基于集合经验模态分解去趋势的水分利用效率对气候变化响应的高程分异——以“21世纪海上丝绸之路”沿线省份为例

水分利用效率(WUE)是表征陆地碳-水循环耦合关系的重要指标，但其对气候变化响应的高程分异仍不清楚。通过集合经验模态分解(EEMD)去趋势和偏相关方法，以"21世纪海上丝绸之路"沿线省份为研究区，揭示WUE对气候变化的响应及其随高程的分异。研究结果表明：(1)研究区内WUE多年均值由中心向南北递减。不同植被类型的WUE多年均值由高到低依次为：常绿针叶林、混交林、常绿阔叶林、稀树灌木草地、耕地和城市建设用地。(2)51.11%的区域表现出均温与WUE的正相关；而81.46%地区表明温差的扩大会使得WUE增加；有近一半的研究区表明最高温的升高有利于提高WUE，而最低温的作用则相反；有67.99%的区域表明降水增多反而会导致WUE的减少。(3)在大多数土地覆盖类型，日温差和最低温主要与WUE呈正相关，而最高温和降水主要与WUE呈负相关。在常绿针叶林、耕地和城市建设用地，日均温与WUE呈负相关。在其他三种植被类型下则呈正相关。(4)在低海拔地区，均温与WUE呈负相关而在中高海拔地区则转变为正相关关系。而最高温则正好相反。降水与WUE的负相关关系系数随高度的增加而不断加强，而温差和最低温与WUE的正相关关系也随高度的增加而剧烈波动增强。     

“技术交流”栏目征稿启事

2014年《生命的化学》将开辟“技术交流”栏目，为广大科技工作者提供实验技术方面知识交流和经验共享的媒介平台。栏目稿件来源广泛，包括大学及大中专院校、科研院所生命科学类科研人员、技术平台工作人员以及仪器试剂公司研发人员、医院基础研究人员与临床医生等。稿件内容涵盖：     

土壤-植物系统水分运移过程的阻容电模拟

把土壤-植物系统水分运移作为一维水流运动由阻容电路进行模拟,在于将D arcy-R ichards方程从对单点的描述扩展到对一段流路的描述。由此出发,考虑到水流的非稳态性,某一流路的水阻定义为其水势差与平均流量之比,水容为其贮水量对平均水势的导数。与D arcy-R ichards方程相对应,水阻、时间常数分别为导水度、水分扩散度的倒数,相应地单位化的水阻率、比时间常数分别为导水率、水分扩散率的倒数。把SP系统沿水流通道分为若干部分,每一局部的水阻与其水容相并联,各局部间相串联。在此基础上,文章给出了土壤-植物系统水流模拟通式、总水容与分水容间的关系式、总水阻与分水阻间的关系式及特定条件下叶水势随时间变化的关系式。     

不同来源和粒径的胶体对光合细菌生长的效应

天然胶体是近岸海域细菌和浮游植物可利用氮的一个重要来源 ,其含量的增加可促进藻类的繁殖和生长 ,有时甚至引发赤潮。研究显示 ,细菌在高分子量胶体存在下的生长和代谢速率比在低分子量中的提高 3～ 6倍 ,暴露在阳光下的胶体有机物可释放生物可利用的富氮组分 ,进而提高细菌对胶体的分解。利用错流超滤技术从河流、河口、海洋水体和微藻培养液中提取胶体 ,研究了胶体来源和粒径对光合细菌 (PSB,沼泽红假单胞菌 Rhodopseudomonaspalustris)生长的影响。结果表明 ,在一定的胶体有机碳浓度范围 ,河流胶体 (0～ 2 81.0μmol/ L )、河口胶体 (0～ 12 1.2μmol/ L )、海洋胶体 (0～ 88.8μmol/ L )和生源胶体 (7.7～5 4 8.6μmol/ L )都能促进 PSB的生长 ,分别使其相对增长率平均提高了 4 7.3%～ 196 .2 % ,3.6 %～ 9.3% ,8.1%～ 10 .4 %和2 .4 %～ 6 .9%。其中 ,PSB在河流胶体中的相对增长率的平均值 (Y)与有机碳浓度 (CDOC)呈对数相关 (Y (% ) =- 193.7 70 .7ln CDOC) ,表明高浓度的河流胶体 ,对 PSB生长的促进效果更显著。两种生源胶体中 ,海水小球藻胶体 (0～ 5 4 8.6μmol/ L )对PSB生长的促进作用大于球等鞭金藻胶体 (7.7～ 384 .4 μmol/ L) ;PSB在粒径为 10 k D～ 0 .2 2 μm的海洋胶体中的生长大于     

水分胁迫对不同小麦品种光系统功能基因psbA、psbD及cab表达的影响

两种小麦品种绵农4号T r itic u m a e s ti v u m L.c v.M i a n n o n g N o.4和绵农5号T r itic u m a e s ti v u m L.c v.M i a n n o n g N o.5在渐进水分胁迫下相对含水量、质膜相对透性及光系统D C I P2,62二氯酚靛酚光化学还原活性变化的差异显示,绵农5号小麦比绵农4号小麦具有较高的水分胁迫耐受力.进而对比了水分胁迫对这两种耐旱性不同的小麦品种的光系统在基因转录及蛋白代谢等方面的影响.结果表明:渐进水分胁迫下,两种小麦的光系统主要基因p sb A、p sb D、c a b的转录本水平及其编码蛋白D1,D2、L H C的稳态含量分别下降20%及14%以上,而绵农5号c a b基因的转录水平下降程度39.5%与绵农4号61.8%相比明显缓慢,这可能是其具有较高耐旱性的一个重要原因.     

不同地区根霉分离株的RAPD多样性分析

为了研究微生物的分子多样性,在获得系列米根霉分离物的基础上,应用经筛选的13条随机引物,对来自不同地区的18株米根霉分离物进行了RAPD分析,聚类结果表明,18株分离物在0.75的相异水平上可以聚为6个群体,其分子多样性同地理来源之间具有一定的相关性。     

黑杨杂交无性系间叶片δ13C、长期水分利用效率和光合特性的研究

在温室中通过严格控水的方法,对4个不同水分处理下,12个黑杨杂交无性系间长期水分利用效率（WUEL）、δ^13C和光合参数（Gs、Tr、Pn、WUEL,Cj、Pmax、LSP、Ce）的差异进行了研究,并分析了无性系间WUEL和δ^13C差异与光合参数差异的相互关系。结果表明：不同水分处理下,δ^13C和Gs、Tr、Pn、WUEL、Cj差异极显著。随水分胁迫的加剧,δ^13C和WUEL增加,而Gs、Tr、Pn、Cj减少。同一水分处理下无性系间WUEL和δ^13C差异显著,Gs、Tr、Pn、WUEj、Cj差异极显著。无性系问WUEL和δ^13C的差异在4个水分处理下表现出一致性．即WUEL最优的是J2,其次为J6、J7、J8、J9,同时这些无性系的δ^13C较高。Gs是影响WUEj的关键因子,Gs低的无性系WUEj高。J2、J6、J7、J8、J9的净光合速率（Ps）和瞬时水分利用效率（WUEj）虽不是最高,但其最大净光合速率（Pmax）大,光饱和点（LSP）高,羧化效率（Ce）大,光合能力强。无性系间δ^13C和WUEL差异的主要影响因子是Gs和光合能力,J2、J6、J7、J8、J9都具有Gs低和光合能力强的特点。各水分处理下δ^13C与WUEL,均呈正相关,但由于水分引起的δ^13C差异远大于无性系间的差异,因此二者的相关性仅在充分供水条件下表现较好．相关系数为0．7077。     

水分胁迫下不同进化型小麦抗氧化能力比较

以6种不同基因型小麦为试验材料,研究了水分胁迫下不同生长期小麦体内超氧化物歧化酶（SOD）活性以及超氧自由基（O2）含量变化,并分析了两者之间的相关关系。结果表明,水分胁迫下6种基因型小麦SOD活性及超氧自由基含量在拔节期和灌浆期均有不同程度的增加;栽培型品种SOD活性增幅高于野生型品种,超氧自由基增幅较低;同样,二粒小麦与一粒小麦相比,二粒小麦SOD活性增幅高于一粒小麦,超氧自由基增幅较低;但现代栽培小麦种表现不明显。结果说明,栽培型与野生型小麦相比,二粒小麦与一粒小麦相比,具有较强的抗氧化能力。     

三种乡土树种在二种林分改造模式下的生理生态比较

在丘陵荒山先锋树种马占相思林的林窗和均匀间伐50％(简称林冠层下)的2种林分改造模式下,研究了降真香、红椎和火力楠3种乡土树种生长初期的生理生态。结果表明,不管是在冬季或夏季,林窗中比林冠层下有更高的光合有效辐射(PAR)和相对湿度(RH),并且有较低的气温(Tair),林窗与林内最主要的差异是PAR的变化。生长在林窗里的植株比林冠层下的叶片小而厚,叶片单位面积干重增加,林窗里的植株叶片有较高的叶绿素含量。冬天,降真香和红椎在林窗里和林冠层下的净光合速率(Pn)日变化曲线都为单峰型,而火力楠在林窗下为双峰型,林冠层下为单峰型。3种树种在林窗里和林冠层下植株的蒸腾速率(Tr)有较相似的日进程,都为单峰型。2种林分改造模式下3种树种叶片气孔导度(GS)的日变化也较相似,与PAR的变化趋势相似,而与RH变化呈相反趋势。冬季。降真香和红椎在林窗的水分利用效率(WUE)比林冠层下稍高,而火力楠在林冠层下则比林窗高．但它们都无显著差异。夏天,3种树种在林窗和林冠层下的Pn与冬天有相似的结果。夏季红椎和降真香在林窗的Tr比林冠层下高,而火力楠在林冠层下的Tr比林窗高。Gs的变化趋势也与PAR相似,与RH变化趋势相反。夏季,降真香和火力楠的WUE在林窗比林冠层下高,但红椎却比林冠层下的低。3个树种中火力楠的WUE最高。3种树种在林窗和林冠层下的wUE都是冬季比夏季高。综合植物各项生理生态指标的分析结果可知,降真香和红椎较适宜种植在林窗里,而火力楠较能适应有一定郁闭度的林冠层下。