动态及对气候变化响应的模拟分析

水分条件不仅影响半干旱区群落的组成, 而且在一定程度上决定了群落的功能。处于不同水分条件生境下群落的优势物种在水分利用和同化物利用效率方面的功能特征会存在差异, 这些差异将导致群落对于气候变化产生不同的响应, 进而影响到景观和区域尺度上对于全球变化下碳动态和格局的分析。该文选取了锡林河流域典型草原区沿水分梯度的4个代表群落, 在野外实验测定并结合长期定位研究成果基础上, 利用BIOME-BGC模型对代表群落的长期净初级生产力(Net primary productivity,NPP)动态进行了模拟和模型验证。 通过分析该地区1953～2005年气候变化趋势, 推测了未来可能的气候变化情景, 进而模拟了气候变化下4个群落长期NPP动态的响应。结果表明,当前气候条件下, 羊草(Leymus chinensis)群落NPP平均值为197.76 gC·m^-2 (SE=7.11), 大针茅(Stipa grandis)群落NPP平均值为198.95 gC·m^-2 (SE=6.41), 贝加尔针茅(Stipa baicalensis)群落NPP平均值为210.41 gC·m^-2(SE=7.87), 克氏针茅(Stipa krylovii)群落NPP平均值为144.92 gC·m^{- 2} (SE=4.64), 4个群落NPP平均值为188.01 gC·m^-2 (SE=3.72); 气候变化情景下, 温度增加下(P0T1),NPP平均下降14.2%,降水增加下(P1T0), NPP平均增加13.2%,温度与降水都增加情景下(P1T1), NPP平均下降2 .7%, 但由于生境水分条件差别和优势物种功能特征差异, 4个群落表现出了增减幅度不同的趋势。对气候因子的敏感性分析及回归分析表明, 降水是该地区NPP最主要的决定因子, 而温度决定作用相对较小,主要通过影响植物的呼吸和水分蒸散等过程影响NPP。在最有可能代表未来气候 变化的温度增加的两种情景下(P0T1、P1T1), NPP均呈下降趋势。群落NPP对气候变化的响应趋势与水分胁迫系数(Water stress index, WSI)、碳胁迫系数(Carbon stress index, CSI)变化密切相关。克氏针茅群落由于所处生境水分条件差,WSI高,对降水的依赖程度最大;贝加尔针茅群落一方面处于较好的水分生境,具有较小的WSI,另一方面,由于具有高碳氮比,维持呼吸消耗的光合产物比例低,CSI远低于其它3个群落, 未来气候变化下, NPP较其它3个群落仍较高。     

外源一氧化氮对铅胁迫下小麦种子萌发及幼苗生理特性的影响

利用室内水培实验,研究了外源一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）对Pb²⁺处理下小麦（Triticum aestivum L.）种子萌发、幼苗生长及相关生理指标变化的影响。结果表明,Pb²⁺处理使小麦种子发芽势、发芽率、幼苗根长和茎长均显著降低,诱导叶绿素a、叶绿素b含量减少及叶绿素荧光参数F_v/F_m和F_v/F_o的比值减小,25 μmol·L^-1 SNP明显缓解Pb²⁺胁迫对种子萌发及幼苗生长的抑制作用,提高Pb²⁺胁迫下叶绿素a、叶绿素b含量及F_v/F_m和F_v/F_o的比值,而100 μmol·L^-1SNP无明显缓解作用。此外,25和100 μmol·L^-1SNP诱导Pb²⁺胁迫下小麦幼苗叶片过氧化氢酶（CAT）活性增强和可溶性蛋白含量增多,但100 μmol·L^-1SNP处理降低了过氧化物酶（POD）活性。结果说明,外源NO促进Pb²⁺胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长,提高叶绿素和可溶性蛋白含量,诱导CAT活性升高,从而增强小麦对Pb²⁺胁迫的适应性。     

C的开度与方位差异

受太阳活动的影响, 树冠不同方位以及内外部的叶片接受到的光照存在差异, 造成温度、湿度等小气候因子也存在差异。叶片的形态解剖结构和生理特性等会对外界环境条件的改变发生响应。为了更好地了解树木生长的局部小环境条件差异对树木生长的影响, 该文选择国槐(Sophora japonica)、悬铃木(Platanus orientalis)、银杏(Ginkgo biloba)、榕树(Ficus microcarpa)和黄葛榕(F. lacor)5种冠幅较大的树种, 通过测定树冠内外部及4个方位上的比叶重(leaf mass per area, LMA)、叶绿素a (chlorophyll a, Chl a)、叶绿素b (chlorophyll b, Chl b)及类胡萝卜素(carotenoid, Car)的含量及碳稳定同位素比率(carbon isotope ratio, δ¹³C)等指标, 研究叶片形态、生理指标等随树冠开度的变化以及方位差异。结果表明, 叶片LMA和δ¹³C均随树冠开度增加而增大, 光合色素含量则相反; 叶片LMA和δ¹³C的方位变化则是南向>西向>北向>东向, 与叶片所接受到的光强变化规律一致, 而光合色素含量的方位差异较复杂、且因树种而异, 总的来说, 以受光最弱的东向含量最高。上述结果表明, 树冠外围和南向、西向的叶片由于接受到的光能较多、温度高、相对湿度小等, 其叶片会增大单位面积的重量、减小气孔开度和光合色素含量, 从而减少对光能的吸收, 也使光合作用降低、δ¹³C增大, 而不同方位光照对光合色素含量的影响机制较为复杂, 这些都表明了叶片对周围小气候的形态和生理上的适应。     

铝胁迫下北美车前和车前生长及叶绿素荧光特性的比较研究

采用系列浓度AlCl₃溶液（100、500、800、2 000 mg·L^-1）进行处理,在处理后不同时间（0,10、20、30 d）,测定北美车前（Plantago viriginica）和车前(P.asiatica)的生长及叶绿素荧光特征指数,旨在比较外来入侵种北美车前和同属本地种车前的生长及叶绿素荧光对铝胁迫响应的差异。结果表明,车前和北美车前的根冠比在轻度铝（Al³⁺=100 mg·L^-1）处理下略有上升,在中度（Al³⁺=500 mg·L^-1）以上铝浓度处理下开始显著下降;叶绿素a、b含量在轻度铝处理下变化不明显,随着铝浓度的增加和处理时间的延长呈现明显下降趋势;叶绿素荧光参数F_v/F_m、Φ_PSⅡ及F_v/F_o值在低浓度铝的短时间处理下略有上升,随着铝浓度的升高和处理时间的延长则明显下降。结果表明铝胁迫对上述两种植物的生长和叶绿素荧光参数均有一定影响,但北美车前各参数的下降幅度小于车前,表现出比车前更为耐铝的生理特性。     

利用正交设计法对叉叶苏铁ISSR-PCR反应体系的优化研究

比较CTAB法和SDS法提取叉叶苏铁（Cycas micholitzii）的总DNA,发现CTAB法是提取叉叶苏铁总DNA的较好方法;对叉叶苏铁ISSR-PCR反应体系中的4个主要因素dNTPs,Taq DNA聚合酶,引物及Mg²⁺进行最优条件筛选;采用单因素法探讨DNA模板量、退火温度和循环次数的最佳反应条件,建立了适合于叉叶苏铁的最佳ISSR-PCR反应体系 （20 μL体系）： 1×Buffer,75 ng DNA模板,dNTPs 250 μmol·L^-1, Taq酶1.0U,引物0.2 μmol·L^-1,Mg2+ 2.5mmol·L^-1,反应程序为：94℃预变性5 min,94℃变性1 min,52℃退火1 min,72℃延伸2 min,循环40次,72℃延伸10 min,4℃保存。本研究结果为苏铁纲植物的分子生物学和分子系统学研究提供理论参考。     

sp. B49发酵糖蜜制氢条件

研究1株产氢细菌Ethanoligenens sp. B49利用废糖蜜为基本原料进行生物制氢的条件,及外加氮素营养物对废糖蜜生物制氢的影响。结果表明,在10.3～20.6 g·L^-1的化学需氧量（COD）范围内,经过驯化的Ethanoligenens sp. B49细胞具有较好的生物利用能力,细胞生长量和产氢能力随着废糖蜜COD的提高而增加。当废糖蜜COD超过20.6 g·L^-1时Ethanoligenens sp. B49的细胞生长受到抑制,同时产氢能力下降,COD超过41.2 g·L^-1时细胞基本不具有生长和产氢能力。Ethanoligenens sp. B49利用废糖蜜产氢的最佳COD为20.6 g·L^-1。在20.6 g·L^-1COD条件下外加有机氮源可以促进Ethanoligenens sp. B49利用废糖蜜制氢的能力,促进作用顺序为酵母粉>牛肉膏>蛋白胨>脲素。添加4 g·L^-1的酵母粉时,Ethanoligenens sp. B49细胞具有最好的生长活性和产氢能力。优化营养条件后,单位体积产氢量从44.82 mmol·L ^-1提高到78.97 mmol·L^-1,提高了76.2%。     

黑龙江省三江自然保护区狍对冬季卧息地的选择

研究黑龙江三江自然保护区狍冬季卧息地的选择性结果表明，狍昼间偏好选择位于岛状林和芦苇丛、覆盖度>10%、当年生枝条数>30枝、隐蔽级90%—99%、距水源距离<400 m、距农田距离<500 m、保温性>0.2 ℃、雪深>31 cm、人为干扰距离>1 000 m等生境因子的卧息地；狍夜间偏好选择位于岛状林、覆盖度>10%、当年生枝条数>30枝、隐蔽级为<90%、距水源距离<700 m、距农田距离>500 m、保温性>0.2 ℃、雪深>31 cm、人为干扰距离>1 000 m等生境因子的卧息地。狍昼间与夜间卧息地在是否刨走积雪等松软物质、距农田距离、雪深、人为干扰距离和卧息地宽度上差异显著(P<0.05)。与夜间卧息地相比，狍昼间偏爱的卧息地具有接近农田、雪覆盖深和卧息地宽度较小等特征。狍对昼间卧息地资源选择函数为：log it(P)=-13.999-0.446×植被类型-0.003×距水源距离-0.003×距农田距离+0.915×保温性+0.487×雪深+0.001×人为干扰距离，选择概率为P=e ^logit(P)／1+e ^{log it(P)} ，模型的正确预测率为90.9%；狍对夜间卧息地资源选择函数为：logit(P)=-0.009-1.863×植被类型-0.004×距水源距离+0.946×保温性+0.002×人为干扰距离，选择概率为P=e^logit(P)／1+e ^logit(P) ，模型的正确预测率为91.8%。     

森草净杀灭薇甘菊(Mikania micrantha)及其安全性

在深圳市内伶仃岛薇甘菊危害的不同群落生境中,设立9块样地81个小样方,用森草净（即70%嘧碘降水溶性粉剂）杀灭样地中的薇甘菊施量为0.0001~0.02 g•m^-2,结果表明：各浓度的森草净杀灭效果均较好,杀灭率随着用药量的增加而提高;在坡地和溪谷生境中,森草净用药量分别为0.05~0.1 g•m^-2、>0.2 g•m^-2能较彻底地杀灭薇甘菊。应用HPLC法检测样地土壤中嘧磺隆残留量,溪谷土壤中嘧磺隆半衰期C=C₀•e^-0.083T, T_1/2＝8.4,施药后37 d消解95.9％,坡地高浓度级半衰期C=C₀•e^-0.046T, T_1/2＝15.1 d,施药后37 d消解85.0％,坡地低浓度级半衰期C=C₀•e-0.090T, T_1/2＝7.7 d,施药后15 d消解742％。不同浓度森草净处理样地,施药后7、15、37 d均可检测到嘧磺隆,并且含量越来越小,但施药后68 d的土样,均未检测到嘧磺隆的存在。     

百合鳞茎苯丙氨酸解氨酶提取条件的优化

研究兰州百合(Lilium davidii var. unicolor)鳞茎内PAL的最佳提取条件结果表明：pH 8.8的硼砂缓冲液为最适缓冲液;百合鳞茎的PAL不耐酸碱,更不耐酸;最适反应温度为40℃;随着水浴时间延长和水浴温度提高,PAL活性逐渐降低,但40℃水浴30 min后,酶活性仍保留47%;最适底物浓度为0.032 mol·L^-1;磨样时加入PVP 0.5 g,能够明显提高PAL活性。     

HPLC-ELSD法在刺五加药材糖类成分分析中的应用

建立一种高效、快速的高效液相色谱—蒸发光散射检测法(HPLC-ELSD)分析刺五加药材中糖类成分—葡萄糖及蔗糖组分。采用CHROMATOREX NH2柱为固定相;以乙腈：水为84.5：15.5(V/V)为流动相,流速1.0 mL·min^-1;漂移管温度为100℃;氮气流速为2.5 L·min^-1。在上述色谱条件下,葡萄糖和蔗糖的线性范围分别为0.023 2～0.116 0 mg·mL^-1及0.099 6～0.496 5 mg·mL^-1;且该二种糖的检测限分别（信/噪=3）为3.87 ng和3.31 ng。本方法无须进行糖衍生化而直接用于刺五加药材中糖类成分的分离分析。     

山茶花叶片DNA提取及RAPD反应体系的研究

山茶花（Camellia japonica L.）是我国特产的名贵花卉之一,由于其品种繁多,在系统分类和品种鉴定上存在一定的难度。本研究针对山茶花的DNA提取方法和RAPD扩增体系进行了摸索,旨在为山茶花在DNA水平的分类鉴定和分子生物学方面研究打下一定的基础。实验采用改进的CTAB法提取山茶花叶片DNA,得到的DNA纯度较高,OD₂₆₀/OD₂₃₀值为1.90～2.0,OD₂₆₀/OD₂₈₀值为1.80～1.83,得率也较高,一般在150～200 μg·g^-1左右,片段完整性较好,大于20 kb,符合分子遗传实验的要求;在山茶花RAPD扩增条件的研究中,发现20 μL反应体系中加入100 ng DNA、125 μmol·L^-1 dNTP(each)、1.2 μmol·L^-1 Mg²⁺、1×Buffer、0.5 μmol·L^-1引物、1 U Taq酶最为合适,退火温度一般设为37℃左右,扩增产物的电泳条带数多、清晰、明亮。     

微波辅助提取木豆根中染料木素工艺

以木豆根为原料,利用微波辅助提取技术进行提取,在单因素实验的基础上对提取条件进行了考察,根据BBD(Box-Behnken design)实验设计原理,采用3因素3水平的响应面分析法,以木豆根中主要异黄酮染料木素(genistein)为指标,对提取过程进行优化,得到最佳工艺参数为：提取温度为68℃,固液比为32∶1 mL·g^-1,乙醇浓度为78%,提取功率700 W,提取时间15 min。在最佳提取条件下染料木素的提取率可达到0.465±0.032 mg·g^-1。本研究对于微波提取技术的应用及木豆根的开发和利用都具有显著的意义。     

米心水青冈基因组DNA提取及RAPD反应体系优化

采用4种方法对米心水青冈基因组DNA进行提取,通过比较得出改良CTAB法提出的DNA纯度较高,能够达到扩增要求,因此采用此方法用于正式DNA的提取。适合米心水青冈的RAPD反应体系为：反应体积为25 μL,模板DNA40 ng,引物0.8 μmol·L^-1,Taq聚合酶1.25 U,Mg²⁺浓度2.0 mmol·L^-1,dNTP浓度0.16 mmol·L^-1。适合米心水青冈RAPD扩增程序： 94℃预变性3 min,一个循环,94℃变性30 s,37℃退火1 min,72℃延伸2 min,45个循环。     

西施舌的耗氧率与排氨率研究

采用室内实验生态学方法研究了不同栖息水温和不同溶解氧水平下处于标准代谢状态的西施舌耗氧率与排氨率,并测定了窒息点.结果表明,在25 ℃时,水中DO≥3.11±0.15 mg·L^-1时,西施舌的耗氧率和排氨率分别为0.7±0.05 mg·g^-1·h^-1和2.56±0.05 μmol·g^-1·h^-1,处于相对稳定状态;当DO低于此值则代谢出现异常,耗氧率随DO下降而下降,直到窒息为止,其窒息点为1.22±0.06 mg·L^-1,而排氨率也呈直线下降,但排氨停止滞后于耗氧停止.耗氧率与栖息水温呈二次线型关系:OCR=-0.0027T²+0.1367T-0.9557,R²=0.972;水温为25.3 ℃时,西施舌的耗氧率达到最大,为0.77 mg·g^-1·h^-1.处于适温状态(15 ℃和20 ℃)的O/N值要高于低温(10 ℃)和高温(25 ℃和30 ℃)时的O/N值,西施舌在适宜条件下更多地依赖于脂肪供能维持标准代谢,而在环境不适时则更多地调用机体的蛋白质来维持生理代谢需要.     

盐胁迫对不同生境盐地碱蓬光合及离子积累的影响

为了探讨盐地碱蓬(Suaeda salsa)适应不同生境的生理机制, 研究了盐处理(1、200和600 mmol·L^-1 NaCl)对盐碱地和潮间带两种生境盐地碱蓬地上部分及根系有机干重、叶片叶绿素含量及光合放氧速率、叶片和根中离子积累的影响。结果表明: 200 mmol·L^-1 NaCl对两种生境盐地碱蓬地上部分及根系的有机干重无显著影响, 说明两种生境盐地碱蓬均具有较强的抗盐性; NaCl处理显著降低了两种生境盐地碱蓬叶片的光合放氧速率; 各浓度NaCl处理下, 盐碱地生境盐地碱蓬叶片的光合放氧速率均高于潮间带生境的, 潮间带生境盐地碱蓬叶片中叶绿素a与叶绿素b的比值均高于盐碱地生境的; 各浓度NaCl处理下, 潮间带生境盐地碱蓬叶片中的Cl^-含量均低于盐碱地生境的; 与叶片中情况相反, 高盐处理下, 潮间带生境盐地碱蓬根中的Cl^-含量均高于盐碱地生境的。说明与盐碱地生境盐地碱蓬相比, 潮间带生境盐地碱蓬的根系可能对Cl^-具有较强的积累或限制其向地上部分运输的能力, 这些特征可能是盐地碱蓬适应不同生境的结果。     

离子液体微波辅助提取降香檀叶中鹰嘴豆芽素A和染料木素

以降香黄檀可再生资源——叶子为原料,利用离子液体微波辅助提取技术对鹰嘴豆芽素A和染料木素进行提取。通过单因素实验,3因素3水平的BBD(Box Behnken design)实验,对提取条件进行优化,确定了离子液体微波辅助提取降香檀叶中鹰嘴豆芽素A(biochanin A)和染料木素(genistein)的最佳提取工艺条件：1.00 mol·L^-1［C₄MIM］Br,提取温度为56℃,液固比18∶1,提取时间为11 min,提取功率300 W。在最佳提取条件下,鹰嘴豆芽素A和染料木素平均提取率分别可达1.598和0.939 mg·g^-1。     

杜香挥发油的超临界CO2萃取实验条件优化

采用正交实验法对超临界CO₂萃取杜香挥发油的条件进行了优化。研究了萃取温度、萃取压力、CO₂流量等因素在不同水平下对杜香挥发油提取率的影响。得到了超临界CO₂萃取杜香挥发油的最佳实验条件：萃取压力为20 Mpa、萃取温度为35℃、CO₂的流量为60 kg·h^-1。     

黄连ISSR反应条件优化的研究

以黄连(味连,Coptis Chinensis Franch.)基因组DNA为模板,通过单因子、双因子实验研究了ISSR反应体系中主要成分（Mg²⁺、dNTP、引物、模板、Taq DNA聚合酶）以及热循环参数（退火温度、循环数、变性时间、退火时间、延伸时间）对扩增结果的影响,并找出各自的最适条件,建立了适合黄连ISSR分析的反应体系和扩增程序,即在25μL反应体系中,内含1×PCR buffer、1.5mmol·L^-1 Mg²⁺、200μmol·L^-1 dNTP、0.3 μmol·L^-1引物、40 ng模板、1 U TaqDNA聚合酶。扩增程序为94℃预变性5 min,然后进行35个循环：94℃变性30 s,（据不同引物的退火温度）复性1 min,72℃延伸1.5 min,循环结束后72℃延伸7 min,-4℃保存。这一优化系统的建立为今后利用ISSR标记技术进行黄连鉴定及种质遗传多样性分析提供了一个标准化程序。     

响应面法优选牡丹果荚中丹皮酚和芍药苷提取工艺的研究

以牡丹果荚为原料,采用响应面分析法对影响微波辅助提取牡丹果荚中芍药苷和丹皮酚的主要因素(料液比、微波功率、微波时间)进行优化。结果表明:微波辅助提取牡丹果荚中的芍药苷及丹皮酚的最佳提取工艺条件为:液料比10∶1、微波功率253 W、微波时间10 min,牡丹果荚芍药苷和丹皮酚的得率分别为2.92、0.91 mg·g-1。与传统提取法相比,微波辅助提取方法不仅提取时间短,原料使用量少,而且提取率高,是一个高效的提取方法。