他富源
为明确民勤温性荒漠草原拟步甲昆虫群落多样性及其时间动态,于2021年4—10月采用巴氏罐诱法对甘肃省民勤县砾质、沙质与盐土荒漠草地拟步甲科昆虫群落进行系统调查。(1)本次调查共捕获拟步甲科昆虫8492头,分属于8属10种,其中姬小胸鳖甲(Microdera elegans)和多毛宽漠甲(Sternoplax setosa setosa)为优势种,分别占总个体数的26.88%和25.07%,波氏真土甲(Eumylada potanini)为砾质荒漠草地的特有种。(2)3个亚类荒漠草地拟步甲昆虫物种数和个体数在7月达到峰值,10月降到最低。(3)砾质荒漠草地和沙质荒漠草地的拟步甲群落多度和香农多样性指数显著高于盐土荒漠草地(P<0.05);盐土荒漠草地的拟步甲群落丰富度显著高于沙质荒漠草地(P<0.05)。(4)相关性分析表明,拟步甲群落的丰度指数与植被群落高度、土壤含水量和植被盖度呈显著负相关(P<0.05);拟步甲丰度指数与植被香农多样性指数和植被丰富度呈显著正相关(P<0.05)。荒漠草原的植被组成单一,促使拟步甲群落组成简单;相对于盐土荒漠草地和沙质荒漠草地,砾质荒漠草地中植被香农多样性指数和植被丰富度较高,砾质荒漠草地中拟步甲物种也最丰 |
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许毓哲
替代稳态下的荒漠生态系统生态弹性反映了系统承受环境干扰后的恢复能力,这对认识荒漠生态系统过程具有重要的理论意义。当前研究主要集中在湖泊和森林生态系统,而有关荒漠生态系统弹性的研究普遍未考虑替代稳态,也鲜有考虑弹性的时间变化。本研究以阜康北部的古尔班通古特沙漠南缘至沙漠腹地样带为例,运用2001年1月至2020年12月的MODIS全球植被指数遥感数据,采用BFAST(Breaks for Additive Season and Trend)和状态空间建模对数据进行处理和提取,通过不同状态的退出时间量化得出不同时段替代稳态条件下的生态弹性,同时根据计算结果分析了该地区生态弹性时空演变特征及其影响机制。研究结果表明:(1)研究区弹性+和弹性-整体呈现先下降后上升的趋势,但沙漠边缘至腹地空间差异显著。(2)生态弹性对降水变化存在滞后响应。(3)降水季节变化的差异会降低降水量与生态弹性之间的相关性。综上所述,生态弹性的空间分布总体受降水格局控制,但立地条件导致的植被空间异质性增加了生态弹性空间分布的复杂性,而生态弹性与降水变化的关系取决于植被群落构成、植物对降水变化响应、降水量变化趋势和季节分布。本研究在认识荒漠生态系统功能稳定性维持机制以及荒漠生态保护和修复方面具有重要的理论与实践意义。 |
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闫晴
研究典型株型沙生灌丛周围的流场分布,旨在为干旱、半干旱地区合理选择不同株型的防风沙植被提供理论依据。本文利用FLUENT软件对3类典型株型(坛形、梭形、帚形)灌丛周围的流场进行数值模拟,分析不同植株形态对风沙流的影响,并加以风洞试验验证,结果表明:(1)3类株型周围流场可分为5个区,且株后均存在3个涡流。受涡流强度的影响,在积沙初始阶段,梭形、帚形植株主要在株后6~7 H处积沙,而坛形植株在3 H附近积沙。(2)受植株最大侧影面积高度层的影响,3类株型灌丛株后1 H处的风速极小值依次出现在0.3 m、0.4 m、0.8 m高度处,最优防护高度依次为0.2~0.4 m、0.3~0.6 m、0.8~1 m。3类株型株后的空气动力学粗糙度逐渐减小,且坛形的粗糙度明显高于其他株型。(3)3类株型在-2~10 H范围内均可有效降低风速,株后近地表区防风效益表现为坛形>梭形>帚形,而中高空区防风效益均随株距增加而减小。(4)在T=10 s时,3类植株周围总积沙长度分别为8.5 H、6H、4.5 H,梭梭、沙拐枣分别在距入口5~5.5 m、4.5~6 m处存在不同程度的风蚀现象。对比其他植株,白刺(Nitrariasphaerocarpa)具有较好的阻沙效果,在防风固沙工程建设中建议将其与梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙拐枣(Cal?ligonum mongolicum)结合,既能发挥白刺的阻沙作用,又可利用梭梭、沙拐枣较好的中高空防风效果。 |
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陈加伟
植被群丛的稳定对于群落演替乃至区域生态系统安全发挥着关键作用。受气候变化和人类活动影响,长梗扁桃(Amygdalus pedunculata)自然群丛退化严重,面积不断减少,亟需保护。本研究基于浑善达克沙地长梗扁桃群丛35个样方的数据,通过典范对应分析(Canonical Correspondence Analusis,CCA)揭示了长梗扁桃群丛分布的驱动因子以及不同群丛特征与环境因子之间的关系。研究发现,基于立地条件的差异,长梗扁桃群丛可分为4种类型:群丛Ⅰ,长梗扁桃-蒙古韭(Allium mongolicum);群丛Ⅱ,长梗扁桃-西北针茅(Stipa sareptana var. krylovii)-冷蒿(Artemisia frigida);群丛Ⅲ,长梗扁桃-画眉草(Eragrostis pilosa);群丛Ⅳ,榆树(Ulmus pumila)-长梗扁桃-蒙古虫实(Corispermum mongolicum)。大尺度上,温度和海拔是影响长梗扁桃群丛分布的主要环境因子,贡献率分别为13.2%和11.4%。小尺度上,10~20 cm和20~30 cm土壤有机质和海拔是影响群丛结构特征的关键因素。群从Ⅱ和群从Ⅲ的结构特征对土壤因子响应较为敏感,海拔是群丛Ⅰ和群丛Ⅳ结构特征的主要影响因子。本研究明确了温度、土壤和海拔是浑善达克沙地长梗扁桃群丛的主要环境影响因子,而关于土壤和气候对于群丛的交叉影响还有待进一步研究。 |
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张丽娟
为探究天山乌鲁木齐河源1号冰川(简称“乌源1号冰川”)积雪微生物群落特征及其与气候环境的关系,采集该区域2021年春季(4月)海拔3549 m处(TSX1)以及夏季(6月)海拔3770 m处(TSX2)和海拔3800 m处(TSX3)表层雪样,针对细菌16S rDNA V3-V4区、古菌16S rDNA V4-V5区和真菌ITS2区分别进行高通量测序,分析雪样中细菌、古菌和真菌的多样性。结果表明:(1)乌源1号冰川表层雪微生物多样性具有季节性差异,细菌多样性春季较高夏季较低,而真菌多样性则相反。(2)在物种组成上,细菌优势门为Proteobacteria(58.13%~89.10%)和Bacte?roidetes(4.24%~40.74%),优势属为Flavobacterium(2.32%~33.64%)和Polaromonas(0.01%~24.72%);古菌优势门为Thaumarchaeota(38.10%~97.55%),其次为Nanoarchaeaeota(0%~61.90%)和Euryarchaeota(0%~2.82%);真菌优势门为Ascomycota(7.06%~88.43%)和Monoblepharidomycota(36.21%~40.78%),优势属为Aspergillus(0.16%~81.04%)和Rhodotorula(0.02%~8.05%)。(3)网络互作分析表明,微生物网络互作以正相关连接为主(97.3%),负相关连接仅占2.7%,互作关系趋于合作关系。(4)乌源1号冰川表层雪中具有丰富的微生物,微生物群落的季节变化反映了微生物对不同季节大气环流的响应。 |
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李菲菲
西北地区是重要农牧交错区,生态环境脆弱,农业生产对气候变化极为敏感,研究其农业干旱脆弱性时空分布特征是有效应对干旱气候的关键。基于IPCC评估框架,考虑蒸散对土壤含水量的影响,将多时间尺度干旱指数纳入指标体系,研究西北地区农业干旱脆弱性及其时空分布特征。结果表明:2010—2020年该地区农业干旱脆弱性呈现下降态势,其中2010—2015年下降幅度最大,但区域均衡性减弱,出现“两极”现象;2015—2020年脆弱重心逐渐向南部地区转移,形成“辐射”效应。该地区农业干旱脆弱性冷热点区域变化显著,2010年热点区域集中在新疆西南部,冷点区域分布在新疆北部和宁夏;2020年热点区域转移至甘肃和青海南部,且呈现向外辐射现象,冷点区域主要集中在新疆北部地区。 |
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席昱欣
从植物组织中释放出高质量的原生质体是建立其他技术体系如蛋白亚细胞定位、瞬时表达分析、蛋白质间互作的前提。为了快速挖掘C3-C4中间型植物松叶猪毛菜(Salsola laricifolia)的特殊功能基因,建立一个简单高效的叶片原生体的制备方法必不可少。本研究以松叶猪毛菜无菌组培苗的真叶为材料,分析不同纤维素酶和离析酶的浓度配比、渗透压对原生质体分离的影响。结果表明:采用25 d龄的无菌组培苗真叶,在2%纤维素酶+0.5%离析酶+0.6 mol·L-1甘露醇的酶解液中25 ℃酶解2 h,使用W5溶液在800 rpm·min-1的转速下纯化,原生质体产量可达1.21×106 个,活力为85%。并且利用得到的松叶猪毛菜原生质体作为受体,用PEG 转化法成功转化pBI121-SaNADP-ME4-GFP 质粒载体,检测到SaNADP-ME4定位于叶绿体中。本项研究建立了松叶猪毛菜叶片原生质体高效制备体系,为松叶猪毛菜特殊基因功能的挖掘奠定了基础。 |
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梁博明
荒漠区植被地上生物量是土地荒漠化监测和荒漠植被遥感信息提取的重要指标。本研究以甘肃民勤县为试验区,以哨兵2号(Sentinel-2)影像为数据源,构建了比值植被指数RVI、归一化植被指数NDVI、差值植被指数DVI、土壤调节植被指数SAVI及优化型土壤调节植被指数OSAVI 5种植被指数与植被实测地上生物量的估算模型(一元线性、指数、对数和二项式模型),并利用所选的最优模型,估算了研究区的地上生物量。结果表明:SAVI相较于RVI、NDVI、DVI和OSAVI指数同地上生物量之间的相关性最高(r=0.79),基于SAVI指数的二项式模型是研究区地上生物量估算的最优模型(R2=0.76),且精度较高(R2=0.73,RMSE=0.12)。民勤县的植被相对密集区主要分布于四大灌区(红崖山、环河、昌宁、南湖)、青土湖周边以及红沙岗镇西北区域,其他地域植被较为稀疏,无植被区[<0.005 kg·(100m2)- 1]、低植被区[0.005~0.2 kg·(100m2)- 1]、中植被区[0.2~0.5 kg·(100m2)- 1]和高植被区[>0.5 kg·(100m2)-1]的占比分别为66%、21%、5%和8%。 |
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赵剑
植被覆盖度和生产力指标作为评价草原生态系统退化已有较多研究,各单一评价指标互相独立难以对不同草原退化程度进行综合评价。本研究以新疆天山中部巴音布鲁克草原为研究对象,提出了一种基于标准化处理分指标耦合的草原退化遥感评估方法。选取草原植被覆盖度、草层平均高度、总产草量3个分指标,通过主成分分析法确定分指标权重,并引入Min-Max标准化方法处理并构建综合评价指标草地退化指数(Grassland DegradationIndex,GDI),最终通过Landsat影像反演以及草地退化指数变化率的合理分级评估了1986—2021年新疆天山巴音布鲁克草原的退化程度。结果表明:(1)GDIg 与NDVI的相关性最好。(2)2021年巴音布鲁克草原未退化面积占总面积的比例为60.51 %;不同草地类型的草地退化程度有明显差异;空间分布上表现为由盆地向山地退化加重的趋势。(3)通过辐射配准方法可以将GDIrs 模型应用于其他年份,2000—2009年巴音布鲁克草原退化程度明显改善,2009—2021年草原退化程度轻微波动。研究结果将为指导巴音布鲁克草原退化程度的评价和保护草原生态系统提供一定的数据支撑和理论基础。 |
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李鑫磊
基于2000—2019年的林草植被覆盖度数据分析了河套灌区近20 a的林草植被时空变化特征,并利用地理探测器定量分析了各驱动因子对林草植被覆盖的影响。结果表明:(1)近20 a河套灌区林草地面积总体呈减少态势,减少量为966.15 km2,林草植被覆盖度等级整体呈上升趋势,多年平均林草植被覆盖度为28.3%,空间尺度上,河套灌区林草植被覆盖度呈现出东北向西南递减的空间变化特征;(2)近20 a低林草植被覆盖度、中林草植被覆盖度等重心主要位于永济灌域东北侧和义长灌域西南侧,各级林草植被覆盖重心表现为从东北向西南方向递减,并均呈现出向西南方向迁移的态势,各时段迁移距离介于0.71~15.46 km;(3)距水域距离、地下水埋深、气温、降水是影响区域内林草植被覆盖度的主导环境因子,且解释力分别为0.427、0.439、0.318、0.368;距水域距离、地下水埋深、年平均降水与其他因子的交互作用普遍较高,区域含水量的大小是影响河套灌区林草地生长状况的主要驱动力,研究结果可为灌区自然植被的保护与恢复提供相应的科学依据。 |
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