荒漠草原生态恢复与重建：人工植被推动下水分介导的系统响应、生态阈值与互馈作用

荒漠草原(生态区)横贯我国西北地区东部,生态地位十分重要。近二十年来,通过封育禁牧、退耕还林(草),植被覆盖显著改善,但是生态系统质量和稳定性依然不高。由于长期将荒漠草原单纯视作草原的一部分,对其生态系统过渡性、脆弱性和复杂性本质特征认识不足,造成了荒漠草原生态学研究与区域生态建设实践之间不同程度的脱节。在分析荒漠草原生态区未来在我国生态安全格局中突出的但是被一定程度上忽视的地位的基础上,进一步归纳了荒漠草原生态系统的一般特征,指出了生态恢复与重建研究中存在的主要问题。进而以人工植被引入荒漠草原生态工程为案例,分析了人工植被驱动荒漠草原生态恢复与重建的过程与机制,归纳了“植被-水文-土壤”互馈作用驱动生态系统层级响应模式,并展望了今后的发展趋势与研究方向。     

荒漠草原两种类型土壤的水分动态对比

基于2017—2018年的定位监测数据,分析了宁夏东部的盐池荒漠草原2种不同类型土壤(灰钙土和风沙土)的水分时空动态特征。结果表明: 2017和2018年生长季(5—10月),研究区降雨量分别为208.2和274.8 mm,降雨在各月份的分配差异较大。2018年除5月存在极端降雨事件(129.6 mm)外,其余各月降雨量均低于2017年。土壤水分变化的季节动态规律大致可以分为两个阶段:土壤水分补偿期(5月初至6月初)和土壤水分波动期(6月中旬至9月底)。0～20 cm土层土壤含水量在降雨后呈骤增骤减的脉冲式特点,深层土壤含水量较稳定。灰钙土土壤含水量随土层加深表现为“升-降-升”的变化,风沙土土壤含水量在0～60 cm土层出现井喷式增加,而后增加缓慢,但随着土层深度的增加土壤含水量逐渐增大。2017年,灰钙土全剖面(0～100 cm)土壤水分表现为积累型,风沙土表现为消耗型;2018年,两种类型的土壤水分在全剖面均表现为消耗型。两种土壤类型土壤水分的时间稳定性随土壤深度的增加而增强,灰钙土和风沙土全剖面的平均土壤含水量代表性土层分别为80～100和40～60 cm。2种类型土壤的土壤水分时空分布不同,风沙土受降水的影响高于灰钙土。降水会降低土壤水分的变异性,改变土壤水分的时间稳定性。     

荒漠草原中间锦鸡儿林土壤养分效应对群落组分和多样性的影响

为系统认识荒漠草原中间锦鸡儿人工林草本植被特征及演变趋势对土壤养分的响应,采用空间代替时间的方法,以天然草地为对照,构建3个中间锦鸡儿林龄(16a、25a、37a)研究序列,调查不同中间锦鸡儿林灌丛内外土壤植被并分析二者之间的关系。结果表明:(1)随林龄增加,不同功能群植物重要值呈不同变化趋势,其中禾本科植物显著增加,豆科植物显著降低,杂草类植物先减小后增加。(2)α多样性分析显示,荒漠草原中间锦鸡儿人工林16a灌丛外物种丰富度(S)、香浓维纳指数(H)最高(P0.01);不同林龄均匀度指数(J)、优势度指数(P)未表现出明显的变化规律。(3)β多样性分析显示,Cody指数(βc)和Morisita-Horn(CMH)相似指数均表现出16a与25a、37a之间的物种差异较大、25a与37a之间物种差异相对较小、37a中间锦鸡儿林与天然草地物种组成相似,βws指数在25a中间锦鸡儿林最大。(4)人工中间锦鸡儿林存在显著的土壤碳氮"肥岛效应",其中土壤有机碳是不同林龄植物群落组成差异的显著性影响因子,土壤速效氮为不同林龄灌丛外植物多样性差异的显著性影响因子,但灌丛内植物多样性对土壤养分的响应并不显著。研究认为,中间锦鸡儿林土壤养分演替正效应提高了植物多样性,增强了植物物种的更替程度,但建植后期(37a)植物群落存在向天然草地演替趋势。     

第一磨牙窝沟封闭预防龋病的两年临床疗效观察

目的:评估窝沟封闭对预防第一磨牙窝沟龋的2年临床疗效。方法:选择贵阳市花溪区200名7-9岁经家长同意并签署窝沟封闭知情同意书的学生为实验组,进行第一磨牙窝沟封闭;因家长不同意而未进行窝沟封闭的200名同龄学生为对照组,两年内复查两组的龋病发病率和封闭剂的保留情况。结果:实验组窝沟封闭后第一年、第二年第一磨牙龋病的发生率分别为1.50%和1.01%,而对照组分别为4.00%和6.57%,第二年实验组的第一磨牙龋病发病率显著低于对照组,差异有统计学意义(P0.05)。实验组第一年、第二年的封闭剂完全保留率分别是85.5%和80.4%。结论:窝沟封闭作为一项健康干预措施,能有效降低学生的龋病发病率。     

血清miR-21 及AFP 在大鼠肝癌发生过程中的动态表达比较分析

目的:分析血清miR-21在肝癌发生过程中的表达水平并将其与传统肝癌血清标志物甲胎蛋白(AFP)比较,探索其成为肝癌早期诊断血清标志物的可能性。方法:二乙基亚硝胺(DENA)腹腔注射诱导建立大鼠肝癌模型,建模过程中收集造癌各个阶段的血清。Realtime-PCR检测血清miR-21的表达情况,ELISA法检测血清AFP水平。结果:与正常组及纤维化期大鼠相比,miR-21在肝硬化期、肝癌早期、肝癌晚期的大鼠血清均有不同程度上调(P<0.05),AFP在肝癌早、晚期的大鼠血清明显上调(P<0.05);与肝硬化期大鼠比较,肝癌早、晚期大鼠体内的miR-21表达显著上调(P<0.05),AFP在肝癌早期、肝癌晚期均显著上调(P<0.05)。结论:血清miR-21参与了肝癌发生的过程,对于肝癌发生的各个阶段均有很大的指示作用,可能作为肝癌预防和早期诊断的一个潜在标志物。     

水杨酸对高温胁迫下半夏幼苗内源激素含量的影响

以半夏37℃高温倒苗过程中的叶片和块茎为材料,考察了不同浓度外源水杨酸(SA)处理的倒苗率,采用ELISA方法研究了0.5 mmol/L外源SA对半夏叶片和块茎中内源激素GA3、IAA、ABA、ZR和JA含量的影响.结果表明:随着高温胁迫时间的延长,半夏出现倒苗现象,并以0.5 mmol/L的SA处理后半夏倒苗率最低.倒苗过程中叶片和块茎中GA3、IAA、ZR含量逐渐下降.而ABA和JA含量显著上升.0.5 mmol/L SA处理条件下叶片中生长促进类激素GA3、IAA、ZR含量高于同期对照,生长抑制类激素ABA和JA含量低于同期对照;块茎中ABA、IAA和JA的含量低于同期对照.GA变化不明显,而ZR处理前期低于对照,后期高于对照.可见,一定浓度的外源SA可通过改变高温胁迫下半夏内源激素水平来促进其生长,延缓其倒苗.     

有机磷降解菌的筛选及其促生特性

【目的】从环境中筛选高效有机磷降解菌及研究其促生机制。【方法】利用蒙金娜有机磷培养基筛选有机磷降解菌,用生化实验对其促生特性进行研究,且通过盆栽实验筛选对黄瓜苗有促生作用的高效有机磷降解菌。【结果】从草坪根周筛选到35株有机磷降解菌,选择5株代表性菌进行黄瓜盆栽实验。结果表明G3-6有机磷降解能力最强,溶磷圈直径(HD)与菌落直径(CD)比值为3.28,且对黄瓜苗的促生效果优于其他菌株。与CK相比,G3-6可提高黄瓜苗鲜重71.53%、干重69.78%和株高33.55%;与阳性对照枯草芽孢杆菌F-H-1相比,G3-6可提高黄瓜苗鲜重2.52%、干重21.14%和株高8.27%。相关分析结果表明降解有机磷能力在促进植物生长过程中可能发挥着比其他功能更重要的作用。16S r RNA序列分析初步鉴定G3-6为假单胞菌属。【结论】假单胞菌G3-6除具有较强的有机磷降解、分泌IAA和铁载体能力,对黄瓜苗也有较好的促生作用,是1株潜在的具有广阔市场应用价值的高效促生菌。     

黄土高原次生林演替对团聚体有机碳含量及化学稳定性的影响

次生林演替过程中土壤团聚体有机碳的积累机制和化学稳定性研究较少。为探明次生林演替对土壤团聚体有机碳含量及其化学组成稳定性的影响,选取黄土高原次生白桦林(演替初期),山杨辽东栎混交林(演替中期)和辽东栎林(演替后期)为研究对象,分析演替过程中不同粒径土壤团聚体有机碳含量变化特征。采用傅里叶红外光谱技术(FTRI)测定活性(AC)和非活性(IC)有机碳化学组成,以(IC/AC)作为有机碳化学组成稳定性指标,并分析其影响因素。结果表明:次生林演替过程中土壤团聚体有机碳含量表现出逐渐增加的趋势且各群落间差异显著(P<0.05),以演替后期的中等粒径团聚体为最高(37.63 g/kg)。土壤团聚体AC中多糖体有机碳含量最高(55.87%),而IC中芳香族有机碳含量最高(94.45%),演替过程中IC与AC总体变化趋势均呈现先降后增。IC/AC随着演替的进行呈先降低后升高的趋势,其中演替后期微团聚体有机碳化学组成稳定性最强达到了3.95。微团聚体含量(WM)与土壤全氮、全磷、全钾一起,显著促进了团聚体有机碳化学组成稳定性(P<0.05)。综上,次生林演替有利于促进土壤团聚体有机碳的积累以及有机碳化学稳定,其中微团聚体起到了关键性作用。     

弗氏柠檬酸细菌完整细胞TNT降解酶的性质

弗氏柠檬酸细菌(Cizrobacter freundii)在好氧和兼性好氧条件下具有很强的降解2,4,6-三硝基甲苯(a-TNT)的能力。该菌在牛肉汁培养基中30℃摇床培养10小时,其完整细胞TNT降解酶活力最高。酶反应最适pH为7．2,最适温度为30℃,酶的pH和温度稳定性较佳,在PH 6.0--8.0时,30℃保温12小时,保留活力90％以上,30小时仍有76％剩余活力。作用于a—TNT的米氏常数(Kin)为5印^f,最大反应速度(Vmax)为0．22／zM／mg蛋白／,J、时。金属离子“g’、Hg冲和。U蚌对酶活力有强烈抑制作用,EDTA无明显抑制。底物类似物间一二硝基苯、2,4-二硝基苯酚和对硝基酚(0.3mM)对酶活力也有一定程度的抑制作用。