2001—2009年中国碳排放与碳足迹时空格局

碳排放引发的全球变暖给自然环境及人类社会都带来了显著影响,而碳足迹可以衡量自然生态系统对人类活动碳排放的响应。为研究自然-社会二元系统碳动态,基于MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)数据和统计资料计算2001—2009年中国陆地植被净初级生产力、能源消费碳排放、碳足迹和碳赤字;在GIS(Geographic Information System)技术支持下,运用空间自相关分析方法讨论其时空格局;据此划分生态经济区。结果表明:(1)2001—2009年全国植被净初级生产力(Net Primary Production,NPP)平均值为3.32 Pg C/a(1 Pg=1015g),呈西南地区东南沿海华中、华东地区东北、华北地区西北地区的空间格局;(2)2001—2009年全国能源消费碳排放逐年增加,年均增长率16.7%,多年平均值2.53 Pg C/a,呈东部中部西部的空间格局;(3)2001—2009年全国碳足迹逐年增加,年均增长率14.7%,多年平均值6.98×106km2;具有正碳赤字(即碳源)的省份为山西、环渤海地区各省、长三角地区各省、广东;相邻省份碳赤字的相对大小由于互相影响而改变;(4)全国分为中东部、南部、北部、西部四个生态经济大区。研究结果直观揭示了中国碳排放和碳足迹的时空动态,为实现自然-社会二元系统的可持续发展提供科学依据。     

小鼠睾丸注射不同转染试剂和注射方法对外源基因表达的影响

为探讨不同转染试剂(LipofectamineTM LTXPLUSTM、Lipofectamine2000和纳米化聚酰胺-胺型树枝状聚合物(PAMAM-D))和睾丸注射方法 (睾丸网注射、曲精细管注射和间质注射)对转基因小鼠生产效率的影响,将pEGFP-C1质粒分别与不同转染试剂混合后,按照不同的注射方法注入小鼠睾丸内,30 d后检测小鼠精子密度、活力、精子阳性率以及配种后仔鼠转基因阳性率。结果 3种转染试剂对小鼠繁殖性能影响由小到大依次为LipofectamineTM LTXPLUSTM、Lipofectamine 2000和PAMAM-D。转染后LipofectamineTM LTXPLUSTM、Lipofectamine 2000和PAMAM-D组精子的GFP阳性率分别为35.65%±0.69%、12.86%±0.35%和10.04%±0.20%。配种后仔鼠的PCR阳性率分别为29.17%、13.70%和5.88%。3种不同注射方法对小鼠睾丸都造成损伤,由小到大依次为睾丸网注射、曲精细管注射和睾丸间质注射,三者的阳性精子比例分别为35.13%±1.727%、15.13%±1.457%和0%,配种后仔鼠的PCR阳性率分别为33.3%、12.5%和0%。结果表明,LipofectamineTM LTXPLUSTM和睾丸网注射对小鼠睾丸的损伤最小,并能获得较高的转染效率。     

林地叶面积指数遥感估算方法适用分析

叶面积指数是与森林冠层能量和CO2交换密切相关的一个重要植被结构参数,为了探讨估算林地叶面积指数LAI的遥感适用方法和提高精度的途径,利用TRAC仪器测定北京城区森林样地的LAI,从Landsat TM遥感图像计算NDVI、SR、RSR、SAVI植被指数,分别建立估算LAI的单植被指数统计模型、多植被指数组合的改进BP神经网络,获取最有效描述LAI与植被指数非线性关系的方法并应用到TM图像估算北京城区LAI。结果表明,单植被指数非线性统计模型估算LAI的精度高于线性统计模型;多植被指数组合神经网络中,以NDVI、RSR、SAVI组合估算LAI的精度最高,估算值与观测值线性回归方程的R2最高,为0.827,而RMSE最低,为0.189,神经网络解决了多植被指数组合统计模型非线性回归方程的系数较多、较难确定的问题,可较为有效的应用于遥感图像林地LAI的估算。     

三江平原农田土壤跳虫多尺度空间自相关性

土壤动物多尺度空间自相关性特征是土壤动物空间异质性和空间共存格局研究的重要基础。以土壤跳虫为研究对象,以中国科学院三江平原沼泽湿地生态实验站为研究区,于2011年8月和10月,选取具30 a以上耕作历史的旱地为实验样地,以5 m为步长设置一个50 m×50 m的实验样地,采用地统计中的全局Moran's I指数和局部Moran's I指数相结合的方法,研究土壤跳虫多尺度空间自相关性特征。全局空间自相关结果表明,土壤跳虫群落总密度和多数跳虫种类存在显著的多尺度空间自相关特征,多数为显著的正的空间自相关性,形成明显的空间集群。局部空间自相关结果表明,土壤跳虫群落总密度和所有跳虫种类均存在显著的局部空间自相关性,在局部地区形成"高—高"和/或"低—低"的空间集群,并和"高—低"和/或"低—高"的空间孤立区相伴发生,即形成"斑块"和"孔隙"相间分布的水平镶嵌格局;这种镶嵌格局具一定的时间动态特征,从夏季到秋季斑块大小和空间分布范围略有变化。研究表明,土壤跳虫具有明显的多尺度空间自相关性;空间集群是土壤跳虫的常见空间分布格局,在样地内形成"斑块"和"孔隙"相间分布的水平镶嵌格局,这种格局具年内时间变异性。     

不同浓度和形态磷处理下内生真菌感染对高羊茅的影响

以感染内生真菌(endophyte-infected,EI)和不感染内生真菌(endophyte-free,EF)的高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)为材料,在温室沙培条件下研究内生真菌对高羊茅适应缺磷及利用不同形态磷肥的影响。结果表明,1)缺磷条件下,高羊茅EI和EF植株生长差异不显著;正常供磷条件下,高羊茅EI植株拥有更多分蘖数和绿叶数。说明正常供磷条件下内生真菌改善了宿主高羊茅的生长。2)与水溶性磷相比,高羊茅根有机酸和酸性磷酸酶(acid phosphatase,APase)活性在难溶性磷条件下显著增加,而根总酚含量无显著变化。在水溶性磷条件下,高羊茅EI植株根总酚含量显著高于EF植株,此时EI植株比EF植株拥有更多分蘖数和绿叶数,说明在水溶性磷条件下内生真菌对宿主地上部生长具有一定贡献。在难溶性磷条件下,虽然高羊茅EI植株根总酚含量仍然高于EF植株,但同时EI植株根有机酸含量显著低于EF植株,因此内生真菌感染只是增大了宿主植物的根冠比,而对分蘖数和绿叶数等无显著影响,说明内生真菌对宿主利用难溶性磷贡献不大。可见,内生真菌对宿主植物的生长在水溶性磷条件下更有利。     

内生真菌感染对宿主羊草抗病性的影响

以感染内生真菌的天然禾草羊草为实验材料,通过体外纯培养条件下的内生真菌、感染内生真菌的离体叶片和在体叶片对3种病原菌的抑菌实验,以探讨内生真菌对宿主植物羊草在抗病性方面的贡献。结果表明:体外纯培养条件下,分离自羊草的内生真菌Epichlobromicola对新月弯孢(Curvularia lunata)、根腐离蠕孢(Bipolaris sorokiniana)和枝孢霉(Cladosporium sp.)这3种病原菌都具有抑制作用,抑菌率分别达56.22%,46.93%和45.15%,且内生真菌培养滤液可以有效抑制这3种病原菌的孢子萌发,平均萌发率分别为30.4%,15.7%和16.4%;宿主植物叶片在离体条件下,内生真菌感染可以有效降低羊草叶片受C.lunata和C.sp.侵染后的病斑数或病斑长度,但对B.sorokiniana不起作用,甚至提高了叶片的病斑数及病斑长度,而离体叶片提取液对不同病原菌均有不同程度的抑制作用;在体条件下,内生真菌均可以通过降低叶片病斑数来增强羊草植株对这3种病原菌的抗性。由此看来,内生真菌E.bromicola对宿主植物羊草在抗病原菌侵染方面有一定的增益作用。     

基于小尺度的高寒牧区碳排放估算——以甘南州合作市为例

碳排放是目前国内外研究的热点问题。纵观碳排放计算,关键涉及到两个环节:一是研究尺度的选择,二是评估参数(即碳排放/吸收系数)的确定。高寒牧区还必须充分考虑牲畜碳排放。以甘南州合作市为例,将研究尺度缩小到41个行政村,并采用最新的土地二调数据,对土地利用碳排放和碳汇、生活和牲畜碳排放进行了系统地测算。结果表明:(1)从土地利用的角度考察,合作市总碳排放表征为"碳亏"态势。总碳排放量为24374.82 t/a,其中土地利用碳排放量为4908.21 t/a,牲畜代谢碳排放量为3703.94 t/a,城乡居民生活碳排放量为15762.67 t/a。而碳汇量仅为1949.74 t/a,"碳亏"量为22425.08 t/a。(2)牲畜是高寒牧区呼吸碳排放的主体,其碳排量为3703.94t/a,其中牛是碳排放的主体,其碳排量占90%以上。(3)城乡居民生活碳排量为15762.67t/a,城镇明显高于农村,生存型碳排放强度高于发展型碳排放强度。(4)碳排放局分布势面与碳汇分布局势面基本呈反向分布态势,但总的碳排放格局取决于碳排放而非碳汇,空间分布表现为从城区—半农半牧区—纯牧区逐级递减的趋势。     

低温胁迫下外源SOD对枇杷幼果抗寒性影响机理

以大五星枇杷幼果为试验试材,在自然低温胁迫下,研究不同浓度的聚天冬氨酸锰(MSOD)喷施枇杷幼果后的抗氧化酶活性、细胞膜透性及丙二醛含量.结果表明：不同浓度 MSOD(5．0、12．5、20．0 mg/L)均能提高幼果抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)的活性、减少细胞膜透性和丙二醛(MDA)含量.而在试验浓度范围内,12．5 mg/L 的MS O D处理为最佳喷施浓度.     

小白菜BcUBCE2基因的克隆及表达分析

采用cDNA-AFLP和RACE技术从小白菜中克隆得到泛素结合酶E2基因(ubiquitin conjugating enzyme E2),命名为BcUBCE2。序列分析表明,BcUBCE2基因cDNA全长830bp,包含1个456bp的开放阅读框,编码152个氨基酸。结构分析发现,该序列包含一个泛素结合酶E2活性位点和一个高度保守的半胱氨酸。进化分析显示,小白菜BcUBCE2蛋白同拟南芥E2蛋白的亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,BcUBCE2基因在小白菜根、茎、叶中均有表达,铜处理10d时BcUBCE2基因的表达量最高。研究认为,BcUBCE2基因可能在铜胁迫响应中发挥重要作用。     

3种滨藜属牧草苗期叶片解剖结构及生理特性对干旱的响应

通过盆栽控水试验,设置5个干旱胁迫水平,分别为最大田间持水量的80%(CK)、60%(轻度胁迫)、45%(中度胁迫)、30%(重度胁迫)、20%(极重度胁迫),并同步设计充足灌水后自然干旱实验,测定干旱胁迫对3种滨藜属牧草叶片形态解剖结构、叶片相对含水量、叶绿素含量、净光合速率、可溶性糖含量、质膜相对透性和丙二醛含量等生理生化指标的影响,以明确3种滨藜属牧草的抗旱特性,并探索其抗旱机理。结果表明:(1)3种滨藜属牧草均具有适应旱生环境的典型叶片结构特征,即在干旱胁迫条件下叶片组织结构形态表现为叶片栅栏组织逐渐变薄,而海绵组织在胁迫早期先变薄后增厚的现象,叶肉组织结构紧密度也出现了先降低后增高的规律。(2)随着干旱胁迫的加剧,叶片的可溶性糖含量增加,而其相对含水量减少,3种滨藜属牧草在土壤含水量很低的情况下叶片仍能保持高于52%的相对含水量。(3)在干旱胁迫下,3种滨藜属牧草叶片的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都发生显著变化,细胞膜受到的伤害程度有明显差异。(4)3种滨藜属牧草抗旱能力均较强,在干旱胁迫下其抗旱性综合表现为灰白滨藜变种1灰白滨藜变种2四翅滨藜。