阿拉善高原2种荒漠植物根系构型及生态适应性特征

根系构型决定了植物对资源的吸收方式，根系构型的变化是植物对环境的生态适应和有效生存策略。在阿拉善高原西南缘红砂（Reaumuria soongarica）-珍珠猪毛菜（Salsola passerina）混生群落采用传统挖掘法收集两种植物根系，基于量化的根系形态指标，利用几何拓扑学及分形理论分析了根系构型特征，探讨了该地区2种植物对干旱生境的生态适应策略。结果表明：红砂和珍珠猪毛菜根系均以水平分布占优，根系浅层化分布明显，混生的两种植物占据不同的生态位；2种荒漠植物均具有较大的比根长（SRL）和比表面积（SRA），红砂SRL=21.3 cm/g，SRA=7.6 cm²/g，珍珠SRL=22.4 cm/g，SRA=6.5 cm²/g，有利于水分和养分的获取；红砂根系拓扑指数（TI）、修正拓扑参数（q_a和q_b）分别为0.86、0.52、0.49，珍珠猪毛菜对应参数分别为0.93、0.76、0.73，表明2种植物根系均趋向于鱼尾形分支结构；根系分形维数值（FD_红=1.488、FD_珍=1.422）较小，而分形丰度值（lgK_红=1.855、lgK_珍=1.774）较大，表明2种植物分支相对简单，但空间拓展能力强，有利于对营养空间的占有。上述特征可能是阿拉善西南缘红砂-珍珠猪毛菜群落2种荒漠植物植物对干旱贫瘠生境的重要生态适应策略。     

Fractal root system of Melica przewalskyi along different aspect in degraded grassland

Aims Fractal root system is phenotypic plasticity result of plant root architecture to respond to environmental heterogeneity, may reflect the growth strategy of plants to adapt to environmental conditions. Our objective was to explore the relationship between root fractal dimension and fractal abundance of fractal root system of Melica przewalskyi population in response to aspect variation in the northwest of China. Methods The study site was located in a degraded alpine grassland on the northern slope in Qilian Mountains, Gansu Province, China. Survey and sampling were carried out at 40 plots which were set up along four slope aspects transects with 20 m distance between adjacent plots. Handheld GPS was used to determine the elevation, longitude and latitude of each plot. ArcGIS was used to set up digital elevation model (DEM). Community traits were investigated and six individuals roots of M. przewalskyi were collected randomly at each plot. The samples were cleaned and divided into different organs, then scanning the root with the Win-RHIZO for measurements of fractal dimension and fractal abundance in laboratory, and their biomass were then measured after being dried at 80 °C in an oven. Important findings With the slope aspect turned from north to east, west, and south, the density, height and soil moisture content of the plant community displayed a pattern of initial decline, the height, density, root fractal abundance of M. przewalskyi increased and the root fractal dimension decreased. The root fractal dimension was negatively associated with the fractal abundance in all aspects, but the relationship varied along the slope aspects gradient; there was a highly significant negative correlation (p < 0.01) between the root fractal dimension and fractal abundance at north slope and south slope aspect, whereas the correlation only reached a significant level (p < 0.05) at the east slope aspect and west slope aspect; indicating that there is a trade-off between the root fractal dimension and fractal abundance. In addition, when the slope aspect changed from north to east, west and south, the standardized major axis (SMA) slope of the regression equation in the scaling relationships between root fractal dimension and fractal abundance increased (p < 0.05), indicating that the roots of M. przewalskyi at the droughty southern slope have less branch and more sparse in the same soil volume of root exploitation and utilization. Consequently, the resource allocation pattern on reasonable trade-off between root fractal dimension and fractal abundance in different slope aspect of M. przewalskyi, reflects the relationship between the income and the cost of construction of plant root architecture.     

基于RS和GIS的开封市土地覆盖分形

以RS和GIS为技术手段,利用开封市0.61m空间分辨率的QuickBird卫星遥感数据,采用分形几何方法研究了斑块的面积效应和覆盖类型分形的关系,并对覆盖类型的分形特征差异等进行了分析。结果表明,开封市防护林地和农田的平均斑块面积较大,分维数也较大,而水体的分维数较小,说明防护林和农田斑块的边界结构特征比水体更为复杂。斑块的分维值具有尺度依赖性,同一类型中大的斑块往往具有较大的分维值,其原因是大斑块经常出现不同类型的斑块相互嵌套,小斑块则很少出现甚至不出现这种现象。     

黄土高原南麓县域耕地土壤速效养分时空变异

在生态脆弱的黄土高原南麓合阳县,以1983、2006年耕地土壤速效氮、磷、钾含量为对象,利用空间自相关、变异函数及分形维数等方法,研究县域土壤速效养分时空变异特征及主要影响因素.结果表明,从1983到2006年,除土壤速效钾外,耕地速效氮、磷的平均含量分别提高73.98％和92.69％;土壤速效养分全局Moran's I指数和空间相关距均呈递减变化、分维数增加,预示其空间结构减弱,随机变异性增强.土壤速效氮、磷含量在绝大部分研究区域内呈现不同程度累积,而速效钾含量则在59.65％的耕地上减少;导致其不同变化的因素有耕地利用方式、施肥管理、灌溉、土壤类型等,其中以土地利用方式和施肥管理措施的影响最大.     

高寒草地甘肃臭草根系分形结构的坡向差异性

根系分形结构是植物根系构型应对环境异质性的表型可塑性结果, 可反映植物对生长环境的适应策略。利用ArcGIS建立研究区域的数字高程模型, 并提取坡向数据, 采用全根挖掘和Win-RHIZO根系分析仪相结合的方法, 研究了祁连山北坡高寒退化草地不同坡向甘肃臭草(Melica przewalskyi)的根系分形结构。结果表明: 随着坡向由北坡向东坡、西坡、南坡转变, 草地群落的密度、高度和土壤含水量逐渐减小, 甘肃臭草种群的密度、高度以及根系分形丰度呈逐渐增大的趋势、分形维数逐渐减小; 不同坡向甘肃臭草根系分形维数和分形丰度间的相关性存在差异(p < 0.05), 南坡和北坡甘肃臭草根系分形维数分形丰度之间存在极显著负相关关系(p < 0.01), 东坡和西坡之间存在显著负相关关系(p < 0.05), 甘肃臭草根系分形维数和分形丰度存在着“此消彼长”的权衡关系; 随着坡向由北坡向东坡、西坡、南坡转变, 甘肃臭草根系分形维数和分形丰度回归方程的标准化主轴(SMA)斜率逐渐增大(p < 0.05), 说明在干旱的南坡, 根系所开发利用的相同体积的土壤内, 根系分支更少、更稀疏。不同坡向甘肃臭草合理权衡根系分形维数和分形丰度的资源配置模式, 体现了植物根系构型构建的资源投资权衡机制。     

河西走廊中部两种荒漠植物根系构型特征

在河西走廊中部,采用挖掘法挖取红砂和白刺根系,应用拓扑学与分形理论分析了根系构型的特征.结果表明: 2种荒漠植物根系的拓扑指数均较小,根系分支模式均近似为叉状分支结构.红砂和白刺根系具有较好的分形特征,其分形维数分别为(1.18±0.04)和(1.36±0.06);分形维数、分形丰度与根系平均连接长度均呈显著正相关.2种荒漠植物根系的平均连接长度均较大,以扩大植物的有效营养空间,从而适应干旱贫瘠的土壤环境.2种荒漠植物根系分支前的横截面积等于根系分支后的横截面积之和,验证了Leonardo da Vinci法则.对17个根系构型参数进行主成分分析,根系拓扑指数、根系连接数量、逐步分支率和根系直径4个根系构型参数能很好地表示2种荒漠植物根系构型特征.     

水溶性有机物在水旱轮作土壤剖面中的分馏现象

水溶性有机物(DOM)是有机物质中最为活跃的组成部分,在陆地生态系统物质的迁移转化过程中起重要作用．通过田间试验和室内理化分析证明了DOM在土壤剖面迁移过程中存在明显的“分馏”现象,随着土层深度的增加,对照、施化肥和施污泥处理土壤DOM的浓度分别由145．8、117．7和114．8mg·kg^-1降到21．57、23．23和13．78mg·kg^-l;不施肥和施化肥处理的土壤DOM随着深度的增加,极性物质所占的比例分别由19．01％和18．47％增至34．97％与44．37％,呈上升趋势,而非极性组分所占比例相应降低;施污泥处理则出现相反的规律,极性组分由36．96％降到17．07％,非极性组分由63．04％增为82．93％．土壤DOM的生物降解率由上到下对照和施化肥处理分别由24．38％和24．00％增大到54．74％和53．81％,而施污泥处理的变化规律则相反,由53．19％降到30．75％．DOM的生物降解率与DOM中极性物质的含量呈正相关关系．紫外光谱进一步证实了这一结果．     

血清FKN、APC与老年社区获得性肺炎患者病情和预后不良的关系

摘要 目的：探讨血清分形趋化因子（FKN）、活化蛋白C（APC）与老年社区获得性肺炎（CAP）患者病情和预后不良的关系。方法：选取2020年1月～2023年1月潍坊市人民医院收治的314例老年CAP患者为CAP组,根据病情程度分为低危组104例、中危组123例、高危组87例,根据入院30d生存状况分为死亡组65例和存活组249例,另选取同期100名体检健康老年人为对照组。采用酶联免疫吸附法检测血清FKN、APC水平。采用受试者工作特征（ROC）曲线分析血清FKN、APC水平对老年CAP患者预后不良的预测价值。通过多因素Logistic回归分析老年CAP患者预后不良的影响因素。结果：与对照组比较,CAP组血清FKN水平升高,APC水平降低（P＜0.05）。低危组、中危组、高危组老年CAP患者血清FKN水平依次升高,APC水平依次降低（P＜0.05）。多因素Logistic回归分析显示,病情高危、机械通气和C反应蛋白（CRP）、FKN升高为老年CAP患者预后不良的独立危险因素,APC升高为其独立保护因素（P＜0.05）。ROC曲线分析显示,FKN、APC水平单独和联合预测老年CAP患者预后不良的曲线下面积分别为0.783、0.789、0.870,二者联合对老年CAP患者预后不良的预测价值大于各指标单独预测。结论：血清FKN水平升高和APC水平降低参与着老年CAP患者病情进展,血清FKN联合APC能较好地预测老年CAP患者预后不良。     

不同寄主植物对云南紫胶虫自然种群的影响

研究了云南紫胶虫(Kerria yunnanensis)在聚果榕、南岭黄檀、钝叶黄檀和偏叶榕上的发育、存活和繁殖情况.结果表明：在自然条件下,云南紫胶虫在钝叶黄檀上的种群初始密度最高,为181.17头·cm^-2,聚果榕上最低,为145.27头·cm^-2;雄虫占的比例以在南岭黄檀上最少,为0.19,偏叶榕和聚果榕上最多,为0.24;从幼虫到成虫的累积死亡率,南岭黄檀上最高,为90.03%,偏叶榕上最低,为87.05%;完成世代时间以在南岭黄檀上最长,为156 d,聚果榕上最短,为140 d;平均怀卵量以在南岭黄檀上最高,为536粒,聚果榕上最低,为345.86粒;虫体质量以在南岭黄檀上最大,为12.62 mg,偏叶榕上最小,为9.03 mg;世代净增值率以在南岭黄檀上最高,为48.51,聚果榕上最小,为32.79.综合比较4种不同寄主植物,南岭黄檀是云南紫胶虫夏季世代种群生长发育和繁殖最适宜的寄主.     

广西木论自然保护区铁榄群落主要乔木种群格局的分形特征

为了揭示种群空间分布特征随尺度的变化规律,探讨不同种群对空间资源的占据能力和生态适应能力及分形差异,采用计盒维数、信息维数和关联维数对木论自然保护区铁榄群落主要乔木种群格局特征进行了研究。结果表明,优势种铁榄（Sinosideroxylon pedunculatum）、东女贞（Ligustrum japonicum）、小栾树（Boniodendron minius）、稀有濒危种掌叶木（Handeliodendron bodinieri）、青檀（Pteroceltis tatarinowii）5个种群在相应的尺度具有明显的分形特征;计盒维数和信息维数大小顺序一致,均为：铁榄〉东女贞〉小栾树〉掌叶木〉青檀;在5个种群中,铁榄计盒维数为1．7763最大,接近2,对空间环境的占据能力最强,信息维数（1．7206）也最大,个体聚集强度强,在群落中处于绝对优势地位,青檀计盒维数（0．8316）和信息维数（0．8990）最小,对环境的占据利用能力弱,个体聚集程度整体较弱,在群落中处于伴生地位;在0．5～50m的尺度上,关联维数大小顺序为：铁榄（1．7314）〉东女贞（1．6688）〉小栾树（1．6050）〉青檀（0．7868）,而掌叶木只有在大的尺度上才出现关联,且关联较强。3个分形维数大小的不同组合,能够全面揭示不同种群格局特征和种群在群落中所处地位的差异。