遥感信息应用于区域尺度水分限制条件下作物生长模拟的研究进展

第2生产水平(即水分限制条件)下的大范围作物生长动态模拟研究具有十分重要的现实意义.目前,区域尺度上水分限制条件下作物生长模拟存在一定的难度,而遥感信息与作物生长模拟模型的结合,可以为区域尺度水分限制条件下作物生长发育模拟及产量估算提供了一条行之有效的途径.本文简要回顾了遥感与作物生长模拟模型结合研究的发展概况,指出了区域尺度水分限制条件下作物生长模拟需要解决的问题,并在已有遥感反演土壤水分状况研究的基础上,简述了遥感信息应用于区域尺度水分限制条件下作物生长模拟的研究方法,并探讨了当前该领域研究的其他可能途径及需要进一步研究和解决的科学问题.     

土壤干旱胁迫对作物影响的模拟研究进展

用于模拟土壤干旱胁迫对作物影响的模型分为两类,一是水分管理模型,此类模型并不模拟作物的生长发育,但可以用于灌溉管理;二是作物生长模拟模型,这类模型模拟作物生长的主要过程(如叶片生长、生物量的积累与分配等),通常以实际蒸腾与潜在蒸腾的比值估算土壤干旱胁迫对作物光合的影响,近年来发展的耦合模型将植物的碳同化、蒸腾、能量平衡以及气孔行为相耦合,使得土壤干旱胁迫对作物影响的模拟更具机理性。本文从不同模型模拟土壤干旱对作物影响的原理入手,阐述了水分管理模型(FAO水分生产函数模型)、作物生长模型(Aqua Crop模型、CERES-Maize模型、WOFOST模型、EPICphase模型、耦合模型)等具有代表性模型是如何模拟土壤干旱胁迫对作物生长发育和(或)产量影响的,提出了作物模型模拟土壤干旱胁迫影响时应着力解决的问题:完善干旱对作物物候的影响模拟;考虑花期不遇对作物产量影响的模拟;考虑后续持续影响的模拟机制;发展更加基于物理和生理过程的模型。提出:作物模型的发展还需要多领域如模型程序员、田间试验、植物生理学家的相互协同与发展,田间试验研究是作物模型发展不可或缺的数据来源与坚实基础。     

美国玉米和小麦产量动态预测遥感模型

粮食安全问题一直倍受世界各国关注,及时、准确地了解其他国家或地区的粮食生产状况,对于中国粮食贸易和粮食宏观调控,具有十分重要的意义.本文以美国冬小麦和玉米为研究对象,在分析各作物空间分布及生长季节的基础上,利用土地利用数据剔除非耕地信息,使提取的归一化植被指数(NDVI)客观地反映各作物的生长状况.以1998-2007年的SPOT VEGETATION旬最大值合成NDVI资料为数据源,研究了美国玉米和小麦生长季的旬NDVI与产量的关系,确定了不同月份的建模因子,分别建立了美国玉米和冬小麦不同月份的产量动态预报模型.通过对各模型估算产量与实际产量进行比较,各模型预报结果的相对误差大部分在3%以内,精度较高,说明建立的作物产量动态预报模型实用可行,能够投入产量预报业务应用.     

不同空间尺度下的ALMANAC模型验证

ALMANAC模型最早作为EPIC模型的一部分,用于模拟土壤侵蚀导致的土地生产力的下降．它将试验数据的统计过程和作物生长的机理过程结合起来,是一种典型的基于过程模拟的应用型作物生长模型．如能在不同的空间尺度上验证模型的适用性,无疑会大大扩展模型的应用范围．从这一目的出发,利用美国得克萨斯州19个试验田和9个县的玉米和高粱产量资料及其相关的作物、土壤、田问管理等数据,模拟了1998年田间尺度,1989～1998年县级尺度的平均作物产量．模拟结果表明,ALMANAC模型能够很好地模拟两种不同空间尺度的作物产量,其相对误差在田问尺度上分别为8．9％(高粱)和9．4％(玉米),在县级尺度上分别达到2．6％(玉米)和—0．6％(高粱)．该模型在进行产量预测、掌握作物生长动态,指导农业生产管理和土地利用等方面具有很好的应用前景．     

温室中生菜生长动态及生产潜力的模拟模型

以作物生理生态过程为基础,以试验所得的数据为主要作物参数,用Ｃ语言编程,建立了温室生菜生产的模拟模型．根据对周年１１茬生菜进行模拟的结果,作物光温生产潜力比现实生产力高１４．９％,作物的抽苔期精确度达到与实际抽苔期仅差±１天的水平．只需对模型中的部分作物参数进行修改,就可用该模型进行其它叶菜类作物的生长动态模拟和预测．     

半干旱区春小麦生长系统的人工神经网络模型与产量预测

以半干旱区春小麦生长系统为研究对象。探讨了作物生长系统中水分、土壤养分等生态因子的时空变化特征及春小麦产量形成机制,应用人工神经网络方法建立了半干旱区春小麦生长系统的产量随环境因子变化的神经网络模型,并与传统的CTM模型进行了比较。模拟结果表明,人工神经网络模型可适用于半干旱区春小麦生长系统产量随环境因子变化规律描述,且优于传统模型,从而为春小麦产量预测提供了新的途径,也为作物生态系统的人工调控提供了新的模式与定量依据。     

东北地区春玉米气候适宜度模型

农作物生长是一个连续的动态过程,因而作物生长的最适宜气象指标也是连续变化的.据此,本文提出作物生长日可利用降水量的推算方法和气象指标时间插值算法,构建了日尺度气候适宜度模型,利用东北地区农业气象站的多年玉米观测资料进行检验.结果表明： 模型计算的气候适宜度与株高、百粒重存在显著正相关;在春玉米营养生长期间,气候适宜度与株高的相关系数(R²)在0.58以上;春玉米生殖生长期间,气候适宜度与春玉米百粒重的R²在0.45以上.本文建立的日尺度气候适宜度模型能客观地反映营养生长阶段及生殖生长阶段作物与气候条件的相互作用关系.
     

作物光能利用效率和收获指数时空变化研究进展

1972年Monteith提出的光能利用效率模型是当前大多数作物生长和产量形成模拟研究以及遥感估产所采用的主要方法.光能利用效率(radiation use efficiency, RUE)和收获指数(harvest index, HI)是其中的两个基本参量.鉴于目前作物RUE和HI研究与应用中仍存在着一些问题,本文综述了相关研究进展,总结了不同尺度上作物RUE和HI的研究方法;介绍了当前遥感估产应用中对RUE和HI两个关键参数的处置概况;建议今后研究应在点尺度开展作物RUE和HI研究的基础上,寻求其在区域尺度上定量评估的可行性途径,切实有效地发挥作物RUE和HI研究在作物实际生产管理中和遥感产量估算方面的应用价值及潜力.     

有限灌溉条件下冬小麦水分亏缺的灵敏度分析

水分亏缺是干旱、半干旱区作物生产的最主要限制因子。在我国西北半干旱区,随着集水生态农业的发展．实施在作物生育期对其进行关键性的有限灌溉．这就使得更多的土地具有种植价值了。用一个度量作物不同生长阶段水分亏缺的灵敏度指标值λ来确定灌溉关键期。对一个给定的作物．在不同的生长阶段．λ的值是不同的,λ的值越大．生长阶段对水分越灵敏,水分亏缺对产量造成的危害越大,从而越需要保持水分平衡。在西北半干旱区甘肃省定西农业试验站,经过两年冬小麦种植试验,建立了冬小麦产量-耗水量Jensen模型,该模型表明拔节期以后．λ值明显增大．至抽穗期达最大,这说明从拔节期开始．该地冬小麦进入灌溉关键期．抽穗期是灌溉的最关键时期。一个理论方法应用到有限灌溉试验田．确定了灌溉水减少与经济效益的关系,结果表明在作物生育期,一些水分减少是可能的。用Nairizi和Rydzewski的方法计算出的λ值确定出的最大允许水分亏缺是不合理的高,它们计算λ值的方法在半干旱区是不适用的,用我们建立的模型计算出的最大允许水分亏缺比较合理,在效益成本比为1．5时,冬小麦允许的水分亏缺是12．4％．这与大田试验较为接近。     

建议加强植物生长调节剂在作物中残留物降解的研究

随着科学技术的发展和农业生产的需要,人们合成了不少新的植物生长调节剂,由于这些调节剂是化学物质,往往具有毒性。同时,生产上施用植物调节剂多在作物生长后期,有的直接喷施在食用的部位(如水果、蔬菜等),所以植物生长调节剂及其降解物在作物中的残留量就关系到人、畜安全和环境污染问题。     

Prominent genetic structure across native and introduced ranges of Pluchea indica,a mangrove associate,as revealed by microsatellite markers

阔苞菊(Pluchea indica)是一种红树林伴生植物，以其在原产地的药用特性和部分引入地的入侵性而闻名。本研究旨在评估阔苞菊在其分布范围内遗传变异的地理分布，确定影响其遗传结构的因素，并利用这些信息对阔苞菊在原产地和引入地的保护和管理策略提出建议。 我们以来自阔苞菊原产地(亚洲)和引入地(美国)的31个种群共348个个体的15个核微卫星位点数据对阔苞菊的遗传多样性和种群结构进行了评估。在大尺度范围以及局部区域两种空间尺度上对阔苞菊遗传变异的空间格局进行了探讨，并验证了以下假说：地理距离和自然地理屏障将影响种群结构并在空间尺度上产生不同程度的分化。研究结果表明，与所研究区域内的其它红树林物种的遗传多样性参数相比， 我们发现阔苞菊在种群水平上具有相对较高的遗传多样性以及在物种水平上具有明显的遗传分化。大多数阔苞菊种群显示杂合子缺失， 这主要是由于近交和有限的基因流所导致。在较大空间尺度上进行的种群结构分析显示，该物种自然分布范围内存在两个主要遗传谱系，中国的种群与印度尼西亚、马来西亚、新加坡、泰国、柬埔寨和菲律宾的种群分别属于不同的谱系，而美国的种群可能来自于中国的谱系。 此外，在局部区域范围内也同样检测到种群之间的遗传分化。大部分阔苞菊种群所表现出的遗传瓶颈效应强调了其具有本地灭绝的风险。基于上述研究结果，我们建议采用原位保护策略对阔苞菊进行管理，并开展对优先保护种群的保护行动以维持遗传多样性。     

紫花凤梨的生物学习性

在南亚热带的广州对荷兰引进的紫花凤梨的生物学习性观察研究。考察了紫花凤梨的分芽发生与叶片生长;花序生长发育与开花;耐性、抗性表现等多个方面的生物学习性,并进行综合评价,并提出掌握和利用其习性的建议。     

甲壳素及其衍生物在医药卫生领域中的应用

甲壳素是自然界储存量仅次于纤维素的第二大天然多糖化合物 ,本文综述了其药理作用、在医药卫生方面的应用研究情况 ,如甲壳素抗感染、抗凝血、抗癌及降血脂等作用及在制剂方面的应用等     

State‐dependent cooperation in burying beetles: parents adjust their contribution towards care based on both their own and their partner's size

Handicapping experiments on species with biparental care show that a focal parent increases its contribution when its partner is handicapped. Such results are interpreted as evidence for negotiation, whereby each parent adjusts its amount of care to that of its partner. However, it is currently unclear whether the focal parent responds to a change in its handicapped partner's behaviour or state. To address this gap, we conducted an experiment on the burying beetle Nicrophorus vespilloides where we first generated different‐sized males and females by varying the duration of larval development. We then used a 2 × 2 factorial design in which a small or large male was paired with a small or large female. Small females provided less direct care (food provisioning and interactions with larvae) than large females, and both males and females provided less direct care when paired with a small partner. Thus, the focal parent adjusted its contribution towards care based on both its own state and that of its partner. There was also evidence for negotiation between the two parents as the focal parent adjusted its contribution based on the amount of care by its partner. However, there was no evidence that negotiation accounted for how the focal parent responded to its partner's size. Our results have important implications for our understanding of biparental cooperation as they show that each parent adjusts its contribution not only based on the amount of care provided by its partner but also based on its own state and its partner's state.     

脯氨酸代谢与植物抗渗透胁迫的研究进展

脯氨酸被认为是植物和细菌内的一种相容渗透剂,有助于植物和细菌抵御渗透胁迫。本文就近年来有关植物体内脯氨酸合成和代谢、脯氨酸含量受渗透胁迫的影响情况、脯氨酸合成降解有关的酶及其基因、脯氨酸在细胞中的运输和定位、ＡＢＡ与脯氨酸的诱导合成以及脯氨酸和植物抗渗透胁迫关系的研究进展作了简要综述。     

脯氨酸代谢与植物抗渗透胁迫的研究进展

脯氨酸被认为是植物和细菌内的一种相容渗透剂,有助于植物和细菌抵御渗透胁迫。本文就近年来有关植物体内脯氨酸合成和代谢、脯氨酸含量受渗透胁迫的影响情况、脯氨酸合成降解有关的酶及其基因、脯氨酸在细胞中的运输和定位、ABA与脯氨酸的诱导合成以及脯氨酸和植物抗渗透胁迫关系的研究进展作了简要综述。     

Ribonucleic acid of Echinococcus granulosus protoscolices

Echinococcus granulosus protoscolices RNA has been characterized in terms of its nucleotide composition, its behavior in sucrose density gradients and methylated albuminkieselguhr columns, its template activity, its biosynthesis kinetics, and the effect of actinomycin D.     

WHO at country level--a little impact,no strategy.

The acid test of WHO''s effect on the world''s health is its impact at country level. Unless it has an impact there, all of its declarations, its debates at the World Health Assembly, its conferences, its pamphlets, its political manouvering in Geneva and the regions, all of these come to nothing. Working as it does through national governments, WHO insists that it has no role in directly managing or delivering health care. Judging WHO''s impact in individual countries is therefore difficult--its approaches are largely indirect, and initiatives may take years to bear fruit. But from the meagre resources that WHO makes available at country level it is clear why its country operations are criticised as the weakest link in an already weak chain of influence from its headquarters in Geneva to the people in its member states. Poorly funded, undertrained, and with no clear strategy to follow, its staff at country level stand little chance of making an impact.     

The role of posttranslational modification in moonlighting glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase structure and function

Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) is a moonlighting protein exhibiting distinct activities apart from its classical role in glycolysis. Regulation of its moonlighting functions and its subcellular localization may be dependent on its posttranslational modification (PTM). The latter include its phosphorylation, which is required for its role in intermembrane trafficking, synaptic transmission and cancer survival; nitrosylation, which is required for its function in apoptosis, heme metabolism and the immune response; acetylation which is necessary for its modulation of apoptotic gene regulation; and N-acetylglucosamine modification which may induce changes in GAPDH oligomeric structure. These findings suggest a structure function relationship between GAPDH posttranslational modification and its diverse moonlighting activities.

     

Zinc essentiality and toxicity. Biophysical aspects

The current concepts concerning zinc biology, its metabolism and transport into cells, its homeostasis, its role in the functioning of the human immune and endocrine systems, its participation in cell signaling, and its cytotoxicity, as well as the biophysical mechanisms of action of zinc ions at elevated concentrations on human blood cells are reviewed and analyzed.