新疆天山一号冰川地区12种藓类植物叶形态结构研究

采用石蜡切片和扫描电镜的方法,对新疆天山一号冰川地区的12种藓类植物叶片结构及叶表面微形态进行了观察。结果显示,不同苔藓植物叶细胞、中肋、细胞壁、细胞表面等各项指标在类型、大小、分布、干燥时细胞壁的凹陷程度以及表面角质层纹饰和小孔形态、分布等都明显不同,这些微形态特点不仅在藓类植物属下种间的区分上具有分类学意义,同时也反映出藓类植物叶片为保水抗旱,抵御长期寒冷、多风和强光照射等恶劣环境对其的伤害而形成的生存策略。本研究结果为苔藓植物在极端环境地区的生态学功能研究提供了重要的科学依据。

新疆天山一号冰川10种真藓属植物叶片结构的研究

对新疆天山一号冰川的10种真藓属植物的叶片结构进行解剖学观察,探究其叶片的形态特征与环境的关系和分类学意义,结果表明:这10种真藓植物叶片细胞中的细胞质较浓,中肋具大型的主细胞和较发达的小型厚壁细胞,叶的细胞壁加厚且在干时表面向内凹陷,大多数叶片表面具有颗粒及菱形、纵形等不同形状纹饰等,这些都是植物为了提高自身的抗寒耐旱性,减少水分蒸发,增强导水作用对环境的适应性。虽然有的种类亲缘关系很近,叶片具有相似之处,但用石蜡切片和扫描电镜相结合的方法可以较容易和准确地将它们区分开来,为真藓属植物的分类补充一些理论依据。

新疆天山一号冰川地区十种藓类植物叶尖的微形态观察

在光学显微镜和扫描电镜下,对新疆天山一号冰川地区生长的10种藓类植物的叶尖(毛尖)的形态、齿(刺毛)、疣、角质层纹饰等微结构进行观察,其中电镜观察结果均为首次报道。结果表明:10种藓类植物叶尖的顶尖细胞和边缘细胞大部分都是透明的,并且细胞壁厚,细胞腔大;而叶尖边缘内卷、粗糙,细胞壁厚,干时细胞壁上下或侧面凹陷,其上有较多的小孔,这些都是明显耐旱特征,有利于水分的吸收及抵御长期寒冷、反射太阳辐射对其伤害,叶尖的类型对苔藓植物科、属级的分类意义不大,但其微形态如叶尖细胞及边缘细胞的形状、数目、细胞壁的凹陷程度以及其上角质层纹饰、乳突的微形态在同属的不同种之间存在明显差异,对于属下种间的鉴定具有一定的分类学价值。

新疆天山一号冰川地衣地理区系与生态特征

初步整理了分布在天山一号冰川的地衣种类,共5目12科24属51种。地衣区系上包括世界广布种、环极北极高山种、环极低北极及北方种、环北方种、两极和大西洋种、温带种、东亚种、东亚—北美西部、北欧—巴基斯坦—北美种、中亚分布种、北半球大陆广布种、两半球广布种、中国特有种等。同时结合地衣的生长环境特征将该地区的地衣分藓丛生、土生、草地生、地面生、石浮土生、岩面生、荒漠风滚、树皮或树枝生、朽木生地衣种等9种生态类型。

天山一号冰川冰缘区4种生境苔藓植物群落的生态位分析

本研究对天山一号冰川冰缘区沼泽、土面、岩面和岩隙4种生境中苔藓植物群落主要种群的物种组成、生态位宽度、生态位重叠值和种间联结性进行了分析。结果显示:天山一号冰川冰缘区并未发现苔类植物,藓类植物有15科21属40种,优势科为丛藓科(Pottiaceae),优势属为紫萼藓属(Grimmia Hedw.),优势种为长叶纽藓〔Tortella tortuosa(Schrad.ex Hedw.)Limpr.〕和斜蒴对叶藓〔Distichium inclinatum(Hedw.)Bruch et Schimp.〕。4种生境中苔藓植物群落的物种组成不同,岩隙中物种最多,土面中物种最少;群落的相似性程度不高(Sensen相似性系数为0.256~0.364)。Shannon-Wiener生态位宽度较大的长叶纽藓和斜蒴对叶藓在4种生境中均有分布,与其他物种生态位重叠较小,而Shannon-Wiener生态位宽度为0.000的苔藓植物仅分布在单一生境中,与同一生境中物种的生态位重叠较大。聚类分析显示:在欧氏距离4.0处,冰缘区40种苔藓植物可分为可5个类群,类群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ总体上呈现同一生境的种类聚集在一起,类群Ⅳ主要为多生境分布种类。种间联结性半矩阵图显示:4种生境下的苔藓植物种间总体呈负联结。综合研究表明:天山一号冰缘区苔藓植物生态位重叠现象不普遍,种间依赖程度不强,种间呈独立分布。

天山一号冰川产蛋白酶酵母菌的筛选及其系统发育分析

[目的]筛选天山一号冰川底部沉积层耐低温的产蛋白酶菌株,研究其生理生化特性并做系统发育分析。[方法]以天山一号冰川底部沉积层中耐低温产蛋白的酵母菌株为材料,用Yeast Extract Peptone Dextrose Medium（YPD）培养基活化60株酵母菌;再用选择性培养基筛选产蛋白酶的菌株,观察菌落形态;测定产酶菌株最适温度;最后基于26S r DNA基因D1/D2区序列进行系统发育分析。[结果]从60株酵母菌中共筛选出10株产蛋白酶菌株,其中产酶优势菌为BCY-8、BCY-20,产酶酵母细胞平均大小为2.60~5.00μm,最适生长温度为24℃。经系统发育分析可知,10株产酶酵母菌属于隐球菌（Cryptococcus）、红酵母属（Rhodotorula）、南极酵母（Antarctic yeast）、Uncultured fungus、Mazocraeoides gonialosae。[结论]研究可为低温蛋白酶生物技术的研发奠定基础。

天山一号冰川地区气候要素的变化及其对冰川物质平衡的影响

通过对逐日气温、降水、流量和相对湿度等实测数据进行小波分析,提取了天山乌鲁木齐河源一号冰川地区近10年来的气候变化特征.在此基础上,运用灰熵关联分析方法进一步研究了冰川物质平衡量与不同气候要素的关联关系.结果显示:研究区气候要素在4d,16d,32d和64d尺度上的变化存在阶段性、周期性和弱趋势性三大特征;在较宽的时间尺度上,气温要素的极大值与极小值呈非对称性变化;1996-2004年期间,冰川物质平衡主要受气温类要素的影响;9-5月(物质平衡年)的降水量是冰川物质积累的重要来源.

天山一号冰川岩面生地衣群落的分类和排序

保护高山地区地衣物种多样性,查明地衣群落物种组成特征是地衣生态学的热点问题。根据野外调查和实验数据,用双向指示种分析(TWINSPAN)和除趋势对应分析(DCA)对天山一号冰川岩面生地衣进行数量分类,并采用典范对应分析(CCA),分析岩面生地衣物种组成与环境变量的关系。结果表明:TWINSPAN分析和DCA排序将一号冰川的46种岩面生地衣分为7个群丛。其中,群丛-3和群丛-5的Simpson’s和Shannon-Wiener多样性指数最大,群丛-3和群丛-5的Simpson’s多样性指数分别为0.93、2.95,Shannon-Wiener多样性指数分别为0.93、2.87;其次群丛-2的Simpson’s和Shannon-Wiener多样性指数分别为0.92和2.68;群丛-7的多样性最低,Simpson’s和Shannon-Wiener多样性指数分别为0.78和1.82。群丛-1和群丛-3的相似性指数最大为0.72;其次,群丛-1和群丛-2、群丛-3和群丛-5的相似性指数均为0.67;群丛-2和群丛-7、群丛-5和群丛-7的相似性最低,相似性指数分别为0.25、0.26。天山一号冰川岩面生地衣的分布与海拔高度、坡度和岩石大小有关;坡向、岩石颜色、风化程度和光照强度对地衣种类分布的影响不显著。

天山一号冰川对周边气候变化的响应

在全球气候变暖的大背景下,冰川对气候变化极为敏感。文章以天山一号冰川为研究区,使用的冰川面积变化数据有1962年、1973年、1980年和1986年由中国科学院地理研究所冰川冻土研究室测量绘制的冰川面积数据;1991—2019年的影像数据是通过谷歌历年影像、GF1、ZY3、GF2和GF6获取的面积数据。通过目视解译提取1962—2019年一号冰川面积现状,分析近60年天山一号冰川时空变化特征,结合近60年周边6个水文观测站和气象站点的气温、降水量数据,通过对一号冰川面积变化与气候气象数据的相关关系,分析了天山一号冰川对气候变化的响应。得出以下结论:①天山一号冰川面积变化:1962—2019年天山一号冰川面积在不断减少,1993年分为东西两支不同规模的冰川;发现2019年冰川面积已经减少为1.55 km^2,80年代至90年代面积减少量最大,退缩率最快;由遥感影像图发现冰川东西支之间的距离越来越远;也通过柱状图对比发现东支面积退缩量比西支更加明显。②研究区气候变化:1957-2019年62年间,周边地区年均总温度和年均总降水量均呈现持续上升趋势;年均降水量的上升程度相比年平均气温趋势不明显;但两者都有很高的线性拟合度。根据计算,发现气象站的平均温度趋势率为0.27℃·10a^-1,这意味着在过去60年中,它增加了1.9℃。这个温度趋势率明显高于全国平均值0.22℃·10a^-1。③冰川与气候变化关系:根据冰川面积变化图和年均气温变化图发现,随着冰川面积的退缩,周边地区年均温度和年均降水量总体呈现上升趋势;因此得知冰川退缩的最关键因素是周边地区气温的升高和降水量的增加;该地区冰川面积的变化和气候变化可能有10年左右的停滞期。

天山一号冰川:伊犁鼠兔最后的家园

1983年8月13日,一个新物种在新疆尼勒克县天山山区被发现;1986年12月,这个新物种被正式命名为"伊犁鼠兔"。让发现伊犁鼠兔的第一人李维东没有想到的是,这种只有20多厘米长的小动物,竟然会是一种震惊世界的新物种!正是这个意外的发现,使他的人生道路发生了重大转变,本是一名普通医务工作者的他从此成了一名动物专家。

天山一号冰川岩面生地衣群落主要种群生态位特征的研究

为了查明天山一号冰川岩面生地衣群落主要种群对环境资源的利用特点及其分布格局,沿海拔梯度设立15个样方,利用生态位宽度和生态位重叠指数,分析了30种岩面生地衣的生态位特征,并以生态位重叠值为指标,应用聚类分析和主坐标排序法对它们进行了分类,用最小生成树对其种间关系进行分析。结果表明:大部分的岩面生地衣生态位宽度属于中等偏窄,其中丽石黄衣Xanthoria elegans(Link) Th. Fr.和地图衣Rhizocarpon geographicum(L.) DC.的Shannon-Wiener和Levins生态位宽度指数最大,广泛的分布在研究区不同海拔的各个样方,对环境适应能力强,对群落结构具有重要作用。研究区地衣种对间生态位重叠现象普遍,但大部分重叠值偏低,物种间形成了生态位的分化,且生态位宽度和生态位重叠值之间无明显相关。最小生成树反映了地衣种对间在生境因子上的相似性,与聚类分析和主坐标排序结果一致,将30种岩面生地衣分成3个生态类群。

架起保护天山一号冰川的“生态桥”

乌鲁木齐后峡地区天山一号冰川距离新疆乌鲁木齐市西南120千米,是世界上离城市最近的冰川。上世纪五十年代,后峡地区修建了一些工业企业,附近的电厂、煤矿、国道216线行经车辆扩散的污染物、过度放牧带来的土壤退化等,对当地环境造成了严重破坏。为此,新疆维吾尔自治区大力实施"蓝天工程",关闭了后峡地区的孤网运行自备电厂,国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司将替代电厂的后峡35千伏输变电工程作为2018年一号"政治、民生、环保"工程全力推进,于2018年8月31日完成电网送电工作。

李维东和伊犁鼠兔的故事

33年前的偶然一瞥,一只'萌脸'小家伙走进了李维东的视野。让他没有想到的是,这个小小的萌物竟会改变他的人生轨迹,余生都将为保护这一物种而坚守。它正是因李维东发现而被确认的我国天山特有濒危物种——伊犁鼠兔。

新疆天山高寒地区10种青藓科植物叶的微结构观察

本文采用光镜与扫描电镜,对新疆天山高寒地区10种青藓科植物叶的微结构进行了研究,观察得出10种青藓科植物叶尖渐尖或为长毛尖,叶尖顶端细胞透明,短或狭长;叶片细胞壁加厚;导水细胞较大。植株的叶片干燥时,细胞壁的凹凸程度不同,表面具不同形状的纹饰及附属物,大多数种类的表面有小窝点分布,但这些微结构在青藓属（Brachythecium B.S.G.）、毛尖藓属（Cirriphyllum Grout.）、长喙藓属（Rhynchostegium B.S.G.）植物叶中均有明显差异。同属、不同属之间,由于生长环境不同,植物体叶也会呈现出不同的形态特征。这表明10种植物的微结构特征是与环境密切相关。