河西走廊西段戈壁灌木群落多样性及其分布格局研究

通过野外样方调查河西走廊西段荒漠戈壁典型灌木群落多样性状况,研究探讨了8种典型灌木群落物种多样性的空间分布格局及其与地理因子的关系,对荒漠戈壁植物群落的多样性的保护和可持续发展具有重要意义。结果表明:(1) 8个典型灌木群落Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数和Pielou指数从高到低为:盐爪爪群落>麻黄群落>合头草群落>红砂群落>梭梭群落>泡泡刺群落>多枝柽柳群落>沙拐枣群落;波动范围分别为0.314～1.355、0.179～0.666、0.334～1.222和0.051～0.218,说明荒漠戈壁灌木群落物种多样性指数偏低,群落结构简单,物种组成稀少。(2)不同灌木群落内物种数越多,群落间Jaccard相似性系数越大。大部分灌木群落类型间Jaccard相似性在0.20～0.60之间,群落间相似水平较低,群落相对稳定。(3)随着海拔的升高,Margalef指数、Pielou指数和Shannon-Wiener指数均呈先增加后降低的单峰型分布格局,最大值出现在海拔2 000 m,且与海拔显著相关(P<0....     

青藏高原北部湖泊沉积物中基于不同碳源可培养细菌多样性

自然环境溶解有机碳（DOC）的组成影响着微生物群落结构,不同微生物类群对有机碳源类型的利用表现出差异。然而,纯菌株的碳源利用选择性及其和盐度的关系却仍不是很清楚。本文采用单碳源纯培养技术、聚合酶链式反应（PCR,Polymerase Chain Reaction）和相关统计方法,研究了青藏高原北部六个湖泊（洱海、青海湖、托素湖、尕海1、尕海2、小柴旦湖）沉积物中的基于不同碳源可培养细菌多样性及其与盐度的响应关系。采用七种不同类型的单碳源（甲酸钠、乙酸钠、丙酮酸钠、乳酸钠、葡萄糖、纤维素、混合氨基酸）进行培养筛选。本文共获得10个细菌分类属,它们分属于假单胞菌属（Pseudomonas）、气单胞菌属（Aeromonas）、希瓦氏菌属（Shewanella）、脱氯单胞菌属（Dechloromonas）、动性球菌属（Planococcus）、盐单胞菌属（Halomonas）、微小杆菌属（Exiguobacterium）、弧菌属（Vibrio）、交替假单胞菌属（Pseudoalteromonas）和芽孢杆菌属（Bacillus）。其中,盐单胞菌属菌株可利用本研究使用的所有碳源类型,说明这类细菌具有广泛碳代谢途径,并潜在地参与了青藏高原北部湖泊碳循环过程。所得的纯菌株利用不同碳链长度的碳源具有选择性,即随着盐度增高,某些菌株更偏向利用结构更加复杂的碳源。总之,盐度不仅影响着纯培养细菌群落多样性,而且还影响着细菌对碳源类型的选择。     

青藏高原北部湖泊沉积物中基于不同碳源可培养细菌多样性

前人研究显示微生物群落对有机碳源的利用具有选择性,但是纯菌株对碳源利用的选择性却不甚明了。此外,在盐湖环境中微生物出于能量的考虑可能选择性利用有机碳源以抵抗盐度渗透压。因此,盐度可能间接地影响微生物对有机碳源的利用。然而,目前类似的相关研究较少。采用单碳源纯培养技术、16S rRNA基因序列分析和相关统计方法,研究了青藏高原北部6个湖泊(洱海、青海湖、托素湖、尕海1、尕海2、小柴旦湖)沉积物中基于不同碳源可培养细菌多样性及其与盐度的响应关系。采用7种不同类型的单碳源(甲酸钠、乙酸钠、丙酮酸钠、乳酸钠、葡萄糖、纤维素、混合氨基酸)进行培养筛选。共获得10个细菌分类属的75株纯培养菌株,它们分属于γ-变形菌纲的气单胞菌属(Aeromonas)、盐单胞菌属(Halomonas)、希瓦氏菌属(Shewanella)、假单胞菌属(Pseudomonas)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、弧菌属(Vibrio),β-变形菌纲的脱氯单胞菌属(Dechloromonas)以及芽孢杆菌纲的芽孢杆菌属(Bacillus)、微小杆菌属(Exiguobacterium)和游动球菌属(Planococcus)。其中,盐单胞菌属菌株可利用研究中使用的所有碳源类型,说明这类细菌具有广泛碳代谢途径,可能潜在参与了青藏高原北部湖泊碳循环过程。研究发现所得纯菌株对不同碳链长度碳源的利用具有选择性,即随着盐度增高,某些菌株偏向利用结构更加复杂的碳源。总之,盐度不仅影响着纯培养细菌群落多样性,而且还影响着细菌对碳源类型的选择。     

红外相机记录的河西走廊荒漠生态系统中兽类和鸟类的群落动态

河西走廊地势狭长,位于两山之间,主要由荒漠构成,生境一旦遭到破坏,当地物种将很难找到替代的栖息地。本文以河西走廊中部典型砾质戈壁为研究区,经由2019—2020年红外相机和人工观测等方式监测到的兽类和鸟类数据为基准,探讨其群落动态及活动节律。结果表明：砾质戈壁兽类中的国家Ⅱ级重点保护及“三有”（有重要生态、科学、社会价值）动物有6种,而砾质戈壁鸟类中的国家Ⅱ级重点保护及“三有”动物有8种。兽类群落的季节变化小,春季鹅喉羚（Gazella subgutturosa）等的相对多度指数略高于其他季节,三趾跳鼠（Dipus sagitta）在4月大量出现;鸟类群落季节变化明显,春、夏季和秋季鸟类的相对多度指数高于冬季,物种数在夏季和秋季达到峰值。兽类和鸟类的相对多度变化趋势相似,均在夏末和春季达到顶峰。兽类的月相对多度指数与土壤含水量呈极显著的负相关,鹅喉羚和沙狐（Vulpes corsac）等日活动节律受人类活动影响出现在夜间、黄昏或黎明。鸟类的月相对多度指数与人类活动、空气温度、土壤温度和节肢动物均呈显著正相关,但人类活动在生长季会降低一些鸟类的活动频率。总之,河西走廊中部戈壁是鹅喉羚、沙狐、红隼（Falco tinnunculus）、锲尾伯劳（Lanius sphenocercus）、黑尾地鸦（Podoces hendersoni）、沙鵖（Oenanthe isabellina）、漠鵖（Oenanthe deserti）和短趾百灵（Calandrella cheleensis）等兽类和鸟类的主要栖息地,建立沙化土地封禁保护区对保护荒漠动物多样性具有重要的生态意义。     

南极菲尔德斯半岛土壤可培养细菌多样性分析

对中国第29次南极科学考察采自南极菲尔德斯半岛区域16个站位的土壤样品进行了细菌的分离培养。经细菌16S r DNA序列测定及系统发育分析,共鉴定得到3个门,13个属的67株细菌。其中优势门为放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria),优势属为节杆菌属(Arthrobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)。对受到不同外界动物因素影响的4个典型站位的土壤理化性质进行了测定,初步分析了土壤理化因子对可培养细菌群落结构的影响。结果表明在菲尔德斯半岛人活动对土壤中可培养细菌群落的影响显著区别于企鹅和海豹。研究还对产淀粉酶的菌株进行了筛选,发现8株产淀粉酶的菌株。     

祁连山及河西走廊气候变化的时空分布特征

利用祁连山区及河西走廊20个气象站的气温和降水资料,运用一元回归分析、5 a趋势滑动、Spline插值法,进行气候变化的时空分布特征分析。结果表明：祁连山及河西走廊的气温在20世纪60—80年代偏低,90年代以后偏高;气温的年际变化率为0.0298 ℃·a^-1,并且升温趋势显著;大部分地区的增温幅度在0.02~0.04 ℃·a^-1之间,其中祁连山区的增温幅度大于走廊平原;气温的年际变化幅度在空间上呈现出南北分异,大致以黑河干流为界,中东部地区的增温幅度从南到北呈增大趋势,而中西部地区从南到北呈减小趋势;降水在60年代偏少,其他年代偏多,其中2000年以后明显增多;降水的年际变化率为0.6571 mm·a^-1,不过增加趋势不太明显;大部分地区降水的增加幅度在0~2 mm·a^-1之间,其中祁连山区的增加幅度大于走廊平原;降水的年际变化幅度在空间上呈现出南北分异,其增加幅度从南到北呈减小趋势。     

北极斯瓦尔巴群岛冰川流域可培养细菌的系统发育多样性及固氮菌初步研究

从北极斯瓦尔巴群岛冰川流域的上、中、下游采集了5种代表性土壤和冰川融水样品(MT、AT、TN、BT、MS),采用常规LB和严格无氮培养基低温培养方法,对其中的可培养细菌和潜在固氮细菌进行了总菌计数以及菌株的富集、分离与纯化。经菌落菌体形态观察、16S r RNA基因初步测序排重、固氮基因nif H的PCR检测,分别选取48株可培养分离细菌和31株潜在固氮菌进行了基于16S r RNA基因全序列测定的系统发育分析。目的是初步了解该特殊生境中可培养细菌(包括潜在固氮菌)的多样性及其分布状况,为进一步研究它们在此生境中的生态功能奠定基础。实验结果表明,可培养细菌在5个采集样品中的总菌数为BTTNATMT=MS,严格无氮培养基分离菌总菌数为BTATMTTNMS。48株可培养代表菌分属于Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes 4个门的7纲、14属之中,它们在5个样品中的多样性程度为BT(6纲、6属)MT(4纲、6属)AT、MS(均为3纲、3属)TN(2纲、3属),优势菌群主要分布在γ-proteobacteria纲的Pseudomonas属(20.8%,集中在AT、BT、MS样品中)和β-proteobacteria纲的Janthinobacterium属(35.4%,集中在MS样品中),表现出一定程度的系统发育多样性。潜在固氮菌实验结果表明,能在严格无氮培养基上生长且可检测到nif H的31株代表菌具有极为单一的系统发育多样性。其中90.32%菌株集中在γ-proteobacteria纲的Pseudomonas属,仅在MT和MS样品中有3株菌分布在α-proteobacteria纲的Rhizobium属、β-proteobacteria纲的Janthinobacterium属和Actinobacteria纲的Arthrobacter属,它们与分离自其他极端环境的相关标准菌株具有高度16S r RNA基因同源性。另外,本实验还发现有8株菌的16S r RNA基因序列与相关标准菌株的相似度低于98.50%,推测它们具有成为该特殊生境下新种的潜质。     

河西走廊东部雷暴灾害时空分布特征及短时临近预报

雷暴天气是河西走廊东部多发的灾害天气之一。利用1961-2013年河西走廊东部5个气象站雷暴资料,运用统计学方法,分析了河西走廊东部雷暴天气的时空分布特征及变化趋势,同时选取1991-2010年4~10月逐日NCEP再分析资料,依据气流的南北配置对雷暴天气进行了环流分型,采用诊断方法、因子组合和日常的经验预报等方法对不同层次、不同物理量进行分析和计算,构建了具有经验性的预报因子库,利用线性相关、经验预报和最大靠近原则等诊断分析方法建立了雷暴天气诊断预报模式。结果表明:受海拔高度和地形地势的影响,河西走廊东部雷暴具有明显的地域特征,南部天祝山区雷暴日数远大于其他各地,占雷暴总日数的40.6%,是河西走廊东部雷暴天气的多发地带。年、年代雷暴日数总体呈减少趋势,天祝的递减趋势尤为显著,年雷暴日数的时间序列存在7~8 a的准周期变化;一年内6~8月是雷暴的高发期,雷暴日数共占年雷暴总日数的70.7%~78.4%。雷暴的日变化特征明显,一日内12~22时为雷暴多发时段,集中发生时段为13~17时,雷暴的平均持续时间为10~40 min。雷暴的环流形势分为三类:西北气流型、西南气流型和西风气流型,其中西北气流型最多。确定了各型雷暴预报模式的预报指标和阈值。诊断模式的预报准确率在75%以上,达到了一定的预报水平,填补了雷暴精细化预报的空白,可为雷暴的业务预报预警以及防雷减灾提供客观有效的指导产品。     

南极罗斯海沉积物中可培养菌株的分离及胞外水解酶活性检测

研究了南极罗斯海地区沉积物中可培养微生物多样性,并检测了菌株胞外酶活性,为开发利用南极资源奠定基础。采用Zobell2216E培养基、土豆培养基(PDA)及稀释平板划线法分离并获得纯培养的细菌和真菌,分别通过16SrDNA、18S/ITS序列鉴定分析了可培养微生物的多样性和系统发育。从南极罗斯海沉积物样品中获得78株细菌和54株真菌,细菌、真菌的优势菌株分别为嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、枝孢属(Cladosporium);78株细菌菌株中有2株与模式菌株的16SrDNA基因序列相似性小于97%,可能是潜在的细菌新物种。细菌API20NE生理生化和真菌产胞外酶活性结果表明,获得的细菌和真菌大多数可检测到胞外水解酶活性。本研究丰富了南极可培养微生物资源,为南极罗斯海地区可培养微生物的多样性研究以及南极微生物资源的应用研究奠定了基础。     

古尔班通古特沙漠苔藓结皮中可培养细菌多样性特征

在不同类型的生物土壤结皮中,苔藓结皮蓄水能力、抗机械干扰和固沙的能力最强,在受损沙地的人工修复中发挥着更为重要的生态作用。通过挖掘具固氮、固沙等功能的重要菌株资源可改善苔藓结皮的土壤结构、增强苔藓植物抗旱性、提高苔藓生长。前期工作中发现集中分布于垄间低地的苔藓结皮中微生物数量远高于沙垄其它部位的结皮,但究竟是哪些特殊类群的细菌对苔藓结皮的生态功能产生影响尚不清楚。本文对苔藓结皮中数量占绝对优势的细菌多样性进行了进一步的分析,结果表明:(1)分离、纯化的25株菌可初步归为3门3纲4目6科6属,未见新属。其中,芽孢杆菌属(Bacillus)占绝对优势(52%);(2)进一步的blast同源性分析表明,25株菌可归为18个OTUs(OperationalTaxonomicUnit),未见疑似新种(同源性均97%),其中芽孢杆菌属OTU比例最高(39%);(3)将结果与前期工作中地衣结皮可培养细菌多样性进行了对比分析,发现该沙漠苔藓结皮中的可培养细菌Shannon-Wiener多样性指数为2.77,高于地衣结皮(2.55)。这与苔藓结皮具有更强的抗风蚀能力和更高的蓄水能力有关。而硅酸盐细菌在两类结皮中均存在,该类菌株将与苔藓植物协同固沙,推进生物土壤结皮的发育。     

Culturable bacterial diversity in hypolithic and peripheral soils in the west of the Hexi Corridor desert and its influencing factors

Microbes inhabiting the desert respond sensitively to environmental changes and may be an indicator for changes in the desert ecosystem.Hypolithic microbial communities in the desert play a vital role in ecosystem processes such as soil formation and organic matter accumulation.This study investigated and compared the culturable bacterial community structure and diversity in hypolithic and peripheral soils,and the interaction between bacteria and environmental factors.The bacteria were isolated using four different kinds of media and identified by 16S rRNA gene-sequence analysis.The numbers of culturable bacteria in the hypolithic and peripheral soils ranged from 3.0×104 to 3.6×105 CFU/g and from 6.5×104 to 5.3×105 CFU/g,respectively,indicating that the bacteria number in peripheral soil was higher than that in hypolithic soil.A total of 98 species belonging to 34 genera were identified,among which Arthrobacter,Bacillus,and Streptomyces were found dominantly and widely distributed.The community of culturable bacteria had obvious sample specificity,and the diversity in hypolithic soil was higher than that in peripheral soil.On the regional scale,the distribution of culturable bacteria and the environmental factors showed regular changes.On the local scale,the high heterogeneity of the hypolithic environment determined the specificity of the number and species of culturable bacteria.     

河西走廊村民关联的空间格局及影响因素分析

为深入研究村民关联的空间格局及影响因素,利用河西走廊15个县（市、区）的调查数据,采用模糊综合评判法测算村民关联的水平,运用探索性空间数据分析（ESDA）法测评村民关联的空间格局与区域差异,并运用地理加权回归（GWR）模型分析村民关联的影响因素。研究表明：（1）河西走廊地区村民关联水平普遍较低,空间格局差异明显,存在显著的正的空间自相关性。（2）河西走廊村民关联具有“点-带-团”状结构特征。村民关联水平较高的县级单元主要处于石羊河流域,形成了分值较高的聚集“点”;村民关联较低的疏勒河流域的敦煌市、玉门市、瓜州县形成了低值分布“带”;张掖市、酒泉市所辖县形成了村民关联低值“团”。（3）村内因子和村间因子与村民关联都呈显著的正相关关系,空间分异特征明显。村内影响因子的回归系数在空间上从西北向东南方向呈现逐渐递增的趋势,而村间因子形成了河西走廊东部和西部的高值聚集中心,呈现出空间地域上“两头高中间低”的“哑铃”结构。剖析村民关联空间格局及影响因素的内在机理,为促进农地制度有效合理变革进而提高农地利用效率,提出保护农地权益的合理化建议提供理论依据和方法参考。     

河西走廊春季透雨日期的变化特征

利用甘肃河西走廊25个测站1971-2007年降水资料,采用EOF、REOF、波谱分析方法,对春季第一场透雨日期的空间特征、时间变化规律进行了诊断分析.结果表明:甘肃河西走廊春季透雨日期在空间场上具有较好的一致性,其第一主分量方差贡献占总体方差的36%.但不同地理条件下透雨日期有所差异,大致可划分为3个区,东南部早,西...     

河西走廊草地荒漠化动态及驱动因素

草地荒漠化是河西走廊面临的主要生态问题。探究河西走廊草地荒漠化的现状与变化,是维持地区生态安全、确保经济社会健康稳定发展的关键。本研究以2009、2014、2019年全国荒漠化监测数据为基础,结合同时期的气象和年鉴数据,利用趋势分析、灰色关联及结构方程模型等方法,分析了河西走廊草地荒漠化的动态变化规律,在此基础上,量化了驱动草地荒漠化的因素。结果表明:(1)河西走廊草地荒漠化威胁持续存在,2019年,荒漠化草地面积为371.93万hm²,占河西走廊草地总面积的43.7%,荒漠化程度以中度为主,占比为65.58%。(2)2009—2019年,荒漠化草地面积减少134.68万hm²,草地荒漠化得到有效遏制。根据草地荒漠化程度综合性评价指数,除金昌市外,酒泉市、嘉峪关市、张掖市和武威市草地荒漠化呈逆转趋势。(3)驱动草地荒漠化动态变化的各类因素中,年降水量增加有助于荒漠化逆转,年均气温、农作物播种面积、大牲畜存栏数、常住人口数与草地荒漠化呈正相关,其中常住人口数通过影响农作物播种面积间接导致草地荒漠化加剧。     

基于倾斜摄影技术的戈壁灌丛沙丘形态反演及其对粉尘释放研究的意义

灌丛沙丘是广泛分布于西北干旱区的风沙地貌。戈壁上发育的灌丛沙丘在戈壁沙尘释放和固沙能力方面具有重要的指示意义和应用价值。本研究采用倾斜摄影技术对戈壁上的灌丛沙丘形态特征进行观测和提取,并分析沉积物特征,计算戈壁灌丛沙丘的固沙能力,为沙尘释放研究提供依据。结果表明:(1)戈壁上发育的灌丛沙丘有明显的空间分布格局,即主要分布在干河床的两侧和地势低洼地区。(2)戈壁灌丛沙丘在形态上和其他地表灌丛沙丘类似,但沙丘的长度、宽度、底面积、体积等小得多,而且参数之间具有明显的相关关系。(3)沉积物的累积概率曲线表现为三段式,跃移组分的粒度范围(50~700 μm)明显与以往研究不同。沙丘内部和表层的粉沙和黏土含量分别为4.47%和5.24%,从而说明灌丛沙丘能够捕获戈壁上释放的粉尘物质。(4)戈壁地区单个灌丛沙丘的粉尘释放量约0.05~0.08 m³,固沙能力最大可达18.71 m³。     

吉尔吉斯斯坦伊塞克湖一处土壤样品细菌多样性

采用纯培养方法从吉尔吉斯斯坦共和国伊塞克湖一处温泉旁的土壤中分离到32株细菌,通过ARDRA 分析后得到不同的类群,从各个类群中随机选取1个代表菌株进行16S rDNA 序列测定和系统发育的分析。结果表明：分离的菌株分布在假单胞菌属（Pseudomonas）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、芽孢杆菌属（Bacillus）、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）、Lysinibacillus、溶杆菌属（Lysobacter）、短芽孢杆菌属（Brevibacillus）、根瘤菌属（Rhizobium）、变形杆菌属（Proteus）等9个属,且部分菌株的16S rDNA序列同源性低于97%,可能是潜在的新种。结果揭示了该样点可培养细菌种群的多样性及独特性。     

河西走廊东部低温事件变化特征

根据1960-2015年河西走廊东部5个气象站逐日最低、平均气温资料,通过固定阈值和百分位阈值法定义了低温事件,采用气候统计学方法,分析了该区域低温事件的强度、极值和日数的变化特征,统计结果显示,受海拔高度、地形地势和植被覆盖的影响,河西走廊东部低温事件的空间分布均存在明显地域差异,均为高寒山区天祝强度和极值最强,日数最多,绿洲平原区凉州强度和极值最弱,日数最少。河西走廊东部年代和年低温事件强度和极值呈减弱趋势,日数呈减少趋势,2010-2015年减弱和减少的趋势尤为明显。年低温事件强度、极值和日数的时间序列均存在着周期性变化,但都没有发生气候突变,只出现了转折年份。两种标准的低温事件均出现在1~3月和11~12月,强度、极值和日数高峰值均在1月或12月。年低温事件存在一定的异常性,正常低温事件强度、极值和日数的年份概率在64.3%～80.4%,对安全生产造成危害的低温事件强度、极值偏强和特强年份的概率在7.1%～16.1%,日数偏多和特多年份的概率共为16.1%。本研究可为低温的预报预警提供技术支持,同时可为地方政府提供准确的决策依据,对区域气候变化研究和经济发展有重要意义。