基于SPEI指数的1961-2014年东北地区气象干旱时空特征研究

干旱导致生态系统生产力降低,已成为全球观测的事实,并将在未来气候情景下继续加剧。揭示干旱的时空分布特征是抗旱防灾、保障农业生产安全、维持生态系统健康的迫切要求。应用标准化降水蒸散指数（SPEI）和经验正交函数（EOF）分解方法,分析东北地区干旱特征,揭示干旱发生的时空变化规律。基于东北地区90个气象台站,计算1961-2014年的SPEI指数,从干旱频率、干旱范围和干旱强度等方面研究其特征,并利用EOF分解方法解构干旱空间模态和时间系数。研究结果表明：1）东北地区干旱的时间差异明显。1961-2014年,东北地区以1983年、1995年和2008年为转折点经历了"干-湿-干-湿"的波动变化;夏季发生的干旱范围最大、强度最强,冬季的范围最小、强度最弱;2）东北地区干旱的空间分布差异大,西部干旱发生频繁、发生次数多、持续时间长、旱灾强度大;3）在1、3、6和12个月的多时间尺度下,东北地区年均SPEI变量场EOF分解的前3个主要空间模态均表现为全区一致型、南北相反型和东西相反型,其方差累积贡献率约为58%;4）随着研究时间尺度的增大,干旱的空间分布规律和时间变化趋势逐渐明晰,表明东北地区干旱具有明显的尺度特征。综上所述,基于SPEI指数对东北地区干旱进行多尺度时空分解,刻画了干旱的基本特征,并解构了干旱的时空分异规律,研究结果可为该区的干旱预警研究及生态系统灾害管理提供科学依据。     

三江平原土地利用/覆被变化对区域植被碳储量的影响

通过历史时期地图数字化和遥感图像解译得到三江平原1954～2005年的6期土地利用/覆被数据。根据IPCC《2006指南》提供的方法,评估土地利用/覆被变化对三江平原植被碳储量的影响。结果表明:三江平原1954～2005年土地利用/覆被变化显著,农田大面积增加,沼泽湿地、林地、草地面积锐减;土地利用/覆被变化主要发生在农田、沼泽湿地、林地和草地之间;农田是沼泽湿地、林地、草地的主要转出对象,林地的主要转入来源为农田和草地,沼泽湿地的主要转入来源为农田和林地。1954～2005年共有1.07×10³km²林地、5.73×10³km²草地和2.59×10⁴km²沼泽湿地转出为农田。土地利用/覆被变化导致三江平原植被碳储量不断减少,1954～2005年三江平原植被碳储量共减少57.48Tg。林地、沼泽湿地、草地向农田的转化及林地向草地、沼泽湿地的转化导致植被碳储量减少97.06Tg,农田向林地、沼泽湿地、草地的转化及草地、沼泽湿地向林地转化导致植被碳储量增加39.58Tg。     

油菜裂外壁小孢子胚在分子水平上具有胚体/胚柄分化

早期合子胚取材困难, 难以开展相关研究。前人的工作表明, 油菜(Brassica napus)裂外壁小孢子胚胎发生系统能够较好地模拟合子胚的分化模式, 因而可替代早期合子胚胎作为研究材料。但目前尚缺乏该胚胎发生系统中胚胎具有胚体/胚柄分化的分子水平的证据。该文首次证明了油菜WOX家族基因能够用于标记胚体/胚柄的分化过程, 利用胚柄标记基因BnWOX8的表达模式, 从分子水平上证明了带胚柄的裂外壁小孢子胚的确存在胚体/胚柄的分化。研究结果为充分利用油菜裂外壁小孢子胚胎发生系统, 解决早期胚胎取材困难的问题奠定了坚实的基础。同时, 建立了活体激光切割分离特定细胞的技术, 结合用于少量细胞RNA提取的活体特异细胞RNA提取技术, 为鉴定少量特异分化细胞的基因表达模式提供了一个可行且明确的解决方案。     

CO2浓度升高与氮添加对三江平原湿地小叶章生长的影响

利用开顶箱薰气室,设置正常大气CO₂浓度(350 μmol·mol^-1)、高CO₂浓度(700 μmol·mol^-1)2个CO₂水平和不施氮(0 g N·m^-2)、中氮(5 g N·m^-2)和高氮(15 g N·m^-2)3个氮素水平,研究CO₂浓度升高和氮肥施用对三江平原草甸小叶章生长的影响.结果表明：随着CO₂浓度升高,小叶章物候期提前,其中抽穗期提前1～2 d,成熟期提前3 d;不施氮、中氮和高氮水平下, CO₂浓度升高使小叶章的分蘖分别增加8.2%(P<0.05)、8.4%(P<0.05)和5.5%(P>0.05);在小叶章生长初期,CO₂浓度升高对其生物量的增加有促进作用,拔节期和抽穗期小叶章地上生物量分别增加12.4%和20.9%(P<0.05);生长后期则对小叶章地下生物量的促进作用增大,腊熟期和成熟期的地下生物量分别增加20.5%和20.9% (P<0.05).小叶章生物量对高浓度CO₂的响应与供氮水平有关,供氮充足条件下, 高浓度CO₂对生物量的促进效应更大.     

基于水生态因子的沼泽安全阈值研究——以三江平原沼泽为例

在分析沼泽的蒸发,蒸腾,降雨,产流等水循环节和沼泽水量的季节动态基础上,利用系统动力学原理和方法对沼泽湿地蓄水量进行动态仿真,以预测沼泽蓄水量的动态变化;通过对比研究,分析沼泽的冷湿效应及其与治泽面积消长的相互关系,建立相关的统计模型;再通过植物生长的现场实验,研究沼泽代表植物对水分条件的依赖性,找出沼泽最小生态需水量临界;最后以沼泽最小生态需水量临界值为依据,结合统计模型和沼泽蓄水量动态仿真手段,计算沼泽的安全阈值,对三江平原沼泽湿地的案例分析验证了该方法的可行性。     

中国林蛙蝌蚪对盐度和pH的耐受性

分别在正常盐度不同 pH值、正常 pH值不同盐度和相同水温 18 3～ 2 0 7℃的条件下 ,进行中国林蛙蝌蚪对盐度和 pH值的耐受性实验。结果表明 ,在pH值为 6 8～ 7 0时 ,盐度在 2 0～ 3 0g·L-1对蝌蚪 96h存活率没有明显影响 ;随着盐度的增加 ,蝌蚪存活率下降 ;盐度对蝌蚪 2 4、4 8、72和 96h的TLm 值分别为 8 79,7 12 ,5 6 4和 3 83g·L-1,安全浓度为 1 73g·L-1。在盐度为 0 18g·L-1时 ,pH值在 4 3～ 9 7范围内对蝌蚪 96h存活率没有明显影响 ;pH值对蝌蚪的 2 4 ,4 8,72和 96h的TLm 值分别为 10 33,10 18,10 0 8和 10 0 2。生产上中国林蛙蝌蚪生存的适宜 pH值为 6 0～ 9 0 ,适宜盐度为 1 0～ 2 0g·L-1。     

三江平原典型环型湿地土壤-植被-动物系统的结构及功能研究

环型湿地是三江平原沼泽湿地的主要景观类型之一。由于微地貌的变化 ,形成了相应的高势能区和低势能区。随着势能的变化 ,形成了不同的水热分布带 ,因而也产生了不同的土壤、植物、动物的环型水平结构和垂直结构的特点。在水平结构上 ,环型湿地由中心向外缘 ,地势由低到高 ,水分由多渐少 ,温度由低到高分布。因此 ,也带来了土壤和动植物的变化 ,土壤由泥炭土向沼泽土和白浆土过渡 ;植物由沉水的小狸藻向浮水的漂筏苔草、挺水的大穗苔草 睡菜群丛、毛果苔草 -狭叶甜茅群丛、小叶章 -沼柳 -越菊柳以及外缘分布的蒙古栎 白桦岛状林发展。动物的水平结构也就有相应的变化。环型湿地每个水平分布带又都具有各自不同的垂直结构。环型湿地的特殊结构 ,使其有着巨大的储水功能和调节温度的功能。即使在高温干旱的季节 ,由于湿地表面的须根层有隔离的空间 ,阻止了温度的传导 ,减少了下层水的蒸发 ,在下层的泥炭中仍有大量的水分保持。同时 ,这里也是一个太阳能储存库和遗传基因库。深入了解环型湿地的结构与功能 ,对研究湿地生态系统的功能及其保护湿地 ,实现湿地资源的可持续利用都具有重要的意义     

霍林河流域湿地土壤碳氮空间分布特征及生态效应

对霍林河流域湿地土壤有机碳及全氮空问分布特征及其生态效应的研究表明,有机碳和全氮的水平分异和垂直分异都十分显著,干湿交替周期是引起分异的关键因子;表层土壤有机碳与全氮含量显著相关(r=0．977),土壤碳氮比基本沿湿度梯度变化;土壤pH值对土壤表层碳氮含量及碳氮比值影响显著;流域湿地土壤与流域草原土壤碳氮比与土壤碳氮含量的相关性差异显著;其生态效应主要表现在生产效应和净化效应两方面．     

木兰科濒危植物华盖木的生境脆弱性

华盖木(Manglietiastrum sinicum Law)为原始类群木兰科单种属植物,仅残存7株于中国三大特有中心之一的滇东南古特有中心的文山国家级自然保护区。对其生境条件,更新能力等的研究表明华盖木外围生境恶化,周边喀斯特型土壤利用过度,形成“孤岛”,使靠鸟类传播的华盖木失去了向四周扩散的机会,种子难于萌发生长,生存条件受到严重威胁。同时通过对华盖木的濒危机制及生境脆弱性探讨,提出了保护建议和措施。     

三江平原湿地生态系统P、K分布特征及季节动态研究

对三江平原毛果苔草,狭叶甜茅（Carex lasixarpa-Glyeria spiculosa)湿地和小叶章（Deyeuxia angusti,folia)湿地的值物,土壤和地表积水进行P,K含量测定,运用一元非线性回归分析对P,K元素含量季节动态特征进行了探讨,结果表明,不同种类的湿地植物,同种植物的不同器官其P,K含量存在的差异,但部特点是K含量高于P含量,说明湿地植物具有富集K的特性,两类湿地土壤P,K全量,速效果的剖面分布特征也不同,名层土壤全K含量均高于全P含量,植物,土壤和地表积水中P,K含量均有明的季节动态变化,一元非线性回归模拟均得到较理想的模拟模型,相关系数大多在0．9以上,F检验较显著。