Identification of drought tolerant Chickpea genotypes through multi trait stability index

Drought is a major and constantly increasing abiotic stress factor, thus limiting chickpea production. Like other crops, Kabuli Chickpea genotypes are screened for drought stress through Multi-environment trials (METs). Although, METs analysis is generally executed taking into account only one trait, which provides less significant reliability for the recommendation of genotypes as compared to multi trait-based analysis. Multi trait-based analysis could be used to recommend genotypes across diverse environments. Hence, current research was conducted for selection of superior genotypes through multi-trait stability index (MTSI) by using mixed and fixed effect models under six diverse environments. The genotypic stability was computed for all traits individually using the weighted average of absolute scores from the singular value decomposition of the matrix of best linear unbiased predictions for the genotype vs environment interaction (GEI) effects produced by a linear mixed-effect model index. A superiority index, WAASBY was measured to reflect the MPS (Mean performance and stability). The selection differential for the WAASBY index was 11.2%, 18.49% and 23.30% for grain yield (GY), primary branches per plant (PBP) and Stomatal Conductance (STOMA) respectively. Positive selection differential (0.80% ≤ selection differential ≤ 13.00%) were examined for traits averaged desired to be increased and negative (-0.57% ≤ selection differential ≤ -0.23%) for those traits desired to be reduced. The MTSI may be valuable to the plant breeders for the selection of genotypes based on many characters as being strong and simple selection process. Analysis of MTSI for multiple environments revealed that, the genotypes G20, G86, G31, G28, G116, G12, G105, G45, G50, G10, G30, G117, G81, G48, G85, G17, G32, G4, and G37 were the most stable and high yielding out of 120 chickpea genotypes, probably due to high MPS of selected traits under various environments. It is concluded that identified traits can be utilized as genitors in hybridization programs for the development of drought tolerant Kabuli Chickpea breeding material.     

神农架常绿落叶阔叶混交林凋落物动态及影响因素

凋落物是陆地生态系统的重要组成部分, 凋落物动态特征可以反映出生态系统的存在状况以及环境对植被的影响作用。为探究北亚热带常绿落叶阔叶混交林凋落物产量及现存量的动态及其影响因素, 该研究观测了神农架地区一处典型植被2009-2015年的凋落物产量及现存量, 据此分析其动态特征及其与气象因素的关系。研究结果表明: 该森林凋落物平均年产量及现存量分别为5.94 t·hm ^-2和10.46 t·hm ^-2, 2009至2014年均无明显年际变化趋势, 但在2015年均显著降低, 且当年倒春寒天数显著高于其他年份; 季节动态变化呈现双峰型, 峰值分别出现在3-5月和10月; 凋落物月产量与当月的前第1-4个月的月平均气温正相关, 与当月的前第8-10个月的月平均气温负相关, 且与当月的前第6-7及第10个月的月平均相对湿度负相关; 凋落物产量季节性指数平均值为0.032, 与年平均气温显著正相关。可见, 长时间倒春寒现象会显著影响凋落物年产量及现存量, 月平均气温和相对湿度对凋落物产量季节动态的影响有明显的滞后性, 且年平均气温对北亚热带主要森林类型的凋落物产量季节性指数有显著影响。     

北疆地区15种豆科植物种子对绵羊消化道作用的响应

为揭示北疆地区豆科植物种子对绵羊消化道作用的响应, 采集了北疆地区天然草地中常见的15种豆科植物种子。首先测定种子的长、宽、厚和质量, 并计算种子的形状指数。其次, 用种子饲喂绵羊, 收粪试验在种子摄食后的第6、12、24、36、48和72 h进行, 测定种子经绵羊消化道作用后的回收率、种子在绵羊消化道内的平均滞留时间以及消化道作用前后种子的萌发行为, 并研究了种子大小及形状指数对平均滞留时间和种子回收率的影响。结果如下: 15种植物种子质量在1.50-37.68 mg之间, 形状指数在0.001-0.12之间, 均为中等或较大类型的球(圆)形种子; 种子被绵羊采食后的排放动态符合高斯模型: Y = 0.02 + 0.74e ^{-0.5(( X - 29.61)/9.41)2}, 种子排放高峰期集中在采食后的24-36 h时间段内; 种子回收率最大的是洋甘草(Glycyrrhiza glabra)(39.25%), 最小的是草木犀(Melilotus officinalis)(4.28%); 平均滞留时间最长的是草木犀(37.19 h), 最短的是新疆棘豆(Oxytropis sinkiangensis)(22.33 h); 种子回收率与种子大小和形状指数之间分别具有符合形如Y = 6.45 + 2.05X - 0.04X ²和Y = 2.59 + 36.97e ^{-24.47 X}的函数关系模型; 平均滞留时间与种子大小和形状指数之间分别具有符合形如Y = 12.48 + 37.44e ^{-0.07 X}和Y = 3.93 + 2055.33X - 21757.99X ²的函数关系模型, 此结果表明, 较大、较小和形状不规则的豆科种子较易被绵羊消化和排泄。经绵羊消化道作用后, 多叶锦鸡儿(Caragana pleiophylla)种子的萌发率由消化前的96.22%显著降低至35.17%, 野火球(Trifolium lupinaster)和狐尾黄耆(Astragalus alopecurus)种子萌发率和消化前相比差异不显著, 其余12种种子的萌发率均显著提高(p < 0.05)。     

Micro-habitat niche differentiation contributing to coexistence of Eucryptorrhynchus scrobiculatus Motschulsky and Eucryptorrhynchus brandti (Harold)*

Temporal, spatial, and trophic niche differentiation usually occurs among species living in similar habitats which can reduce interspecific competition under limited resources. Eucryptorrhynchus scrobiculatus and Eucryptorrhynchus brandti are sympatric and closely related species and are host-specific to Ailanthus altissima (Mill.) Swingle in China. However, the possibility of niche differentiation between the two species is not clear. Therefore, we investigated the density of the two weevils temporally, spatially, and trophically (plant parts of A. altissima) at Lingwu farm and Haojiaqiao town, Lingwu city, Ningxia Hui Autonomous Region. No differences were found in temporal Levin’s niche breath index values ranging from 3.74 to 3.95 and temporal Pianka’s niche overlap values (0.98–0.99). There was little differentiation in the vertical spatial niche. The vertical distribution of E. scrobiculatus was mainly located from 0?cm (ground) to over 250?cm on tree-of-heaven. Eucryptorrhynchus brandti was found predominantly from 0.1 to 50?cm to over 250?cm on tree-of-heaven. The overlap of the cardinal direction spatial niche was 0.90–0.98, indicating no significant overlap in the cardinal direction at Lingwu farm and Haojiaqiao town. Significant differentiation of trophic niche occurred with E. scrobiculatus feeding on 1-year-old branches, perennial branches, and petioles, while E. brandti feed on the stem.     

基于PSR的黄河河口区生态系统健康评价

根据压力-状态-响应(PSR)框架模型,从广义上定义河口区生态系统,将河口及毗邻的陆域、海域生态系统作为一个整体,从压力指标、状态指标、响应指标3个方面构建了黄河河口区生态系统健康评价的指标体系,以研究区1991年数据和相关国家标准为基准,2013年代表现况,利用综合指数法(CEI)评价了黄河河口区的生态系统健康状况。结果显示:黄河河口区生态系统健康评价的响应指数最高(0.9055),压力指数居中(0.8288),状态指数最低(0.6458),综合指数为0.7427。总体来看,与1991年相比,目前黄河河口区生态系统仍处于"健康"状态,但健康状况明显下降,其中状态指数下降最为严重。从区域轻度开发到人类活动强烈干扰阶段,黄河河口区存在过度捕捞、湿地不合理开发、浅海养殖过度及污染物排放等一系列影响生态系统健康的问题,应进行区域的生态恢复和科学管理。     

市县土地生态-生产-生活承载力测度指标体系及核算模型解析

土地同时具有生态功能、生产功能和生活功能,相应地具有生态-生产-生活综合承载力,土地生态承载力、生产承载力和生活承载力是一个相互支持、相互依存的有机整体。土地生态-生产-生活系统承载力是指土地资源与生态环境的供容能力、经济活动能力和满足一定生活水平人口数量的社会发展能力的有机综合体,由处于支持层的生态承载力和处于表现层的生产承载力和生活承载力三部分组成,简称土地"三生"承载力。以党的"十八大"报告提出的"优化国土空间开发格局,促进生产空间集约高效,生活空间宜居适度,生态空间山清水秀"为目标,分析了土地生态-生产-生活综合承载力的基本构成及作用机制,在此基础上,以县级尺度作为测度对象,通过多方案比选,构建了由1个一级指标、3个二级指标、21个三级指标构成的土地生态-生产-生活综合承载力测度指标体系,给出了不同层级具体指标的量化辨识方法;进一步优选出土地生态-生产-生活综合承载力核算的SD情景模型。该研究从理论上旨在为推进国土生态、生产、生活空间集约高效利用提供科学判据,为开展全国市县尺度的土地综合承载力监测预警提供定量的科学依据。     

香溪河水生昆虫功能性状及功能多样性空间格局

近年来,生物多样性研究已从群落物种多样性拓展至功能多样性层面,使用功能性状表征功能组成及功能多样性是当前底栖动物生态学研究的热点之一。物种功能性状对环境变化敏感,对群落和种群沿环境梯度的演替具有许多潜在的指示作用。为了解香溪河水系水生昆虫功能性状空间分布格局及环境因子对功能多样性的影响,于2005年12月及2006年1月、2月对该水系的香溪河、九冲河、高岚河、古夫河4条河流的水生昆虫进行了调查,并对理化指标进行了测定;参考相关文献资料,本研究选择化性、漂移性、游泳能力、吸附能力、形状、个体大小、流态偏好、温度偏好、生活型、营养习性等10个功能性状纳入分析。研究结果发现,香溪河水系共鉴定水生昆虫127种,四节蜉(Baetis sp.)、高翔蜉(Epeorus sp.)、短尾石蝇(Nemoura sp.)为区域优势分类单元,相对丰度分别为38.6%、9.1%、6.7%;4条河流间优势物种组成差异较大。10个功能性状中相对丰度最高的等级性状分别为1世代/a(Volt2)、高漂移率(Drft3)、无游泳能力(Swim1)、无吸附能力(Atch1)、流线型(Shpe1)、小型个体(Size1)、沉积/侵蚀流态兼好型(Rheo2)、广温型(Ther2)、附着型(Habi4)、收集者(Trop1);单因素方差分析及独立样本T检验表明,化性、附着能力、大小、流速偏好、温度偏好、漂移性、生活型、营养习性等性状级别间差异显著,而游泳能力、形状性状等级间无显著差异。对10个功能性状的33个等级性状在4条河流间相对丰度的差异性进行研究,结果发现,Volt1、Drft2、Swim2、Atch1、Atch2、Size3、Rheo1、Ther3、Habi2、Habi3、Trop3、Trop5等12个等级性状相对丰度在4条河流间差异显著。功能性状多样性、树状图功能多样性用来描述4条河流功能多样性,结果表明,功能性状多样性指数均值在古夫河、高岚河、九冲河、香溪河分别为2.8、3.2、6.9和5.4;树状图功能多样性指数均值在分别为4.8、5.7、11.1、8.8。功能冗余度均值在4条河流分别为2.9、3.4、4.6、3.9。运用逐步回归分析功能多样性、功能冗余度与环境参数的关系,结果表明,功能性状多样性指数受总氮、水深影响显著;树状图功能多样性指数受总氮、水深、流速影响显著;功能冗余度指数受硝态氮、溶解氧、二氧化硅影响显著。     

水东湾海域浮游植物潮汐分布特征及其与环境因子的关系

2014年秋、冬两季,每个季节在大潮期和小潮期对水东湾海域浮游植物群落结构和环境因子进行了调查,共鉴定出4门57属134种。其中硅藻门42属106种,占浮游植物种类数的79.1%;甲藻门13属26种,占浮游植物种类数的19.4%;蓝藻门1属1种,占浮游植物种类数的0.8%;针胞藻纲1属1种,占浮游植物种类数的0.8%。优势种15种,主要为尖布纹藻Gyrosigma aluminatum、圆海链藻Thalassiosira rotula、中肋骨条藻Skeletonema costatum、丹麦细柱藻Leptocylindrus danicus和舟形鞍链藻Campylosira cymbelliformis等。4个航次共有种类数在18—40种,Jaccard种类相似性指数范围在0.200—0.404,多样性指数和均匀度平均值分别为2.60和0.60。秋季大、小潮期多样性指数差异较显著(P0.05),冬季细胞丰度、多样性指数和均匀度大、小潮期均无明显差异。浮游植物细胞丰度变化范围为0.95×10~4个/L—28.0×10~4个/L,平均为6.86×10~4个/L,平均丰度冬季小潮期(9.46×10~4个/L)秋季小潮期(7.56×10~4个/L)冬季大潮期(5.97×10~4个/L)秋季大潮期(4.44×10~4个/L)。主成分分析(PCA)表明:盐度和营养盐可能是影响水东湾海域生态环境的主导因子。对水东湾海域浮游植物群落结构与主要环境因子进行Spearman相关性分析,细胞丰度与盐度在秋季大、小潮期为负相关,在冬季大、小潮期呈显著正相关;与无机氮和磷酸盐在冬季大、小潮期呈极显著负相关,在秋季大、小潮期均无相关性。冬季小潮期水温与多样性指数、均匀度和细胞丰度均呈正相关;从测定结果来看浮游植物细胞丰度、多样性指数和均匀度与叶绿素a含量均无统计学意义上的相关性。     

不同经营方式下毛竹光合特性分异研究

林木经营方式与林内光照、温度、水分及养分格局关系密切,影响到植株的光合水平。为探明毛竹对不同经营方式的光合响应特性,以安徽省黄山区3种经营方式下的5类毛竹林为对象开展研究,即:粗放经营(Ⅰ)、一般经营(Ⅱ)和集约经营(Ⅲ-挖冬笋量10%—15%,、Ⅳ-挖冬笋量15%—20%、Ⅴ-挖冬笋量约10%,每年9月施氮肥)。结果表明:1)不同经营方式下毛竹的叶面积指数(LAI)和SPAD值间存在显著差异,随经营程度的增加,LAI和SPAD值波动增大。2)光响应曲线变化趋势基本一致,非直角双曲线拟合良好,方程决定系数均大于0.96,随光合有效辐射(PAR)增强,净光合速率(P_n)、气孔导度(C_d)、蒸腾速率(T_r)、胞间二氧化碳浓度(C_i)随之降低,非集约经营(Ⅰ、Ⅱ)的总体变化水平高于集约经营下的Ⅳ和Ⅲ,但集约经营下的Ⅴ则与Ⅰ、Ⅱ趋势更接近,说明适当补充养分(Ⅴ)的集约经营能有效提高毛竹对光能的利用能力。3)光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)3个参数均最大或最小的两种经营方式下,毛竹林具较高的适应性,表现为最大净光合能力(P_(nmax))显著高于其它经营方式毛竹林,由此推断,粗放经营(Ⅰ)或有效补充林地养分的集约经营(Ⅴ)的毛竹具有较高的光合能力。     

不同水盐梯度下功能多样性和功能冗余对荒漠植物群落稳定性的影响

功能多样性和功能冗余是物种多样性的两个组成部分,也是影响群落稳定性的两个重要因素。基于不同水盐梯度下植物功能多样性、功能冗余、物种多样性和群落稳定性及其相关关系的计算结果,分析功能多样性和功能冗余对群落稳定性的影响,结果表明:(1)功能多样性、物种多样性和群落稳定性均表现为高水高盐和中水中盐群落显著高于低水低盐群落(P0.05);(2)高水高盐群落,功能多样性与物种多样性的相关系数小于功能冗余与物种多样性的相关系数,且功能多样性与稳定性的相关系数也小于功能冗余与稳定性的相关系数,而中水中盐和低水低盐群落的相关系数则呈现相反的规律;(3)中水中盐和低水低盐群落的功能多样性的标准化偏回归系数均大于功能冗余的标准化偏回归系数;(4)典范对应分析中,土壤含水量可以解释总特征根的22.7%,而土壤含盐量仅可以解释总特征根的1.3%;(5)高水高盐群落的稳定比最接近20/80,稳定性最高;低水低盐群落远离20/80,稳定性最低。改进后的Godron稳定性测定方法与物种种群密度变异系数方法得出的结果相同。综上可知,功能多样性和功能冗余两者中与物种多样性关系更为密切者对群落稳定性的影响也越大,且两者均可提高群落稳定性,也就证明冗余假说在温带干旱荒漠区域的隐域性植物群落中是成立的;群落稳定性、功能多样性、功能冗余及物种多样性主要是受土壤含水量的影响,土壤含盐量对其影响较小。