1961—2008年华南地区极端气温的非对称变化

选取华南110个测站1961—2008年逐日最高、最低气温资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法,分析了华南年和季极端最高、最低气温的时空变化特征。结果表明:近48年华南年极端最高、最低气温均呈明显增温趋势,年极端最高、最低气温分别在2003年、1978年发生突变,极端最高、最低气温存在非对称性变化;年极端最低气温的线性增温速率(0.48℃.10a-1)明显高于极端最高气温(0.20℃.10a-1)的线性增温速率;华南极端最高、最低气温的四季变化存在明显差异,极端最高气温在春季增温明显,而极端最低气温在夏季、冬季增温明显;华南极端气温变化存在明显的地区差异,珠江三角洲、粤东南沿海和海南部分地区增温最明显,而在冬季,极端最高气温在广西西北部地区降温明显。     

极端嗜热菌的酶应用进展

极端嗜热菌一般在６０℃以上的环境中生长,其研究历史已持续一百多年。极端嗜热菌所产生的酶,因其耐高温（５０℃─９４℃）,酶活力性能稳定,已被广泛应用在聚合酶链反应,糖发酵,以及蛋白质、淀粉、纤维素和脂肪的分解等工艺技术方面,显示出了可喜的苗头。有关极端嗜热菌的基因结构及其嗜热机理正在探索之中,可以预见人们将采用酶工程技术,开发出更多的嗜热菌酶制剂市场。     

极瑞环境下的生命

极端微生物是依赖于一种或多种极端物化因子的特殊生命形式，在100℃以上或0℃以下、近饱和的盐度、pH〉10或PH〈2等极端环境下，具有极端的生命世界，已发现的极端生命形式包括嗜热菌、嗜冷菌、嗜碱菌、嗜酸菌、嗜盐菌、嗜压菌等，统称为极端微生物，它们构成了地球生命形式的独特风景线，其存在的原理与意义为更好地认知生命现象、发展生物技术提供了宝贵的知识源泉。     

极端低温分布模型在邓恩桉抗寒性标准定量化应用的研究

依据闽北建阳市1971~2005年的极端低温资料构建极值分布数学模型, 用电导率指标确定邓恩桉(Eucalyptus dunnii)优株的半致死温度,预测0~5年、5~10年和10年以上可能出现的极端临界低温分别是-7.47℃、-7.47~-8.5℃和-8.68℃。首次提出利用极端低温分布模型结合电导率指标的方法定量划分林木的抗寒性, 称为“抗寒性极端低温分布法”, 该方法可广泛应用于不同区域、树种的抗寒适应性定量评价和林木个体的抗寒适应性筛选。     

黄土高原极端气温变化特征及其与平均气温的相关性

近几十年来,黄土高原极端气候频发,研究和预测极端气候的发生显得尤为重要。目前,关于极端气候的研究多关注事件本身的变化特征,而忽略了平均气温与其变化趋势的相关分析。本研究基于1986—2019年黄土高原79个气象站的逐日最高气温、最低气温和平均气温资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall检验、滑动t检验以及Pearson相关分析方法,对黄土高原地区极端气温的变化趋势及其与平均气温的相关性进行研究。结果表明: 研究期间,黄土高原地区极端气温暖指数呈显著上升趋势,冷指数呈显著下降趋势,极端高温事件发生频率增加;大多极端气温指数在20世纪90年代中后期和2012年发生突变,且极端气温在1998—2012年整体呈现下降趋势,较好地响应了全球变暖停滞现象;平均气温在西部黄土高塬沟壑区、土石山区及河谷平原区的上升趋势较其他区域明显,且极端气温指数大幅变化趋势的站点几乎都发生在平均气温大幅上升的区域;平均气温的小幅上升显著增加了极端高温事件发生的频率,其中,极端低温的变化幅度和速率大于极端高温,气候变暖对极端气温指数产生了不同影响,平均气温的微小变化使得黄土高原整体气候分布向着更易发生热浪的方向转移。     

极端微生物及其应用研究进展

极端微生物是指在高/低温、高/低p H、高盐、高压等极端环境条件下生存的微生物.特殊的生存条件导致其具有特殊的遗传背景和代谢途径,并可产生功能特殊的酶类和活性物质.随着系统生物学和合成生物学技术的发展,极端微生物作为一类特殊的微生物群体,在生物医疗、生物能源和生物材料等领域具有巨大的应用潜力.极端微生物相关研究也对生命起源与演化、生物工程技术等领域的发展具有重大意义.本文对极端环境及极端微生物的概念和分类进行了回顾,综述了极端微生物在不同环境条件下的适应机制及其酶的应用,并介绍了合成生物学在极端微生物研究中的应用情况.此外,由于极端微生物和极端酶的特殊性和高效性,本文还探讨了极端微生物开发过程中的挑战,以及其在航空航天与国防安全领域的综合应用潜力,并指出了相关研究的必要性.     

极端微生物：一种新型的酶资源

极端微生物具有自身独特的特点和代谢产物 ,在食品工业、化工、药用工业和环境生物技术领域都有潜在的应用。一些酶已经得到纯化 ,其基因在宿主中已成功克隆。主要介绍和讨论极端微生物的类型、基因组及极端酶类的生产、分离与应用。     

长江三角洲地区极端气温事件变化特征及其与ENSO的关系

基于1960—2014年65个气象站点逐日最高、最低气温和平均气温资料,分析了长江三角洲地区极端气温事件的变化规律和ENSO事件强度对极端气温指数变化趋势的影响。结果表明:近55年长江三角洲地区夏季日数(SU)、热夜日数(TR)、暖昼日数(TX90)、暖夜日数(TN90)、异常暖昼持续指数(WSDI)、生长期(GSL)均呈增加趋势,其中暖夜日数(TN90)增加幅度最大,增幅为8.55d/10a;极值指数也呈上升趋势,其中月最低气温极小值(TNn)上升幅度最大为(0.53℃/10a);冰冻日数(ID)、霜冻日数(FD)、冷昼日数(TX10)、冷夜日数(TN10)、异常冷昼持续指数(CSDI)均呈减少趋势,其中冷夜日数(TN10)减少幅度最大(-6.06d/10a);月平均日较差(DTR)以0.11℃/10a的速率呈下降趋势。空间上,所有站点SU、TXn、TNx呈增加趋势;TR、TX90、TN90、TNn、TXx、WSDI、GSL分别有97%、85%、98%、95%、78%、92%、94%的站点呈增加趋势;所有站点ID、FD、TX10、TN10呈减少趋势;CSDI、DTR分别有87%、77%的站点呈减少趋势。多数极端气温指数与纬度、经度、海拔显著相关。气候变暖突变后,极端暖指数明显增加,极端冷指数明显减少。总体上,厄尔尼诺对极端气温指数的影响大于拉尼娜的影响。     

极端酶及其工业应用

无论是从极端环境中筛选天然极端酶,还是由蛋白质工程构建的突变酶,或者是交联酶晶体,都可以提高酶夺环境的抵卸能力及其稳定性,从而使酶在工业上的应用有了突破性的进展。     

盐碱环境放线菌多样性研究

放线菌因产生多种多样的生物活性物质而受到重视。但极端环境放线菌的研究甚少。采用DGGE、纯培养法,重点研究了新疆、青海及埃及的重盐碱环境的放线菌分布情况,种类组成,生物学特性。发现了1个新科,8个新属及30多个新种。从嗜(耐)盐碱放线菌筛选到许多带有PKS基因的菌株。认为极端环境放线菌是生物活性物质的重要来源;改进分离程序,分离未知放线菌,是放线菌多样性研究及开发利用的前提之一;并对极端环境放线菌研究作了论述。     

高温胁迫对白眉野草螟滞育幼虫存活特性的影响

【目的】白眉野草螟 Agriphila aeneociliella 是小麦上新发现的一种害虫,以滞育的老熟幼虫做土茧在土壤中越夏,研究明确滞育幼虫在夏季持续高温和极端高温条件下的存活率,为该害虫秋季虫源基数的预测预报和有效防控提供依据。【方法】以白眉野草螟带土茧滞育幼虫和不带土茧滞育幼虫为研究对象,在室内条件下设置43,46,49,52和55℃极端高温,分别处理0.5,1,2和4 h;设置35,37,39和41℃普通高温,分别处理1,2,4和8 d。【结果】极端高温处理2和4 h后,带土茧滞育幼虫半致死温度分别为50.04℃（95%置信区间: 49.36~50.47℃）和48.81℃（95%置信区间: 47.74~49.37℃）,去除土茧后分别为48.20℃（95%置信区间: 47.66~48.74℃）和47.36℃（95%置信区间: 47.08~48.37℃）;52℃温度条件下,带有土茧滞育幼虫半致死时间为1.29 h（95%置信区间: 1.17~1.44 h）,去除土茧后半致死时间为1.02 h（95%置信区间: 0.93~1.18 h）。普通高温处理41℃时,带有土茧滞育幼虫半致死时间为3.21 d（95%置信区间: 2.92~3.52 d）,去除土茧后半致死时间为2.66 d（95%置信区间: 2.33~3.02 d）。【结论】白眉野草螟滞育幼虫具有很强的耐高温能力,土茧对其具有一定的保护作用。小麦收割后深耕灭茬,使土茧或幼虫裸露到地表,利用夏季土表高温杀死滞育幼虫,可以作为一项有效的农业防治措施。     

引种保护植物对西双版纳极端冷年的春季物候响应

气温被普遍认为是春季物候期最主要的控制因子之一, 然而低温对植物物候的影响效应一直都存在不同的观点。西双版纳由于地处热带地区的北缘, 其气温相对于赤道附近的热带地区较低。自1959年以来, 西双版纳热带植物园引入了来自世界各个热带地区的4万余种植物进行保护, 之前的研究证明西双版纳的低温对这些引种植物的生长有很大影响。因此,1974年西双版纳出现的极端低温势必对引种植物造成极大威胁, 同时也是对这些植物低温适应能力的一个考验。通过对比43种引种植物物候期(生长抽梢期与开花期)在1974年与常年的差异情况, 分析不同来源(热带亚洲、热带美洲与热带非洲)引种植物对西双版纳低温的适应性。结果表明, 经历西双版纳1974年初的极端低温之后, 使81%的引种植物生长抽梢期提前, 同时也造成35%的引种植物在该年没有开花; 而植物生长抽梢提前的主要原因则是极端低温以及低温过后气温迅速回升。引种植物均能顺利度过1974年的最冷时期, 并出现生长抽梢物候, 这意味着引种植物在经历极端低温之后都能够进行正常的生长活动, 但极端低温对引种植物繁殖活动的不利影响大于其对生长活动的影响; 引种植物对西双版纳极端低温的适应能力由大到小顺序依次为: 亚洲来源植物>美洲来源植物>非洲来源植物。因此在迁地保护植物的选择过程中, 应多选择亚洲热带植物, 其次为美洲热带植物, 而对非洲热带植物的引入则需谨慎考察。     

耐极端环境真菌对犬小孢子菌及孢子丝菌的拮抗研究

目的 检测极端环境分离出的真菌拮抗临床病原真菌的活性.方法 选用极端环境分离出的24株真菌菌株上清液及菌丝体的提取液,来进行临床病原真菌（孢子丝菌和犬小孢子菌）的拮抗试验,采用M38-A2产孢丝状真菌抗真菌药物敏感性试验方案和E-test纸片扩散法.结果 抑菌圈直径≥1.0 cm,具有较强拮抗孢子丝菌活性的极端环境真菌有8株;抑菌圈直径≥2.0 cm,具有极强拮抗犬小孢子菌的活性的极端环境真菌有1株.两种临床菌株的拮抗试验,90％的拮抗结果相一致.结论 70％极端环境真菌菌株上清液及菌丝体提取液具有拮抗临床病原真菌孢子丝菌和犬小孢子菌的活性.     

荒漠短命植物地上和地下生产力对极端干旱和降水的响应

在古尔班通古特沙漠南缘沙垄4个坡位和坡向,设置减少65%和增加65%生长季降水量以模拟极端干旱和极端降水事件,研究极端干旱和极端降水事件对沙垄不同坡位和坡向短命植物层片生产力的影响。结果表明: 极端干旱使地上净初级生产力和地下净初级生产力分别显著降低48.8%和13.7%,极端降水使地上净初级生产力和地下净初级生产力分别显著增加37.9%和23.2%。地上净初级生产力对极端干旱和极端降水的敏感性(0.26和0.21 g·m^-2·mm^-1)显著强于地下净初级生产力的敏感性(0.02和0.03 g·m^-2·mm^-1)。沙垄东坡地上净初级生产力(24.22 g·m^-2)和地下净初级生产力(5.77 g·m^-2)与西坡相比显著增大29.7%和71.7%,而地上净初级生产力和地下净初级生产力对降水变化的敏感性在不同坡位和坡向之间差异不显著。     

嗜极菌的极端酶

近年来,嗜极菌极端酶的分离鉴定以得了很大进展,本文简述了极端酶的分离纯化及其某些生化特性,极端酶的稳定因素和应用。极端酶的发现与研究,拓宽了传统的生物催化及应用的范围,但是,关于极端酶的稳定机制及其工业应用,仍有许多难题需要解决。     

极端微生物及其适应机理的研究进展

极端微生物是生物对极端环境适应的特殊种类 ,研究极端微生物的特性对探索生命的起源、微生物的育种及开发利用等具有重要意义。从嗜热微生物、嗜冷菌和耐冷菌、极端嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物、嗜压微生物等方面总结了极端微生物及其适应机理的多样性以及其研究进展 ,旨在为极端微生物的开发利用提供一定的参考依据。     

气候变化对淮河流域中上游汛期极端流量影响的SWAT模拟

致洪暴雨主要是3天以上连续强降水,是淮河流域洪涝的直接原因。构建淮河流域中上游SWAT模型,用RegCM3在SRES A2排放情景下的模拟结果(2071-2100年)驱动SWAT模型,研究气候变化对淮河流域中上游汛期极端流量的影响。结果表明:(1)在SRES A2排放情景下,淮河流域中上游未来(2071-2100年)气温升高,降水量增加,降水的空间差异增大;颖河流域中游年降水量有较大幅度的减少,呈现暖干化的趋势;汛期极端过程降水增加,汛期最大9 d降水量平均增幅都在10%以上。(2)在SRES A2排放情景下的气候变化将导致淮河流域中上游汛期极端流量大幅度增加,干流5个水文站汛期最大9 d平均流量的增幅都在20%以上。(3)淮河流域中上游极端流量的概率分布更加集中,更大的极端流量出现的频率更高,研究流域下游更容易出现较大的极端流量。(4)研究流域下游极端流量概率对极端流量变化更敏感,下游也面临着更大的洪涝风险。     

短时极端高温对松毛虫赤眼蜂成虫致死作用及子代适合度的影响

极端高温天气事件在高产作物种植区频繁发生,潜在影响了寄生蜂对害虫的防控能力.为明确短时极端高温对松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi Matsumura成虫致死作用及子代发育适合度的影响,本研究模拟夏季田间最高气温,以42℃高温处理松毛虫赤眼蜂成蜂0.5h和1 h,统计并观测了各处理条件下母代蜂致...     

2000—2020年黄河流域植被生态质量变化及其对极端气候的响应

黄河流域处于我国生态保护和建设的重要战略地位,但流域生态环境脆弱,特别是在人类活动和气候变化等因素影响下,流域生态特征逐步发生变化,生态安全面临重大挑战。为了掌握极端气候变化对黄河流域植被生态特征影响,以植被生态质量指数(EQI)为评价指标,利用2000—2020年黄河流域气象数据和遥感数据,采用线性趋势分析、Hurst指数和相关分析等统计方法,分析了黄河流域植被生态质量的时空变化特征,探讨了气候变化背景下极端气温指标和极端降水指标与植被EQI变化关系。结果表明：(1)2000—2020年,黄河流域季尺度和年尺度植被生态质量指数均呈波动增加趋势(P<0.05),其中夏季增加趋势最大,平均每10年生态质量指数增加6.7;(2)2000年以来黄河流域有97.7%的地区植被生态质量指数呈上升趋势,其中趋势率>5/10a的面积占比为37.4%,且流域Hurst指数达到0.8,表明流域植被生态质量指数具有强持续性,未来大部分流域植被将持续改善。(3)流域植被生态质量指数与极端气温类指数以负相关为主,相关系数多介于-0.3—0.3之间,其中霜冻日数(FD0)和夏日日数(SU25)与植被...     

极端微生物蛋白质组学的研究现状

本文概述了近年来蛋白质组学技术在极端微生物研究领域中存在的关键问题、解决途径和研究现状。迄今为止,虽然蛋白质组学技术快速发展,但极端微生物的蛋白质组学的研究仍然存在很多困难。由于极端微生物的蛋白质-蛋白质复合物解离不彻底,而嗜中温微生物的蛋白质解离和变性条件不适用于极端微生物合成的大多数蛋白质等特殊问题,致使蛋白质组学技术还没有广泛应用于嗜盐、嗜热/冷、嗜酸/碱等微生物的研究中。当然,蛋白质组学技术应用的潜能和前景吸引人们积极尝试各种各样的方法。目前,通过研究已经有效地解决了嗜盐蛋白质的分离、嵌合膜蛋白的鉴定和新蛋白质的功能推测,证实了基因组预测的一些结论,并揭示基因组不能充分解析的某些特性和新蛋白质。极端微生物蛋白质组学的研究表明,全面展示蛋白质表达谱需要不止一种蛋白质组学方法。此外,蛋白质组学和基因组学的互相印证和结合,将加速极端微生物的研究进程,深入全面地揭示微生物适应极端环境的特殊机制,进而阐明极端微生物生存的机理,为改善胁迫因素导致的伤害提供新的研究方向。