干旱、半干旱地区蒙古扁桃种子萌发对土壤水分和播种深度的响应特征

蒙古扁桃种子在4%~16%的各含水量条件下, 出苗率高达96%~98%且差异不显著(P>0.05), 在4%~13%的土壤含水量下, 发芽指数、活力指数、平均出苗日数极显著高于16%含水量下的值(P<0.01), 其种子萌发最适宜的土壤含水量为4%~13%. 随土壤含水量的升高, 苗高增加, 根冠比和壮苗指数降低, 根长、幼苗生长量、干物质积累量先升高后降低, 幼苗生长最适宜的土壤含水量为7%~16%; 较低的土壤水分下可以提高幼苗的抗旱性, 有利于培育壮苗. 随播种深度的增加, 出苗率下降, 平均出苗日数增加, 出苗速率放缓, 保证全苗的最适宜播深为0~1 cm, 保证壮苗的最适宜播深为1~3 cm. 种子萌发形成的幼苗为子叶留土型双子叶植物幼苗.     

季节性低温胁迫下陇东黄土高原油污土壤环境因子对耐冷混合菌场地生态修复的响应

为了揭示季节性低温胁迫下陇东黄土高原油污土壤环境因子对耐冷混合菌场地生态修复的响应机制,利用自主筛选构建的耐冷石油降解混合菌在甘肃省庆阳市庆城县马岭镇长庆油田陇东油泥处理站开展了为期7个月的场地修复实验,采用常规方法测定了不同季节土壤理化特性、酶活性和微生物群落特性等环境指标。结果表明：（1）在季节性低温胁迫下（9-11月）M2组（耐冷混合菌处理组）月平均降解率明显增加（P<0.01）,JZJ+M1组（金盏菊联合常温混合菌处理组）和M2组累计TPH降解率分别为15.37%±3.51%和28.64%±4.12%。（2）M2组土壤脱氢酶和多酚氧化酶在低温季节（LT）活性最高,且温度和处理存在显著交互作用（P<0.01）。在土壤营养元素方面,无论何种处理方式（JZJ+M1和M2）二者含量均为RT（常温季节）高于LT（P<0.05）,同时明显高于CK组（P<0.05）。（3）M2组土壤微生物群落Shannon-Wiener指数和均匀度指数在LT高于RT（P<0.05）。（4）NMDS和Pearson相关性分析结果显示,M2组在低温季节具有较高TPH降解率主要与土壤多酚氧化酶、脱氢酶、单月TPH降解率（μ2）和Shannon-Wiener指数有关,且均呈极显著正相关关系。通过分析环境因子的季节响应,优化场地修复在低温环境的降解条件、加速低温期石油烃降解速率,以期为陇东地区低温耐冷混合菌场地生态修复技术的推广应用提供参考和基础数据资料。     

1976-2017年青藏高原可可西里盐湖面积动态变化及成因分析

青藏高原湖泊是全球气候变化的敏感指示器。近56年来,可可西里地区气候呈显著暖湿化趋势,其中气温上升速率为0.33℃·（10a）^-1（R=0.746,P<0.01）,降水增加速率为23.4mm·（10a）^-1（R=0.422,P<0.01）。近40年来,盐湖面积总体呈增大趋势,其中,1976-2011年溃堤前盐湖面积以1.63 km²·a^-1的速率扩大,溃堤后以8.51 km²·a^-1的速率持续扩大。总体来看,近40多年来,盐湖面积先后经历了缓慢增大（1976-2011年）→急剧增大（2012-2013年）→稳定增大（2014-2017年）三个阶段。盐湖面积前期缓慢扩大的主要原因是可可西里地区气候暖湿化的结果,而后期面积急剧扩大的主要原因是因为2011年9月15日盐湖上游的卓乃湖溃堤,导致下游的3个湖泊（库赛湖、海丁诺尔湖和盐湖）串连成一体;冰川和冻土融水可能是引起可可西里盐湖面积扩张的原因,但并非主要原因。后期盐湖面积还将呈稳定增大趋势。盐湖面积扩大导致盐湖湖水淡化,周边草地受到淹没破坏的面积不断扩大,这种变化不仅对其周边草地生态环境产生破坏,还可能对可可西里周边重大工程设施产生不利影响。鉴于盐湖面积今后还将持续增大,并对其周边重大工程设施产生不利影响。因此,应用多源卫星资料对盐湖进行长期持续的跟踪观测仍将是相关政府部门关注的重点。     

大兴安岭下嘎来奥伊铅锌矿床钾长花岗岩的岩石成因及地质意义

下嘎来奥伊铅锌矿床位于黑龙江省西北部,大地构造位于额尔古纳地块额木尔山隆起带南缘与大兴安岭火山岩带北缘接合部位的西段。研究区广泛分布大面积不同期次侵入岩,矿体产于中酸性浅成侵入岩及其与大理岩接触带——矽卡岩带中。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,下嘎来奥伊钾长花岗岩成岩年龄为（168.9±2.1）、（165.9±2.1） Ma,认为其成矿时代为中侏罗世。元素地球化学测试结果显示,下嘎来奥伊钾长花岗岩属于准铝质-弱过铝质碱性系列;岩石具有高Si、K、碱和贫Al质量分数的特征;A/CNK值为0.97~1.02;锆石饱和温度介于760~851℃之间,平均温度为811℃,具A型花岗岩特征;稀土元素特征表现为轻稀土富集、重稀土相对亏损,富集大离子亲石元素（Rb、K）和高场强元素（Th、U、Zr、Hf）,亏损高场强元素（P、Ti、Nb、Ta）,具Eu负异常（δEu值为0.01~0.27）。下嘎来奥伊钾长花岗岩w（Sr）=（13.20~62.80）×10^-6,平均值为38.95×10^-6,w（Yb）=（2.44~7.81）×10^-6,平均值为4.50×10^-6,属于低Sr高Yb质量分数型花岗岩。结合区域大地构造背景及相关研究认为,矿区钾长花岗岩的形成与中侏罗世蒙古—鄂霍茨克洋闭合所形成的伸展环境密切相关。     

青藏高原多年冻土区高寒草甸土壤水分入渗变化研究

在多年冻土区典型坡面上,将坡面划分为坡下（L）、坡中（M）和坡顶（H）三个坡位,每个坡位上各选取92%、60%和30%植被盖度为研究对象,用双环入渗仪测定土壤水分入渗过程,对影响土壤入渗过程的环境因子进行了分析,并基于土壤物理特性及土壤水分的测定进行模型模拟。结果表明：研究区不同植被盖度下土壤水分入渗性能在活动层冻融过程中差异明显,初始含水量和初始入渗率具有较好的负相关关系;稳定入渗率大小为：活动层融化期,92%（0.61 mm·min^-1） > 60%（0.50 mm·min^-1） > 30%（0.29 mm·min^-1）;活动层开始冻结期,60%（0.56 mm·min^-1） > 30%（0.39 mm·min^-1） > 92%（0.26 mm·min^-1）。土壤水分入渗速率具有显著的坡位差异并与冻土的冻融循环过程关系紧密。主要表现为,稳定入渗速率随坡位高度的降低依次递减;同一坡位下,开始冻结期入渗速率小于融化期。在整个入渗阶段,坡顶的累积入渗量是最大的,体现了较好的入渗性能。影响高寒草甸土壤水分入渗的环境因子主要有容重,有机质含量及粒径<0.1 mm微粒。通过比较研究得出,在长江源地区,活动层融化期通用经验模型f（t）=a+bt^-n更适用于该研究区域高寒草甸土壤水分入渗过程的研究,而在开始冻结期Horton模型f（t）=i_c+（i₀-i_c）e^-kt则具有更好的适用性。     

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10cm处土壤温度和5cm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10cm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5cm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。     

祁连山不同草地类型区土壤有机碳组份的差异

为明确高寒地区土壤有机碳库的组成及稳定程度,选择祁连山地区3种草地类型区（高寒草甸、高寒草原和高寒沼泽草甸）为研究对象,分层对0～50 cm土壤中重组、轻组组分进行分离提取,测定并分析重组有机碳（heavy fraction organic carbon,HFOC）和轻组有机碳（light fraction organic carbon,LFOC）含量.结果表明,不同草地类型对土壤HFOC和LFOC含量及其分配的影响不同,HFOC、LFOC含量在土层间均具有明显的垂直变化,呈上高下低趋势,各区域间差异明显;高寒沼泽草甸LFOC含量最高,高寒草原次之,高寒草甸最低,即不同草地类型区土壤有机碳库稳定程度大小依次为：高寒草甸>高寒草原>高寒沼泽草甸;土壤pH、含水率、TC、SOC、TN含量与C/N值与土壤HFOC、LFOC含量呈极显著相关（p<0.01）.综上,祁连山草地生态系统土壤有机碳库组成及稳定程度受草地类型、土壤理化性质及环境变量影响.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川浅冰芯中红酵母菌多样性及种系的产酶特性分析

采用4种分离培养基分离可培养酵母菌, 通过分析ITS区序列确定菌株的分类地位。利用多点接触法筛选产酶菌株, 并对菌株的生理生化特征进行比较分析。结果显示： 从乌鲁木齐河源1号冰川（简称乌源1号冰川）浅冰芯中一共分离得到317株酵母菌, 通过ITS rRNA基因序列的NCBI比对和MSP-PCR指纹分型分析发现其中45株为原红酵母菌（Rhodotorula）, 分为5个种R.glutinis、 R.araucariae、 R.mucilaginosa、 R.kratochvilovae和R.diobovata。通过方差分析和聚类分析对45株红酵母进行产酶差异分析, 揭示红酵母菌的各个种群与胞外酶活性的关系。所有菌株至少产两种胞外酶, 其中产纤维素酶菌株占98%, 产果胶酶菌株占100%, 产淀粉酶和脲酶的菌株各47%, 产蛋白酶和脂肪酶的菌株分别占20%和9%, 而菌株YHB-9、 YHB-15、 YHB-39和YHB-45可以产5种酶, 所有菌株都不产几丁质酶。19株菌的最适生长温度在21 ℃左右, 26株菌的最适生长温度在24 ℃左右, 属于耐冷酵母菌。此外, 乌源1号冰川浅冰芯中分离出的红酵母的产酶性状没有表现出物种特异性, 即种间差异不显著, 但产低温酶性能良好, 在生物技术应用方面具有良好的开发潜力。     

冻融交替对不同年代排水造林湿地土壤微生物活性及有机碳密度的影响

以小兴安岭湿地土壤为研究对象,基于室内分析和冻融实验,分析了冻融作用下不同年代排水造林湿地土壤微生物量、酶活性以及有机碳密度的变化趋势,探讨了不同年代排水造林湿地土壤微生物活性与有机碳密度之间的相关关系,以期为深入认识冻融期间高寒高纬度地区土壤碳循环过程提供参考依据。结果表明：（1）冻融次数对土壤微生物量碳、氮含量影响显著（P<0.05）,经历9次冻融循环后,土壤微生物量碳、氮含量比冻融前明显减少;在三种不同年代排水造林的湿地中,排水时间越短,土壤微生物量碳、氮含量下降幅度越大,表明长时间的反复冻融交替可能导致土壤微生物量的进一步减少。（2）冻融前后,土壤蔗糖酶和淀粉酶活性均表现为下降趋势,且多次冻融交替后,-25~5℃冻融处理比-5~5℃冻融处理酶活性更低,表明较大的冻融温差更能降低土壤酶的活性度。（3）随着冻融次数和冻融温度的变化,四种湿地的土壤有机碳密度基本保持稳定,但其与土壤微生物量、酶活性却存在着高度的正相关性,通过探究微生物活性所调控的土壤过程,可以直接或间接了解土壤有机碳密度的变化趋势,便于从本质上验证其响应机制。     

祁连山中东部青海云杉径向生长对气候变暖的响应差异

气候变暖对森林生态系统产生了深刻影响,而树木生长对气候变化做出了不同的响应。本研究利用采自祁连山中、东部不同海拔梯度的青海云杉（Picea crassifolia）树轮样本,分别建立了中部和东部6个树轮宽度年表,分析了树木径向生长与各气候要素的关系以及随时间变化的稳定性。结果表明：祁连山中部青海云杉对降水和scPDSI较东部更为敏感。中部树轮宽度年表与当年5—7月的scPDSI极显著正相关（P<0.001）,东部树轮宽度年表与前一年9月和当年5月scPDSI显著正相关,表明中部LCH区域青海云杉径向生长主要受当年5—7月土壤水分条件的限制;东部XYH区域则受前一年9月和当年5月的土壤水分的限制。20世纪80年代中东部温度显著升高（P<0.001）,中东部树木生长受高温引起的干旱胁迫增强;20世纪90年代以后,由于中部降水增加而东部降水变化不明显,中部树木生长干旱压力得到缓解,东部森林受干旱的限制作用增强。此外,中东部青海云杉与温度、降水和scPDSI的相关关系逐渐趋向一致,未来气候的持续变暖或许将减小中东部树轮-气候关系的差异。     

不同人为干扰方式对桂西北喀斯特草丛群落土壤种子库组成与分布的影响

采用野外调查和室内萌发相结合的方法,对桂西北典型喀斯特峰丛洼地刈割、开垦和火烧3种不同人为干扰方式下草丛群落的土壤种子库进行了比较研究。结果表明: ① 3种不同干扰方式草丛群落土壤种子库密度存在显著差异,其种子密度大小为: 刈割群落> 开垦群落> 火烧群落;②刈割、开垦、火烧干扰草丛种子主要分布在0～ 2cm ( 67% )、2～ 5cm ( 55% )、5～ 10cm ( 37% )的土层中;③刈割群落土壤种子库中乔、灌、草生活型的物种比例大于开垦和火烧干扰群落;④ 3种不同干扰方式草丛群落土壤种子库的丰富度指数、Sha nno n-Wie ner 指数和Simpson指数的大小顺序均为: 刈割群落> 开垦群落> 火烧群落,同群落物种数变化趋势一致,与生态优势度呈相反趋势;均匀度指数大小顺序为: 刈割群落> 火烧群落> 开垦群落。⑤从土壤种子库与地面植被物种组成相似性系数来看,刈割群落和开垦群落相似性系数较大,而火烧群落地上与地下物种组成有较大区别,相似性系数为0.296。研究结果表明,刈割干扰相对开垦和火烧更有利于喀斯特地区草丛群落土壤种子库的维持与保护。      

干旱区土壤种子库的研究进展

土壤种子库在连接过去、现在和将来的植物种群和群落的结构和动态中起着重要的生态和进化作用,对保护和恢复干旱区植被起着重要的作用。从土壤种子库的研究方法、数量特征、分布格局、时空动态、与地上植被关系、年龄结构及影响因素等方面论述了干旱区土壤种子库研究的若干进展,展望了干旱区土壤种子库的研究趋势。     

Does seed availability limit plant establishment during salt marsh restoration?

Patterns of seed dispersal and seed bank accumulation need to be known to predict the species that will recruit into restoration sites versus those that must be introduced. We assessed the temporal and spatial patterns of seed availability and seed accumulation on the salt marsh plain of an 8-ha resforation site, based on seedlings that emerged from tidal material, wrack, rabbit pellets, and soil samples (in controlled experiments). We compared results from the first 3 yr of restoration (2000–2002) with results from a 5-yr-old restoration and an extant marsh, all within Tijuana Estuary, California. Seed dispersal was limited for most marsh plain species. Tidal dispersal occurred mainly in winter; seedling density and richness were highest with high spring tides and after fruiting of the dominant species,Sarcocornia pacifica (>90% of emergent seedlings).S. pacifica was also common in the seedlings that emerged from soil seed banks (up to 63%) and wrack (60%), while other species common in the vegetation were present at much lower densities. Seed bank accumulation in restored sites was low and few species were abundant. Seedlings that emerged from soil samples from the youngest restoration were mostly invasive exotics (64%), those of the 5-yr restoration were mostlyS. pacifica (63%), and those from the nearby extant marsh were mostlyTriglochin concinna (70%), despite more diverse vegetation. No salt marsh seedlings emerged from rabbit pellets; all were invasives (Mesembryanthemum crystallimum andCarpobrotus edulis). Emerging seedlings were much sparser in soil from the younger restoration than from the 5-yr restoration and the extant site (32.9±5.7<4642.2±1131.5 and 4689.3±359.3 seedlings m⁻², respectively). Because dispersal is limited for most species, restoring diverse vegetation will require seeding or planting. Natural recruitment could be facilitated by completing restoration by early winter, when seeds of native plants have maximum tidal dispersal.     

Temporal variation of soil seed banks in two different dune systems in northeastern Inner Mongolia,China

To assess the potential contribution of soil seed banks to seedling recruitment, and to the vegetative processes of dune systems in semi-arid areas, a comparison of temporal variation in soil seed bank was made between active and stabilized dune systems in northeastern Inner Mongolia, China. The results showed that between-year difference in seed density for the stabilized system was smaller than that for the active one, but there were similar variations with season in seed bank for both dune systems. Furthermore, seed densities of the dominant species on the respective dune type (i.e., annuals on the stabilized dune and psammophytes on the active dune) varied more sharply with season, but more gently in annual variation than those of other phytogroups. These findings suggest that (1) seeds of annuals in the soil of the stabilized dune, or seeds of psammophytes in the soil of the active dune contributed much to seedling recruitment or plant species colonization, (2) the relationship between soil seed bank and seedling recruitment was complex in both dune systems.     

寒区大坝心墙土料冬季冻融与防控监测

两河口水电站是雅砻江干流规划开发中的中游控制性龙头电站,大坝为300米级砾石土心墙堆石坝。由于地处川西高原气候区,冬季气候寒冷干燥,大坝心墙土料填筑过程中面临着冻融问题的困扰。基于一个完整冬季的现场监测,系统分析了这一寒区大坝心墙建筑过程中砾石土、接触黏土土料温度变化规律、冻融特征与影响因素以及现有保温措施防冻效果。结果表明,无保温措施条件下,砾石土、接触黏土均出现了负温冻结现象,其中砾石土最大冻结深度达20 cm,接触黏土达14 cm,土料冻结持续时间不超过1个昼夜,为短时冻土。土料降温冻结过程以与外界大气对流换热过程为主,受气温、风速条件影响显著,波动范围较大,而升温融化过程以太阳辐射增温过程为主,与有效辐射起始时间密切相关,因此波动范围较小。监测期内,采用三布两膜保温材料覆盖可有效防止心墙土料冻结的发生,有、无保温材料覆盖条件下浅层土料最低温度可相差约5℃。结合监测结果和现场实际,建议将现有心墙防渗土料半幅填筑方式转换为全幅填筑,并研发轻质、憎水保温材料及其快速收放机械设备,以提高填筑作业进度、强化防冻效果。系统完整的现场实测结果,可为未来寒区水电大坝建设提供基础数据和参考。     

由我国历史飞蝗北界记录得到的古气候推断

本文利用我国古代有关飞蝗的文献记录,整理出近1000年来飞蝗记录地域北界变动资料,根据飞蝗的生态习性,推断出飞蝗发生在我国北纬41°以北地区的年份的气温条件指出1162～1177年、1265～1280年和1763～1773年是我国东北地区气候温暖的时段,这分别为南宋气候、中世纪温暖期和小冰期的回暖期提出新的佐证。     

东北多年冻土区露天煤矿回填后地温恢复影响因素分析

针对东北多年冻土区古莲河露天煤矿回填的问题,利用数值模拟方法,对露天煤矿回填后地温变化及影响因素进行分析。结果表明:影响地温恢复的主要因素是填土深度,其次是填土温度;气候变暖情景下,填土区地温呈现先降低后升高的趋势,起负影响的控制时间点是填土后50 a左右;填土对下覆及侧向区域的热影响随外界因素变化不大,影响范围在5 m内,影响时间在5 a内。其中,填土温度20 ℃、15 ℃、10 ℃及2℃,回填区地温可在27 a、21 a、16 a和10 a时恢复到0℃以下;回填深度2.6 m、10 m、20 m、30 m及40 m,填坑区域可在回填后1 a、9 a、27 a、65 a及114 a形成冻土;建立的统计回归模型与回填80 m数值分析结果吻合,验证了模型的可靠性;在此基础上,定量给出适宜回填施工作业季节和回填作业方式。     

Flotation and dispersal of eelgrass seeds by gas bubbles

The formation of gas bubbles byZostera marina immediately prior to seed release is described together with evidence for its role as a seed dispersal mechanism. The gas bubbles, ranging in volume from 1.1 to 3.4 mm³, escape from the funiculus and adhere to the seed coat. As a bubble expands, the seed is pushed clear of the ovary and rises to the water surface with the bubble attached. Field data suggest that approximately 5–13% of the seeds produced are released with gas bubbles, and in some cases are transported more than 200 m (float time≥40 min).     

青藏工程走廊楚玛尔河高平原区路基边界温度特征

基于青藏高原楚玛尔河地区青藏公路里程K2968+200断面浅层地温监测数据（地表下5 cm）,拟合了边界温度的回归方程,分析了公路路基及铁路路基两侧表层温度的特征.同时对路基坡面温度和理论辐射值的相关性进行了分析.结果表明：边界温度回归方程拟合程度较高,可作为冻土路基数值模拟温度边界选取的参考依据;监测断面公路和铁路路基都表现出显著的阴阳坡差异,公路左右坡面冬季温度差异达11.49℃,年均值差4.77℃,冬季铁路路基左右坡脚温度差异达到5.34℃,年均值差3.33℃,天然地表与气温的差值为5.2℃;根据融化与冻结n系数,位于阳坡一侧的冻结n系数较低且融化n系数大,表现为吸热;阴坡一侧冻结n系数较大,整体呈现出放热效应;路基边坡太阳理论辐射与温度变化趋势基本一致.