假单胞菌M18调控基因ppbR的克隆及功能研究

假单胞菌(Pseudomonas sp.)M18是促进植物生长的根际细菌,能产生吩嗪-1-羧酸(PCA)和藤黄绿菌素(Plt)两种不同的抗生素.根据生物信息学分析,铜绿假单胞菌PA2572基因编码蛋白可能是一个双元调控系统的应答调节子.本研究从假单胞菌M18基因组中扩增出PA2572同源基因片段ppbR,利用体外定点插入突变和同源重组技术构建了M18的ppbR突变株M18P.研究结果表明,突变株M18P在泳动能力和群集运动能力上有显著的下降.突变株合成PCA的能力比野生型有显著的下降,在发酵液中PCA积累量仅为野生型的50%.在KMB培养基中,突变株Plt的积累量和野生型没有显著的差异.     

窄行匀播对晚播冬小麦群体环境、个体性状和物质生产的影响

为了明确行距和行内种子分布形式对华北平原晚播冬小麦群体生长的影响,以济麦22为试验材料,在晚播条件下设置3种行距(10、15、20 cm)和2种行内种子分布形式[随机分布(R)和均匀分布(A)]处理,考察了不同处理冬小麦的冠层结构与环境特征、个体性状、生物量累积及产量性能。结果表明:在相同播种量下较小行距比较大行距、种子均匀分布比非均匀分布群体叶面积较大,冠层下部漏光较少,温度较低且相对湿度较高;缩小行距或增加行内种子分布均匀度使群体内个体间植株性状差异缩小,穗层分布趋向均匀,花后物质积累量增加,穗粒重增加,最终产量提高。10 cm行距的产量高于15 cm行距、显著高于20 cm行距;在15 cm和20 cm行距下植株均匀分布处理产量显著高于非均匀分布处理的产量。综合研究认为,窄行匀播是华北平原干旱缺水地区提高晚播小麦群体产量的有效措施。     

川西亚高山森林林窗不同时期土壤转化酶和脲酶活性的特征

为了解川西亚高山森林林窗对不同时期土壤生态过程的影响,于2012年6月—2013年5月期间,根据温度动态过程,对比研究了生长季节(土壤完全融化期、生长季节前期和生长季节后期)与非生长季节(冻结初期、深冻期和融化期)川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)人工林林窗中心、林缘和林下土壤有机层和矿质土壤层转化酶和脲酶活性变化过程。结果表明:林窗不同区域中,土壤有机层转化酶活性均高于矿质土壤层;在生长季节,土壤有机层和矿质土转化酶活性表现为:林窗中心林下林缘,而脲酶活性表现为:林窗中心林缘林下。冻结初期和深冻期林窗中心土壤转化酶活性均高于林缘和林下,而在融化期林下转化酶活性高于林窗中心和林缘;冻结初期和融化期林下土壤脲酶活性显著高于林窗中心和林缘,而在深冻期林窗不同区域土壤脲酶活性没有显著差异。林窗不同区域在不同时期对土壤转化酶和脲酶活性的响应有着深刻影响。     

鲢幼鱼通过水流速度障碍的模拟

鱼类能否通过水流速度障碍直接影响过鱼设施的过鱼效果。利用计算机技术,综合水力因素、鱼类行为、地理特征及环境因子,展开鱼类通过水流速度障碍的模拟,有助于过鱼设施的优化设计。以国外涵洞式鱼道模拟软件Fish Xing为切入点,结合主要模块和关键因子,对我国特有鱼类鲢幼鱼进行模拟,得到鲢通过不同水流速度障碍的成功率;对比鲢在物理模型中的游泳表现,从模型主要模块和影响鱼类游泳表现的关键因子角度,分析影响鱼类通过水流速度障碍模拟的因素。结果表明,Fish Xing软件不能精确模拟鲢通过水流速度障碍的表现。分析表明,该软件在地理要素、管道特征和水力信息等参数方面具备独特的优势,但对我国鱼类有一定局限性,主要体现在鱼类的生物学信息如鱼类游泳特征等方面存在不足;进行鱼过障碍的模拟需要深入研究目标鱼类的生理特征、游泳能力及其与水力环境因子的响应关系。     

洞庭湖洲滩速生杨树林变化信息提取方法

洞庭湖是我国第二大淡水湖,其湿地资源具有重要的生态功能和经济价值。近20年来,洞庭湖洲滩速生杨树林发展迅速,其中西洞庭湖杨树林的扩张最为明显,极大改变了湖区湿地植被分布格局,隐含极大的生态风险。以Landsat ETM+和HJ-1A/1B CCD影像为数据源,提出了洞庭湖速生杨树林变化信息提取的两种方法,并对这两种方法进行了比较研究。一种是分类的方法,即采用面向对象分层信息提取的方法先提取出树林滩地信息,再将距离大堤一定范围内的树林滩地归为防护林,速生杨树林变化的面积即为两个时相提取结果的差值。另一种是变化检测的方法,它是基于像元进行变化检测,先确定出总的变化区域,再从中筛选速生杨树林的变化信息。结果表明:(1)两种提取方法都是可行的,不同方法提取的速生林变化信息存在一定差异,但空间分布大体一致;(2)基于分类的方法总体精度和Kappa系数均略高于基于变化检测的方法:其中基于分类的方法总体精度达84.00%,Kappa系数为0.67,基于变化检测的方法总体精度达83.00%,Kappa系数为0.65;(3)基于分类的方法图斑较大、图斑数较少,基于变化检测的方法图斑较小且较破碎、图斑数多;(4)基于分类的方法漏分较少、错分较多,基于变化检测的方法漏分较多、错分较少。为洞庭湖洲滩杨树林的动态监测提供了研究方法,也为杨树林扩张原因及其生态效应分析提供研究基础。     

核桃凋落叶分解对小麦生长及生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了核桃(Juglans regia)凋落叶分解对小麦(Triticum aestivum)生长及抗氧化酶系统、渗透调节物质含量的影响。试验设置A1(30 g/盆)、A2(60 g/盆)、A3(90 g/盆)和对照(CK)4个凋落叶水平,将各处理的凋落叶分别与8 kg土壤混合后装盆。同时设置补充试验,将称好的核桃凋落叶蒸煮12 h,先后用80%丙酮和乙醇充分浸泡24 h,再蒸煮12 h,其他处理方法和条件相同,观测分析浸提蒸煮后的核桃凋落叶在施入土壤后对受体植物的影响。结果表明:核桃凋落叶分解(0—160 d)明显抑制了小麦茎秆地径、茎高、株高、地上部分干重,并随凋落叶量的增加抑制作用增强;随凋落叶量的增加,75—115 d小麦叶片超氧化物歧化酶SOD活性增强,但过氧化氢酶CAT和过氧化物酶POD活性显著低于CK但各凋落叶处理之间变化不明显;75—95 d小麦叶片丙二醛MDA含量变化不明显,115 d时随凋落叶量增加MDA含量显著增加;75—115 d随凋落叶量的增加可溶性糖含量显著增加,但可溶性蛋白含量呈现出下降的趋势;各处理凋落叶对小麦的化感综合效应CE均表现为抑制效应,0—115 d抑制效应增强,115 d后抑制效应减弱,这是由于核桃凋落叶在土壤中分解释放的有害次生代谢物质已明显减少;在补充试验中,各处理间无明显形态差别,CK、B1(30 g/盆)和B2(60 g/盆)水平下各生长指标差异不显著(P0.05),B3(90 g/盆)水平下化感效应指数RI的绝对值与A3相比明显减小,表明在一定的凋落叶施入量范围内,其对土壤物理性质的影响和对小麦根系生长的物理阻隔不会显著抑制小麦的生长。综合各项指标,表明核桃凋落叶分解过程中释放的次生代谢物质显著抑制了小麦生长和生理特性。     

中国海洋生态保护制度的转型发展--从海洋保护区走向海洋生态红线区

海洋生态环境的持续恶化与生态学认知的提高使海洋生态红线区管理制度成为必然。总结了中国海洋保护区现状与存在问题;分析了发展海洋生态红线的必要性、区划原则、概念及组成体系;提出海洋保护区与海洋生态红线区可分别籍空间统一性、决策统一性、工作内容与管理要求的一致性相关联,海洋保护区的核心、关键和重要因素与海洋生态红线的范围划定、宏观应对策略制定、微观管理规定一一对应。对海洋保护区管理向海洋生态红线区划与管理的转变给出了若干建议,认为海洋生态红线区划指标体系可以参照海洋保护区绩效评估、保护区选划与评估指标;并从海洋生态红线的尺度,陆海统筹的生态系统格局-结构\过程-机理,复杂生态系统与海洋生态红线的结合,海洋生态红线基点观测等方面对海洋生态红线的研究和工作方向进行了展望。     

产毒与不产毒铜绿微囊藻对模拟酸雨及紫外辐射的生理响应

为了比较研究酸雨与紫外辐射对淡水水体常见藻华蓝藻的生理学影响,选取铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)产毒(FACHB-905)与不产毒(FACHB-469)株系作为实验材料,通过人工模拟酸雨,研究了不同p H处理后2藻株的光合生理变化以及对紫外辐射的敏感性的异同。实验设置3个p H梯度,p H7.10为对照组(正常培养基培养的藻体),两模拟酸雨处理组(p H5.65和p H4.50);两种辐射处理,可见光处理(PAR)以及全波长辐射处理(PAB)。研究结果表明,905藻株细胞粒径在各p H处理下都要显著高于469藻株,模拟酸雨处理显著降低了两藻株细胞的平均粒径及体积,但叶绿素含量显著提高;酸雨处理同时也引起细胞死亡率的增加,表现为藻体有效光化学效率显著降低,生长速率显著受到抑制,低p H下呈负增长,且这种抑制程度在469下更为显著。高的可见光以及紫外辐射处理,使两株系有效光化学效率随p H的降低而呈降低趋势,其中469藻株降低至更低的水平,且高光辐射以及紫外诱导的抑制率要显著高于905藻体,这可能与469藻株较低的光保护色素有关(较低的类胡萝卜素以及紫外吸收物质)。在未来全球变化背景下,不同种类的浮游植物对环境变化的响应及适应能力不同,可改变水体的群落结构和种群丰度,铜绿微囊藻905较469较强的耐受酸雨以及紫外辐射的能力,可能会使该株系在竞争力上占据优势。     

林火干扰对大兴安岭主要林分类型地上生物量预测的影响模拟研究

林火干扰是北方森林最主要的自然干扰之一,对北方森林地上生物量影响是一个长期的过程。因此,在预测地上生物量动态变化时需要考虑林火的影响。运用空间直观景观模型LANDIS PRO,模拟大兴安岭林区林火对不同树种地上生物量预测的影响。选取研究区5种主要树种林分(兴安落叶松、樟子松、云杉、白桦和山杨),以无干扰情景为参考预案,在验证模型模拟结果的基础上,模拟林火在短期(0—50a)、中期(50—150a)和长期(150—300a)对地上生物量的定量化影响,及其对不同立地类型地上生物量的动态变化。结果表明:(1)基于森林调查数据参数化的2000年森林景观模拟结果能够较好地代表2000年真实森林景观,模拟的2010年森林林分密度和胸高断面积与2010年森林调查数据无显著性差异(P0.05),当前林火干扰机制模拟结果能够较好地与样地调查数据匹配,说明林火模拟能够代表当前研究区林火发生情况;(2)与无干扰预案相比,整个模拟时期内景观水平上林火减少了1.7—5.9 t/hm2地上生物量;(3)与无干扰预案相比,林火预案下主要树种生物量在短期、中期和长期变化显著(P0.05);(4)在不同模拟时期,林火显著地改变了地上生物量空间分布,其中以亚高山区地上生物量降低最为明显。研究可为长期森林管理以及森林可持续发展提供参考。     

澜沧江流域暴雨干旱灾害与海温异常波动规律的相关性

基于中国气象局国家气象信息中心提供的澜沧江区域1961—2011年50年气象资料,采用EMD(Empirical Mode Decomposition)分解、均生函数逐步回归模型、相关分析等方法,探讨了澜沧江流域极端天气灾害的变化特征,及其区域极端灾害变化和全球海温异常ENSO(El Nio/La Nia-Southern Oscillation)之间的联系。结果表明:(1)该区域降水和暴雨频次存在多尺度特征,降水量存在2a、7a、15a的变化周期,且主周期为准2 a。(2)降水量和暴雨频度序列的IMF1和IMF2周期在2—7 a之间,与ENSO在年际变化上的信号相吻合,NINO(El Nio)指数无论春夏秋冬或年际都与暴雨和干旱灾害频次呈现负相关,而SOI(Southern Oscillation Index)指数则呈现正相关,其中,NINO指数与干旱相关性指数在秋冬和年际接近-0.3。(3)澜沧江流域暴雨和干旱灾害与ENSO有重要联系,且随着气温升高干旱灾害频次明显增加。研究结果显示区域极端气温灾害的变化与全球气候变暖有某种关联,是全球气候变化的区域响应表现形式之一。