海拔对白肋烟质体色素含量及相关基因表达的影响

以‘鄂烟1号’为供试品种,于湖北恩施选取高、中、低3个海拔(海拔高度分别为1 560m、1 200m、800m)种植区,研究不同海拔白肋烟主要生育期(旺长期、成熟期)内烟叶质体色素含量及其合成代谢过程中相关基因表达的差异,探讨白肋烟质体色素代谢对海拔高度的生理响应机制。结果表明:烟叶叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量及旺长期类胡萝卜素总量均以中海拔地区最高,且显著或极显著高于其他海拔梯度;成熟期高海拔烟叶类胡萝卜素总量最高,且较旺长期明显增加。叶绿素及旺长期类胡萝卜素合成有关的基因均为中海拔表达最强,成熟期类胡萝卜素合成基因在高海拔表达最强。结果说明‘鄂烟1号’更适宜种植在中海拔地区。     

川西米亚罗林区不同海拔岷江冷杉生长对气候变化的响应

为分析青藏高原东缘半湿润区树木生长与气候关系随海拔变化的规律,于川西米亚罗林区分别在高、中、低海拔选取3个采样点,共采集132棵岷江冷杉年轮样芯,建立了最长达170a(1842-2011年)3个海拔高度的差值年表.岷江冷杉年轮指数与气候因子的相关分析表明:随海拔高度降低,温度与生长的负相关呈增加趋势.高海拔岷江冷杉径向生长与前—年冬季最低温呈显著正相关,中低海拔与当年春季均温、最高温和年均最高温呈显著负相关.低海拔岷江冷杉与当年4月降水呈显著正相关,随海拔升高降水与岷江冷杉生长的相关性降低.中低海拔岷江冷杉年表与4、5月帕尔默干旱指数(P DSI)呈显著正相关,表明在中低海拔存在春季干旱胁迫,抑制了岷江冷杉的生长.另外,大龄树木比小龄树木对气候变化的响应更敏感.     

芦芽山阳坡不同海拔华北落叶松径向生长对气候变化的响应

为研究树木生长对气候变化的响应状况,选取芦芽山阳坡的3个海拔高度建立了华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的树轮宽度年表。年表的统计参数表明,3条年表均为研究气候信息的可靠资料。结果表明,芦芽山阳坡华北落叶松的径向生长和生长与气候的关系均具有海拔差异,中海拔(2440 m)和高海拔(2540 m)的华北落叶松具有相似年际生长变化,而二者均与低海拔(2330 m)华北落叶松的年际生长不同。低海拔华北落叶松的生长与4月平均气温和上一年11月降水量显著负相关,而中海拔和高海拔的生长均与上一年10月平均气温和6月降水量显著负相关。通过年表与气候因子之间的滑动相关分析发现,3个海拔高度华北落叶松生长与气候因子的关系均不稳定,生长与气温条件之间的显著相关关系是随着气温升高而出现的。气温的升高引起了华北落叶松生长与气温因子关系的海拔差异,以及径向生长的海拔差异。这一结果对于气候变化对植被垂直梯度影响的研究具有一定参考价值。     

毛竹林土壤酶活性变化的海拔效应

在毛竹分布南缘的中亚热带与南亚热带气候过渡区,选择土壤类型、坡度、坡向、经营水平等一致的3个海拔高度(低海拔90～120m、中海拔360～400m、高海拔700～780m)毛竹林,对其土壤酶活性和物理、化学性质进行了测定。磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别为0.031～0.042、0.104～0.146和0.017～0.039mg·g-1.h-1,中海拔是3种酶活性显著变化的转折点。蛋白酶活性为0.248～0.259mg·g-1.h-1,随海拔的升高酶活性缓慢提高。过氧化氢酶活性为0.097～0.143mg·g-1.h-1,随海拔的升高酶活性显著上升。不同海拔高度毛竹林土壤物理性质对土壤酶活性无显著影响。土壤有机质、全氮、碱解氮含量与土壤酶活性呈显著或极显著正相关,pH值对土壤酶活性具正效应,海拔梯度上的土壤全磷、全钾、速磷、速钾含量对土壤酶活性影响不显著。不同种类土壤酶活性间呈显著或极显著相关,酶促反应具专一性和共同性特点。     

不同海拔地区烤烟叶片光合特性的日变化特征

以3个遗传背景不同的烤烟品种(‘K326’、‘云烟87’、‘中烟103')为材料,研究不同海拔(500、900、1 300m)地区烤烟叶片的光合气体交换与叶绿素荧光参数的日变化特征,为烟草种植区划分和区域适宜烤烟品种配置提供理论依据.结果显示:(1)各品种烤烟叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用率(WUE)的日均值与海拔呈正相关关系,而其胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)的日均值与海拔高度呈负相关关系.(2)各品种叶片Pn、Ci、Gs及Tr的日变化在高海拔(1 300 m)地区呈“单峰”曲线变化,没有明显的光合“午休”现象;而在较低海拔(500 m和900m)地区呈不对称“双峰”曲线变化,在晴天中午时段叶片光合受到明显抑制.(3)3个烤烟品种叶片的PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)随着海拔的升高而提高.(4)各品种的日光合总量(∑Pn)均呈现随海拔升高而增加的趋势,且‘云烟87'的日光合总量显著高于其他两个品种;各品种的日蒸腾总量(∑Tr)均以海拔900m最高,海拔1 300 m最低.研究表明,海拔因素是影响和制约烤烟叶片光合特性及光合生产能力的关键因素,在品种布局时必须考虑其在不同海拔地区的光合特性.     

云南高黎贡山北段植物物种多样性的垂直分布格局

在高黎贡山北段沿海拔梯度设置17个样地,采用数量分类,对高黎贡山北段植物群落类型、物种组成和多样性的垂直格局进行了研究.结果表明:(1)随着海拔的升高,森林群落类型由常绿阔叶林(2 000～2 300 m)依次过渡为以阔叶树为主的针阔混交林(2 300～2 600 m)、以针叶树为主的针阔混交林(2 600～3 000 m)和针叶林(3 000～3 100 m);(2)木本植物的物种丰富度随着海拔高度的增加显著下降,而草本植物的物种丰富度则随着海拔高度的增加先下降,然后在林线以上显著上升;(3)木本植物β多样性随着海拔的上升呈单调下降趋势,而草本植物β多样性在中海拔附近区域较低;(4)在植物区系方面,热带亚热带成分所占比例随海拔上升而下降,温带成分、世界分布成分则随着海拔的升高而增加.中国特有分布成分所占比重较小,主要分布在中海拔区域.总体上,温带成分占主导地位.区系平衡点在海拔2100～2200 m.     

施肥对干旱胁迫下夏玉米根系提水的调节作用研究

以耐旱性玉米品种'郑单958号'为材料,采用两室分根土培装置,通过时域反射计(TDR)对上下土层土壤含水量进行控制和观测,研究施肥对干旱胁迫条件下玉米根系提水作用的影响.结果表明,玉米根系在土层上干下湿条件下(即上下层土壤存在一定水势差时)存在明显提水作用;玉米根系提水量在整个生育期呈单峰变化,并以吐丝期最大;上层土壤施肥可以调节玉米根系提水作用强弱,整个生育期根系总提水量表现为NP配施>单施P>CK>单施N, NP配施处理全生育期单株提水量(1 948.6 g)分别是单施P处理、CK和单施N处理的1.5倍、3.1倍和3.5倍.玉米整个生育期根系总提水量与收获期不同层次根系干重和体积存在极显著正相关关系,也与其地上部分生物量和籽粒产量呈极显著或显著正相关关系.可见,玉米根系的提水作用强弱因生育期和施肥处理而变化,施肥主要通过影响根系生长来调节其提水作用;在一定水分环境条件下,玉米根系提水作用能促进作物生长,提高其籽粒产量.     

青藏高原不同海拔梯度2种莎草科牧草模拟体外消化率研究

利用大板山北坡 32 0 0 m～ 380 0 m的海拔梯度 ,分别在 32 0 0 m、340 0 m、360 0 m和380 0 m处选取矮嵩草 ( Kobresia humilis)、黑褐苔草 ( Carex alrofusca) 2种青藏高原重要莎草科牧草 ,并用二级离体培养法模拟测定其体外消化率 ,1 999和 2 0 0 0年的测定结果发现 ,随着海拔升高牧草体外消化率呈增加的趋势 ,海拔高度从 32 0 0 m升高到 380 0 m,矮嵩草叶、矮嵩草茎、黑褐苔草叶、黑褐苔草茎的体外消化率分别增加了 8.30和 4.48、8.45和 5 .0 3、1 0 .94和 9.5 8、7.85和 8.0 9个百分点。显著性分析结果表明 ,牧草体外消化率与牧草所生长的海拔     

不同地区春播小麦生育天数的对比试验

1983至1985年,在石家庄、榆林、银川、张掖进行了小麦生态研究的春播试验。这4个试点的纬度基本相同,但经度和海拔差别较大。绵阳11号属于春型小麦品种。在春播试验中,参试品种在不同地点的播种至成熟天数有明显差异。试验表明,在我国北纬38—39度之间的不同地点,海拔每升高100米,小麦生育期间的平均日均温约降低0.3℃,生育天数约增加2—3天,经度每增加1度,小麦的生育天数约减少2天。     

东北地区玉米生长发育特征及其对热量的响应

在大田条件下,以3个玉米品种（丹玉39、原单29和龙单13）为试验材料,设置早、中、晚3个播种期,分析了2007-2008年不同播期3个玉米品种关键生育阶段特征及其对温度的响应.结果表明： 从播种到出苗所需天数依次为早播(平均值为13 d)>中播(平均值为11 d)>晚播(平均值为8 d);出苗阶段平均气温在18 ℃左右时的出苗速率最快,气温偏高或偏低都会降低出苗速率.3个玉米品种在苗期营养阶段生育期天数的差异不大且受温度影响较小;从穗期阶段开始,晚熟品种龙单13的生长速率提高,成熟天数明显缩短;3个品种在穗期和花粒期阶段生长天数均随温度的增加呈减少趋势.全生育期地上干物质积累速率、产量、百粒重均表现为丹玉39>原单29>龙单13.     

春播小麦品质与生育进程和气候条件的关系

1998～2000年,用10个小麦品种在北京进行了3个年度的春播试验,以探讨生育进程和气候条件对品质的影响．结果表明,一些品质性状的品种间差异不显著,而年度间差异显著．播种．成熟天数和籽粒硬度呈极显著负相关．抽穗-成熟天数与籽粒湿面筋含量也呈极显著负相关．抽穗．成熟期间的昼夜温差与籽粒NIR蛋白含量呈显著负相关;总辐射量、昼夜温差与湿面筋含量呈极显著负相关,总日照与湿面筋含量呈极显著正相关;总辐射量、总日照、日均温、昼夜温差与沉降值呈显著负相关．在春播小麦优质栽培中,根据不同需要,既可使用生育期较短的品种,也可使用生育期较长的品种．种植生育期较长的品种时,可与间作、套种结合起来．     

东北地区玉米适应气候变化措施对生产潜力的影响

为探求东北玉米未来如何更好地适应气候变化,本研究采用抗逆品种和推迟播种期两种适应措施,结合区域气候模式模拟的2010-2099年间RCP4.5、RCP8.5两种浓度路径逐日气象资料,分析了不同气候变化情景下东北玉米适应措施的生产潜力变化.结果表明: 2010-2099年间,东北区玉米气候生产潜力的空间分布特征基本为东南向西北减小的趋势,RCP4.5情景下东北玉米生产潜力高于RCP8.5情景,且RCP8.5情景出现极低值年份明显多于RCP4.5情景.所有抗逆品种的玉米生产潜力均高于原有品种,在RCP4.5情景下,耐高温品种的玉米生产潜力更高,在RCP8.5情景下,耐旱品种表现更好,双耐(耐高温、耐旱)品种的玉米生产潜力在2种气候变化情景下均最高.RCP4.5情景下,推迟播种均出现增产情况,其中,推迟30~40 d播种的玉米增产率达到最大;RCP8.5情景下,部分地区出现减产情况.说明适当推迟播种期有利于提高玉米气候生产潜力,但地区间存在差异.     

Altitude effects on maize growth period and quality traits

In order to optimize maize production and variety utilization in high altitude areas, the growth period and some quality traits of three maize varieties were compared among five elevations, 1280.0, 1506.5, 1706.5, and 2000.0, 2231.5 m in Gansu province and three elevations, 1435.0, 1860.0, and 2186.0 m in Yunnan province, China. This vertical ecological experiment was conducted in 2008 and 2009. The results showed that the growth period of maize sowed at similar time was extended along with altitude elevating, there was about 4–5 d extension with each 100 m increase in altitude. Both fat content and amylose/starch ratios had significant negative correlations with altitude, no correlation was found between crude protein content and altitude.     

西藏和北京异地种植小麦的品质变化

1998～2001年在林芝、日喀则、拉萨、北京布点,开展了多品种异地种植的春播和秋播田间联合试验,统一检测了籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、降落值、籽粒硬度5项指标,以探讨异地种植的品质变化,为西藏发展优质专用小麦提供试验依据。结果表明,不同小麦品种之间以及相同品种不同地点之间,品质性状都有差异,但地点间差异更大,经相关分析,蛋白质含量分别与湿面筋含量、沉降值、降落值、籽粒硬度呈正相关,籽粒蛋白质含量可作为小麦品质性状中的一项核心指标,在相同地点种植,内地品种的品质性状参数比西藏品种高,西藏品种表现弱筋或中筋小麦特性;相同品种在北京种植,品质性状参数高于西藏3试点,内地品种在西藏种植,品质性状参数降低,在西藏3试点之间,相同品种的品质性状也有差异,生态高度(纬度×海拔)与品种的生育天数呈正相关,生育天数与蛋白质含量呈负相关,生态高度又与蛋白质含量呈负相关,在西藏小麦生产中,应以发展中筋小麦为主,还可引入一些优良的内地品种,并且按照品质区划种植。     

基于统计和过程模型的河南省夏玉米最适播种期时空分布特征

播种期是影响夏玉米产量的重要因素,研究夏玉米最适播种期的时空分布特征对指导夏玉米生产有重要意义.本文应用统计模型和APSIM Maize过程模型分析了河南省夏玉米最适播种期的时空分布特征.结果表明: 河南省夏玉米的最适播种期为5月30日至6月13日,南早北晚,北部地区以6月4日至13日播种为宜,西部山区应在5月30日左右播种,南部地区应尽量保证在6月8日前播种.晚熟品种‘农大108’应比中熟品种‘丹玉13’至少提前播种2 d,气候变暖背景下若收获期可推迟1周,则最适播种期将至少推迟3 d.在生长季降水偏少年型下,夏玉米应较正常年型晚播7 d左右;而在生长季降水偏多年型下,夏玉米应早播7 d左右.1971—2010年,河南省夏玉米最适播种期变化趋势不显著,但是由于温度变化和品种改良对冬小麦成熟期的影响,导致河南省驻马店以南地区、中部的伊川、内乡、南阳,以及北部的林州和西部的三门峡地区夏玉米可播种期提前,可播种范围扩大.统计方法和APSIM模型计算的夏玉米最适播种期在76.7%的研究站点无显著差异.结合两种方法,北部地区应保证需水关键期降水充足和灌浆期温度适宜,做到“见雨即播”.南部地区在满足上述两个指标的条件下,应在播种期降水达到一定有效值时进行播种,对于南部和偏南部地区,该有效值分别为3.9和8.3 mm.     

Can Rapoport's rule explain tree species richness along the Himalayan elevation gradient,Nepal?

Rapoport's rule applied to an elevation gradient predicts a positive correlation between elevation ranges and elevation. This is supposed to be caused by the increasing magnitude of the climatic extremes at higher elevations, and thus, it is deduced that species richness should decrease with increasing elevation. The distribution of 614 tree species was used to test Rapoport's elevational rule along a gradient from 100 to 4300 m a.s.l., in the Nepalese Himalaya. The relationship between species richness and elevation was analysed by using generalized linear models (GLM). Generalized additive models (GAM) were used to examine the relationship between elevational range and the elevational mid-point of a species along the gradient. The widest elevation ranges are observed at mid-elevations, and narrow elevation ranges are observed at both ends of the gradient. This does not support Rapoport's elevation rule, as proposed by Stevens. There is a peak in species richness between 900 and 1000 m, and not in the tropical lowland as projected by Rapoport's elevation rule.     

Spring phenology at different altitudes is becoming more uniform under global warming in Europe

Under current global warming, high‐elevation regions are expected to experience faster warming than low‐elevation regions. However, due to the lack of studies based on long‐term large‐scale data, the relationship between tree spring phenology and the elevation‐dependent warming is unclear. Using 652k records of leaf unfolding of five temperate tree species monitored during 1951–2013 in situ in Europe, we discovered a nonlinear trend in the altitudinal sensitivity (S_A, shifted days per 100 m in altitude) in spring phenology. A delayed leaf unfolding (2.7 ± 0.6 days per decade) was observed at high elevations possibly due to decreased spring forcing between 1951 and 1980. The delayed leaf unfolding at high‐elevation regions was companied by a simultaneous advancing of leaf unfolding at low elevations. These divergent trends contributed to a significant increase in the S_A (0.36 ± 0.07 days 100/m per decade) during 1951–1980. Since 1980, the S_A started to decline with a rate of ?0.32 ± 0.07 days 100/m per decade, possibly due to reduced chilling at low elevations and improved efficiency of spring forcing in advancing the leaf unfolding at high elevations, the latter being caused by increased chilling. Our results suggest that due to both different temperature changes at the different altitudes, and the different tree responses to these changes, the tree phenology has shifted at different rates leading to a more uniform phenology at different altitudes during recent decades.     

高寒退化草地狼毒种群不同海拔花大小-数量的权衡关系

权衡关系是植物生活史对策理论的基础, 花大小-数量的权衡关系对理解花的生物量分配具有重要的意义。该文利用实验生态学方法, 研究了祁连山北坡高寒退化草地4个不同海拔狼毒(Stellera chamaejasme)种群花大小与花数量间的关系。结果表明: 随着海拔升高, 草地群落的高度、密度和地上生物量均呈先升高后降低的倒U型分布, 狼毒花大小呈逐渐增大的趋势, 而花数量呈相反的变化趋势; 不同海拔样地狼毒花大小与花数量间的相关性存在差异, 海拔2700、2900和3000 m样地狼毒花大小和花数量之间均存在极显著的负相关关系(p < 0.01), 海拔2800 m样地二者之间存在显著的负相关关系(p < 0.05), 狼毒植株分配给花大小与花数量的资源间存在着“此消彼长”的权衡关系; 海拔2800 m样地是狼毒植株花大小与花数量权衡关系由低海拔的花数量多而单花生物量低向高海拔的花数量少而单花生物量高转变的区域。狼毒植株通过合理权衡花数量和花大小的资源配置, 以补偿在海拔梯度上不利因素对种群繁衍带来的影响, 从而实现种群的繁殖成功, 反映了毒杂草对异质性生境的表型可塑性机制。     

Trade-off between the biomass and number of flowers in Stellera chamaejasme along an elevation gradient in a degraded alpine grassland

权衡关系是植物生活史对策理论的基础, 花大小-数量的权衡关系对理解花的生物量分配具有重要的意义。该文利用实验生态学方法, 研究了祁连山北坡高寒退化草地4个不同海拔狼毒(Stellera chamaejasme)种群花大小与花数量间的关系。结果表明: 随着海拔升高, 草地群落的高度、密度和地上生物量均呈先升高后降低的倒U型分布, 狼毒花大小呈逐渐增大的趋势, 而花数量呈相反的变化趋势; 不同海拔样地狼毒花大小与花数量间的相关性存在差异, 海拔2700、2900和3000 m样地狼毒花大小和花数量之间均存在极显著的负相关关系(p < 0.01), 海拔2800 m样地二者之间存在显著的负相关关系(p < 0.05), 狼毒植株分配给花大小与花数量的资源间存在着“此消彼长”的权衡关系; 海拔2800 m样地是狼毒植株花大小与花数量权衡关系由低海拔的花数量多而单花生物量低向高海拔的花数量少而单花生物量高转变的区域。狼毒植株通过合理权衡花数量和花大小的资源配置, 以补偿在海拔梯度上不利因素对种群繁衍带来的影响, 从而实现种群的繁殖成功, 反映了毒杂草对异质性生境的表型可塑性机制。