Institutional Repository of Xinjiang Institute of Ecology and Geography, CAS
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增温、刈割对高寒草甸地上植被生长的影响/Effects of Warming and Clipping on the Growth of Aboveground Vegetation in An Alpine Meadow[J]
No full text近些年由于气候变化和土地利用方式变化的双重影响，高寒草甸植被逐渐表现出退化现象。探讨高寒草甸植被生长特征在气候变化和人类活动中的动态变化规律，对高海拔地区植被的保护和合理利用，防止草地退化和沙漠化发生具有重要意义。以青藏高原高寒草甸为研究区，利用增温实验模拟气候变暖、刈割实验模拟人类放牧，采用随机区组设计，设置对照、增温、刈割、增温+刈割交互作用四种实验处理，于2012─2013年植被生长季调查高度、盖度和地上生物量，研究高寒草甸地上植被生长特征对增温、刈割的响应，以此探讨青藏高原高寒草甸地上植被在气候变化和人类活动中的变化趋势。结果表明：（1）夏季是高寒草甸植被生长的最佳季节，其中7月是其生长的最佳月份；高寒草甸地上植被生长特征年内生长季和年际间的变化趋势差异较大，表现为植被高度在生长季中期高于初期和末期（P<0.05），植被盖度和地上生物量在生长季中期和末期高于初期（P<0.05）；2012年的植被高度和地上生物量略高于2013年（P>0.05），但植被盖度略低于2013年（P>0.05）。（2）植被高度、盖度和地上生物量在增温第2年（2012年）的各实验处理间均未出现显著差异（P>0.05），而在第3年（2013年）开始出现显著差异（P<0.05），其中2年刈割显著降低植被高度和地上生物量（P<0.05），3年增温和2年刈割的交互作用显著降低植被盖度和地上生物量（P<0.05）。以上结果表明，增温、刈割对高寒草甸地上植被生长的影响在短期和长期尺度上存有差异，初期并不显著，但随着时间推移，影响开始加强
艾比湖表层沉积物重金属的来源、污染和潜在生态风险研究/Sources, Pollution Statue and Potential Ecological Risk of Heavy Metals in Surface Sediments of Aibi Lake, Northwest China[J]
No full text以艾比湖为研究对象,通过采集表层沉积物样品,测定其中8种重金属( Cu﹑Pb﹑Zn﹑As﹑Hg﹑Cr﹑Ni﹑Cd)的含量,然后结合多种方法分析了其来源﹑污染状况及潜在生态风险.结果表明①从偏度上看艾比湖表层沉积物中8种重金属的大小顺序为Hg﹥Cd﹥Pb﹥Zn﹥As﹥Cu﹥Cr﹥Ni.②多元统计分析表明8种重金属元素可以辨识为2个主成分； PC1为人为源因子,包括Cd﹑Pb﹑Hg和Zn,主要来源于各种农业污染；PC2为自然源因子,包括Cu﹑Ni﹑Cr和As,主要受自然地质背景控制.③地积累指数评价表明8种重金属的污染程度由高到低为Cd﹥Hg﹥Pb﹥Zn﹥As﹥Cu﹥Ni﹥Cr,在所有采样点中Pb﹑ Cd和Hg均属于轻度和偏中度污染,Zn﹑As﹑Cr﹑Ni和Cu在大多数样点为无污染水平.④潜在生态风险评估表明,沉积物中重金属的潜在生态风险主要由Cd﹑Hg和Pb引起,三者贡献分别为42.6％﹑28.6％和24.0％,Cd是最主要的生态风险因子,其次是Hg﹑Pb,各采样点中8种重金属的潜在生态风险指数( RI)均小于150,为低的生态风险.研究表明总体看艾比湖表层沉积物中重金属含量较少,生态风险较低,但重金属Cd﹑Pb的含量较高
中亚地区经济发展特征及时空演变[J]
No full text随着经济全球化和区域经济一体化,中亚地区的经济发展取得长足进步,日益成为全球经济格局的新兴增长区域.本文基于统计数据与文献资料,分析近20年中亚地区的经济发展特征及时空演变过程,并探讨经济快速发展的主要原因.结果表明:1)近20年中亚地区的经济发展主要经历了停滞和衰退阶段(1991—1995年)、复苏阶段(1996—2000年)和稳定增长阶段(2001年以后);2)中亚地区经济规模取得了较快增长,但由于各国能源资源条件差异和产业、经济政策的不同,导致区域间经济发展的时空差异;3)中亚地区的经济发展主要受居高不下国际能源价格、区域市场经济改革、丰富的自然资源保障和相对稳定的政治环境共同影响
膜下滴灌水稻黄化叶片光合特性及叶绿素荧光参数分析[J]
No full text对膜下滴灌水稻T-04齐穗期正常及黄化剑叶的光合色素质量分数,光合参数和叶绿素荧光参数进行研究。结果表明,黄化(黄绿和绿黄)叶单位面积的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素质量分数均显著低于正常绿叶(CK);叶绿素a/b,类胡萝卜素/总叶绿素比值显著高于正常剑叶,说明叶绿素质量分数降低,类胡萝卜素质量分数升高可能是导致叶片黄化的直接原因。光合参数分析表明2种黄化叶片的净光合速率(Pn)、羧化效率(CE)、表观量子效率(AQY)均显著降低,说明其CO2和光能利用能力显著低于正常绿叶。蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)的大幅度升高,说明其叶片保水能力较差,光合酶活性可能受到抑制。叶绿素荧光参数..
新疆绿洲覆膜滴灌棉田碳通量特征研究[J]
No full text基于涡度相关技术,对新疆典型绿洲棉田进行了连续4年的碳通量观测,并探讨覆膜滴灌棉田生育期内碳通量的构成和特征。结果表明:生长盛期(6—9月),棉田的总初级生产力(GPP)和净生态系统碳交换(NEE)日变化明显,峰值约出现在14:00。生态系统呼吸(Res)日变化稳定,与膜下土壤温度日变化稳定有关。日间GPP随太阳净辐射(Rnet)增加而增大,可用直角双曲线方程描述;且最大光合速率的峰值出现在7月。各碳通量的季节变化不同:GPP和NEE与LAI的季节变化一致,峰值出现在7月;而Res的峰值出现在6月。月累积GPP在6—9月间主要分配给NEE;而其余月份则分配给Res。整个生育期内(5—10月),..
四种一年生荒漠植物构件形态与生物量间的异速生长关系[J]
No full text1年生草本植物是古尔班通古特沙漠夏秋季节草本层片的主要组成部分。选择4种藜科1年生草本植物(刺沙蓬、沙蓬、角果藜和对节刺)作为研究对象,对比分析了各物种构件形态特征、生物量分配以及它们之间的异速生长关系。结果表明:沙蓬个体最大,其次为刺沙蓬,角果藜和对节刺个体最小;对节刺具有最大的根冠比(R/S),其次是刺沙蓬,沙蓬和角果藜R/S最小。4种植物构件形态与生物量间均呈显著正相关,表现出强烈的协同变化趋势。R/S与绝大部分指标间呈显著负相关,表明随个体增大地下生物量分配比例逐渐减小。4种植物各构件形态、地上及地下生物量间大部分呈指数<1.0的异速生长关系,但各物种间的异速生长指数绝大部分无显著差异..
干旱区城郊种植业水足迹分析与适宜耕地规模测算——以乌鲁木齐市为例[J]
No full text水足迹方法能够完整、清晰地描述种植业的耗水特征。本文以干旱区绿洲城市乌鲁木齐市为例,运用水足迹模型分析种植业产品耗水特征,构建水足迹强度系数以探讨种植业耗水对本地水资源的影响度,进而从作物水足迹和水源类型角度建立绿洲耕地规模测度模型测算乌鲁木齐市适宜耕地规模,研究发现:①作物生长期水足迹受土壤水分胁迫和产量损减影响呈现差异化;②2005-2011年间,绿水强度系数波动剧烈,蓝水强度系数均值超出容量极限,作物生长期对蓝水资源依赖性较强,从而进一步加剧了蓝水资源的匮乏;③乌鲁木齐市合理耕地规模约为9×105亩,2005-2011年种植业实际耕地规模均处于超载状态,超载量变化呈现先降后升的特征,现状..
2014年2月12日于田Ms7.3地震前后的微震活动集中区及对地震危险区的可能指示/Microseismic Concentration Areas before and after the February 12, 2014 Yutian Ms7.3 Earthquake and Possible Implication for Earthquake Risk Zone[J]
No full text2001年以来,在巴颜喀喇地块周缘相继发生2001年昆仑山口西8.1级地震、2008年汶川8.0级地震、2010年玉树7.1级地震、2012年芦山7.0级地震等.对比分析昆仑山口西8.1级地震前、后相同时间长度内,与其地球动力学上相关区域的地震应变释放强度变化特征,发现该地震发生之后,龙门山地区、巴塘地区、温泉盆地西侧南北向谷地的地震应变释放明显增强,第一个地区发生了汶川地震,第二个地区与玉树地震的发生相关,说明巴颜喀喇地块北边界东昆仑断裂带上发生地震破裂后,其南侧的物质向东南运移,将构造变形集中在龙门山构造带上,并在其上发生破裂.该震例说明基于地震地质背景分析、找出的地球动力学上相关联的地震活动增强区域是中长期破坏性地震的易发区.2014年2月12日新疆于田发生Ms7.3地震后,阿尔金断裂带东部与祁连山构造带交汇地区的地震频度和地震应变释放明显增强,该区域的中长期地震危险性值得关注
博斯腾湖流域水文变化与水量平衡分析
No full text水资源是人类赖以生存和社会发展不可缺少的物质基础，博斯腾湖流域位于亚欧大陆腹地，气候干燥、降水稀少、蒸发强烈，水资源非常短缺。同时，博斯腾湖流域也是中国所有流域中水资源开发利用程度最高，用水矛盾最为突出的地区之一。由于不合理的水资源管理，社会经济用水严重挤占生态用水，导致地表水过度开发，地下水位持续下降。农业作为最大的用水部门，灌溉水管理不善被认为是导致水资源短缺的重要原因。因此，有必要对流域进行水资源系统分析，掌握水资源基本特征，在此基础上制定科学合理的开发模式，最终实现社会经济和生态环境的可持续发展。
开都河是博斯腾湖的最大源流，其来水量变化关系到下游焉耆盆地和孔雀河流域国民经济发展与生态环境改善。论文在分析开都河来水量变化以及影响因素基础上，运用大气环流模式（GCM）资料与SWAT水文模型结合，预估了开都河流域未来径流量变化情况。并且，论文在借鉴国内外水资源管理理论基础上，对博斯腾湖流域灌区供水管理进行分析，剖析了博斯腾湖流域灌区水资源管理的主要困境，设计出有利于流域灌溉水资源管理的制度和政策。主要结论如下：
（1）基于1958-2012年气温、降水数据，研究了博斯腾湖流域主要气候变量的变化特征。结果表明，气温在过去55年中呈显著增加趋势，但1998年以后平原气温呈增长停滞状态。降水亦呈增加趋势，但趋势不如气温显著。同时，气温观测到均值跃变，山区和平原气温分别在1985和1996发生跃变。气温极值表现为显著变暖趋势，且基于最小气温的极值变化幅度比基于最大气温变化幅度大。降水极值表现为增加趋势，且降水的增加是降水频率和降水强度共同增加的结果。博斯腾湖流域干旱指数变化表明，干旱经历了三个明显不同的时期，即变干（1958-1987）-变湿（1988-2003）-变干（2003-2012）。且干旱的变化与强大的西伯利亚高压和增强的贝加尔湖气流以及增强的西风环流有关。
（2）径流表现出三个明显的变化阶段，1955-1986水量下降期，1987-2003年水量上升期以及2004-2010水量下降期。随着离源流距离的增加，径流表现出明显的人为特征，年际变化曲线平滑性增加，波动性变小。在博斯腾湖流域源流区，气温和降水对径流具有重要的影响，其中降水为线性关系，气温为指数关系。通过多种方法（相关分析、小波互相关以及多元线性回归）证明，北半球极涡面积指数（VPA）和青藏高压（XZH）是影响博斯腾湖流域水文循环变化的主要环流因子。
（3）利用最新的国际耦合模式比较计划（CMIP5）中 46个大气环流模式（GCM），基于集合平均方法，评估了四种典型浓度路径（RCPs）情景下博斯腾湖流域未来气候变化情况。到2070年，四种排放情景下（RCP2.6，RCP4.5，RCP6.0以及RCP8.5），平均气温将升高1.5-4℃，而降水量也将增加，但趋势不如气温显著。运用土壤数据、土地利用数据、气象和水文数据、DEM等数据，构建了开都河流域SWAT水文模型，结果显示，模型率定期月径流量（1988-2000年）纳什系数（Nash-Suttcliffe系数）0.91，相对误差1.6 %，确定性系数0.91，验证期（2001-2010年）结果与率定期结果相近，表明SWAT模型可以很好的模拟博斯腾湖流域源流水资源变化情况。将GCM集合平均资料与构建的SWAT模型进行结合，模拟未来径流量变化情况，在四种辐射强迫下，径流都有一定程度增加，且随着辐射强迫的增强，春季径流会持续增加，夏季径流则会减少。
（4）采用多种方法对博斯腾湖流域生活需水量（定额法）、畜牧需水量（定额法）、工业需水量（多元回归和柯布-道格拉斯生产函数）、河道需水（7种水文学方法）、生态需水（蒸发降水差法、基于GIS 的潜水蒸发法等）、农业需水量（潜在蒸散法）进行计算，并结合供水量数据，给出了博斯腾湖流域相对合理的水量平衡表。计算结果表明，由于气候变化导致来水量变异加大以及农业需水量逐年激增，缺水量有加剧态势，其中，2010年，缺水量超过了8.56亿立方米。
（5）当前，博斯腾湖流域水资源问题日趋严重，其主要特点为水资源日益稀缺，各种用水矛盾全面激化。在基本农户-用水协会-水管人员-县水利局四个层次上，对博斯腾湖流域主要灌区进行了大量的问卷调查以及实地调研，并对农业节水现状进行了研究，指出灌区用水存在以下问题：工程不配套，老化失修严重；流域管理被区域管理分割；灌区实际灌溉面积统计不到位；地下水开采管理混乱、地下水掠夺式开采导致地下水位下降明显，水质恶化；农民用水协会作用发挥十分有限，部分灌区用水协会难以维系；农业生产结构不够合理。以上这些问题，我们通常采用传统的工程手段来解决，然而，随着新建工程难度加大，因此，必须采用新的灌区管理途径：强化流域的统一协调管理；明晰流域水土公共资源产权；对耕地面积进行普查，强化“以水定地”的流域开发战略；实行地表水与地下水统一管理；稳妥控制流域人口增长，改变灌溉制度和种植结构，达到规模种植；积极培育和发展农民用水协会组织，强化基本农户的权力和意识
链球菌属基因组进化的生物信息学研究
No full text链球菌属是厚壁菌门中物种最为丰富类群之一，包含着大量人畜共患的重要病原菌。链球菌常引发人和动物化脓性感染，造成极高的发病率和死亡率，严重影响着人类健康并带来巨大的农业经济损失。随着分类学的快速发展，链球菌属经历了大量的修订，并将该属中多数物种划分到不同物种组。然而，链球菌属的分类目前还未研究清楚，进化机制等研究还未有深入涉及。同时，关于物种组的认识仍停留在表型特征，它们的进化机制尚不清楚。另外，前期研究大多针对单种或几个种的比较基因组分析，缺乏基于属水平上的进化历史和毒性抗性研究。随着链球菌基因组数据不断涌现，将为链球菌进化机制探索和多样性研究提供新的见解，为链球菌遗传分子生物学及遗传进化的深入研究提供新的途径，并有助于链球菌引发疾病问题的深入思考。鉴于链球菌危害性和重要性，借助生物信息理论和方法认识链球菌属基因组进化和毒性抗性特征显得尤为重要。
本论文运用生物信息相关方法，从基因组水平上，对链球菌基因组动态，群体遗传结构，系统发育关系，毒力因子分布和进化等方面展开分析，以其理解链球菌属基因组进化历史。主要研究结果如下：
(1) 基因组动态模拟分析表明在链球菌属水平和物种组水平下的泛基因组，核心基因组及特有基因有相同变化趋势。属水平下，泛基因组变化趋势符合一个增长型复合函数： ；核心基因组变化趋势符合一个衰减指数函数： 。从理论上证实了目前链球菌属的泛基因组处于开放状态；同时也说明现在泛基因组大小是被低估了，随着新种的发现和越来越多的链球菌基因组被测序，还会挖掘出链球菌的新基因。核心基因组所对应的基因簇在整个同源簇占主要部分，其中检测到一些基因是链球菌属所特有，为其适应性进化提供线索。
(2) 鉴于基因组水平下的群体遗传结构分析，本论文认为链球菌属以2个谱系处理最为合适，能较好反映该属内群体间的自然关系。谱系1包括化脓组、牛组，变异组和唾液组；谱系2包括轻型组，咽峡炎组和未知组。链球菌属系统发育关系和群体遗传结构分析结果具有一致性，即来自同一物种组的不同物种均聚在一起，并且系统树有2大分支组成。由于水平基因转移影响，变异组中的链球菌形成2个分支。群体遗传结构中的杂交现象印证了系统发育研究中出现的复系。
(3) 在链球菌基因组依次扫描中，检测到大量毒力基因和组特异抗生素耐药基因。粘附因子、免疫逃逸因子和压力因子占较大比例；物种组间未发现明显的组特异毒力因子。pavA，srtA，slrA，plr/gapA，eno，htrA/degP，tig/ropA这些广泛分布的毒力因子相关基因的进化和物种组的进化保持一致。另外，抗生素耐药性基因识别过程中发现138株链球菌均含有基因bacA和pbp2x，大部分物种含有pmrA基因。在物种组水平，耐药基因分布具有一定特异性。变异组的所有菌株几乎均含有bcrA基因；化脓组的大部分菌株含有vanug基因。另外，通过病原宿主交互作用分析，发现链球菌GNO1基因突变株和URE1基因突变株类表型特征主要为毒性降低。
该论文研究中，由表型特征所提出的物种组，通过基因组分析发现它们在链球菌进化过程中扮演重要角色。链球菌由于基因组较小并且整个属的泛基因组处于开放状态，一定程度上反映了链球菌存在频繁基因交流，这有利于它适应新宿主环境并快速定殖。另外，链球菌属基因组进化轨迹和各个物种组的进化轨迹是一致的。猪链球菌因种内表型差异性而未被划入现有物种组，通过链球菌属系统发育关系和群体遗传结构分析，表明猪链球菌是和咽峡炎组及轻型组来自同一个谱系。通过上述生物信息学分析，将有助于深入了解链球菌基因组的动态变化及其进化历史，并为预防和控制链球菌疫病提供理论依据，同时也为大规模病原菌基因组数据的分析方法提供借鉴。随着今后研究的深入，链球菌的进化历史将会更加清晰，能够不断为临床监控与防治提供一定理论依据