中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 闫冠州中国科学院大学 2022年博士导师: 李越共413页

摘要 : 奥陶纪生物大辐射是显生宙以来一次重要的生物多样性增加事件，期间古生代演化动物群出现多期次的辐射，最终形成了以古生代演化动物群为主体、高度复杂化的地球海洋生态系统。一般地，奥陶纪生物大辐射的启动过程主要表现为浮游生物革命，反映了寒武... 展开奥陶纪生物大辐射是显生宙以来一次重要的生物多样性增加事件，期间古生代演化动物群出现多期次的辐射，最终形成了以古生代演化动物群为主体、高度复杂化的地球海洋生态系统。一般地，奥陶纪生物大辐射的启动过程主要表现为浮游生物革命，反映了寒武纪演化动物群向古生代演化动物群的演替过程，因而是古生代演化动物群起源和早期演化的重要阶段。寒武纪苗岭世至早奥陶世是牙形类宏演化的关键时期，期间代表古生代演化动物群的先驱——副牙形类迅速繁盛并逐步衰落，真牙形类自起源后快速辐射并取得优势地位。鉴于该时期牙形类系统古生物学在不同时段的研究程度不一，牙形类生物地层框架和地层对比有待加强，多样性演变型式及其演替模式缺乏深入分析，牙形类的演化在浮游生物革命中的作用和意义亟需深入研究。本研究基于精深的牙形类系统古生物学，开展了细致的牙形类生物地层研究，结合无机碳同位素地层，开展综合地层分析;基于汇总、厘定的牙形类数据，探讨定量生物地层学在牙形类方面的应用，以建立牙形类高精度地层对比的框架。针对寒武纪晚期-早奥陶世牙形类多样性演变，一方面，通过总结该时期全球牙形类数据，深入探讨副牙形类和真牙形类的演替型式;另一方面，作为实例分析，根据本文研究数据以及华南已发表和厘定后的研究资料，深入分析了华南和华北副牙形类及真牙形类的演替过程，从而剖析其在古生代演化动物群起源和早期演变中的角色。本文主要得出以下认识: 1)本文在前人工作的基础上，选择华南扬子区和江南区6条寒武-奧陶系剖面，开展牙形类系统古生物学和生物地层学研究，获得丰富的牙形类化石。系统鉴定和描述牙形类33属56种（含1个新属、2个比较种和3个未定种）。浙江江山和常山地区寒武系西阳山组中上部属Eoconodontus带、Cordyhdmproavus带和Confylodusintermedius-Cordyloduslindstromi组合带，时代为寒武纪第十期，Cordylodusintermedius-Cordyloduslindstromi组合带位于印渚埠组下部，指示印渚埠组下部包含下奥陶统的地层。湖北松滋和兴山地区南津关组可识别Rossodusmanitouensis带、Paltoduspristinus带，分乡组底部可识别Paltodusdeltifer带，指示南津关组和分乡组底部属下奥陶统特马豆克阶。 2)对浙江江山碓边剖面、浙江常山黄泥塘剖面和安徽石台里山剖面进行系统的稳定碳同位素分析，结果显示，在江南区识别了五次碳同位素漂移事件，分别为SteptoeanPositiveCarbonIsotopeExcursion(SPICE)、Post-SPICEExcursion(post-SPICE)、lowerPelturascarabaeoidesspike(LPSS)、upperPelturascarabaeoidesspike(UPSS)、TopofCambrianExcursion(TOCE)以及Cordyloduspromtsspike(CPS),优化了寒武系上部化学地层划分和对比的精度，并可与波罗的卡、北美和澳大利亚等地进行良好的地层对比。 3)基于定量生物地层学研究，采用单元组合法建立8个单元组合带。单元组合带较己建立的生物地层框架具有更高的精度，为寒武纪牙形类生物地层学的进一步研究提供参考。 4)全球主要板块或地区牙形类的分析结果显示，真牙形类在寒武纪江山期起源，之后迅速辐射。形态演变方面经历了四个主要演化阶段，形态歧异度随时间的变化与多样性演变型式耩合。特马豆克早中期真牙形类的灭绝事件重创较深水区域的真牙形类，栖于近岸浅水区域的真牙形动物未受到严重影响。副牙形类及真牙形类的演替型式的比较分析表明，副牙形类在较深水区域辐射持续时间较长，在近岸浅水区域更早地步入衰落阶段;早期真牙形类在近岸浅水区域快速辐射，在较深水区域于Cordylodusproavus带相当时期多样性曲线波动，而后继续辐射。 5)通过深入分析华南与华北副牙形类和真牙形类演替型式，识别副牙形类辐射和衰落的阶段以及真牙形类在寒武纪晚期的辐射过程。华南真牙形类在特马豆克早中期亦表现为一次灭绝事件。通过对比研究发现，副牙形类的多样性演变与浮游植物疑源类的演变型式耦合，与寒武纪三叶虫演变型式解耦合，副牙形类可能代表了古生代演化动物群的先驱者。真牙形类在寒武纪晚期逐步取得优势，在副牙形类的衰落过程中，真牙形类发生了显著的适应性辐射。收起

关键词 : 寒武纪晚期早奥陶世牙形类演替过程

2. 水生真菌多样性与演替研究

[学位论文] 朱宏云南大学 2006年硕士导师: 张克勤;K.D.Hyde 共56页

摘要 : 本文在继续对水生真菌多样性进行研究的基础上，着重探讨了真菌群落的时序性变化，也就是真菌群落在淡水环境中的演替过程。本文观察了两种沉水基质上各种真菌出现的顺序，并对相关数据进行了分析。实验将采集自小白龙森林保护区的Camelliaoleifera和... 展开

关键词 : 水生真菌淡水环境演替过程人工诱饵

3. 青藏高原中新世植物及古海拔与古环境重建研究

[学位论文] 孙斌中国科学院大学 2016年博士导师: 王宇飞共71页

摘要 : 青藏高原隆升是新生代以来发生的重大地质事件，不仅直接改变了亚洲的地形、地貌、气候和生物多样性格局，甚至影响了全球的气候变化。青藏高原隆升过程中对高原地区的植物多样性演变、植被演替、环境变化，以及对全球变化的影响是涉及生命科学和环境... 展开青藏高原隆升是新生代以来发生的重大地质事件，不仅直接改变了亚洲的地形、地貌、气候和生物多样性格局，甚至影响了全球的气候变化。青藏高原隆升过程中对高原地区的植物多样性演变、植被演替、环境变化，以及对全球变化的影响是涉及生命科学和环境科学研究的重要研究课题。近年来，地球物理、地球化学、以及生物学的研究，使得青藏高原的抬升历史在逐渐清晰化。但目前不少关键地区和时段的抬升历史及对应的环境和生物多样性信息仍不清楚。采用生物学的研究思路和方法对青藏高原及相关的邻近地区的化石植物群进行研究，可以获得青藏高原在不同地质历史时期的植物群、植被以及古气候和古高程信息，以此为基础分析和认识青藏高原的古植被的演替过程、古气候和古环境的变化规律，以及与古高程之间的内在联系，其结果将为研究现今青藏高原的生态系统的形成和未来发展，以及与全球变化的关系提供重要的背景资料。本论文中，我们分别以发现于青藏高原地区藏北五道梁盆地新生代早中新世五道梁组和藏中伦坡拉盆地早中新世丁青组的两个重要植物类群小檗属亚洲小檗比较种（Berberis cf.asiatica）和苹属四叶苹比较种（Marsilea cf.quardrifolia）为研究对象，开展了演化生物学研究，并基于本文化石新发现和原创研究结果，整合了青藏高原的地球科学、环境科学、生命科学等多学科研究的最新进展，探讨了藏北的抬升历史、温带植被由东亚向印度次大陆迁移的可能路径，并首次重建了藏中古湖的古海拔及生态系统。本研究取得的研究结果和创新认识如下: 1.首次在青藏高原上发现小檗属和苹属化石新记录详细的植物形态学与系统学比较研究清楚地显示新发现于藏北可可西里和藏中伦坡拉地区化石植物的叶结构特征组合分别落入了被子植物小檗科小檗属和蕨类植物苹科苹属的属征范围;在与小檗属及苹属的全部已发现的化石种和现存种做了详细的叶结构分析、比较和排查后，我们将藏北小檗属叶片化石精确定位到亚洲小檗比较种(B.cf.asiatica)，藏中苹属叶片化石为四叶苹比较种(M.cf.quardrifolia)。 2.用小檗化石证据重建了藏北中新世古海拔并探讨了青藏高原抬升历史藏北可可西里海拔4611±9m处发现的早中新世小檗，其最近亲缘种现在还生活在喜马拉雅山南坡914～2450m范围。考虑全球中新世与现在存在温差情形下，作了海拔校正后，估测藏北可可西里的古海拔在1395～2931m范围，这意味着在过去的17 Ma中，该地区至少还抬升了约2～3 km。这一发现并不支持先前有关藏北地区在中新世之前已抬升至或甚至超过其现在的高度的假说。 3.用小檗化石证据指示了温带植物从欧亚大陆东部向印度次大陆的交流藏北早中新世B.cf.asiatica的发现，在时间和空间上连接了小檗属自东亚起源向印度迁移和传播的路径，提供了温带植物由东亚向印度次大陆迁移的新案例。同时，本文关于藏北古海拔的估测显示这一时期藏北的古海拔在2000m左右，相比于同一时期已抬升至4000m以上的藏南及藏中地区，藏北显然更适宜于温带植物的生长和传播。前人曾提出的温带植被经由藏南绕过喜马拉雅传入印度东北部的生物地理假说，本研究的发现不同于前人，认为藏北才是温带植被的传播通道。 4.首次重建早中新世藏中伦坡拉古湖平面海拔及生态系统我们调查了全球范围内，尤其是泛喜马拉雅地区苹属的分布海拔范围，并经过古温度及气温直减率的校正后，得到当时该属分布的海拔上限应为3161m，而近于原地埋藏的挺水或浮水的苹属为株高10 cm左右的小草本，其分布海拔可视为当时古湖平面的高程，由此我们推断伦坡拉古湖早中新世(18Ma)的湖平面海拔上限为3161 m。同时，孢粉分析显示苹化石所在地层当时、当地的植被类型为针阔混交林，反映了温带或暖温带温暖气候。基于新发现的M.cf.quardrifolia化石、孢粉组合反映的植被类型、同一地层已发现的动物化石及地质学记录，首次重建了早中新世伦坡拉古湖周边的生态系统，反映了当时的生物多样性状态与生态景观。上述研究基于原创的化石新发现并整合多学科成果，探讨了青藏高原隆升的关键时段—中新世的古高程、植物迁移、古植被及古生态系统重建等科学问题，有助于推动科学界完整地理解青藏高原的抬升历程及其生态学效应。收起

关键词 : 古植物学生态系统植物迁移演替过程

4. 南汇东滩海三棱藨草群落的生态演替及其影响因素

[学位论文] 钟胜财上海海洋大学 2019年硕士导师: 于克锋共55页

摘要 : 湿地萎缩退化已成为我国乃至世界上最突出的生态环境问题，因此，湿地退化研究和湿地生态修复是近年世界上湿地生态学研究和实践的关键领域。相比于湿地修复实践，目前理论研究的不足已经成为湿地修复工作的瓶颈。如何确定潮间带湿地植物群落的时空格... 展开湿地萎缩退化已成为我国乃至世界上最突出的生态环境问题，因此，湿地退化研究和湿地生态修复是近年世界上湿地生态学研究和实践的关键领域。相比于湿地修复实践，目前理论研究的不足已经成为湿地修复工作的瓶颈。如何确定潮间带湿地植物群落的时空格局及动态的一般规律与生态机制；如何确定湿地生态修复过程中底栖生物结构的变化过程及其影响因子对湿地的生态系统操纵及生态修复效果，对于加强湿地修复基础理论的研究及国家湿地保护总量目标的实现具有重要意义。本文采用植物密度、高程及土壤电导率的空间分析手段，以南汇东滩海三棱藨草湿地为对象，分析滨海湿地植物群落时空分布动态的一般规律与生态学机制，研究了底栖生物群落结构特征的年际季节变化和空间格局，从而揭示修复后功能群落的变化，为如何调控物种间关系、配置群落及功能类型等，以促进海三棱藨草的快速修复。主要结论有：（一）南汇东滩海三棱藨草群落的演替过程通过无人机航拍系统正射影像技术和野外调查，对南汇东滩湿地植被变化过程进行监测和观察，结果表明：1、无人机航拍系统采用正射影像技术具有效率高，其结果与密度分布格局分析相似；2、南汇东滩湿地植被演替过程存在两种模式即光滩-海三棱藨草-互花米草以及光滩-海三棱藨草-光滩-互花米草；3原先内带和互花米草发生种间竞争，藨草受环境因素影响，产生两种过程，在适合的环境下，藨草的密度和高度有一定提高，从而抑制互花米草扩张；在恶劣的环境下，藨草发生退化并消失成光滩，后互花米草快速入侵。（二）南汇东滩海三棱藨草群落演替的影响因素通过空间分析的手段，探讨了藨草与地貌在空间变化过程及土壤电导率之间的响应机制，本研究发现：1、南汇东滩藨草湿地在春夏期间受风浪作用影响小，无藨草区域和有藨草区域受风浪作用影响明显不同，沉积环境受藨草影响以堆积为主，且具有同步促进作用；而土壤电导率受藨草影响，随时间变化盐度降低，沉积环境与土壤电导率以藨草影响为主呈反向变化。2、在夏秋期间，南汇东滩藨草湿地受风浪作用影响较大，沉积环境呈阶梯变化；而土壤电导率也呈阶梯变化，随藨草密度降低盐度升高；沉积环境与土壤电导率以藨草影响为主呈同向变化为主，在有藨草区域明显不同。（三）南汇东滩海三棱藨草群落底栖生物多样性的年度变化及影响因子研究以南汇东滩海三棱藨草湿地为对象，研究底栖生物群落结构的年度季节变化及空间格局。在该研究中我们共鉴定出了30种大型底栖动物，四季都存在的优势种有光滑狭口螺、拟沼螺、堇拟沼螺和中国绿螂。结果表明：1、春季以中国绿螂为主要物种，优势度大于0.4；夏季以拟沼螺和堇拟沼螺为主，优势度分别大于0.1和0.2；秋冬季中优势种数目比春夏季高，都为13种，但是优势种值较春夏季低，且均匀；2、多样性、丰度指数（p＜0.01）及均一性指数（p＜0.05）在空间上均具有明显的差异显著性，其中H最高到达2.53，南汇东滩湿地生境质量从极差和差改善成等级一般；3、春夏秋三季中大型底栖动物群落结构特征与植被指数和高程相关，其次是有机碳和含水率，导电率，硝氮；冬季，对于大型底栖动物的群落结构特征受土壤含水率、导电率及硝氮的影响最大。本文探讨了南汇东滩湿地植被群落演替过程，首次揭示出其植物群落时空分布动态的一般规律与生态学机制，并初步明确藨草与地貌在空间变化过程及土壤电导率之间的响应机制；通过探讨种群与种群之间关系及种群与环境的关系，从而揭示修复后功能群落的变化，为以后促进海三棱藨草的快速修复研究具有重要意义。收起

关键词 : 海三棱藨草演替过程大型底栖动物生态修复

5. 冰葡萄酒发酵过程中酵母菌群落演替规律及优良菌株的筛选

[学位论文] 李婧大连理工大学 2020年博士导师: 徐永平；胡文忠共166页

摘要 : 冰葡萄酒(Icewine)是葡萄酒家族中的极品，具有口感润滑、甜美醇厚、香气浓郁等特点。酿制冰葡萄酒的原料—冰葡萄，其生长对气候环境和纬度有严格要求，世界上仅有加拿大、德国、奥地利、中国等少数国家能够生产冰葡萄酒。目前，世界公认的酿造冰葡萄... 展开冰葡萄酒(Icewine)是葡萄酒家族中的极品，具有口感润滑、甜美醇厚、香气浓郁等特点。酿制冰葡萄酒的原料—冰葡萄，其生长对气候环境和纬度有严格要求，世界上仅有加拿大、德国、奥地利、中国等少数国家能够生产冰葡萄酒。目前，世界公认的酿造冰葡萄酒的主要栽培品种为威代尔葡萄。由于冰葡萄汁中较高可溶性固形物形成的高渗透压环境，一般酵母菌难以正常生长、繁殖和发酵。目前中国冰葡萄酒生产企业大都从国外进口冰葡萄酒酿造用酵母，未能在冰葡萄酒酿造中形成自有菌株的核心技术，这严重制约着中国冰葡萄酒产业发展和产品品质提升。本研究以辽宁五女山米兰酒业有限公司（简称:五女山样品）和沈阳太阳谷庄园葡萄酒有限公司（简称:太阳谷样品）两个产地的威代尔冰葡萄为实验材料，利用传统形态学鉴定和高通量测序技术研究冰葡萄酒发酵过程中酵母菌多样性，阐明酵母菌群落的演替规律。通过对酵母菌株的耐受性能、发酵性能及β-葡萄糖苷酶活力等研究，筛选优良酵母菌株，并进一步对其发酵特性进行研究。本研究挖掘和利用具有潜在功能的天然微生物资源，筛选性能优良的适应本地环境及生产条件的野生酵母菌株，可为中国的冰葡萄酒酿造用酵母国产化奠定理论基础和技术支撑，为酿造具有本地特色的冰葡萄酒提供一定理论依据。取得的主要研究结果如下: 1、利用形态学鉴定方法揭示了辽宁产威代尔冰葡萄酒自然发酵过程中酵母菌多样性及菌群动态变化。该方法利用WL营养琼脂培养基培养与5.8S rDNA-ITS区和26S rDNA D1/D2区测序相结合对酵母菌多样性进行了鉴定。(1)五女山样品共检出13个属:短梗霉属(Aureobasidium)，假丝酵母属（Candida），隐球酵母属（Cryptococcus），Curvibasidium(无中文名)，德巴利酵母属（Debaryomyces），汉逊酵母属（Hanseniaspora），梅奇酵母属（Metschnikowia），红酵母属（Rhodotorula），掷孢酵母属（Sporobolomyces），酿酒酵母属（Saccharomyces），孢圆酵母属（Torulaspora），接合酵母属（Zygosaccharomyces）和Zygotorulaspora（无中文名）。(2)太阳谷样品共检出12个属:短梗霉属，假丝酵母属，隐球酵母属，线黑粉酵母属（Filobasidium），汉逊酵母属，毕赤酵母属(Pichia)，红酵母属，酿酒酵母属，锁掷酵母属（Sporidiobolus），孢圆酵母属，接合酵母属和接合囊酵母属（Zygoascus）。(3)优势酵母菌群动态变化:①五女山样品，初期:以假丝酵母属、汉逊酵母属、梅奇酵母属、红酵母属占优势;中期:假丝酵母属、梅奇酵母属和酿酒酵母属占优势;后期:酿酒酵母属占优势;②太阳谷样品:初期:以假丝酵母属、隐球酵母属、线黑粉酵母属占优势;中期:以假丝酵母属、毕赤酵母属和酿酒酵母属占优势;后期:假丝酵母属和酿酒酵母属占优势。 2、利用高通量测序(HTS)方法揭示了辽宁产威代尔冰葡萄酒自然发酵过程中酵母菌多样性及菌群动态变化。(1)五女山样品中真菌共检出68个属:葡萄酒酵母有假丝酵母属、梅奇酵母属、酿酒酵母属等12个属，及短梗霉属、Mrakiella和Mrakia等真菌。(2)太阳谷样品中真菌共检出36个属:葡萄酒酵母有假丝酵母属、隐球酵母属、酿酒酵母属等8个属，及短梗霉属、Alternaria、Davidiella等真菌。(3)优势酵母菌群动态变化:①五女山样品:初期:隐球酵母属和红酵母属占优势;中期:假丝酵母属、隐球酵母属和红酵母属占优势;后期:梅奇酵母属和酿酒酵母属占优势。②太阳谷样品:初期:隐球酵母属和线黑粉酵母属占优势;中期:假丝酵母属和酿酒酵母属占优势;后期:假丝酵母属和酿酒酵母属占优势。 3、解明了冰葡萄酒发酵过程中酵母菌群落演替规律。酵母菌群落的演替与冰葡萄汁中糖的消耗及酒精的产生直接相关。在初期，耐高糖的非酿酒酵母占优势;中期，耐酒精能力差的非酿酒酵母逐渐消失，耐酒精能力强的酿酒酵母逐渐占优势;后期，耐酒精能力强的酿酒酵母及少数非酿酒酵母属种占优势。 4、明确了分离得到的葡萄酒酵母假丝酵母属、梅奇酵母属、酿酒酵母属等7个属菌株对高糖浓度、酒精浓度、酸浓度及抑菌剂SO2的耐受能力。通过酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae菌株发酵性能研究，筛选得到了1株发酵速度快、挥发酸产量低的S.cerevisiae菌株。同时，假丝酵母属、汉逊酵母属等6个属菌株的β-葡萄糖苷酶活力研究发现，假丝酵母属的1株Candida railenensis的β-葡萄糖苷酶活力最高。 5、将筛选获得假丝酵母属的C.railenensis菌株与S.cerevisiae菌株进行混合发酵(MF2S2)、S.cerevisiae单菌株发酵(S2)制备冰葡萄酒。利用代谢组学研究方法非靶向顶空固相微萃取气相色谱-飞行时间质谱联用技术(HS-SPME-GC-TOFMS)对发酵结束后的冰葡萄酒的代谢产物进行分析:总共检出600种代谢物，其中MF2S2与S2两组之间差异代谢物共248种，又从中筛选出与冰葡萄酒香气有关的重要代谢物53种。两组冰葡萄酒的香气物质呈现出明显差异:苯甲醛、乙偶姻、β-大马士酮等13种物质在MF2S2冰葡萄酒中的相对含量明显高于其在S2中的含量，而1-丁醇、乙酸乙酯等40种物质则正相反。利用PEN3型电子鼻及感官分析两组冰葡萄酒的香气，结果显示:MF2S2冰葡萄酒的香气物质比S2的更丰富;MF2S2比S2香气及口感更浓郁，主要表现在烘烤焦糖和干果果仁的香气，S2比MF2S2在热带水果的香气要浓郁。本研究筛选获得的C.railenensis和S.cerevisiae本地酵母菌株，具有较好的耐受性能和发酵性能，有望成为本地冰葡萄酒酿造用酵母菌株。收起

关键词 : 冰葡萄酒发酵过程酵母菌群落演替优良菌株

6. 秸秆腐解的微生物群落演替过程研究

[学位论文] 王芳西北农林科技大学 2019年硕士导师: 韦革宏;史鹏共69页

摘要 : 西北旱区由于长期水分匮乏，侵蚀严重，使得土壤肥力不足，土壤结构被破坏。所以，面对农业生产土地日益退化的现状，大力发展大豆秸秆与玉米秸秆还田，对土壤培肥以及农业的可持续发展都起着举足轻重的作用。玉米作为西北地区常见的农作物，秸秆还田... 展开西北旱区由于长期水分匮乏，侵蚀严重，使得土壤肥力不足，土壤结构被破坏。所以，面对农业生产土地日益退化的现状，大力发展大豆秸秆与玉米秸秆还田，对土壤培肥以及农业的可持续发展都起着举足轻重的作用。玉米作为西北地区常见的农作物，秸秆还田后能提高土壤肥力。本研究采用气相色谱法测定了土壤呼吸情况，采用酶标仪等测定了土壤酶活性，结合高通量16S rDNA扩增子测序技术研究了不同环境因子对秸秆腐解过程的影响及微生物群落的演替情况，主要目的：（1）研究玉米/大豆秸秆混合还田的腐解过程；（2）分析不同土壤结构和水分、温度等环境因子对秸秆腐解的影响；（3）从土壤微生物群落的角度探讨秸秆降解的可能驱动机制。结果如下： 1.不同类型秸秆的降解速率不同。在加入大豆秸秆、玉米秸秆和大豆秸秆+玉米秸秆3种不同类型的秸秆后，与其他2种秸秆相比较，大豆秸秆降解速率最快，其次为玉米秸秆和大豆秸秆+玉米秸秆。在秸秆降解的过程中，Proteobacteria与Bacteroidetes的丰度增加最为显著；加入大豆秸秆对土壤微生物群落结构影响最大。 2.大豆秸秆降解受到不同粒径土壤团聚体的影响。其中，小团聚体的体积小，比表面积大，因此与土壤有机物的接触面大，有利于土壤碳的固持。大团聚体的体积较大，对秸秆的代谢较快，有利于秸秆的降解。 3.水分与温度的协同作用对于秸秆降解有显著地影响。水分与温度过高或过低都会降低秸秆的降解速率。在不同的水分和温度条件下，主导秸秆降解过程的优势菌群不同。当水分为最大持水量的15%与30%时，优势菌群为Proteobacteria、Acidobacteria与Actinobacteria，而水分为最大持水量的50%时，优势菌群为Proteobacteria、Acidobacteria与Bacteroidetes。当温度为16℃或28℃时，与4℃相比较，Firmicutes的相对丰度增加。以上研究结果表明，秸秆降解受秸秆类型和土壤团聚体以及水分与温度等环境因子的影响，这些相关因素可通过对土壤微生物群落结构的调控从而对秸秆降解产生显著影响。本研究的结果为在农业生产中通过人工农田管理优化土壤微生物群落，促进秸秆腐解提供了理论依据。收起

关键词 : 玉米秸秆还田腐解过程微生物群落演替

7. 脱落酸在森林演替过程中的化学驱动作用

[学位论文] 赵厚本中国科学院华南植物园 2009年博士导师: 彭少麟共100页

摘要 : 演替是植被动态的最重要的概念之一。到目前为止，人们对于演替的机制了解的还不够。对于演替过程的驱动力目前已有不少报道，主要有物理驱动力(包括气候、光照、水分、温度等)，生物驱动力(包括物种自身的特征、种内种间关系的改变)和化学驱动力(土壤... 展开演替是植被动态的最重要的概念之一。到目前为止，人们对于演替的机制了解的还不够。对于演替过程的驱动力目前已有不少报道，主要有物理驱动力(包括气候、光照、水分、温度等)，生物驱动力(包括物种自身的特征、种内种间关系的改变)和化学驱动力(土壤养分、pH等)三大类。目前也有关于化感作用是演替的驱动力的报道，但还没有具体的定性到某种或某类化合物对演替过程的作用的报道。植物在生长的过程中产生大量的次生代谢物进入群落环境成为化学环境的一部分。群落的有机化学环境应该会对群落的演替产生重要的影响。本研究在前人研究的基础上，利用柱层析、HPLC等植物化学方法分离鉴定了锥栗的凋落物中的化感物质，结果发现ABA是其中起主要作用的化感物质。我们提出森林演替的化学驱动力假说：随着演替的进行，ABA在林下土壤中累积，演替不同阶段优势种对ABA的响应不同，演替后期阶段树种能够耐受较高浓度的ABA，ABA可能是森林演替的化学驱动力之一。为了验证该假说，本研究分别选取长白山针阔叶混交林、天目山常绿阔叶林和鼎湖山季风常绿阔叶林为研究对像，分别测定了各演替阶段林下土壤中ABA的含量，各演替阶段优势种落叶中ABA的含量和各演替阶段优势种的种子萌发和幼苗生长对不同浓度ABA的响应，主要结果如下： (1)随着演替的进行，不同森林类型演替各阶段土壤中ABA的含量逐渐升高。 (2)演替的不同阶段优势种落叶中ABA的含量是各不相同的，其中先锋种落叶中ABA含量最低，演替顶极阶段树种落叶中ABA的含量处于较高水平。总体来讲，随着演替的进行，演替各阶段优势种落叶中ABA的总体含量呈增加趋势。 (3)演替先锋种的种子萌发和幼苗生长更容易受到较低浓度的ABA的抑制，演替中期种和顶极种的种子萌发和幼苗生长则对ABA具有更好的耐受性，其中演替顶极种比中期种能耐受更高浓度的ABA。本研究较好的验证了ABA是森林演替化学驱动力之一的假说。在森林演替过程中，群落的物种丰富度和物种密度增加，越来越多的ABA被植物体产生，这些ABA通过落叶、淋溶等方式进入土壤并在土壤中累积。此外，演替的后期阶段树种比前期阶段树种落叶中含有的ABA的量更多，这就进一步加剧了ABA在土壤中的累积，最终结果就是随着演替的进行，土壤中的ABA的含量不断上升。在演替过程中，随着土壤中ABA浓度的升高，先锋种的种子萌发和幼苗生长受到了较大的抑制，先锋种的自然更新出现障碍，先锋种的种群衰退；而演替中期种因为较先锋种能够耐受更高浓度的ABA的影响，伴随着演替过程中其他环境和生物因素的改变，中期种在和先锋种的竞争中取得优势而最终取代先锋种成为优势种。同样的过程也发生在演替顶极种逐渐取代先锋种成为地带性植被的优势种。因此，演替的进行促使ABA在土壤中的含量上升，而土壤中上升的ABA浓度又改变了物种之间的关系。演替的结果就是能耐受更高浓度ABA的物种取代了对ABA敏感的物种。因此，ABA是森林演替过程中的化学驱动力之一。收起

关键词 : 脱落酸森林演替过程化感物质植物化学群落演替化学驱动力分离鉴定

8. 三江平原湿地演替对土壤冻融过程及地气间热交换的影响

[学位论文] 张昆中国科学院研究生院 2011年博士导师: 吕宪国共130页

摘要 : 土壤冻结和融化过程是一个非常复杂的过程，对环境变化的响应非常敏感，其复杂的热力作用为地气相互作用研究增加了难度，也成为陆面过程亟待解决的科学问题之一。本论文围绕土壤冻结过程和融化过程变化及其地气间热交换的热点问题，在三江平原选择毛... 展开土壤冻结和融化过程是一个非常复杂的过程，对环境变化的响应非常敏感，其复杂的热力作用为地气相互作用研究增加了难度，也成为陆面过程亟待解决的科学问题之一。本论文围绕土壤冻结过程和融化过程变化及其地气间热交换的热点问题，在三江平原选择毛苔草沼泽湿地-小叶章沼泽化草甸-旱田-水田演替序列为研究对象，以“野外观测-现象诠释-机理解释-模型模拟”为研究主线，研究了沼泽湿地演替作用下的土壤冻结和融化过程的变化特征，揭示了不同演替阶段冻融过程土壤热状况，通过模型模拟探讨了沼泽湿地演替对冻融过程中地气间热交换的影响。三江平原毛苔草沼泽湿地土壤冻结过程为自上而下的单向冻结过程，融化过程则为自上而下和自下而上的双向融化特征。沼泽湿地土壤冻结过程由10月末开始一直到3月下旬，持续时间将达5个月之久，而其融化过程则由4月初到7月上旬持续时间仅为3个月，表现出冻结过程和融化过程在时空格局上一般是不对称的，冻结持续时间长，融化时间短，冻融速度上也存在不对称现象，冻结速度缓慢，融化速度快。沼泽湿地演替对土壤冻结和融化过程产生显著影响。毛苔草沼泽湿地-小叶章沼泽化草甸-旱田的湿地陆地化演替导致土壤冻结深度增大，融通速率增快，融通时间显著缩短。在旱田-水田陆地湿地化演替进程中，土壤冻结深度减小，但融通时间延迟不明显。沼泽湿地陆地化演替导致冻融过程中土壤热容量显著降低，而土壤导热率和热扩散率显著升高。在沼泽湿地陆地化演替进程中，土壤热力学特性的变化是导致土壤冻结深度增加、土壤融化速率加快以及融通时间提前的主要热物理学机制。 SHAW模型对小叶章沼泽化草甸、旱田和水田能量平衡要素的模拟结果显示，模型对净辐射和土壤热通量的模拟效果比较好，模型效率均高于0.88，表明在三江平原小叶章沼泽化草甸、旱田和水田进行地气间能量模拟结果是可信的。利用SHAW模型模拟的小叶章沼泽化草甸、旱田和水田能量平衡要素中的感热通量和潜热通量探讨沼泽湿地演替对冻融过程中的地气热交换影响的结果发现，与旱田相比，在冻融过程中沼泽化草甸的“热汇”效应更为显著，沼泽湿地陆地化演替显著减弱了其“热汇”效应，虽然陆地湿地化演替能增加其“热汇”效应，但水田冻融过程中的热汇效应仍明显小于小叶章沼泽化草甸。收起

关键词 : 冻融过程热交换湿地演替土壤热容量

9. 南亚热带森林演替过程中养分循环变化规律研究

[学位论文] 李坤中国科学院大学 2014年博士导师: 闫俊华共108页

摘要 : 随着演替的进行，森林生态系统结构发生改变，相应的系统功能也会发生变化，生态系统的结构与功能是相互作用，相互影响的两个方面。养分循环是生态系统的重要功能之一，演替的不同阶段，生态系统树种组成等结构不同，也具有相异的养分循环模式。本研... 展开随着演替的进行，森林生态系统结构发生改变，相应的系统功能也会发生变化，生态系统的结构与功能是相互作用，相互影响的两个方面。养分循环是生态系统的重要功能之一，演替的不同阶段，生态系统树种组成等结构不同，也具有相异的养分循环模式。本研究依托鼎湖山森林生态系统定位研究站，基于定位站生物量、土壤、凋落物以及降水的长期监测数据，对比分析演替序列上的三个森林生态系统N、P、K、Ca、Mg养分元素的生物地球化学过程，研究演替对森林养分循环随的影响，主要结论如下。植被是生态系统养分的重要储库，随着森林生态系统的正向演替，植被养分库呈现增长趋势，演替后期的季风常绿阔叶林具有最大的养分储量，虽然近年生物量呈现衰减趋势，由此造成植被养分库的减少，死亡的树木形成粗死木残体(Coarse Woody Debris)，较为缓慢地分解，释放养分;演替中期针阔叶混交林由于生物量持续增加，植被养分库扩增，其养分库在演替序列上处于中间水平，演替初期的马尾松林具有最小的植被养分库，在两次调查期间相差不大。土壤养分的形成与累积是生物与母质相互作用的结果，在研究期间，除N显著增长以外，三个森林的土壤养分并无显著变化，有效P和有效K没有显著变化，而呈现波动状态。在演替序列上，随着森林生态系统的正向演替，土壤养分库亦呈现增长趋势，演替后期的季风常绿阔叶林具有最大的土壤养分库，演替初期的马尾松林最低，但P无明显趋势。凋落物是森林生态系统内养分循环的最主要途径，季风常绿阔叶林凋落物产量较高，而现存量最低，具有最高的凋落物周转速率(1.12±0.19)，马尾松林则相反，周转速率最低(0.58±0.08)，混交林居于两者之间(1.04±0.12)，演替不同阶段森林凋落物周转速率的不同表明养分循环速率的差异。叶片等在凋落前会发生养分的转移，对比凋落物中养分含量，则以季风常绿阔叶林相对更高，尤以P的差异最为明显，以成熟叶片与新鲜凋落物中P含量之差与成熟叶片P含量的比值表示P的重吸收率，季风常绿阔叶林凋落物P的重吸收率仅有14.6％，演替中间阶段的混交林为41.5％，演替早期的马尾松林最高，达58.6％。P循环速率决定了其他养分的循环，不同的P重吸收率表征着相异的养分循环模式。比较降水相关的养分流动，穿透水与树干茎流中N、P浓度具有与凋落物相同的态势，P限制最为严重的季风常绿阔叶林具有更高的养分P通量，表现为穿透水及树干茎流中P的浓度更高，N∶P更低，这利于微生物活动以及细根的生长，系统得以平稳运转。养分元素是生态系统的物质基础，养分在生态系统组分间的分配影响着相应组分功能的达成;森林的演替即是植被对环境的改造过程，是系统各组分相互影响相互作用的结果。演替初期的马尾松林，外部环境相对恶劣，植被以叶枝凋落前，高的养分重吸收率，来提高养分利用效率，养分在植株个体内部循环;演替后期系统要保持相应的运转，需在植被与微生物间寻求养分分配的平衡，而随着环境的改善，季风常绿阔叶林具有较好的养分保持能力，系统通过调节养分在系统内的配比来实现生命活动的快速运转，养分则在系统层面上循环。收起

关键词 : 热带森林生态系统演替过程养分循环运转规律

10. 沙坡头人工固沙植被演替过程中主要结皮生物种间关系变化及水分控制机理研究

[学位论文] 张甜中国科学院大学 2021年硕士导师: 贾荣亮共81页

摘要 : 提升生态系统，特别是人工生态系统的质量与稳定性是当前我国生态系统建设与管理的新要求与核心目标，又是生态系统恢复与重建亟需解决的实际问题。生物结皮是干旱沙区地表重要的生物覆盖物，在维持沙区生态系统结构、功能与健康方面发挥着不可或缺的... 展开提升生态系统，特别是人工生态系统的质量与稳定性是当前我国生态系统建设与管理的新要求与核心目标，又是生态系统恢复与重建亟需解决的实际问题。生物结皮是干旱沙区地表重要的生物覆盖物，在维持沙区生态系统结构、功能与健康方面发挥着不可或缺的作用。不同结皮生物种间竞争和互惠与干旱沙区生态系统质量与稳定性密切相关，近年来也成为国际生物结皮研究的前沿和热点。然而，人工固沙植被演替过程中结皮生物种间关系变化研究较少，结皮生物种间相互作用变化规律及其驱动机理仍不清楚。为探究干旱沙区人工固沙植被演替过程中结皮生物种间关系变化规律及其水分控制机理，本文利用空间代替时间的方法，调查了沙坡头地区始建于1956、1964、1981和1987年4个不同时间人工固沙植被区（分别代表固沙植被建立后64、56、39和33年4个演替阶段）中发育的6种典型结皮生物——蓝藻(Cyanobacteria)、球胶衣（CollemacoccophorumTuck.）、石果衣（EndocarponpusillumHedw.）、真藓（BryumargenteumHedw.）、土生对齿藓(Didymodonvinealis(Brid.)Zand.)和齿肋赤藓（SyntrichiacaninervisMitt.）的盖度及频度变化。并以此计算其生态位宽度和重叠值，随后利用方差比率法、卡方检验和种间关联系数分析了它们在固沙植被演替过程中种间关系变化规律。同时，利用控制实验调查了始建于1956和1987年人工固沙植被区中3种典型结皮生物（藻-地衣混生体、真藓和土生对齿藓）在可利用水分增加条件（设置自然降水（对照）、增雨39％和增雨65％三种水分处理）下生物量、叶绿素、NDVI指数及高度变化，并计算了竞争强度与竞争平衡指数随植被演替过程中可利用性水分增加的变化趋势。结果显示: (1)随着固沙植被演替，结皮生物的生态位宽度与重叠指数因结皮生物种的不同而出现显著差异:蓝藻生态位宽度迅速变窄（由演替33年的3.865降到演替64年的0），且与其他结皮生物之间生态位重叠值逐渐降低;真藓与球胶衣生态位宽度基本保持不变且高于其他结皮生物，且二者保持较高生态位重叠;土生对齿藓、齿肋赤藓和石果衣生态位宽度在固沙植被演替前期较小，但随着固沙植被演替的进行明显上升（分别由演替33年1.607、0和0.693上升到演替64年的3.699、3.227和3.373），三者间生态位重叠值也随之提高。 (2)随着固沙植被演替，结皮生物种间总体关联性由负关联向正关联转变，在演替64年时达到最大值(VRP=1.15);不同结皮生物种间联系随着固沙植被演替逐渐增强，结皮生物各物种趋向于共存，地表结皮生物群落结构和种类组成趋于稳定。 (3)水分条件显著影响结皮生物生理活性和生长动态，不同结皮生物的叶绿素含量、NDVI指数、生物量和高度对可利用水分增加的响应存在差异，构成了水分条件控制沙坡头人工固沙植被演替过程中结皮生物种间关系变化的生理生态基础。研究发现，随着可利用水分增加，真藓与土生对齿藓的上述各项指标总体上呈现出明显上升趋势，藻-地衣混生体仅叶绿素含量和NDVI指数有小幅度增加，但其生物量和高度对短期水分增加响应不明显。 (4)当结皮生物在周围存在竞争者时，总体上会对其生理活性和生长产生不利的影响，使得竞争主导了结皮生物种间的相互关系，并受可利用水分条件的控制。随着人工固沙植被演替过程中可利用水分增加，土生对齿藓与真藓以及真藓与藻-地衣混生体竞争强度和竞争平衡逐渐减弱，而土生对齿藓和藻-地衣混生体之间竞争强度和竞争平衡上升。以上结果表明结皮生物生理活性和生长对表层土壤水分增加的响应密切相关，这也解释了沙坡头人工固沙植被演替过程中结皮生物共存与群落变化。本研究不仅为揭示干旱沙区结皮生物相互作用、共生共存及演变机制提供了依据，而且对以结皮生物作为新型固沙材料及相关技术的研发具有一定的参考价值。收起

关键词 : 人工固沙植被演替过程结皮生物种间关系水分控制