全球变化联网控制实验的创新性设计:以我国草地生态系统水热要素联网控制实验为例

全球变化已对陆地生态系统结构和功能产生深远影响,明确生态系统对全球变化的响应和适应机制是实现人类对生态系统服务可持续利用的前提.联网实验是理解区域乃至全球尺度生态系统结构功能对全球变化要素响应和适应的重要手段.科学的顶层设计有利于实现联网数据间融合、比对以及分析,进而支撑普适性生态学理论的发展.本文从全球变化联网控制实...     

中国北方草地生物量动态及其与气候因子的关系

草地生态系统在全球碳循环中扮演重要角色. 中国草地约占中国陆地面积的1/3, 但对其碳库大小、动态及其与气候变化的关系缺乏系统研究. 基于341个样地调查的地上、地下生物量资料和1982~2006年的卫星遥感数据, 利用地上生物量与遥感数据之间及地上生物量与地下生物量之间的关系, 估算了中国北方草地生物量碳库及其空间分布, 分析了过去25年生物量碳密度和碳库的时间动态及其与气候变化的关系. 结果显示: (1) 中国北方草地生物量碳库为557.5 Tg C, 地上、地下生物量密度分别为39.5和244.6 g C/m², 地下部分占总生物量碳库的86%; (2) 1982~2006年间中国草地生物量碳库呈微弱增加趋势, 平均年增量为0.2 Tg C, 但自20世纪80年代末, 草地生物量并未呈现显著的变化趋势; (3) 草地生物量的年际波动主要受1~7月降水的影响, 而与温度关系较弱. 不同草地类型之间生物量-气候关系存在一定差异, 较为干旱的荒漠草原和典型草原的生物量波动与降水关系密切; 高寒草甸的生物量则与1~7月均温显著正相关, 而与降水的关系较弱. 结果表明, 不同草地生态系统对未来气候变化的响应可能存在差异.     

草地植物物种多样性测度方法及发展趋势

植物物种多样性是维持陆地生态系统多功能性和稳定性的关键要素之一.本文梳理了传统草地植物物种多样性的测度方法,结合无人机技术介绍了目前应用于草地植物物种多样性测度的新理念和新方法.传统的草地植物物种多样性测度方法依赖地面观测,需要投入大量的人力、物力且耗时,仅适合小范围的观测;卫星遥感方法受制于分辨率,难以直接对群落结构...     

内蒙古呼伦贝尔草甸草原的草地退化等级数量分析

采用样方取样方法实地调查内蒙古呼伦贝尔草甸草原的植物群落特征,利用植被和土壤数据,应用系统聚类分析方法对其草地退化等级进行定量划分.结果表明:(1)植被指标聚类可将草地划分为3个等级,即轻度退化、中度退化和重度退化草地,而利用土壤指标聚类则划分为2个等级,其中轻度退化和中度退化草地的土壤状况相似合为一个等级,重度退化草地为另一个等级;(2)随着放牧梯度的变化,植被和土壤都发生了变化,中度退化草地植被变化大,而土壤变化不大;(3)内蒙古呼伦贝尔草甸草原为同一草地利用单元,所划分的草地退化等级系列是由放牧引起的.     

中国天然草地植被生长气象条件评价模型

应用模糊数学方法,构造了影响中国天然草地植被生长的光、温、水函数;通过光、温、水评价结果之间的"与"运算,建立了天然草地植被生长气象条件综合评价模型;采用积分方法,反映草地植被任意时段气象条件的时间累积影响效应;通过气象条件指数的年际对比,评价草地植被生长气象条件的优劣;最后,利用上述模型计算了2005年和2006年中国天然草地植被月、季以及主要生长期气象条件指数,并进行了对比分析、应用和效果检验。结果表明,2年不同时间尺度的气象条件指数对比结果能够客观地反映2006年中国天然草地植被生长气象条件的优劣分布,与实际产草量、株高的对比结果基本一致,应用效果较好。     

四种沙埋深度对羊草种子出苗和幼苗生长的影响

模拟羊草种子自然埋藏深度状况,设计了0、1、2和3cm共4种沙埋深度实验,研究了其出苗率及幼苗生长对沙埋深度的响应。结果表明,羊草种子出苗率随埋深的增加呈下降趋势,0cm时出苗率最高为89.3%,1和2cm时分别为81.5%和78.5%,3cm时最低(73.5%),与前三者具有显著差异。埋深对地上株高生长动态的影响主要表现在,播种后25d,0～2cm处理的羊草幼苗地上株高均高于3cm处理;播种后36d,4种处理的地上株高没有显著差异。此外,随着埋深的增加,羊草幼苗的根长、根数、根冠比呈先上升后下降趋势,叶片数呈下降趋势,绝对株高则呈上升趋势。表明1～2cm沙埋深度更适宜于羊草种子出苗及幼苗生长,而0或3cm埋深不利于其出苗和幼苗生长。     

内蒙古羊草草原植物种能量含量及其在群落中的作用

根据11a的野外实验对内蒙古羊草草原群落42种植物的能量含量（含灰分）及其在群落中的相对生物量进行了研究。不同植物种地上部分的能量含量在（13156±1141）J／g和（18141±527）J／g之间变动,所有物种的平均能量含量为（16899±840）J／g,种间变异系数4．9％。小叶锦鸡儿具有最高的能量含量。禾草的平均能量含量高于杂草。根据生活型和生长型,草本物种被进一步分组,能量含量从高到低的排列顺序为：高禾草（17717±92）J／g〉豆科植物（17228±433）J／g〉矮禾草（17250±218）J／g〉其余杂草（16784±529）J／g〉半灌木（16719±69）J／g〉1、2年生植物（15911±1759）J／g。42种植物的能量含量和它们在群落中的相对生物量存在显著正相关关系。根据它们在群落中的构成比例进行分组,以物种在群落中的相对生物量为权重,各组能量含量依次为：优势种（17740J／g）〉伴生种（17244J／g。）〉偶见种（16653J／g）。高能量含量的植物更具竞争力,在群落中通常占据优势地位,而低能量含量的植物竞争力通常较弱,构成草原群落的伴生种或偶见种。     

草地贪夜蛾和其它五种重要鳞翅目害虫蛹的形态特征比较

【目的】田间草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda(J.E.Smith)蛹与斜纹夜蛾Spodopteralitura Fabricius、甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)、粘虫Mythimna separata(Walker)、棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)和亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis 5种重要鳞翅目害虫蛹容易混淆。明确草地贪夜蛾与其它5种重要的鳞翅目害虫蛹的形态差异,为田间鳞翅目害虫蛹的准确鉴别和田间调查提供依据。【方法】采用体式显微镜拍照观察并分析草地贪夜蛾蛹、斜纹夜蛾蛹、甜菜夜蛾蛹、粘虫蛹、棉铃虫蛹和亚洲玉米螟蛹的外部形态特征,根据相关特征差异编制了区分草地贪夜蛾与此5种鳞翅目害虫的检索表和快速区分表。【结果】草地贪夜蛾蛹主要特征为中足末端到达下颚末端之前,触角末端到达中足末端之前;中胸背板前缘略直;第4-7腹节背面前缘着生多行粗点刻;腹部末端臀棘上着生1对基部分开呈八字形的刺。草地贪夜蛾蛹腹部末端臀棘部位与其它5种害虫均不相同,辅以附肢位置、中胸背板前缘线和腹部点刻等特征可以准确将其与斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、粘虫、棉铃虫和亚洲玉米螟的蛹区分。斜纹夜蛾中胸背板前缘线和臀棘上的刺与草地贪夜蛾有异;甜菜夜蛾下颚与中足位置及臀棘上的刺与草地贪夜蛾有异;粘虫腹部点刻和臀棘上的刺与草地贪夜蛾有异;棉铃虫触角末端位置和腹部末端的刺与草地贪夜蛾有异;亚洲玉米螟腹足遗迹和臀棘上的刺与草地贪夜蛾有异。【结论】根据蛹的结构特征,可以区分草地贪夜蛾与斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、粘虫、棉铃虫和亚洲玉米螟等害虫的蛹。     

淡足侧沟茧蜂寄生对草地贪夜蛾幼虫血淋巴黑化反应及酚氧化酶的影响

【目的】明确淡足侧沟茧蜂Microplitis pallidipes寄生对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda血淋巴黑化率、酚氧化酶原（Prophenoloxidase,PPO）基因表达量和酚氧化酶（Phenoloxidase,PO）活性的影响,为更有效的利用淡足侧沟茧蜂防控草地贪夜蛾提供理论依据。【方法】通过室内寄生实验确定草地贪夜蛾被淡足侧沟茧蜂寄生的最佳龄期;通过RT-qPCR分析草地贪夜蛾两个PPO基因（SfPPO1和SfPPO2）的时空表达谱;通过薄膜法统计草地贪夜蛾被寄生后的血淋巴黑化率;采用吸光光度法测定草地贪夜蛾被寄生后的血淋巴PO活性;采用RT-qPCR测定草地贪夜蛾被寄生后血淋巴SfPPO1和SfPPO2的相对基因表达量。【结果】草地贪夜蛾被淡足侧沟茧蜂寄生的最佳龄期为3龄幼虫,SfPPO1和SfPPO2均在卵块和4龄幼虫中基因表达量较高,且主要在幼虫血淋巴中表达。草地贪夜蛾被寄生后12、24、48和72 h的血淋巴黑化率显著低于未寄生组（P<0.05）,SfPPO1和SfPPO2的相对基因表达量和PO活性也低于未寄生组。相关关系分析表明,SfPPO1的相对基因表达量与SfPPO2的表达量呈现线性关系（R2=0.9124）,PO活性与两个PPO基因相对表达量之间、黑化率与PO活性和PPO基因相对表达量之间均呈现正相关。【结论】淡足侧沟茧蜂寄生会抑制草地贪夜蛾血淋巴的黑化率,下调血淋巴中酚氧化酶原基因的表达量和PO活性,且PO活性、PPO基因相对表达量及血淋巴黑化率3个指标之中,两两之间均呈现正相关性。     

莱氏绿僵菌FJMR2对草地贪夜蛾不同虫态的致病性研究

【目的】为明确莱氏绿僵菌Metarhizium rileyi FJMR2对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的生物防治潜力。【方法】在室内条件下,采用浸渍法测定了莱氏绿僵菌FJMR2对草地贪夜蛾卵、幼虫和蛹的致病性。【结果】当孢子浓度为2×10⁸孢子/m L时,草地贪夜蛾1-5龄幼虫和蛹的校正死亡率分别为100%、95.78%、87.15%、64.67%、38.00%和93.93%;草地贪夜蛾1-5龄幼虫和蛹的LC_(50)分别为3.12×108孢子/m L时,草地贪夜蛾1-5龄幼虫和蛹的校正死亡率分别为100%、95.78%、87.15%、64.67%、38.00%和93.93%;草地贪夜蛾1-5龄幼虫和蛹的LC_(50)分别为3.12×10⁴、7.94×104、7.94×10⁴、2.24×104、2.24×10⁶、2.13×106、2.13×10⁷、7.46×107、7.46×10⁸和1.25×108和1.25×10⁵孢子/m L。LT_(50)随孢子浓度的增大而缩短、随幼虫虫龄的增长而延长,当孢子浓度为2×105孢子/m L。LT_(50)随孢子浓度的增大而缩短、随幼虫虫龄的增长而延长,当孢子浓度为2×10⁸孢子/m L时,草地贪夜蛾1-5龄幼虫和蛹的LT_(50)分别为3.93、4.32、5.62、7.18、9.40和4.45 d。卵期为0 h和24 h的草地贪夜蛾卵经莱氏绿僵菌FJMR2浸渍处理后,孵化率分别为84.53%和89.77%,初孵化3 d的幼虫存活率分别为1.81%和3.02%,均显著低于对照组。【结论】莱氏绿僵菌FJMR2对草地贪夜蛾1-4龄幼虫和蛹具有较强侵染致病能力,同时显著降低卵的孵化率和初孵幼虫存活率。