准噶尔盆地古尔班通古特沙漠生物结皮蓝藻研究

通过对古尔班通古特沙漠中9个样地73份生物土壤结皮蓝藻的研究,分析该沙漠生物结皮中蓝藻的区系组成、生态分布特点和蓝藻在生物结皮中的作用机制。研究表明,该沙漠中有蓝藻门植物6科25属77种,其中以丝状种类占优势;蓝藻在不同地貌部位分布略有差异,在丘间低地种类最为丰富;不同种类的蓝藻对地貌部位的选择性不同,大部分对地貌部位具有选择性;蓝藻种类和数量在结皮层较多,在结皮下层明显减少。生物结皮的显微观察揭示了丝状蓝藻和胞外多糖形成错综复杂的网状结构,起着捆绑、黏结沙粒和固定沙粒的作用。     

白洋淀围隔中不同生物组合调控水质实验

在白洋淀建成10个原位围隔,研究穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、圆顶珠蚌(Unio douglasiae)和圆顶珠蚌+金鱼藻等不同生物组合在调控水体富营养化方面的效能与稳定性.在围隔中,分别种(投)入密度为10株/m2穗花狐尾藻、20株/m2金鱼藻、195 g/m2圆顶珠蚌和20株/m2金鱼藻+195 g/m2圆顶珠蚌.结果表明,穗花狐尾藻和金鱼藻能有效控制浮游植物的生物量,并改善水体透明度,使水体中总氮含量和总磷含量明显下降,透明度增加,浮游植物多样性明显增加,水体富营养化指数明显下降;圆顶珠蚌对水体中的总氮、总磷和叶绿素a有一定的去除作用,但对水体透明度、氨氮含量和营养状态影响不大;金鱼藻和圆顶珠蚌组合的水体净化效果要优于单一种植金鱼藻和穗花狐尾藻.     

固沙植被区生物土壤结皮中蓝藻群落的多样性

采用非培养法对腾格里沙漠沙坡头固沙植被区的蓝藻多样性进行了研究,通过蓝藻通用引物PCR扩增其16S rDNA序列并构建16S rDNA文库,对阳性克隆进行测序、比对分析和构建系统发育树,同时通过Shannon-Weaver多样性指数、Chao和ACE丰富度指数及Simpson优势度指数对蓝藻多样性进行比较分析。结果表明:腾格里沙漠沙坡头地区蓝藻可分为5大类:颤藻目(Oscillatoriales,64.55%),色球藻目(Chroococcales,1.82%),念珠藻目(Nostocales,16.36%),宽球藻目(Pleurocapsales,6.82%)和未分类蓝藻(10.45%)。人工固沙植被区经过57年的恢复,蓝藻群落Chao和ACE丰富度指数均明显小于天然植被区(恢复逾100年),而且其群落结构与天然植被区仍然存在着统计学显著差异的区别,说明荒漠区生态系统微生物多样性的恢复是一个长期的过程。     

生物结皮中优势蓝藻胞外多糖对几种荒漠草本植物种子萌发的影响

蓝藻是荒漠生物结皮的重要组成。选取生物结皮中的优势蓝藻(具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、眼点伪枝藻(Scytonema ocellatum)、地木耳(Nostoc commune)),通过提取其胞外多糖,研究了不同蓝藻胞外多糖对荒漠植物种子萌发的影响。结果表明:具鞘微鞘藻、眼点伪枝藻的胞外多糖对粗枝猪毛菜(Salsola subcrassa)的种子萌发表现为低浓度抑制、高浓度促进作用,地木耳的胞外多糖仅在高浓度时对粗枝猪毛菜的种子萌发具有促进作用(p<0.05);具鞘微鞘藻胞外多糖对小花荆芥(Nepeta micrantha)种子萌发无明显的影响作用,但眼点伪枝藻和地木耳对小花荆芥种子萌发具有抑制作用。具鞘微鞘藻、眼点伪枝藻和地木耳胞外多糖对琉苞菊(Hyalea pulchella)种子萌发具有明显的抑制作用。藻种胞外多糖组分的差异和不同种子的生物学特性差异可能是造成不同藻种胞外多糖对种子萌发产生不同影响的主要原因。     

两种荒漠蓝藻生长特征及其对培养水体微环境的影响

人工生物土壤结皮是近年来新兴的绿色环保固沙材料,是目前沙区生态恢复研究的前沿和热点,用于人工生物土壤结皮培养的荒漠蓝藻等生物体的产量是该技术大规模应用的限制因素。为了解荒漠蓝藻的生长特征及其影响因子,以分离于腾格里沙漠蓝藻结皮中的优势荒漠蓝藻——具鞘微鞘藻(Microcolus vaginatus)和念珠藻(Nostoc carneum)为对象,探索了实验室条件下接种密度对荒漠蓝藻生长和培养水体pH及电导率的影响。结果显示：随着接种密度的增加,具鞘微鞘藻和念珠藻生长进入稳定期的时间提前。在生长初期,具鞘微鞘藻在0.35、0.95 mg·L^-1密度下的干重显著高于2.13、6.59、13.42 mg·L^-1密度下的干重,生长后期则相反。在生长前期和后期,念珠藻在0.04～0.32 mg·L^-1密度下的干重和总质量均显著高于0.86～2.59 mg·L^-1密度下;具鞘微鞘藻在6.59～13.42 mg·L^-1密度下的总质量显著高于0.35～2.13 mg·L^-1     

荒漠蓝藻规模化培养试验

以人工生物土壤结皮治理沙化土地技术是近年来新兴的绿色环保固沙技术,是目前沙区生态恢复研究的热点。然而,用于人工生物土壤结皮培养的荒漠蓝藻等生物体的产量是限制该技术大规模应用的瓶颈。为阐明荒漠蓝藻规模化培养的生长特征及其限制因子,以分离于腾格里沙漠蓝藻结皮中的优势荒漠蓝藻——鱼腥藻（Anabaena cylindrica）、具鞘微鞘藻（Microcoleus vaginatus）、念珠藻（Nostoc carneum）、席藻（Phormidium sp. NIES-2121）、伪枝藻（Scytonema sp. NIES-4073）、爪哇伪枝藻（Scytonema javanicum）和单歧藻（Tolypothrix tenuis）为研究对象,测定了不同扰动时长下荒漠蓝藻的生长特征和产量,分析了荒漠蓝藻的生长与扰动时长、温度、光照强度、光合有效辐射、pH和电导率对荒漠蓝藻的影响。结果显示：荒漠蓝藻接种后干重先迅速增加后逐渐趋于稳定,而6 h和12 h扰动下干重在培养后期高于3 h扰动;荒漠蓝藻在3、6、12 h扰动下的总质量分别为每培养池（15 m³）0.858、0.940、0.841 kg;在3 h和12 h扰动下荒漠蓝藻干重与日均温度呈显著二项式相关,与日均光照强度和日均光合有效辐射呈显著负相关;荒漠蓝藻总质量与有效积温显著正相关。6 h扰动时长下荒漠蓝藻的总质量最高,且6 h扰动下荒漠蓝藻长势好于3 h,较12 h扰动耗能小。在荒漠蓝藻规模化培养时应将扰动时长设置为6 h,且确保生长期内的有效积温应不低于145 ℃。     

新疆阿克达拉水库浮游植物群落生态特征

为了解其水生生物生态现状,于2008年7月(平水期)、10月(枯水期)和次年5月(丰水期)对阿克达拉水库内浮游植物群落生态特征进行了研究.共采集到浮游植物8门101种,其中硅藻40种、绿藻38种、蓝藻7种、裸藻6种、黄藻4种、金藻3种、隐藻2种和甲藻1种,绿藻与硅藻在种类组成上具有显著优势.不同时期浮游植物种类组成呈现...     

干旱沙区生物结皮对土壤膨胀的影响北大核心CSCD

土壤膨胀通过改变土壤结构和水文过程影响土壤系统抵抗力和恢复力。生物结皮可以加速土壤形成,改变土壤理化性质,但生物结皮的形成和发育过程如何影响土壤膨胀还不清楚。本文借助空间取样替代时间的方法和模拟降水(0、1、3、5、10 mm)法,以腾格里沙漠南缘4个年代的固沙植被带(64、39、33、0年)的5种演替阶段的生物结皮(蓝藻、藻-地衣混生、真藓、土生对齿藓和齿肋赤藓)及其土壤为研究对象,旨在阐明生物结皮的形成和发育过程对土壤膨胀的影响及其对降水的响应。结果表明:(1)生物结皮的形成增加了土壤膨胀高度,结皮后土壤的平均膨胀高度是流沙的94倍,平均0.939 mm;(2)不同演替阶段生物结皮均随着其发育年龄的增加显著增加土壤膨胀高度(P<0.05),主要体现在两个方面,在同一植被区,从初级阶段到高级阶段生物结皮的膨胀高度逐渐增加(P<0.05),其中土生对齿藓结皮最显著,同一种结皮在不同植被区,随植被年龄的增加,发育39年的生物结皮膨胀高度增加最显著,其中以藻-地衣混生结皮最显著(P<0.05);(3)降水量增加显著增加生物结皮覆盖下土壤的膨胀高度(P<0.05),藓类结皮对降水量的敏感性最强,特别是对3 mm以内的降水;(4)冗余分析表明生物结皮演替阶段是干旱沙区土壤膨胀的最关键因子(RDA 1:88.21%,RDA 2:6.49%)。     

生物土壤结皮中微生物群落特征综述北大核心CSCD

生物土壤结皮(也称生物结皮)是联结荒漠区地表生物成分与非生物成分的纽带,它不仅是荒漠区生物多样性的“热点”,也是退化生态系统修复的“工程师”。生物结皮的拓殖不仅能稳定地表,影响土壤水文过程,对土壤形成起着重要作用,还对荒漠区土壤碳氮循环等产生重要影响。蓝藻、细菌、真菌和古菌等微生物在生物结皮形成和发挥生态功能过程中发挥重要作用。本文系统总结了全球寒漠、冷漠和热漠生物结皮中微生物的组成和群落特征,厘清了主要生物气候区不同演替阶段的生物结皮中主要微生物物种,对相关微生物的研究进展和存在问题进行了分析,最后从微生物相互作用角度为明确关键枢纽微生物种提出了建议,以期对筛选潜在高效固沙菌种、培育人工结皮促进受损生态系统恢复提供参考。     

毛乌素沙地火电厂周边不同类型生物结皮酶活性及其影响因素北大核心CSCD

选取宁东能源化工基地典型火电厂周边广泛分布的3类生物结皮作为研究对象,探究工矿区生物结皮富集大气降尘重金属对酶活性的影响及其影响深度,在对比分析富集大气降尘过程中土壤理化性质、酶活性及重金属含量变化的基础上,采用相关分析、冗余分析方法探讨了生物结皮各层次土壤酶活性与土壤重金属含量和土壤理化性质之间的相关关系。结果表明:(1)沿藻结皮—混生结皮—藓结皮的演替方向,结皮层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)及全磷(TP)含量显著提升,土壤容重和pH降低;随土层深度增加,土壤理化性质变化不显著。(2)3类生物结皮对源自大气降尘的重金属元素均具有显著的表层富集作用,富集量藓结皮>混生结皮>藻结皮;结皮层重金属污染程度高于下层土壤。(3)4种土壤酶活性沿藻结皮—混生结皮—藓结皮的演替方向呈现一致的规律性,表现为藓结皮>混生结皮>藻结皮。(4)部分重金属元素Zn、Pb、Cd和土壤理化性质如容重、pH、SOC、TN等是影响土壤酶活性的主要因子,但相较于重金属元素,土壤理化性质对酶活性影响更大。     

Extracellular polysaccharides from cyanobacterial soil crusts: A review of their role in dryland soil processes

Cyanobacterial soil crusts are a community of microorganisms living in the soil surface of different habitats worldwide. Through photosynthesis, cyanobacteria produce extracellular polysaccharides (EPS) increasing the soil carbon (C) pool as carbohydrates. The layer of polysaccharides also acts as a mechanical structure surrounding the filamentous cyanobacteria that together with the soil particles form stable aggregates in the topsoil thus decreasing C loss by erosion. Thus despite their apparent importance to the dryland system we have only a limited understanding of their role and possible applications in dryland soil environments. This review draws on these disparate sources of information in order to provide a summary of our understanding of the characteristics, behaviour and influence of cyanobacterial EPS in dryland soils and makes recommendations for further research.     

白令海蓝细菌分布

1999年 7月～ 9月中国首次北极考察期间 ,研究了白令海 2个断面 8个站位海洋蓝细菌数量分布。蓝细菌数量变化在 0～ 7.93× 1 0 3 cell/ml之间 ,水平分布自南向北随纬度的增高而降低 ,在 6 0°N以北的 B1 - 1 2站没有检测到蓝细菌。垂直分布主要分布于 5 0 m以浅 ,最大值出现在B1 - 1站的 2 5 m水深。蓝细菌数量在 5 0 m以下迅速减少 ,到 1 5 0 m水深几乎没有。海水温度和NH+ 4 - N可能是影响蓝细菌数量分布的重要因素     

封禁对沙化土地居民生计及活动影响研究

为探讨封禁保护区建立对不同生态系统类型下沙化土地居民生活影响，通过调查问卷和访 谈方法，对 2017 年甘肃省封禁保护试点县玛曲、民勤和山丹的封禁区（项目区）和未封禁区（对照 区）家庭年均毛收入、恩格尔系数和收入结构指数等经济指标，资源依赖度、人数活动影响指数和 生态意识敏感度等生态指标进行分析。结果表明：经济指标家庭年均毛收入和收入结构指数均呈 现玛曲<民勤<山丹的特征；恩格尔系数表现相反，玛曲、民勤和山丹分别为（项目区 0.35、对照区 0.33）、（项目区 0.34、对照区 0.29）和（项目区 0.30、对照区 0.26），恩格尔系数和家庭年均毛收入呈显 著负相关，相关系数分别为（项目区-0.946、对照区-0.923）、（项目区-0.894、对照区-0.927）、（项目 区-0.901、对照区-0.961）；生态指标资源依赖度和人类活动指数为玛曲>山丹>民勤，生态意识敏感 度指标呈现玛曲<民勤<山丹的特征。经济指标恩格尔系数和民勤的收入结构指数为项目区>对照 区，家庭年均毛收入和玛曲及山丹的收入结构指数为项目区<对照区，除恩格尔系数外均形成显著 差异（P＜0.05）；生态指标资源依赖度、人类活动指数和生态意识敏感度均为项目区>对照区，且均 形成显著差异（P＜0.05）。从整体看，对照区较项目区生态及经济状态较好，但项目区生态破坏的 趋势得到一定程度的遏制，收入结构由单一向多样转变。该结论为指导沙化封禁保护区经济增长 方式转变、合理区划及区域可持续发展提供依据。     

毛乌素沙地南缘人工植被区生物结皮发育特征

防沙治沙和生态修复工程实施之后,有植物定植的沙丘表面广泛发育了生物结皮。揭示不同类型人工植被与生物结皮发育特征之间的关系对受损荒漠系统的生态修复具有重要的参考价值。采用野外调查的方法,对毛乌素沙地南缘沙区不同类型人工植被区(羊柴Hedysarum mongdicum、小叶杨Populus simonii、沙柳Salix psammophila+羊柴、紫穗槐Amorpha fruticosa和沙地柏Sabina vulgaris)生物结皮厚度、抗剪强度、总盖度及分盖度进行了测定。结果表明:不同类型人工植被区生物结皮发育特征表现出较大差异,小叶杨样地生物结皮厚度、抗剪强度和总盖度均显著高于其他类型人工植被区(P<0.05),羊柴、沙柳+羊柴样地生物结皮的盖度较低。分盖度的调查结果表明,小叶杨样地生物结皮以藓类结皮为主,其余样地则以藻类结皮为主。生物结皮盖度随植被盖度的增加而减少,随表层(0~5cm)土壤含水量的增加而增加。小叶杨的建植有利于生物结皮的扩殖,沙柳行带间栽植羊柴则不利于生物结皮的发育。     

2000-2010年黄河源玛曲高寒湿地生态格局变化

玛曲湿地作为黄河上游重要的水源涵养以及补给区之一,对于调节黄河水量与泥沙量、维持生物多样性和区域生态平衡以及实现社会经济的可持续发展具有重要意义。为揭示和分析近10 年来玛曲高寒湿地系统动态变化特征及其区域差异性,应用2000 年、2010 年两期Landsat TM卫星影像提取玛曲景观类型信息,对玛曲湿地分布格局变化进行分析;利用S-G 滤波以及最大值合成法处理后的2000-2010 年MODIS归一化植被指数（NDVI）数据,进行一元线性回归分析,模拟湿地生态系统的空间演变趋势;运用长期气候观测数据,采用最小二乘法对玛曲湿地变化与气候之间的相关关系进行分析与探讨。结果表明：近10 年来玛曲夏季年际NDVI值呈现波动减小的趋势,“黄河第一弯”玛曲腹地的阿万仓处NDVI减少明显,且存在沼泽草甸向亚高山草甸类型转化趋势。另外,玛曲高寒湿地变化与降水量及温度的年际变化均有关系,但与降水量的相关关系更强。     

中国西北地表能量分配影响因子及特征空间法适用性北大核心CSCD

利用2009年地面实测资料,分析中国西北地区不同气候区潜热、感热及其与净辐射之比随土壤体积含水量、土壤温度及入射辐射的变化特征,并结合2000—2018年中分辨率成像光谱仪(MODIS)产品讨论特征空间法在中国西北地区的适用性。结果表明:在以玛曲站为代表的高寒湿润区,入射能量始终是潜热的主导因素,用于潜热估算的斜率φ可直接取1.26,潜热估算精度依赖于净辐射的反演结果。在以兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACOL,榆中站)和长武站为代表的半干旱、半湿润区,当入射能量充足时,土壤水分成为潜热的主导因子,这时候使用特征空间法估算的斜率φ值与实测值相关性显著,φ的估算精度将直接影响潜热估算结果。所以,特征空间法适用于以水分为潜热主导因子的地区和时段,且要满足植被指数与地表温度呈负相关。另外需要注意的是在选择特征空间法研究区时必须保证植被指数与地表温度的散点呈规则的“三角形”。     

Cryptoendolithic lichen and cyanobacterial communities of the Ross Desert, Antarctica

Cryptoendolithic microbial communities in the Ross Desert (McMurdo Dry Valleys) are characterized on the basis of photosynthetic microorganisms and fungi. Two eukaryotic communities (the lichen-dominated and Hemichloris communities) and three cyanobacterial communities (the red Gloeocapsa, Hormathonema-Gloeocapsa, and Chroococcidiopsis communities) are described. Eleven coccoid, one pleurocapsoid, and five filamentous cyanobacteria occurring in these communities are characterized and illustrated. The moisture grade of the rock substrate seems to affect pH, formation of primary iron stain, and the distribution of microbial communities.