官厅水库生物固氮作用对水体富营养化的响应

以官厅水库富营养化水体为研究对象,利用乙炔还原法测量水体生物固氮能力,结合变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术对固氮生物nifH基因进行分析。实验结果表明,官厅水库水体存在生物固氮现象,固氮速率为0.172~9.35 nmol/(m³·d),与水体氨氮、总氮、总磷呈显著相关性（P=0.998,r=0.000; P=0.986,r=0.000; P=0.968,r=0.002）。DGGE图谱显示：各点固氮细菌丰度差异较大,Shannon-Weaver指数为0.80~2.45,固氮细菌丰度和总氮、总磷存在较强相关性（P=0.737,r=0.094; P=0.787,r=0.063）。随着水体富营养水平的上升,固氮微生物多样性急剧增加,水体固氮能力也随之上升。自然固氮可能对原本富营养化的水体产生更大危害。     

干旱区生物土壤结皮对种子植物多样性的影响

通过调查古尔班通古特沙漠筑路形成的严重干扰样方与自然状态下轻微干扰样方种子植物多样性的差异,结合人为干扰生物土壤结皮样方的结果,综合生物土壤结皮土壤种子库、结皮上种子萌发、生长以及土壤养分与水分的特征,研究生物土壤结皮对种子植物多样性的影响。结果表明：完整结皮与适度干扰后结皮样方内植物多样性指数D分别为0.3296和0.5291,多样性指数H分别为0.8400和1.2957,差异均达到显著水平;严重干扰样方的多样性指数D和多样性指数H均显著低于轻度干扰样方的对应指标。说明对生物土壤结皮 “适度”干扰使其保持在早期发育阶段有利于增加种子植物多样性,而“严重”干扰使结皮变为流沙阶段会降低种子植物多样性。结皮影响种子植物多样性的机理主要在于发育后期的生物土壤结皮会降低土壤种子库,也会抑制多数种类种子萌发,夏秋季结皮深层土壤水分的减少也不利于深根植物的生存,但结皮土壤拥有相对较高的养分条件却能保证一年生短命植物生长和生存。相对于流沙,生物土壤结皮的存在有益于保持相对较高的植物多样性,这可能归功于生物土壤结皮有利于地表稳定性、以及其在防风蚀和土壤形成等方面重要的生态功能,因而,在采取 “适度”干扰措施以提高植物多样性之前需要慎重考虑可能带来的不利影响。     

哈萨克斯坦生物多样性及其与中国新疆的比较

哈萨克斯坦是全球生物多样性最丰富的国家之一,同时也是生物多样性遭受威胁最严重的国家之一。新疆特殊的地理地形、景观带和气候条件也决定了其拥有多种类型的生态系统。通过对哈萨克斯坦和新疆生物多样性的概况、特点、面临的威胁,及其目前开展的生物多样性保护工作的一些情况的概述,对二者进行了对比分析。     

塔里木河下游几种荒漠植物根际土壤微生物及其活性

研究了塔里木河下游7种典型的优势荒漠植物的根际微生物数量、群落组成及其活性。结果表明:荒漠植物根际微生物数量、组成与根外有较大差异,具有不同的根际效应。黑果枸杞、刚毛柽柳、花花柴、盐穗木具有显著的根际正效应,其根际细菌的R/S为1.26～150.42,以黑果枸杞根际效应最为突出。骆驼刺、罗布麻和河西苣则产生负根际效应。生理群微生物氨化细菌和纤维素分解菌均表现出强烈的正根际效应,而硝化细菌未检出。荒漠植物的生长对根际土壤脲酶、碱性磷酸酶具有较强的促进作用,活性大于非根际土壤,但不同荒漠植物根际对土壤呼吸作用强度,过氧化氢酶活性的影响表现出较大差异。总体而言,荒漠植物增加了根际微生物的数量及活性,促进了土壤养分的积累和转化,对于维持荒漠生态系统的功能具有重要的作用。灌木的根际效能优于草本植物,可作为新疆受损荒漠生态系统植被恢复与重建优先考虑的物种。     

Opening up the secret city of Stepnogorsk: biological weapons in the Former Soviet Union

For almost 30 years, the Soviet government hid a large part of its biological weapons programme behind the façade of a network of civilian bio-technology facilities, called the All-Union Production Association Biopreparat, which were established to overcome deficiencies in molecular biology and genetics research. This paper, which is developed from a presentation given during an ESRC-sponsored seminar series, 'Locating Technoscience: The Geographies of Science, Technology and Politics', details the secret geography of one of those Biopreparat facilities located in Stepnogorsk, Kazakhstan. In doing this the paper illustrates how secret geographies can operate simultaneously, and at multiple scales. In the case of the Soviet bio-weapons programme, enacting secrecy at these multiple scales was made possible by the purposeful exploitation of 'dual use' technologies. By recounting a trip made to the Kazak facility, and using personal communications with UK and US experts involved with uncovering the Soviet bio-warfare programme, the author addresses some of the methodological challenges involved with researching secret geographies. This case study therefore looks in several directions – to work on the geographies of scale, research on the geographies of knowledge and work on secrecy in science and technology studies.     

Topological redundancy and ‘small‐world’ patterns in a food web in a subtropical ecosystem of Brazil

According to graph theory, the frequency distribution of trophic interactions within a food web has deep structural implications, as it can highlight the presence of patterns associated with the web and indicate whether the properties of the web are independent of its size. A hypothesis is that ‘small‐world’ food webs are sensitive to the loss of species with the highest values. Therefore, the present work aimed to evaluate the degree to which a subtropical food web in Southern Brazil displays small‐world patterns and their resistance. As part of the assessment, we evaluated the topological redundancy values of species in the food web and then we simulated the exclusion of these species (such as sharks and sea birds), and also the exclusion of high centrality species (such as squids Loligo sp., portunid swimming crabs and the cutlassfish Trichiurus lepturus). The food web showed a ‘broad‐scale’ distribution of connections by node, and a small‐world pattern. As expected, a simplification of the network was observed after elimination of some species with high centrality. However, the food web was resistant to the loss of species with low topological redundancy, probably because these species occupy a high trophic level and do not participate in lots of routes within the food web. We highlight however, the importance of the application of multiple analyses to evaluate the importance of components in food webs, and fisheries management plans should consider both species of high centrality values and species with low topological redundancy.     

中西太平洋镰状真鲨的生物学信息初步研究

镰状真鲨(Carcharhinus falciformis)是金枪鱼(Thunnus)延绳钓渔业中常见的兼捕鱼种之一,位于海洋食物链的顶端,对海洋物种多样性和生态系统的稳定性有重要意义,2017年10月1日作为濒危物种被正式列入濒危野生动植物种国际贸易公约附录Ⅱ中。作者根据中国金枪鱼渔业科学观察员在中西太平洋海域(7°S~9°N,149°E~150°W)采集的1 150尾镰状真鲨样本,对其叉长、体质量、繁殖和摄食等生物学信息进行初步研究与分析。结果表明:雌、雄镰状真鲨的优势叉长范围分别为80~180 cm和60~150 cm,雌性叉长均值显著大于雄性;雌、雄的叉长和体质量关系无显著性差异(ANCOVA,P0.05),叉长和体质量的幂函数关系为:W_R=9×10–6×L_F~(2.9712);雌、雄性比符合1︰1比例;镰状真鲨的鳍脚长度与叉长呈显著正相关性,其线性关系为L_C=0.1492×L_F–6.5;镰状真鲨的怀仔数为4~15尾,平均怀仔数为8尾,子宫内雌雄胚胎长度范围为24~56 cm;摄食等级以空胃率为主,其次为1级,分别为51.77%、35.07%。     

生物土壤结皮对荒漠区土壤微生物数量和活性的影响

生物土壤结皮对荒漠生态系统的维持与改良发挥着重要作用。土壤微生物可敏感地指示土壤质量,是衡量荒漠区生态健康程度的重要生物学特征,而对荒漠区生物土壤结皮与土壤微生物关系知之甚少。本研究设计了两组对比试验。一组以腾格里沙漠东南缘的1956、1964、1981、1991年的植被固沙区结皮下的沙丘土壤为对象,以流沙区和天然植被区为对照。另一组以植被固沙区人为干扰生物土壤结皮下的沙丘土壤为研究对象,以未干扰结皮下的沙丘土壤为对照。结果表明：腾格里沙漠东南缘植被固沙区的藻-地衣和藓类结皮均可显著提高土壤可培养微生物的数量和基础呼吸（P<0.05）;适度人为干扰生物土壤结皮不会显著影响土壤可培养微生物的数量和基础呼吸,而严重人为干扰结皮可显著降低土壤可培养微生物的数量和基础呼吸,指示严重人为干扰结皮可导致荒漠区土壤质量下降;土壤可培养微生物的数量和基础呼吸也因结皮演替阶段的不同而有所不同,演替晚期的藓类结皮下土壤微生物数量和基础呼吸显著高于演替早期的藻-地衣结皮（P<0.05）;土壤可培养微生物的数量和土壤基础呼吸与固沙年限均存在显著的正相关关系,随着沙丘固沙年限的增加,结皮层增厚,结皮下土壤微生物数量及基础呼吸显著增加（P<0.05）;生物土壤结皮下土壤可培养微生物数量和基础呼吸呈现显著的季节变化,表现为夏季>秋季和春季>冬季。因此,腾格里沙漠东南缘植被固沙区的生物土壤结皮提高了土壤微生物数量和活性,表明生物土壤结皮有利于荒漠区土壤及荒漠生态系统的恢复。     

生物土壤结皮对库布齐沙漠北缘土壤粒度特征的影响

对库布齐沙漠北缘不同发育阶段的生物土壤结皮及其下层土壤粒度特征进行分析。结果表明：流动沙地和藻类结皮表层均以细砂和中砂成分为主,藓类结皮表层以细砂和极细砂为主。生物土壤结皮表层的中粉砂至黏土、粗粉砂和极细砂含量均高于其下层土壤。两种结皮样地均属于分选性较差等级,但结皮下层土壤分选性中等,3类曲线均不对称,属于正偏-极正偏等级,藓类结皮和藻类结皮表层的峰形均属于中等尖锐水平,而流动沙地的曲线尖窄。生物土壤结皮的成土作用随着结皮的发育阶段和土层深度的增加而表现出差异性和复杂性。     

古尔班通古特沙漠典型灌木群落土壤化学计量特征及其影响因素

对古尔班通古特沙漠3种典型灌木群落77个样地的0～10 cm层土壤及环境因子进行调查取样,分析了土壤有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P）及全钾（K）的化学计量特征及其影响因素。结果表明：土壤C、N、P、K含量均值分别为1.057、0.133、0.319、14.11 g·kg^-1,C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K值分别为8.124、3.486、0.099、0.434、0.013、0.034。本研究土壤C、N、P养分元素含量及其化学计量比均远低于全球及全国平均水平。C∶N和P含量具有较高的稳定性（CV=19.26%和22.46%）,而K、C∶K、N∶K和P∶K变异性较强（CV=52.17%～80.30%）。土壤化学计量特征在不同群落类型间、不同结皮类型间均有一定差异。C-N、C-K、P-K之间以及土壤养分与其化学计量比之间具有显著的非线性耦合关系,可用二次函数、幂函数或指数函数等非线性函数表征。相关性分析和CCA排序分析表明,除C∶N不受所调查环境因子影响外,土壤化学计量特征主要受经度、纬度、年降水量、生物结皮发育等级、电导率及海拔的影响。