不同干扰背景下景观指数与物种多样性的多尺度效应——以巩义市为例

以黄河中下游山地丘陵区的巩义市为研究区,采用典型样地法对灌草丛、人工林和农田边缘3种不同干扰背景下的自然、半自然生境内的植物进行调查。基于景观生态学原理,在地理信息系统技术支持下,借助于Fragstatta3.3软件,以调查样地为中心,计算了150、250、500、750、1000、1250、1500m不同半径缓冲区内表征景观形状(Edge and patch shape)、边缘对照(Edge contrast)、相似度和邻近度(Proximity and similarity)、景观多样性(Diversity)、基质(Texture)、斑块大小和密度(Patch size and patch density)共6类52个指数,运用冗余分析(RDA)筛选出不同尺度下对该区农业景观中植物多样性有显著影响的景观指数。结果表明:不同尺度,景观指数对物种多样性的影响变化显著。灌草丛生境,在500—750m范围内,SHAPE_AM指数和PARA_AM指数能够很好的解释物种多样性,解释量为33.6%;人工林生境,SHAPE_AM指数、AREA_CV指数、SIMI指数和PAFRAC指数在1000—1250m范围内对物种多样性的解释量达到48.1%;农田边缘生境,GYRATE_CV指数、ENN_CV指数、PARA_MN指数和FRAC_AM指数在750—1250m范围内对物种多样性影响显著,解释量为32%。其中,辛普森多样性指数(SIDI)与灌草丛物种多样性在750—1250m范围内作用显著,ENN_CV指数仅对农田边缘物种多样性影响较大。景观指数对物种多样性的影响具有尺度依赖性,未来应全面综合探讨这些指数的尺度效应及在景观生态学中的应用。     

中国南方3种主要人工林生物量和生产力的动态变化

基于中国南方杉木、马尾松、桉树3种主要人工林的幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林5个不同年龄各3块1000 m2样地(共计45块)的建立和调查,采用样木回归分析法(乔木层)和样方收获法(灌木层、草本层、地上凋落物)获取不同林型不同林龄径级样木和其它基本数据,探讨了3种人工林各组分各层次林分生物量和生产力的分配特征及随林龄的变化规律,结果表明,林分生物量和生产力与林龄密切相关,增长模型的拟合度均较高,相关显著;杉木、马尾松、桉树人工林的生物量随林龄的增长呈增加趋势,成熟林的生物量分别为192.30、191.53、105.77 Mg/hm2,其中活体植物分别占95.76%—98.39%、75.01%—99.14%、85.60%—97.61%;生物量的层次分配乔木层占绝对优势,并随年龄而增加,其它层次所占比例较小,总体趋势为凋落物草本层灌木层;乔木层的器官分配以干所占比例最高,杉木、马尾松、桉树分别占54.89%—75.97%、49.93%—83.10%、51.07%—98.48%,随年龄的增加而增加,根的比例次之,枝叶所占比例较小,随林龄而下降;灌木层器官分配以枝的相对生物量较大,草本层的地上和地下分配规律不明显;与其它森林类型相比,杉木和马尾松的生物量处于中上游水平,桉树的生物量较低,但3种人工林的生产力均很高,分别为12.37、8.98、21.10 Mg hm-2a-1,均是光合效率高、固碳潜力大的中国南方速生丰产优良造林树种。     

甜樱桃植株不同冠层部位光合特性及果实品质的研究

在横断山北段台地选取5株甜樱桃植株,应用Li-6400XP光合测定系统和用CI-700AB/HR2000光纤光谱仪研究其不同植株冠层部位对生理辐射光谱、光合特性及果实品质的影响。结果表明:(1)甜樱桃树冠下层和内部表观量子效率(α)最高,且光补偿点(LCP)最低,对弱光的利用能力强,而在树冠上层和外层光饱和点(LSP)极显著高于下层和内部,利用强光的能力强。(2)甜樱桃植株冠层的生理辐射由树冠的下层至上层、以及由内部至外部逐渐增强,短波光所占比例增大,说明甜樱桃对环境强光和相对弱光都具有一定的适应能力。(3)甜樱桃植株树冠上层叶片的最大光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)、LCP和LSP均极显著高于下层,其光合同化以及代谢能力强;且生理辐射强、短波光多,利于甜樱桃果实可溶性固形物(TSS)、Vc及糖积累,但不利于有机酸积累。     

硝酸镧浸种对NaCl胁迫下柳枝稷种子萌发及幼苗生理特性的影响

为探讨镧对NaCl胁迫下柳枝稷种子萌发及幼苗生理特性的影响,该研究以柳枝稷(Panicum virgatum L.)种子为研究材料,通过不同浓度(0、0.05、0.1、0.5和1.0mmol/L)La(NO3)3溶液浸种24h处理后,添加100mmol/L NaCl溶液,以蒸馏水为对照,在种子发芽箱中培养并观察柳枝稷种子萌发和幼苗生长,测定幼苗叶片相对电导率、丙二醛、脯氨酸和叶绿素的含量。结果显示:(1)0.05mmol/L La(NO3)3浸种处理可缓解100mmol/L NaCl对种子发芽的影响。(2)不同处理对幼苗苗长无显著影响,0.1mmol/L La(NO3)3浸种显著增加了幼苗的鲜重和叶面积,当浓度≥0.5mmol/L时根长、根冠比、鲜重和叶面积受到抑制。(3)幼苗叶片相对电导率和脯氨酸含量随La(NO3)3浓度的增加呈先降低后增加的趋势,其中0.05和0.1mmol/L La(NO3)3浸种处理下效果较好,丙二醛含量随La(NO3)3浓度的增加持续降低,但各浓度处理间差异不显著,叶绿素含量在0.05mmol/L La(NO3)3浸种处理下较NaCl处理显著增加,当浓度≥0.5mmol/L随着浸种浓度的增加呈下降趋势。(4)不同指标间发芽势与发芽率、根长和叶绿素含量间呈极显著正相关关系,与根冠比、电导率和脯氨酸含量均呈极显著负相关关系,而与苗长不相关。研究表明,低浓度(0.05mmol/L)La(NO3)3可缓解NaCl胁迫对柳枝稷种子萌发及幼苗生长的影响,而高浓度(1.0mmol/L)的La(NO3)3则会加重NaCl的胁迫危害。     

有机肥替代部分化肥对长期连作棉田产量、土壤微生物数量及酶活性的影响

施用有机物是作物增产、增加土壤有机质和改善土壤生物学性状的有效措施。在大田滴灌条件下,采用土壤酶学和微生物平板培养方法,研究了常规施肥(CF)减量20%—40%,配施3000、6000 kg/hm2有机类肥料对棉花产量、土壤微生物数量及土壤酶活性的影响。结果表明:降低CF用量20%—40%情况下,滴灌棉田配施3000、6000 kg/hm2的有机类肥料可获得与CF处理相持平的产量(4945—4978 kg/hm2),有机肥和生物有机肥配施处理间的棉花产量差异不显著(P0.05)。细菌、放线菌和假单胞杆菌数量均随有机肥用量的增加而升高,不同类有机肥配施间表现为OF+BFBFOF;真菌数量则随有机肥施量升高而降低,其中OF+BF配施处理最为显著。有机无机肥配施显著提高了土壤酶活性,80%CF和60%CF与有机肥配施处理土壤碱性磷酸酶、荧光素二乙酸酯酶(FDA)、β-葡萄糖苷酶和脱氢酶的活性比CF处理分别升高了3.8%、17%、18%、55%和10.1%、19%、20%、60%,不同类型有机肥对土壤酶活性影响差异不显著。土壤细菌/真菌比、土壤放线菌/真菌和假单胞杆菌/真菌比均随有机肥施量的增加而升高,施用化肥或有机肥均显著降低了假单胞杆菌/细菌比。细菌、放线菌和假单胞杆菌数量与土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酯酶和荧光素二乙酸酯酶活性均呈显著或极显著正相关,真菌数量与4种酶活性呈负相关。CF减量20%—40%配施以3000、6000 kg/hm2有机肥不仅不会导致棉花减产,而且对提高土壤酶活性、调节土壤细菌、真菌、放线菌群落组成结构,改善北疆绿洲滴灌棉田土壤生物学性状有显著作用。     

人类活动与气候变化对洪湖春旱的影响

近年来洪湖地区干旱事件频繁发生,对该地区农业生产与生态环境造成了极大影响。利用1960—2011年气候资料、近30年洪湖水文、土地利用资料,采用湖泊水量平衡方法、统计学等方法,研究分析了人类活动和气候变化对洪湖春季干旱的影响。结果表明:伴随全球气候变化该地区年降水和夏季降水呈增加趋势,而春季降水尤其是春季少雨年的降水量减少趋势明显,其减少速率为12.57 mn/10a,达到了α=0.1显著水平;洪湖5月水位高度依赖春季降水,降水对它贡献率为0.36 m/100mm。近20年来,洪湖周边两县市水产养殖面积增加了7倍,在降水偏少时,农业灌溉需水量20a增加了4.14×10~8m~3以上;水产养殖消耗大量春季水资源,对洪湖5月水位的影响率为-0.158 m/10~4hm~2,达到了0.1的显著性水平。人类活动与气候变化是洪湖春旱增多加重两个重要原因,比较它们的变化量与影响率,人类活动对洪湖春旱的影响更大。为维护洪湖生态功能,减轻干旱影响,必须调整农业结构。     

30nm染色质纤维结构与表观遗传调控

真核生物的DNA以染色质形式通过逐级折叠压缩形成高级结构存在于细胞核中。染色质高级结构直接参与了真核基因的转录调控和其它与DNA相关的生物学事件,因此研究染色质高级结构对了解表观遗传学分子机制有着至关重要的作用。近些年,研究者们针对30 nm染色质高级结构提出了两个模型:螺线管模型和Zig-Zag模型。2014年,我们利用体外染色质组装体系重建了30 nm染色质纤维,运用高精度冷冻电镜技术得到了分辨率为11?的30 nm染色质纤维的精细结构,提出了30 nm染色质高级结构的左手双螺旋Zig-Zag模型。本文综述了30 nm染色质纤维结构研究方面的相关进展,并对30 nm染色质高级结构的表观遗传调控机理以及单分子成像和操纵技术在研究30 nm染色质高级结构中潜在的应用作出讨论和展望。     

花生茎叶酚性成分研究

运用大孔树脂对花生茎叶提取液进行富集,不同浓度乙醇洗脱,硅胶、RP-18、Sephadex LH-20等多种材料进一步分离纯化,研究花生茎叶化学成分,并通过理化方法和光谱分析对化合物进行结构鉴定。结果表明:从花生茎叶大孔树脂10%乙醇洗脱部位中分离并鉴定了10个化合物,分别为邻苯二甲酸二异丁酯(1)、水杨酸(2)、儿茶酚(3)、对羟基苯甲酸(4)、(反)-3,4-二羟基苯丙烯酸(5)、对羟基苯酚(6)、邻苯二甲酸二丁酯(7)、3,4-二羟基苯乙醇(8)、对羟基苯乙醇(9)、3,4-二羟基苯甲酸(10)。除化合物1、2和4外,其余均为首次从该植物中分离得到。     

柚木无性系愈伤组织诱导及植株再生

以柚木优良无性系71-14组培苗节间茎段为材料,MS 为基本培养基,采用正交设计对6-BA、IBA、TDZ、NAA 等4个生长调节剂各4水平进行愈伤组织诱导,并以最佳组合使用不同浓度的 TDZ 进行柚木愈伤组织再生.结果表明：TDZ 对形成具再生能力的致密型愈伤组织影响最大,低浓度水平的 TDZ 和6-BA 更易形成致密型愈伤组织;以愈伤组织大小、诱导率和致密型所占比例采用隶属函数法评定得出最优的愈伤组织诱导培养基为 MS＋0．9 mg·L-16-BA＋0．04 mg·L-1 IBA＋0．02 mg·L-1 TDZ＋0．8 mg·L-1 NAA,愈伤组织诱导率达80．78％、平均直径1．65 cm,获致密型愈伤组织83．0％;得出优化的再生培养基为 MS＋0．132 mg·L-1 TDZ,分化率为34．22％;初步建立了以茎段为外植体的柚木优良无性系71-14的再生体系,为柚木转基因技术的研究提供技术支撑.     

在低蛋白质饲料中补充必需氨基酸对大口黑鲈生长、体组成和免疫指标的影响简

为了研究在低蛋白质饲料中补充晶体必需氨基酸对大口黑鲈生长、体组成和免疫指标的影响,根据鱼体的必需氨基酸组成模式设计了7种等能的试验饲料。其中4种饲料(45CP、40CP、35CP和30CP)的粗蛋白质水平分别为45%、40%、35%和30%,另3种饲料(40AA、35AA和30AA)是在低蛋白质饲料(40CP、35CP和30CP)的基础上添加必需氨基酸,使它们的必需氨基酸含量与45CP(对照组)相一致。用上述饲料对初始体重为(10.13±0.01)g的大口黑鲈进行了89d的饲养试验。饲养试验在室内循环水养殖系统中进行,每种饲料设3个重复,每重复放养30尾鱼。方差分析显示:试验鱼的生长性能、饲料效率、全鱼和肌肉的粗蛋白质含量、成活率以及免疫指标均随着饲料蛋白质含量的降低而显著降低(P0.05)。添加必需氨基酸的35AA和30AA的饲料效率和蛋白质保留率分别显著高于对应的未添加必需氨基酸的35CP和30CP组(P0.05),但仍显著低于45CP组(P0.05)。40AA的试验鱼血清溶菌酶活性和血清补体活性与45CP组差异不显著(P0.05)。35AA和30AA组的头肾白细胞呼吸爆发活性显著高于35CP和30CP组(P0.05)。30AA组的全鱼粗蛋白质含量以及肥满度显著高于30CP(P0.05)。各组试验鱼的水分和灰分均无显著差异(P0.05)。回归分析显示:在低蛋白质饲料中补充晶体必需氨基酸对大口黑鲈幼鱼的生长、饲料效率和蛋白质保留率所产生的影响与其引起增加了的饲料蛋白质水平而不是饲料的必需氨基酸水平正相关。研究表明,在低蛋白质饲料中补充的晶体必需氨基酸对大口黑鲈的生长、体组成和免疫指标产生的有益作用不及等量的以蛋白质为来源的必需氨基酸。