内蒙古锦鸡儿属植物地理替代分布种的功能性状沿环境梯度的变化

锦鸡儿属(Caragana)植物是蒙古高原干旱生态系统的重要组成成分,沿着环境梯度形成了极为明显的地理替代分布。为了检验这些替代分布种对气候和土壤环境变化的适应性,该研究在内蒙古地区选择了41个样地、9种锦鸡儿属植物,测定了这些植物的株高(h)、叶性状(叶干物质含量(LDMC)、比叶面积(SLA)、叶面积(LA)、叶片氮含量(LNC)、叶片磷含量(LPC)和氮磷比(N:P))和茎性状(茎组织密度(STD)),分析了不同功能性状之间及功能性状与气候和土壤特征之间的关系。结果表明:9种植物的功能性状沿着气候梯度呈现出明显的变化趋势,干燥度指数解释了大部分功能性状29%以上的变异(N:P除外),随着干旱程度增强,植物的h、SLA、LA、LNC和LPC降低,而LDMC和STD增加。土壤氮含量也在一定程度上影响植物的功能性状,尤其是反映植物竞争光和空间等资源的重要性状(h)以及反映植物生长速率的关键性状(SLA、LNC和STD),都与土壤氮供应能力显著相关。而土壤pH对锦鸡儿属植物的性状解释度较低。整体上,在属水平上植物功能性状之间具有较强的共变关系,但在种水平上,分布最广的柠条锦鸡儿(C.korshinskii)和小叶锦鸡儿(C.microphylla)具有较强的性状共变关系,其他分布范围较小物种功能性状间的共变关系相对较弱。这一结果意味着植物功能性状在属内的变化对气候和土壤环境变化产生一定的适应,有助于预测全球变化背景下群落结构以及功能多样性的变化。分布范围较小的植物种内功能性状间的共变关系微弱,意味着植物经济谱理论不一定适合在局域尺度上解释植物在个体水平上对资源的利用和对环境变化的适应策略。

内蒙古地区虎榛子群系的群落特征

虎榛子(Ostryopsis davidiana)灌丛是温带地区重要的山地中生落叶阔叶灌丛类型,分布范围广。调查虎榛子灌丛的分布、群落特征有助于为蒙古高原的生物多样性保护、生态屏障建设提供支持。2016–2020年在内蒙古自治区内调查37个样地,共记录到维管植物300种,隶属于52科158属;其中被子植物298种,隶属于50科156属;蕨类植物2种,隶属于2科2属。生活型谱以多年生草本为主,占73%;水分生态类型以中生植物为主,占65%;区系地理成分以温带成分为主,其中东古北极分布种最多,其次是东亚成分;大多数植物为偶见种。对内蒙古区域内虎榛子群系物种组成、生态特征和群落分类进行了详细描述和研究,后将内蒙古区域内虎榛子群系划分为3个群丛组、17个群丛。

不同放牧方式对阿拉善左旗主要草场类型群落特征和土壤养分的影响

为探究不同放牧方式对阿拉善左旗草场的影响,本试验选取绵刺(Potaninia mongolica)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、红砂+藏锦鸡儿(Reaumuria soongorica+Caragana tibetica)和红砂+珍珠猪毛菜(Reaumuria soongorica+Salsola passerina)4种主要的草场类型,分析长期禁牧、2016年政策允许开始放牧及长期放牧3种放牧方式下草场群落数量特征、群落物种多样性和土壤养分的差异。结果表明:禁牧对于草场植被恢复有显著效果,但长期禁牧会降低群落物种多样性;长期禁牧后于2016年开始放牧的草场生长状况更好,群落的高度、盖度、密度和生物量等数量特征显著提高,并且改善了土壤养分状况。综上所述,阿拉善目前所制定的禁牧与放牧相结合的放牧利用方式是科学合理的,既能保护草地又可获得经济收益。

不同放牧退化阶段大针茅草原土壤有机碳稳定性及其来源研究

通过测定不同放牧退化阶段(轻度、中度和重度退化)大针茅典型草原的土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)和惰性有机碳(ROC)的含量,探究放牧退化过程中大针茅草原土壤总有机碳的组成及其稳定性。同时在群落调查的基础上,采用δ^(13)C稳定同位素技术阐明大针茅草原在放牧退化过程中群落组成变化对土壤总有机碳的影响。结果表明:(1)不同放牧退化阶段,TOC、LOC、ROC含量均随土层深度的增加而逐渐降低,且中度退化阶段TOC、LOC、ROC含量最高;(2)不同放牧退化阶段惰性碳指数值差异不显著,表明放牧未对大针茅群落土壤总有机碳的稳定性产生影响;(3)不同放牧退化阶段,大针茅草原土壤总有机碳主要来源于C_(3)植物。但是随着退化程度加剧,大针茅草原C_(3)植物的生物量降低,C_(4)植物的生物量增加,C_(4)植物对0~10cm土层土壤总有机碳的贡献增强。综上所述,以上结果可为综合评估长期放牧对大针茅草原土壤碳汇服务功能的影响,以及制定我国温室气体减排增汇策略提供科学依据。

枯草芽孢杆菌微生态制剂发酵研究进展

微生态制剂是饲用抗生素的绿色有效替代品。枯草芽孢杆菌在逆境中可形成抗逆性强的芽孢,在生产和应用过程中保持高活性,是一种高效的微生态制剂菌种。提高枯草芽孢杆菌活菌数及芽孢率是保证微生态制剂产品质量的关键。本文综述了枯草芽孢杆菌芽孢形成的分子生物学机制及影响芽孢形成的重要因素,进一步比较枯草芽孢杆菌微生态制剂不同发酵方式的特点,重点阐述了提高枯草芽孢杆菌有效生物量的工艺优化,最后介绍了枯草芽孢杆菌微生态制剂的应用,并对将来研究思路进行了讨论。

阿拉善高原红砂(Reaumuria songarica)种群空间分布格局

为揭示阿拉善高原红砂(Reaumuria songarica)种群扩散、生长特征和空间分布规律,采用大小结构分析法和Ripley's K函数对湿润梯度下的红砂种群结构、空间分布格局及各龄级间空间关联性进行了研究。结果表明:红砂种群结构以稳定型为主,其次是衰退型,幼龄植株极少,种群更新受限;随气候湿润度的降低,红砂种群及各龄级空间分布格局由多样化向单一形式转变,即聚集分布向随机分布或均匀分布类型变为主要呈随机分布类型,在较湿润地区,各龄级间的空间关联性相对复杂,总体上随尺度的增大表现正关联→无关联→负关联,在较干旱地区,大体上表现为无关联。红砂是阿拉善高原的主要建群种,在生态恢复的过程中应遵循自然生长和分布规律,通过最优化的人工抚育和保护提高植株成活率和繁殖率,充分发挥红砂种群防风固沙的能力。

阿拉善高原珍珠猪毛菜(Salsola passerina)种群空间分布格局

为探究阿拉善高原珍珠猪毛菜(Salsola passerina)种群生长习性和空间格局分布机制,采用体积划分龄级方法和Ripley’s K函数对具有代表性的珍珠猪毛菜种群年龄结构、空间分布格局及不同龄级间的空间关联性进行研究。结果表明:珍珠猪毛菜种群结构以稳定型为主,其次是增长型,成年个体占比高,种群整体趋于稳定。随干旱程度增加,珍珠猪毛菜种群及各龄级空间分布格局由复杂向单一转变,即由聚集分布或均匀分布向随机分布转变。在降水较多的种群内,各龄级间的空间关联性相对复杂,随尺度增大由正关联转变为无关联,再转变为负关联。在较干旱地区,整体上表现为无关联。在阿拉善高原,珍珠猪毛菜种群空间分布特性由其本身生物学特性与环境因素共同作用,在生态建设中应遵循种群与生境间相互关系,发挥其饲用及防风固沙价值。

生物炼制过程中木质素高值转化研究进展

木质素高值转化对于提升生物炼制经济性,促进社会经济绿色发展具有重要意义。然而,木质素结构复杂且不均一,其高值化利用仍存在技术壁垒,使得木质素应用尚未形成规模。文中首先综述了当前生物炼制过程中木质素高值转化面临的主要挑战。然后通过比较不同预处理技术对木质素分离、性质及其利用的主要影响,详细阐述了基于生物炼制理念发展的新型组合预处理技术。其次,针对木质素本征结构特性导致其利用效率低等问题,进一步详述了溶剂分级、膜分级、梯度沉淀分级等分级利用策略对克服木质素不均一性,改善其可加工性能的重要影响。再次,针对木质素利用策略,系统比较了木质素热化学转化和生物转化,结合生物质预处理及木质素分级,阐述了以生物炼制理念进行木质素高值转化的新策略。最后,总结了木质素利用过程中存在的挑战性问题,展望了木质素高效分离、分级及转化过程发展的新策略和新趋势。

大针茅草原6种主要植物叶凋落物和根系分解特征与功能性状的关系

开展凋落物分解特征与植物功能性状间的关系研究对于认识生态系统功能的维持机制至关重要。为了阐明不同物种叶凋落物和根系分解的主要影响因素,该研究以大针茅(Stipa grandis)典型草原的大针茅、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、知母(Anemarrhena asphodeloides)、羊草(Leymus chinensis)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)和黄囊薹草(Carex korshinskyi) 6种植物的叶凋落物和根系为研究对象,采用凋落物袋法通过501天的野外分解实验对叶凋落物和根系的分解速率常数进行研究,并测定6种植物的叶片干物质含量、根比表面积、根组织密度以及叶凋落物和根系的碳(C)、氮(N)含量、纤维组分含量等功能性状,探讨了6种植物叶凋落物和根系的分解特征与其功能性状之间的关系。结果表明,6种植物叶片和根系性状的种间差异显著,大部分性状的最大值和最小值的比值在1到2之间,而个别性状如根系的C:N和根比表面积相差近4倍。叶凋落物和根系在分解过程中质量剩余率与分解速率常数整体变化趋势都表现出前期分解迅速,中期相对变缓,后期分解最慢的规律;并且糙隐子草的叶凋落物和根系分解最慢,而银灰旋花的叶凋落物分解最快,知母根系分解最快。通过相关分析和逐步回归分析发现,在不同分解时期,叶凋落物和根系的分解过程受到不同性状的影响。结构性碳水化合物含量是叶凋落物前期和后期分解以及根系前期分解的主要影响因素,非结构性碳水化合物含量则是根系中期和后期分解的主要影响因素;另外,叶凋落物在分解中期的分解速率主要受叶片干物质含量的影响,根系在分解中期和后期的分解速率还分别受到根系C:N和N含量的显著影响。研究结果对于预测大针茅草原的碳和养分循环过程具有重要指导意义。