陕北黄土高原景观破碎化的时空动态研究

景观破碎化受到自然环境背景及社会经济活动的影响,并限制区域发展.为揭示景观破碎化的时空变化特征,整合了MODIS(中分辨率成像光谱仪)影像逐旬数据与多时段景观类型数据,并对其进行了分析.比较1987～2002年景观破碎化的年际差异表明,陕北黄土高原的景观破碎化过程较缓慢,但具有区域差异,且与景观类型组成息息相关.结果表明,林地的破碎化水平变化显著,而农、草地的破碎化水平变化相对缓慢.年际变化分析有助于说明区域景观破碎化的趋势,而年内季节变化则能帮助认识景观破碎化过程的周期规律.     

基于时序植被指数的华北地区作物物候期/种植制度的时空格局特征

随着气候变化对农业系统的影响不断加剧,为保障粮食安全,须掌握变化中的自然与人文因素,而农业生态系统中变化最为明显直观的是农作物物候特征,如何提取大区域尺度上农作物物候期以及种植制度的时空格局特征,是评价区域粮食安全的重要因素.基于多时相遥感信息可以有效反映年内/年际农作物物候特征变化的原理,首先利用近10a来的SPOT/VGT-NDVI时间序列数据,在进行数据序列平滑重构处理基础上,提取了华北地区农作物典型物候期的数量分布与空间格局特征;然后,基于上述物候期的分异特性建立了一年一熟和一年二熟等种植制度类型的遥感识别标志;最后,重点分析了上述种植制度的空间格局及其时间波动特征,并利用农业统计资料对提取结果进行了简单验证.分析结果表明,作物物候期特征的数量分布和空间分布在不同生长季均具有显著差异,直接体现了与外界环境条件(诸如区域温度、降水和光照等)的匹配程度以及作物类型自身的生长特征;从主要种植制度空间分布来看,华北地区南部地区农作物类型以夏收作物和二熟秋收作物为主,与之对应的农田种植制度以一年两熟为主;华北地区北部主要为一熟制区域,作物类型以一年一熟秋收作物为主,作物种植制度空间分布随着纬度递减呈现出简单到复杂的总体趋势;从近10a的种植情况来看,一年一熟作物种植面积最大,年际变化幅度亦较大,一年二熟的夏收作物种植比例次之,而年际变幅最小,二熟秋收作物比例最低,其年际变幅居中.研究中亦提出,在进一步加强多时相遥感技术监测大区域农业生态系统动态变化的同时,亦需深入探讨作物物候特征及种植制度变化的驱动因素及其对国家粮食安全的影响.     

茶树谷氨酰胺合成酶同源基因的克隆及表达分析

在实验室前期构建cDNA幼根文库获得谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS,EC 6.3.1.2)同源序列(contig48)的基础上设计引物,通过SMART RACE技术克隆了该基因cDNA全长序列(命名为GS1-2,GenBank登录号:JQ925873.1)。结果显示:(1)GS1-2基因全长为1 710bp,开放阅读框长1 071bp,编码356个氨基酸,预测蛋白分子质量为39.3kD,理论等电点为5.65;核酸序列分析表明,GS1-2基因与从安吉白茶中克隆的茶氨酸合成酶基因相似性为99%。(2)将GS1-2基因克隆至原核表达载体pET-32a和pMAL-c5x,转化至大肠杆菌,IPTG诱导表达融合蛋白,SDS-PAGE检测结果表明,pET-32a-CsGS1-2转至Rosetta中诱导表达的蛋白与预测蛋白大小一致,主要以包涵体形式存在;而pMAL-c5x-CsGS1-2转化大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达可产生可溶性蛋白。(3)进一步构建茶树GS1-2酵母表达载体pYES-DEST52-CsGS1-2并转化至酿酒酵母(WAT11)菌液中,添加底物(谷氨酸钠100μmol/L和盐酸乙胺500μmol/L)震荡培养并离心,UPLC-MS测定酶反应产物结果初步表明,目的蛋白不能催化盐酸乙胺和谷氨酸钠合成茶氨酸,但可以合成谷氨酰胺。     

番茄LeEIL1基因的克隆分析及表达载体构建

采用RT-PCR方法从番茄果实cDNA中成功克隆了番茄LeEIL1基因,并测序验证序列正确;经数据库检索等生物信息学分析方法,对番茄LeEIL1蛋白质与拟南芥、烟草、水稻、香石竹等的EIN3/EILs蛋白质序列进行了同源性分析,初步确定了番茄LeEIL1上的DNA结合功能域及其结合激活位点.并构建了LeEIL1的酵母表达工程茵pPIC9k-EIL1/KM71,为该基因的功能研究奠定了基础.     

三维城市景观生态研究

城市景观元素的三维分析是城市景观研究发展的重要趋势之一。城市形态的结构特征与功能的空间作用不仅体现在二维空间中,同时在三维向度上表现出城市社会经济发展态势与空间演变的相互作用,因此在城市空间格局、过程与功能的讨论中,不能局限于二维平面。首先由三维视角提出城市景观格局及功能网络特征,并结合对航空摄影测量、卫星遥测、机载激光扫描等三维信息获取方法的认识,介绍目前城市景观三维信息提取的相关方法;其次,在三维城市景观生态研究内容方面,重点介绍城市景观要素提取、格局特征及其动态变化、生态环境效应和城市景观功能等相关研究,探讨城市内部的三维建成景观以及绿地景观要素提取与应用,并在传统景观格局分析方法基础上,提出了三维城市景观格局特征测量方法、动态变化监测方法以及动态模拟等相关内容,进一步对三维城市景观在生物多样性、局部气候变化等生态环境效应方面的研究进行了归纳总结;最后借助构建三维景观功能网络的思路,以作为三维城市景观功能优化研究的切入点。     

两岸典型城市生态功能网络的组成与结构

城市景观的发展加速了景观结构的更新,亦使得景观功能日趋完备;同时,由于城市化亦衍生了景观破碎化以及城市热岛效应等一系列限制当前城市发展的环境问题。因此,城市景观优化必须在充分考虑经济和生态双重需求的前提下,寻求与自然生态体系协调的生态问题解决途径。本文通过对城市生态网络组成与结构的现状分析,阐明城市生态系统间的空间关系,以网络结构的优化达到保护生态环境,提高城市整体开放空间价值的目标。选择经济发展稳定且生态环境良好的中国台湾乌溪流域(台中地区)及深圳市为研究区,通过耗费距离模型评价两岸典型城市生态网络结构。结果表明:两地城市生态功能网络均受城市发展影响,生态中心与社会经济中心的空间位置出现显著的两极化,且生态功能中心与联系中心并不吻合,使得生态功能的流动与传输更依赖于城市范围内的生态组分与结构通达性。因此,为提升城市生态功能,需从强化生态功能网络结构入手,整合城市内的生态景观单元,提高关键生态节点的通达性,进而优化城市景观生态。     

低温对梨（Pyrus communis L.）果实后熟过程中乙烯合成和反？…

Ｐａｓｓｅ－Ｃｒａｓｓａｎｅ梨果实采后需经过６０－８０ｄ的低温处理才能正常后熟。为了明确促进果实成熟的机理,对果实进行了低温结合１－ＭＣＰ（１－甲基环丙烯,乙烯作用抑制剂）和丙烯（乙烯类似物）处理。研究发现：果实经低温处理后,乙烯合成前体－－ＡＣＣ含量大幅度升高,而未经低温处理的果实,无论贮藏在空气中或用丙烯１０００μｌ／Ｌ处理,果实中ＡＣＣ、Ｍ－ＡＣＣ含量均保持较低水平。但冷藏前用１－ＭＣＰ处理     

基于氮排放估算的区域生态风险评价——以中国台湾地区为例

随着全球人口不断成长,农业生产、工业发展、能源消耗及生活消费等人类活动不断增加,对城市区域乃至于区域生态系统均带来显著负面影响。为量化评估人类活动对区域生态系统的影响,以人类活动产生的氮排放为切入点,选择中国台湾地区为研究区,针对其高投入的农业生产、密集的交通工业设施及人口分布等背景,构建了基于氮排放的区域生态风险评价研究框架。分析了2001年至2010年中国台湾地区农业及城市系统所产生的氮排放变化情况,并在空间上比较了各县市的氮排放差异;其次,依据各用地类型特点,定义了其对氮排放压力的脆弱程度,藉以评估中国台湾地区生态风险变化及其潜在风险强度。研究结果表明中国台湾地区2005至2010年期间氮排放带来的生态风险值先降后升,主要原因源于期间农业活动产生的氮排放减少,但交通运输带来能源消耗却明显增加了氮排放;通过分区比较,确定低风险县市主要包括金门县、连江县、澎湖县、新竹市、嘉义市及基隆市,而台中市、屏东县、台南市、高雄市及新北市,由于农业生产活动密集且人口分布密度高,为中国台湾地区高生态风险区。     

安全标记基因在转基因植物中的应用

转基因植物的抗性标记一直是转基因生物安全性争论的焦点,是限制转基因植物应用的瓶颈之一。筛选安全标记基因替代抗生素标记基因已成为解决转基因植物安全性和促进转基因植物应用的重要策略。综述了生物安全标记基因的产生背景、系统分类、筛选原理及不同起源的标记基因在植物基因工程中的应用和存在问题。选用植物内源标记基因已成为转基因植物安全标记基因研究的重要方向。     

Vip3a基因植物表达载体的构建及其对烟草的遗传转化

为了研究Vip3A基因在转基因抗虫植物中的应用,利用PCR技术克隆了苏云金芽孢杆菌的Vip3A基因和烟草的EF1α启动子,以pB1121质粒为基本载体,构建了分别由组成型CaMV35S启动子和花特异表达的EF1α启动子驱动Vip3A基因的植物表达载体pBIVip3A和pBIEFVip3A,并通过农杆菌介导的方法对烟草进行了遗传转化。经PCR检测,外源基因已整合到烟草基因组中。