基于RUSLE的环杭州湾地区土壤侵蚀敏感性评价及关键敏感因子识别

基于修正的通用土壤流失方程（RUSLE）以及GIS和RS技术,以环杭州湾地区为例,分别计算了影响土壤侵蚀敏感性的降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、植被与经营管理因子以及坡长与坡度因子,综合评价了土壤侵蚀敏感性,分析降雨、土壤质地、坡度和高程4个自然因子对土壤侵蚀敏感性的影响,并用叠加排序法对给定敏感区的关键影响因子进行识别.结果表明：环杭州湾地区的土壤侵蚀以不敏感和轻度敏感为主;不同影响因子在不同变化范围内,各土壤侵蚀敏感性等级的面积百分比不同,土壤侵蚀敏感性随降雨量、坡度的增加而增高,而在海拔200～500 m,高敏感等级的土壤侵蚀敏感性的面积百分比最大.叠加排序方法是识别给定敏感区关键影响因子的有效方法,有助于理解土壤侵蚀形成的机制.     

三峡库区（重庆段）土壤侵蚀敏感性评价及其空间分异特征

三峡库区(重庆段)具有重要的生态地理位置.土壤侵蚀是这一地区最为严重的生态环境问题.以通用水土流失方程为基础,运用GIS技术,分别分析了土壤可蚀性、降水、地形、植被覆盖因子对研究区土壤侵蚀敏感性的影响程度,并生成单要素敏感性评价图.在此基础上,基于ArcGIS的空间叠加分析,完成单要素的叠加运算,实现研究区土壤侵蚀敏感性的综合评价.探讨了三峡库区(重庆段)这一特殊生态地理区域土壤侵蚀敏感性的高低分布规律及其在不同主导因子作用下的土壤侵蚀的空间分异特征.结果表明:研究区土壤侵蚀敏感性以高度敏感、中度敏感和极敏感为主,轻度敏感和不敏感比例相对较小.空间分布具有水平地域特征,东北部最为敏感、西部最不敏感.研究区土壤侵蚀现状与土壤侵蚀敏感性分布总体上是一致的,表明降雨、地形起伏、土壤可蚀性以及自然植被状况等自然因素是土壤侵蚀发生、发展的潜在条件,而人类活动是土壤侵蚀发生、发展或减弱的主导因素.植被覆盖受人类活动影响最大.因此,转变不合理的土地利用方式,加强植被的保育和植被生态系统的重建是防治土壤侵蚀的关键环节.     

云南省生态环境敏感性评价

分别进行了云南省土壤侵蚀敏感性、石漠化敏感性和生境敏感性评价,其中土壤侵蚀敏感性评价主要考虑了降水侵蚀力、地形、土壤质地和地表覆盖因素;石漠化敏感性评价主要考虑了地形、地貌、植被盖度因素;生境敏感性评价主要根据生态系统类型中物种丰富度,以及国家与省级保护对象的分布数量进行评价。结果表明：土壤侵蚀的轻度敏感、中度敏感地区分别占云南省面积（3.84×105km^2）的35.61%、41.30%。石漠化不敏感地区、敏感地区分别占云南省面积的65.09%、34.91%。生境不敏感地区、高度敏感地区及极度敏感地区分别占全省面积的41.50%、39.69%、14.25%。     

西南喀斯特区域水土流失敏感性评价及其空间分异特征

西南喀斯特地区碳酸盐岩酸不溶物含量很低,成土速率慢、土壤允许流失量小,加上地形起伏大、植被破坏严重,导致该地区水土流失敏感性及其空间分异的独特特征。选取降雨侵蚀力、地形起伏度、土壤类型、植被类型及土壤允许流失量等5个指标,应用GIS技术对西南喀斯特区水土流失敏感性进行单因子和多因子综合分析评价,结果表明西南喀斯特区水土流失敏感性普遍很高,中度敏感以上区域占西南喀斯特区总面积的82.8%,不敏感区域所占面积比例为6.4%;水土流失中度敏感以上区域主要分布于贵州全境、广西峰丛洼地区、云南东南部、重庆东北部、东南部、湖北西南部及湖南西北部等区域;随着岩石中酸不溶物含量的增加,水土流失极敏感和高度敏感区面积比例减少,中度敏感区比例增加。研究结果有助于指导西南喀斯特地区水土流失防治及退化喀斯特生态系统的恢复与重建。     

乌拉特荒漠草原红砂(Reaumuria soongorica)灌丛林地地面节肢动物群落季节分布特征

以乌拉特荒漠草原红砂(Reaumuria soongorica)灌丛林地作为研究样地,分别于2018年春季、夏季和秋季,利用国际通用的陷阱诱捕法,调查了地面节肢动物群落季节动态分布特征及其与环境因子间的关系。结果显示:(1)3个季节内共捕获地面节肢动物560只,隶属于10目23科。其中,春季优势类群为拟步甲科,夏季为拟步甲科和蚁科,秋季为拟步甲科,其个体数分别占总个体数的51.54%、59.11%和64.88%;常见类群春季和夏季均有8类,秋季有10类,其个体数分别占总个体数的43.08%,37.33%和32.68%;稀有类群春季有7类,夏季有6类,秋季有3类,其个体数分别占总个体数的5.38%、3.56%和2.44%。(2)3个季节内生物量占比超过10%的地面节肢动物类群仅有拟步甲科,春季、夏季和秋季其分别占群落总生物量的88.59%、72.56%和80.90%;1%—10%的地面节肢动物类群生物量,春季、夏季和秋季其分别占群落总生物量的9.76%、25.51%和17.78%;小于1%的地面节肢动物类群生物量,春季、夏季和秋季其分别占群落总生物量的1.62%、1.94%和1.32%。(3)随季节变化,地面节肢动物的密度、类群数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均存在显著差异性(P0.05),表现为夏季显著高于春季或秋季。(4)RDA和Spearman相关分析结果表明,降雨量、气温、土壤含水量、土壤pH和电导率及土壤粒径组成是地面节肢动物季节分布的重要影响因素。研究表明,随着季节更替乌拉特荒漠草原红砂灌丛林地地面节肢动物群落组成季节分布差异性较大,夏季地面节肢动物多样性较高,而且不同类型环境因子对于地面节肢动物的个体数分布影响不同。     

近14年来柴达木盆地NDVI时空变化及其影响因素

利用MODIS/NDVI数据分析了柴达木盆地2000—2013年植被NDVI季节时空变化及其驱动力因子,结果表明:近14年来,研究区年均、季节NDVI均呈增加趋势,其中以春季增加范围最大,其次为夏季和年均,秋季最小。不同高程NDVI、NDVI变化趋势(θslope)差异较大,分别在海拔3750和3550 m时达到最大,当低于这个高度时,二者均随海拔升高而增大,反之则减小。相关分析表明,春、夏、秋季NDVI分别与气温、降水、潜在蒸散量呈正相关,正相关面积分别占总植被区的81.96%、96.94%和76.54%;年均NDVI对降水最为敏感,与其呈正相关的面积为91.03%。此外,春、夏两季NDVI对气温和降水的滞后效应突出,并以冬季降水、最低气温对来年春季植被生长影响最显著,春季降水则对夏季植被生长贡献最大。除自然因素外,农作物播种面积、出栏率等人类活动也是柴达木盆地植被NDVI变化的重要因子。     

近20年亚欧大陆植被指数(NDVI)对大尺度气候变化的敏感性

利用1982～2000年4～10月的AVHRR-NDVI数据,分析了大尺度的气候(温度)变化对欧亚大陆植被状况的影响.分析方法为奇异值分解,从温度和NDVI的年际变化中检测出二者最重要和最密切的大尺度空间相关特征.用每个奇异值的平方占总的协方差平方和的比例(解释率),可以度量每对模态的重要性.春季(4和5月)、夏季和秋季(9和10月)的解释率分别是60.9%、39.5%和24.6%,这说明整体上春季植被状况对温度的敏感性高于夏季和秋季.奇异值分解的显著模态中心是二者关系最密切的地区,也就是NDVI对温度最敏感的地区,春季为西西伯利亚和东欧东北部,敏感性为 0.308 0 NDVI/℃;夏季没有特别突出的敏感中心,选择与计算春季相同格点数的高值中心,其敏感性为 0.248 0 NDVI/℃;秋季敏感中心在亚洲东部高纬度地区,相同格点大小范围(110°～140° E,55°～65°N)平均敏感性为 0.087 5 NDVI/℃.这种大尺度的NDVI-气温的关系及其敏感性非常稳定,并不随使用的NDVI的空间分辨率的改变而改变.     

黔西南石漠化生态脆弱区水土流失敏感性评价

为探索黔西南州水土流失敏感性空间分布特征, 选取降雨侵蚀力、地形起伏度、植被类型、土壤类型作为水土流失敏感性综合评价指标并建立评价标准, 基于GIS和敏感性评价模型对水土流失敏感性进行多指标及单指标分析评价, 并计算各土壤类型的可蚀性值以加强评价结果的科学性。结果表明: 1. 黔西南州水土流失敏感性普遍较高, 各级敏感性面积比从小到大依次为中度敏感性、轻度敏感性、高度敏感性、极敏感性和不敏感性, 轻度敏感性以上的区域占州面积的83.4%, 水土流失程度严重; 总体呈现中心向四周逐级增加、东部高于西部的分布趋势。九个县市中晴隆县、望谟县和册亨县轻度敏感性以上的面积占各县域面积的90%以上。2. 各评价指标对水土流失敏感性的相关性从高到低依次为地形起伏度、土壤类型、降雨侵蚀力、植被类型。上述研究结果旨在为黔西南州水土流失防治和进一步减缓及防治石漠化提供一定科学依据。     

辽宁省生态系统敏感性评价

根据辽宁主要生态环境问题的形成机制,分析了生态系统敏感性的区域分异规律,并对多种生态环境问题的敏感性进行了综合分析。结果表明,全省处于轻度至高度敏感区域,高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区分别占全省陆域面积的34.00%、62.66%和3.34%。高度敏感区分布在辽东山地丘陵、辽东半岛、辽西低山丘陵、辽西北、柳绕地区和大洼县。辽东山地丘陵、辽东半岛和辽西低山丘陵主要是土壤侵蚀高度敏感。辽西北和柳绕地区主要是土地沙漠化高度敏感。大洼县是土壤盐渍化高度敏感。     

安西荒漠鼠类群落结构与环境因子的无偏对应分析

本文通过对安西荒漠鼠类群落结构与环境因子的无偏对应分析,得出决定鼠类群落结构的环境主导因子因季节不同而所有同;春季是地下水位、海拔高度、平均奖降水量和平均气温;夏季是植被覆盖度、植物平均高度、土壤含水率和土壤坚实度;秋季是土壤含水率。综合主导因子。其中水是决定荒漠地区鼠类群结构的最重要因子。     

The Developmental Anatomy of the Seminal Root of Wheat

Wheat embryo usually gives rise to five seminal roots in matured caryopsls, although, the sixth root might develop in some cases. The first one is known as the primary root. Primary root emerged early, and its primodium was distinctly originated from the proembryo and could be gradually identified as three layers of initials. Lateral seminal roots emerged later from the embryonic axis in pairs, and originated from the surrouding cells of the procambium. Differentiation of lateral roots was much more vigorous than that of the first seminal root (primary root), and, its mother cells of metaxylem vessel appeared soon, Lateral seminal roots usually had more metaxylem vessels. In short, only the first root is the primary root, the lateral seminal roots are adventitious in nature, since their structures are similar to those of other adventitious roots.     

岷江干旱河谷25种植物一年生植株根系功能性状及相互关系

相同条件下相同生长期的植物根系生长与适应策略及其差异性还不清楚。因此,采集岷江干旱河谷地区25种乡土植物(木本15/草本10种)的种子于2009年3月播种在同一干旱环境中,9月测定了1年生植株的最大根深(RDmax)、根幅(RW)与根生物量(RB),计算了总根长(TRL)、比根长(SRL)及细/粗根生物量比(RBf/c),分析了它们之间的关系,进行了根系功能组划分。结果表明:1)25种植物1年生植株RDmax与RW变异较小,总变异率为14.9%和20.7%;TRL和SRL变异相对较大,分别为28.5%和34.7%,草本植物SRL明显大于木本植物;RB和RBf/c种间变异较大,总变异率分别为50.1%和70.5%;2)25种植物的RDmax、RW、RB和TRL间呈显著正相关关系,表明根系较深的物种RW较大,TRL和RB也较高;SRL与RDmax呈极显著负相关关系,与RBf/c呈极显著正相关关系,表明根系垂直分布较浅的物种细根发达,SRL较大;3)主成分分析显示,25种植物可分为3个功能组:第1组具有较大RDmax、RW和RB,资源利用持续时间较长;第2组具有较大TRL、SRL和RBf/c,资源利用效率较高;第3组根系功能性状没有一致的突出特点,可能通过降低自身生理机能适应生存条件。综合分析表明,岷江干旱河谷区25种植物1年生植株根系的功能性状变异明显,可塑性大,历经长期自然选择压力而形成了不同的环境适应策略,但生长型并不必然表达出1年生植株根系功能性状的差异性。     

Cadmium stress suppresses lateral root formation by interfering with the root clock

A biological clock activated by oscillating signals, known as root clock, has been linked to lateral root (LR) formation and is essential for regular LR spacing along the primary root. However, it remains unclear how this internal mechanism is influenced by environmental factors known to affect the LR pattern. Here, we report that excessive cadmium (Cd) inhibits LR formation by disrupting the lateral root cap (LRC)‐programmed cell death (PCD)‐regulated root clock. Cd restricts the frequency of the oscillating signal rather than its amplitude. This could be attributed to the inhibition on meristematic activity by Cd, which resulted in decreased LRC cell number and LRC‐PCD frequency. Genetic evidence further showed that LRC cell number is positively correlated with root resistance to Cd. Our study reveals root cap dynamics as a novel mechanism mediating root responses to Cd, providing insight into the signalling pathways of the root clock responding to environmental cues.     

异质养分环境中一年生分蘖草本黍根系的生长特征

为揭示黍（Panicum miliaceum L.)根系对异质养分环境的生长反应,作研究了黍根系从起始斑块向目标斑块水平生长时,时始斑块和目标斑块养分水平根生长的影响,就低养分起始珏块而言,粗根生物量,粗根长度,粗根表面积和细极长度在高养分目标斑块中的分配比例均小于其在低养分目标斑块中的分配比例,而细根长度及其密度,细根表面积指及其密度的变化恰好相反,就高养分起始斑块而言,高养分目标斑块的细根长度,细根长度密度,细根表面积指数和细根表面积密均不于低养分目标斑块,而粗根对目标斑块中养分状的反应不明显。当黍根系从桢的起始斑块进入不同的目标斑块后,目标斑块的养分状况对细根生物量及其分配无影响,而显影响细根长度和表现积,这指示细根是通过长度和表面积可塑性而不是生物量变化响应目标斑块中的养分差异。     

小麦根系特征对干旱胁迫的响应

干旱胁迫时, 小麦(Triticum aestivum)根系率先产生应激响应, 同时向地上部发出信号, 诱导地上部发生生理反应, 从而提高植株抗旱能力。根系构型包括平面几何性状和立体几何结构(即拓扑构型), 具有遗传稳定性和可塑性。干旱胁迫影响根系理化特性, 如根源化学信号、根系细胞酶类和根系渗透作用的响应。根系通过调整其解剖学结构和水分吸收动力等来适应干旱胁迫。该文从根系构型、理化特性和解剖学结构3个方面, 系统阐述了小麦根系特征对干旱胁迫的响应, 并探讨了其与干旱胁迫的关系和当前研究中存在的问题, 以期为相关研究提供参考。     

梯田埂坎立地植物根系分布特征及其对土壤水分的影响

在标准株选择的基础上,采用整株挖掘法研究活性根的特征,采用旱季0～200cm土层土壤水分定点观测的方法观测土壤含水量,并籍此计算土壤水分相对亏缺值来描述梯田埂坎附近土壤水分的变化。研究显示,4个植物种在根系深度、生物量和根长分布、对土壤水分的影响方面具有不同的特征。柽柳根系深达757cm,根系生物量和根长在0～100cm土层范围内均匀减少。但粗根在整个根系中占支配地位,细根的生物量和根长主要集中在0～40cm土层中。杞柳根系分布在0～40cm土层中,占全部根系生物量的86．0％。但粗根占绝对优势。40cm以下土层中(杞柳根系分布的最大深度为305cm)根系生物量和根长逐渐下降,但细根长度超过粗根。杞柳的部分根系分布高于着生平面,而且这部分根系中细根占绝对优势。柠条的根系分布特征与杞柳相似,但粗根的比例大于杞柳。新疆杨根系分布较浅,最大深度仅为136cm。在0～40cm土层中,新疆杨根系生物量占总根系生物量的77．2％。60cm土层以下根系生物量急剧下降,根长在80cm以下同样急剧减少。在新疆杨的整个根系分布层中,虽然粗根在生物量上占优势,但细根长度远大于粗根。研究结果还显示,栽植不同植物种的埂坎附近水平范围内存在明显的土壤水分亏缺。柽柳埂坎、杞柳埂坎、拧条埂坎、新疆杨埂坎的水分亏缺范围分别为230cm,437cm,274cm和399cm。垂直范围内,在4个测点均有一个土壤水分从表层往下增加的土层,该层在30～70cm范围内变化,只是随距埂坎的距离和植物种不同而不同。增加层以下,土壤水分开始持续下降至70cm到200cm土层,具体的下降深度也因植物种和距埂坎的距离不同而不同。建议,(1)根系深、对土壤水分影响较小的柽柳是黄土高原地区较为理想的农林复合树种;(2)杞柳应栽植在梯田软硬埂的结合部,约在梯田埂坎高度的1／3到2／3处,并且采取及时平茬和秋粮作物配置的方法调控系统的竞争关系;(3)柠条可采取与杞柳相似的栽植和调控办法;(4)根系分布浅、对水分影响较大的新疆杨,除栽植在埂坎顶部外成活比较困难,不是合适的埂坎栽植树种。     

小麦根系特征对干旱胁迫的响应

干旱胁迫时, 小麦(Triticum aestivum)根系率先产生应激响应, 同时向地上部发出信号, 诱导地上部发生生理反应, 从而提高植株抗旱能力。根系构型包括平面几何性状和立体几何结构(即拓扑构型), 具有遗传稳定性和可塑性。干旱胁迫影响根系理化特性, 如根源化学信号、根系细胞酶类和根系渗透作用的响应。根系通过调整其解剖学结构和水分吸收动力等来适应干旱胁迫。该文从根系构型、理化特性和解剖学结构3个方面, 系统阐述了小麦根系特征对干旱胁迫的响应, 并探讨了其与干旱胁迫的关系和当前研究中存在的问题, 以期为相关研究提供参考。     

Plant functional traits and soil microbial biomass in different vegetation zones on the Loess Plateau

Plant functional traits built the relationships between plant diversity, species composition, and physiology along with the environmental changes, thus influencing soil microbial community. As the sensitivity indicators, soil microbial biomass and plant functional traits responses soil micro-organism and plant characteristics in direct way. Ten plant functional traits of 149 species and soil microbial biomass (carbon, nitrogen, and phosphorus) were analyzed across the different vegetation types (forest, forest-steppe, and steppe) that are divided by environmental gradient (temperature and precipitation), aimed to find the correlations among them. Our results confirmed the greatest values of plant functional traits (except the leaf density and the fine root density) that were distributed in the steppe zone, mainly due to the different mean annual temperature and mean annual precipitation conditions. For different plant growth forms, the plant functional traits were significant differences among the vegetation zones. The advantages of higher rate nutrient cycling, plentiful biomass supplements, and favorite habit conditions lead to the forest-steppe zone with the highest C_mic and N_mic concentrations. The canonical correlation analysis indicated that leaf nitrogen, root nitrogen, and fine root densities were correlated with root exudate and tissue which affected the concentrations of soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (N), consequently impacting soil microbial biomass carbon (C_mic) and soil microbial biomass nitrogen (N_mic). Soil is the medium that connects micro-organism and plant root system that influenced leaf nitrogen, root nitrogen, and fine root density of plant functional traits, the concentrations of SOC and total N that plant feedback are consequently influencing C_mic and N_mic.     

The origin and success of polyploids in the boreal circumpolar Flora: A new analysis

Summary

Data are summarised that support the secondary contact-balanced hybridity of polyploid evolution in plants. This states that polyploids are most likely to arise and achieve initial success in regions where alternate isolation plus differentiation followed by reunion and hybridisation, in the broadest sense of the word, are most likely to occur. The initial polyploids vary greatly in their evolutionary success. With the passage of time, a small proportion of the original neopolyploids evolve into mesopolyploids, that are widespread, aggressive colonisers, and become abundant over a broad geographical and ecological range. Even later, some of these become diploidised. The resulting paleopolyploids are more like diploids than their original polyploid ancestors with respect to gene pools, geographical distribution and different ecological situations occupied in any region. These conclusions are well supported by a preliminary analysis of polyploidy in the flora of Alaskan Beringia, but more extensive and thorough analyses are needed. Additional data support the hypothesis that chromosome doubling by itself does not adapt plants to withstand severe ecological conditions, such as cold and drought. Finally, high chromosome numbers in some species of angiosperms, plus even higher numbers in a few groups of spore bearing vascular plants, indicate that there is no generally valid ceiling to chromosome numbers. Polyploidisation occurs in cycles. If favourable adjustments of gene dosage occur between cycles, later cycles can include multiplication of base numbers that are already polyploid with reference to the original number of the genus or family.