变化环境下火干扰研究进展

火是地球系统的重要过程,也是一种剧烈的环境干扰因素。火是生态系统变化的驱动力和催化剂,调节着生态系统的结构和功能,同时反馈给气候系统。近年来,世界多个国家相继爆发了历史上罕见的极端火事件,使得火干扰、气候变化和人类活动之间的相互作用关系得到了空前的关注。主要从3个方面回顾了变化环境下火干扰研究的进展,包括(1)火干扰的时空格局;(2)火干扰的驱动机制;(3)火干扰的生态效应。概括起来,遥感技术的发展使得火监测精度不断提高,对火时空格局的刻画由过去侧重火燃烧面积单一因素转向具有多重属性的火干扰体系。气候变化和人类活动共同决定着火干扰的分布格局、频率和强度,考虑气候的季节性能够提高火干扰的预测能力。火干扰调节着生态系统的草木平衡,对于生物多样性和生境的维持非常重要。此外,火干扰通过生物质燃烧释放的大量温室气体影响大气组成和空气质量,同时通过改变地表状况和陆-气相互作用来影响气候系统。正确理解气候-植被-火之间的相互作用和反馈机制有助于未来火干扰体系的预测。随着高温、大风、干旱等极端气候事件增多,未来全球大部分区域火发生的风险增加,但是人类活动可能会使火和气候之间的关系发生解耦。可持续的火管...     

生态系统稳态转换检测研究进展

在气候变化、人类活动等影响下,生态系统结构和功能可能发生大规模的突变,导致生态系统从一个相对稳定的状态进入另一个稳定状态,这种现象称为稳态转换。由于生态系统的复杂性,准确刻画生态系统多稳态并界定其临界点尚存在挑战,提升对生态系统稳态转换的检测和预测能力依旧是生态学领域研究的热点和难题。基于多稳态理论和稳态转换经典概念框架,阐释了稳态转换检测的理论基础;归纳总结出四种稳态转换检测方法的原理和优劣势;鉴于稳态转换的尺度依赖性,梳理了单一生态系统、区域综合生态系统和全球生态系统不同尺度下的稳态转换检测方法、研究思路和应用案例。基于研究进展和问题现状,提出在未来研究中,亟待发展适应复杂系统的综合检测方法;创新稳态转换多尺度分析的技术方法体系;深化生态系统稳态转换驱动机制研究,构建多元耦合机理模型;进而深化稳态转换检测结果链接生态系统管理的实践研究;解析生态系统服务和可持续发展机制。     

1985—2015年中国不同生态系统NDVI时空变化及其对气候因子的响应

植被是陆地生态系统不可或缺的部分,气候是影响其动态变化的重要驱动因素。因此,探究植被的时空变化及其与气候因子的响应关系,有助于理解陆地生态系统的内在演化机制。目前,不同生态系统尺度下的植被动态变化与气候因子的时间响应关系仍未被完整剖析。因此,为了厘清过去30年不同生态系统植被生长对气候因子的响应关系,利用GIMMS NDVI3g数据和气候资料数据,通过Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall检验分析了1985—2015年中国陆地NDVI的时空变化特征,结合时间序列相关分析探究了NDVI变化与降水、温度和饱和水汽压差的内部关联,探讨了中国不同生态系统植被与气候因子间的时间响应机制。结果表明：(1) 1985—2015年中国陆地植被呈现改善趋势,年均NDVI先减小后增加,拐点时间在1995年左右,整体变化率为0.5×10^-3/a。农田、森林和草地生态系统的植被显著改善的程度最高,湿地生态系统的植被退化趋势最显著。(2)中国陆地植被NDVI与气候因子的相关性存在明显的空间异质性,且受不同生态系统分区影响。内蒙古高原中部草地生态系统NDVI与降水...     

高中生物学基于合作学习的数学建模教学案例

为突破杂合子连续自交及随机交配繁衍后代比例的数学建模问题,设计了合作学习的课例,分享了学生成果,评价了文献表述,表明合作学习是学生全面发展的重要途径,数学建模是学生科学思维的训练平台。     

基于项目式学习的论证探究式教学——以“制作‘吸烟有害健康’的宣传片”项目为例

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》将培养学生的核心素养作为课程宗旨,科学思维是核心素养的组成部分。科学思维是学生在生活中解决实际问题的必备品格,而科学论证能力是科学思维的关键能力。在生物学中如何进行科学论证,实验探究是必不可少的方案。本次开展基于项目式学习的论证探究式教学模型的教学实践,旨在以实验教学为载体,将论证与探究有机结合,实现论证能力与科学探究共发展的教学效果,进而提升学生的学科核心素养。     

豆科牧草与冬小麦间作的农田生态效应

豆科牧草与冬小麦间作的农田生态效应毛凯,周寿荣（四川农业大学,雅安６２５０１４）ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｆｆｅｃｔｏｆＩｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇＦｏｒａｇｅＬｅｇｕｍｅｓｗｉｔｈＷｉｎｔｅｒＷｈｅａｔ￥．ＭａｏＫａｉ,ＺｈｏｕＳｈｏｕｒｏｎｇ（ＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｌｙ,Ｙａａｎ６２５０１４）．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ,１９９３,１２（４）：５５－５７．Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｔｈｅｉｎｔｅｒｃｒｏｐｐｉｎｇｏｆｆｏｒａｇｅｓｗｉｔｈｗｈｅａｔｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｄｕｒｉｎｇ１９８９－１９９０．Ｔｈｅｉｔｅｍｓｉｎｃｌｕｄｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙ,ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ,ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒａｌｖａｒｉａｔｉｏｎ,ｒｅｌａｔｉｖｅｈｕｍｉｄｉｔｙａｎｄｓｏｉｌｒｎｏｉｓ－ｔｕｒｅａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｓｏｉｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｒｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｃｏｌｏｇ     

最短尾短体线虫转录组及潜在效应蛋白分析

最短尾短体线虫（Pratylenchus brachyurus）是一种重要的迁移性内寄生植物病原线虫。对其转录组进行测序和分析,是进一步研究其寄生特点和致病机理的重要基础。通过转录组测序和分析,得到72 516个unigenes,其中38 266个（52.76%）unigenes注释到7个蛋白质数据库中。Cazyme分析预测到541条具有植物/真菌细胞壁降解活性的蛋白质序列,分别属于GH5、GH30、GH53、GH28、PL3、GH16、GH18和GH20家族。转录组中有56个蛋白序列与秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的RNAi通路蛋白具有同源性。鉴定到51个与已知植物寄生线虫效应蛋白具有同源性的蛋白序列,检测了9个潜在效应蛋白在抑制植物防卫反应中的作用,其中7个能够抑制由Gpa2/Rbp-1引起的细胞程序性死亡反应。研究结果表明最短尾短体线虫转录组与同属的短体线虫基因分布特点相似,其潜在效应蛋白具有抑制植物防卫反应的特点。     

基于混合效应模型和分位数回归的长白落叶松枝下高模型构建

枝下高是反映树冠特征的重要指标,准确预测枝下高对森林的经营管理和提高林分生产具有重要意义。本研究采用非线性回归构建枝下高广义基础模型,再进一步扩展到混合效应模型和分位数回归模型,通过“留一法”检验对模型的预测能力进行评价和比较。此外,使用4种抽样设计和不同抽样大小对枝下高模型进行校正,选择最佳的模型校正方案。结果表明：基于包含树高、胸径、林分每公顷断面积和优势木平均高的枝下高广义模型、扩展后的混合效应模型以及三分位数组合模型的预测精度均显著提高,混合效应模型略优于三分位数组合模型,最佳抽样校正方案为抽5株平均木。因此,推荐在实践应用中使用混合效应模型,抽5株样地平均木校正预测枝下高。     

4-Scale几何光学模型冠层反射率模拟的空间尺度适用性

明确4-Scale模型模拟森林冠层反射率适用的空间尺度,有助于提高其应用于不同植被类型冠层反射率模拟时的精度,进而提升其开展叶面积指数、郁闭度和其他参数的反演精度。以黑龙江省尚志市帽儿山实验林场2块100 m×100 m森林样地(阔叶林与混交林各一块)为研究对象,分别分割为10、20、30、40和50 m空间尺度,使用4-Scale模型模拟森林冠层反射率,采用局部平均法、最邻近法、双线性内插法和立方卷积法对空间分辨率为10 m的Sentinel-2影像升尺度转换至其他尺度并评价,对比分析模拟冠层反射率和遥感像元反射率,明确混交林和阔叶林适合4-Scale模型高精度反演参数的空间尺度。结果表明：4-Scale模型整体低估了像元森林冠层反射率,混交林和阔叶林冠层反射率在20 m尺度的模拟效果均最差,红光波段和近红外波段的均方根误差(RMSE)和平均绝对偏差(MAE)均较大;>20 m尺度的模拟效果开始变好,混交林40 m、阔叶林30 m时模型的适用性最佳,红光波段和近红外波段下,模拟值与遥感像元反射率之差的均值和标准差最小,RMSE和MAE同样最小;10 m尺度混交林和阔叶林模拟结果...