祁连山中部亚高山草地土壤呼吸及其组分研究

草地碳通量组分的区分及其与环境因子的关系是了解生态系统碳循环的重要环节.于2013年6-8月在祁连山中部亚高山草地开展了土壤呼吸及其组分研究,利用根去除法区分根系自养呼吸和土壤微生物异养呼吸.采用LI-8100土壤碳通量系统测定生态系统呼吸、土壤呼吸及土壤微生物呼吸速率,同时测定10 cm处土壤温度和5 cm处土壤湿度.分析呼吸速率和环境因子的昼夜变化动态,自养呼吸和异养呼吸速率占土壤呼吸速率的比例,呼吸速率与土壤温湿度及与生物量的关系.结果表明:生态系统呼吸、土壤呼吸和土壤微生物呼吸速率的日变化趋势均呈单峰型曲线,具体表现为生态系统呼吸(11.07μmol·m^(-2)·s^(-1))>土壤呼吸(6.31μmol·m^(-2)·s^(-1))>异养呼吸(4.92μmol·m^(-2)·s^(-1))>自养呼吸(1.39μmol·m^(-2)·s^(-1));自养和异养呼吸速率分别占土壤呼吸速率的22.03%和77.97%;呼吸速率与10 cm处土壤温度呈指数相关,Q10值排序为:土壤微生物呼吸(Q10=3.74)>土壤呼吸(Q10=2.76)>生态系统呼吸(Q10=2.49),呼吸速率与5 cm处土壤湿度呈显著线性负相关关系,双因素模型明显提高了呼吸速率与温湿度的相关性,能够分别解释土壤微生物呼吸,土壤呼吸和生态系统呼吸速率变异的89%,79%和62%;地上生物量和呼吸速率之间存在显著线性正相关关系,地下生物量与呼吸速率之间呈二次回归关系(P=0.01),未刈割草地呼吸速率大于刈割草地土壤呼吸速率,刈割一年的土壤呼吸速率大于刈割两年的土壤呼吸速率.

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的保护作用

用不同浓度的外源一氧化氮(NO)供体SNP处理100 mmol/L NaCl胁迫下一年生燕麦草幼苗,研究了外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的影响。结果表明,外源NO可缓解NaCl胁迫造成的燕麦幼苗膜质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的升高,促进脯氨酸(Pro)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,并能缓解叶绿素含量的降解,提高可溶性糖的含量。而且NO的这种作用存在明显的剂量效应,其中以0.2 mmol/L SNP处理效果最为显著。

苔藓和凋落物对祁连山青海云杉林土壤呼吸的影响

于2012—2014年生长季在青海云杉林下开展了地表覆盖物(苔藓和凋落物)对林下土壤呼吸速率影响的研究。采用LI8100土壤碳通量自动测量系统对苔藓覆盖、凋落物覆盖和裸土(去除地表覆盖物)的土壤呼吸进行观测,对比分析林下3种覆盖处理下的土壤呼吸差异。结果表明:苔藓覆盖土壤、凋落物覆盖土壤和裸土土壤的呼吸速率年均值分别为(3.88±0.26)μmol m^(-2)s^(-1),(3.31±0.19)μmol m^(-2)s^(-1),(2.28±0.31)μmol m^(-2)s^(-1),三者之间具有极显著差异,3组处理的地表相对湿度、土壤含水量、土壤温度和地表温度间均没有显著差异,但苔藓组和凋落物组的土壤温度分别比裸土组高8.13%和10.24%;3组处理的土壤呼吸速率均与温度呈显著指数相关性(0.53≤R^2≤0.91),且与土壤温度的相关性更高;苔藓覆盖、凋落物覆盖土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))分别为5.47,3.67,均高于裸土土壤呼吸的Q_(10)(2.23);裸土土壤呼吸与土壤含水量(VWC)呈高斯函数关系,VWC=34%是临界值,苔藓覆盖、凋落物覆盖土壤的呼吸速率与土壤含水量均呈线性负相关关系;苔藓和凋落物对裸土土壤呼吸的月均贡献率分别为29.33%和24.06%,可见,苔藓和凋落物在青海云杉林生态系统呼吸中起重要作用。

青藏高原几种牧草附着耐低温乳酸菌的筛选

为筛选出适宜青藏高原低温发酵优良菌株,针对从青藏高原垂穗披碱草(Elymus nutans)、燕麦(Avena satival L.)和藏嵩草(Koeleria tibetica)中分离出的148株乳酸菌,经10℃低温条件下MRS液体培养基与不同培养时间(12、24、36和48 h)初筛后,进一步将初筛的菌株通过不同温度(10、15和25℃)条件下绿汁发酵液的复筛,并对其进行生理生化特性研究。结果表明,植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)31、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Q5、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)Q6和棒状乳杆菌(Lactobacillus coryniformis)Q7这4株菌在MRS液体培养基和绿汁发酵液较低温环境中生长活性和快速产酸能力较强,而且生理生化特性指标表明,Q5比对应模式菌具有更广泛的糖源利用能力,Q7较对应模式菌具有更强的耐酸和耐低温特性。因此,上述4株乳酸菌可作为适宜青藏高原低温发酵青贮饲料备选菌株。

青藏高原耐低温乳酸菌在垂穗披碱草青贮中的应用

为探讨一株低温发酵戊糖片球菌Q6在不同温度条件下对垂穗披碱草(Elymus nutans)青贮饲料发酵品质的影响。本研究设置了对照组(清水,CK)、耐低温戊糖片球菌Q6及商品化的戊糖片球菌(APP)3个处理,分别在10、15、25℃温度下进行垂穗披碱草青贮,在青贮发酵30、60、90d后取样测定其发酵品质和化学成分。结果表明,添加耐低温戊糖片球菌Q6在15℃下青贮60d时,青贮饲料发酵品质明显优于CK组和APP处理组,有效降低了青贮料的pH,增加了乳酸含量,并保存更多的干物质。同时,添加菌株Q6不仅提高了青贮饲料中乳酸菌数量而且抑制了酵母和霉菌生长。因此,戊糖片球菌Q6是一株适宜于青藏高原牧草低温青贮的优良乳酸菌。

黑河上游天涝池流域典型灌木生态参数研究

祁连山自然保护区是河西地区重要的水源涵养区,而灌丛作为祁连山主要植被类型之一,对该区水源涵养功能具有举足轻重的作用。以黑河上游天涝池流域两种典型亚高山灌木为研究对象,基于2014、2015年野外观测和ArcGIS10. 1分析功能,获得灌木生长季期间生态参数(叶面积、叶面积指数和比叶面积)的变化;同时,结合分辨率为0. 5 m×0. 5 m的LiDAR数据和Geoeye-1影像数据,估算研究区灌木叶面积指数的空间分布。研究结果表明:灌木在生长季期间比叶面积值在一定范围内波动;叶面积、叶面积指数变化较大。其中,在6、7月份增加最明显,8月份趋于稳定,9月份叶片开始凋落。其次,随海拔梯度水热条件的不同,流域灌木叶面积指数空间异质性较大,以海拔3 400 m为节点,在3 200~3 400 m海拔带叶面积指数呈递增趋势,在3 400~3 750叶面积指数呈递减趋势。

祁连山亚高山草地土壤呼吸和生态系统呼吸对降雨的响应

壤水分是影响土壤呼吸的重要因素之一。降雨是扰动土壤水分的重要因子，研究其对土壤呼吸的影响，将有助于理解土壤呼吸机制。本研究选择祁连山天涝池流域亚高山草地为研究对象，通过自然降雨和人工降雨相结合的试验，利用LI-8100土壤碳通量自动测量系统对降雨前后的土壤呼吸（Rs）和生态系统呼吸（Re）进行观测，探讨了亚高山草地土壤呼吸和生态系统呼吸对降雨的响应，并分析了降雨历时和降雨量与呼吸速率的关系。研究发现：短期降雨（降雨历时小于1 h）结束后，土壤呼吸速率减少66.87%，生态系统呼吸速率减少9.88%；连续降雨对呼吸速率的抑制效应表现在降雨后的几个小时内，但在次日及以后时间又对呼吸速率起促进作用，生态系统呼吸和土壤呼吸较降雨前分别增加了1～2倍；降雨历时和降雨量对呼吸速率的抑制强度随降雨历时的延长和降雨量的增加而增强，但当降雨时间达到60 min后，抑制效应减弱，降雨量超过30 mm时，抑制强度减弱；少许降雨会显著刺激呼吸速率，降雨量为0.2 mm时，土壤呼吸速率增加1.81%，生态系统呼吸速率增加41.65%。