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1. chinaXiv:201911.00075 [pdf]

自然径流驱动的以环境微生物为指标的流域生物信息流量化特征

杨海乐; 杜浩; 祁洪芳; 俞录贤; 危起伟
Subjects: Biology >> Ecology

物质流、能量流、信息流是生态系统过程研究中的三大主题。流域是生态系统的一个基本单元,流域信息流理应是流域生态学研究的核心主题之一,然而截至目前尚未对其有系统的研究。为了推动流域信息流研究,本文从生物信息流切入,提出了“流域生物信息流”概念,将其定义为“生物信息依托于流域生态系统过程在不同空间和系统之间进行传递、交流、作用、反馈的路径、过程与控制”,并将其研究内容明确为主要关注于水陆间、干支流间、上下游间、不同生态斑块间的流域生物信息流及其周期性节律和趋势性变迁,以及地貌、水文、人类活动等对这些生物信息流的影响等。本文以青海湖重要入湖河流——沙柳河的河流水体微生物和岸带土壤微生物为研究对象,利用环境DNA技术,对沙柳河流域的自然径流驱动的流域生物信息流进行量化研究。结果表明(1)岸带土壤到水体的流域生物信息流由地表表面流和地下潜流驱动,并受环境过滤效应影响,水体上游到下游的流域生物信息流由河川径流驱动,并受衰减效应影响;(2)由岸带土壤到水体的流域生物信息流输移效率降雨天约为62.76%、晴天约为44.16%,其中输移能力降雨天约为68.49%、晴天约为56.82%,环境过滤效应降雨天约为8.38%、晴天约为22.28%;(3)由河流上游到下游的流域生物信息流的基础综合输移效率约为80.30%,其中径流输移能力约为99.32%每千米,无效流域生物信息流占比约为37.42%,无效流域生物信息流的半衰距离约为12.43千米;(4)流域生物信息流输移效率主要受输移能力所约束,降雨通过增加地表表面流和地下潜流的冲蚀和搬运能力,促使岸带土壤到水体的流域生物信息流输移能力和输移效率增大;(5)流域生物信息流的输入在一定程度上增加了输入地的可检出生物多样性,但这种增加对于流水水生态来讲是非累积的。

submitted time 2019-11-17 Hits1712Downloads465 Comment 0

2. chinaXiv:201911.00046 [pdf]

伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)个体功能性状对短期禁牧的可塑性响应

江沙沙
Subjects: Biology >> Ecology

为探讨禁牧对植物个体功能性状的影响,在新疆呼图壁县、玛纳斯县及昌吉市阿什里乡对短期禁牧下蒿类荒漠草地建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)的个体表型特征、构件生物量及其分配比进行了测定。结果表明:伊犁绢蒿个体功能性状对短期禁牧的响应因禁牧地点的差异而有所不同,呼图壁和玛纳斯样地的大多性状如株高、地上生物量、叶片数、叶生物量均呈显著增加(P<0.05),而昌吉样地多数功能性状虽为增加,但均不显著。总体分析可知,短期禁牧后伊犁绢蒿的株高、地上生物量、叶片数、茎生物量、叶生物量依次显著增加21.32%、48.97%、104.50%、50.18%、100.00%(P<0.05),根颈直径、一级及三级分枝数出现显著下降,而二级分枝数、生殖生物量、各构件生物量分配比变化不显著。伊犁绢蒿个体表型性状与其构件生物量及分配比间均具有显著的联动效应,且短期禁牧可引起其部分个体功能性状间的相关关系发生显著改变。研究表明,短期禁牧促进伊犁绢蒿个体功能性状的恢复,利于退化蒿类荒漠草地的恢复。

submitted time 2019-11-14 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits296Downloads53 Comment 0

3. chinaXiv:201911.00049 [pdf]

不同时间尺度环境因子对黑河下游胡杨(Populus euphratica)径向生长的影响

马玉祥
Subjects: Biology >> Ecology

本研究以黑河下游额济纳旗成熟的河岸胡杨林为对象,分析不同年龄胡杨(Populus euphratica)的年轮宽度序列与不同时间尺度环境因子的关系。结果表明:①在年尺度上,气温是影响胡杨径向生长的主要因子,但不同年龄胡杨对气温的响应有所不同。②在季节尺度上,休眠季气温越高越有利于壮龄胡杨的径向生长,而生长季气温越高越不利于老龄胡杨的径向生长。③在月尺度上,前一年3月和当年9月的平均气温越高对壮龄胡杨的径向生长越有利,而当年10月平均气温越高,对老龄胡杨的径向生长越不利;前一年7月径流量的增加对老龄胡杨的径向生长有利,而当年2月径流量的增加对壮龄胡杨径向生长有利。综上所述,在季节和年等相对较长的时间尺度上,气温是影响胡杨径向生长量的主要因素,随着时间尺度的缩小,胡杨对环境因子的响应更为细化,并且表现出一定的滞后效应。径流量作为重要的环境因子在月尺度上才突显出来,前一年7月和当年2月的径流补给对胡杨径向生长有极大的促进作用。因此,在黑河统一调度管理过程中,可通过适度调增2月和7月洪水的下泄量来满足胡杨径向生长对水分的需求。

submitted time 2019-11-14 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits306Downloads54 Comment 0

4. chinaXiv:201910.00008 [pdf]

中国北方典型荒漠区生长季降水特征和归一化植物指数的关系研究

李亚峰
Subjects: Biology >> Ecology

植物生长季内的降水变化是造成植物生长产生年际变异的重要因素,降水量、分配方式以及集中程度和时间是降水变化的重要特征。利用2000—2017年的MODIS归一化植物数据集和4个样点植物生长季(5—9月)的日降水数据,分析了研究区NDVImax与降水特征的相关性。结果表明:2000—2017年研究区4个样点的NDVImax均呈上升趋势;生长季降水量呈现出两侧降水增加,中间降水减少的趋势;降水集中度(PCD)西部增高,东部降低;研究区的降水集中期(PCP)都有延后的趋势。4个地区中除榆林外,其他三个地点的PCD与PCP对NDVImax的影响均大于生长季降水量,说明这三个地点的NDVImax值的年际变化主要取决于PCD与PCP的变动,且均为正相关关系,即降水越集中越有利于NDVImax的增加;榆林地区的NDVImax与生长季降水量的偏相关结果为正相关,与PCD为负相关,且与生长季降水量的相关性最强,说明该地区植物对生长季降水量更敏感,降水越均匀越有利于该地植物生长。

submitted time 2019-10-11 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits2180Downloads172 Comment 0

5. chinaXiv:201910.00011 [pdf]

生态输水前后台特玛湖植物多样性变化特征

王雅梅; 张青青
Subjects: Biology >> Ecology

通过综合分析台特玛湖2000―2017年连续的植被数据资料,对每个监测断面的漫溢样地和无漫溢样地(即对照样地)的植被变化开展野外调查和数据采集工作。研究发现:① 随着生态输水的进行,台特玛湖植被的生态效益逐渐显现,生物多样性明显增加。在漫溢区,单位面积物种数、植被盖度和植被密度的平均值分别为6.8种 •(100m2)-1、 30%和1 350个.•(100m2)-1,较地下水抬升区分别增加了3倍、3.29倍和49倍;并且输水前(2000年)湖区植物有2科3属7种,输水后增至10科21属26种,增加了8科18属19种。② 近十几年生态输水过程中,台特玛湖植被向以芦苇(Phragmites australis)为主的盐渍化低地草甸方向发展,趋于简单化。演变特征主要为:输水初期(2000―2005年)地表植被以新萌发的一年生草本占主要优势(重要值0.50),其次是多年生草本(重要值0.20),最后是灌木(重要值0.10);随输水的进行,2009年一年生草本植物减少,进而被灌木与多年生草本替代:灌木为盐穗木(Halostachys caspica)、盐节木(Halocnemum strobilaceum)等原生盐生植物,且出现新萌发的幼苗,多年生草本为芦苇;2012―2016年,在输水之后充沛的水资源环境下,优势种组成趋于简单,植被向以芦苇为主的盐渍化低地草甸方向发展。

submitted time 2019-10-11 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits4368Downloads542 Comment 0

6. chinaXiv:201910.00012 [pdf]

土壤类型和降雨变化对猪毛蒿种群动态的影响

苏 莹
Subjects: Biology >> Ecology

以分布在宁夏盐池县荒漠草原的广布种猪毛蒿(Artemisia scoparia)为研究对象,选择3种土壤类型(风沙土、风化基岩残积土和灰钙土),利用野外试验装置改变降雨格局,采用定点样方法,探讨其对猪毛蒿种群动态的影响。结果表明:风化基岩残积土的土壤体积含水率高于风沙土和灰钙土;增雨区,风沙土、风化基岩残积土和灰钙土的土壤体积含水率分别提高了10.6%、6.6%和20.2%;减雨区则分别降低了44.1%、9.2%和20.1%。猪毛蒿的存活曲线属于凹型,为r-对策者。风沙土上,猪毛蒿的冠幅较大,而灰钙土的密度较大。猪毛蒿生长中期,风沙土增雨区内的株高、冠幅较大,而减雨区的密度较大;风化基岩残积土上,减雨区的密度较大,而增雨区的株高、冠幅较大;灰钙土上,减雨区的密度最小,但株高、冠幅均较大。生长前期,土壤类型、水分与株高、冠幅呈负相关;生长中期,土壤水分与密度呈显著负相关,土壤类型与株高呈显著负相关、与冠幅为极显著负相关;生长后期,土壤水分与密度呈极显著负相关;土壤类型与冠幅呈极显著负相关。猪毛蒿生物量与全碳、全氮呈显著正相关关系(P<0.05),与全磷呈显著负相关关系(P<0.05)。表明,土壤类型和降雨显著影响猪毛蒿的种群动态变化。土壤类型主要影响猪毛蒿的冠幅;猪毛蒿在生长中后期,土壤水分对其种群密度产生显著影响。该结论为荒漠草原的改良提供理论依据。

submitted time 2019-10-11 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits2177Downloads145 Comment 0

7. chinaXiv:201910.00013 [pdf]

封育对荒漠草原枯落物蓄积量的影响

陈晓莹
Subjects: Biology >> Ecology

为了深入研究围栏封育和围栏放牧两种利用方式对荒漠草原植物向土壤养分归还的影响,以宁夏盐池县3个成对封育围栏和放牧围栏(放牧率分别为0.58、0.65、0.80只羊•hm-2)为研究对象,利用样线调查法、方差分析法对两种利用方式在灰钙土和风沙土两种土壤基质下枯落物的蓄积量、不同生活型植物的枯落物含量及影响因子的研究,探讨了枯落物蓄积量对草原利用方式与土壤基质的响应。结果表明:① 围封对枯落物蓄积量具显著影响。荒漠草原封育围栏枯落物蓄积量在53.2~141.9 g •m-2,是其放牧围栏的2.82倍。② 灰钙土上封育围栏枯落物蓄积量是放牧围栏的3.86倍,但两种围栏在风沙土上的枯落物蓄积量却没有显著差别。③ 与地上生物量相比,草本植物在枯落物蓄积量结构中的下降以及灌木在蓄积量中的增加,可能是分解转化难易程度导致的。

submitted time 2019-10-11 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits723Downloads129 Comment 0

8. chinaXiv:201909.00023 [pdf]

干旱区不同类型盐碱土壤细菌群落多样性研究

王巍琦
Subjects: Biology >> Ecology

以玛纳斯河流域的硫酸盐―氯化物盐型、氯化物―硫酸盐型、碳酸盐型、硫酸盐型4种盐碱土壤为研究对象,利用高通量测序技术对细菌进行测序,研究表明:4种盐碱土壤样品共获得137 822条细菌基因序列,Shannon指数和Chao1指数表现为:碳酸盐型>硫酸盐型>硫酸盐―氯化物盐型>氯化物—硫酸盐型,说明碳酸盐型土壤细菌群落的多样性和丰度均显著高于其他3个样品。4种盐碱土壤细菌群落主要包括10个门类,其中变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)是硫酸―氯化物盐型、氯化―硫酸盐型、硫酸盐型土壤的优势菌门,碳酸盐型以厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)为优势菌门,而在属的水平上,各样品的群落组成差异较大。通过聚类分析将4个细菌群落分为3类,其中硫酸―氯化物盐型和氯化―硫酸盐型分为一类,硫酸盐型和碳酸盐型各为一类。环境因子中全盐、氯离子、硫酸根离子和硝酸根离子对物种分布影响显著(P<0.05)。玛纳斯河流域不同类型盐碱土壤中的细菌群落存在显著差异,存在较多类型的细菌群落,尤其在碳酸盐型土壤中。该研究结果揭示了干旱区不同类型盐碱土壤细菌群落组成及影响群落结构的主要环境因子,为挖掘盐碱土壤微生物资源和盐碱地改良提供科学依据。

submitted time 2019-09-05 From cooperative journals:《干旱区研究》 Hits3327Downloads171 Comment 0

9. chinaXiv:201904.00073 [pdf]

阻止文化驱动的入侵生物扩散

李雄; Supriyo Basak; 周睿; 张卫哲; 付瑶; 周新茂; 施超; 郗厚诚; 杨永平
Subjects: Biology >> Ecology

地区文化(如宗教、饮食或旅游文化)有时会驱动入侵生物的扩散,我们必须采取措施来阻止入侵生物融入大众文化。

submitted time 2019-03-30 Hits3539Downloads309 Comment 0

10. chinaXiv:201903.00232 [pdf]

Conversion of cropland into agroforestry land versus naturally-restored grassland alters soil macro-faunal diversity and trophic structure in the semi-arid agro-pasture zone of northern China

LIU Rentao
Subjects: Biology >> Ecology

Restoration of cropland (termed 'Farm') after abandonment including shrubs (termed 'Shrub'), trees (termed 'Tree') and natural grassland (termed 'Grass') has become a routine process aimed to improve land productivity and control desertification. During this restoration process, soil macro-faunal diversity, and trophic structure were investigated at four types of sites (Farm, Shrub, Tree, and Grass) during growing season in the semi-arid agro-pasture zone of northern China. Results indicated that the Staphylinidae family was found to dominate at the Grass, Shrub, and Tree sites, whiles larval Pyralidae individuals were found at the Grass site only. The density of the omnivores (i.e., Formicidae family) was significantly (P<0.05) greater at the Grass site than at the Tree and Farm sites. The total density and richness of predator and phytophages were found to be markedly (P<0.05) greater at the Grass site than at the Farm site. Meanwhile, we found the taxon richness of predators was significantly (P<0.05) higher at the Shrub site than at the Farm and Tree sites. Compared with the Farm and afforested Shrub/Tree sites, the Grass site had greater density, taxon richness, and Shannon index (P<0.05). In conclusion, natural restoration of abandoned croplands toward grassland was an effective strategy relative to artificial afforestation for improvement of soil biological diversity. Moreover, planting shrub is a preferable measure in abandoned croplands for land development in the semi-arid agro-pasture zone of northern China.

submitted time 2019-03-28 From cooperative journals:《Journal of Arid Land》 Hits6419Downloads2514 Comment 0

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