新疆古尔班通古特沙漠生物结皮层藓类物种多样性及适应性研究

[目的]探讨生物结层皮中藓类植物的物种组成以及对荒漠生态环境的适应机制。[方法]分别对各种藓类植物的形态结构及适应性进行观察和分析。[结果]结果表明,荒漠地表生物结皮中的藓类植物群落均呈垫状丛生。优势种刺叶墙藓（Tortula desertorumBroth.）的叶片强烈背卷且具长毛尖,上下表面密被透明的马蹄形细疣,茎皮部细胞壁明显增厚;绿色流苏藓[Crossidium squamiferum（Vi-viani）Juratzka]的叶片强烈内凹且具有专门进行光合作用的绿色丝体;真藓（Bryum argenteumHedw.）的叶片上部无色透明,茎的外皮部细胞强烈加厚,内皮部细胞壁薄,中轴部细胞仅角隅处加厚;双色真藓（Bryum bicolorDicks.）的叶片覆瓦状排列,外皮部细胞壁强烈加厚,内皮部细胞壁稍有加厚,中轴部分不明显;泛生墙藓（Tortula muralisHedw.）与泛生墙藓无芒变种（Tortula muralilsHedw.var.aestiva Bird.exHedw.）的叶片均具马蹄形疣,无明显的中轴分化,细胞壁强烈增厚。[结论]该研究对古尔班通古特沙漠地区植被恢复与重建具有深远的理论价值和实践意义。     

黄土高原生物结皮覆盖对土壤积水入渗特征的影响及其模型模拟

【目的】探讨生物结皮层覆盖后对土壤水分入渗特征的影响。【方法】于2018年7-8月,以位于陕北黄土高原神木市六道沟小流域的生物结皮覆盖的黄绵土和风沙土为研究对象,以相邻的无结皮黄绵土和风沙土为对照(距离在10 m以内),采用双环法和土柱法分别对其水分入渗特征进行测定,计算饱和导水率(K_s)、土壤水分入渗速率及土壤水分入渗参数(稳定入渗速率、平均入渗速率和累积入渗量),并采用Philip模型、Kostiakov模型和Horton模型对水分入渗过程进行模拟。【结果】(1)无论是黄绵土还是风沙土,生物结皮均能降低不同土层土壤的K_s,且生物结皮对黄绵土的影响高于风沙土。在0～20 cm土层,与无结皮对照相比,生物结皮覆盖的黄绵土和风沙土上K_s平均分别下降了42.1%和25.6%。(2)基于双环法和土柱法的测定结果显示,在积水入渗条件下,生物结皮覆盖黄绵土的稳定入渗速率(0.29～0.55 mm/min)、平均入渗速率(0.57～0.58 mm/min)和累积入渗量(3.63～3.69 cm)与无结皮黄绵土相比分别减少了27.5%～45.0%,32.6%～58.4%和31.8%～61.0%;生物结皮覆盖风沙土的稳定入渗速率(3.30～4.13 mm/min)、平均入渗速率(3.06～4.25 mm/min)和累积入渗量(19.22～26.76 cm)与无结皮风沙土相比分别减少了2.4%～11.3%,1.6%～27.8%和5.5%～26.3%,且基于双环法测定的土壤水分入渗参数整体上略高于土柱法。相对黄绵土,生物结皮对风沙土水分入渗参数的影响较小。(3)不同模型的模拟结果表明,Horton模型对生物结皮覆盖土壤水分入渗过程的拟合效果整体优于Philip模型和Kostiakov模型。【结论】生物结皮层的覆盖降低了0～20 cm土层的渗透性,土壤水分入渗过程可以使用Horton模型进行拟合。     

我国土壤物理结皮侵蚀效应研究进展

土壤物理结皮是经降雨打击后存在于土壤表面的普遍现象。土壤物理结皮作为一种特殊的下垫面,在坡面土壤侵蚀中占据重要地位。系统分析土壤物理结皮侵蚀效应研究结果发现,土壤物理结皮侵蚀效应现状表现为,一方面土壤物理结皮促进侵蚀,另一方面则是抑制侵蚀。基于此,对土壤物理结皮侵蚀效应研究历史、研究现状及可能影响结皮侵蚀效应的因素进行总结回顾。分析对比不同学者的研究结论,探究促进和抑制2种不同现象背后的机制,探讨产生观点分歧的可能原因,对土壤物理结皮侵蚀效应研究趋势进行展望,以期为土壤物理结皮侵蚀效应研究提供参考。     

黄土高原退耕区不同林龄刺槐林下草本植物的多样性

通过典型样地调查,以空间序列代替时间序列方法,对不同林龄刺槐林下草本层的物种组成、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数等进行分析。结果表明,刺槐林下草本植物科、属、种、株数、盖度及物种多样性均存在差异。林下植物种类丰富,群落整体更新情况良好,有草本植物67种,分属21科50属,以禾本科、菊科、豆科为主要科,用二次函数回归方程能较好地反映刺槐林龄与林下草本层多样性各指标间的关系。可见,不同林龄对刺槐林下草本植物多样性影响显著。     

黄土高原不同县域山杏种质遗传多样性研究

【目的】研究黄土高原不同县域山杏种子可溶性蛋白质含量和电泳谱带的差异,为山杏种内分类及良种选育提供理论依据。【方法】采用形态学观测法,对黄土高原(陕西麟游和甘肃灵台、华池、庆城)山杏种质资源变异情况进行调查,从中筛选出形态类型典型的山杏,采用考马斯亮蓝G-250染色法和SDS-PAGE电泳法对种子可溶性蛋白质含量和谱带进行检测分析。【结果】共筛选出了37种山杏变异类型,其种子可溶性蛋白质含量差异较大。SDS-PAGE电泳分析表明,山杏种子可溶性蛋白质含量丰富、多态、稳定、谱带清晰,主要由41.1,39.0,34.6,22.7,22.0和21.7 ku 6种亚基组成,其余亚基数量丰富但含量较少。聚类分析表明,37种山杏类型可分为5个大类。【结论】种子可溶性蛋白质分类结果与形态特征和生物学特性存在一定的相似性,利用分类结果可对山杏品种进行改良。     

藻类结皮对黄土高原丘陵沟壑区土壤物理性状的影响

通过野外采样和室内分析的方法,研究了山西偏关县不同厚度藻类结皮对土壤物理性状的影响.结果表明:藻类结皮直接影响土壤的物理结构,结皮形成后的土壤物理性质均优于无结皮(土壤).随着结皮厚度的增加,土壤紧实度降低,容重下降,含水量上升,孔隙度增大,且3～7 mm厚的藻类结皮对土壤客重、含水量和孔隙度的影响最大.     

黄土高原风蚀水蚀交错区农田生物结皮对土壤渗透性的影响

为了明确黄土高原风蚀水蚀交错区农田生物结皮的分布状况及其对土壤渗透性的影响,本文以该区农田（春玉米）土壤自然发育的生物结皮为对象,通过野外调查,探索了该区农田生物结皮盖度及组成。并在此基础上,以裸土为对照,采用环刀法和双环法测定了土壤水分入渗参数,研究了农田藻结皮及藓结皮对土壤渗透性的影响。结果表明：风蚀水蚀交错区水浇地和旱地中均有生物结皮分布,平均盖度为42.11%,其中藻结皮盖度为33.74%,藓结皮盖度为8.37%。生物结皮显著降低了农田土壤饱和导水率,与裸土相比,藓结皮和藻结皮覆盖下土壤0~5 cm土层土壤饱和导水率分别降低55.14%和23.54%;藓结皮使土壤的稳定入渗速率、平均入渗速率及累积入渗量分别显著降低了51.11%、47.71%和46.50%,藻结皮使土壤的稳定入渗速率、平均入渗速率及累积入渗量分别降低了 25.56%、21.10%和 20.91%,但与裸土差异不显著。藓结皮的形成能够降低农田土壤砂粒含量,提高土壤黏粒含量,进而降低农田土壤渗透性。综上,生物结皮的形成导致了农田土壤渗透性的降低,这可能会进一步影响农作物对土壤水分的有效利用。     

生物多样性与生物多样性保护的意义

生物多样性(Biodiversity)是整个生物学中最为集中的热点．不仅在宏观生物学中．而且在微观生物学中也出现了许多新的生长点．它不只影响、决定着人类社会和地球生物圈生存与发展。并对生物学的发展也起着巨大的推动作用．     

陕北黄土高原藓结皮的7种土壤酶活性及其剖面分布特征

【目的】研究藓结皮对土壤酶活性及其剖面分布特征的影响,为认识和理解生物结皮的生态功能提供实证,同时也为黄土高原生态修复提供参考。【方法】以陕北黄土高原的藓结皮为对象,测定了0~12cm土层藓结皮和无结皮处理土壤的7种酶(脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶)活性,分析藓结皮和无结皮处理土壤养分含量、酶活性及其剖面分布特征的变化,并分析藓结皮和无结皮条件下不同土壤酶活性的相关性。【结果】在0~12cm土层,藓结皮处理的全氮、全磷、碱解氮、速效磷以及土壤有机质含量均高于无结皮处理,藓结皮处理的5种土壤养分含量的平均值分别是无结皮处理的0.53,0.29,0.34,0.81和0.24倍。藓结皮处理极显著提高了表层(0~2cm)土壤7种酶的活性,其脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶、氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性分别是无结皮处理的3.51,44.76,32.91,2.22,2.47,9.93和4.13倍;显著提高了2~6cm土层碱性磷酸酶、蔗糖酶以及蛋白酶的活性,3种酶活性分别是无结皮处理的9.41,9.28以及1.78倍;极显著提高了0~12cm土层过氧化物酶和多酚氧化酶活性,2种酶的活性分别是无结皮处理的18.58和8.69倍。藓结皮与无结皮条件下,土壤酶活性具有类似的剖面分布规律,均随土壤深度的增加总体呈递减趋势,但藓结皮条件下土壤酶活性的剖面表聚特征更为明显,无结皮条件下的表层(0~2cm)土壤酶活性为下层(10~12cm)土壤的1.97~12.97倍,而藓结皮条件下的表层土壤酶活性为下层土壤的0.76~6.53倍。藓结皮条件下7种土壤酶活性之间呈极显著相关性,而无结皮条件下7种土壤酶活性的相关性相对较差。【结论】藓结皮对土壤养分积累和酶活性具有促进作用,对土壤肥力提升、退化土地治理以及生态环境修复均有重要意义。     

生物多样性研究进展

生物多样性是所有生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称,按照空间尺度可以划分为遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。对生物多样性的研究、保护和持续利用是关系到人类社会生存与发展的重要问题。本文介绍了生物多样性的基本含义和现状,从三个层次对生物多样性的研究方法和研究内容进行了评述,其中着重讨论作为基础的遗传多样性的研究进展,并提出了今后生物多样性的研究重点。     

横断山区高寒草甸不同类型生物结皮对植物群落结构的影响

本文以川西横断山区高寒草甸内分布的地衣结皮、藻类结皮以及苔藓结皮为研究对象,以无生物结皮的草地为对照组(CK),研究了不同类型生物结皮对植物群落结构的影响。结果表明,横断山区高寒草甸分布的生物结皮主要类型为苔藓结皮,说明该地区的生物结皮已发育到较为成熟的阶段;在藻类结皮向苔藓结皮发育过程中,横断山区高寒草甸植物种类不断增加,且随着莎草科植物所占比例下降,禾本科植物所占比例逐渐升高。     

鄂尔多斯地区沙漠生物结皮特征研究

本文对鄂尔多斯沙漠生物结皮作用进行了初步研究,结果表明结皮层的机械组成以细沙和粗粉沙为主,而流沙以粗沙和细沙为主;生物结皮层影响降水的再分配作用,并影响入渗水的蒸发规律;生物结皮层具有较好的保水特性和养分富集作用。     

黄土高原典型流域次降雨径流侵蚀产沙规律研究

【目的】研究黄土高原地区小流域次降雨径流侵蚀产沙规律,建立适宜于该地区的侵蚀产沙预报模型。【方法】根据岔巴沟流域32年实测的水沙资料,采用径流侵蚀功率、地貌分形信息维数的计算模型及多元非线性回归方法,分析了黄土高原地区岔巴沟流域的次降雨径流侵蚀产沙规律。【结果】岔巴沟流域次降雨侵蚀产沙模数Ms与径流侵蚀功率E、地貌形态分形信息维数Di有很好的相关性,模型具有较高的精度和一定的适用性。【结论】基于流域径流侵蚀功率与地貌形态分形信息维数的岔巴沟流域次降雨侵蚀产沙预报模型,能够近似反映不同尺度流域次降雨径流侵蚀产沙特性及水沙传递的关系,为建立具有广泛适用性和较高预报精度的黄土高原流域次降雨径流侵蚀产沙预报模型提供了理论依据。     

红壤生物结皮对土壤侵蚀及养分的影响

为了解生物结皮在红壤坡面养分流失过程中的作用,为建立坡面土壤养分流失模型和防治水土流失、保护生态环境提供科学依据,采用人工降雨方法,模拟在无结皮和有结皮不同发育程度下,研究川西红壤生物结皮对土壤侵蚀及养分的影响。结果表明：结皮促使土壤坡面产流提前发生,降低了土壤剖面径流和抑制产沙;生物结皮显著增加了土壤含水量、电导率、全盐和总孔隙度,但并没有影响 pH 和容重;与无结皮相比,生物结皮显著影响土壤有机碳、无机碳、全钾和有效钾含量,未影响土壤磷素和氮素含量,土壤有机碳、全氮、铵态氮、全磷、有效磷、全钾和有效钾含量分别增加12．51％、6．67％、4．04％、2．49％、2．60％、16．10％和16．08％,无机碳和硝态氮分别减少8．32％和8．26％。土壤垂直方向生物结皮处理土壤养分0～5 cm和5～10 cm 土层相近,且明显高于底层土壤,相同土层土壤养分基本表现为生物结皮＞无结皮,局部有波动;15～20 cm 土层无结皮处理土壤养分与有结皮处理土壤养分相近,表明生物结皮具有较好的养分积累效应,但这种富集对0～10 cm 土层的作用较明显,而对深层土壤影响并不大。Pearson 相关分析表明,土壤有机碳与其他养分之间基本呈正相关,而无机碳则相反,表明生物结皮对有机碳和无机碳的影响存在相互补偿作用机制,即生物结皮导致有机碳的增加可能意味着无机碳的减少。     

富营养化浅水湖泊蓝藻的种群结构和多样性研究

比较研究不同富营养化浅水湖泊中蓝藻种群结构和多样性,对于认识蓝藻水华的区域分布特征具有重要的生态和环境意义.于2009年7月在富营养化严重的滇池、巢湖和太湖各选取4个采样点,采用16S～23S rRNA基因间隔区(Internal transcribed spacer,ITS)序列作为生物标记,通过末端限制性片段长度多态性技术(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)分析蓝藻种群结构和多样性.实验共得到36个不同的末端限制性酶切片段(Terminal restriction fragment,T-RF),反映3个湖泊中蓝藻种群具有丰富的基因多样性.T-RFLP聚类分析结果表明,在所研究的湖泊中蓝藻种群结构存在空间差异性,其中滇池和巢湖间蓝藻种群结构更为相似.环境因子与蓝藻种群的多元统计分析表明,正磷酸盐(PO4-P)和pH与附着细菌样品蓝藻种群结构动态变化具有显著的相关性(P＜0.05),电导率(Conductivity)和总有机碳(TOC)与浮游细菌样品蓝藻种群结构动态变化具有显著的相关性(P＜0.05).因此,不同湖泊蓝藻水华的基因型和驱动因子存在差异.     

库布齐沙地人工生物结皮区植被恢复状况

[目的]调查库布齐沙地人工生物结皮区高等植被恢复状况,揭示人工生物结皮形成后高等植被群落演替过程。[方法]采用样方法对不同接种年份的人工生物结皮区高等植被的种类、数量、盖度进行系统全面的调查。[结果]共发现42种高等植物,分属于31属10科,优势种为油蒿、沙蓬、绳虫实、猪毛蒿、羊草、披碱草。随着人工生物结皮发育演替时间的延长,高等植被的种类、数量、盖度、生物量、物种多样性和均匀度也逐渐增大。[结论]在人工结皮区,高等植被群落的演替顺序为油蒿、沙蓬、猪毛蒿、羊草群落。     

黄土高原不同土壤中Cd形态分级及其生物有效性研究

【目的】研究黄土高原主要农田土壤重金属Cd的形态与生物有效性的关系,为评价本区土壤重金属Cd污染程度及其生物有效性提供一定的理论与数据依据。【方法】以黄土高原自北向南采集的12个0~20 cm耕层土壤为供试土样,通过室内分析和盆栽试验,研究了黄土高原石灰性土壤中不同形态Cd的分布特征及其生物有效性。【结果】黄土高原农田土壤Cd各形态总体分布特征为:有机结合态Cd、铁锰氧化物结合态Cd>碳酸盐结合态Cd>交换态Cd>残渣态Cd,自北向南各形态Cd含量均呈不同程度的增加趋势。各土壤类型间铁锰氧化物结合态Cd及碳酸盐结合态Cd平均含量均表现为:干润砂质新成土<黄土正常新成土<简育干润均腐土<土垫旱耕人为土,自北向南依次增加。碳酸盐结合态Cd和全Cd含量主要受到全氮、有效磷和砂粒含量的影响,且全氮和有效磷含量对其的影响为正效应。铁锰氧化物结合态Cd含量主要受全氮、有效磷、砂粒和粉砂粒含量的影响,且全氮、有效磷和粉砂粒含量对其的影响为正效应。土壤中各形态Cd含量与有机质、C/N、pH、CaCO3、粘粒含量的相关性均不显著,其中与C/N、pH、粘粒含量呈负相关。Cd在小麦茎叶层的含量小于根系;而作物不同部位Cd累积量表现为茎叶>根系。【结论】相关分析表明,小麦茎叶Cd累积量与土壤中各形态Cd及全Cd含量无显著相关性,而根系Cd累积量和小麦Cd累积总量与土壤铁锰氧化物结合态Cd及全Cd含量呈显著正相关,说明黄土高原主要农田土壤中铁锰氧化物结合态Cd具有较高的生物有效性。     

海岸带生物多样性保护研究进展

综述了当前生物多样性及其保护等方面的研究进展和当前中国对各种生态系统的生物多样性保护的情况,通过讨论和对比海岸带与其他生态系统生物多样性保护的现状,并对海岸带生物多样性保护的前景作出展望.     

黄土高原中华蜜蜂遗传多样性的微卫星DNA分析

黄土高原中华蜜蜂是我国中华蜜蜂资源重要组成部分.为了研究黄土高原中华蜜蜂的遗传多样性和遗传分化,本研究采用10个微卫星DNA位点,对黄土高原9个样点的484只中华蜜蜂样本的遗传多样性和遗传分化水平进行了分析.结果显示黄土高原中华蜜蜂的遗传多样性较丰富;黄土高原中华蜜蜂遗传分化较弱,陕西靖边、甘肃陇西—六盘山、陕西延安的中华蜜蜂各聚为一支.     

黄土丘陵区不同类型生物结皮下土壤微生物的分布特征

【目的】分析黄土丘陵区不同类型生物结皮的发育特征及土壤微生物的分布特征,以明确生物结皮形成过程对土壤微生物的影响。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,调查黄土丘陵区浅色藻结皮、深色藻结皮、藻+少量藓结皮、藓+少量藻结皮及藓结皮5类生物结皮的发育特征,并测定生物结皮层及结皮下0~2cm土层的土壤微生物数量和化学性质,最后分析了不同生物结皮发育特征和土壤化学性质与土壤微生物数量之间的相关性。【结果】研究区浅色藻结皮、深色藻结皮、藻+少量藓结皮、藓+少量藻结皮及藓结皮的结皮厚度分别为1.13,3.26,6.31,8.91,12.61mm,藻盖度分别为100%,98.67%,71.61%,27.33%,7.80%,藓盖度分别为0%,0.80%,24.90%,65.87%,81.30%。不同类型生物结皮土壤细菌数量占微生物总数的比例为53.12%~72.09%,放线菌所占比例为27.49%~46.80%,真菌所占比例为0.08%~0.92%。在生物结皮层,土壤微生物总数和细菌数量从浅色藻结皮到藓结皮总体呈增加趋势,藓结皮土壤细菌、放线菌和真菌数量显著高于其他生物结皮;在结皮下0~2cm土层,土壤微生物总数和放线菌数量表现为藓结皮浅色藻结皮深色藻结皮藓+少量藻结皮藻+少量藓结皮,藓结皮土壤细菌、放线菌和真菌数量显著高于其他生物结皮。在生物结皮层,藓结皮土壤细菌比例较藻结皮有所增加,放线菌比例相应减少,藓结皮真菌比例最高;藓结皮下0~2cm土层真菌比例显著大于其他生物结皮。垂直分布上,生物结皮层土壤细菌数量和比例、真菌数量和比例均大于结皮下0~2cm土层,但放线菌数量和比例小于结皮下0~2cm土层。在生物结皮层和结皮下0~2cm土层,不同类型生物结皮土壤化学性质存在明显差异。生物结皮层微生物总数、细菌数量和比例、真菌数量与藓盖度和结皮厚度呈显著或极显著正相关关系,放线菌比例与藓盖度和结皮厚度呈显著负相关关系。土壤微生物总数、细菌数量和比例、真菌数量和比例与土壤碳氮含量、碳氮比、电导率呈显著或极显著正相关关系,细菌数量和比例、真菌数量和比例与土壤pH值呈显著或极显著负相关关系。【结论】生物结皮对半干旱地区土壤微生物具有重要影响,藓结皮较其他生物结皮可显著提高土壤微生物数量。