巴厘岛梯田景观苏巴克灌溉系统及其生态水文效应研究进展

灌溉系统通过调配水资源而改变农业景观中的生态-水文格局与过程,以便维持其稳定性。印尼巴厘岛苏巴克灌溉系统是当地人民有效调控梯田景观水生态格局与过程的智慧结晶,是巴厘岛梯田景观可持续发展的关键机制。本文以有关苏巴克灌溉系统的已发表文献为数据来源,阐述其在流域和灌区尺度提高农业水资源利用功能、保障梯田景观可持续发展的机制,并分析时空管理带来的生态水文效应。在流域尺度上,多层级水寺庙管理结构动态协调水资源的分配;而灌区尺度上,tek-tek分水制度和awig-awig管理制度保障水资源高利用率,并缓解社区用水矛盾。苏巴克灌溉系统通过灌溉设施和水资源的时空管理活动使其具有增加水文连通性、控制虫害和提高生态系统服务功能等生态水文效应。已有苏巴克灌溉系统的研究以社会学、人类学、历史学等社会科学的定性和静态研究为主,而生态学、水文学等自然科学研究相对较少,未来应加强自然科学及多学科交叉的量化和动态研究,为世界上其他梯田系统保护和管理提供启示。     

基于MaxEnt模型的绿孔雀适宜生境评价及廊道设计

绿孔雀是国家I级保护动物,人类活动导致的生境破碎化正在威胁其生存。本文在实地调查的基础上,根据云南省恐龙河自然保护区内观测到的15个绿孔雀出现点和8个环境变量数据,用MaxEnt模型评价绿孔雀的生境适宜性,使用最小费用模型设计生境廊道。结果表明:MaxEnt模型的评价结果达到优秀水平(训练集AUC=0.951);影响绿孔雀适宜生境的主要环境变量是河漫滩距离(贡献率为59.2%)和海拔(贡献率为30.1%);最适宜和较适宜生境呈条带状分布在恐龙河两侧,较为破碎,面积分别为44.47和76.91 km~2,合计占总面积的15%;在海拔500～1000 m的河谷地区设计了28条1000 m宽的绿孔雀生境廊道,廊道总长度232.08 km,面积241.97 km~2,为绿孔雀保护提供了科学依据和参考。     

气候变化对“山水林田湖草”重大生态工程的影响

“山水林田湖草”重大生态保护与修复工程是中国对复杂生态环境治理的重要探索。鉴于目前大多数重大生态工程未系统地考虑气候变化对重大生态工程的影响问题,针对气候变化对高寒草地、北方林区以及风沙源区生态的影响,以实施了多年的三江源生态保护工程、三北防护林工程和京津风沙源治理工程为重点,分析了重大生态工程对全球气候变化的响应,解构了重大生态工程与气候的反馈关系和影响程度,指出了中国“山水林田湖草”重大生态工程实施过程中可能存在的问题,并给出了应对建议。结果表明：（1）气候变化对重大生态工程影响研究不足,尤其是涉及区域生态系统结构、功能、生物多样性与脆弱性等方面以及气候变化在工程实施效果贡献率的研究。（2）缺乏有效区分气候变化和工程实施效果的评估方法。目前能够定量识别气候变化对生态系统恢复的试验和方法比较少见,且缺乏对气候变化未来风险预估,导致制订的措施不能有效适应气候变化从而达到生态效益的最大化。所以在今后设计和实施“山水林田湖草”重大生态保护与修复工程时,要充分考虑自然规律、地理地带性差异和气候因素对生态系统的影响,并且加强建设生态综合监测和工程评价体系,根据未来不同的气候变化情景制订不同的措施,并依据气候动态预估来适当调整措施,使得生态工程能发挥出最大效益,以保证修复工程的系统性、区域性和整体性。     

橡胶草APX基因家族的全基因组鉴定及表达分析

该研究利用生物信息学方法,在橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)全基因组中鉴定出7个TkAPXs基因家族成员,进一步分析发现7个成员中有1对是复制基因(TkAPX4/TkAPX6)。进化分析结果显示,7个基因可分为4个亚组;染色体定位分析表明,TkAPX基因家族成员分布广泛,7个TkAPXs基因位于7条不同的染色体上;亚细胞定位结果表明,TkAPX1、TkAPX3、TkAPX5和TkAPX7定位于细胞质,TkAPX4和TkAPX6定位于质膜,TkAPX2定位于叶绿体。启动子区域顺式作用元件分析结果显示,橡胶草APX基因含有大量的应激反应元件,推测APX基因可能对各种外界刺激和胁迫存在灵敏的应激反应机制。实时荧光定量PCR分析表明,橡胶草7个TkAPXs基因家族成员在花萼、花瓣、花梗中表达量均较低,大多数TkAPXs在根茎叶中的表达水平大于花及胶乳,其中TkAPX1在根和茎中的表达水平最高,推测TkAPX1基因可能在橡胶草生长发育过程中起重要作用。进一步对TkAPXs基因家族在逆境胁迫(冷、热、盐、旱)和激素(乙烯、茉莉酸甲酯)处理下的表达分析显示,TkAPX3在根及叶中的表达水平均较对照有大幅度升高,推测TkAPX3基因可能在橡胶草应答逆境胁迫和激素处理反应过程中起重要作用。     

拟茎点霉B3与有机肥配施对连作草莓生长的影响

通过盆栽试验探讨了内生拟茎点霉B3与有机肥配施对连作草莓土壤的改善及对草莓生长的影响。试验共设5个处理,分别为对照(CK)、施有机肥与灭菌固体培养基(A)、施有机肥与内生拟茎点霉B3固体菌种(B)、施有机肥与绿色木霉、黑曲霉、枯草芽孢杆菌固体菌种(C)、施加有机肥与绿色木霉、黑曲霉、枯草芽孢杆菌和内生拟茎点霉B3固体菌种(D)。结果表明:A、B、C和D处理平均单果鲜重分别为对照(CK)的1.1、1.4、0.9和1.1倍。B处理比对照增产19.7%,A处理增产8.2%,C和D处理产量均比CK低。B处理草莓生长最好,植株株高及叶面积均值比其它4个处理大。发病率及病情指数结果表明B处理抗病效果最明显,推断内生拟茎点霉B3可以用作生防菌剂。进一步的研究表明土壤真菌和细菌数量在整个生育期先上升后下降,在花期达到最大。成熟期A、B、C、D处理的土壤放线菌数量分别比CK增加7.2%、160.3%、124.5%及82.6%。在花期,B处理及D处理蔗糖酶酶活达到最大,其中A、B、C及D处理的蔗糖酶酶活分别比CK高11.1%、69.4%、50.3%及77.2%。B处理整个生育期都保持较高的土壤蔗糖酶活性。花期是草莓生长的关键期,需氮量较高。A、B、C及D处理脲酶酶活分别比CK处理高250.0%、700.0%、250.0%及175.0%,B处理花期土壤脲酶酶活性显著高于其它4个处理,促进了有机氮向速效氮的转化。花期A、C处理磷酸酶酶活比对照低67.0%、46.7%,B、D处理比对照高122.5%,227.5%。B处理在整个生育期都有较高的土壤磷酸酶酶活, D处理组在花期土壤磷酸酶酶活较高。可见含内生拟茎点霉B3菌的B及D处理组能增加土壤磷酸酶酶活。B处理在苗期和花期土壤纤维素酶活较低,而结果期和成熟期较高。说明内生拟茎点霉B3菌剂与有机肥配施可以改善连作草莓土壤微生物区系,提高土壤酶活性,增强草莓抗病能力,增加草莓产量,是一种有效缓解草莓连作障碍的方法。