沙化和人工植被重建对高寒草地土壤细菌群落特征的影响

土壤微生物群落特征指示着草地的质量和健康状况。本研究以青海省贵南县的天然草地（NG）、沙化草地（DG）、草本人工恢复草地（AG）和灌木人工恢复草地（AS）4种草地类型为研究对象,采用qPCR和Illumina MiSeq高通量扩增子测序技术研究了土壤细菌群落生物量、多样性及其结构的变化,结合植被和土壤属性剖析了高寒草地土壤细菌群落演变的关键影响因子及其贡献。结果表明：草地沙化显著（P<0.05）降低了土壤细菌群落的生物量和α多样性,人工植被重建则促进了土壤细菌群落生物量和α多样性的恢复,22年后基本达到未退化前的水平。草地沙化显著（P<0.05）增加了芽单胞菌门（Gemmatimonadota）的相对丰度,而变形菌门（Proteobacteria）和浮霉菌门（Planctomycetota）的相对丰度则显著降低（P<0.05）;人工植被重建促进了优势细菌门逐渐向NG方向演变,22年后绝大部分优势细菌的相对丰度基本恢复到未退化之前的状态。然而,DG、AG和AS与NG的土壤细菌群落结构相似性不高,而AG和AS的群落结构则高度相似。土壤细菌群落结构与绝大多数植被和土壤理化指标显著 （P<0.05）正相关,植被属性对其群落结构变化的解释度（10.0%）比土壤物理属性（6.3%）和化学属性（1.9%）更高,植被与土壤所有指标共解释了72.0%的土壤细菌群落结构的变化,表明植被和土壤通过相互作用共同决定了高寒草地土壤细菌群落结构的演变。因此,加强对植被和土壤的保护,防止草地退化,并对沙化草地进行人工植被重建,对于保护和恢复青藏高原高寒草地土壤细菌群落具有重要的生态意义,而选择利用灌木或草本进行人工植被重建对表层土壤细菌群落的影响区别不大。     

三江源地区草地植物功能性状与蒸散发关系研究

蒸散发作为调控区域水分收支的重要支出项,受植物性状的影响。本研究于2021年5月—2021年9月对三江源及其周边共5个区域(海晏(HY)、同德(TD)、玛多(MD)、曲麻莱(QML)、可可西里(KKXL))的实际蒸散发及植被数据进行收集,通过相关性分析解释植被变化过程对环境的适应策略。结果表明：三江源草地植物多以丛生或密丛生为主,其中比叶面积与株高、叶片干物质含量、生长型和种子类型间呈显著负相关(P<0.05)。生长季实际蒸散发日、月动态在5个区域均呈现单峰变化趋势,生长季累积量为HY(309.97 mm)>TD(279.58 mm)>QML(247.90 mm)>MD(239.42 mm)>KKXL(230.35 mm)。分析植物功能性状与实际蒸散发之间的相关性,表明株高、比叶面积、叶片干物质含量、生长型和种子类型均与实际蒸散发呈现一定相关性,其中生长型相关性最大(R²=0.74)。     

青藏高原高寒草甸退化演替进程中植被斑块特征

为揭示斑块属性及各属性之间的关系、优势植物组成对高寒草甸退化进程的指示作用,本研究在青海省果洛州玛沁县选取轻度、中度、重度、侵蚀4个退化阶段的高寒草甸,以斑块为单元开展样带尺度调查。结果表明：沿退化进程极大斑块和大斑块的相对面积、数量在侵蚀阶段显著下降,中等面积斑块和小斑块相对面积和数量在重度退化和侵蚀阶段显著增加。斑块组成中中等面积斑块变化最显著。嵩草和杂类草混合生长斑块面积随退化进程显著下降,杂类草优势斑块面积增加,并且只有杂类草优势斑块的周长和数量随退化进程显著增加。总斑块周长-面积比沿退化进程显著增加。其中,杂类草占优势的斑块周长-面积比呈先下降后增加趋势。综上,中等面积植被斑块的空间分布、莎草向杂类草占优势的斑块类型的转变,以及斑块周长-面积比可作为高寒草甸向黑土滩转变的指示指标。     

52份波兰小麦种子性状分析

为了解波兰小麦籽粒及其品质性状,对52份波兰小麦品种籽粒性状进行了测定,并对其品质性状间的相关性进行了分析。结果表明：（1）供试波兰小麦籽粒千粒重变异系数最高为42.27%,其次为粗蛋白、湿面筋含量,变异系数分别为11.47%和11.74%;较高原448,10号的籽粒千粒重提高46.95%,20号的粗蛋白含量提高105.83%,2号的湿面筋含量提高94.31%,这些品种可以作为较高千粒重和籽粒品质的重要种质资源;供试小麦籽粒长度、宽度与千粒重呈极显著正相关,籽粒大小可以作为千粒重选择的指标。（2）主成分分析表明,波兰小麦面粉的形成时间对其品质影响的权重最高（W=0.24）,其次是稳定时间对品质的影响（W=0.23）;面粉的稳定时间和形成时间与籽粒含水率、粗蛋白含量呈显著或极显著负相关,与籽粒千粒重呈极显著正相关,湿面筋含量与面粉形成时间呈显著正相关。可选择千粒重较大、籽粒含水率较低、粗蛋白含量适宜的波兰小麦作为我国小麦遗传基础拓展和品种改良的亲本材料。     

青海小麦籽粒硬度等位变异研究

为了解小麦品种籽粒硬度的遗传多样性,利用单粒谷物硬度测定、PCR扩增和核苷酸测序技术,分析了66份青海小麦品种籽粒硬度主效基因的等位变异。结果表明,青海小麦以硬质类型为主,比例达到47.0%,混合麦比例为19.7%,软质麦比例为33.3%。硬度基因有5种组合类型:野生型、Pina-D1a/PinbD1b、Pina-D1a/Pinb-D1c、Pina-D1a/Pinb-D1x和Pina-D1b/Pinb-D1a。野生型小麦类型比例最高,占59.09%,SKCS硬度指数平均为44.12,变化范围为12.75~84.89。突变类型的品种籽粒均为硬质。因此,在青海硬质小麦可以通过突变类型的分子标记进行选育,软质小麦选育需在利用硬度基因分子标记筛选的基础上进一步考察籽粒硬度性状的表现型。     

基于全基因组SNP高效鉴定燕麦种质资源

为探究鉴别燕麦品种特异性所需SNP标记的最少数量与鉴别效果,以25个生产上大面积推广的栽培燕麦品种为材料,利用燕麦Illumina Inc.iSelect 6K微珠芯片进行基因分型,按照具有多态性、最小等位基因频率（MAF）大于0.05、缺失率小于0.50的条件进行筛选,获得2 214个高质量的SNP标记。所有SNP标记的平均MAF为0.75,平均多态性信息含量（PIC）为0.28。群体遗传结构分析将25个燕麦品种划分为5个类群。通过去冗余分析,获得8个能够高效鉴别燕麦参试品种的SNP标记。这8个SNP标记的平均MAF为0.62,平均PIC为0.35,表现出丰富的遗传多样性。测序结果显示,所筛选的8个SNP标记具有较好的稳定性和重现性。进一步利用这8个SNP标记构建了25个燕麦栽培品种的SNP指纹图谱,为燕麦栽培品种真实性鉴定和纯度检测提供了可用的标记组合。     

抗病、优质春小麦新品种--墨引1号和墨引2号

墨引1号(原代号99-22)、墨引2号(原代号99-36)是中国科学院西北高原生物研究所和青海省农业技术推广总站共同承担国家“948”项目即《国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)春小麦新品种(系)引进和栽培试验研究》项目,通过引进、定向选育而成的两个春小麦新品种。这两个品种于2000～2003年参加青海省水地春小麦区域试验和生产试验,2004年2月19日通过青海省农作物品种审定委员会审定,分别定名为墨引1号、墨引2号。     

特大暴雨下油松林根系对土壤元素迁移的影响

根际是元素由土壤进入植物体的主要界面,降水对根际土壤元素的迁移有显著影响。本文用原状土柱淋滤实验装置及大型挖掘剖面壁法,定量分析了特大暴雨下不同深度土层油松林根系影响土壤元素的稳定输出通量的剖面特征,旨在探索黄土区林木根系对土壤养分生物有效性的提高途径。研究结果表明,特大降雨条件下,油松林地的元素随土层深度增加呈明显的递减规律,在农地土壤剖面中变异不明显。油松林地元素稳定输出通量的平均值显著大于无根系土壤。油松林030.cm土壤剖面中的元素输出通量占总剖面元素输出通量的96.32%;油松林根系对常量元素K、Na、Mg、Ca、有益元素Si、微量营养元素Mn有明显稳定强化作用的土层深度范围为030cm,对有益元素Al和微量元素Cu、Fe有明显稳定强化作用的土层深度范围为045.cm。     

基于决策树方法的青藏高原温泉区域高寒草地植被分类研究

植被指数作为植被生长状态的最佳指示因子,已成为植被分类的重要手段之一。为了解青藏高原温泉区域高寒草地植被的分布状况,利用野外样方调查获得植被点数据,结合MODIS/EVI遥感影像数据及数字高程（DEM）数据,综合分析各种高寒草地植被类型的EVI时序曲线特征及其生长环境的高程、坡度和坡向等地形特征,建立知识库并采用决策树分类算法对该区域的高寒草地植被分类进行研究。结果表明,总体分类精度为72%,Kappa系数是0.6,决策树方法能有效地分类和识别具有相似EVI时序特征的高寒草地植被。     

草原克隆植物对光、温、水、肥和牧压变化梯度的响应

光、温、水、肥和牧压变化梯度对草本克隆植物影响的研究涉及全球变化、可持续发展、生物入侵等诸多生态学前沿领域,草本克隆植物响应这些生态因子变化的研究对克隆群落生态学研究具有重要意义。具有典型代表性的草本克隆植物（例如匍匐茎型和根茎型草本克隆植物）对这五大因子在同质和异质性资源斑块环境下的响应表现出特有的适应行为和方式,可用基株风险分摊、表型可塑性、觅食行为、克隆整合、克隆分工以及适合度来表征。本研究着眼于草本克隆植物对光、温、水、肥和牧压变化梯度的响应变化,分析和总结了国内外近些年来的研究案例,并对克隆植物的表型可塑性、克隆整合以及克隆分工等热点内容进行了讨论。同时,联系草地植物克隆生态学学科前沿,提出了本领域在未来需要重视的研究方向。