黄土高原不同植被类型对土壤养分、酶活性及微生物的影响

[目的]研究黄土高原不同植被类型对土壤酶活性、土壤养分和土壤微生物的影响,为该地区植被建设提供参考。[方法]根据研究区特点,选择4种(草地、柠条、杨树、蒿地)植被类型,采用SPSS软件分析各样地之间和同一样地土壤剖面不同层次的土壤酶活性和养分差异显著性和相关性,采用Canoco对微生物与环境因子进行分析。[结果](1)不同植被类型下,随土层深度的增加土壤酶活性与土壤养分均呈降低趋势。蒿地中酶活性最高,草地pH值随土层深度的增加而增加,表土层有机碳含量最高。硝态氮和铵态氮含量分别在杨树、柠条地块最高。(2)土壤养分间存在显著或极显著性相关,而土壤酶活性间存在极显著性相关。土壤酶活性与土壤有机碳、硝态氮之间都存在显著和极显著性相关。(3)表层(0—10cm)土壤微生物在门水平上多样性高。真菌第Ⅰ簇菌属与土壤pH值、硝态氮、铵态氮呈正相关,与土壤酶活性呈负相关;第Ⅱ簇菌属与土壤酶活性呈正相关关系,而与硝态氮、铵态氮、有机碳、pH值呈负相关关系;第Ⅰ簇与第Ⅱ,Ⅲ簇真菌群落间呈负相关关系。细菌与酶活性和土壤养分存在正相关和负相关。[结论]不同植被类型影响土壤酶活性、养分及微生物多样性,在植被建设过程中,宜种植蒿草来改善土壤的生态环境。     

牛粪堆肥过程中nosZ型反硝化细菌动态变化

采用高通量测序技术,研究牛粪堆肥过程中不同时期与不同深度的nosZ型反硝化细菌群落组成的动态变化与多样性,并通过冗余分析(Redundancy analysis, RDA)和Spearman相关性分析,揭示了堆肥过程中nosZ型反硝化细菌与理化指标之间的相关关系。结果表明,堆肥不同时期nosZ型反硝化细菌群落结构差异显著,反硝化细菌群落多样性和丰富度均呈先降低后升高的趋势,在堆肥降温期不同深度的反硝化细菌群落结构和多样性指数差异显著。此外,理化因素显著影响堆肥反硝化菌群的群落结构与多样性,螯台球菌属(Chelatococcus)与温度呈极显著正相关(P0.01),Polymorphum与硝态氮呈极显著正相关(P0.01),生根瘤菌属(Mesorhizobium)与含水率和C/N呈极显著负相关(P0.01)。反硝化细菌的多样性与温度、pH、氨态氮呈极显著负相关(P0.01),与硝态氮呈极显著正相关(P0.01)。反硝化细菌的丰富度与温度呈极显著负相关(P0.01)。综上所述,堆肥时间和深度均为影响nosZ型反硝化细菌群落结构的重要因素,且该菌群群落结构变化受理化因子的显著影响。     

不同发育阶段日本落叶松人工林枯落物层微生物群落特征

为探寻日本落叶松人工林在中龄林或近熟林阶段地力衰退的机制，以分子生物学实验手段与常规实验分析方法结合，分别对不同发育阶段林分枯落物未分解层、半分解层以及全分解层微生物的数量、群落结构以及理化性质进行分析，并采用冗余分析法探索枯落物层微生物群落结构与理化性质的相关性。结果表明：枯落物储量及养分储量随林分发育呈倒“V”字型变化趋势，在近熟林阶段最大，微生物数量、均匀度指数在中龄林或近熟林最低。不同发育阶段林分优势细菌种类基本相同，但相对含量不同；优势真菌的种类明显不同，尤其是在近熟林半分解层。中龄林与近熟林未、半分解层受环境因素影响较大，主要受pH、有效磷、碱解氮、速效钾、全钾、C/N以及林下植被生物量影响。因此，日本落叶松纯林在中龄林与近熟林阶段需强化植被管理，适时开展修枝间伐等经营措施，促进林下植被发育、改善枯落物性质，加速养分循环，缓解地力衰退。     

小菜蛾对杀螟丹抗性相关序列的代表性差异分析

采用代表性差异分析方法，以小菜峨的敏感品系作为驱赶扩增子，抗杀螟丹近等基因系作为检测扩增子，通过3轮消减杂交得到大小为150—300bp的差异片段，经亚克隆测序并与GenBank等数据库同源比较，发现其中一个亚克隆序列与P450基因有部分同源性，其余亚克隆与已知基因序列的同源性较低，判断这些序列可能是新基因的片段。     

Functional diversity of microbial communities in the mixed boreal plain forest of central Canada

This study was designed to examine whether or not specific tree species (Picea glauca, Picea mariana, Pinus banksiana, Populus tremuloides), their post-fire stand age, or their position in a successional pathway had any significant effect on the functional diversity of associated soil microbial communities in a typical mixed boreal forest ecosystem (Duck Mountain Provincial Forest, Manitoba, Canada). Multivariate analyses designed to identify significant biotic and/or abiotic variables associated with patterns of organic substrate utilization (assessed using the BIOLOG™ System) revealed the overall similarity in substrate utilization by the soil microbial communities. The five clusters identified differed mainly by their substrate-utilization value rather than by specific substrate utilization. Variability in community functional diversity was not strongly associated to tree species or post-fire stand age; however, redundancy analysis indicated a stronger association between substrate utilization and successional pathway and soil pH. For example, microbial communities associated with the relatively high pH soils of the P. tremuloides-P. glauca successional pathway, exhibited a greater degree of substrate utilization than those associated with the P. banksiana-P. mariana successional pathway and more acidic soils. Differences in functional diversity specific to tree species were not observed and this may have reflected the mixed nature of the forest stands and of their heterogeneous forest floor. In a densely treed, mixed boreal forest ecosystem, great overlap in tree and understory species occur making it difficult to assign a definitive microbial community to any particular tree species. The presence of P. tremuloides in all stand types and post fire stand ages has probably contributed to the large amount of overlap in utilization profiles among soil samples.     

Cutting frequency vs. N application: effect of a 20‐year management in Lolio‐Cynosuretum grassland

The aim of this study was to determine the effects of different long‐term management options on re‐establishment of traditional species‐rich grassland in a Lolio‐Cynosuretum grassland. The experiment was set up in 1987 in a low‐fertilized mown pasture in the Eifel Mountains (Germany). Two and four cuts per year each with three levels of nitrogen fertilizer application were compared to no application of P and K fertilizer. Biomass production increased as a result of N application, whereas crude protein content and digestibility of organic matter improved in the four‐cut treatments. During a 20‐year period, we found a significant shift in dominant grass species without any significant effect on species richness. Lolium perenne and Elytrigia repens were replaced by Holcus lanatus and Alopecurus pratensis, especially in the two‐cut treatments with N application. In the unfertilized plots, several individuals of Platanthera bifolia appeared when swards were cut only twice per year, probably as a result of nutrient depletion together with low cutting frequency. An increase in number of cuts mainly supported plant species well adapted to intensive management, even under low N application and relatively low plant‐available P content in the soil. Therefore, we conclude that cutting frequency was a key driver on plant species composition in this experiment. The re‐establishment of traditional species‐rich grassland from intensively managed Lolio‐Cynosuretum was not achieved within 20 years of cutting management combined with absence of P and K application.     

外伶仃海洋牧场附近海域游泳生物群落结构及其与环境因子的关系

为了解外伶仃海洋牧场附近海域游泳生物群落结构特征，于2020年春季和秋季对该海域开展了资源环境综合调查，分析了游泳生物种类组成、优势种、渔获率和群落结构特征，并构建游泳生物群落结构数据矩阵分析游泳生物群落结构与环境因子的影响关系。研究共采集到游泳生物73种，隶属于12目30科49属，其中鱼类最多，共有47种，虾类10种，蟹类9种，头足类4种，虾蛄类3种。相对重要性指数（IRI）分析显示，渔获物中IRI＞1000的优势种有4种，分别为银鲳（Pampus argenteus）、赤鼻棱鳀（Thrissa kammalensis）、火枪乌贼（Loligo beka）和鹿斑鲾（Leiognathus ruconius），其中银鲳和赤鼻棱鳀是两季调查共同优势种。游泳生物Margalef物种丰富度指数（D）、Shannon-Wiener多样性指数（H''）和Pielou均匀度指数（J''）均呈现春季高于秋季的结果，单因素方差分析（ANOVA）显示多样性指数（H''）和均匀度指数（J''）在不同季节存在显著性差异，物种丰富度指数（D）季节差异不显著。相似性百分比分析（SIMPER）表明春季贡献率最高的物种为赤鼻棱鳀，秋季贡献率最高的是印度鳓，春秋季组间平均相异性为78.64%，相异性累积贡献率42.72%。冗余分析（RDA）显示叶绿素a、水团和石油类是影响外伶仃海洋牧场附近海域游泳生物群落结构的主要环境因子。研究表明外伶仃海洋牧场附近海域游泳生物渔获量高密度区主要出现在岛礁近岸海域，游泳生物在不同季节群落组成差异明显，可能与生活史规律、伏季休渔政策的执行及海域重点环境因子影响有关。研究结果可为科学合理摸清海洋牧场建设区域游泳生物群落特征和指导评估海洋牧场生态修复效果提供基础数据和理论参考。     

小菜蛾对杀虫双和溴氰菊酯抗性遗传的RDA分析

利用代表性差异分析技术（Representational Difference Analysis,RDA）初步分析了小菜蛾敏感品系及其抗杀虫双和抗溴氰菊酯近等基因系之间的遗传差异。用敏感品系基因组作驱赶扩增子，分别以抗杀虫双和抗溴氰菊酯近等基因系基因组DNA作检测扩增子，通过4轮消减杂交，在抗杀虫双近等基因系基因组中得到2条差异片段（150bp-300bp），两轮消减杂交后，在抗溴氰菊酯近等基因系中也获得了片段（150bp-300bp）。这些结果表明，RDA技术可有效用于小菜蛾抗性分子机理的研究。     

天山西部云杉林群落数量分类与排序

【目的】研究植物群落的数量分类和排序,分析植物群落与环境之间的关系,为新疆天山云杉林保护、天山西部山区森林群落更新恢复评价提供支撑。【方法】 以天山西部国有林管理局巩留分局恰西森林公园为试验点,天山云杉(Picea schrenkiana var tianschanica)林为研究对象,基于群落学调查和环境因子测定数据,采用双向指示种分析(TWINSPAN)对天山西部云杉群落进行分类,冗余分析(RDA)方法对物种分布进行排序,分析物种群落的类型和特征以及与环境因子之间的关系。【结果】 物种群落分为8组,群落中乔木层以天山云杉为优势种,天山花楸鲜有分布;灌木层植被较少,存在少量伊犁忍冬;草本层中主要以塔什克羊角芹、白花车轴草、羽衣草、早熟禾和弹裂碎米芥等为优势种,且分布较广泛。影响天山云杉林群落分布的主要环境因子是采伐强度、坡度、海拔、郁闭度和坡向。其中,环境变量对森林群落格局解释率占40.8%,采伐强度对森林群落格局解释率占4.9%,两者共同解释率占39.64%,未解释的部分占14.69%。【结论】 天山西部云杉林划分为8个群落类型,采伐强度因子与环境因子共同影响群落分布格局,天然林得到了较好的恢复,森林资源状况得到改善,生态状况由持续恶化向逐步改善转变。     

后官湖浮游生物群落结构特征及其环境驱动因子

为了了解后官湖国家湿地公园水生态环境现状,于2020年1月至12月对后官湖的水质、浮游植物和浮游动物进行了监测。结果表明后官湖西部湖区的总磷、高锰酸盐指数最高,是后官湖的主要污染来源。综合营养状态指数TLI(Σ)评价表明后官湖属于中营养状态,Shannon-Weaver指数和Pielou指数结果显示后官湖总体上为轻度污染到中度污染状态。调查期间共检出7门54属浮游植物,其中1月和4月主要以绿藻门和隐藻门占优势,5月至12月则以蓝藻门占优势。5月、9月-10月桡足类在浮游动物群落中占优势,其他月份则是轮虫类占优势。相比于2017年-2019年,2020年后官湖的营养状态水平和浮游植物丰度出现了明显的下降,而大型浮游动物在群落中的比例则明显上升。Spearman相关分析和冗余分析表明影响后官湖浮游植物群落的主要环境驱动因子为水温、透明度和浮游动物丰度。后官湖环境管理的不断加强和新冠疫情导致的流域内人类活动的减弱可能是后官湖2020年水生态环境质量明显提升的原因。