植物光合作用限制因素与植被生产力研究进展

随着全球气候变化的加剧,陆地生态系统中植物光合作用限制影响程度的增加已成为降低全球植被净初级生产力的主要因素。系统了解植物光合作用限制因素是科学评估植被生产力的重要前提,也是缓解植物光合作用限制,增加植物光合碳同化能力的先决条件。对植物光合作用限制因素进行了系统解析,分析了光合作用三种限制因素生化限制(Biochemical limitation,l_b)、气孔限制(Stomatal limitation,l_s)、叶肉限制(Mesophyll limitation,l_m)的环境响应,重点讨论了叶肉限制及其影响机理,述评了光合作用限制定量分析方法及改善措施,最后以提高植被生产力为驱使目标,对未来植物光合作用限制因素研究提出以下内容：(1)基因工程技术与系统生物学数据相结合提高植被生产力;(2)气孔响应速度对植物光合作用的影响机制;(3)水通道蛋白(Aquaporin, AQPs)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase, CAs)感知环境信号变化的驱动基因。以期为未来气候变化背景下,深入认识和降低植物光合作用限制,提...     

中国遥感干旱指数时空特征及其对气候和地表覆盖变化的响应

干旱严重影响植被生长,威胁粮食安全,基于遥感计算的植被状态指数（Vegetation Condition Index,VCI）、温度状态指数（Temperature Condition Index,TCI）和植被健康指数（Vegetation Health Index,VHI）是常用的干旱指数,被广泛应用于干旱监测。为了探究近年来我国干旱特征及其对气候和地表覆盖变化的响应,分析了2003-2016年期间VCI、TCI和VHI的时空变化特征;采用最小二乘（OLS）和偏相关分析方法分析了这些指数对气候和地表覆盖变化的响应。基于上述干旱指数计算的干旱频率表明,中温带中部和南温带等地区干旱发生频率高,干旱指数变化趋势表明在2003-2016年期间中国大部分地区干旱缓解,但在中温带、南温带和高原气候区等局部地区干旱加剧;总体而言,干旱指数随着年平均温度的上升和年降水量的降低而减小,VHI与温度和降水量的相关性在不同气候区的一致性优于VCI和TCI;裸土的减少和植被的增加导致干旱指数增大,树木转变为低矮植被干旱指数降低。     

基于Landsat的重庆市生态环境质量动态监测及其时空格局演变分析

长江流域是我国重要的生态屏障之一,重庆市作为长江上游最后一道关口,研究其生态质量发展对于有效保护长江流域生态环境具有重要指导意义。基于2011—2021年间的Landsat影像等数据,计算遥感生态指数(Remote sensing based ecological index, RSEI),并采用Sen(Theil-Sen median)趋势分析法和MK(Mann-Kendall)检验研究其变化趋势以及利用Hurst指数模型分析RSEI的持续特征。利用空间转移矩阵和重心迁移模型研究其在空间上分布特征的变化情况,最后使用降水、风速、近地表气温、海拔等辅助数据为影响因素,结合地理探测器进一步探究RSEI变化驱动力,探讨重庆市2011—2021的RSEI空间分布及演变趋势。结果表明：(1)重庆市多年平均RSEI为0.593,使用等间距法将其划分的等级为差、较差、中等、良、优的面积占比分别为2.48%、8.28%、38.32%、41,87%、9.05%。从整体来看重庆市生态质量水平较高,重庆市年际RSEI以显著趋势波动增长。(2)RSEI等级为差的地区空间上主要集中于重庆西部;较差等级主要围绕...     

春小麦对骤旱的响应特征及其阈值分析

与缓慢发展的干旱过程不同,骤旱具有发生速度快,短期内可致害的特点。目前,关于作物骤旱致害的临界阈值及其调控机制尚不清楚。以春小麦为供试作物,通过桶栽试验,模拟研究骤旱过程中小麦受旱致害的过程特征及其控制因素。结果发现,发生骤旱时土壤含水量下降呈先快后慢的变化趋势,叶片水分和叶水势则呈先慢后快的指数变化趋势。叶片光合生理指标对土壤水分的下降存在明显的阈值响应,且不同生理指标的阈值并不完全相同,其中净光合速率与表征叶片光合能力的指标（最大羧化速率）对土壤有效含水量的响应阈值为0.4,气孔导度和蒸腾速率对土壤有效含水量的响应阈值分别为0.5和0.4。而小麦光合生理指标对叶片水分和叶水势的阈值响应并不明显。同时依据各生理指标相关和通径分析结果得出,骤旱发生时引起小麦叶片净光合速率快速降低的主导因子为非气孔因素,而并不是以往作物受旱研究中的气孔因素。本研究结果有望丰富干旱影响认知,并可为科学应对干旱提供依据。     

长三角地区植被覆盖演变城乡差异及其原因

城市生态环境和城市化之间的关系是城市可持续发展的关键。研究不同城市化水平下植被覆盖的长时间演变趋势,对理解城市化过程对植被生长动态的影响,城市更新以及推进城市绿化的科学管理具有重要意义。然而,目前对城市内部沿城乡梯度植被生长趋势差异的认识还比较有限。以我国城市化发展最为强烈的长三角地区为研究对象,基于2000-2020年长三角归一化植被指数数据,采用趋势分析和地理探测器方法,探究了长三角地区城市内部植被覆盖演变城乡差异,并从土地利用/覆被变化和城市化发展的角度解析其成因。研究结果表明：（1）2000-2020年长三角地区植被总体呈绿化趋势,植被明显绿化占最大比例（52.06%）,轻微绿化与稳定不变地区占31.68%,零星分布的褐化区占6.82%。（2）城市老城区植被覆盖变化总体呈现返绿趋势（0.016/10 a）,新城区褐化明显（-0.019/10 a）,农郊区绿化突出（0.023/10 a）。在上海、南京和杭州等人口城市化水平较高的城市中,老城区土地利用变化强度最高,其绿化趋势也最高,体现了城市更新过程对绿地空间的促进作用;而在人口城市化水平相对较低的宣城、蚌埠和阜阳等城市,土地利用变化强度相对较低的农郊区也呈现明显的绿化趋势,更多的是受到区域生态保护的影响。（3）土地城市化是长三角地区老城区和新城区植被覆盖变化的主导因子,而城市化因子对农郊区解释程度总体不显著。从长三角总体区域看,城镇人口比重、不透水面积/总面积以及地区生产总值三者对植被覆盖演变存在显著影响,其中城镇人口比重影响最大。     

大陈岛海域浮游动物群落季节变化及其影响因素

为探究大陈岛海域浮游动物群落的季节变化,于2020年9月（夏季）、11月（秋季）和2021年1月（冬季）、4月（春季）分别对大陈岛海域的浮游动物及环境因子进行了4个航次的调查。结果共鉴定浮游动物90种,包括浮游幼体15类,其中夏季种类数最多（68种）,冬季最少（20种）,常见的优势种有：百陶箭虫（Sagitta bedoti）、微刺哲水蚤（Canthocalanus pauper）、中华哲水蚤（Calanus sinicus）等12种（Y>0.02）。浮游动物的年平均丰度和生物量分别为（153.40±214.73）个/m³、（411.93±561.76） mg/m³,二者存在明显的季节变化,平均丰度为春季（380.17±296.14）个/m³>夏季（135.30±112.59）个/m³>秋季（67.88±90.52）个/m³>冬季（25.30±19.11）个/m³;平均生物量为夏季（895.01±802.54） mg/m³>春季（623.39±358.73） mg/m³>秋季（91.08±82.36） mg/m³>冬季（45.96±84.95） mg/m³。多样性指数（H''）和均匀度指数（J''）的年平均值分别为1.71±0.96和0.53±0.20,均表现出夏秋季较高、冬春季较低的特征。聚类分析结果表明调查海域的浮游动物可划分为夏季类群、秋季类群、冬季类群和春季类群4组类群。Pearson相关性分析和冗余分析（RDA）结果表明,海水温度、盐度、叶绿素a浓度是影响大陈岛海域浮游动物群落特征的重要环境因素。此外,夏季大陈岛海域水母类浮游动物暴发的现象值得关注。研究结果将为大陈岛海域的生物多样性保护及渔业资源可持续开发利用提供可参考的数据资料。     

佛山市禅城区小型兽类组成及多样性的时空变化

城市化导致的野生动物生境破碎化,会使野栖小型兽类更多聚集分布于城区斑块化的农区和公园生境中,因而其多样性组成及时空变化模式可能会与其他区域不同,了解这些模式对防控城区野栖小型兽类的危害具有重要支撑作用。本研究于2020年12月至2021年10月,分4个季节在佛山市禅城区3个公园和7处农区生境中以夹捕法调查小型兽类,比较了小型兽类的种类、密度和生态学指标的时空差异。共有效置夹1843夹次,捕获小型兽类2目2科4属7种共244只。其中劳亚食虫目（Eulipotyphla）的臭鼩（Suncus murinus）占总捕获动物的48.77%;啮齿目中黑缘齿鼠（Rattus andamanensis,20.90%）和卡氏小鼠（Mus caroli,18.03%）为优势鼠种,黑缘齿鼠为佛山市新增记录,卡氏小鼠为禅城区新增记录。4次调查总捕获率达13.28%±0.93%,12月的啮齿类捕获率显著低于4月;公园的总捕获率和啮齿类捕获率都比农区略高,而臭鼩捕获率比农区略低,但差异不显著。12月的物种丰富度和优势度指数最高,均匀度指数最低;4月的多样性指数最高,优势度指数最低;而10月的均匀度指数最高,物种...     

清醒小鼠丘脑网状核的听觉响应特性

本文旨在探究清醒小鼠的丘脑网状核(thalamic reticular nucleus, TRN)在听觉信息处理过程中展现的听觉响应特性,以加深对TRN的理解并探究TRN在听觉系统中的作用。通过对18只SPF级C57BL/6J小鼠TRN中的神经元进行在体电生理单细胞贴附式记录,本研究观察了314个TRN神经元对噪声和纯音这两种听觉刺激的响应。结果显示,TRN接收来自初级听觉皮层(primary auditory cortex, A1)第六层的投射。在314个所记录的TRN神经元中,56.05%没有声响应,21.02%只对噪声有响应,22.93%对噪声和纯音均有响应。有噪声响应的神经元根据响应时间可以分为三种类型：给声开始(onset)型、给声持续(sustain)型和长时程响应(long-lasting)型,各占73.19%、14.49%和12.32%。给声持续型神经元的响应阈值低于其他两种类型。在噪声刺激下,与A1第六层神经元相比,TRN神经元表现出听觉响应不稳定(P <0.001),神经元自发放电频率高(P <0.001),响应延时长(P <0.001)的特点;而...     

发酵豆粕和豆粕替代部分鱼粉对银鲑幼鱼生长性能、血清生化指标、肝脏抗氧化能力和免疫相关基因表达量的影响

为探究发酵豆粕和豆粕替代部分鱼粉对银鲑(Oncorhynchus kisutch)幼鱼生长性能、血清生化指标、肝脏抗氧化能力和免疫相关基因mRNA表达量的影响,试验设置4种等氮等脂等能的饲料(粗蛋白约为42%、粗脂肪约为15%):对照组为:添加41%鱼粉的饲料(FM组;鱼粉蛋白占比27%);试验组分别为在FM组中用豆粕替代部分鱼粉(SM组;鱼粉蛋白占比17%,豆粕蛋白占比10%)、在FM组中用豆粕和发酵豆粕混合替代部分鱼粉(FSM5组;鱼粉蛋白占比17%,豆粕蛋白占比5%,发酵豆粕蛋白占比5%)、在FM组中用发酵豆粕替代部分鱼粉(FSM10组;鱼粉蛋白占比17%,发酵豆粕蛋白占比10%),饲养体重为(102.25±0.24) g的银鲑幼鱼10周。生长结果表明, FSM10组的增重率、特定生长率、日增重率、肥满度与对照组没有显著差异(P>0.05); FSM5组特定生长率、增重率和日增重显著低于对照组(P<0.05),但显著高于SM组(P<0.05);各组间肝体比、脏体比和存活率没有显著差异(P>0.05)。肌肉成分结果显示,各组水分、灰分和粗蛋白没有显著差异(P...