旧石器和古人类遗址释光测年技术的可靠性和测年上限

释光测年技术已成为旧石器和古人类遗址,尤其是现代人类遗址,建立年代框架的重要工具之一。这一技术提供了现代人类出现在非洲、亚洲和澳大利亚的最早年代证据。本文简要介绍了释光测年的基本原理,对释光测年的可靠性和上限及所受的影响因素进行了综述。光释光测年的精密度（相对标准误差σ）一般为5%-10%,在理想条件下σ<5%,但是σ>10%的情况也不少见。与大量其他测年方法所获结果的一致性表明,光释光测年技术是可靠的。光释光测年的上限与样品的释光性质及环境剂量率有关,释光可靠年龄最大可达1百万年。对大多数遗址50万年的测年上限是可行的,这个年代范围涵盖了所有的现代人遗址。不同样品或颗粒间的释光性质差异很大,因而它们有不同的测年上限。同一样品中钾长石比石英有更高的测年上限,同一矿物中不同的释光信号对应的测年上限也不同。     

气候变化下中国不同植被区总初级生产力对干旱的响应

干旱变化具有明显的空间分异,不同植被类型对干旱的响应亦有差别。开展气候变化下不同植被覆盖类型对干旱响应的差异分析,厘清温升干旱化进程对植被的影响,对了解植被发展动态及预测未来格局有着非常重要的意义。基于1982—2017年的总初级生产力(GPP)数据和同时期东安格利亚大学气候研究中心(CRU)时间序列(TS)气候数据,分析了中国8个植被区GPP和干旱的变化趋势,通过对比标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI)的趋势差异识别了典型的温升干旱化区域,在此基础上研究气温上升如何影响GPP对干旱的响应,进一步讨论了不同植被类型对干旱的敏感性差异。结果表明：(1) 36年来8个植被区除青藏高原高寒植被区呈湿润化,其他植被区均呈现变干趋势;(2)气温上升大面积加剧了温带荒漠区和温带草原区的变干趋势;(3)亚热带常绿阔叶林区和热带季风雨林、雨林区的GPP受温度和干旱影响相当,青藏高原高寒植被区和针叶、落叶林混交林区的GPP受温度主导,其他植被区GPP均受干旱主导。     

利用叶片荧光参数估算油蒿灌丛群落生态系统生产力

生态系统生产力（GEP）在全球碳循环中具有重要意义,但其准确估算仍然是一个挑战。近年来,叶绿素荧光和冠层GEP的关联成为生态学的研究热点,关系尚不清楚且存在广泛争议。于2015年对宁夏盐池毛乌素沙地荒漠灌木油蒿（Artemisia ordosica）灌丛生态系统碳交换（NEE）特征进行连续观测,使用多通道荧光监测仪对通量贡献区内油蒿叶片的实时荧光（F_s）和光下荧光（F_m''）进行原位连续监测,叶面积指数（LAI）、归一化植被指数（NDVI）以及环境因子同步观测。利用光合有效辐射（PAR）、LAI和实际光化学效率（Φ_PSII）等参数构建基于叶绿素荧光的生态系统生产力（GEP_ChlF）模型,探究叶片和冠层尺度不同参数对环境因子波动的响应,比较分析GEP_ChlF和基于涡度相关法监测生态系统生产力（GEP_EC）相关性及GEP_ChlF的适用性。研究发现,Φ_PSII和NEE日变化规律一致,Φ_PSII、GEP_ChlF和GEP_EC由PAR控制,受空气温度（T_a）和饱和水汽压差（VPD）调控,土壤含水量（SWC）和Φ_PSII呈显著正相关（P<0.01）。PAR处于400-800 μmol m^-2 s^-1时,GEP_ChlF与GEP_EC线性关系最优,斜率为0.627（R²=0.67,P<0.01）;弱光下GEP_ChlF的低估可能是由于冠层实际光能拦截率高造成;强光下GEP_ChlF显著高于GEP_EC,呈非线性关系,可能是GEP_EC基于夜间温度敏感性所拟合的生态系统呼吸（R_e）无法预测光呼吸部分所导致。GEP_ChlF具有荧光参数的特性,对环境波动更加敏感,和环境因子相关性优于GEP_EC。结果表明,高辐射、极端温度、高蒸腾和干旱是限制叶片和冠层尺度下油蒿光合过程的主要胁迫因素。本研究构建的荒漠生态系统光合过程模型GEP_ChlF能够替代GEP_EC作为一个良好的冠层尺度生态参数,所提出的空间尺度上推方法可为促进区域可持续发展提供数据支撑和决策参考。     

2000—2019年宁夏植被净初级生产力时空变化及其驱动因素

宁夏是我国重要的农牧交错区,开展该地区植被净初级生产力(NPP)时空变化及其驱动因素研究对于认知该地区NPP变化趋势及主导因素、揭示其植被恢复状况及成因具有重要作用。本研究基于MODIS NPP数据,利用Theil-Sen Median趋势分析、相关分析、叠加分析等方法分析宁夏植被NPP的时空变化及驱动因素。结果表明: 2000—2019年,宁夏植被NPP总体呈波动上升趋势,其线性增长速度为5.46 g C·m^-2·a^-1。研究区植被NPP在空间上呈现两高两低的分布特征,以南部山区最高,其次为引黄灌区,中部干旱带丘陵区和贺兰山一带最低。研究区84.2%的植被NPP处于显著恢复中,主要分布在中部及南部山区丘陵地,植被NPP随海拔变化显著,受地形影响明显。宁夏植被NPP重心总体向正南方向移动,南部植被NPP的增量和增速大于北部。宁夏地区年降水量呈增加趋势,年均温微弱降低,植被NPP主要受降水量的显著影响(R²=0.291),年均温与植被NPP相关性不显著。研究区96.9%的区域处于植被恢复状态,受气候变化和人类活动共同促进。     

Biotic effects dominate the inter-annual variability in ecosystem carbon exchange in a Tibetan alpine meadow

青藏高寒草甸生态系统碳交换年际变异主要受生物效应影响 位于西藏的高寒草甸生态系统具有敏感脆弱的特点,在全球气候变化背景下,其碳汇功能的变化受到了广泛的关注。因此,本研究旨在明确高寒草甸碳通量的年际变异特征,并进一步量化各驱动因素对碳通量变异的贡献。本研究基于7年(2012–2018)的碳通量与气象因子和生物因子数据,采用一组查表法(look-up tables,LUTs)对高寒草甸碳通量的年际变异来源进行了拆分和量化,并进一步利用线性扰动分析法量化了各个关键因子对碳通量变异的贡献。2012–2018年,高寒草甸生态系统净生产力(net ecosystem productivity, NEP)、总初级生产力(gross primary productivity, GPP)和生态系统呼吸(ecosystem respiration, Re)多年平均值分别为3.31 ± 26.90、210.18 ± 48.35和206.88 ± 28.45 g C m⁻² y⁻¹,表现出了较大的年际变异。本研究通过区分和量化气象因子和生物因子对碳通量年际变异的贡献,发现了生物因子对年际变异的主控作用。此外,发现了气象因子和生物因子之间的负反馈作用。在气象因子中,只有土壤水分对年际变异的贡献相对较大,并在气象因子和生物因子的相互作用中发挥着调节作用。这些结果表明,在气候变化背景下,若要准确估算碳通量,需考虑生物因子的作用。     

The response of soil respiration to different N compounds addition in a saline–alkaline grassland of northern China

不同形态氮化合物添加对中国北方盐渍化草地土壤呼吸的影响 持续增加的氮沉降在提高陆地生态系统生产力的同时也会对土壤微生物产生显著影响;土壤呼吸由植物根系呼吸和土壤微生物呼吸组成,因此影响植物生产力和微生物的因子都会影响到土壤呼吸。以往氮富集对土壤呼吸的研究主要在土壤中性的草地生态系统开展,而对于盐渍化草地土壤呼吸是如何响应氮沉降的研究尚不多见,这限制了全球变化陆地生态系统土壤呼吸模型预测的准确性和完整性。本研究以中国北方农牧交错带盐渍化草地为研究对象,通过3年(2017–2019年)野外监测土壤呼吸及相关生物和非生物因子的变化,探讨了不同形态氮化合物添加(NH₄NO₃、(NH₄)₂SO₄和NH₄HCO₃)对盐渍化草地土壤呼吸的影响及其调控机制。结果表明：(i)土壤呼吸受大气温度、土壤温度及降水的调控,呈现双峰的季节动态变化趋势和显著的年际差异。(ii)与对照相比,经过3年的处理,土壤呼吸在NH₄NO₃、(NH₄)₂SO₄和NH₄HCO₃添加处理下分别提高了19.9%、13.0%和16.6%。(iii)NH₄NO₃添加对土壤呼吸较高的促进作用与较高的地上生物量、地下生物量以及土壤NO₃⁻含量有关。(iv)在NH₄HCO₃ 添加处理下,土壤碳排放(土壤呼吸)显著增加而碳输入(净生产力)无显著改变,表明NH₄HCO₃添加会降低土壤碳的固持。(v)净地下生产力(BNPP)是盐渍化草地土壤呼吸的最主要调控因子,并且土壤阳离子浓度和pH值通过影响土壤微生物间接影响土壤呼吸。上述研究结果表明,草地添加NH₄NO₃的研究高估了氮沉降对土壤呼吸的影响,并且在碳循环预测模型中应充分考虑盐渍化草地土壤碳动态。     

Explaining variation in productivity requires intraspecific variability in plant height among communities

解释生产力的变异需要考虑群落间植物高度的种内变异 已有研究表明,种内性状变异在群落构建过程中具有重要作用,但是迄今为止关于种内性状变异对生态系统功能的贡献仍然知之甚少。我们在青藏高原的高寒草甸进行了为期4年的功能群去 除实验,以研究植物高度的种间和种内变异对生产力的相对重要性。将75个控制群落内的株高总 变异分为种间变异(TV_inter)和种内变异(ITV_within),将群落间的群落加权平均高度分解为固定群落加权平 均值(CWM_fixed)和群落间种内变异(ITV_among)。我们通过广义加性混合模型、模型筛选和结构方程模型评估了性状变异(即TV_inter、ITV_within、CWM_fixed和ITV_among)如何间接介导功能群去除后生产力的变化。研究结果表明,功能群去除不仅会直接引起生产力变化,同时还会通过改变种间和种内株高变异间接影响生产力(即CWM_fixed和ITV_among)。“选择效应”和“避荫综合征”都可能导致更高的CWM_fixed和ITV_among,从而起到调节生产力的作用。该研究结果说明,只考虑种间变异可能会低估植物群落功能结构在驱动生态系统过程中的贡献。     

美国最近开展的两个高深生物技术研发项目--高灵敏便携式DNA检测试剂盒和多基因型染色技术

美国国家标准和技术研究所（NIST）的高深技术项目局（ATP）,已从2003年夏季开始,拨出专款,资助以下两个高深生物技术项目的研发。     

划破草皮对高寒草甸植物多样性和生产力的影响

本研究探讨了高寒草甸在不同划破强度下植被组成、多样性、功能群和生产力的变化.结果表明:垂穗披碱草等对土壤通透性和资源空间要求较高的物种,竞争力随划破强度的增加而上升,而对土壤通透性和资源空间要求相对较低的物种则相反;轻度划破干扰对提高物种丰富度具有一定的促进作用,但多样性指数则总体上表现为随划破强度的增加而呈下降的趋势;划破干扰对植被功能群的影响表现为以垂穗披碱草为代表的禾草类组分随干扰强度的增加而显著上升,莎草类和杂类草组分随干扰强度的增加而显著下降;划破干扰对草地初级生产力的提升具有显著的促进作用,且可显著增加植物总量中优质牧草的比重;划破干扰可独立作为高寒草甸类草地恢复与改良的有效措施,在定向培育垂穗披碱草型割草场的技术组合中具有核心和基础性的地位.     

中国生物工程学会第四次会员代表大会暨学术研讨会在天津召开

中国生物工程学会第四次会员代表大会暨学术研讨会于2005年7月16～17日在天津经济技术开发区（泰达）召开。此次会议除进行高水平的学术报告外,还进行了学会理事会的改选工作,通过选举产生新一届理事会,并研究通过了新的学会章程。中国科学院副院长、中国生物工程学会理事长陈竺、中国科学院院士强伯勤、沈岩、中国工程院院士杨胜利、中国生物技术发展中心主任王宏广、中国医学科学院副院长刘谦、