黄河源区不同退化程度高寒草地理化性质及复合体抗剪强度研究

为研究黄河源区高寒草地退化对土体理化性质及根-土复合体抗剪强度影响,本研究以位于黄河源区青海河南县地区高寒草地为研究对象,通过开展不同退化程度草地野外取样及室内试验,获得土体密度、含水率、颗粒级配、土壤营养元素和植物根-土复合体抗剪强度指标及变化特征。结果表明：（1）在相同退化程度和取样深度下,南旗村试验区土体平均密度为启龙牧场的1.02～1.29倍,土体含水率表现出随着草地退化程度加剧而降低;2个试验区土壤有机质、全氮、全磷等随着草地退化程度加剧而降低。（2）区内根-土复合体抗剪强度随草地退化程度加剧而降低,启龙牧场与南旗村试验区其上层（0～10 cm）、下层（10～20 cm）降低幅度分别为72.05%、48.77%和77.26%、81.37%;进一步研究表明,根-土复合体所含根系数量和根系干重表现出随着草地退化程度加剧呈逐渐降低,启龙牧场与南旗村试验区其上层和下层的根-土复合体所含根系数量降低幅度分别为79.28%、75.93%和92.48%、39.59%。（3）根据WWM模型和Pearson相关性分析结果可知,根系数量和营养元素含量减少对根-土复合体抗剪强度具有显著降低作用。本...     

西宁盆地黄土区4种灌木原位拉拔试验

通过采用原位拉拔试验方法测定了西宁盆地寒冷半干旱气候条件下,生长期为3 a的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、中宁枸杞(Lycium barbarum L.)、白刺(Nitraria tangutorum Bor.)和霸王(Sarcozygium xanthoxylon Bunge)4种灌木植物的抗拔力,分析了抗拔力与株高、冠幅、地径、根长和侧根数等生长参数之间的关系,并探讨了4种灌木固土护坡效果。结果表明:(1)区内4种灌木抗拔力由大至小依次为柠条锦鸡儿(256.39 N)、中宁枸杞(222.80 N)、白刺(178.52 N)和霸王(134.84 N),柠条锦鸡儿和中宁枸杞抗拔力相对显著于白刺和霸王;(2) 4种灌木抗拔力与株高之间呈指数函数关系,与地径之间呈幂函数关系,与冠幅、根长和侧根数之间呈线性函数关系;(3)通过采用灰色关联分析法,得到抗拔力与株高、冠幅、地径、根长和侧根数的关联度分别为0.623,0.669,0.629,0.730,0.719,即影响4种灌木抗拔力大小的主要因素为根长和侧根数。该研究结果为寒冷半干旱黄土区采用种植灌木植物方式,科学防治水土流失、浅层滑坡等地质灾害具有理论研究价值和实际指导意义。     

基于植物代谢组学和昆虫肠道细菌分析光肩星天牛的寄主适应性

为探究光肩星天牛Anoplophora glabripennis对传统抗性树种白蜡的适应性机制,利用代谢组学分析不同白蜡品种木质部次生代谢产物,利用16S rRNA测序技术对取食白蜡后的光肩星天牛肠道细菌群落组成进行检测,并采用Pearson方法分析两者的相关性。结果表明,在洋白蜡Fraxinuspennsylvanica和中国白蜡F. chinensis木质部中共筛选出27类抗虫性差异代谢产物,其中黄酮苷、双黄酮及多黄酮、简单酚类、香豆素及其衍生物和木质素苷在中国白蜡中含量较丰富;而2-芳基苯并呋喃类黄酮、阿朴啡类、麦角林及其衍生物和有机氮化合物在洋白蜡中占优。光肩星天牛取食洋白蜡和中国白蜡2种寄主后肠道细菌群落组成存在明显差异,优势菌门分别为变形菌门和厚壁菌门;优势菌属分别为拉乌尔菌属Raoultella（55.79%）和乳球菌属Lactococcus（57.52%）;筛选到21个差异菌属,其中13个菌属在中国白蜡中的相对丰度显著高于洋白蜡。相关性分析结果表明,尽管类黄酮、简单酚类、香豆素及其衍生物和木质素苷等酚类化合物在中国白蜡中含量更高,但取食中国白蜡后光肩星天牛肠道内一方面存在优势菌群参与代谢上述物质,如肠球菌属Enterococcus、拉乌尔菌属对类黄酮和木质素苷的代谢;另一方面中国白蜡通过一些特异菌属和共有菌属的增殖参与代谢,如乳杆菌属Lacto-bacillus和放线菌属Actinomycetes对类黄酮、乳球菌属对简单酚类、鞘氨醇杆菌属 Sphingobacterium对香豆素及其衍生物、放线菌属和肠球菌属对木质素苷的代谢。生物碱在中国白蜡中的含量低于洋白蜡,未发现特殊菌属降解该类物质。推测相对于洋白蜡,取食中国白蜡后光肩星天牛肠道菌群更具特异性和多样化,可以帮助光肩星天牛快速代谢相关次生物质,顺利完成其在中国白蜡上的生活史。     

青藏高原东北部4种灌木主根和侧根抗拉力学特性比较

[目的]开展青藏高原东北部黄土区4种灌木植物主根和侧根抗拉力学强度试验,探讨主根和侧根抗拉力学特性关系,为深入研究植物根系固土护坡力学机理提供参考。[方法]选取西宁盆地长岭沟流域作为研究区,对生长期为3 a的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、中宁枸杞(Lycium chinense)、白刺(Nitraria tangutorum)和霸王(Sarcozygium xanthoxylon)4种优势灌木主根和侧根进行室内单根拉伸试验,确定其主根和侧根抗拉力、抗拉强度和杨氏模量及其与根径之间的关系;在此基础上,进一步分析了4种灌木主根和侧根根径、抗拉力、抗拉强度和杨氏模量之间的关系。[结果]柠条锦鸡儿、中宁枸杞、白刺和霸王主根抗拉力分别为侧根的28.45,13.21,11.01,7.35倍,主根抗拉强度分别为侧根的0.67,1.17,0.68,1.22倍,主根杨氏模量分别为侧根的2.00,2.39,2.82,2.48倍。[结论] 4种灌木植物主根抗拉力均显著大于侧根;柠条锦鸡儿和白刺主根抗拉强度小于侧根,而中宁枸杞和霸王主根抗拉强度大于侧根;4种灌木植物主根杨氏模量显著大于侧根,说明其主根相对于侧根不易发生形变,对边坡浅层稳定性贡献亦显著于侧根。     

五种寄主植物挥发物的主要成分及华星天牛对其电生理和行为反应

为开发华星天牛Anoplophora chinensis引诱剂，采用动态顶空吸附法收集浙江省慈溪市沿海防护林中华星天牛5种寄主植物(柑橘Citrus reticulata、苦楝Melia azedarach、黄山栾树Koelreuteria bipinnata、木麻黄Casuarina equisetifolia、金丝垂柳Salix×aureo-pendula)的挥发物，采用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)联用技术对其进行鉴定和分析，采用气相色谱-触角电位(gas chromatography-electroantennogram detection,GC-EAD)联用技术解析各植物中引起触角电生理反应的活性物质，通过Y型嗅觉仪测定华星天牛对5种寄主植物和7种活性物质的行为反应。结果显示，在5种寄主植物挥发物中共鉴定出75种化合物，分为8个化学型；5种寄主植物可被分成3组，不同组间挥发物的组成不同，同组内不同植物种间有共有组分和特异组分；在较为吸引华星天牛的柑橘和苦楝挥发物中，萜烯类占比高。(±)-柠檬烯、γ-松油烯...     

西宁盆地黄土区荷载条件下植被护坡力学效应

为探讨西宁盆地黄土区边坡在荷载条件下植物根系对边坡稳定性的影响,该项研究以西宁盆地西山长岭沟流域为试验区,在自建边坡上种植草本植物垂穗披碱草(Elymus nutans)和灌木植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii),通过在边坡坡顶施加载荷,边坡坡面布设位移计与土压力盒的方式,监测荷载条件下边坡坡面土体位移与土压力变化;在此基础上,对边坡植被根-土复合体开展剪切试验,分析荷载条件下边坡坡面不同位置处根-土复合体抗剪强度及其变化特征。试验结果表明:在坡顶荷载条件下,在边坡相同位置处的根-土复合体粘聚力c值均大于施加载荷前;3种植物边坡的根-土复合体粘聚力c值均大于相同条件的未种植素土边坡;在荷载条件下,组合植被边坡的坡面土体位移量显著小于单一植被边坡和素土边坡,组合植被边坡在竖直和水平方向的位移量与草本植被边坡相比减小1.60~1.77 mm,与灌木植被边坡相比减小3.78和4.11 mm,与素土边坡相比减小7.39和6.29 mm。研究结果对防治高寒半干旱地区坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害,具有参考价值和指导意义。