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生态代谢模型引入pH值准确预测细菌多样性

土壤生物多样性极其复杂,通常少量土壤中就存在数十亿种生物,包括土壤微生物(细菌、真菌和原生生物)以及土壤动物(线虫)等。明确土壤生物多样性地理分布模式仍是一个巨大的挑战。以前的研究使用定性和图形框架等简单分析方法,仅仅包含少数共存物种或整体系统模型,侧重于突发模式但忽略了其潜在机制。著名生态学家James H. Brown等于2004年首次提出了定量评估不同尺度的系统中微生物多样性分布模式的框架,即生态代谢理论(MTE)。简言之,该理论预测个体的新陈代谢速率、种群增长率和物种数量随环境温度呈指数增长。众所周知,土壤pH值一直被认为是决定全球尺度不同土壤细菌多样性的主要因素。虽然生态代谢理论已被广泛用于动植物多样性的预测中,但在解释不同系统中细菌多样性分布模式时存在矛盾,这可能是因为忽视了pH值对土壤微生物多样性的影响。 南京土壤研究所孙波和蒋瑀霁团队创新了生态代谢理论的定量模型,将pH纳入理论框架中,研究pH—温度双因素代谢......阅读全文

生态代谢模型引入pH值 准确预测细菌多样性

土壤生物多样性极其复杂,通常少量土壤中就存在数十亿种生物,包括土壤微生物(细菌、真菌和原生生物)以及土壤动物(线虫)等。明确土壤生物多样性地理分布模式仍是一个巨大的挑战。以前的研究使用定性和图形框架等简单分析方法,仅仅包含少数共存物种或整体系统模型,侧重于突发模式但忽略了其潜在机制。著名生态学家Ja

沈阳生态所等揭示土壤细菌和真菌纬度多样性变化机制

  生物多样性的起源和维持机制一直以来都是生态学领域亟待解决的重要研究课题。大量证据显示地球上大型动植物的多样性会随着纬度的升高而降低,但是到目前为止并没有可靠的证据能够支持土壤微生物多样性是否也遵循这样的规律。甚至有些研究基于特定的纬度范围发现微生物多样性可能与纬度之间根本不存在线性关系。此外由于

揭示氮沉降对植物和微生物群落的β多样性的影响

  植物与土壤微生物群落相互关联、互相影响。环境变化将可能改变长期演化形成的植物-微生物群落结构,从而对生态系统多样性及功能产生深远影响。以氮沉降为例,氮沉降上升严重威胁陆地生态系统的生物多样性。已有研究表明,氮沉降造成植物和微生物物种丧失(α多样性的下降),群落结构(β多样性)发生改变。然而,学界

粘细菌调控土壤微生物生态平衡

  粘细菌响应植物根际分泌物向根部迁移并定殖,同时通过捕食作用驱动土壤有益微生物群落结构稳定从而降低病害发生。南京农大供图  微生物学家推测,粘细菌处于土壤微生物食物链的顶端,它们的捕食行为在土壤微生物生态系统平衡中可能发挥重要作用。  近日,南京农业大学生命科学学院教授崔中利团队证实了这一猜想。相

氮添加抑制青藏高原高寒沼泽草甸土壤细菌多样性

青藏高原草地景观。 张行勇 摄不同处理下土壤细菌门水平相对丰度。论文作者供图已有研究文献表明大气氮沉降水平的持续升高引发了诸多生态环境问题,如土壤酸化、改变土壤原有的氮磷平衡、降低生物多样性和凋落物分解,而青藏高原又是世界上中低纬度地区海拔最高、面积最大的多年冻土分布区、草地面积约为1.65×106

蒋高明:利用自然资源不能“透支”生态

  2010年是我国自然灾害频发的一年,先是西南五省大旱,继之长江上游洪涝危害,后是甘肃舟曲泥石流,东北地区又出现洪灾。自然灾害频发,灾害天气固然是重要的原因,然而,不能忽视的是,人类长期蔑视自然,“透支”自然生态“成本”,才造成了自然灾害频率加大、危害加重。   据媒体报道

蒋高明:食物安全与生态安全可兼得

7月19日,《南方周末》发表该报记者采访笔者并现场调查的《养鸡场的死鸡哪去了》的文章,引起了社会广泛关注。 实际上,养鸡场死鸡进入食物链是违背生物学规律的养殖以及不合理的销售价格造成的。要解决食品安全,必须先解决生态环境安全。一流的生态才能产生一流的食品,一流的食品必须有一流的价格才能保证可持续发展

研究揭示地质过程与当代环境对山地植物等影响

  生物多样性和生态系统功能一直是生态学的核心问题。生物多样性和生态系统功能由气候、生物和非生物属性等当代环境因子驱动,也可能通过地质过程等长期驱动因素塑造。长期驱动因素对当代环境具有持久的影响,这种影响在山区表现十分明显。最近有研究表明侵蚀和土壤异质性对陆地四足动物多样性具有重要影响,并揭示了地质

我学者揭示青藏高原高寒草甸土壤微生物多样性响应规律

  青藏高原是地球的“第三极”,正经历着氮沉降急剧增加和降水变化的生态影响过程。高寒草甸约占青藏高原面积的35%,是青藏高原最重要的植被类型之一。虽然氮沉降和降水的变化会引起植物组成和多样性的变化,但对由此导致植物多样性与土壤微生物多样性之间关系如何变化尚不清楚。因此青海省寒区恢复生态学重点实验室周

黑河上游固氮细菌群落结构与多样性研究获得进展

  氮是高寒生态系统的限制性营养元素,对固氮细菌多样性及其影响因素的研究有助于解决高寒生态系统土壤氮缺乏的难题。   中国科学院寒区旱区环境与工程研究所科研人员在祁连山区冰沟选择了两种典型植被进行样方调查和土壤样品采集。通过对其土壤理化性质进行测定,对两种植被土壤中的固氮细菌多样性和丰度用克隆文库(

科学家揭示抗生素抗性基因在环境中的起源

  从弗莱明发现青霉素开始,抗生素的使用挽救了世界上成千上万人的生命。然而近年来,抗生素的环境效应引发了越来越多的关注——因抗生素滥用导致抗生素抗性基因(ARGs)在环境中累积并威胁公共健康,尤以养殖场、农田、河流等受人类活动影响较大的环境最为典型。事实上,在抗生素被人类使用之前,自然界中生物来源的

蒋高明:保护生物多样性就是保护人类自身

  我们今天生活的地球,面临来自人类的严重挑战。工业革命后,人口增加、环境污染、全球气候变化、大气臭氧层消失等生态灾难,制约了人类的发展,生物多样性也以前所未有的速度在减少。目前,全球人口已急剧增长到超过67亿,最新增长的10亿人口仅仅用了12年,伴随的严重问题是自然生态破坏和大规模的

蒋高明:做好生态项目必须遵循的规律

  生态项目,顾名思义就是以恢复生态、保护生物多样性为目的的工程项目或综合项目。其中包括国家级项目,如三北防护林工程、京津风沙源治理工程、退牧还草工程、自然保护区工程等;国际援助项目,如联合国环境开发署、计划署在西南地区开展的生物多样性保护项目等;民间项目,如阿拉善生态协会、一些大型企业资助的荒漠化

科普书需要多样性生态

  近年来,我国科普图书的出版总体上呈上升趋势,无论是引进版科普还是原创科普,较之以前,在数量上和质量上都有了很大进步。不久前,2016年全国优秀科普作品评选结果揭晓,共有50部科普作品上榜。从本次获奖的名单来看,大部分国内原创的科普图书以说教的方式来传递科学知识、科学原理,品种较为单一,有的从名称

生态中心在植物功能多样性与土壤侵蚀研究中取得进展

  在世界范围内,人类为控制土壤侵蚀付出了巨大努力。然而,土壤侵蚀恶化的趋势并未从根本上得到遏制。因为当前的恢复策略过多地聚集于植被覆盖度,忽略了植被的组成和结构,导致大面积的单一植被,而这些植被在控制土壤侵蚀方面效能有限,因为他们冠层和根系结构相对简单。因此,当前的植被恢复方案迫切需要改

沈阳生态所揭示氮沉降对土壤微生物多样性影响

  氮沉降是目前全球变化的重要影响因素之一,有研究预测在未来的几十年内陆地表面的活性氮沉降量会不断的增加。通过野外和室内模拟氮沉降等手段,当前研究对氮沉降增加后陆地生态系统的养分循环、植物生产力、植物多样性以及微生物生物量的变化有了一定认识。近年来,随着微生物测序技术和仪器的不断发展,测定土壤微生物

细菌分解代谢

1.蛋白质的分解:蛋白质分子在细菌分泌的蛋白质水解酶的作用下,在肽键处断裂,生成多肽和二肽。多肽和二肽在肽酶的作用下水解,生成各种氨基酸。二肽和氨基酸可被细菌吸收,氨基酸在体内脱氨基酶的作用下,经脱氨基作用生成氨。不同种细菌在不同的条件下所进行的脱氨基作用的方式(氧化脱氨基、水解脱氨基、还原脱氨基)

新疆生地所揭示咸海岸上土壤微生物对土壤地球化学响应

  研究湖域退缩与湖水咸化对咸海湖岸生态组演化的影响具有重要的生态学意义,有助于解释湖岸生态组与环境条件间的相互作用。伴随咸海湖面退缩,干涸的湖床出露地表,被逐渐风化为土壤,形成广泛的现代环境参数梯度(如盐度),咸海是研究湖岸生态组响应湖域退缩的理想场所。目前,对于湖泊持续干涸导致岸上土壤中微生物如

河西走廊荒漠区土壤微生物地理分布格局及驱动机制研究

  近年来,研究表明,不同的微生物类群,特别是细菌和真菌,在全球范围内表现出不同的纬度、纵向和海拔多样性分布格局,而关于荒漠生态系统的生物地理格局的研究有待提升。  中国科学院西北生态环境资源研究院李玉强团队致力于干旱半干旱区资源环境要素对生态系统演变的驱动机制研究。科研团队在河西走廊荒漠区东西约1

土壤无核密度仪土壤模型简介

土壤无核密度仪土壤模型简介:土壤模型(以下简称土模)是土壤的电子数据和用户输入的土壤物理数据的结合,是现场实际测试的基础。制作土模时,现场每个测试点都需要仪器采集电子数据,同时用环刀或灌砂测试得到该点土壤的湿密度、干密度和含水率等物理数据,然后把这些数据输入到仪器中,这样电子数据就会和物理数据关联起

沈阳生态所沙地生物土壤结皮微生物功能多样性研究获进展

  生物土壤结皮(Biological Soil Crusts)覆盖了全球干旱、半干旱地区约70%的裸地,具有增加土壤有机质含量、促进养分循环、抵御土壤水蚀风蚀、影响土壤水分运移等生态功能,在荒漠生态系统中发挥着极其重要的作用。多年来,不同领域学者在生物土壤结皮的时空分布、生物组分、内部结构、生态功

线虫-微生物互作关系下有机碳库转化机制研究获进展

  资源竞争和生物捕食是生物群落物种组成和多样性演变的关键驱动力。土壤微生物之间的资源竞争和生态位分化已有大量研究揭示,但对生物捕食影响微生物多样性和群落结构演变的作用机制仍缺乏研究,尤其缺乏在野外开放环境下的相关长期试验研究。线虫是土壤中最丰富的无脊椎动物类群之一,线虫捕食作用影响了微生物的数量、

线虫-微生物互作关系下有机碳库转化机制研究获进展

  资源竞争和生物捕食是生物群落物种组成和多样性演变的关键驱动力。土壤微生物之间的资源竞争和生态位分化已有大量研究揭示,但对生物捕食影响微生物多样性和群落结构演变的作用机制仍缺乏研究,尤其缺乏在野外开放环境下的相关长期试验研究。线虫是土壤中最丰富的无脊椎动物类群之一,线虫捕食作用影响了微生物的数量、

植物物种多样性有益于喀斯特森林土壤氮转化速率

植物物种多样性支撑生态系统结构和基本功能,是开展植被修复工程必须考虑的关键问题。多项证据显示,增加植物物种多样性有助于改善生态系统碳汇功能。现有研究表明,增加生态系统植物物种多样性可提高土壤有效氮水平,但在部分案例中,土壤有效氮水平也可能随着植物物种多样性的增加呈现出减少或保持不变的现象。这种不确定

植物物种多样性有益于喀斯特森林土壤氮转化速率

植物物种多样性支撑生态系统结构和基本功能,是开展植被修复工程必须考虑的关键问题。多项证据显示,增加植物物种多样性有助于改善生态系统碳汇功能。现有研究表明,增加生态系统植物物种多样性可提高土壤有效氮水平,但在部分案例中,土壤有效氮水平也可能随着植物物种多样性的增加呈现出减少或保持不变的现象。这种不确定

蒋高明:把生态文明理念落实到行动

   刚刚过去的2014年是十八大以来重要的一年。“五位一体”执政理念不断在落实中:“八项规定”动真格了、反腐成为常态、文艺座谈会重提为人民服务等等,都让人感觉到正能量在回升。而在生态文明建设方面,也有很多可圈可点的事件。  2014年5月,《生态文明建设》出版,该书由中宣部学习出版社发行。原政治局

蒋高明:大力发展固碳型生态农业

        紧张的哥本哈根气候变化大会结束了,在碳减排问题上虽没取得理想的结果,但各国已陆续行动起来。其中中国政府承诺到2020年,中国非化石能源在一次能源消费中的比重将提高到15%;到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放较2005年水平减少40%~45%。         工业节能、植树造林

转双价棉对土壤细菌多样性的影响之DGGE图谱分析

不同生长时期两种棉花处理不同根区土壤细菌16S rDNA的DGGE图谱如图1. 14所示。结果表明,各个生长时期两种棉花处理不同根区土壤样品泳道几乎均被条带所布满,多数条带为共有条带,这说明两种棉花处理各根区土壤细菌丰富而稳定,并具有较高的相似性,不受转双价棉种植的影响。图1. 14 不同生长时

细菌的繁殖与代谢

细菌具有独立的生命活动能力,可从外界环境中摄取营养物质,获得能量,具有代谢(Metabolism)旺盛、繁殖(Multiplication)迅速的特点。细菌代谢过程中,可产生多种对人类的生活及医字实践有重要意义的代谢产物。

细菌合成代谢的产物

①热原质;②毒素和侵袭性酶;③色素;④抗生素;⑤细菌素;⑥维生素。