甘南地区二氧化碳施肥效应对生态系统的影响

陆地生态系统是全球第二大碳库,其碳收支一直是气候变化研究的热点领域,而研究二氧化碳（CO₂）施肥效应又是全球变化碳循环领域较为关注的前沿部分。CO₂与生态系统关系复杂,当前仍无法厘清CO₂对陆地生态系统碳循环的影响作用。基于太阳辐射数据、气温数据及归一化植被指数数据等,利用光能利用率遥感模型,模拟2019年甘南地区的碳循环,选取三个指标,即GPP （陆地生态系统总初级生产力）、NPP （净初级生产力）和NEP （净生态系统生产力）来分析甘南地区植被固碳的时空变化特征及CO₂施肥效应。结果表明：（1）甘南地区2019年植被固碳总量约为2611 tC。甘南地区生态系统GPP、NPP和NEP季节性特征明显,其值均在夏季达到最高;而在空间上,GPP、NPP表现为东高西低的特征,NEP呈现出北高南低的分布特征。（2） CO₂对GPP、NPP存在正向的施肥效应,分别增加了14.4%和14.3%;而对NEP具有负向反馈效应,使其减少了0.3%,并且CO₂对NEP的影响整体也表现为北高南低的特征。研究揭示出：虽然CO₂在提升GPP和NPP时,正向的施肥效应明显,但是对甘南地区的NEP,即固碳量来说,CO₂的影响却很有限。因此在研究CO₂施肥效应时不应一概而论,生态地理环境对其的影响不可忽视。研究可以为揭示陆地生态系统碳循环的动态机制提供一定的理论依据。     

沙化和退化状态对甘南草地生态系统固碳的影响

陆地生态系统作为全球第二大碳库,其碳收支应对气候变化一直是研究的热点领域。多数研究主要探讨温/湿度、CO₂浓度等对陆地生态系统碳循环的影响,而针对草地的沙化、退化对植被整个固碳过程所产生影响的研究相对不足。本研究以30 m×30 m空间分辨率的遥感数据做支撑,参考国家标准GB/T 24255—2009解译草地沙化和退化数据,并结合光能利用率遥感模型,模拟陆地生态系统总初级生产力(GPP)、净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP),分析甘南地区植被固碳的时空变化特征,最后讨论草地沙化和退化对植被固碳所产生的影响。结果表明：甘南地区的草地主要呈现无沙化和轻度沙化状态,并伴随着较少区域面积不同程度的土地退化现象,其中玛曲县的草地沙化和退化情况相对严重,草地沙化和退化面积分别占甘南地区总面积的0.03%和2.50%;研究区草地GPP、NPP和NEP均具有上半年呈递增、下半年呈递减的月变化特征,而在空间格局上呈现为东高西低、北高南低的分布特征;其中,玛曲县是草地年固碳量最大的县,其草地固碳量为691.28 t C·a^-1,唯舟曲县为碳源,其N...     

中国森林面积变化及其温室气体储量模拟研究

陆地生态系统承载的温室气体对全球碳循环及气候调节服务意义重大,森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,量化森林对温室气体的储量有利于从生物地球化学角度研究全球变化问题。针对中国森林生态系统承载的温室气体在大尺度上无法有效量化的问题,基于2000与2010年两期土地利用数据和前人的相关研究,通过一个生态系统温室气体值模型,模拟得到中国森林生态系统承载的三大主要温室气体(CO_2,CH_4,N_2O)的量。结果表明:(1)中国森林生态系统的面积从2000年的224.3×10~6 hm~2略增到2010的224.6×10~6 hm~2;其中落叶阔叶林、常绿阔叶林和针叶林的面积减少,而混交林与灌木林的面积增加;(2)对应地,2000和2010年中国森林的温室气体储量分别为154.03和154.37 Pg CO_2当量,10年间增加了0.34 Pg CO_2当量。其中,常绿针叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林在研究时段内的GHG储量减少,而混交林和灌木林增加。分区来看,温室气体储量增长较多的区域有华北、西北与西南地区,分别增长了0.13 Pg CO_2、0.12 Pg CO_2与0.15 Pg CO_2当量。温室气体储量减少较明显的是东北地区,减少了约0.1 Pg CO_2当量。本研究分别用本地化参数和模型自带参数,首次尝试对中国森林生态系统的GHG储量进行了模拟研究,并与他人的研究做了对比分析。研究同时发现,当前的相关研究存在很多不确定性,未来需要多源数据和方法提升精度,而模型模拟是一个重要的手段。     

山药异淀粉酶基因克隆及其在淀粉代谢中的作用北大核心CSCD

为了明确异淀粉酶基因(ISA 3)在山药淀粉代谢中的作用,该研究以‘毕克齐’和‘大和长芋’山药为试验材料,测定了块茎中淀粉及组分含量和异淀粉酶活性等;采用RT-PCR技术克隆了ISA 3,并进行生物学分析及山药块茎不同膨大期和不同组织间ISA 3基因的表达等。结果表明:(1)山药‘大和长芋’的直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量均显著高于‘毕克齐’,且两品种的淀粉含量随生长发育的变化均呈先升高后降低的趋势,并均于种植后120 d时达到最高,但‘毕克齐’的异淀粉酶(ISA)活性在整个膨大期均高于‘大和长芋’。(2)成功克隆获得山药ISA 3开放阅读框长1584 bp,编码527个氨基酸;ISA3为亲水性蛋白。(3)不同品种块茎在膨大时期的ISA 3基因表达趋势不同,‘毕克齐’中呈先显著上调随后下调,而在‘大和长芋’中表达总体下调,且在山药的叶、茎和块茎中均有表达,存在明显的组织特异性。(4)ISA活性与山药淀粉及支链淀粉含量呈显著和极显著正相关关系,但ISA活性与ISA 3的表达量呈负相关关系。研究表明,异淀粉酶参与了山药块茎中淀粉的合成,且主要对支链淀粉的合成起关键作用,ISA 3基因的表达可能对异淀粉酶活性和淀粉的合成起负调控作用。     

黄河中下游影响区生态空间和生态指数变化评估

黄河中下游影响区人地关系复杂，受到自然和人类活动交叠影响，厘清该区域的生态空间及其生态指数变化对实现黄河流域生态保护与高质量发展这一国家战略具有重要意义。对黄河中下游影响区的生态空间时空格局演化和生态状况进行定量分析，具体包括基于土地利用遥感监测数据的生态空间演变分析和基于纯遥感驱动的遥感生态指数RSEI （Remote Sensing Ecological Index）分析，从而完整刻画了2000-2020年黄河中下游影响区生态环境的动态变化格局。研究结果显示：（1）从土地利用类型变化来看，黄河中下游影响区主要土地利用类型是耕地，占研究区的70%；近20年以来耕地和建设用地变化明显，耕地面积减少了2.15%（约9849km²），建设用地增加了30.75%（约11146km²），且建设用地的扩张主要以侵占耕地为主；（2）从生态空间类型变化来看，研究区半生态用地面积变化较大，主要向弱生态用地转变，发生在城市地区；天津市、河北省以及山东省的沿海地区生态空间类型由弱生态用地转为生态用地；黄河流域河南段可以明显看出半生态用地向生态用地的转变；（3）从生态级别来看，近20年来生态级别为"差"和"较差"的面积有所减少，由2000年的38.85%减少至2020年的23.01%，生态级别为"中等"和"良"的面积有所上升，由2000年的45.54%增加至2020年的73.71%，生态级别为"优"主要分布在河南省、江苏省和安徽省周边；黄河滩区内外生态环境质量相当，均呈缓慢上升趋势。本研究利用遥感大数据完整地对黄河中下游影响区的生态空间及其对应生态状况进行了长时间序列的监测与评估，为总体认知和把握该区的生态状况提供了基础支撑。     

稻田养鸭对稻鸭复合系统中病、虫、草害及蜘蛛的影响

研究鸭子在稻鸭复合生态系统中对蜘蛛及病、虫、草害的影响。试验结果表明 :稻田中放入 4 5 0只鸭 / hm2 ,对农田杂草的控制率为 98.8% ;稻鸭共栖小区蜘蛛数量显著高于施药小区。高峰期蜘蛛量 ,稻鸭共栖小区比施药小区高 6 3.6 % ;第 4、第 5代稻飞虱虫量稻鸭共栖小区比对照小区分别下降 4 7.6 %、72 .8% ,稻鸭共栖对稻飞虱可以起到稳定、持续的控制作用 ;可减轻二化螟、纹枯病的发生量和发病程度约 5 0 .0 % ,对二化螟和纹枯病有较好的控制效果 ;稻鸭共栖对纵卷叶螟控制效果较差 ,水稻生长后期需结合采用药剂防治 ;稻鸭共栖可改变农田害虫、天敌的生存环境 ,减少用药次数 ,减轻农药对环境的污染 ,提高水稻产量和经济效益     

湿地稻-鸭复合系统中水稻纹枯病的变化规律

为了探明稻田养鸭对水稻纹枯病的发生、发展的影响 ,为稻 -鸭复合系统中水稻纹枯病的防治提供依据 ,笔者在中稻、晚稻田进行了稻田养鸭试验。试验结果表明 ,在中稻田每 6 6 6 .7m2 放养体重 15 0 g左右鸭子 15～ 2 0只 ,能使纹枯病病蔸率减少5 6 .0 % ,病株率减少 5 7.74 % ,同时比用井岗霉素防治的小区病蔸率下降 9.0 % ,病株率下降 15 .2 5 % ,病情指数比空白对照下降2 6 .4 6 ,比施用井岗霉素的施药区减少 0 .95 ;防治效果显著 ,基本可控制纹枯病的危害     

鳜小肽转运载体PepT1基因分子特征及其表达研究

小肽转运载体(PepT1)是低亲和力、高容量的肽转运载体,在小肽的吸收过程中发挥着重要的作用。研究采用同源克隆和RACE技术克隆了鳜鱼(Siniperca chuatsi)PepT1基因全长cDNA序列,其cDNA序列全长为2480 bp,包含43 bp的5′UTR序列,232 bp的3′UTR序列,以及2205 bp开放阅读框,编码735个氨基酸。氨基酸序列同源性分析结果显示,鳜鱼与石斑鱼(Epinephelus aeneus)、鲈鱼(Dicentrarchus labrax)PepT1间同源性均为89%,与其他非鱼类物种的同源性则在46%—56%。经预测,鳜鱼PepT1编码蛋白的分子量为64.8 kD,等电点为8.97,该蛋白具有与哺乳动物同源蛋白相似的12个螺旋跨膜结构,并且在跨膜区9和10之间有一个大的外环;跨膜区氨基酸高度保守,并存在有5个膜外N-糖基化位点和3个膜内含蛋白激酶C基序的相同区域。实时荧光定量表达分析表明,鳜鱼PepT1基因在前肠和中肠中表达量显著高于后肠(P0.05),这说明前、中肠是鳜鱼肠道吸收小肽的主要部位;在胚后不同发育阶段鳜鱼前肠均能检测到PepT1基因的表达,并且在10 g个体中表达量最高,之后随着体重的增加其表达量维持在一个稳定水平。本研究结果首次报道了鳜鱼PepT1基因全序列及其分子表达特征,为鱼类营养及生理学的研究提供有价值的参考资料。     

鳜肝脏和心脏生物钟基因表达节律分析

在12h光照、12h黑暗交替(Light-Dark; LD)光制下,研究分析了褪黑素和皮质醇水平在鳜血清中的昼夜变化规律,以及13个生物钟基因(Arntl1、Clock、Cry1a、Cry3、Cry-dash、Npas2、Npas4、Nr1d1、Nr1d2、Per1、Per3、Rora和Tim)在鳜(Siniperca chuatsi)肝脏和心脏中的昼夜表达规律。试验在一昼夜内的ZT0(06:00)、ZT3(09:00),ZT6(12:00),ZT9(15:00),ZT12(18:00),ZT15(21:00),ZT18(24:00),ZT21(03:00,2nd d),ZT24(06:00,2nd d) (Zone time,ZT) 9个时间点随机抽取3尾鳜采集其血清、肝脏和心脏。经SPSS 单因素方差分析和Matlab余弦分析,结果显示: 鳜血清中褪黑素和皮质醇含量均呈现出昼夜节律性振荡,褪黑素含量白天显著降低(P0.05),夜间显著上升,皮质醇含量白天缓慢降低,夜间ZT15(21:00)-ZT18(24:00)显著升高,随后开始缓慢降低; 两种激素最低相位都为ZT15(21:00)。在13个生物钟基因中,Cry-dash、Npas4、Nr1d1、Per1和Tim 5个基因在鳜肝脏内具有明显的昼夜节律性,其中Npas4、Nr1d1、Per1、Tim的表达规律相似,皆呈现出光照阶段表达降低,黑暗阶段表达升高的趋势; 但Cry-dash则表现出光照阶段先升高后降低,黑暗阶段先降低后升高的规律。在鳜心脏中,Arntl1、Clock、Cry1a、Npas2、Nr1d1、Nr1d2、Per3、Rora和Tim 9个基因都表现出明显的昼夜节律,表达趋势分为两种: Arntl1、Clock、Nr1d2的表达量在光照阶段降低,黑暗阶段升高; 而Cry1a、Npas2、Nr1d1、Per3、Rora和Tim的表达量在ZT0(06:00)-ZT15(21:00)持续低水平,ZT15(21:00)-ZT18(24:00)表达量显著上升,ZT18(24:00)-ZT21(03:00)表达量降低。研究结果表明: 生物钟基因在鳜肝脏和心脏中所表达的昼夜节律不同。     

挥发性有机化合物(VOCs)对IVF实验室影响的研究进展

体外受精-胚胎移植技术已成为当今治疗不育症的主要手段,为取得令人满意的临床妊娠率,体外受精(IVF)实验室的空气质量控制成为生殖助孕工作者关注的重点。胚胎培养室的挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds,VOCs)含量对配子-胚胎发育的影响至关重要,体外胚胎对VOCs的耐受能力差,其含量超过一定界限时则会对配子和胚胎造成影响。本文概述了IVF实验室VOCs的来源,VOCs的生殖毒性,VOCs的测定方法以及胚胎培养室内VOCs的控制途径等,旨在更严格的进行IVF实验室的空气质量控制,尽可能杜绝VOCs的污染,提高IVF的成功率。