塔里木河源头绿洲与末流绿洲聚落空间格局对比分析

基于小尺度的网格单元,以塔里木河源头绿洲和末流绿洲为研究区,采用地理信息系统(GIS)空间分析方法,从分布密度、规模、形状等方面对2片绿洲内的乡村聚落进行对比分析。研究结果表明,源头绿洲内聚落整体分布的较为密集,且呈现出由南向北呈阶梯状逐渐稀疏的空间分布特征;末流绿洲内乡村聚落整体分布稀疏,高密度分布区位于绿洲西北角。源头绿洲内整体上大规模聚落集群分布的现象明显;末流绿洲整体上则是以小规模聚落集群分布的现象明显。源头绿洲内聚落的形状复杂,且分布广泛;而末流绿洲内聚落的形状大都趋于规则。总的来看,塔里木河的影响是源头绿洲内聚落形成和发展的重要原因,新疆生产建设兵团的人为因素干扰则是末流绿洲内聚落形成和发展的重要因素。     

基于湿润指数的近50年和田地区地表干湿变化特征

利用1960—2016年和田地区气象站的逐月气象资料,采用伊凡诺夫公式计算出逐月潜在蒸散量和湿润指数,分析了该地区地表干湿的年际、季节变化以及主要影响因素。结果表明,和田地区夏半年、冬半年以及全年潜在蒸散量平均值分别为239.8、75.1和143.7 mm。夏半年、冬半年和全年潜在蒸散发量随时间变化均呈增长趋势,增速分别为0.349 3、0.251 9和0.313 6 mm/a。该地区多年平均地表湿润指数为0.027 2,春季湿润指数的年际变化呈减小趋势,夏、秋、冬季和全年湿润指数的年际变化呈增加趋势。四季和全年湿润指数的多年平均指数分别为0.023 9、0.031 0、0.014 3、0.040 8和0.027 2,根据湿润指数相对应的气候区划标准,该地区春、夏、秋、冬季以及全年均为极干旱区。年湿润指数与降水量、相对湿度呈显著正相关,与潜在蒸散量呈显著负相关,与其他要素的相关性均未通过0.01、0.05显著性检验。改善该地区湿润状况的主导因素是降水量的增加,其他气象要素的变化对地表干湿状况起增强或削弱作用。     

干旱区露天煤矿粉尘污染对白榆和梭梭叶绿素荧光参数的影响

【目的】探究新疆准东露天煤矿开采区的白榆(Ulmus pumila L.)和梭梭[Haloxylon ammedendron(C.A.Mey.)Bunge]叶绿素荧光响应与粉尘覆盖的关系,为干旱荒漠煤炭开采区生态保护提供理论依据。【方法】以白榆和梭梭为试验材料,测定分析其叶绿素荧光参数、叶表面的气孔结构和滞尘量,并利用扫描电镜和激光粒度仪测定植物滞尘颗粒、土壤粉尘和煤粉尘粒径。【结果】①粉尘污染使白榆和梭梭的F_v/F_o和F_v/F_m下降,并对梭梭叶片有显著性影响。②粉尘沉降初期,梭梭的F_m、F_o和F_v变化幅度比白榆大,但未对白榆和梭梭的叶绿素荧光参数造成显著性影响。③白榆中层叶片的F_v/F_m比下层高;随着距污染源距离的增加,梭梭叶片的F_v/F_m逐渐上升。粉尘扩散高度和距离对白榆和梭梭的F_v/F_m均有显著影响④以白榆和梭梭气孔表面单位面积的粉尘颗粒面积与叶表面积比表示植物的滞尘能力,白榆的滞尘能力为14.38%,梭梭的滞尘能力为20.16%。⑤土壤粉尘、煤粉尘和植物叶面尘平均粒径排序为:土壤粉尘(15.93μm)煤粉尘(5.37μm)白榆叶面尘(1.83μm)梭梭叶面尘(1.18μm),因此煤粉尘比土壤粉尘更容易被白榆和梭梭的叶表面吸附。【结论】粉尘在水平和垂直距离上分别会对梭梭和白榆的叶绿素荧光参数造成影响,改变植物的生理生态。     

纸皮核桃内果皮硬化期差异表达基因筛选及功能预测

【目的】综合分析纸皮核桃内果皮硬化期转录本表达情况,获得3个代表样本间差异表达基因,为系统研究纸皮核桃内果皮木质化的分子机理打下基础。【方法】采用转录组测序技术对其内果皮硬化期3个样品测序,利用生物信息学方法和软件筛选样本间的差异表达基因并进行生物学功能预测。【结果】通过Trinity软件拼接得到76 814条Unigene,筛选出了609个差异表达基因,利用Gene Ontology和KEGG数据库对差异表达基因注释,发现差异表达基因显著富集在植物激素信号转导、苯丙烷类生物合成、苯丙氨酸代谢、ABC转运子合成、泛醌和其他萜类醌生物合成等途径中。【结论】筛出了纸皮核桃内果皮硬化期差异表达基因显著富集的主要代谢途径,为今后系统研究纸皮核桃内果皮木质化的分子机理打下了良好基础。     

渭-库绿洲土壤剖面盐分分布特征及驱动因子分析

【目的】监测渭-库绿洲土壤盐渍化的空间分布特征,探究驱动因子作用机理,对当地因地制宜进行土壤盐渍化调控。【方法】采用决策树、克里金插值和灰色关联度分析研究了渭-库绿洲土壤盐渍化的剖面分布特征,着重分析了样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TWI(地形湿度指数)、地下水矿化度5个驱动因子对土壤盐渍化的影响。【结果】①研究区表层土壤(0～10 cm)属于重度盐渍化土壤,10～20、20～40、40～60 cm各深度剖面土壤属于中度盐渍化土壤。土壤EC_(1:5)有强的空间变异性,其分布格局受灌溉等人为驱动因素的影响较大。②绿洲内部(即耕作区)表层土壤属于非盐渍化区域,绿洲东部10～20、20～40、40～60 cm土层有轻、中度的盐渍化现象。绿洲内部表层以下土壤盐分高于表层,绿洲存在潜在的盐渍化风险。耕作区外围绿洲-荒漠交错带区域各剖面层均属于盐渍化区域,随着剖面深度的增加,盐渍化程度在不断减弱。③样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TWI、地下水矿化度与土壤EC1:5的灰色关联度大小次序为:0～10 cm土层:地下水矿化度>TWI>样本点的海拔>植被覆盖度>地下水位;10～20、20～40 cm土层:地下水矿化度>样本点的海拔>TWI>植被覆盖度>地下水位。【结论】渭-库绿洲土壤盐渍化主要分布在绿洲-荒漠交错带区域,土壤盐分表聚强烈,地下水矿化度是造成该研究区土壤盐渍化问题的首要原因。     

棉铃虫磷脂酰乙醇胺结合蛋白的克隆及表达分析

【目的】克隆获得棉铃虫(Helicoverpa armigera)磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidylethanolamine binding protein,PEBP)的c DNA序列,分析Ha PEBP在棉铃虫体内的表达规律,检测2-十三烷酮处理条件下棉铃虫体内Ha PEBP的变化情况,为进一步明确棉铃虫PEBP的功能和选择该基因作为调控棉铃虫种群数量的分子靶标提供依据。【方法】利用RACE技术从棉铃虫6龄幼虫的中肠组织中扩增得到Ha PEBP的c DNA序列,并对其氨基酸序列和蛋白结构进行分析。将Ha PEBP的ORF序列连接至p ET32a载体并转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导后检测目的蛋白的表达形式,并通过镍柱的亲和层析纯化融合蛋白。最后通过实时荧光定量PCR检测棉铃虫幼虫不同时期和6龄幼虫不同组织中Ha PEBP的表达规律,以及2-十三烷酮处理棉铃虫6龄幼虫后中肠内Ha PEBP的变化规律。【结果】获得的Ha PEBP c DNA序列长760 bp,其中ORF为588 bp,编码195个氨基酸,蛋白质分子量和等电点分别为21.76 k D和5.93。氨基酸序列分析表明Ha PEBP无信号肽、跨膜结构域和二硫键,是一个由4个α螺旋和9个β折叠片组成的胞质单体蛋白。将BL21(DE3)-p ET32a-Ha PEBP重组菌用1 mmol·L-1的IPTG在37℃条件下诱导4 h,约40 k D的融合蛋白His-Ha PEBP能以可溶的形式存在于重组菌中。按照同样的方法诱导1 L的重组菌,将超声处理后的上清液与Ni-NTA柱结合,进行咪唑缓冲液梯度洗涤,200 mmol·L-1的咪唑洗涤两次后得到约40 k D的单一蛋白,与融合蛋白的大小一致。将此流出液超滤浓缩,获得183.3 ng·μL-1的融合蛋白,能被抗His-Tag的单克隆抗体识别发生免疫反应。Ha PEBP在棉铃虫幼虫的1—6龄期和预蛹期均表达,且6龄幼虫的表达量最高。该基因在6龄幼虫的脂肪体、中肠、头部和体壁中也均有表达,且脂肪体内的表达量最高。不同浓度的2-十三烷酮处理后,棉铃虫6龄幼虫中肠内Ha PEBP的表达量均有所降低;低浓度(2.5和5 mg·g-1)在6 h就能降低Ha PEBP的表达量,其m RNA含量随着时间的延长逐渐增加;而高浓度(10和15 mg·g-1)在12 h才会降低Ha PEBP的表达量,其m RNA含量随着时间的延长先下降后上升。【结论】克隆分析了Ha PEBP,利用大肠杆菌系统表达出可溶的融合蛋白His-Ha PEBP,并通过镍柱-咪唑纯化法得到了高纯度的融合蛋白,时空表达分析显示Ha PEBP在棉铃虫6龄幼虫和脂肪体中表达量最高,2-十三烷酮处理6龄幼虫后中肠内Ha PEBP的表达量显著降低。     

基于小波与R/S方法的库车绿洲最高和最低温度时间序列分析

利用库车绿洲1951—2014年气象观测资料,应用Morlet小波处理和R/S分析方法,进行气温变化趋势分析。结果表明,小波处理方法能够较好地突出历史时间序列的变化特征;Hurst指数可以分析出未来气候演变趋势,总体而言,平均最高温度将会缓慢降低,而平均最低温度将会缓慢升高,一方面有利于研究区农作物的生长,但同时也有利于害虫越冬,森林、农田将面临威胁。     

基于137Cs的新疆准东地区不同土地利用类型 土壤风蚀特征研究

风力侵蚀是准东干旱与半干旱地区土地沙漠化的关键因素,通过野外考察和土壤~(137)Cs取样分析,对准东地区不同土地利用类型下土壤~(137)Cs分布特征及风力侵蚀进行了初步研究。研究表明,不同土地利用类型土壤~(137)Cs剖面分布特征不同,~(137)Cs基本分布在0~20 cm,甚至更浅,~(137)Cs活度值介于0~65.50 Bq/kg;各样点~(137)Cs总量介于0~1 698.29Bq/m~2,其中背景值为1 698.29 Bq/m~2,不同地类~(137)Cs总量排序为:低平地草甸(背景值样点)灌丛沙堆荒漠草地砾石戈壁盐碱地耕地固定沙地半固定沙地风蚀裸地;估算出耕地和非耕地各样点的风蚀速率,耕地平均风蚀速率为744.50 t/(km~2·a),非耕地风蚀速率介于945.06~4 404.01 t/(km~2·a)之间,平均值为2 589.96 t/(km~2·a)。     

干旱区土壤螨类群落多样性及其与环境因子的相关性分析

【目的】研究干旱区土壤环境因子对土壤螨类群落多样性的影响,对鄯善县7种不同生境进行土壤螨类群落调查与环境因子测定。【方法】采用改良的Tullgren法分离收集土壤螨类,并用Pearson相关分析和典范对应分析方法对土壤螨类群落多样性特征及其与环境因子之间进行相关分析。【结果】共捕获土壤螨类成体标本26 637只,隶属于4目69科98属。7种不同生境之间土壤螨类群落多样性指标均有极显著差异(P 0. 001),其中Shannon-Wiener多样性指数(H)依次为防护林葡萄园杏园苜蓿地草地耕地菜地。CCA分析结果表明,第一主轴和第二主轴分别解释了土壤螨类主要群落总变量的29. 7%和17. 1%,与环境因子的相关性系数分别为0. 926和0. 929,前两轴共解释了土壤螨类物种类与环境因素关系的92. 9%。蒙特卡罗置换检验显示,10个土壤主要理化性质与第一排序轴(F=4. 31,P=0. 002)和全部排序轴(F=2. 68,P=0. 002)均存在极显著的相关性。【结论】鄯善县7种不同生境土壤螨类群落多样性与土壤含水量、有机质、容重及全氮含量呈显著相关(P 0. 05),其中土壤含水量、全氮和有机质含量对螨类群落结构和多样性的影响显著。     

艾比湖湿地不同盐渍化土壤粒度组成及可蚀性研究

为了研究内陆干旱区不同盐渍化土壤的粒径组成及其可蚀性的空间分布,在不同盐渍化程度上探讨其与土壤中盐分含量的相互关系,本研究以新疆维吾尔自治区艾比湖湿地为研究靶区,利用2015年5月获取的66个表层土壤样品,对土壤的粒度组成、含盐量、分形维数和可蚀性因子K值进行了研究。结果表明:样品中盐土占比达到59.09%,平均含盐量达131.59 g/kg,研究区内盐渍化现象既普遍又严重;土壤颗粒以粉粒和砂粒为主,随着盐渍化程度的加剧黏粒含量不断增加,砂粒含量则相反;土壤颗粒的分形维数D值介于2.14~2.60,平均值为2.45;随着盐渍化程度加剧,分形维数逐渐变大,K值也随之逐渐增大,盐土的K值最大达0.093;土壤可蚀性因子K值与含盐量的相关性较高(r=0.596**),在一定程度上可以说明,土壤的含盐量水平越高,K值越大,越容易被侵蚀。