基于TM的草原沙漠化治理工程治理程度等级指标的探讨——以镶黄旗飞播造林项目为例

草原沙漠化治理工程治理等级评价指标研究就是对草原沙漠化治理工程治理程度分等定级,为科学治理、评价、合理利用和监测提供标准。以位于干旱半干旱区的内蒙古镶黄旗飞播造林项目为例,结合野外调查和遥感影像解译,以植被覆盖度为主导因素,以风蚀积沙、生物结皮和土壤发育等作为辅助性指标,确定了草原沙漠化治理工程治理程度等级指标。对评价我国草原沙漠化治理工程的成果和监测沙漠化草原动态具有指导作用。

羊草草原群落6种植物叶片功能特性对氮素添加的响应

该文比较了羊草草原群落中包括建群种和优势种在内的6种植物,羊草(Leymus chinensis)、西伯利亚羽茅(Achnatherum sibiricum)、大针茅(Stipa grandis)、冰草(Agropyron cristatum)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)和黄囊苔草(Carex korshinskyi)的比叶面积(Specific leaf area,SLA)、叶片含氮量和叶绿素含量等叶片功能特性(Leaf functional trait)对氮素添加的响应,旨在探讨草原生态系统中,不同物种对氮素可利用性改变的响应和适应对策。结果表明:随着氮素添加量的增加,物种对光资源的竞争增强,不同物种在光资源的竞争策略和竞争力间存在着显著的差异。羊草通过提高SLA、单位质量叶片的叶绿素含量和含氮量,使单位面积叶片含氮量和叶绿素含量均呈线性提高,进而增强了其对光的竞争力。西伯利亚羽茅主要通过提高SLA增加光合总面积,来增强自身的光竞争力。冰草在SLA和单位质量叶片的叶绿素和氮含量均有一定的可塑性,但对光的竞争力明显弱于羊草和西伯利亚羽茅。大针茅和黄囊苔草对SLA的调节能力较低,加之大针茅SLA较低,而黄囊苔草处于群落的下层,这两种植物的光竞争力较弱。糙隐子草具有较高的SLA,对单位质量叶片叶绿素和氮含量的调节能力相对较强,其光竞争力高于黄囊苔草。同时,糙隐子草叶片叶绿素a与叶绿素b的比值沿氮素添加梯度显著降低,进一步证实氮素添加改变了群落的光环境。

内蒙古典型草原草地类型对蝗虫群落优势种群的生态效应

【目的】研究内蒙古典型草原植物群落构成与蝗虫群落构成的生态关系。【方法】运用典型相关、双重筛选逐步回归及冗余分析(RDA)等方法,对由植物特征参数变化导致的蝗虫特征参数变化的生态效应进行分析。【结果】在羊草(Leymus chinensis)草原类型中,羊草生物量损失率与草原蝗虫群落丰富度指数负相关,与毛足棒角蝗(Dasyhippus barbipes)相对多度正相关。在克氏针茅(Stipa krylovii)草原类型和克氏针茅富含杂类草的草原中,克氏针茅生物量损失率与亚洲小车蝗(Oedaleus decorus asiaticus)相对多度呈正相关。【结论】植物群落结构所构成的栖境条件影响蝗虫的群落组成,优势种植物的存在决定优势种蝗虫的存在,优势种蝗虫导致优势种植物高受害率。

基于投影寻踪模型的草原蝗虫栖境评价及风险评估

草原蝗虫发生与栖境存在紧密而复杂的关系,二者关系的研究是评估蝗灾发生风险的基础。本文分析了不同栖境内蝗虫种群密度与21个植被特征参数的相关关系,利用投影寻踪模型进行了栖境评价及风险评估,并进行模型验证。结果表明,低优参数植物生物量多样性对蝗虫种群密度影响最大,最佳投影向量a为0.6725;高优参数禾本科生态优势度对亚洲小车蝗密度影响最大,最佳投影向量a为0.6547;样点植被投影特征值Zi与蝗虫种群密度线性相关关系极显著(y=48.861x-18.937,R=0.9509**),Zi越大,栖境内植被越适合蝗虫的发生,蝗灾发生的风险越高,根据Zi值可预测不同栖境草原蝗虫的发生。投影寻踪模型评价不同植被条件下蝗虫的发生风险,可以排除与数据结构和特征无关或关系很小变量的干扰,是一种更稳健实用的方法,对于蝗虫的监测预警具有重要意义。

典型草原三种蝗虫种群竞争关系的研究

为探讨典型草原优势蝗虫种内、种间竞争模式,以及栖境对蝗虫种间竞争的影响,设计田间罩笼及正交试验分析研究了内蒙古典型草原3种优势蝗虫-亚洲小车蝗(Oedaleus asiaticus)、毛足棒角蝗(Dasyhippus barbipes)和鼓翅皱膝蝗(Angaracris barabensis)的种群竞争关系。结果表明,亚洲小车蝗和毛足棒角蝗的种内竞争随着密度的增加而加大,并随着栖境食物量的减少而加大;鼓翅皱膝蝗由于栖境不适,种内竞争与密度没有相关性;混合种群正交试验结果显示,亚洲小车蝗有较强的种间竞争能力,而栖境对毛足棒角蝗竞争能力的影响较大。表明栖境和种群密度影响蝗虫群落动态。栖境适合时,亚洲小车蝗种间竞争力大于其他两种蝗虫。

内蒙古典型草原区狭颅田鼠集群数量与被捕食风险的关系

2005年9月15日—30日,在内蒙古锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗的典型草原上研究了狭颅田鼠(Microtus gregalis)冬季集群与来自艾虎(Mustela eversmanni)的捕食风险。采用鼠洞口数量作为狭颅田鼠集群大小的指标,分析了艾虎对不同大小狭颅田鼠集群的捕食优先选择偏好。对实验样地内狭颅田鼠的洞群洞口数进行了调查统计(样地内总共涉及102个狭颅田鼠有效洞群),并计数此期间的艾虎粪便堆数以及攻击掘开狭颅田鼠洞群的情况。运用非参数的Mann-Whitney U检验法进行数据分析,结果表明:从艾虎遗留的粪便痕迹来看,没有被艾虎访问过的田鼠洞群与被艾虎访问过的洞群之间差异达到极显著水平;另外,从狭颅田鼠洞口被艾虎掘开的痕迹来分析,没有被艾虎挖掘的洞群与被艾虎挖掘的洞群之间的差异也达到极显著的水平;另外,随着田鼠洞群洞口数量的增加,出现艾虎粪便和掘洞的频次和概率就越高。表明艾虎对狭颅田鼠集群洞口数的选择差异性非常显著,明显倾向于选择在洞口数量多的狭颅田鼠洞群停留,同时也更倾向于掘开洞口数量较高的狭颅田鼠洞群作为捕食对象。

华北驼绒藜修复退化草地的案例

草原生态系统在陆地生态系统中占有举足轻重的地位,特别是在水土保持、发挥固碳潜力、保持生态稳定等方面起到了积极作用。近年来,人为活动加剧导致的草地生态环境破坏等问题凸显,各地区意识到该问题后也在积极采取措施进行草原生态修复与治理工作,目前也取得了一些可观的成绩,但仍然存在一些不足之处,需要进一步改善和优化。草原生态修复与治理工作的开展,要结合实际情况采取针对性的修复技术手段。在草原生态修复中应因地制宜,不同地区、草原类型需要采取不同的修复措施。该文分析了内蒙古锡林郭勒盟镶黄旗的草原退化原因,并且提出了合理的修复方式。“锡林郭勒型”华北驼绒藜因具有抗旱、抗寒等特点,在该地区修复过程中具有显著成效,可在该地区广泛推广。

鼠虫害连年发生草原生态持续恶化

在内蒙古地区,草原是农牧民赖以生存的主要物质基础,同时也是北方生态系统的重要组成部分,是重要的生态屏障。近些年来,随着气候的变化和人为因素对草原生态的破坏,草原鼠虫害频繁发生,其造成的影响越来越大,草原生态环境持续恶化,影响了当地社会经济的发展和生态系统的平衡。

草原生态旅游资源的开发策略

草原是难得的生态旅游宝地,其不仅拥有独特的气候环境和地理位置,而且具有雄厚的人文背景和动植物资源,因此受到广大游客的青睐。本文主要分析了草原生态旅游资源开发面临的问题,并研究了草原生态旅游资源的开发策略,希望能为我国草原旅游业的发展提供理论方面的借鉴。

不同生活史阶段长爪沙鼠成体与亚成体间社会行为模式及其性别差异

【目的】对生活于高纬度地区的群居性小型哺乳动物而言,社会交往模式的季节变化有利于提高其适合度,是动物生活史对策的重要组份。长爪沙鼠(Meriones unguiculatus)是分布于荒漠草原和典型草原地区的优势鼠种之一,营集群生活,年生活史周期(即繁殖期和繁殖休止-贮食期)鲜明。然而,长爪沙鼠如何调整社会行为以响应生态背景变化,并对动物的繁殖、贮食以及越冬存活产生影响仍不清楚。【方法】于2001年,采用标志重捕对半自然长爪沙鼠种群进行了监测,同期对不同家群的成年-亚成年鼠组对,通过中立竞技场测定了成年雄-亚成雄、成年雄-亚成雌、成年雌-亚成雄以及成年雌-亚成雌4类组对个体间的社会行为,旨在检验如下假设:在应对不同生活史阶段的生态背景变化时,长爪沙鼠成年与未成年个体间的行为对策将显示适应性调整;且基于Bateman’s原则关于动物两性成功繁殖的资源限制差异,相关行为对策会显示性别差异。【结果】在繁殖期,成年鼠对同性亚成鼠的社会容忍(攻击性高,友好性低)较对异性亚成鼠低很多,其中,成年雄鼠对亚成年雄鼠的容忍性远远低于其他组合。而在繁殖休止-贮食期间,各类个体相遇时,尽管争斗和友好行为表现基本相似,但是在社会探究表现上,成年雌鼠较成年雄鼠明显花费更短的时间来嗅闻亚成体。同时,经不同季节比较发现,仅雄-雄间的争斗行为在繁殖休止时较繁殖期间有显著降低,其他个体间的争斗和友好行为变化并不明显;此外,成年雄对亚成年雌社会探究在贮食期较繁殖期明显增加。【结论】长爪沙鼠个体间的社会容忍性有其明显的性别和年生活史差异,反映了其在社会竞争生态过程中的行为适应对策。

沙葱萤叶甲GdHsp70-2,GdHsp70-3的克隆鉴定与表达谱分析

为明确沙葱萤叶甲Galeruca daurica热激蛋白70(Heat shock protein 70,Hsp70)基因的序列结构及其系统进化关系,本研究通过PCR技术克隆沙葱萤叶甲Hsp70基因cDNA全长序列与基因组序列,并进行生物信息学与表达谱分析。结果显示,克隆获得了沙葱萤叶甲2条Hsp70基因GdHsp70-2(GenBank登录号:MZ853083)和GdHsp70-3(Genbank登录号:OK585088),基因全长分别为2410 bp和2242 bp,各自编码657和646个氨基酸,均含有3个保守的HSP70家族特征序列,预测蛋白三维结构均由N-端ATPase功能域和C-端底物结合功能域所组成;系统发育分析表明GdHSP70-2,GdHSP70-3分别与松墨天牛(Monochamus alternatus)MaltHSC70-1、玉米根萤叶甲(Diabrotica virgifera virgifera)DvirHSP70-2的亲缘关系最近;基因组DNA克隆获得GdHsp70-2的两段内含子序列,GdHsp70-3则不含有内含子;表达谱分析结果表明GdHsp70-2,GdHsp70-3均在蛹期的表达量最高,在成虫中分别在翅和足的表达量最高。研究有助于加深对沙葱萤叶甲Hsp70基因结构及其进化关系的了解,并为后续深入开展功能研究提供理论依据。

“锡林郭勒型”华北驼绒藜育苗技术研究

“锡林郭勒型”华北驼绒藜是抗旱、耐寒、耐瘠薄、耐风蚀、营养价值高的多年生乡土牧草。经小面积育苗,用于修复改良荒漠草原退化、沙化草地及撂荒地。本文主要对“锡林郭勒型”华北驼绒藜的育苗技术,起苗、运输及假植等方面进行了详细介绍,步骤清晰,易操作。使草原生态修复一线人员及农牧民直接应用至实践当中,为大面积推广应用提供科学依据。

飞蝗表型可塑性研究进展

飞蝗在田间有群居型和散居型两种表型,两型间可以相互转变,这种转变是表型可塑性过程。表型可塑性是昆虫对环境变化的响应,通过表型改变来适应恶劣环境达到生存繁衍的目的。群居型和散居型蝗虫在体表颜色、外部形态、发育及生理特征、行为参数等方面都存在明显差异。总结蝗虫表型可塑性调控机制研究进展,并对未来趋势进行了展望,以期控制蝗虫的危害。

针茅及羊草对亚洲小车蝗生活力影响的定量分析

亚洲小车蝗是内蒙古草原主要优势种害虫,主要取食针茅、羊草等禾本科植物,植物种类对其生长发育影响可反映蝗虫群落与植物群落的关系。采用室内饲养与野外笼罩的方法,进行了不同生境亚洲小车蝗3个密度处理生活力指标定量分析,结果表明,针茅喂养的亚洲小车蝗雌虫相对生长率高于羊草。植物盖度和虫口密度是影响亚洲小车蝗生活力的主要因素。当针茅盖度<25%时,亚洲小车蝗生活力随盖度增加而缓慢增长,当针茅盖度>25%时,生活力增长较快。当羊草盖度<25%时,亚洲小车蝗生活力随盖度增加而逐渐减小,当羊草盖度>25%时,生活力随盖度增加而增长,且在针茅样地的生活力高于羊草样地。当亚洲小车蝗密度<18头/m2时,生活力随密度增大而增大。在牧草布局时应合理调整针茅、羊草盖度,监测蝗虫密度,预防蝗虫爆发。以上结果为草场植被的合理布局提供了参考,同时也为减少亚洲小车蝗危害提供了依据。

贝奥不育剂和溴敌隆抗凝血杀鼠剂对布氏田鼠种群控制作用的试验研究

2013年5-9月,在内蒙古锡林郭勒盟东乌珠穆沁旗草地研究贝奥不育剂、溴敌隆灭鼠剂对草原主要害鼠布氏田鼠的控制作用。通过早春一次性足量投饵(贝奥不育剂野外有效期30~60 d;溴敌隆灭鼠剂野外有效期30 d),按月铗捕调查的方法研究贝奥不育剂和溴敌隆杀鼠剂对该地布氏田鼠种群增长的控制效果。结果表明,5月不育剂组布氏田鼠的家系大小较杀鼠剂组的家系更大且差异显著(P<0.05),6月差异不显著,杀鼠剂组布氏田鼠种群恢复速度比不育剂组快。贝奥不育剂改变了布氏田鼠种群的性比,其幼体出生率比杀鼠剂组低。因此,贝奥不育剂对布氏田鼠有更好的防治效果。

沙葱萤叶甲海藻糖酶基因GdTre1的克隆、分子特性和表达分析

【目的】海藻糖酶(trehalase,Tre)作为昆虫体内海藻糖代谢的关键性酶,在昆虫能量调节和生长发育中具有重要作用。本研究旨在克隆获得沙葱萤叶甲Galeruca daurica海藻糖酶基因,并对其表达模式进行定量分析,以期探究海藻糖酶在沙葱萤叶甲生长发育和成虫夏滞育中的作用。【方法】根据沙葱萤叶甲转录组数据,采用RACE技术,克隆得到Tre基因的c DNA全长,并进行生物信息学分析;应用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)技术检测其在沙葱萤叶甲不同发育阶段[卵、1-3龄幼虫、预蛹、蛹、成虫(羽化后3,7,10,15,25,40,60,80和100 d)]、成虫不同组织(头、胸和腹)以及3日龄成虫在不同温度(15,20,25,30,35和40℃)胁迫下的表达水平;采用3,5-二硝基水杨酸法测定不同日龄成虫体内海藻糖酶活性。【结果】克隆获得了沙葱萤叶甲可溶性海藻糖酶基因,并命名为Gd Tre1(Gen Bank登录号:KY697913),该基因全长1 933 bp,开放阅读框1 704bp,编码567个氨基酸;蛋白预测分子量为66.56 k D,等电点为6.62;编码蛋白具有海藻糖酶超基因家族典型的功能结构域,包含1条信号肽,不具有跨膜结构。同源序列比对和系统发育分析表明,Gd Tre1与马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata Tre1b的同源性最高,氨基酸序列一致性达70.25%。RT-q PCR检测结果表明,Gd Tre1在沙葱萤叶甲各发育阶段均有表达,其中在卵期和成虫滞育期间高表达,而在幼虫、预蛹、蛹及成虫滞育前低表达;在成虫不同组织中,通常在腹部中表达量最高,其次为胸部,最低为头部;Gd Tre1表达量随着温度升高而上升,30℃达最高值,而后随温度升高略有下降。沙葱萤叶甲不同日龄成虫体内Gd Tre1表达量及Tre活性存在显著差异,且Gd Tre1表达量与Tre活性变化趋势一致。【结论】海藻糖酶与沙葱萤叶甲生长发育和成虫夏滞育有密切的关系。该结果为进一步揭示该虫的夏滞育分子机理提供了必要的基础。

两个苜蓿品种营养器官解剖结构特征比较

为了明确具有极强抗虫特性的‘草原4号紫花苜蓿’(Medicagosativa L.‘CaoyuanNo.4’)营养器官的解剖特征,该研究选择具有抗蓟马特性较强的‘草原2号杂花苜蓿’(Medicagovaria Martin.‘CaoyuanNo.2’)为对照,采用显微镜观察比较两品种的根、茎、叶解剖结构特征,为揭示‘草原4号紫花苜蓿’抗蓟马特性提供理论依据。结果显示:(1)‘草原4号紫花苜蓿’根部解剖结构的皮层薄壁细胞厚度、内皮层厚度、形成层厚度、木质部厚度和木射线宽度等5个指标均极显著高于(P<0.01)‘草原2号杂花苜蓿’,其中木射线宽度(159.37μm)是‘草原2号杂花苜蓿’的1.82倍。(2)‘草原4号紫花苜蓿’的茎部厚角组织厚度(21.4μm)极显著高于‘草原2号杂花苜蓿’(P<0.01),而韧皮部宽度、髓直径却均极显著低于‘草原2号杂花苜蓿’(P<0.01)。(3)‘草原4号紫花苜蓿’叶片解剖构造的7个指标均极显著高于‘草原2号杂花苜蓿’(P<0.01),其中栅栏组织层数(2~3层)极明显地高于‘草原2号杂花苜蓿’(1~2层)。研究表明,‘草原4号紫花苜蓿’的组织结构特征具有明显的抗虫特征,且其组织的抗虫特征比‘草原2号杂花苜蓿’更为突出。

亚洲小车蝗在不同生境中的群落动态研究

亚洲小车蝗(Oedaleus decorus asiaticus B.Bienko)是内蒙古草原主要的蝗虫危害种,为了研究其在不同生境中的动态规律,在内蒙古锡林郭勒盟镶黄旗,采用野外剪样方和扫网的方法,研究了亚洲小车蝗发生时,不同生境中植物与蝗虫种群结构的变化,并进行了室内食量验证。结果表明,亚洲小车蝗数量同植物盖度呈负相关(R=-0.770 8,P<0.01),同植物生物量呈负相关(R=-0.905 2,P<0.01),草场中蝗虫多样性同植物多样性呈正相关(R=0.588 4,P<0.05);蝗虫总数同植物盖度呈负相关(R=-0.759 3,P<0.01),同植物生物量呈负相关(R=-0.859 7,P<0.01);羊草为优势种的样地中蝗虫数量少于针茅为优势种的样地;室内饲养表明,小车蝗对羊草的消耗量大于针茅(P<0.05);以上结果说明,亚洲小车蝗选择草场时优先选择合适的栖境而不是食料植物。亚洲小车蝗的防治重点应放在适合小车蝗栖息的地点,而不仅是食料植物为主的地区。

RNAi介导的GdHsp60和GdHsp70基因沉默对沙葱萤叶甲幼虫抗寒性的影响

【目的】本研究旨在比较不同RNAi方法对沙葱萤叶甲Galeruca daurica幼虫热激蛋白基因(GdHsp60和GdHsp70)的沉默效率,以选择一种可高效降低靶基因表达水平的研究方法,明确这两个热激蛋白在沙葱萤叶甲幼虫抗寒性中的作用。【方法】分别通过饲喂法和显微注射法进行RNAi沉默沙葱萤叶甲1和2龄幼虫的GdHsp60和GdHsp70,采用qPCR检测GdHsp60和GdHsp70的沉默效率;通过显微注射法分别对GdHsp60和GdHsp70进行RNAi后24 h,用热电偶法测定沙葱萤叶甲2龄幼虫过冷却点和结冰点,生物测定沙葱萤叶甲2龄幼虫暴露于不同低温条件下(-6~-14℃)2 h的半致死温度(Ltemp)以及在-5℃低温条件下处理不同时间后的半致死时间(Ltime)。【结果】用饲喂法和显微注射法进行RNAi均可以降低GdHsp60和GdHsp70的表达水平,但显微注射法的沉默效率更高。与对照组(显微注射dsGFP)相比,沙葱萤叶甲2龄幼虫分别显微注射dsGdHsp60和dsGdHsp7024 h后,GdHsp60和GdHsp70的表达水平均降至最低,分别降低了84.15%和92.38%。在沙葱萤叶甲2龄幼虫中,显微注射dsGdHsp6024 h后其过冷却点、结冰点、Ltemp及Ltime值分别为-10.56±0.42℃,-7.66±0.56℃,-8.33℃和49.25 h,显微注射dsGdHsp7024 h后其过冷却点、结冰点、Ltemp及Ltime值分别为-9.08±0.23℃,-6.09±0.28℃,-8.20℃和52.21 h,而对照组的分别为-14.71±0.11℃,-13.94±0.09℃,-10.63℃和87.13 h。与对照组(显微注射dsGFP)相比,在沙葱萤叶甲2龄幼虫分别显微注射dsGdHsp60和dsGdHsp7024 h后过冷却点、结冰点和Ltemp显著上升,而Ltime值显著缩短。【结论】显微注射法可作为沙葱萤叶甲Hsp相关基因RNAi的主要干扰方法;沉默GdHsp60和GdHsp70基因均会显著降低了沙葱萤叶甲幼虫的抗寒能力。

沙葱萤叶甲核糖体蛋白基因GdRpS3a的克隆、分子特性及表达分析

核糖体蛋白(ribosomal protein,Rp)是一类参与蛋白质合成、细胞代谢、机体免疫及信号传导等重要功能的蛋白质。本研究旨在克隆沙葱萤叶甲Galeruca daurica核糖体蛋白S3a基因cDNA全长序列,分析其分子特性和表达模式,以期为进一步研究其在沙葱萤叶甲生长发育及滞育中的作用提供必要的基础。根据现有的沙葱萤叶甲转录组测序数据,应用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆获得了沙葱萤叶甲RpS3a基因的全长cDNA序列,命名为GdRpS3a(GenBank登录号:MN660144)。该基因全长为800 bp,开放阅读框全长为687 bp,编码228个氨基酸,具有核糖体蛋白S3a家族的保守功能域;预测分子量为25.63 kDa,等电点pI为10.53,无信号肽和跨膜结构。同源序列比对和系统发育分析表明,GdRpS3a与玉米根萤叶甲Diabrotica virgifera virgifera RpS3a的亲缘关系最近,其氨基酸序列一致性最高为54.10%。采用qPCR技术检测该基因在沙葱萤叶甲不同发育阶段(卵、1~3龄幼虫、预蛹、蛹及成虫羽化3、7、10、15、25、40、60、80和100 d)和3日龄成虫在不同温度(0、5、10、15、20、25、30、35和40℃)处理1 h后的表达谱。结果表明:GdRpS3a在不同发育阶段的沙葱萤叶甲体内均有表达,在成虫滞育结束后表达量最高,在卵期和成虫滞育期间低表达。温度对GdRpS3a的表达有显著的影响,30℃下最高,0℃下最低。GdRps3a的表达与沙葱萤叶甲生长发育阶段及环境温度有关,可能在沙葱萤叶甲成虫夏滞育中起着重要作用。