采用免培养的PCR-DGGE(变性梯度凝胶电泳)指纹、克隆测序、系统发育分析对天山乌鲁木齐河源1号冰川前沿高山草甸冻土活动层古菌群落的垂直分格局进行了研究.结果表明:1号冰川前沿高山草甸冻土活动层存在一些优势种群,在所有6个取样深度的土层中均有分布.但不同深度土层古菌群落结构存在明显的差异,在浅表层检测到一些特异的序列,系统发育分析表明:它们分别隶属于广古菌门(Euryarchaeota)的盐杆菌纲(Halobacteria)和热原体纲(Thermoplasmata),而在深层土样没有检测到.1号冰川前沿高山草甸带冻土活动层古菌群落以奇古菌(Thaumarchaeota)类群占据绝对优势,全部隶属于被称为group1.1b的谱系.其中,一些序列与不可培养的Nitrososophaera氨氧化古菌序列亲缘关系较近,可能预示着这些中温泉古菌在氨氧化过程中发挥着重要作用,对其群落结构及生态学贡献还有待更深入研究.
在全球气候变暖背景下,乌鲁木齐河源自20世纪90年代中后期呈现出显著气温升高和明显降水增加趋势,乌鲁木齐河源区1号冰川及空冰斗山坡春季冰雪消融径流开始产流的时间有明显的推后趋势;同时径流结束、河道断流的时间也有不太显著的推后现象,其间接说明了高山区冰川及多年冻土融冻过程有了明显的消融季节推后特征.2000年以后春季径流明显大于20世纪80年代,其中冰川主要消融期径流变幅明显小于前期,空冰斗山坡夏季径流显著增大且变幅明显变大.分析认为,乌鲁木齐河源径流的这些变化,主要是河源区冬、秋季的明显升温,大气降水、季节性积雪融水和冻土活动层融冻过程变化等的反映.
天山乌鲁木齐河源多年冻土变化的研究,对于揭示气候变暖背景下,天山多年冻土对气候变化的响应以及由多年冻土变化引起的植被土壤演化、水文变化具有重要意义.对1991以来河源区海拔3500m左右的气温、降水、地温观测数据进行综合分析,结果表明:河源区的活动层呈逐渐增厚趋势,最大活动层厚度出现在2007年,达到1.60m,较1992年增加了0.35m;多年冻土活动层的变化与河源区夏半年(5-10月)的水热状况密切相关,活动层厚度随融化指数、夏半年降水量的增加而增大.多年冻土年变化深度由1993年的10m增加到12m左右;年平均地温上升明显,由1993年的-1.6℃上升到2008年的-1.0℃.年变化层以下的温度,均有不同程度的上升,年均增温速率随深度的增加而减小,推断长期持续的气候变暖是导致乌鲁木齐河源区多年冻土升温的主要驱动力.估算2008年的多年冻土下限深度约为86.8m,较1992年减小了7.7m,河源区多年冻土很可能正在发生自下而上的迅速退化.
【中文摘要】在全球气候变暖尤其是冬季显著增温的背景下，多年冻土区域河川径流呈现了明显的增加趋势和季节分配差异变化，研究显示：多年冻土在径流增加中所起的作用还不甚清楚，对寒区水资源变化的影响机理也需进一步研究。该项目拟基于乌鲁木齐流域源区现有观测研究基础，通过多年冻土活动层水分运移（下渗、产流及蒸散发等）过程的观测，分析多年冻土退化、活动层增厚条件下，作为隔水层的冻土层融冻过程对径流形成的影响；通过对水量平衡方程中各要素的实时监测，结合不同下垫面水文断面产汇流过程的时空变化实时监测，揭示高山多年冻土在流域冰雪径流增加趋势中的水文效应。该研究在加强气候变化对西部干旱区高山水资源影响的研究方面意义重大，它不仅在学术上是对多年冻土径流形成机理和对水资源的影响和贡献的重要研究，而且将对研究区域性多年冻土退化的水文效应模型建构提供可行的参数。
2009-01【中文摘要】本研究分别以乌鲁木齐河源区土壤和雪冰为介质，通过对样品中微生物的数量和多样性的研究，分析了不同海拔、不同深度中微生物的群落结构特征，并结合相关的理化性质资料，揭示微生物的来源及其演替规律以及与气候环境演变的关联度。主要结果如下：1.揭示了植被类型和海拔是影响土壤可培养细菌数量的主要因素，阐述了微生物多样性水平分布特征。2.揭示了微生物的数量与土壤理化参数和其沉积年代的关联度，阐述了其微生物多样性垂直分布特征。3.分析了冰缘植物根系土微生物数量及其与植被关系，阐明极端环境下的冰缘植物根际土中含有丰富的细菌资源，不同冰缘植物根际土中所含细菌的菌群密度都有较大的差异，指出这些差异与植物群落演替、植物多样性及其初级生产力密切相关。4.研究表明：雪冰微生物群落结构、多样性、可培养数量和演替规律与δ18O值、阴阳离子密切相关，提出以此作为一种研究气候和环境变化新指标，为利用冰芯微生物研究乌鲁木齐河源区气候演变奠定了基础。
2008-01