1998—2017年祁连山南坡不同海拔、坡度和坡向生长季NDVI变化及其与气象因子的关系

祁连山是我国西北地区重要的水源涵养保护区,是我国地形第一、二阶梯分界线,对气候变化极其敏感。基于气温、降水量和归一化植被指数(NDVI)数据,使用趋势分析、小波分析和相关分析方法,结合数字高程模型(DEM)数据,从海拔、坡度和坡向的角度探讨祁连山南坡NDVI变化及其与气温和降水的关系。结果表明: 1998—2017年,祁连山南坡生长季NDVI整体呈增长趋势,增长趋势为0.023·10 a^-1。NDVI值在不同海拔、坡度和坡向上的变化存在差异性,NDVI值随海拔的升高呈先增后降趋势,海拔2700～3700 m区域的植被覆盖状况较好,＞4700 m区域的植被出现退化现象;NDVI值随坡度增加呈降低态势;NDVI值在坡向上的差异较小,但阳坡的植被覆盖状况好于阴坡。生长季NDVI与气温、降水的关系密切,生长季NDVI、气温、降水均具有14年的变化周期,而不同海拔、坡度、坡向的植被受到气温和降水的影响不同,海拔＜3700 m、＞4700 m区域、坡度＜25°区域和各坡向区域的植被均易受降水影响。     

三江源区退化高寒草甸蒸散特征及冻融变化对其的影响

蒸散(ET)是陆地生态系统水分收支的重要分量。为探究三江源区退化高寒草甸的蒸散特征,基于2016和2017年涡度相关和微气象系统的观测数据,定量研究了其生态系统的蒸散变化及其环境和生物因子的影响。为深入探讨不同时段的蒸散变化,根据土壤冻融状态和植被生长状况进一步将年蒸散划分为3个时段:冻结期、冻融交替期和消融期,其中在消融期中又划分出植物生长季(5—9月),并探讨了土壤冻融对年蒸散量的影响。结果表明:研究区2016和2017年的降水量分别为451.8 mm和442.3 mm,但2017年ET为485.6 mm,明显高于2016年的428.6 mm,两年ET的季节变化趋势相同,ET的最高值出现在生长旺季的7—8月,最低值出现在12月或1月,生长季ET分别占全年ET的73%和72%。2017年的冻结期和冻融交替期比2016年分别减少了8 d,2017年消融期的蒸散量比2016年增加了63.1 mm,其中生长季的蒸散量多36.3 mm。2016和2017年消融期的日蒸散速率分别为1.81 mm/d和1.97 mm/d,其中生长季为2.05 mm/d和2.29 mm/d,冻融交替期分别为0.97 mm/d和0.73 mm/d,而冻结期最低,分别为0.27 mm/d和0.33 mm/d。逐步回归分析结果表明:2016年净辐射(R_n)对ET的影响最大,其次是气温(T_a)和土壤含水量(SWC_5);2017年ET主要受R_n和T_a的影响。生长季和消融期的冠层导度(g_c)和解耦系数(Ω)明显高于其他两个时段,且2017年g_c和Ω值均高于2016年同期。本研究说明,由于辐射、温度等引起的冻融时间变化和植被的年际间差异,导致三江源区退化草甸各时段及年蒸散量出现明显的变化,该研究结果为全面探讨三江源区蒸散特征提供了参考。     

青藏高原特有属——固沙草属表型变异及其对环境因子的响应

该研究通过测量固沙草属(Orinus)3个物种(青海固沙草、固沙草和居间固沙草)的40个天然居群145个个体的22个表型性状,依据VIF膨胀系数筛选得到年平均降雨(MAP)等9个气候因子和海拔等因子,并采用冗余分析(db-RDA)考察不同物种、不同居群植物表型多样性与多元地理气候环境的关系,探讨该属植物表型多样性驱动机理。结果显示:(1)基于22个植物表型性状,固沙草属天然居群在组内最小方差(Ward)55时可归为2类,居群间表型性状不存在显著的空间自相关性(P 0.05),植物表型多样性高(Shannon-Wiener index,H:1.045～2.734),17个定量的表型性状变异系数(CV)平均值47.84%,而居群间小穗颜色多样性最低(H:0.170),证明固沙草属植物表型性状具有独特的环境响应模式。(2)巢式方差分析显示,固沙草属植物表型在居群间和居群内均存在丰富的变异(F 10,P0.01),旗叶、颖片和外稃分别是主成分分析中表型总变异的重要组成部分,表型分化系数居群间变异(71.10%)大于居群内(28.90%),固沙草属植物表型变异来源于居群间。(3)冗余分析结果表明,海拔(ALT)和年平均风速(Wind)是决定青海固沙草(O.kokonoricus)和固沙草(O.thoroldii)居群间表型差异性的主要影响因子;极端气候条件[最冷季平均温度(Bio9)和最干季降雨量(Bio14)]对固沙草居群间表型相似性起促进作用,相反干燥度指数(AI)与水气压(Vapr)对其差异性起促进作用;居间固沙草(O.intermedius)居群间表型差异受年均降雨(MAP)、潜在蒸散(PET)和水气压(Vapr)影响。研究认为,固沙草属植物天然居群之间表型变异反映出明显的地理气候变化趋势,这些表型变异是高山植物环境适应性的重要标志。     

青海湖流域植被碳利用效率时空动态研究

【摘要】植被碳利用效率(CUE)是度量生态系统植被固碳能力和效率的标尺, 对评估生态系统碳储量和揭示碳平衡机理具有重要意义。以青海湖流域为研究对象, 利用MOD17A2H数据估算了2000-2018年青海湖流域植被CUE, 揭示了植被CUE的动态变化特征, 并分析其影响因子。得到如下结果: (1)青海湖流域植被CUE年内变化表现为从3月开始逐渐增加, 6、7月达到最大, 然后减小; 年均植被CUE为0.58, 其值在0.55-0.63之间变化且呈略微下降趋势, 线性递减率为0.01 (10 a)–1; (2)青海湖流域内植被CUE呈现以青海湖为中心“高-低-高”的环带状空间分布特征, 其值在0.54-0.76之间变化(除水域之外), 且平均值为0.58; (3)青海湖流域植被CUE主要受气温和降水影响, 气温对植被CUE的影响较降水明显, 随气温升高和降水增加, 植被CUE呈减小趋势。研究结果可为明确该区碳循环过程中的源/汇问题提供数据支撑, 并为高寒内陆地区植被CUE的研究提供方法借鉴, 同时对理解全球变化和预测生态系统对全球变化的响应具有重要意义。     

根据外部形态特征试论披碱草属3组植物间的系统关系

通过对披碱草属中小颖组、宽颖组和长颖组种类外部形态的观察,总结了3组植物外部形态特征的异同,探讨了形态学特征的分类学意义。同时,根据3组植物外部形态性状—花序、小穗、小花、以及内稃的演化趋势,分析了各组的演化关系和系统位置。结果表明：小颖组最原始,宽颖组较进化,长颖组最高级;小颖组可能直接派生了较进化的宽颖组,并在宽颖组的基础上进而产生了最高级的长颖组。此外,本文对披碱草属参试种的系统关系也作了一定程度的探讨,结果显示圆锥披碱草最原始,墨西哥披碱草最进化,其余参试种居于两者之间。上述研究工作为整个披碱草属系统与进化方面的探讨提供了形态学方面的理论证据。     

豌豆过氧化氢酶在烟草叶绿体中的过量表达提高了植物的抗逆性

通过构建融合番茄RuBP羧化酶小亚基转运肽基因(rbcS-3)和CAT基因编码阅读框(ORF)的双元表达载体,采用农杆菌介导的叶圆盘转化法将融合基因转入烟草,使其能够定向导入叶绿体中发挥作用。在含有50mg/L潮霉素的培养基上筛选获得转CAT烟草30多个株系,并对其进行了分子生物学的验证和生理指标的检测。对获得的抗性植株用PCR、RT-PCR、植株总蛋白Western blot和叶绿体蛋白Western blot分析表明,目的基因已经整合到烟草基因组中,并能正常表达,且在叶绿体rbcS-3转运肽的作用下能定向进入叶绿体中。对转基因植株生理指标的检测发现,在20% PEG₆₀₀₀模拟干旱条件下,野生型烟草的相对电导率提高幅度为43.4%,而转CAT植株的相对电导率仅提高8.8%,表明在干旱胁迫下转CAT烟草的质膜透性小于野生型烟草;经20% PEG₆₀₀₀处理后,野生型和转CAT基因烟草的叶绿素含量都下降,下降幅度分别为68.0%和20.4%;另外,经20% PEG₆₀₀₀处理的野生型烟草叶片的Fv/Fm下降幅度为5.3%,而转CAT基因烟草叶片的Fv/Fm下降幅度0.9%,这些结果表明,在叶绿体中过量表达CAT对干旱胁迫下的细胞质膜、叶绿素和PSⅡ具有一定的保护作用。此外,经150 μmol/L百草枯处理后发现,处理3h后,野生型烟草和转CAT烟草的相对电导率分别比对照提高67.9%和13.5%,而野生型和转CAT烟草的Fv/Fm都下降,降幅分别为23.7%和3.9%,这表明在百草枯氧化胁迫下转CAT烟草的质膜和PSⅡ的损伤程度都小于野生型烟草。总之,豌豆CAT基因在烟草叶绿体中过量表达,提高了转基因烟草的抗旱性和抗氧化性。     

青海地区不同品种青稞中B族维生素含量分布

利用HPLC法对青海不同产地的15个不同品种青稞中6种B族维生素质量分数进行了测定.结果表明:15个不同品种的青稞,除叶酸(未检出)、VB12(含量较少)外,其余4种所测B族维生素含量均较丰富.其中称多产的二道眉黑青稞VB总量最高,可达0.10842 mg·g-1,民和产的长芒黄脉青稞VB总量最低,为0.03892 m...     

地木耳多糖的提取与纯化研究

对地木耳采用水提醇沉法获得的地木耳多糖粗提取物,采用Sevage法脱蛋白质、醇沉,干燥得粗多糖,进一步用DEAE-52纤维素柱层析分离纯化,用纸色谱和琼脂糖凝胶电泳对洗脱组分进行纯度鉴定。结果表明：Sevage法脱蛋白7次可脱除94%的蛋白质,多糖得率为13.75%。DEAE-52纤维素柱层析后得到10种组分,浓缩干燥后得到白色粉末状多糖组分,每个组分经过纯度鉴定后均为单一的多糖。选择水和NaC l溶液为洗脱剂的温和条件分离纯化多糖效果较好。     

HPLC测定不同海拔小叶金露梅17种氨基酸含量

目的:建立高效液相色谱法测定小叶金露梅中17种氨基酸含量的方法。方法:采用N,N-二硝基氟苯柱前衍生氨基酸后测定;色谱柱为Phenomenex Gemini 5μC18,流动相为醋酸钠(pH=6.40)和50%乙腈,采用梯度洗脱,检测波长为360nm,外标法计算含量。结果:17种氨基酸线性关系、精密度、稳定性、重复性良好,加样回收率为97.4%～102.8%(RSD为1.21%～2.5%)。各海拔的氨基酸总量范围是10%～14.79%,在不同海拔小叶金露梅中氨基酸平均质量分数顺序为亮氨酸>天冬氨酸>异亮氨酸>组氨酸>丝氨酸>精氨酸>丙氨酸>苯丙氨酸>缬氨酸>谷氨酸>脯氨酸>甘氨酸>赖氨酸。小叶金露梅含有7种必需氨基酸,它们的含量均大于48%。本方法简便、准确,为小叶金露梅药理提供理论依据。     

最优化制备沙棘膏工艺研究

沙棘果为制备沙棘膏的原料,以沙棘膏中总黄酮含量为考察影响工艺因素的指标,通过单因素试验和正交试验,确定最优化制取沙棘膏工艺为:料液比1∶20(g/mL),温度75℃,提取溶剂为80%乙醇,综合考虑成本因素,提取时间4 h。按照该工艺沙棘膏中总黄酮的得率为15.64%。