人为水文调控正深刻改变湿地生态系统的结构与功能.由于缺乏长期监测记录,目前针对湿地生态系统如何响应人为水文调控的报道较少.本研究基于神农架大九湖五号湖的一根长44 cm的沉积岩芯多指标记录,重建了近40年来大九湖生态水文变化过程,并探讨其驱动因子.结果表明:五号湖的硅藻群落经历了 3个主要演化阶段:1980-2008年以底栖硅藻为主,2008-2016年浮游硅藻迅速增加,2016年以来小型脆杆藻占主导.冗余分析表明,硅藻组合变化与总有机碳、总氮和Mn/Fe值显著相关.2008年以来硅藻组合变化反映了五号湖由早期富含有机质的泥炭地向浅水湖泊转变,主要响应筑坝提升水位;2016年以来底栖和附生硅藻增多,响应大九湖移民搬迁后水生植物扩张、水体透明度增加的过程.沉积硅藻记录揭示了大九湖的环境变化过程,为湿地保护提供了科学依据.

2023年3月及6月,本课题组在浙江省丽水市和安徽省池州市进行翼手目物种多样性资源调查期间,使用蝙蝠竖琴网及昆虫网采集到一批蝙蝠标本.其中10号(1♂,9♀)体型较小,头体长43.34～47.12 mm,前臂长34.37～37.87 mm.耳廓尖长,耳屏较短,其长不及耳长一半;体毛柔软而浓密,背毛基部至毛尖呈黑色至深棕色,腹毛基部至毛尖呈深灰色至浅灰色;后足长8.22～9.49 mm,胫骨长16.08～17.23 mm,后足较长,超过胫骨长之半;股间膜和翼膜呈棕色,且翼膜附着于踝关节以下的跖骨处.颅骨细弱,颅全长14.92～15.82 mm,脑颅宽7.46～8.04 mm,额骨处倾斜明显,脑颅稍膨大圆润,颅顶较平,颧弓较细.上述外形及头骨特征与霍氏鼠耳蝠(Myotis horsfieldii)相吻合.同时,基于细胞色素b基因(Cyt b)的系统发育学证据亦支持上述鉴定结果.本发现为霍氏鼠耳蝠在浙江省和安徽省翼手目分布新记录,丰富了该种的基础生物学资料,扩大了对其地理分布范围的认知.

肠道菌群是由许多细菌及其代谢产物组成的复杂生态系统,对人体消化、营养吸收、能量供应、脂肪代谢、免疫调节等诸多方面发挥着不可替代的作用.探索肠道菌群的结构与功能、关键基因与代谢产物,将有助于实现疾病的早期诊断与辅助诊断,发现新的治疗靶点与药物治疗效果评价,更好地指导抗生素的使用.肠道菌群的鉴定在临床诊疗及药物研发等领域都具有重要作用,因此,有必要对这一迅速发展的领域进行全面回顾.传统的鉴定方法无法全面捕捉肠道微生物多样性.随着分子生物学的快速发展,肠道菌群的分类鉴定也从最初的表型鉴定和化学鉴定演变到了分子水平鉴定.本综述整合了肠道菌群的主要鉴定方法及其应用评价,特别关注于分子生物学方法的研究进展,并重点介绍了高通量测序技术在肠道菌群鉴定中的应用,这种革命性的肠道菌群鉴定方法预示着人类对微生物世界认识的全新篇章.

为促进木麻黄生长并解决根际土壤微生物群落结构和功能异常问题,本研究从木麻黄根瘤中筛选出具备固氮(N)、产细胞壁降解酶(蛋白酶和纤维素酶)、产生长素(IAA)、产铁载体、产氨气(NH3)、溶解磷酸盐等多种功能的8株菌株,其中LB08、LB 18、LB 19、LB42、LB46、LB63和LB69为类芽孢杆菌,LQ10为布鲁氏菌.菌液浸种试验显示:8株菌株均对木麻黄幼苗生长具有促进效果,其中菌株LB69显著提高了木麻黄种子萌发率和幼苗活力,增幅分别达19.7％和28.3％;菌株LQ10显著提升了根长和根系活力,增幅分别为48.2％和334.4％;菌株LB18和LB42分别对初期芽长和生物量积累具有最显著的促进效果,增长率分别为22.4％和32.8％.此外,浸种后幼苗多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶等的同工酶谱条带数增多,个别条带增强,酶亚型多样性增加,抗逆能力增强.综上,本文所述8株菌株的添加对植物生长及抗氧化酶活性具有促进效果,有成为生物肥料的潜力.

人类肠道拥有复杂而丰富的菌群,肠道菌群参与营养吸收、免疫防御、调节代谢等生理功能.肠道微生物群落的变化涉及许多疾病如缺血性卒中、帕金森病的发生发展,甚至与疾病的严重程度相关.而针刺作为中国传统医学中重要的组成部分,被证实对肠道菌群具有调节作用.针刺可以通过调节肠道菌群的群落多样性、丰度调控宿主代谢、免疫应答,影响相关疾病的发展.肠道微生物群靶向治疗相关疾病的机制和模式仍需继续探索.

土壤线虫是地下生态系统的重要组成部分,关注其群落分布、组成结构、生态功能及其与周围环境互作机制的线虫生态学研究,一直是土壤生物学研究的热点.本文系统介绍了 土壤线虫多样性高和食性多样的特点,阐述了土壤线虫作为指示生物和模式生物的优点,及其在生物防治、生态系统功能和土壤健康表征上的作用.回顾了近年来国内在土壤线虫生态学方面的研究进展,包括分子生物学鉴定方法、对全球变化的响应、食物网结构功能、地上地下多样性关系和大尺度多样性格局等.探讨了土壤线虫生态学的发展趋势,重点评述了采用高通量测序技术进行线虫分类和定量研究的前景,建立通用分析平台推广土壤线虫研究的必要性,以及加强大尺度土壤线虫调查的重要性.

稻田是甲烷(CH4)的重要排放源之一,其对全球气候变化有着重要影响.大气CO2浓度升高(e[CO2])对稻田生态系统碳循环具有重要作用,阐明e[CO2]对稻田CH4排放及相关微生物过程的影响对稻田生态系统的固碳和减排具有重要意义.本文综述了 e[CO2]对稻田CH4排放及碳循环相关功能微生物活性、丰度、群落组成和多样性的影响,梳理了 e[CO2]背景下不同微生物过程在稻田CH4减排中的作用及其主要环境影响因素.总体而言,不同e[CO2]平台类型、熏蒸年限、浓度梯度以及增加方式均对稻田CH4排放有着一定影响.e[CO2]促进了稻田CH4排放,但会随着CO2熏蒸年限的增加而逐渐降低,这说明稻田CH4排放相关微生物对e[CO2]具有一定适应性;e[CO2]对稻田CH4排放的促进作用呈先减弱后增强的趋势;骤增处理可能会高估稻田CH4排放.e[CO2]对相关微生物过程的影响主要表现为:e[CO2]提高了产甲烷菌、甲烷好氧氧化菌和厌氧氧化菌活性及主要功能微生物丰度;e[CO2]使甲烷氧化菌群落组成和多样性发生显著改变,但对产甲烷菌和甲烷厌氧氧化菌群落组成和多样性影响不大.最后,本文对未来相关的研究方向进行了展望:1)可综合探究e[CO2]对稻田CH4排放及产甲烷过程、甲烷好氧和厌氧氧化过程的影响,以更好地揭示气候变化对稻田CH4排放的机理;2)应在长期条件下探究e[CO2]对稻田CH4排放及相关微生物过程的影响机制,结果将更为真实、准确;3)需进行多尺度(时间和空间)、多要素(CO2浓度、温度、大气氮沉降和水分管理措施)以及多方法(观测、数据与模型相结合)等综合研究,以有效降低未来气候变化情景下稻田CH4排放及相关微生物过程对e[CO2]响应评估的不确定性.

钝化剂可以使土壤重金属由活性态向稳定态转化,降低重金属的迁移和生物可利用性,实现重金属污染土壤的修复.有机碳是反映土壤质量和健康的重要指标,其转化过程对大气化学、全球碳循环起到决定性作用,受到利用方式、农艺措施和治理修复活动的影响.钝化剂的施用一方面会改变土壤结构、团聚体组成和pH、阳离子交换率(CEC)等理化性质,影响土壤有机碳的动态变化;另一方面可以调控土壤微生物群落结构、多样性,改变有机碳转化酶的活性,从而影响土壤有机碳的转化.上述影响受到钝化剂种类、施用量及施用时间等多方面因素的调控.本文论述了不同钝化剂施用条件下,土壤有机碳组分及其变化情况,并探讨了钝化剂对土壤有机碳转化影响的作用机制.未来应基于作用机制,开发兼具固碳增汇与重金属钝化功能的新型钝化剂,并揭示钝化剂施用后土壤有机碳周转及稳定性有机碳的时空分布规律.

雪豹(panthera uncia)是高山流石滩等山地生境生物多样性的旗舰物种,对维持高山生态系统结构和功能稳定性起着重要作用.近年来雪豹种群数量有所恢复,但多种因素导致的栖息地破碎化仍对雪豹的种群生存造成威胁.建立廊道可将分散的栖息地斑块连接起来,提高雪豹抵抗干扰的能力,并为雪豹的长期生存提供重要保障.本研究以祁连山国家公园甘肃张掖分局保护片区及其15 km缓冲区为研究区域,基于祁连山国家公园甘肃张掖分局保护片区雪豹分布点数据,选取气候、地形和土地利用等环境变量,运用MaxEnt模型对雪豹栖息地适宜度进行分析并划定生态源地,而后基于最小代价路径原理识别雪豹廊道.结果显示,研究区域内雪豹适宜栖息地面积为13 432.066 km2,分布在片区内的适宜栖息地面积为7 086.195 km2,占适宜栖息地总面积的52.756％.崎岖度、最干季度平均温度和季节降雨变异系数是影响雪豹栖息地选择的关键因子.通过分析,最终划定9个生态源地用于后续廊道识别规划.在研究区域内共识别10条潜在生态廊道,廊道最长为18.725 km,最短为0.368 km,平均廊道长度为5.676 km.其中3条廊道连接片区内雪豹适宜栖息地斑块,5条廊道连接该片区与青海片区雪豹栖息地.基于上述结果,我们建议在提升片区内雪豹适宜栖息地之间整体连接度的同时,与青海省共同开展跨界保护工作,以制定更加科学合理的保护与管理计划.

为科学评估黄河鮈(Gobio huanghensis)种质资源状况,进一步加强其种质资源保护工作,本研究在连续3年开展黄河宁夏段资源调查的基础上,同期定点采集青铜峡坝上南长滩村、余丁乡和坝下梅家湾村、月牙湖乡、红崖子乡等5个不同地理群体样本,基于线粒体cox1基因序列及生物信息学分析探讨其遗传多样性和系统发育关系.研究结果表明,在长度为1 428 bp的cox1基因序列区域共检测到162个多态位点,界定了26个单倍型;5个群体中除南长滩群体具有"低Hd低Pi"(Hd:0.468;Pi:0.000 62)特点外,其余群体均呈现出"高Hd 高Pi"(Hd:0.721～0.840;Pi:0.009 18～0.035 88)的分布特点,且青铜峡坝上与坝下群体间具有显著的遗传分化(P＜0.05),尤其南长滩、余丁乡2个群体与月牙湖群体达到了种群分化水平;系统发育分析显示黄河鮈与蛇鮈(Saurogobio dabryi)亲缘关系最近.综上所述,结合历年资源调查结果推测,黄河鮈因青铜峡大坝形成了明显的种群地理阻隔,因此建议将黄河鮈划分为青铜峡坝上与坝下2个地理种群,在加强原地保护的基础上,通过人工繁育、增殖放流等人工干预措施,促进坝上、坝下种质资源基因交流,以有效恢复和保护黄河鮈这一珍贵种质资源.