“绿色革命”新进展:赤霉素与氮营养双重调控的表观修饰助力水稻高产高效育种

以半矮秆育种为代表的“绿色革命”极大地提高了作物产量,但也带来氮营养利用效率降低的严重问题。“绿色革命”主要基于调控赤霉素的代谢和信号转导而实现。前期的研究发现,赤霉素信号转导关键因子DELLA蛋白通过调控GRF4而负调控氮素的吸收利用,为半矮秆品系氮利用效率低的问题提供了解决方案。最近的一项研究进一步揭示了GA信号途径与氮响应交叉互作的新机制。该研究发现水稻(Oryza sativa)NGR5是氮素调控分蘖数目的一个关键基因,其表达受氮诱导。通过招募PRC2,NGR5对D14和OsSPL14等分蘖抑制基因所在位点进行H3K27me3甲基化修饰,从而抑制其表达。而在半矮秆背景下超表达NGR5可以提高低氮水平下的水稻产量。NGR5同时也被发现为赤霉素受体GID1的一个新靶标,受到其负调控。该研究发现了调控赤霉素信号通路的新机制,并对高产高效的新一代“绿色革命”育种实践具有重要启示。     

城市景观生态风险评估框架与实践——以北京天坛地区为例

当前，城市景观生态风险研究缺少科学合理、方便实用的评估框架。作者基于景观生态风险评估基本范式，明确了城市景观生态服务价值的测算方法，分析了引起生态损害的自然因素和人类活动因素，形成了城市景观生态风险评估的技术框架和参数体系；继而以北京天坛地区为研究区，开展了典型城市景观生态风险的定量评估。结果表明：（1）天坛地区景观生态价值总量约为2.41亿元。区域的历史文化价值最高，教育和美学景观价值紧随其后。（2）城市景观生态受损概率呈现"北高南低"的空间分布格局。生态受损概率的高值区面积占整个区域总面积的22.2%，主要分布在珠市口、磁器口和崇文门附近区域。（3）城市景观生态风险呈现"北低南高"的空间分布格局。高风险区主要分布在天坛公园内的文物建筑周边。本研究提供了一个可参考的城市景观生态风险评估应用框架，对生态风险评估中的不确定性进行了讨论，研究针对天坛案例区的具体结论有助于城市管理者避免潜在的风险。     

青藏高原草地承载力空间演变特征及其预警

为研究青藏高原草地承载力的空间演变特征并对其进行预警，以已有的青藏高原净初级生产力数据为基础，核算了该地区的草地理论载畜量及演变趋势，并结合县域实际存栏量，划定了草地承载力的预警等级。结果表明：（1）青藏高原草地承载力整体呈东高西低的格局，其中高寒草原和高寒草甸是该地区草地承载力的主要组成部分；（2）2000-2015年，青藏高原理论载畜量由8614.89万羊单位增至9451.53万羊单位；（3）青藏高原整体处于超载状态，2000-2010年超载状况加剧，至2015年超载状况稍有缓解，草畜平衡指数由67.88%增至79.90%，再降至67.91%。目前亟需优先控制72个红色预警县（超载状态正在加剧）的牲畜存栏量，避免超载状况进一步恶化。未来需要通过控制牲畜存栏量、调整畜牧区发展布局和提高草地生产力等多项措施的结合来改善青藏高原地区的草地承载状况，维持草地生态系统的可持续发展。     

斑纹小贻贝(Mytella strigata)基础生物学与生物入侵

生物入侵是继栖息地破坏之后，全球生物多样性丧失的第二大驱动因素。近年来，原产于南美洲地区的斑纹小贻贝（Mytella strigata）在印度-西太平洋海区被陆续报道，而我国台湾、广东、海南、福建、广西等省份同样发现斑纹小贻贝，且其已经建立可自我维持的种群。但是，作为一种新型入侵生物，斑纹小贻贝尚未引起国内海洋管理部门和科研人员足够重视，亟待查明其在我国沿海的分布现状、扩散趋势和生态影响等，为斑纹小贻贝的检测、监测、防控和管理提供科学依据。综述了斑纹小贻贝的基础生物学特征和全球生物入侵现状，发现国内的斑纹小贻贝源于南美洲加勒比海地区，于2014年左右通过船舶压舱水或船体生物污损的形式侵入我国南方沿海并迅速扩散。此外，斑纹小贻贝在我国的生物入侵处于"引进-传播"阶段，即将大规模扩繁，因此亟需开展应急清除行动。     

濒危植物永瓣藤叶片功能性状对环境因子的响应

植物叶片功能性状能够响应环境条件的变化，反应了植物对环境的适应策略。当前，针对藤本植物叶片功能性状地理格局及其环境驱动力的研究较少。以国家重点保护植物永瓣藤（Monimopetalum chinense）为研究对象，对其分布区内11个种群的15个叶片功能性状进行测量，并结合气候、土壤因子来解释叶性状变异。比较叶片性状在局域和区域尺度上的种内变异程度，利用多元逐步回归分析环境因子对叶性状的影响。结果表明，在局域尺度上，永瓣藤叶功能性状变异系数介于3.0%-22.5%，其中，叶面积变异程度最大，叶片碳含量变异最小。永瓣藤叶片形状随纬度上升而变得宽且圆。叶片磷含量相对较低，永瓣藤的生长可能受到了磷限制。土壤与气候因子是叶片性状的重要驱动因素，解释了25%-97%的叶片性状变异。在温度和水分充足的情况下，永瓣藤叶片趋向于的慢速生长的保守策略。总体来说，永瓣藤叶片功能性状通过一定的种内变异和性状组合，并与气候、土壤因子相互作用，适应当前的环境条件。     

有机肥施用对红壤原生生物与微生物互作的影响

为明确不同施肥处理对土壤原生生物群落、微生物碳代谢活性的影响,以南方典型旱地红壤为研究对象,基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站玉米单作系统有机培肥长期定位试验,选取不施肥(M0)、低量猪粪(M1)、高量猪粪(M2)、高量猪粪+石灰(M3)4个处理,利用高通量测序技术研究不同猪粪处理下红壤原生生物多样性、群落结构的变化,揭示原生生物与微生物互作对土壤微生物碳代谢活性和玉米产量的影响。结果表明：(1)长期施用猪粪处理下,土壤pH、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的含量显著提高;(2)与M0处理相比,施肥处理显著提高了原生生物生物量和多样性,并且显著改变了其群落结构,其中土壤TP、pH、AP、TN、SOM和AK是原生生物群落结构变化的重要驱动因子;(3)施肥处理显著提高了土壤细菌和真菌生物量,增加了微生物碳代谢活性(Average well color development, AWCD);(4)土壤pH和AP通过影响原生生物多样性和群落结构,间接提高了微生物碳代谢活性和玉米产量。本研究结果为提升旱地红壤的生物多样性,保障土壤健康和维持生态系统服务功...     

三江源国家公园草地地上生物量时空动态及其气候影响

三江源区位于青藏高原腹地,作为长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地,是我国重要的生态安全屏障。基于三江源区域草地AGB的野外调查数据,本研究采用多种机器学习算法集成分析的方式构建模型,实现了高精度的三江源国家公园草地AGB时空估算。基于AGB时空模拟结果,分析了近19年(2000—2018年)三江源国家公园区域草地AGB的时空动态变化。研究结果显示：(1)通过多种机器学习结合贝叶斯平均模型,草地AGB模拟值与实测值的r为0.88,RMSE为71.60g/m²,表明多模型集成分析的方式对草地AGB估算获得了较好的模拟效果。(2)三江源国家公园区域草地AGB的空间分布具有明显的空间异质性,呈从东南向西北递减的趋势。(3)2000—2018年长江源国家公园、黄河源国家公园和澜沧江国家公园区域草地AGB多年平均值分别为82.96 g/m²、117.54g/m²和168.39 g/m²。(4)近19年间,在黄河和长江源园区受到温度上升的影响草地AGB呈现出非显著性上升趋势;澜沧江区域,由于2015和2016年的...     

韧性城市研究综述——基于城市复杂系统视角

在全球气候变化与持续城市化的背景下,增强城市韧性是提升城市应急管理能力,实现城市系统可持续发展的重要途径。明确城市韧性的内涵、核心要素及相互作用机理,开展城市系统韧性测度与城市系统模拟,对提升变化环境下城市系统恢复力与韧性水平,缓解变化环境对城市系统运行稳定性冲击压力具有重要意义。基于文献与资料分析,全面解析韧性城市核心概念与各国韧性城市建设、管理与研究实践。此外,研究从城市复杂系统视角探究变化环境对城市系统影响机制、测度方法与系统模拟路径。研究为韧性城市理论、方法与实证研究提供了参考,并为我国韧性城市建设实践提供决策依据与政策建议。     

大河岸线生态完整性内涵及评估方法——以长江岸线为例

大河岸线作为流域的重要生态空间,其内涵属性、空间格局和生态功能都具有显著的整体性。从岸线的陆域原真性、水陆生态渐变性、生境依存性及生物多样性等维度,分析了大河岸线生态完整性的科学内涵。结合国内外河流岸线生态评价研究,建立了大河岸线生态完整性的科学表征体系,提出各项指标评估和综合分级方法,并对长江岸线生态完整性进行了评估。结果表明,长江岸线生态完整性总体处于中等水平,从上游到下游沿岸各地市岸段生态完整性得分总体逐步降低;中上游地市岸段受到滨江湿地和洲岛发育程度及湿地保护状况等因素制约,下游地市岸段则受土地开发强度、自然岸线保有率、水陆连通性等制约。虽然中下游岸线有较高的开发程度且受长江大堤的约束,生态完整性受到明显影响,但在相同条件下生态完整性仍然有较大差异性,部分地区如铜陵段、安庆段和上海段仍保持了较高的完整性。大河岸线生态完整性的评估有助于形成既尊重自然规律、保护生态环境、保障防洪安全及供水安全,又能支撑社会经济发展、促进高效集约利用的长江生态岸线格局。     

2010-2019年不同海湾迁徙水鸟栖息地适宜性变化对比研究

滨海湿地是迁徙水鸟的重要迁飞通道和主要栖息地,评估沿海迁徙水鸟栖息地适宜性及变化态势能为栖息地的合理规划与管理提供科学参考,对迁徙水鸟的保护有重要意义。选择紧邻城市和乡村的深圳湾和雷州湾为研究区,在水鸟栖息地生态系统类型分类的基础上,通过层次分析法确定水鸟栖息地适宜性评价因子,设计栖息地、食物、水分、人类干扰条件及其子类的权重,对栖息地适宜性进行等级划分,分析比较2010-2019年迁徙水鸟栖息地适宜性的时空分布差异,探索适宜性变化差异的原因并给出合理化建议。结果表明：（1）2010-2019年深圳湾有193.4 hm²强干扰区域转变化为中等及弱干扰;雷州湾有16.36 hm²的中等干扰转化为弱、无干扰;（2）深圳湾栖息地适宜性以中等适宜类型为主,2010年和2019年面积占比分别为83.74%和88.71%;雷州湾栖息地适宜性主要以较适宜和中等适宜类型为主,2010年面积占比为86.72%,2010-2019年面积占比基本不变,总体适宜性高于深圳湾。（3）2010-2019年,深圳湾不适宜和较适宜面积分别减少245.54 hm²和26.37 hm²,均转化为中等适宜类型;雷州湾有24.31 hm²的中等和较适宜栖息地转化为适宜类型。