分子生态学技术及其在环境微生物研究中的应用

分子生态学作为一门新兴的学科已经成为国内外科学家关注和研究的热点。目前的分子生态学技术主要有核酸杂交分析技术、特异性PCR扩增技术、DNA序列分析、基因芯片技术等。这些技术在环境微生物研究中的应用主要包括对微生物多样性的研究、种群结构和动力学的研究、代谢活性的研究以及在全球气候变化中对微生物影响的研究。最后,对环境微生物的分子生态学研究进行了展望。

大岗山森林生态系统优化管理模式研究

对大岗山森林生态站20年来所做的定位研究成果以及亚林中心1990～1999年的森林资源普查数据等相关资料进行了综合分析.结果表明,该区森林生态系统生物多样性在不断降低;林种、林龄、树种结构严重失调;活立木蓄积9年中从77.4 m3/hm2下降到63.4 m3/hm2,下降幅度为18.1%;森林的涵养水源、保持水土等生态效能下降;木材商品率不高,系统的综合潜力急待开发.依据该区社情、林情,提出了'三大效益兼顾,生态效益优先'的优化管理模式,进行合理的森林资源结构调整:扩大林业用地面积到9 197 hm2;减少用材林为25%,将生态公益林、经济林、薪炭林比例增加到35%、10%和5%;大力营造针、阔混交林等,并采取'仿自然经营技术体系'对森林生态系统进行管理.由效益分析法计算显示,优化后系统的生态、经济和社会综合效益为11.87亿元,比优化前的9.27亿元增加2.6亿元,提高了28.1%,系统的健康性和稳定性得到了极大的提高.

大兴安岭山地偃松林火环境研究

近年来,我国大兴安岭珍贵的山地偃松林连续发生了严重的森林火灾。偃松林逐年积累丰富的可燃物是火灾发生的物质条件。气象条件促进了偃松林火灾的发生,特别是在遇到降水少、长期干旱、地面温度增加、相对湿度降低和可燃物干燥的情况下,很容易引起偃松林大面积燃烧。大兴安岭山地偃松林发生森林火灾有其长期孕育的以气象因子为主导的火环境,长期干旱少雨使林内杂草枯黄,枯枝落叶层和腐殖质层含水量大大降低,可燃物大量增加且干燥,构成偃松林燃烧火环境。人们对偃松林火灾缺乏正确的认识,对偃松林火灾不能做到及时发现,及早扑救。

空气负离子国内外研究进展及其在森林康养方面的积极作用综述

空气负离子又称负氧离子,是指获得1个或1个以上的电子带负电荷的氧气离子。自然界中的空气负离子主要来源于三种形式,一种是宇宙辐射、雷雨等环境因素释放出的电子和空气中的中性分子结合而产生的。一种是自然环境中的瀑布、海浪、雨水冲击等形成的水分子裂解产生的。还有一种即森林植被光合作用叶片通过光电效应释放的负离子。目前,除了这些自然形成的空气负离子还有利用人工仪器生产出来的负离子。但相对来说,人们更乐于接受自然状态下产生的负离子。森林植被通过叶片尖端放电产生大量的负离子,以及森林周边存在的瀑布、溪流等自然环境也能产生负离子,使森林本身始终处在一个高浓度负离子的环境中,这种环境在亚健康现象频发的当代,能够满足城市人群急于寻找空气清新、环境优美、食材安全的康养环境的需求。本文从近年来国内外负离子研究的方式方法等方面进行综述,通过对负离子研究进展的探讨,了解近代人们研究负离子所用到的研究手段和研究方法。同时从森林康养的层面,了解森林作为天然氧吧释放负离子的能力和规律,以及森林自身通过释放负离子对周边环境的调节作用。随着人们对森林康养作用研究的深入,以及负离子和其他重要森林作用的挖掘,使人们意识到森林康养作用的重要性,并对森林产生有新的认知和回归自然的渴望。

三江源地区不同植被土壤固氮微生物的群落结构研究

利用PCR_RFLP和测序分析法对位于青藏高原腹地三江源自然保护区的高寒草甸、高寒草原和高山森林等不同植被类型的土壤固氮微生物的群落组成进行了探讨。经过PCR_RFLP分析固氮基因nifH ,在3个样品中共得到2 33个克隆和99个可操作分类单元(OTUs) ,NQ_1样地具有最多的克隆数和OTUs,多样性为4 9 74 % ,在所有样品中分别具有1～2个明显的优势种群(占总克隆数>15 % ) ,并且具有4个共同的OTUs。选取了2 6个克隆进行基因测序分析,通过DNAMAN比较表明,这些序列间具有6 6 %～98%的相似性,并且在GenBank数据库中没有发现完全匹配的序列,因此这些序列可能代表着新的固氮生物株系。最后利用ClustalW与Mega软件构建了系统发育树,结果发现,这些序列被分为4个不同的簇,部分序列与属于蛋白细菌(Proteobacteria)的已知细菌具有近的亲缘关系,但是更多的序列与已知细菌具有较远的亲缘关系。

降水空间插值技术的研究进展

降水的空间分布信息在水资源管理、灾害预测预警和区域可持续发展研究等方面的地位已越来越重要。然而,空间降水插值却一直是个难题,影响降水的因素很多,如经度、纬度、高程、坡度、坡向、离水体的距离等,建立一个通用的降水插值模型几乎是不可能的。空间降水插值方法很多,优缺点和适用性不同。总体上,降水的空间插值方法有3类:整体插值法(趋势面法和多元回归法等)、局部插值法(泰森多边形法、反距离加权法、克里金插值法和样条法)和混合插值法(整体插值法和局部插值法的综合)。近年来,随着应用数学和人工神经网络技术的发展,很多新方法如BP网络、径向基函数网络等逐渐应用到降水插值中。另外,研究区域和时间尺度的不同决定了所选用的插值方法及模型不同;即使是同一种插值方法,应用于不同的研究区域,所取得的结果也不同。因此,应根据具体的研究区域的自然地理特征,选择不同的插值方法建立不同的插值模型。在各种插值方法中,兼具其它插值方法优点的混合插值法有利于提高降水插值的精度,是未来降水插值研究的一个发展方向。

中国松毛虫属八个种和亚种亲缘关系的DNA指纹证据

利用DNA指纹谱方法探讨了中国松毛虫属 8个种和亚种〔马尾松毛虫Dendrolimuspunctatuspunctatus (Walker) ,德昌松毛虫D .punctatustehchangensisTsaietLiu ,文山松毛虫D .punctatuswenshanensisTsaietLiu ,思茅松毛虫D .kikuchiiMatsumura,赤松毛虫D .spectabilisButler,油松毛虫D .tabulaeformisTsaietLiu ,落叶松毛虫D .superans (Butler) ,云南松毛虫D .houiLajonquiere]之间的亲缘关系。 13个随机引物在 8种松毛虫中共检测到 16 8个多态分子标记。分析表明 ,这 8个种间的遗传距离的变化范围为 0 3780～ 0 736 0 ;马尾松毛虫与其亚种德昌松毛虫的遗传距离最近 ,为 0 3780 ,与其另一亚种文山松毛虫以及油松毛虫的遗传距离次之 ,皆为 0 5 2 33;赤松毛虫、落叶松毛虫、云南松毛虫与马尾松毛虫的遗传距离则再次之 ,分别为0 6 36 2 ,0 6 770和 0 6 94 4 ;与马尾松毛虫遗传距离最远的是思茅松毛虫 ,为 0 736 0。 8种松毛虫间具体的亲缘关系为 :(D .superans (D .tabulaeformis (D .p .wenshanensis (D .p .tehchangensis,D .p.punctatus) ) ) ) (D .kikuchii (D .spectabilis,D .houi) )。

河北平原南部曲周地区早、中全新世冲积物的分析及古环境状况的推测

在河北平原南部的曲周县四町乡河间洼地一深为 2 5 0cm的探坑中 ,取得 5 0～ 2 5 0cm深度范围的沉积物样品。对这些冲积物样品做了AMS14 C测年、粒度分析、矿物磁性测量、碳酸盐中氧、碳稳定同位素分析、全有机碳和碳 氮比值分析、孢粉分析。结果表明 ,全有机碳极低 ,孢粉甚少 ;矿物磁性参数和稳定同位素含量随粒度的变化与黄土高原的黄土 -古土壤序列中的情形十分相似。由此推测这些变化在一定程度上反映了成土作用对冲积物的影响和气候状况的变化 ,并对这一地区的早、中全新世古环境划分为 6个变化阶段 :在约 1 0 2 1 0～1 0 0 0 0aB .P .,气候温暖湿润 ;在 1 0 0 0 0～ 85 0 0aB .P .,气候凉干 ;在 85 0 0～ 80 0 0aB .P .,气候又转为温暖湿润 ;在 80 0 0～ 72 0 0aB .P .,气候再趋凉干 ;在 72 0 0～约 65 0 0aB .P .,气候再度变为温暖湿润 ;在约 65 0 0aB .P .以后 ,气候渐趋凉干。

卧龙巴郎山高山灌丛降雨和穿透水稳定性氢氧同位素特征研究

论文对巴郎山区夏季降雨和不同海拔样地穿透水的H、O同位素特征进行了研究。由于8月底9月初冷气团的到来较大地改变了降雨的同位素特征,该地区夏季大气降水线为δD=9.93δ18O+26.07,偏离全球降水线(GMWL)较多。降雨的温度效应和雨量效应表现出相互交叉的现象,表明该地区温度和雨量是交替起主导作用而引起降雨同位素组成变化的。H的同位素效应比O明显,其原因是H同位素分馏比O剧烈,从而对环境因子的响应比O灵敏,因此H同位素在森林水文研究中比O更有用。H同位素值在不同样地穿透水间存在差异,这是由它们不同的植被结构及周边微环境因子引起的水分蒸发状况和对雾水截获能力差异导致的。穿透水和降雨同位素值间存在较强线性关系。穿透水的同位素值不一定大于降雨,表明影响穿透水同位素值的因素不仅仅是水分蒸发和植被对雾水的截获,而应是多种因素的综合效应,对这些因素的全面了解将对同位素技术在森林水文研究中的进一步应用有重要意义。

沙鼠亚科物种空间分布格局及其与环境因素的关系

通过查阅大量文献和标本采集记录 ,获得我国 7种沙鼠的分布资料。借助中国资源环境数据库( 1∶4 0 0 0 0 0 0 ) ,运用GIS软件 ,通过沙鼠亚科的生境分析 ,确认该类群的物种分布数据。在分布资料基础上 ,绘制物种数字化空间分布图 ,获得较为准确的物种地理分布信息。按 12 3 92 4km2 的等面积栅格收集物种分布和相关的地理要素数据 ,然后进行因子分析 ,确定影响动物空间分布的主要因素。结果表明 ,我国沙鼠亚科物种分布在 3 4 4～ 5 0 2°N ,74 1～ 12 4 1°E ,多分布在海拔 10 0 0～ 15 0 0m的荒漠和荒漠草原地带。分布区西部的物种丰富度相对高于东部。自阿拉山口 ,沿天山北麓至将军戈壁一带 ,以及河西走廊西段和弱水流域的荒漠区为物种丰富度高值区。因子分析表明 ,影响沙鼠亚科空间分布的决定因素是以土壤、植被、地貌和高度差为主的要素所构成的基本景观因子 ,其次是体现年总辐射量、年均降雨量和沙漠化程度的干旱和沙漠化程度因子 ,以及温度因子。变量分析表明 ,沙鼠亚科的物种丰富度与年均温度和沙漠化程度有着直接的联系 ;栅格因子得分分析表明 ,在沙鼠亚科物种丰富度高值区 ,干旱和沙漠化程度较高 ,年均温度较高 ,生境相对复杂。

18年生杉木不同部位和叶龄针叶光响应研究

在最适温度 ( 30± 1℃ )、适宜湿度 ( 70 %± 5% )和正常大气 CO2 浓度 ( 350± 1 0× 1 0 - 6V/ V)向下 ,采用活体测定方法 ,测定了 1 8年生杉木不同部位和叶龄针叶对光照的稳态和动态响应。结果表明 ,不同部位和叶龄针叶净光合速率 ( Pn)的光响应特征有明显差异 ,从上部到下部、从当年生到 1年生至 2年生 ,针叶 Pn、饱和光强 ( PSLI)和光补偿点 ( LCP)降低 ,表观量子效率 ( α)提高。经一定时间暗处理后 ,针叶需要一定光诱导才能获得相应光强下的最大 Pn。光诱导期长短与猝发性光强以及叶龄和针叶在树冠中所处的部位有关。猝发性光照越强 ,所需的光诱导期越长 ;下部针叶光诱导期短于中部针叶 ;而 1年生针叶短于当年生针叶。不同部位针叶对稳态和动态光照的响应与针叶长期适应所处的光环境有关 ,而不同叶龄的差异除与生理活性有关外 ,也可能与所处的光环境有关。

杉木人工林不同发育阶段土壤肥力综合评价研究

【目的】分析杉木人工林不同发育阶段土壤性质的变化,对各发育阶段的土壤肥力状况进行综合评价。【方法】以江西省大岗山区杉木人工林为研究对象,对幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林土壤主要物理化学性质和生物学性质进行测定,运用方差分析和相关分析法探讨不同发育阶段土壤性质的变化特点,并进一步运用主成分分析法对杉木人工林各发育阶段土壤肥力状况进行综合评价。【结果】(1)中龄林阶段土壤肥力状况表现出明显的恶化现象,但从近熟林阶段开始,随着林下环境的改善,土壤肥力状况出现明显恢复;(2)土壤纤维素酶、β-葡糖苷酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性与土壤理化性质密切相关,但淀粉酶活性的影响不明显;(3)土壤有机质、碱解氮、全氮、放线菌、真菌含量以及纤维素酶、β-葡糖苷酶和蔗糖酶活性等土壤因子是综合评价土壤肥力的重要指标。【结论】杉木人工林各发育阶段的土壤肥力,由高到低依次为过熟林>成熟林>近熟林>幼龄林>中龄林。

普氏原羚的食性研究

为了给普氏原羚的生境评价、迁地保护和管理对策的制定提供依据,采用笼养饲喂法,在青海湖鸟岛选择优势植物20种,于2004年8～9月对青海湖国家级自然保护区鸟岛保护站2只人工饲养的普氏原羚的食性进行了系统研究.结果表明,受试2只普氏原羚日取食量最大的植物是苣荬菜,(1.93±0.10)kg,最少的植物是冷蒿,(0.13±0.04)kg.在8月下旬至9月上旬,豆科、菊科、禾本科植物是普氏原羚采食的主要植物类群,其次是蔷薇科、蓼科等植物.根据选择性指数平均值(SI),主要植物的喜食性顺序可分嗜食、喜食、可食和厌食4个等级:嗜食苜蓿、青海棱子芹、苣荬菜、西伯利亚滨藜、蕨麻(SI＞1.5);喜食野滨藜、二裂委陵菜(1.0＜SI≤1.5);可食披针叶黄华、猪毛菜、弯齿风毛菊、碱韭、中亚紫菀木、针茅、苔草、星星草(0.5＜SI≤1.0);厌食西伯利亚蓼、冷蒿、贫花鹅观草、垂穗披碱草、芨芨草(0＜SI≤0.5).通过食性研究,可粗略地判断出普氏原羚的适宜生境.

6种针叶树活枝叶在森林防火戒严期的燃烧性比较

在森林防火戒严期内,用自行设计的燃烧试验装置对云南松Pinus yunnanensis Franch.,华山松Pinusarmandii Franch.,地盘松Pinus yunnanensis Franch. var. pygmaea(Hseh)Hseh,杉木Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.,藏柏Cupressus torulosaD.Don和柳杉Cryptomeria fortunei Hooibrenk ex Otto et Dietr.6种针叶树的活枝叶进行9次燃烧试验和无样品的对照试验。在测定和分析样品含水率、引燃时间、有焰燃烧时间、试验过程中烟气温度和质量损失变化等基础上,提出了燃烧性参数,即单位质量可燃物在有焰燃烧阶段相对于对照试验的烟气净积温与引燃时间之比。根据该参数计算6种针叶树9次燃烧试验的燃烧性参数,并根据9次试验燃烧性参数的平均值对6种针叶树的燃烧性进行了综合排序,即柳杉>藏柏>杉木>地盘松>华山松>云南松。研究结果还表明,6种针叶树的燃烧性在防火戒严期呈动态变化,并在总体上呈下降趋势。

热点地区与GAP分析研究进展

生物多样性保护的优先性研究是目前资助机构和保护专家关注的热点 ,热点地区分析和GAP分析是进行生物多样性优先性分析的两种方法。热点地区分析是根据物种丰富度和特有度 ,探讨怎样以最小的代价 ,最大限度地保护区域的生物多样性。GAP分析综合考虑区域陆生脊椎动物物种、土地覆盖类型及土地所有权和保护状况等方面信息 ,在保护土地管理实践中 ,使具有代表性的植被类型、重要物种都得到保护。本文介绍了热点地区和GAP分析的概念、基本假设、步骤以及在生物多样性保护中的应用。

溶剂提取蓝莓果渣中总黄酮的研究

研究了从废弃的蓝莓果渣中提取总黄酮的工艺,采用紫外分光光度法测定其含量,实验结果表明:乙醇为最佳的提取溶剂,最佳提取条件为:60%乙醇为提取溶剂,按照1∶18的料液比例,在80℃条件下回流提取3h。经实验验证得出,此条件下蓝莓果渣的总黄酮提取率可达5.8%。

黑龙江省森林火灾年际变化的小波分析

小波分析是一种新的时一频分析工具，广泛适用于非线性科学领域。选用Daubechies小波系对黑龙江省森林火灾的特征进行了分解和重构，结果表明，黑龙江省1953—2002年受害森林面积有近15～20a的周期波动性，森林火灾次数则有近30a的周期波动性。未来几年内，该省森林火灾受害面积和火灾次数会在较低的水平上波动，但森林火灾可能要比2000年严重。

混交林中黄斑星天牛选择寄主的行为与寄主抗虫性关系的研究

通过观察混交林中黄斑星天牛（ Ａｎｏｐｌｏｐｈｏｒａ ｎｏｂｉｌｉｓ Ｇａｎｇｌｂａｕｅｒ） 选择寄主的行为，认为对不同抗性寄主，它选择寄主的行为不同。它能通过复杂的感觉行为和一定的时间找到混交林中的感性树种并造成严重危害和它们种群密度在感性树种上的上升。这种天牛选择寄主在远距离一般以植物气味定向，近距离则以性信息素调控增加种群密度。除视觉外，它的主要感觉行为是触角摆动和胫节磨擦，选择到达合适寄主是通过逐步的感觉阶段完成的。树皮粗糙程度、叶片特征、枝条特征及混交林密度对这种天牛选择寄主过程中的爬行、飞翔和栖息行为有一定影响。这种天牛取食不同树种后其行为表现差异很大。碧桃、香椿、刺槐、木槿、女贞、红花槐等抗性树种在混交林中的作用很大，它们可提供成虫食料，在一定程度上吸引成虫，但未发现在其上有交尾和产卵行为，其作用主要是延长天牛选择感性树种的时间，减少感性树种上天牛的种群数量；侧柏、丁香、樱花等树种对这种天牛也有引诱性，但未发现取食；在混交林中增加这些树种的比例，且配置感虫树种为饵树是营建新一代林网的首选配置。

内蒙古典型草原地区常见植物光合、蒸腾速率和水分利用效率的比较研究

在所测78种植物中,光合(Ph)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)的平均值,分别以反枝苋、藜和西伯利亚滨藜最高。在不同分类系统中,Ph、Tr和WUE3个指标,C4植物大于C3植物;双子叶植物通常大于单子叶植物;藜科植物高于其他科植物;1～2年生草本高于其他生活型植物;撂荒地植物一般高于其他植被类型的植物。方差分析表明,光合速率的差异显著性水平在各分类系统中均高于蒸腾速率和水分利用效率。

坝上草原退耕地植被不同恢复处理土壤种子库研究

采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究坝上草原退耕地土壤种子库的物种组成、密度和物种多样性等特征。结果表明:自然恢复、浅耕处理和深耕处理3种不同恢复措施下,土壤种子库物种丰富度(种)大小为浅耕处理(18)>自然恢复(15)>深耕处理(14);自然恢复处理、浅耕处理和深耕处理土壤种子库密度分别为23949粒·m-2、15746粒·m-2和10600粒·m-2,浅耕处理和深耕处理分别比自然恢复处理减少34.3%和55.7%;不同恢复方式下土壤种子库与地上植被的物种密度的对应关系可用三次曲线来表示。土壤种子库间有较高的相似系数,但随着干扰程度的增加而减少。