Testing parameter sensitivities and uncertainty analysis of Biome-BGC model in simulating carbon and water fluxes in broadleaved-Korean pine forests

生态过程模型的发展为研究者在长时间序列和区域尺度的研究提供了便利, 但模型模拟的准确性受到模型自身结构、模型参数估计合理性的影响。敏感性分析能够定量或定性筛选出对模型模拟结果影响较大的敏感参数, 是模型参数校准过程中的重要工具, 也是建模和应用的先决条件。该文以阔叶红松林为研究对象, 采用全局敏感性分析方法——傅里叶幅度灵敏度检验扩展法(EFAST)对Biome-BGC模型的生理生态参数进行了敏感性分析, 分别分析了红松(Pinus koraiensis)和阔叶树的净初级生产力(NPP)、蒸散(ET)对参数变化的敏感性。结果表明: (1)模拟红松NPP的不确定性高于阔叶树, 但二者的模拟ET的不确定性均较小。阔叶树的NPP和ET对生理生态参数的敏感性总体上都小于红松。(2)无论是红松、阔叶或其他植被类型, 模拟NPP均表现出对叶片碳氮比、细根碳氮比、比叶面积(SLA)和冠层截留系数的敏感性, 这4个参数的高敏感性主要是由模型自身结构所决定的, 与植被类型和研究地区的关系较小。对模拟ET而言, 细根与叶片碳分配比、新茎与新叶碳分配比和SLA均是影响红松和阔叶树ET的敏感参数, 但红松ET主要受参数与参数间的二阶或多阶交互作用的间接影响, 而阔叶树ET则主要是受到敏感参数直接效应的影响。(3)除了上述影响红松和阔叶树碳水通量的共性参数外, 诸如核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶中叶氮含量、叶片与细根周转率、所有叶面积与投影叶面积之比等也是对模拟结果有影响的重要参数, 但是其敏感程度随物种不同和研究区不同而不同, 所以这类参数可以根据具体情况进行参数本地化, 对于其他不敏感参数则可以采用模型缺省值。     

Effects of global change on key processes of primary production in marine ecosystems

工业革命以来, 不断加剧的人类活动所引起的大气CO₂浓度增加、温度上升等全球变化问题, 正使得海洋生态系统面临着前所未有的压力。该文通过文献计量的方法分析了国内外的研究现状, 简要地回顾了全球变化对海洋生态系统影响研究的发展简史, 并聚焦海洋暖化、海洋酸化和富营养化与缺氧这三个核心研究方向, 重点阐述了它们对海洋生态系统初级生产的关键过程的影响, 总结了已取得的重要进展以及存在的主要问题, 最后提出前沿展望。     

超声心动图与血浆BNP、和肽素、hs-CRP对慢性心力衰竭患者心功能的评估价值分析

目的:研究超声心动图与血浆脑钠肽(BNP)、和肽素及超敏C反应蛋白(hs-CRP)对慢性心力衰竭(CHF)患者心功能的评估价值。方法:将我院从2017年3月～2020年3月收治的100例CHF患者纳入研究。将其按照美国纽约心脏病协会(NYHA)分级标准分成Ⅰ级33例,Ⅱ级21例,Ⅲ级25例,Ⅳ级21例。对所有患者均进行超声心动图检查,分析相关参数的差异。检测并对比所有患者血浆BNP、和肽素以及hs-CRP水平。采用Pearson相关性分析超声心动图相关参数与血浆BNP、和肽素及hs-CRP水平的关系。结果:心功能分级Ⅰ～Ⅳ级患者的左室射血分数(LVEF)呈逐渐降低趋势,而左房内径(LAD)及左室舒张末期内径(LVEDD)均呈逐渐升高趋势(P0.05),血浆BNP、和肽素及hs-CRP水平均呈逐渐升高趋势(P0.05)。经Pearson相关性分析可得:CHF患者LVEF与血浆BNP、和肽素及hs-CRP均呈负相关(r=-0.621、-0.534、-0.635,P0.05),而LAD、LVEDD与血浆BNP、和肽素及hs-CRP均呈正相关(r=0.582、0.602、0.511,r=0.547、0.592、0.615,P0.05)。结论:超声心动图及血浆BNP、和肽素、hs-CRP用于评估CHF患者心功能均效果显著,且联合检测具有协同互补的作用,实现对CHF患者病情严重程度更为精准的评估。     

苦苣苔科植物学名种加词的问题

苦苣苔科植物是个研究活跃的类群,近年来随着新类群的报道和分类系统的变动,在该科的分类学研究中,出现了不少学名的种加词的性和属名不一致或出现拼写错误的情况,虽然这些错误不影响该名称的合格发表,但还是有必要根据《国际藻类、菌物和植物命名法规》进行改正。该文就苦苣苔科植物中属名以-stigma结尾的学名、属名以-cheilos结尾的学名、根据属名词尾不容易判断出性别的学名、拼写错误的名称等问题进行了分析,并对13个不符合法规的名称予以改正。此外,还就苦苣苔科植物学名的合格发表和规范使用进行了讨论。     

防治苦瓜枯萎病的拮抗放线菌分离筛选及鉴定

以苦瓜枯萎病菌为靶标菌,通过对峙培养试验和发酵滤液抑菌试验对分离自苦瓜根际土壤的放线菌进行筛选。候选菌株0250具有广谱抗真菌活性,根据培养特征、生理生化特性以及与同源性相近的菌株进行平均核苷酸一致性分析,被鉴定为Streptomyces rhizosphaericus,并评估了该菌株在温室和田间对苦瓜的促生长和防治枯萎病效果。结果表明: 链霉菌菌株0250对苦瓜枯萎病菌的平板抑制率为69.2%,对17种植物病原真菌的平板抑制率达64.3%~85.6%;该菌株的菌悬液处理能促进盆栽和田间苦瓜植株根、茎生长发育,提升产量,对苦瓜枯萎病的防病效果分别为66.9%和61.5%。预先用菌株0250菌悬液处理土壤再接种病原菌,对土壤尖镰孢菌数量抑制率达62.1%,显著提高了苦瓜幼苗苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和β-1,3-葡聚糖酶活性以及根系活力。总之,菌株0250是一株对苦瓜枯萎病具有巨大生防潜力的放线菌资源。     

微藻源生物刺激剂的制备及在设施农业中的应用

化肥和农药的过量使用导致的农业面源污染已经成为我国环境污染的重要组成部分,对农业绿色高效安全生产及设施农业带来了巨大挑战。寻找新型的传统化肥替代品、提高化肥使用效率及保护生态环境是亟待解决的重大问题。生物刺激剂是具有调控植物生长作用的成分和(或)微生物的统称,用于农业生产,可改善土壤理化性质与群落微生物,能促进作物的代谢与生长,增强对营养物质的吸收和利用,提升作物抗逆能力及提高作物产量与产品品质。微藻体内具有结构新颖、功能独特的天然活性物质,是制备新型生物刺激剂的理想来源。微藻用于环境治理的同时,可获得足量的微藻生物质来制备生物刺激剂,从而达到治理环境、降低成本及提质增效的目的。就微藻源生物刺激剂的定义及功能、微藻全细胞和天然活性物质生物刺激剂的制备、应用效果及对植物和土壤的作用原理进行综述,以期为微藻源强效生物刺激剂的规模化制备及农业生产应用奠定理论基础和提供生产实践指导。     

长期氮添加对典型草原植物多样性与初级生产力的影响及途径

氮(N)沉降对陆地生态系统的结构和功能已产生了重要的影响, N也是中国北方草原植物生长和初级生产力的主要限制性元素。物种多样性和功能多样性是揭示生物多样性对生态系统功能维持机制的关键指标, 然而, 关于长期N添加下草原物种多样性与功能多样性的关系, 及其对初级生产力的影响途径及机制, 尚不十分清楚。为此, 该研究依托在内蒙古典型草原建立的长期N添加实验平台, 实验处理包括1个完全对照(不添加任何肥料)和6个N添加水平(0、1.75、5.25、10.50、17.50和28.00 g·m^-2·a^-1), 研究了长期N添加对典型草原物种多样性、功能多样性和初级生产力的影响大小及途径。结果表明: 1) N添加显著降低了典型草原的物种丰富度和Shannon-Wiener指数, 但对功能多样性(包括功能性状多样性指数和群落加权性状值)无显著的影响。2)结构方程模型分析表明, 功能多样性主要受物种丰富度的影响, 但是物种多样性减少并没有导致功能多样性降低, 其原因主要是功能群组成发生了改变, 即群落内多年生根茎禾草所占比例显著增加, 以致群落加权性状值变化不大。3) N通过影响物种丰富度和功能群组成, 间接影响群落加权性状值, 进而影响群落净初级生产力。其中, 群落加权性状值是最重要的影响因子, 可解释48%的初级生产力变化, 表明初级生产力主要是由群落内优势物种的生物量及功能性状所决定, 因此该研究的结果很好地支持了质量比假说。     

中国森林生态系统净初级生产力时空分布及其对气候变化的响应研究综述

植被生产力是表征植被活力的关键变量,能够反映陆地生态系统的质量状况。森林净初级生产力(NPP)对气候变化的响应研究,是理解森林生态系统碳收支的基础,有助于认识气候变化与森林生态系统的相互作用机制,因而对于深刻理解陆地碳循环和全球变化均具有重要意义。目前我国已有大量针对近几十年国家和区域尺度上植被NPP时空分布的研究,其中专门针对森林生态系统NPP的研究也有不少。研究尺度多为全国范围或者片段式区域,以行政区或流域尺度最为多见。然而,这些研究总体比较分散,其中部分研究的结果、结论并不一致甚至相悖,尚缺乏异同性分析与比较,也缺乏系统性和综合性。这并不利于全面掌握我国相关研究的整体情况、了解清晰明确的研究结论以及进行更深层次的规律及原因探究,也非常影响对森林NPP的精确评估及机理认识,因而,对相关研究成果进行梳理、整合和总结非常有必要。鉴于此,本文收集了近几十年我国植被NPP研究的相关文献,依据其研究结果,系统地综述了全国及区域尺度森林生态系统NPP的时空分布规律及未来可能变化趋势,揭示出NPP与气候因子(以CO_2、温度、降水为主)的关系及对气候变化的响应情况,并指出目前国家研究中存在的主要问题及未来重点研究方向,以期为以后进一步的研究起到一定的索引和参考作用。     

植被综合生态质量时空变化动态监测评价模型

为了能掌握全国植被综合生态质量的高低及其时空变化,构建了既能反映植被生产力又能反映植被覆盖度的植被综合生态质量指数,建立了植被综合生态质量指数年际对比和多年变化趋势评价模型。利用构建的指数和评价模型,以2017年作为监测评价的当年,以2000—2017年作为评价的多年时段,对全国植被综合生态质量时空变化进行了监测评价。结果表明：（1）2017年全国大部地区植被综合生态质量指数高于2000—2016年多年平均值,生态质量偏好;2017年福建、广西、海南、广东、云南植被综合生态质量位居全国前五位,构建的植被综合生态质量指数及其年际对比模型可以定量反映全国植被综合生态质量的空间差异和年际差异。（2）全国有90.7%的区域2000—2017年植被综合生态质量指数呈提高趋势,东北地区西部、内蒙古东部、华北大部、西北地区东部、西南地区东部、华南西部等地生态质量指数提升明显,构建的植被综合生态质量指数多年变化趋势评价模型可以定量反映植被生态质量的多年变化趋势和幅度。（3）南方大部地区2000—2017年平均年植被综合生态质量指数在50.0以上,北方大部地区在50.0以下;我国中东部大部地区在20.0以上,西部大部地区在20.0以下,表明南方大部地区年植被生态质量好于北方、中东大部好于西部。可见,构建的植被综合生态质量指数及其年际对比和多年变化趋势评价模型,能够监测评价当年和多年全国植被综合生态质量的时空变化,可为掌握全国植被生态质量动态提供模型和方法。