天山北坡积雪消融对不同冻融阶段土壤温湿度的影响

积雪作为一种特殊的覆被,直接影响着土壤温度、土壤水分分布及其冻结深度、冻结速率等,影响当地的生态水文过程。利用2017年11月1日至2018年3月31日天山北坡伊犁阿热都拜流域的土壤含水率资料,划分土壤不同冻融阶段,结合积雪不同阶段,进而分析积雪消融对季节性冻土温湿度的影响。结果表明:在整个土壤冻融期间,土壤温湿度的变化取决于积雪深度、大气温度和雪面温度的高低,且与其稳定性有关。土壤冻结阶段,土壤温湿度持续下降,表层土壤温湿度受气温影响较大,且波动明显,而深层土壤的温湿度变化平缓;土壤完全冻结时,有稳定积雪覆盖,由于积雪的高反射性、低导热性,影响着地气之间的热量传递,因此土壤的温湿度变化较为平稳,积雪有一定的保温作用;冻土消融阶段,气温回升,积雪消融,地表出露,各层土壤温度随气温变化而变化,且越靠近地表,土壤温度越高,变幅越大,与冻结期完全相反。由于融雪水的下渗,土壤湿度快速增加。进一步分析积雪与土壤温湿度的相关性得出,积雪对土壤温湿度的影响分不同时期,对土壤温度的影响主要在积雪覆盖时,对土壤湿度的影响主要是在积雪消融时期,这对于研究该地生态水文循环及后续融雪性洪水的模拟与预报具有一定的参考价值。     

地下结实植物白番红花的繁育系统与传粉生物学

地下结实是植物用来防御不利环境的一种策略, 研究地下结实植物的繁殖特性, 可以揭示它们的繁殖对策多样性, 对于探讨环境选择压力对其繁育系统及后代适合度的影响具有重要意义。白番红花(Crocus alatavicus)是一种分布在天山西部亚高山带、具地下芽和地下结实特性的早春短命植物。我们采用野外观测和统计分析方法, 对该物种的繁育系统与传粉生物学及其对亚高山环境的适应进行了研究。研究结果表明: 白番红花具有先花后叶的特性, 于4月上中旬始花, 呈爆发式开花式样; 花白色, 无花蜜无气味; 开花时, 下位子房位于地下, 花蕾在地上开放并随光照变化而开闭; 单花花期为6–9 d, 花萎蔫时花粉活性仍保持在75.39±5.69%, 柱头可授期为8 d。人工授粉实验结果显示, 该物种属于兼性异交繁育系统, 且具有自主自花授粉能力。白番红花属于泛化传粉系统, 鲁熊蜂 (Bombus lucorum)、老条蜂 (Anthophora senilis)和黄腹地花蜂 (Andrena capillosa)是有效传粉昆虫, 通过采食花粉进行传粉, 访花频率分别为0.50±0.27次•花–1•h–1、0.18±0.08次•花–1•h–1和0.13±0.05次•花–1•h–1。在天山西部亚高山早春环境中, 白番红花不仅利用其开花式样、泛化传粉系统及早春空白生态位来提高传粉效率, 而且通过自交亲和及主动自花授粉等繁育系统特征来弥补传粉昆虫少及访花频率低的不足, 从而保障繁殖成功。     

天山北坡经济带棉花播期对气候变暖的响应

利用1971—2010年天山北坡经济带棉区11个代表站的气象资料,采用气候倾向率、t 检验和IDW插值方法,分析了棉区3月下旬至4月下旬各旬平均气温和≥12 ℃初日的时空变化对棉花播期的影响.结果表明： 研究期间,天山北坡经济带 3月下旬、4月上、中、下旬平均气温分别以0.8、0.5、0.1和0.5 ℃·(10 a)^-1的倾向率呈增加趋势,但是≥12 ℃初日却以-0.5 d·(10 a)^-1的倾向率呈提前趋势.各气象要素均在20世纪90年代发生突变,突变年后3月下旬、4月上、中、下旬平均气温依次增加2.5、1.9、1.1和1.5 ℃,分别达到7.2、10.0、13.2和15.6 ℃.3月下旬至4月下旬各旬平均气温的高值区普遍位于天山北坡东部棉花主产区的乌苏市、沙湾县和玛纳斯县站点周围,而低值区基本在东部的乌鲁木齐市附近.≥12 ℃初日的空间分布具有地区差异性,研究期间,初日日序较早的区域由精河县向西扩展到棉花主产区玛纳斯县周围,而日序较晚的区域从乌鲁木齐市以南的大部区域缩小至乌鲁木齐市周围.随着突变年后≥12 ℃初日逐年提前,大部县市棉花适宜播期在4月22—28日,采用地膜播种可使适宜播期提前至4月15—21日.     

基于MODIS数据的天山区域地表温度时空特征

基于2001-2013年MODIS地表温度产品及TM影像遥感解译的土地利用类型数据,对天山区域地表温度时空特征进行分析.结果表明: 2001-2013年,研究区地表平均温度达1.73 ℃,呈东高西低的特点,西北部分地区的地表温度年际变化幅度明显高于其他地区,局部地区在0.55 ℃以上;地表温度呈逐年缓慢增加趋势,增加率为0.147 ℃·a^-1,季节性差异明显,冬季地表温度波动幅度较大,变异系数达12.7%,地表温度的差异白天大于夜晚,夏季明显高于其他季节;不同土地利用类型的地表温度之间存在差异,与对应像元的归一化植被指数之间存在不同的拟合效果.随着植被盖度的增加,林地、草地地表温度下降明显,归一化植被指数每下降0.1时,林地和草地的地表温度降幅为3.74、5.04 ℃;受人为活动影响较多的城镇用地和农地的地表温度与归一化植被指数之间的敏感性高于其他土地利用类型.     

天山雪莲未知蛋白基因的克隆及其耐铝特性分析

从天山雪莲叶片低温诱导的cDNA文库中克隆了一个未知蛋白基因(SikSD-82)cDNA全长序列。生物信息学分析表明SikSD-82基因共编码262个氨基酸,具有小麦铝诱导蛋白Wali7的保守结构域,属Gn_AT_Ⅱ家族的可溶性蛋白;其氨基酸序列与蓖麻的茎部特异性表达蛋白相似性最高为60.89%;进化树分析显示,该蛋白与番茄的茎部特异性表达蛋白关系最近。亚细胞定位结果表明,SikSD-82蛋白主要定位于细胞核。在铝胁迫条件下,转SikSD-82烟草幼苗根的伸长明显优于野生型,根部铝离子和丙二醛含量均显著低于野生型烟草,转SikSD-82烟草显示出较强的耐铝性。     

夏干萨特树轮年表中降水信息的探讨与326年降水重建

夏干萨特位于新疆天山中段乌鲁木齐河山区,在此干旱,半干旱地区的森林下限所采集的天山云杉（Picca schrenkinna var.tianschanica)树轮样本建立的树轮宽度年表具有最大的平均敏感度和最大的标准关蓄意助记词件表可能含有最多的降水信息,利用相关分析的方法计算了年轮宽度指数和气候要素间的相关关系,发现5月份的降水与年表的相关最好,进一步计算了旬降水量与年表的相关关系,发现5月下旬的降水与年表的单相关系灵敏最高,5月下旬的降水是森林下限云杉生长的主要限制因子,这一结果具有明确的树木生理学意义,云杉直径生长主要在5-8月份,其中5-6月份形成大约一半的年轮,5月下旬位于年轮形成关键时段的中部,为轮宽形成的最活跃期,同时5月下旬降水的大变率与夏干萨特年表的高敏感度相一致,从另一角度说明了5月下旬降水作为森林下限天山云杉生长关键限制因子的适当性,重建了大西沟气象站5月下旬326a的降水并分析了其长期变化特征,发现320多年来的5月下旬降水分为8个完整的干湿变化阶段,其中最干期出现在1701-1722年,最湿期出现在1961-1981年,降水序列具有显著的64,32,22,14,5和11a变化周期,其中的22a及11a周期与太阳黑子的活动周期相一致,利用方差分析方法进行了未来干湿变化趋势的预测,发现2001-2007年以降水偏少为主,而2008-2015年以偏多为主,这对于北疆重要粮食作物冬小麦的长期产量预报及种植规划具有重要意义。     

我随老公天山行

2001年5月老公冯刚在《人与生物圈》杂志、北京动物园、新疆乌鲁木齐市教委联合赞助下,在北京动物园成功举办了“冯刚新疆野生动物摄影展”。影展期间与江铃汽车集团副总裁赵卫东先生的巧遇,使做梦也没想到的一个神话降临在老公身上。赵卫东先生说:“我要送你一辆车!” 8月6日,一辆轻便、外型美观且性能极佳的“陆风”牌小型越野车开到了冯刚的单位——乌鲁木齐市第六中学。     

天山雪莲冷调节蛋白基因siCOR转化烟草植株的抗旱性分析

冷调节蛋白(cold regulated proteins, CORPs)是植物在冷驯化下产生的特异性蛋白, 与植物的抗寒性密切相关。然而, 大量研究表明, 绝大多数植物冷诱导基因同样会响应水分胁迫。采用半定量RT-PCR分析天山雪莲(Sasussured involucrata)冷调节蛋白基因siCOR的表达, 结果表明siCOR是一个受干旱胁迫诱导表达的基因。为研究siCOR基因是否与抗旱性相关, 以siCOR转基因烟草为研究材料, 利用水分胁迫处理进行抗旱性分析。结果表明与野生型(wild-type, WT)相比, 转siCOR植株叶片萎蔫较迟且程度较轻, 复水后恢复快且较完全; 其叶片相对含水量和PSII相对量子产率的降低幅度、相对电导率和丙二醛含量的升高幅度均低于野生型烟草植株。采用PEG6000模拟干旱胁迫, 发现转siCOR植株T3代种子的萌发率较高, 主根生长的受抑制程度较野生型轻。以上结果表明, siCOR基因在植物对干旱胁迫的响应中起重要作用。     

中国天山花楸适生区预测及其对气候变化的响应

气候变化对物种分布的影响是生物地理学研究的热点问题之一。以我国新疆民族药用植物天山花楸为研究对象, 基于69条分布记录和筛选后的7个环境变量, 利用Maxent模型对该物种当前和未来的适生分布区进行预测, 综合应用气候变量的贡献率及置换重要值比较、刀切法(Jackknife)评估制约天山花楸现代分布的主要因子, 并探讨未来不同气候情景下该物种分布格局的变化趋势。结果表明: 现代适宜分布区主要集中在新疆西北部、青海东部、甘肃中部及宁夏、陕西、山西的部分区域; 影响天山花楸地理分布的主要气候因子为降水和气温, 且降水因子更重要; 未来气候变暖趋势下天山花楸适生区向高纬度地区移动。到21世纪50年代, 天山花楸适生区面积在RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5的情景下均有所增加, 到70年代时增幅有所降低, 在中、高浓度情景下减幅更大。上述研究结果对于在适生区开展天山花楸资源保护和引种栽培具有重要的指导意义。     

天山云杉种子形态性状的地理变异

以新疆天山山脉从西到东不同经度3个地点(昭苏、天池和奇台)的天山云杉林为对象,沿海拔梯度采集不同地点的天山云杉球果,分析其种子性状(种鳞长、种鳞宽、种鳞长宽比、种翅长、种翅宽、种翅长宽比、种子长、种子宽和种子长宽比)的变化.结果表明: 随海拔的升高,天山云杉种子性状(种子宽除外)总体呈现下降的趋势;除种翅宽、种子宽和种子长宽比与海拔的相关性不显著外,种子其他性状与海拔均呈显著负相关;种鳞长、种鳞宽、种鳞长宽比与经度呈现显著正相关;种鳞长、种鳞长宽比、种翅长宽比与坡度呈显著负相关;除种翅宽外,种子其他性状与坡向相关性均不显著.海拔是影响天山云杉种子的种鳞长、种鳞长宽比和种翅长宽比的主要因子.