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。     

基于地质灾害敏感性的生态安全格局关键区识别与修复——以济南市为例

区域生态安全格局构建对提升生态系统服务功能提供了重要路径，同时统筹各种生态要素进行生态保护与修复分区也是新时期做好生态修复的重要举措。以济南市为例，基于现状生态系统类型分布，聚焦生态本底和地质灾害敏感性的特征，基于形态学空间格局分析方法和自然保护区结合进行生态源地提取。采用夏季降水、植被覆盖度、坡度3个地质灾害敏感性因子修正基本生态阻力面。并采用最小成本路径方法（Least-Cost Path method，LCP）提取生态廊道，构建了市域的生态安全格局。采用电路理论进行生态关键区域（生态"夹点"和生态障碍点）的识别，进一步划分生态修复改善区，并对此提出针对性的生态保护修复策略和工程措施。研究表明：1）市域生态源地的个数为35个，面积为567.15 km²，主要类型为林地和草地。空间上主要分布南部山区。生态廊道818.42 km，平均廊道长度为12.99 km，廊道分布存在较为明显的空间分布差异性，整体呈现出"一屏、一带、三轴"的生态安全格局。2）识别的生态修复关键区包含生态"夹点"25处，历城区生态"夹点"分布最为密集。全市亟需修复的生态障碍点共34处，面积为6.90 km²，主要分布章丘区。生态改善区共识别2994.84 km²，近期亟需修复的面积为96.1 km²，主要分布在长清区、历城区、莱芜区。3）通过对比生态修复关键区和现状土地利用类型，因地适宜的制定了生态修复策略与工程措施布置指引方向。研究结果可为济南市国土空间生态修复规划提供一定的技术支撑，同时也可为其他地质灾害敏感性区域的生态修复规划提供指引。     

稳定同位素标记核酸法在非培养微生物代谢功能研究中的应用

基于核糖体RNA(rRNA)序列分析的系统发育信息是研究微生物代谢功能的可靠指标之一。复杂环境样本中的微生物利用了稳定同位素标记的营养物后,分离其核酸进行序列分析或检测其核酸中同位素的丰度变化,就可以不必培养分离微生物而揭示出它们的代谢功能。     

产低温碱性蛋白酶海洋适冷菌SY的筛选

从连云港海域、港口、远洋捕捞船及鱼市等地采集的海水和各类海鱼、贝类等样品中分离到217株产蛋白酶的细菌,并从中得到1株产低温碱性蛋白酶的海洋适冷细菌—SY。研究表明,该菌株最适生长温度和最适产酶温度均在15℃左右,0℃下仍可生长;具有一定的耐盐性和嗜盐性,无盐条件不能生长,在3%的NaCl盐浓度时,生长达到最高峰;最适生长和最适产酶pH均为8.0;SY菌所产的蛋白酶可能为一种丝氨酸蛋白酶,酶最适作用温度为50℃,最适作用pH为9.0;酶的热稳定性差,50℃保温20min,酶活下降40%。     

等位基因特异性引物PCR技术及其应用研究

目的：研究建立等位基因特异性引物PCR技术体系,并将其应用于基因单核苷酸多态性研究工作。方法：通过美国国家生物信息中心(NCBI)的genBank获取基因序列及其相应位点的SNP信息。利用Primer5．0软件设计引物,并经NCBI的Blast2．0软件检验其特异性。结果：建立了单一等位基因特异性引物PCR(SASP—PCR)与嵌套式等位基因特异性引物PCR(NASP-PCR)两种技术,并应用于β2肾上腺素受体及内皮源性一氧化氮合酶基因单核苷酸多态性的研究,证实该技术的稳定性和优越性。结论：等位基因特异性引物PCR技术是一种更为简便、特异性较高、费用少的、便于推广的SNP检测方法,特别是在群体基因单核苷酸多态性研究中更有优势。     

成花光敏感的雌雄性不育苎麻活性氧代谢研究

为研究成花光敏感雌雄不育苎麻(Floral initiation photo-sensitive male and female sertile ramie,SMSFS)的败育与活性氧代谢的关系,对SMSFS及其回复突变株SMSFS(R)花器官的活性氧(ROS)清除酶活性和丙二醛(MDA)含量测定．结果表明：SMSFS蕾的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显高于可育株SMSFS(R),而膜脂过氧化产物MDA的含量低于SMSFS(R);与蕾期相比,败育期SMSFS雌雄花除POD活性有所上升,而SOD和CAT活性则显著下降,MDA含量升高并高于开花期可育株．可见活性氧代谢的失衡引起了的膜脂过氧化,与SMSFS雌雄性败育明显相关．     

油松水源保护林人工诱导更新与定向恢复机理

以油松水源保护林为对象,进行人工诱导更新与定向恢复机理研究。结果表明,在郁闭林分内油松更新苗密度平均为5 375株.hm-2,更新苗年龄为1~2年,而在人工Gap“效应岛”样地内,更新苗密度平均为17 062.5株.hm-2,其中1~2年、3~4年、5~6年生更新苗分别占73.44%,13.97%和12.59%;生长季光照强度在0、1.5和2.0 m三个不同高度梯度上,在Gap内部的平均值分别为289.0×100、542.0×100和589.0×100 lux,在对照林分内分别为139.0×100、146.0×100和246.0×100lux;从夏季观测到的空气温度平均值日变化分析,在白天Gap内的温度高于郁闭林分内部,温差可差2~3℃,在夜间Gap内的温度低于郁闭林分内,温差可差0.5~1℃;在白天6:00~11:00,人工Gap“效应岛”内空气湿度明显低于郁闭林分内,在其它时间段大致相当;对于同一层次土壤而言,Gap内的土壤温度明显高于郁闭林分内且变化幅度大,在0、10和20 cm三个梯度上Gap与郁闭林分相比土壤温度最大差值分别可达10、5和2℃;0~10、10~20和20~30 cm三个层次平均土壤含水量在Gap内分别为16.9%1、5.1%和12.3%,在郁闭林分内分别为14.6%、12.5%和9.9%。总体上比较二者的光照强度、空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤水分等有显著差异,因此人工Gap“效应岛”的创建是诱导其内部微环境因子变化的基础,也是油松水源保护林定向恢复更新的机理之所在。     

我国北方植被指数对土壤湿度的敏感性分析

土壤湿度对植被指数起着重要的作用。利用NOAA-AVHRR数据中的植被指数(NDVI)和我国气象台站所监测的土壤湿度数据,对我国北方地区的NDVI与土壤湿度的关系进行了研究。结果表明,近18年来,北方地区土壤湿度不同区域其变化趋势存在差异,西北地区土壤湿度在增加,而华北和东北地区土壤湿度在下降。NDVI对土壤湿度的响应也存在着明显的区域差异,我国西北地区植被对土壤湿度的敏感性最强,其次是华北地区,敏感性弱的是东北地区;对于不同层次的土壤湿度,也表现为同样的区域特点。但随着土壤深度的增加,敏感性减弱。这种敏感性也表现在不同季节变化上,春季华北地区土壤湿度对植被指数影响较大,其次是西北和东北地区,夏季和秋季北方地区土壤湿度与植被指数都有较好的相关性,以西北地区的相关系数最大,而冬季北方地区植被指数对土壤湿度都不敏感。