高山植物对全球气候变暖的响应研究进展

高山地区被认为是对全球气候变化最敏感的区域之一,气候变暖导致高山生境内生物与非生物环境因子发生不同程度的改变,从而引起高山植物从不同层面作出不同的变化或响应.综述了高山及亚高山高海拔生境内,植物从宏观生态系统层面到微观个体生理层面对全球气候变化进行响应的研究进展.植物由个体自身的生理及形态上产生不同响应,逐步经过"瀑布式上升效应(Cascade effects)",最后引起整个高山生态系统的转变.受局地差异性及物种差异性影响,生物多样性在不同高山地区呈现出或是增加或是减少的趋势;林线及植被向高纬度、高海拔地区扩张;植物间相互关系由协作转向中性乃至竞争;植物物候、繁殖、生物量生产、光合作用、年轮生长、营养结构等方面均呈现出不同的响应模式.这些从微观到宏观的不同响应模式,最终将引起高山生态系统在结构、功能上的改变,进而在很大范围上威胁到高山植物的生存与发展.最后提出该领域未来的研究重点.参147     

多齿马先蒿与刺齿马先蒿花部形态、昆虫访花频率及种子产量比较研究

若尔盖高原的马先蒿属植物花部形态多样化,为探讨花冠差异是否与不同的繁殖对策相联系,在该区四川红原县分别对短管无喙的多齿马先蒿(Pedicularis polyodonta)和长管具喙的刺齿马先蒿(P.armata)的花部形态、昆虫访花频率和种子产出进行了比较研究.多齿马先蒿的花冠呈"鸟头"状,多个花的集合与鸟群相似,因此特别检测了这种拟态是否具有规避鸟类和蝗虫或吸引蜂类传粉的功能.研究发现,与刺齿马先蒿相比,多齿马先蒿的花冠较小、数量较少,但花蜜含量较高,因此蜂类访问频率较高,结实率高.两种马先蒿的单花种子产量没有显著差异;多齿马先蒿单个个体的种子数量较多,但种子较小.研究表明,为提高繁殖成功率,多齿马先蒿倾向于依赖花质量(如花蜜含量所指示)和种子数量,而刺齿马先蒿倾向于依赖花数量.蝗虫对两种马先蒿的危害没有显著差异,说明多齿马先蒿的"鸟头"拟态不具有规避蝗虫的功能;在具有"鸟头"花冠的多齿马先蒿的样地,鸟类的拜访频率较刺齿马先蒿显著较少,但蜂类的访问频率显著较高,说明"鸟头"拟态可能与规避鸟类、保护传粉者有关,其拟态功能需要进一步实验验证.图2表1参37     

青藏高原高寒湿地春夏两季根际与非根际土壤反硝化速率及nirS型反硝化细菌群落特征分析

反硝化是生态系统氮循环的关键过程.目前对于生态系统氮排放及反硝化细菌群落的研究大多基于人为影响显著的环境,对于人为干扰较低的自然生态系统的研究较少.本研究选取青藏高原黄河源区不同海拔（唐克、久治、玛多和达日）不同季节（春季和夏季）的高寒湿地植物根际与非根际土壤作为研究对象,采用¹⁵N同位素标记法测定反硝化速率,高通量测序技术测定nirS反硝化细菌群落组成及相对丰度,并探究环境因子（气温、海拔）和土壤理化性质（pH、土壤有机碳、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮）对nirS型反硝化细菌群落的影响.结果表明,高寒湿地土壤反硝化速率范围为0.80~14.98 nmol·（g·h）^-1,对总N₂释放的贡献率为11.23%~71.16%.唐克、久治和达日的土壤样品,均呈现出根际土壤反硝化速率高于非根际的趋势（P<0.05）.Proteobacteria是青藏高原高寒湿地植物根际和非根际土壤中主要的反硝化细菌门;在属水平上,各土壤样本中相对丰度最高的是一种未分类的变形杆菌（unclassified Proteobacteria,2.86%~29.41%）,这表明主导青藏高原高寒湿地反硝化作用的可能有一些独特的未被鉴定的反硝化菌属,相对丰度其次为假单胞菌属（Pseudomonas,2.45%~26.52%）和贪铜菌属（Cupriavidus,0%~34.14%）.基于距离的冗余分析结果表明,高寒湿地的反硝化细菌群落结构主要受到海拔、pH、NO₂^-含量影响（P<0.05）;相关分析表明反硝化速率和Shannon指数与pH呈显著负相关（P<0.05）,且主要反硝化菌群相对丰度受到温度和pH的影响.本研究结果可为进一步了解青藏高原高寒湿地这一特殊生境中的氮循环提供参考依据.     

Photosynthetic characteristics and reproductive strategies of Polygonum viviparum at different altitudes in the Qilian Mountains北大核心CSCD

Polygonum viviparum, which reproduces sexually and asexually, is widely distributed in the Qinghai-Tibet Plateau, and its reproduction strategies are very sensitive to changes in the environment. This study aimed to elucidate the effect of altitude on the photosynthetic characteristics and reproductive strategies of P. viviparum. This study was conducted to investigate the responses of photosynthetic, vegetative, and reproductive traits of P. viviparum populations along six altitudinal gradients in the eastern part of the Qilian Mountains in China. Our results indicated that, with increasing altitude, the net photosynthetic rate of P. viviparum showed an increasing trend, reaching its maximum value (14.39 μmol m–2 s–1) at 3 700 m above sea level. The transpiration rate showed an increasing trend, followed by a decreasing trend, and the intercellular CO2 concentration did not differ significantly between altitudes. With increasing altitude, the plant height and leaf area of P. viviparum showed a downward trend, the aboveground and underground biomass decreased, and the specific leaf area initially decreased and then increased. However, the leaf greenness index showed an upward trend, and the number of stomata in the upper and lower epidermis of leaves initially increased and then decreased. With increasing altitude, the proportion of inflorescence length per plant (the ratio of inflorescence length to plant height), the proportion of bulbil length per inflorescence (the ratio of bulbil length to inflorescence height), and the proportion of the number of bulbils per inflorescence (the ratio of the number of bulbils to the total number of flowers and bulbils) showed an increasing trend. Air temperature and light intensity are the major environmental factors affecting the photosynthetic characteristics and functional traits of P. viviparum. Thus, P. viviparum is exposed to more environmental stresses and obtains less energy when altitude increases, but it adapts to the harsh alpine environment by increasing the photosynthetic capability per unit area. With increasing altitude, P. viviparum populations may be sustained by investing less energy in vegetation and more in reproduction, especially asexual reproduction. © 2022 Science Press. All rights reserved.     

淮河下游湖泊表层水和沉积物中PPCPs分布特征及风险评估

为了解淮河下游湖泊(洪泽湖和高邮湖)表层水和沉积物中药品及个人护理品(PPCPs)的赋存特征及生态风险,采集了23个采样点的43个表层水和沉积物样品,检测了样品中的61种PPCPs,分析了洪泽湖和高邮湖PPCPs的浓度水平空间分布,计算了典型PPCPs在研究区水/沉积物系统的分配系数,并利用商值法对目标PPCPs的生态风险进行评价.结果表明,洪泽湖和高邮湖表层水中∑PPCPs浓度分别是1.56～2 534.44 ng·L^-1和3.32～1 027.47 ng·L^-1,沉积物中∑PPCPs含量分别是1.7～926.7 ng·g^-1和1.02～289.37 ng·g^-1,其中表层水中林可霉素(LIN)浓度最高,沉积物中强力霉素(DOX)含量最高,都以抗生素类药物为主要组分;PPCPs空间分布呈现洪泽湖高、高邮湖低的特征;分配特征表明研究区域典型PPCPs更倾向停留在水相,lgK_oc和lgK_d之间具有显著相关性,表明沉积物中总有机碳(TOC)对典型PPCPs在水...     

南昌城市湖泊浮游真菌群落组成、共生模式及影响因素

为探明南昌湖泊浮游真菌群落特征和环境胁迫对浮游真菌群落的影响机制,分别于枯水期（2月、12月）、平水期（4月、10月）和丰水期（6月、8月）采集了均匀分布于南昌市不同县级区划下的7个主要城市湖泊表层水样.测定了WT、DO、NH₄⁺-N和NO₃^--N等环境胁迫因子指标,基于高通量测序研究浮游真菌群落特征,运用网络分析等方法阐明浮游真菌群落的共生模式,并揭示影响浮游真菌群落结构和共生模式的环境胁迫因子.结果表明：①南昌湖泊浮游真菌群落组成在水期间具显著差异,在各湖泊间差异不显著.WT、DO、pH和NH₄⁺-N是影响浮游真菌群落组成的显著环境胁迫因子.②浮游真菌群落优势门为Chytridiomycota （9.55%~33.14%）、Basidiomycota （0.48%~4.25%）和Ascomycota （1.29%~3.19%）,优势菌门数量大小为：丰水期>平水期>枯水期,Chytridiomycota相对丰度在丰水期显著高于平水期和枯水期,Basidiomycota相对丰度在枯水期显著低于平水期和丰水期,Ascomycota水期差异不显著.③南昌湖泊浮游真菌群落共生网络稳定性大小为：丰水期>平水期>枯水期,WT是影响浮游真菌群落共生模式的最佳环境胁迫因子.研究可为湖泊的综合评价和治理研究提供理论依据,并为长江中下游地区湖泊生态系统保护提供指导.     

Application of Static Critical Load Models for Acidity to High Mountain Lakes in Europe

Critical load models for acidityprovide a measure of the sensitivity of surfacewaters to acid deposition, and can be used todetermine critical load exceedance and potentiallong-term harmful effects. Three static models,the Steady-State Water Chemistry model, diatommodel and First-order Acidity Balance model, arehere applied to 11 high mountain lakes in Norway,Scotland, the Alps, the Pyrenees and the Tatras.Between five and seven of the lakes show criticalload exceedance, depending on the model used.Nitrogen as well as sulphur deposition isimportant in causing exceedance. Since soil andvegetation cover are generally sparse, geologyand lake retention time appear to be key factorsin the determination of critical load. Retentionof nitrogen is observed, but it is unclearwhether this occurs within the lake or theterrestrial part of the catchment.     

长江上游高山森林林窗对凋落物分解过程中可溶性碳的影响

采用凋落物分解袋法, 以川西高山森林典型乔木(四川红杉Larix mastersiana、岷江冷杉Abies faxoniana、红桦Betula albo-sinensis和方枝柏Sabina saltuaria)和灌木(高山杜鹃Rhododendron lapponicum和康定柳Salix paraplesia)凋落物为研究对象, 研究了林窗中心到郁闭林下不同生境(林窗中心、林冠林窗、扩展林窗和郁闭林下)中凋落物第一年分解不同关键时期(雪被形成期、雪被覆盖期、雪被融化期和生长季节)可溶性碳的动态特征。结果表明:6种凋落物可溶性碳和可溶性有机碳在冬季含量增加而在生长季节含量降低, 而可溶性无机碳含量在全年呈降低趋势;雪被形成期, 6种凋落物可溶性碳和可溶性有机碳在郁闭林下达到最大值, 而雪被覆盖期在林窗中心和林冠林窗达到最大值, 生长季节6种凋落物可溶性碳含量均低于初始含量。这表明全球气候变暖情景下, 冬季林内雪被覆盖时间和厚度降低且生长季节延长将减少凋落物可溶性碳含量, 且变化程度受到凋落物质量控制。     

高寒灌丛退化演替过程对生态系统呼吸温度敏感性的影响

放牧是高寒草甸退化演替过程中最主要人为驱动力之一.为定量研究高寒草甸不同退化阶段生态系统呼吸速率的温度敏感性,本研究于2003年7月~2004年7月在中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站,利用密闭箱-气相色谱法观测了高寒灌丛不同退化阶段生态系统呼吸速率季节变化.结果表明:1高寒灌丛不同退化阶段生态系统呼吸速率季节变化均表现为单峰曲线,最大值出现在草盛期8月,最小值出现在冬季10~次年4月.退化演替过程显著降低了高寒灌丛生态系统呼吸速率.观测期灌丛(GG)、丛间草甸(GC)和裸地(GL)的生态系统呼吸速率变化范围分别为34.21~1 168.23、2.30~1 112.38和20.40~509.72 mg·(m2·h)-1,灌丛(GG)呼吸速率平均值分别是丛间草甸(GC)和裸地(GL)的1.29倍和2.56倍.2温度是生态系统呼吸速率的主要影响因子,可以解释系统呼吸速率25%~79%以上的变异.退化演替过程显著地改变了生态系统呼吸速率与温度的相关性,当地表植被消失,灌丛退化为次生裸地后,生态系统呼吸速率与各温度指标Ts、Td、Ta之间的相关性(R2)分别降低47.23%、46.95%和55.28%.3Q10值在冷暖季节差异显著(P0.05),表现为冷季暖季.退化演替过程改变了生态系统呼吸的温度敏感性.观测期灌丛(GG)、丛间草地(GC)和裸地(GL)Q10值分别为2.38、2.91和1.62,与灌丛(GG)相比,丛间草甸(GC)Q10值增加了22.26%,而裸地(GL)Q10值降低了31.93%.     

湖泊富营养化防治对策研究

据统计,目前全国有90％以上的湖泊处于富营养化状态.日趋严重的湖泊富营养化问题亟待解决.分析了湖泊富营养化的现状、成因与危害,从控制水体中的营养物质、除藻、生态修复等三个方面提出了湖泊富营养化的防治对策.生态修复是最根本有效的防治方法,符合可持续发展的要求.政府相关部门应加大监管和宣传力度,培养公民环境保护意识,严格控制外源污染排入湖泊水体.