土壤水分时间稳定性研究进展

土壤水分是陆地生态系统中不可或缺的组成部分,在地表水文过程中起着关键作用,连接着一系列的水文、生态、气候和地质学过程,是陆地生态系统健康运行的关键。以土壤水分时间稳定性概念为主线,从时间稳定性概念、研究方法、应用和影响因素等方面,系统阐述了土壤水分时间稳定性近年来的研究进展,探讨了代表性测点的选取标准以及土壤水分时间稳定性的影响因素。结合目前的研究进展,提出了未来的研究重点:加强多因素综合作用对土壤水分时间稳定性的研究;结合"3S"技术、计算机模拟和野外实测来研究时间稳定性的尺度问题;如何高效选择代表性测点;探讨时间稳定性概念在植被恢复区和气候敏感区的研究与应用。     

添加CTAB促进吸水链霉菌产谷氨酰胺转胺酶

研究了添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对吸水链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)合成谷氨酰胺转胺酶的影响。结果表明,添加CTAB可以提高发酵过程中谷氨酰胺转胺酶的酶活,摇瓶培养中,CTAB的最佳添加时间和添加量分别为32h和1%,发酵终了时,谷氨酰胺转胺酶酶活最高达5.04u/mL,比对照提高了21.8%。初步研究表明,CTAB的主要作用是促使谷氨酰胺转胺酶的酶原转化为成熟酶,因此,在发酵过程中添加适当浓度的CTAB,可使酶原快速、完全地转化为成熟的MTG,解除酶原的产物抑制作用,促进了细胞产酶。     

北亚热带马尾松净生产力对气候变化的响应

掌握马尾松生产力与气候变化的关系,特别是在马尾松自然分布的北界研究生产力对气候变化的响应具有重要意义,以马尾松自然分布北界的河南鸡公山国家级自然保护区内的老龄马尾松林作为研究对象,根据河南信阳的马尾松生物量与树高胸径的关系,利用样地调查和年轮宽度推算出过去的30a中的生物量和生产力动态,并用当地的温度、湿度、降水、光照以及帕尔默干旱度指数5项气候因子与生产力做相关分析,在此基础上用多元逐步回归得到了气候因子与生产力的回归方程。结果显示:鸡公山马尾松林生物量从1980年的59.00 t/hm²逐步增加到2009年的254.75 t/hm²,30a中平均年净生产力为6.64 t/hm²;气候分析表明年净生产力与气候因子关系较为密切:上年8月降水、当年2月温度、3月湿度以及10月的光照和温度与生产力正相关,当年5月光照、10月的降水和湿度与生产力负相关,当年2月到9月的PDSI都与生产力正相关,并且在6月的相关系数最高。研究表明,北亚热带的马尾松生产力的年际变化主要是气候因素引起的,受当年生长季的长短和生长季的土壤水分可用性限制,在未来该地区升温增湿的条件下马尾松林的生产力可能会升高。     

喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤磷钾养分空间异质性

在木论国家级自然保护区内喀斯特常绿落叶阔叶混交林内建立500 m×500 m长期监测样地,采用经典统计学和地统计学方法研究喀斯特森林土壤磷钾养分含量及其空间变异特征。结果表明:研究区土壤全磷(TP)、全钾(TK)、速效磷(AP)、速效钾(AK)含量分别为(1.60±0.76)g/kg、(5.42±2.74)g/kg、(5.74±3.63)mg/kg、(5.20±2.96)mg/kg;磷钾养分含量均为中等变异,变异强度为APAKTKTP。研究区土壤TP、TK、AP、AK变异函数值的最佳拟合模型均为指数模型,决定系数均很高(0.671-0.995),TP、AP呈中等强度空间自相关,TK、AK呈弱空间自相关。TP、AP的变程较长,分别为336.00 m和373.50 m,空间连续性较好,TK、AK变程较短(33.30 m、64.50 m),空间依赖性较强。土壤TP表现为坡下(含洼地)含量高,坡上含量较低;AK表现为坡中含量高于洼地含量;AP、TK呈斑块破碎化分布。海拔、坡度和地面凹凸度是土壤磷钾养分空间异质性的主要影响因素。喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤磷钾养分存在不同空间异质性和空间关联性,这为小流域尺度上土壤养分管理、可持续利用策略、喀斯特退化生态系统生态恢复提供理论依据。     

鳜鱼胰蛋白酶和淀粉酶与胃蛋白酶原基因的克隆与序列分析

采用RT-PCR及RACE法,克隆得到鳜鱼(Siniperca chuatsi)肝胰脏胰蛋白酶(trypsin, Try)、淀粉酶(amylase, Amy)基因 cDNA全序列.结果表明,鳜鱼Try基因cDNA全长为896 bp,其中开放阅读框 (open reading frame,ORF)为744 bp,编码247个氨基酸. 序列同源性分析发现,鳜鱼Try与 斑马鱼(Danio rerio)、非洲爪蟾(Xenopus laevis)、 小鼠Try和人TRY氨基酸序列同源性分别为81.4%、75.3%、74.5%和71.4%.鳜鱼Amy 基因cDNA全长为1 647 bp,其中ORF为1 539 bp,编码512个氨基酸.鳜鱼Amy与斑马鱼 、非洲爪蟾、小鼠Amy和人AMY氨基酸序列同源性分别为79.7%、75.4%、71.9%和70.9%. 同时对鳜鱼基因组进行PCR,获得鳜鱼Try、Amy与胃蛋白酶原(pepsinogen, Pep)全基因组DNA序列.序列分析表明,鳜鱼Try基因由4个内含子和5个外显子组成,全长1 362 bp;鳜鱼Amy基因由8个内含子和9个外显子组成,全长4 267 bp;鳜鱼Pep基因由8个内含子和9个外显子组成,全长 4 032 bp,与其它脊椎动物基因结构相似.应用Genome walker方法在鳜鱼克隆得到长度分别为1 189 bp、413 bp和527 bp的Try、Amy和Pep基因的5′侧翼区序列以及1段长为704 bp的Pep 基因3′侧翼区序列,并利用相关软件预测其中具有多个可调节其表达的调控元件.鳜鱼Try、Am y和Pep基因组全序列的克隆及其序列、结构分析和分子系统进化等的研究,为鱼类消化代谢相关基因的生理功能及表达调控机理进一步研究提供依据.     

西南喀斯特石漠化生态系统土壤有机碳分布特征及其影响因素

喀斯特石漠化已成为制约我国西南地区社会经济可持续发展最严重的生态地质环境问题,其恢复重建已成为我国社会经济建设中一项重要内容。土壤有机碳作为土壤质量评价的重要指标,可以综合反映土地生产力、环境健康功能,另一方面土壤有机碳也间接影响了陆地生物碳库,是陆地生态系统碳平衡的主要因子,它的转化和积累变化直接影响全球碳循环动态,已成为生态科学领域研究的热点之一。系统的总结了西南喀斯特石漠化地区不同土地覆被/土地利用、不同等级石漠化环境土壤有机碳的空间和季节分布特征。结合前人研究成果,进一步分析了影响喀斯特石漠化地区土壤有机碳分布的自然(气候、地形与土壤性质、植被等)和人为(土地覆被/土地利用变化、农业管理措施等)各因素,并提出增加喀斯特石漠化地区土壤有机碳含量的对策。研究结果为喀斯特石漠化退化生态系统恢复重建、石漠化地区土壤综合利用、增加碳截存应对全球碳循环减源增汇等提供了重要的科学参考。     

植物气味化合物与斜纹夜蛾性信息素的协同作用

为提高现有性信息素对雄蛾的引诱活性, 本研究通过大量的田间试验探索植物气味化合物与斜纹夜蛾Spodoptera litura性信息素（顺9, 反11-十四碳二烯乙酸酯∶顺9, 反12-十四碳二烯乙酸酯=10∶1）的协同作用机制。从斜纹夜蛾寄主植物和花的气味化合物中, 选择9种有代表性的化合物, 并以一定剂量分别加入到斜纹夜蛾性信息素诱芯中, 在田间测试对雄蛾的引诱活性。结果表明: 在测试的9种植源性化合物中, 发现一定剂量(每个诱芯加入0.4 mg)的苯乙醛(PAA), 具有显著提高斜纹夜蛾性信息素的引诱作用, 而高剂量的苯乙醛则强烈抑制性信息素的引诱活性; 此外, 其他各种浓度的测试化合物或混合物对性信息素则没有统计上显著的增效作用。不同剂量的苯乙醛单个化合物及各种植物气味化合物组成的混合物对斜纹夜蛾也有微弱的引诱作用。苯乙醛必须要与性信息素的完整组分(以10∶1比例混合的顺9, 反11-十四碳二烯乙酸酯和顺9反, 12-十四碳二烯乙酸酯)混合才能起作用, 缺少顺9, 反12-十四碳二烯乙酸酯则没有引诱活性。本研究证明, 苯乙醛作为理想的性信息素诱芯增效剂, 可应用于建立更理想的斜纹夜蛾性信息素诱杀技术, 对性诱害虫防治和测报具有应用价值。     

海洋生态资本价值结构要素与评估指标体系

针对海洋生态系统的特点,构建了海洋生态资本价值的结构要素及其评估指标体系。海洋生态资本的价值是指海洋生态资本的存量价值及其产生的收益流价值,包括各类海洋生态资源的现存量价值及其组成海洋生态系统整体而产生的生态系统服务价值。其中,海洋生态资源的现存量价值由海洋生物资源存量价值和海洋生境资源存量价值构成。海洋生态系统服务价值包含海洋供给服务、海洋调节服务、海洋文化服务和海洋支持服务等4个子要素的价值。     

林冠截持降雨模型的初步研究

通过对林冠截持过程的研究,将单场降雨划分成很多个小的时段,顺序计算各小时段内降雨在林冠内的分配,建立了一个林冠降雨截持模型.模型考虑了冠层和树干干燥度对冠层雨期蒸发的影响,并在计算雨期蒸发时引入冠层叶面积指数、单位林地面积上树干表面积.运用模型对华北落叶松林的降雨截持进行模拟,结果表明,模拟穿透雨与实测穿透雨基本吻合,误差在±1 mm范围内,但在小降雨(＜6 mm)时模拟值偏低;树干茎流量模拟值偏低,茎流模拟相对误差随着降雨量增大而减小.同时模拟了穿透降雨的过程,结果与林内自动气象站实测穿透降雨的过程基本吻合,模拟效果较好.     

碳酸钙促进丙酮酸发酵过程中α-酮戊二酸的形成

在多重维生素营养缺陷型菌株光滑球拟酵母CCTCC M202019发酵生产丙酮酸的摇瓶和发酵罐实验中发现,CaCO₃的添加对发酵液中α-酮戊二酸（α-KG）的积累有重要影响。在维生素浓度不变且供氧充分的前提下,延迟CaCO₃添加时间可明显抑制α-KG的产生,并提高丙酮酸与α-KG的碳摩尔比(C_PYR/C_αKG);而增加培养基中的CaCO₃浓度会导致αKG积累的增加。用不同物质调节发酵液中pH的实验证实：在丙酮酸发酵过程中, Ca²⁺对αKG的积累起主要作用,CO₃^2-起辅助作用,两者对α-KG的积累具有协同效应。维持培养基中CaCO₃浓度不变,改变培养基中硫胺素的浓度,对αKG的积累,特别是对C_PYR/C_α-KG值没有影响;而增加培养基中生物素的浓度,则导致αKG的浓度不断上升且C_PYR/C_α-KG值不断下降。当有Ca2+存在时,胞内丙酮酸羧化酶的活性最高可提高40%,而丙酮酸脱氢酶系的活性没有明显变化。结果表明,丙酮酸发酵过程中α-KG的形成是由于CaCO₃促进了丙酮酸羧化反应,其中Ca²⁺可显著提高丙酮酸羧化酶的活性,而CO₃^2-则有可能作为丙酮酸羧化反应的底物。