基于高分辨率遥感影像的森林地上生物量估算

以南京市紫金山林区为研究区,利用e-Cognition面向对象分类方法,基于光谱和空间信息融合后的IKONOS影像提取单木树冠阳性冠幅(PoCA, Positive crown area)信息,并结合野外实测的样方生物量数据,分别建立了针叶林和阔叶林地上生物量 (AGB, Aboveground Biomass)的遥感估算模型,并利用实测森林生物量数据对模型进行了验证。结果表明,基于遥感影像提取的PoCA与实测AGB存在较好的非线性相关关系,所建针叶林AGB估算模型的可靠性优于阔叶林模型。对建模样本而言,估算的针叶林和阔叶林AGB与观测数据比较的R2分别为0.62 (P<0.01,n=9) 和0.56(P<0.01,n=16)。验证表明,所建AGB估算模型的可靠性较好,估算的针叶林和阔叶林AGB与观测数据比较的R2分别为0.55(P<0.01,n=6) 和0.52(P<0.01,n=10),但当AGB较低时,模型结果偏高,AGB较低时,模型结果偏低。研究说明通过高分辨率遥感数据的融合、提取树冠信息进行生物量估算是可行性的。     

秦岭山地锐齿栎次生林幼苗更新特征

分析了秦岭山地锐齿栎次生林群落乔木及木本幼苗物种特征值、更新生态位宽度及不同影响因子下（包括林分密度、坡向、海拔等）乔木更新动态。结果表明,乔木层物种有25种,锐齿栎占有明显地优势,重要值为149.18%。其次为华山松(Pinus armandii)和千斤榆(Carpinus cordata)等;更新层共有木本植物41种,其中乔木种有28种,占所有木本植物总数量的68%,优势种有青蛙皮槭(Acer grosseri)、木姜子(Litsea pungens)等。林下有丰富的幼苗库,径级及龄级比较小。更新方式以实生为主;分析了10种更新优势乔木种群的生态位宽度,同种幼树种群生态位宽度均大于幼苗种群生态位宽度。幼苗种群生态位宽度从大到小依次为榛子(Corylus heterophylla)、锐齿栎、青蛙皮槭等。幼树种群生态位宽度从大到小依次为榛子、青蛙皮槭、锐齿栎等;林分密度对林下乔木幼苗和幼树数量影响不同。当林分密度（株?hm-2）从720增加到1460时,幼苗密度逐渐增大。随后随着林分密度的增加,又呈现出减少的趋势。而幼树密度随着林分密度增加一直呈现出减少的趋势。坡向对锐齿栎次生林林下乔木幼苗和幼树的影响各异,阳坡（南偏西3）均利于幼苗和幼树的更新。南偏西45林分内,幼苗密度急剧减少。随着坡向转为阴坡,幼苗密度又逐渐增加。而幼树密度逐渐减少。当海拔从1083 m增加到1547 m时,幼树密度逐渐增加。随后,随着海拔增加到1882 m,幼树密度则逐渐减小。而幼苗密度随着海拔的增高一直呈现减小的趋势。     

阿尔泰山萨彦岭4种优势树种径向生长对气候因子的响应

气候变化深刻地影响森林树木的生长,而树种对气候变化敏感度的差异可能影响了气候变化下的森林生态系统响应。因此,研究优势树种间生长对气候变化的敏感度差异,对正确认识气候变化下林分生长动态及分布格局十分重要。基于树木年代学的方法,研究了阿尔泰山萨彦岭西伯利亚落叶松（Larix sibirica）、西伯利亚红松（Pinus sibirica）、西伯利亚冷杉（Abies sibirica）以及西伯利亚云杉（Picea obovata）4种优势树种的径向生长-气候关系。结果显示：（1）西伯利亚冷杉径向生长与上一年10-11月、当年1-9月的干旱指数、2-4月的降水显著正相关,与1月的平均温和最高温呈显著负相关关系,与当年4、6月份的水汽压正相关;（2）西伯利亚落叶松径向生长与上一年8月和当年8月的平均温、最高温以及当年8月的最低温显著负相关,而与当年6月的最低温则正相关,与8月份的水汽压显著负相关;（3）西伯利亚红松径向生长与3月降水、7月最低温、上一年10月的水汽压显著正相关;（4）西伯利亚云杉径向生长与6月平均温、最高温、水汽压正相关,与上一年10-11月、当年2-4月和9月的干旱指数正相关,同时与3、4月的降水量显著正相关。西伯利亚冷杉和西伯利亚云杉、西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松、西伯利亚云杉和西伯利亚红松对于特定气候因子表现出相似的响应结果,与年表间相关性的结果一致。但差异也是明显的,西伯利亚冷杉和西伯利亚云杉对区域水分变化敏感,而西伯利亚落叶松和西伯利亚红松主要对区域温度变化敏感。综上所述,气候变化下,该区域优势树种对气候变化响应的差异可能导致区域林分动态和格局的改变,因此,多树种径向生长-气候关系研究有助于正确反映森林动态。研究结果可以为区域森林管理与生态保护工作提供理论依据。     

基于MODIS NDVI的长江中游区域植被动态及与气候因子的关系

基于1999-2015年的MODIS NDVI时间序列遥感数据,应用趋势分析、变异系数、重标极差分析和偏相关分析等方法,分析了长江中游的植被时空变化特征及其与气象因子的关系。结果表明,长江中游地区NDVI均值总体上呈上升趋势（从0.72增加到0.80）。从空间分布来看,NDVI低值区域（0.1-0.5）占1.40%,高值区域（>0.7）占87.15%;NDVI空间格局呈"西高东低、北高南低"的分布特征,低值区域表现为以三省省会城市为中心向外辐射。Hurst指数显示,研究区大部分区域（60.54%）的NDVI变化趋势具有不确定性,持续性改善区域（34.78%）主要分布在西部山地区,持续性退化区域（3.26%）主要分布在人类活动频繁的较发达城市区域。在年际尺度上,研究区NDVI与各气象因子关系均不显著;月际尺度上,NDVI与降水、相对湿度和日照时数显著相关,降水和日照时数有明显的时滞性。区域内NDVI动态趋势以不确定性发展为主,城市群周边NDVI呈现持续退化的区域应该引起关注。     

压力-应激对大鼠心肌细胞Cx43蛋白表达及心肌纤维化的影响

目的:探讨压力-应激对大鼠心肌细胞间隙连接蛋白-43(Cx43)蛋白表达及心肌纤维化的影响。方法:将20只雄性SD大鼠随机分为正常对照组(n=10)和模型组(n=10),对照组正常饲养,模型组给予不可预测性复合应激结合孤养建立压力-应激大鼠模型。监测两组大鼠的体重变化,并通过组织形态学方法,探讨压力-应激对大鼠心肌细胞Cx43蛋白表达及心肌纤维化的影响。结果:在为期42天的造模过程中,从应激第7天开始,模型组大鼠体重明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.001)。且模型组体重增长缓慢,体重增长百分比明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.001)。与对照组相比,模型组大鼠组织HE染色可见心肌细胞排列紊乱,横纹消失,细胞间隙增大,部分肌纤维断裂、溶解,Masson染色可见心肌间质纤维化,胶原纤维增生、排列紊乱。心肌细胞免疫组化染色可见模型组Cx43蛋白表达明显下降(平均光密度值为0.0110±0.0028),与对照组相比(平均光密度值为0.0268±0.0025),差异具有统计学意义(t=-13.081,P<0.001)。结论:过度疲劳导致猝死的发生可能与Cx43蛋白表达水平的下降引起的恶性心律失常有关。     

2004-2013年珠江流域植被变化及其胁迫分析

植被对区域气候调节、水文循环等有着重要作用,在近年来中国南部地区极端气候频发的背景下,研究植被变化及胁迫意义重大。以珠江流域为研究区,利用MODIS EVI分析了植被的变化规律,并通过美国军事气象卫星DMSP灯光数据和气象数据探讨分析了人类活动和自然环境对植被变化的胁迫。结果显示：2004年到2013年期间珠江流域内年平均EVI介于0.33-0.38之间,EVI从高到底依次是常绿阔叶林 > 混交林 > 多树的草地 > 常绿针叶林 > 草地,不同植被类型的EVI变化趋势基本一致,同一植被类型EVI年际变化较小,其中混交林和草地年际最大变化量分别为0.07和0.04,而常绿阔叶林、常绿针叶林和多树的草地年际最大变化量均为0.06;在2004年至2013年年间,城市化水平增长了约71%,其年发展变化与EVI的年变化趋势相反;通过对比分析发现珠江流域人类活动对植被变化影响高于自然环境,即DMSP灯光变化与EVI变化的相关系数明显高于气温和降水。     

ITS序列结合培养特征鉴定梨树腐烂病菌

对采自中国4个省份的9个梨树腐烂病菌分离株和7个苹果树腐烂病菌分离株的ITS序列进行了测定和分析,并结合GenBank的有性型Valsa ceratosperma、V.ambiens和V.mali的ITS序列构建了系统发育树。结果表明梨和苹果树的各分离株在ITS核苷酸序列上分化较小(p-distance=1.55%),均在V.ceratosperma聚类组,但二者又分别处于两个独立小分支。其与V.ambiens和V.mali处在不同的聚类组中,且亲缘关系较远,表明供试梨树腐烂病菌并非V.ambiens。培养性状和生物学特点的研究结果还发现,梨树腐烂病菌各分离株无论在菌落颜色、产孢特点、还是37℃高温的生长情况都和苹果腐烂病菌有一定差别。前者菌落始在PDA终为乳白色,而后者菌落初为白色后期变褐色;在20%ABA上,前者形成的产孢体较大而数量较少,在37℃高温下能正常生长,后者则形成的产孢体较小而数量较多,在37℃高温下不能正常生长。并未发现二者在子实体上有稳定明显的差异。因而表明梨树腐烂病菌应为V.ceratosperma,但可用培养性状和生物学特点进行区分其和苹果树腐烂病菌。     

紫外线诱导小麦条锈菌毒性突变及突变体的RAPD分析

以夏孢子相对致死率90%左右作为紫外线处理最适时间,发现8min为小麦条锈菌条中29号单孢菌系(CY29-3)最适处理时间,其夏孢子相对致死率达88.97%。CY29-3的夏孢子经紫外线处理、扩繁、筛选品种筛选及4代的稳定选择后,获得了两个毒性变异的突变菌株。毒性突变产生的Jubi菌株对尤皮Ⅱ号的毒性增强,反应型由野生菌系的0型变为4型;非毒性突变产生的Funo菌株在阿夫上的反应型由野生菌系的4型变为2型。研究结果表明两突变菌株在鉴别寄主上的反应型和毒性范围也明显不同于野生菌系,说明紫外线诱导的小麦条锈菌变异是不定向和复杂的。对野生菌系和两个突变菌株进行RAPD分析后发现,两突变菌株与野生菌系之间的DNA多态性存在显著差异,多态率分别为10.58%和11.57%,说明紫外线可使小麦条锈菌基因组DNA发生较大的变化且突变位点比较复杂。     

交替灌溉的节水调质机理及同位素技术在作物水分利用研究中的应用

基于节水灌溉技术原理与作物感知缺水的根源信号理论而提出的根系分区交替灌溉,是交替对作物部分根区进行正常的灌溉,其余根区受到适度水分胁迫的灌溉方式。应用同位素示踪技术追溯分根区交替供水条件下土壤-作物系统水分运转途径并揭示其节水调质机理是一个重要的研究方向。本文对根系分区交替灌溉的节水调质效应、节水机理、稳定性氢氧同位素在植物水分运移中的应用以及稳定性碳同位素在植物水分利用效率中的应用研究进展及应用前景作了简要介绍,并对将来需要重点研究的方向作了展望。以期为充分挖掘作物生理节水潜力,大幅度提高作物水分利用效率和实现节水、丰产、优质、高效的综合目标提供有效的调控途径。     

黄河三角洲芦苇湿地生态系统碳、水热通量特征

利用涡度相关法对黄河三角洲芦苇湿地生态系统进行了连续两年的通量观测,对2009—2010年生长季芦苇湿地的净生态系统碳交换量(NEE),感热通量(Hs)和潜热通量(LE)数据进行了分析。结果表明,在日尺度上,芦苇湿地NEE日变化特征表现为两个CO2吸收高峰,分别出现在11:00和16:00左右,其特点是在午间出现了碳交换通量的降低。CO2吸收的日最大值在两个生长季出现的时间有所不同,分别出现在2009年7月(-0.30 mg CO2m-2s-1)和2010年6月(-0.37 mg CO2m-2s-1)。CO2排放的日最大值两个生长季均出现在9月,分别为0.19和0.25 mg CO2m-2s-1。Hs和LE的日动态均为单峰型,极值都出现在中午前后,生长季生态系统的能量消耗主要以潜热为主,且在日尺度上,热通量和NEE有显著的负相关关系。在季节尺度上,芦苇湿地生长季具有明显的碳汇功能,2009年生长季生态系统白天固定354.63 g CO2/m2,同时期夜间释放159.24 g CO2/m2,净CO2吸收量为-195.39 g CO2/m2。2009年整个生长季生态系统总初级生产力(GPP)为-651.13 g CO2/m2,生态系统呼吸(Re)为455.74 g CO2/m2,系统表现为碳汇。路径分析表明:光合有效辐射(PAR)显著影响NEE的日动态(R2=0.46—0.84),而NEE的季节动态主要受土壤温度的影响,降水和PAR的影响次之。