公园生态系统中物质循环的主要驱动者, 但目前对于半干旱型城市公园森林土壤细菌群落结构和功能研究较少。本研究以包头市为例, 选取奥林匹克公园(AL)、劳动公园(LD)和阿尔丁植物园(ZW) 3个典型的森林公园, 利用Illumina高通量测序的方法对细菌16S rRNA V4-V5片段进行测序, 分析城市森林公园土壤细菌的多样性、群落构成以及背后的生态学构建机制, 并使用Tax4Fun对细菌群落代谢功能进行分析。结果表明, 土壤细菌丰富度指数为LD (2,443.00 ± 9.37) > ZW (2,392.90 ± 8.23) > AL (2,305.57 ± 17.48); 细菌群落以放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门为优势门。细菌群落组成在三个公园间存在显著差异, 同时线性判别分析效应大小(LEfSe)结果表明, 所有公园都具有多度显著差异的细菌可操作分类单元(OTUs); 中性群落模型(NCM)、标准化随机率(NST)和基于系统发育结合的零模型推断群落组装机制(iCAMP)分析显示, 城市森林土壤细菌群落的构建是由随机性过程和确定性过程共同驱动, 其中漂变和同质化选择占主导作用。Tax4Fun功能预测结果表明涉及膜运输、碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢和信号转导的代谢是该城市公园林下土壤微生物的主要代谢功能, 进一步分析表明微生物群落的代谢功能在不同公园之间存在很大差异。本研究初步探究了半干旱型城市公园细菌的多样性、群落构建机制及其功能, 为城市公园绿地建设以及生态改善等提供一定的科学依据和实践指导。     

濒危植物蒙古扁桃花粉活力和柱头可授性研究

用过氧化氢酶法测定蒙古扁桃花粉的活力和寿命,用联苯胺-过氧化氢法测定柱头可授性。结果表明,蒙古扁桃花粉活力在散粉后第2天最高,3d后活力迅速下降,三种类型的植株的花粉活力下降速度存在差异,其活力可持续30d左右。短柱头植株柱头在开花后1d可分泌黏液,长柱头和中柱头花植株的柱头在开花后2d才分泌黏液,短柱头分泌黏液的持续时间较后者长。柱头可授性持续时间同种之间也存在差异,长柱头和中柱头植株可达6d,而短柱头花植株可持续10d左右。     

沙质草原区风蚀坑形态演变——以锡林郭勒盟大河口镇为例

草原区风蚀坑的出现,加速了草地沙漠化进程,对草原生态系统平衡产生严重威胁。已有关于沙质草原风蚀坑的研究主要集中在现状风蚀坑的形态、规模及机制研究,缺乏区域尺度一个完整发育周期风蚀坑形态变化的研究。基于此,以锡林郭勒沙质草原区大河口镇风蚀坑为研究对象,以美国锁眼卫星数据和中国高分一号卫星数据为数据源,采用ENVI 5.6影像数据处理软件和ArcGIS 10.5数据提取分析软件提取1962—2023年共六期风蚀坑形态数据,并进行了区域尺度长时间序列风蚀坑形态变化分析。同时选取了锡林郭勒沙质草原发育典型的独立型和复合型风蚀坑,采用景观格局指数法和椭圆几何参数定量描述法,探讨了近60年风蚀坑的形态演变过程。研究发现,1962—2023年风蚀坑斑块面积变异系数、平均斑块形状指数和平均斑块分维数均显著增加,研究区该时间段有大型风蚀坑发育;风蚀坑总体发育规律为坑体向坑后边缘扩展,积沙体沿盛行风向延伸,形态从卵圆形到碟形再到槽形坑;该区发育典型的独立型和复合型风蚀坑面积及长短轴长度随时间推移呈现波动变化趋势,复合型风蚀坑A长轴和短轴长度分别增加722.78%和150.43%,演化过程经过裸地沙斑、活跃发展和固定消亡三个阶段,该类型风蚀坑在以上三个阶段均有重新活化的可能性。通过对锡林郭勒沙质草原风蚀坑形态演变的研究,其研究结果可以为草原风蚀坑治理和草地沙化防治、草地资源可持续利用提供理论依据和数据支持。     

大型土壤动物群落对短花针茅草原荒漠化过程的响应

土壤动物是草地生态系统的重要组分,对维持草地生态系统结构与功能的稳定性具有重要作用,研究土壤动物群落对草地荒漠化的响应有助于揭示地下与地上生态过程的联系,全面认识荒漠化的本质。选取鄂尔多斯高原西部未荒漠化(Ⅰ)、轻度荒漠化(Ⅱ)、中度荒漠化(Ⅲ)、重度荒漠化(Ⅳ)及极重度荒漠化(Ⅴ)5种短花针茅荒漠草原生境,采用手拣法对大型土壤动物群落进行了野外调查。共获得1门2纲6目25个土壤动物类群,优势类群为蚁科和金龟子总科幼虫,常见类群8个。结果显示,短花针茅荒漠草原大型土壤动物群落具有温带草原土壤动物群落的基本特征。在荒漠化进程中,大型土壤动物群落优势类群(蚁科和金龟子总科幼虫)未发生变化,但群落总个体密度和类群数显著下降(P0.01,P0.01),群落香浓多样性、丰富度和均匀度降低(P0.01,P0.01,P0.05),群落结构趋于简单。不同荒漠化生境土壤动物群落显示出明显的退化梯度,各土壤动物类群的分布揭示了它们对生境因子的偏好和响应模式的差异。短花针茅草原荒漠化对土壤动物垂直分布的影响具有由个体到类群、由表土层到下层的变化规律,但未改变土壤动物分布的表聚性。荒漠化导致的食物资源减少是蚁科动物个体密度变化的主要原因,轻度荒漠化(Ⅱ)最适宜蚁科动物生存,土壤全氮、有机质和地上生物量对步甲科和象甲科幼虫个体密度影响较大,重度荒漠化(Ⅳ)和极重度荒漠化(Ⅴ)生境将严重影响步甲科和象甲科幼虫的生存,但对金龟子总科和蜘蛛目动物个体密度影响不大。土壤动物与生境因子、生境及荒漠化进程之间的关系综合反应了草地生态系统退化过程。