模拟穿透雨减少对锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)树干液流密度的影响

降水格局变化是全球气候变化的重要特征之一,未来气候变化下,较为频繁和严峻的干旱将威胁地球中纬度部分地区的森林,但森林植被如何响应季节性干旱胁迫及其机制尚不清楚。北亚热带-暖温带过渡区分布着以锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)为优势树种的落叶阔叶林,研究其水分蒸腾代谢过程对干旱的响应是评估气候变化对过渡区天然落叶阔叶林生态系统水碳影响的关键科学问题。在典型的锐齿栎天然林中通过开展模拟穿透雨减少大型野外实验,采用Granier热扩散式探针技术监测锐齿栎树干液流密度的动态变化,研究了不同径级锐齿栎树干液流密度对模拟干旱的响应规律。结果表明:(1)穿透雨减少对树干液流密度的影响呈现季节变异。在7月份,林内穿透雨减少显著降低了锐齿栎的树干液流密度,但生长季后期的10月份林内穿透雨减少反而使锐齿栎树干液流密度显著升高。(2)不同径级的锐齿栎树干液流密度在生长季内对干旱有不同的响应,特别是小径级的树干液流密度与其他径级有较多的不同。小径级的锐齿栎树干液流密度在5、7月份表现为减雨样地显著小于对照样地,在9、10月份则表现为减雨样地显著大于对照样地。中径级的锐齿栎树干液流密度在5、10月份表现为减雨样地显著大于对照样地,在7月份则表现为减雨样地极显著小于对照样地。大径级的锐齿栎树干液流密度在6、7月份表现为减雨样地显著小于对照样地,在10月份则表现为减雨样地显著大于对照样地。     

中国东北地区基于环志监测的田鹀迁徙趋势和数量动态北大核心CSCD

许多长距离迁徙的雀形目鸟类的种群数量正在持续下降,田鹀(Emberiza rustica)种群数量下降趋势更为突出。通过对田鹀种群数量长期监测和迁徙动态分析,可为此物种保护提供科学依据。从2001年开始,陆续在黑龙江省高峰、青峰、帽儿山、新青和大沾河,吉林省珲春和吉林市,辽宁省的辽宁鸟类研究中心(大连)和旅顺老铁山,以及内蒙古乌尔其汗鸟类栖息的临水林缘处布网环志。截至2018年,累计环志田鹀184181只,其中春季88571只,秋季95610只;各年度环志数量波动较大,总体呈现急速下降趋势。幼鸟的越冬损失率高达41.3%。田鹀106只次的回收信息表明,自然条件下田鹀寿命可达11年以上;日迁飞距离最快可达到300 km,飞行速度可达30 km/h。中国东北地区是田鹀等鸟类的重要迁徙途经地;田鹀的迁徙路线相对稳定,在瑞典北部繁殖的种群经中国东北地区迁徙到天津以南越冬。通过环志发现,近些年田鹀种群数量急速下降。通过比对,发现中国东北地区田鹀的环志数量变化趋势与瑞典的田鹀环志数量变化趋势相似;相对于环志数量最多的年份,环志数量下降95%以上,值得关注。栖息地破碎化、非法猎捕等是影响田鹀生存的主要受威胁因素。建议依据田鹀等鸟类生物学习性,加强鸟类栖息地的保护,坚持长期标准化的鸟类环志监测,进一步探索鸟类迁徙规律,以助于鸟类种群的恢复。     

保水剂与有机肥配施对铁尾矿理化性质的改良作用

为了分析保水剂与有机肥配合施加对铁尾矿理化性质的影响,确定适宜尾矿改良的保水剂与有机肥最优配比,在迁安首钢所辖的铁尾矿区内,布设保水剂与有机肥2因素4水平的野外小区试验,并测定试验小区铁尾矿容重、孔隙度及持水量和pH、有机质、氮、磷、钾含量等理化性质,分析有机肥和保水剂对尾矿改良的作用;同时在小区内播种紫苜蓿和紫穗槐两种植物,测其生物量,验证改良效果.保水剂水平为(L·m^-3):0(B₀)、10(B₁)、50(B₂)、100(B₃);有机肥水平为(kg·m^-2):0(N₀)、2.25(N₁)、11.24(N₂)、22.49(N₃).结果表明:不同配比处理对尾矿理化性质的改良作用主要体现在0～20 cm表层尾矿,各指标均在0～20 cm层与对照(CK)差异显著.有机肥对尾矿理化性质的改良作用优于保水剂.在0～20 cm层,保水剂单因素的所有处理尾矿容重、非毛管孔隙度、有机质、速效磷和速效钾含量均与CK无显著差异,而单独施加有机肥B₀N₂、B₀N₃处理的上述指标均与CK差异显著.保水剂与有机肥二者配合施加优于保水剂或有机肥单独添加的改良效果.0～20 cm层各项指标均在配施处理B₃N₃下达到最佳,且均与CK达到显著差异.综合考虑,B₃N₃可以作为尾矿改良的保水剂与有机肥最优配比.     

基于核基因LEAFY的中国珍稀濒危植物中华水韭的遗传多样性分析

利用核基因LEAFY第二个内含子片段对中国现存中华水韭（Isoetes sinensis Palmer）的遗传多样性进行分析,探讨了中华水韭自然居群的遗传多样性结构及其形成机制。结果显示：现存中华水韭7个自然居群共105个样本中存在78个单倍型,单倍型多样性（H_d）为0.989,核苷酸多样性（π）为0.021,遗传差异主要存在于居群内（72%）,且存在较高的基因流（N_m=0.59）。同时,居群遗传学分析结果发现中华水韭居群不存在明显的谱系地理格局（G_ST>N_ST）;Mantel检验中Rxy值为-0.286,P（rxy-rand≥rxy-data）值为0.370,表明居群遗传距离和地理距离之间没有明显相关性;UPGMA聚类分析显示处于海拔较高位置的2个居群与其它5个居群遗传关系较远;中性检验（Taijima's D、Fu & Li's D^*和F^*）检测结果均为负值,基于稳定模型的失配分布检测显示为多峰。根据中华水韭居群的地理位置,推测中华水韭的遗传结构可能与水系、海拔分布及其杂交后代多倍化的物种形成过程相关。     

有机无机肥配施提高麦-稻轮作系统中水稻氮肥利用率的机制

采用盆栽试验,研究了有机无机肥配施对麦-稻轮作系统中水稻氮素累积动态和土壤氮素供应动态的影响,并从微生物学角度探讨了有机无机肥协同提高水稻氮肥利用率的机制.结果表明：有机无机肥配施处理的土壤微生物生物量碳、氮和矿质态氮在水稻分蘖期前低于化肥处理,而在抽穗期至灌浆期显著高于其他处理.土壤氮素供应动态与水稻吸收利用氮素规律吻合程度最高,促进了水稻产量、生物量和氮素累积量的增加,显著提高了水稻的氮肥利用率.其主要机制是有机无机肥配施促进了土壤微生物繁殖,使其在水稻生育前期固持了较多的矿质氮,在水稻生育中、后期这些氮素逐渐被释放以供水稻吸收利用,较好地满足了水稻各阶段生长发育对氮素养分的需求.     

烟草青枯病劳尔氏菌与拮抗菌对根系分泌物的竞争作用

[目的]研究青枯病病原菌与拮抗菌的营养特性及其对烟草根系分泌物的响应差异,对提高拮抗菌定殖能力、有效生物防控烟草青枯病具有非常重要的意义。[方法]本研究通过筛选与鉴定贵州烟区青枯病病原菌株及拮抗菌株,通过Biolog表型芯片技术分别检测病原菌与拮抗菌的特征性碳、氮源,利用气质联用(GC-MS)检测烟草主栽品种K326根系分泌物的主要物质,在此基础上进行病原菌与拮抗菌对其利用能力、利用强度以及共培养的研究。[结果]经鉴定,分离、筛选到的病原菌株和拮抗菌株分别为青枯劳尔氏菌(Ralstonia solawacearum)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis);在含量为0.01μg/mL以上的根系分泌物中,12种物质的含量从高到低排序为:果胶>葡萄糖>木糖>阿拉伯糖>半乳糖>核糖>蔗糖>苯甲酸>果糖=D-甘露醇>棕榈酸>富马酸,果胶含量最高且明显高于其他物质;拮抗菌(LX4)对碳源利用能力高于病原菌(Rs)的碳源有阿拉伯糖、木糖和核糖,分别是病原菌利用能力的1.22、1.95和2.17倍;前12 h拮抗菌利用果糖强度高于病原菌,不同碳源共培养24 h后LX4对gfp-Rs(绿色荧光蛋白标记后的青枯病病原菌)抑制率为18.34%(阿拉伯糖)、53.23%(木糖)、63.53%(核糖)和52.09%(果糖)。[结论]拮抗菌对烟草根系分泌物的利用不及病原菌,但在特定碳源条件下拮抗菌能够利用根系分泌物中的某些碳源产生某种拮抗物质抑制病原菌,拮抗菌与病原菌之间同时存在利用性竞争和干扰性竞争关系,研究结果为进一步研究烟草青枯病的生物防控提供了新的理论依据。     

Desulfovibrio desulfuricans G20生理特性及处理含铬(Ⅵ)硫酸盐废水的研究

选取一株硫酸盐还原菌Desulfovibrio desulfuricans G20,探讨其生理特性及其对含重金属硫酸盐废水的处理效果。结果显示,D.desulfuricans G20在2~18 h进入对数生长期,18~26.5 h进入稳定期。该菌株最适宜温度为37℃,最佳初始p H为8.2;最佳生长碳源为乳酸钠和蔗糖;最适硫源为亚硫酸钠。D.desulfuricans G20对Cr~(6+)最大耐受度为150 mg/L。随着Cr~(6+)初始浓度的减少,SO2-4去除率逐渐增加,最高达75.67%。Cr~(6+)质量浓度低于120 mg/L的去除率接近100%。可见,D.desulfuricans G20有潜力应用于处理含重金属Cr~(6+)的硫酸盐废水。     

牡丹叶片红色消退过程中色素变化及相关基因表达分析

该研究以牡丹品种‘满园春光’的叶片为材料,测定不同叶色时期叶片中黄酮醇、花青素、原花青素、叶绿素和类胡萝卜素含量,利用RHSCC和色差仪测定牡丹叶片红色消退过程中不同时期的叶色表型,采用qRT PCR测定不同时期叶片中类黄酮合成相关基因的表达,并分析叶片色素与类黄酮合成相关基因表达之间的关系,以揭示牡丹春季叶片红色消退的潜在原因,为牡丹春季叶片红色消退分子调控机制的研究提供基因资源。结果表明：（1）随着牡丹叶片发育,紫红色消失,黄绿色逐渐形成,并且叶正面和叶背面呈现出两种不同的颜色变化。其中,叶背面的RHSCC值、L^*、a^*值要高于叶正面,而b^*、C^*值则低于叶正面。（2）牡丹红叶期叶片中富含花青素和原花青素,而非红叶期叶片中富含黄酮醇、叶绿素和类胡萝卜素。（3）结构基因PsDFR和PsANS表达量与花青素含量变化趋势一致,而PsFLS和PsANR基因表达量分别与黄酮醇含量、原花青素含量变化一致。（4）转录因子基因PsMYB113表达量与花青素含量呈显著正相关关系,PsMYB4表达量与花青素含量呈显著负相关关系,PsMYBF1表达量与黄酮醇含量呈显著正相关关系。研究发现,花青素合成减少是牡丹春季叶片紫红色褪去的主要原因;牡丹叶片花青素合成减少是PsDFR、PsANS、PsFLS等结构基因协同表达的结果,而PsMYB113、PsMYB4、PsMYBF1可能是调控这些结构基因表达的重要转录因子。     

长白落叶松冠层光合作用的空间异质性

以2014年黑龙江省帽儿山林场14年生人工长白落叶松为研究对象,对比分析了各项光合指标、环境因子及光合生理参数在冠层内的空间差异性,并探讨了净光合速率(P_n)与其他指标的关系.结果表明: 在树冠垂直方向,上层P_n、气孔导度(g_s)和蒸腾速率(T_r)显著高于中层和下层,胞间CO₂浓度(C_i)表现为下层>中层>上层;光合有效辐射(PAR)从上层外部到下层内部呈显著降低趋势,水汽压差(VPD)和叶片温度(T_l)表现为上层显著高于中层和下层,相对湿度(RH)则无显著差异;最大净光合速率(P_{n max})、暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)均表现为上层>中层>下层,下层比上层分别降低32.7%、55.8%、80.2%和51.6%,表观量子效率(AQY)表现为下层>中层>上层,下层分别是中层和上层的1.2和1.3倍.水平方向,光合指标和环境因子的差异性主要体现在树冠上层,P_n、g_s、T_r、PAR和VPD表现为树冠外部显著高于树冠内部,而C_i和RH差异不显著;P_{n max}、R_d、LCP和LSP表现为外部>内部,内部比外部分别降低0.4%、37.7%、42.0%和16.4%,而AQY在内部比外部高0.7%.C_i是限制P_n的主要生理因子,PAR是影响P_n的主要环境因子,尤其在弱光区域PAR对P_n的影响十分明显.因此,在模拟和预估树木冠层光合作用时,考虑空间异质性有一定的必要性.     

NaCl胁迫对藜麦幼苗生长及生理特性的影响

为探讨盐胁迫下两类不同地区藜麦品种幼苗的耐盐机制,该文利用不同浓度的NaCl溶液,对来自青海省海东市乐都区的‘LD-13’(低盐地区)和来自青海省海西州乌兰县的‘WL-192’(高盐地区)的2个藜麦品种的种子和幼苗进行盐胁迫处理,研究了种子萌发指标(发芽率、发芽势、发芽指数),生长指标(鲜重、根长、茎长)及生理指标(MDA含量及SOD、POD、CAT活性)等的变化。结果表明:低浓度盐(NaCl浓度小于250 mmol·L~(-1))胁迫下,2个藜麦品种种子的萌发、幼苗生长及生理活性表现均较适宜;但中、高浓度盐(NaCl浓度大于250 mmol·L-1)胁迫下,其种子萌发、生长及幼苗生理活性均受到不同程度的抑制。从耐盐性综合评价值D值来看,虽然同为山谷型的藜麦品种,但适应盐碱地栽培的‘WL-192’品种比低盐土壤中生长的‘LD-13’品种更耐盐。推测‘WL-192’比‘LD-13’耐盐性除了受选育地区土壤盐度的影响外,还可能与品种自身及光周期、温度、海拔、纬度等外部生长环境等因素有关。结合青海西部地区气候环境和盐碱土地资源开发利用,‘WL-192’品种更适合在青海地区推广种植。