盐胁迫对盐生植物黄花补血草种子萌发和幼苗生长的影响

盐生植物黄花补血草广泛分布于我国西北地区、东北西部以及华北北部,对改良盐碱土壤具有重要的生态作用。以黄花补血草(Limonium aureum(L.)Hill)为材料,研究分析了不同浓度NaCl胁迫对其种子萌发和幼苗生长产生的抑制效应及作用机制。结果表明:低浓度NaCl(25 mmol/L和50 mmol/L)处理不影响黄花补血草种子萌发和幼苗生长,25 mmol/L NaCl甚至促进了根生长,而高浓度NaCl(100 mmol/L和150 mmol/L)处理明显抑制种子萌发及幼苗生长。利用荧光探针的检测结果表明,NaCl处理的幼苗根中过氧化氢(H2O2)和一氧化氮(NO)含量明显高于对照水平。碘化丙啶(PI)染色结合激光共聚焦显微镜观察及检测相对电导率结果显示,高浓度NaCl处理抑制了幼苗根尖伸长区细胞的伸长生长,增加了细胞膜的通透性,对根细胞造成了明显的伤害。此外,高浓度NaCl处理诱导叶片丙二醛(MDA)含量显著升高。以上结果说明,黄花补血草对低浓度的盐具有一定的耐盐性,但高浓度盐降低了种子的萌发率,使幼苗根中H2O2产生增加,抑制根尖伸长区细胞的伸长生长,对根、叶造成明显氧化损伤,从而抑制黄花补血草幼苗的生长。     

气候变化对鄱阳湖白鹤越冬种群数量变化的影响

分析了1983—2011年鄱阳湖国家级自然保护区越冬白鹤种群数量的年际变化趋势,检验了白鹤种群动态与繁殖地和越冬地气候变化的相关性,气候变量包括月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温和月降水量。研究结果表明,鄱阳湖国家级自然保护区内的白鹤年最大数量平均为(2 130±153)只,呈显著地线性增长趋势(R2=0.454,F=22.441,df=28,P=0.000),但年际波动较大。在越冬地,越冬当年10月、11月、12月的气候变量与白鹤种群数量没有显著的相关性,但越冬初期10月份和越冬后期翌年3月份的气温变量与第4年、第5年、第6年及第7年的白鹤种群数量存在显著的正相关,表明越冬地气候对白鹤种群大小的影响存在时滞效应。越冬初期和末期可能是白鹤补充能量的关键阶段,而且越冬初期的气候可能也与冬季食物的数量或质量相关,因此这两个阶段的适宜气温可能有利于个体尤其是幼鹤的存活,使更多的个体参加繁殖,由于白鹤的性成熟年龄在3—5a,因此其对白鹤种群增长的有利影响会在3a以后表现出来。白鹤种群数量变化与繁殖地繁殖期的降水量没有显著的相关性,而与7月份的气温变量存在显著的正相关。多元线性回归分析结果表明,6a前的10月份平均最低温度、2a前的10月最高温度及5a前的10月平均气温是白鹤种群数量变化的显著预测因子,共同解释了鄱阳湖国家级自然保护区白鹤种群数量变化的74.8%(F=23.807,df=27,P=0.000)。     

施钾提高蚜害诱导的小麦茉莉酸含量和叶片相关防御酶活性

研究表明,施钾能够提高作物对蚜虫的抗性,但其机理尚不明确。试验采用营养液培养的方法,设置2 mmol/L和0.005mmol/L KCl两个钾浓度,分析不同钾水平培养下的小麦植株在蚜虫为害后,体内茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)的含量和脂氧合酶(LOX)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)等防御酶活性的变化。结果表明,低钾胁迫显著降低了小麦体内JA和SA的含量,并且诱导LOX和POD酶活性增强,但是对PPO和PAL酶活性没有显著影响。蚜虫为害48 h后,高钾小麦体内JA含量显著高于低钾植株,而SA含量没有明显变化。高钾显著提高了蚜虫为害后小麦叶片中的LOX、PAL、PPO和POD酶活性,而低钾小麦体内4种酶的活性在整个虫害调查期间均没有显著变化。研究表明,充足供钾能够显著提高小麦受到蚜虫为害后体内茉莉酸含量,激活其体内的JA信号传导途径,从而提高防御酶活性,增强其对蚜虫的抵御能力。     

基于EPG的麦长管蚜、麦二叉蚜和禾谷缢管蚜取食行为比较

麦长管蚜Sitobion avenae (Fabricius),麦二叉蚜Schizaphis graminum (Rondani)和禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi (Linnaeus)虽然都取食小麦,但其取食部位、传毒能力均有差异。利用EPG研究了3种麦蚜在同一寄主植物上的取食行为,结果显示:(1)禾谷缢管蚜在取食过程中G波出现的时间最早,G波总的持续时间和每次刺探G波的平均持续时间都明显长于麦长管蚜和麦二叉蚜。麦长管蚜第1次E1波的时间、E1波总的持续时间和每次刺探E1波的平均持续时间都明显比麦二叉蚜和禾谷缢管蚜要长。麦二叉蚜E2波总的持续时间和每次刺探E2波的平均持续时间都明显长于麦长管蚜和禾谷缢管蚜。表明3种蚜虫各自拥有不同取食策略。禾谷缢管蚜比其它两种蚜虫需要更多的水分和无机盐,麦长管蚜通过分泌大量唾液增大对食物的利用率,麦二叉蚜通过增加韧皮部取食时间以满足对营养的需要。(2)刺探过程中麦二叉蚜pd波出现的次数为(51.97±7.82)次,高于麦长管蚜的(44.73±4.52)次和禾谷缢管蚜的(32.99±4.22)次。麦二叉蚜pd波Ⅱ-2和Ⅱ-3亚波的时间最长,禾谷缢管蚜最短,三者之间差异达显著水平。表明与其它两种麦蚜相比,麦二叉蚜在取食过程中口针与细胞间的接触频率更高,与细胞内获毒和传毒相关的Ⅱ-3波和Ⅱ-2波持续时间更长,增加了获毒和传毒的几率,是其传毒能力最强的机理。     

苗期紫花苜蓿株体对不同地区垂穗披碱草种子萌发生长的化感作用

以发芽率、苗长、根长、苗干重、根干重变化为种子萌发和幼苗生长参数,研究苗期紫花苜蓿(Medicago sativa)植株浸提液对不同地区垂穗披碱草(Elymus nutans)种子萌发生长的化感作用。结果表明:地上部浸提液对LS、DX垂穗披碱草种子发芽率具有明显的促进作用,而对GS、KMX、LKZ、LZ地区垂穗披碱草种子发芽率均表现为抑制作用,其中对GS垂穗披碱草种子发芽率的抑制作用最强,在14.5%和5.5%浓度处理时抑制率分别为57.89%、55.26%;苗长方面,浸提液5.5%浓度对垂穗披碱草苗长的抑制率顺序为:LZNQDXLSKMXQHGSLKZ,14.5%处理时抑制率顺序为:LZKMXLKZNQGSQHDXLS,其中抑制率最高的为LZ垂穗披碱草,在14.5%和5.5%浓度处理时抑制率分别为33.03%、28.97%;根长方面,5.5%处理对垂穗披碱草根长的抑制率顺序为:QHNQLZKMX、GSLKZDX、LS,14.5%处理时抑制率顺序为:GSQH、NQLZLSKMXDXLKZ,其中在高浓度下抑制率最高的为GS垂穗披碱草,抑制率为57.69%;地上部浸提液对LKZ、LZ垂穗披碱草苗干重均具有促进作用,高浓度浸提液对NQ垂穗披碱草苗干重产生促进作用(RI0),而对KMX、DX垂穗披碱草苗干重均表现为抑制作用;根干重方面,浸提液对LS、QH、GS、NQ、LKZ垂穗披碱草根干重均有明显的抑制作用,而对KMX、DX垂穗披碱草根干重产生促进作用,高浓度浸提液对LZ垂穗披碱草的根干重产生促进作用。从根浸提液的作用来看,根浸提液除对LS、DX垂穗披碱草种子发芽率和根干重、GS垂穗披碱草种子发芽率和苗干重及NQ垂穗披碱草根干重具有促进作用外(P 0.05),对其余地区垂穗披碱草的各项指标均有明显的抑制作用(RI0)。所有以上结果表明,紫花苜蓿植株浸提液对垂穗披碱草种子萌发生长的作用具有一定的浓度效应。不同地区垂穗披碱草对紫花苜蓿地上部浸提液的敏感性趋势总体为:GSQHLSKMXNQLKZLZ,最不敏感或有促进作用的是DX垂穗披碱草;对根浸提液的敏感性趋势总体为:QHNQLZKMX,根浸提液对LS、GS、LKZ、DX垂穗披碱草种子萌发生长具有促进作用。紫花苜蓿植株不同部位浸提液对垂穗披碱草种子萌发生长的化感效应顺序为:地上部根。     

疏勒河流域气候变化和人类活动对植被NPP的相对影响评价

气候变化和人类活动是对陆地生态系统碳循环产生重要影响的两个因素,定量评估气候变化与人类活动对植被净初级生产力(NPP)的相对影响,对深入理解其驱动机制和控制荒漠化发展具有重要意义。以疏勒河流域为研究区,利用遥感和气象数据计算潜在NPP(PNPP)及其与实际NPP(ANPP)之间的差值,分别衡量了气候变化和人类活动对流域NPP的相对影响。研究结果表明:(1)2001—2015年疏勒河流域年ANPP整体呈缓慢增加趋势,与全国和西北地区相比,普遍较低,流域植被整体生产力水平不高。流域年ANPP空间分布呈现上游祁连山区和中下游绿洲区ANPP较高,而中下游荒漠戈壁区ANPP较低的分布格局。(2)2001—2015年流域年PNPP的变化趋势表明,降水量的变化是导致疏勒河流域植被退化加剧或缓解的主要气候驱动因素,但气温的变化对植被的影响较为复杂。(3)2001—2015年流域大部分地区植被退化系人类活动造成的,但人类活动的负向影响力在减弱。(4)气候变化和人类活动对植被NPP的相对影响均表现出明显的空间异质性,其中人类活动是疏勒河流域植被变化的主要驱动因素。     

中国天然林保护、生态恢复与可持续经营的理论与技术

全面总结了近年来中国在天然林保护与生态恢复的理论与技术实践方面所取得的研究进展。高度凝练出了天然林动态干扰与保育技术、典型退化天然林的生态恢复技术和天然林景观恢复与空间经营技术等三方面的创新成果,形成了天然林保护与生态恢复的理论与技术创新体系,对今后天然林保护、生态恢复与可持续经营进行了展望。     

不同营养盐条件下赤潮高发区围隔生态系内多胺的变化

在东海赤潮爆发区域运用围隔生态系实验方法,研究了不同营养盐条件下围隔生态系内多胺浓度变化。结果表明:2010年选用东海原甲藻赤潮爆发处海水,东海原甲藻是各围隔生态系内主要优势种,没有种群演替现象发生。两种营养盐添加方式下各围隔内精胺浓度维持较高水平,都呈现先波折下降后波折上升的趋势,与东海原甲藻的生长变化正好相反;各围隔内腐胺浓度水平较高,变化起伏较大,其中有两个实验组腐胺整体变化趋势与东海原甲藻生长趋势类似;所有围隔内亚精胺浓度最低,波动较小。2011年取用中肋骨条藻赤潮爆发处海水,所有围隔生态系内优势种都发生了从中肋骨条藻到东海原甲藻的演替。各围隔生态系内腐胺浓度最高,在中肋骨条藻生长初期腐胺浓度下降,随着中肋骨条藻的生长有所上升,实验后期随着东海原甲藻的生长又整体呈现出下降趋势;各实验组精胺浓度较低,在中肋骨条藻消亡东海原甲藻出现的种群演替期间,都呈现出较大波动;各围隔内亚精胺浓度较低,在整个种群演替过程中没有明显的变化。围隔生态系中补充营养盐,通过对浮游植物生长的影响,间接影响围隔生态系内的多胺变化。     

西藏草地植物功能性状与多项生态系统服务关系

针对植被功能性状与生态系统服务功能之间的相互关系,构建了西藏草地株高和可食性两种功能性状的9项指标,并基于土壤和植物采样,分析了9项植物功能性状指标和5项生态系统服务指标间的相关性,探讨了4种机制(Mass ratio,Selection,Niche complementarity及Insurance)在西藏草地的适用性。结果表明,9项功能性状指标中,株高Rao和可食种与所有种株高CWM比分别与土壤有机碳、土壤全氮和土壤含水率3项生态系统服务指标呈显著负相关及显著正相关。说明群落植被对光能竞争的互补性及可食性状植株在群落中的光能资源相对竞争力,与土壤固碳、肥力供给及水源涵养有显著相关关系。而群落可食种、优势种、优势种与次优势种对光能资源竞争力水平,可食植株多样性、可食植株在群落中的优势度及其光能资源竞争力均值,对草地生态系统服务无显著影响。西藏草地植物功能性状对多项生态系统服务的影响机制从光能资源竞争角度更符合Niche complementarity和Insurance理论,而从可食功能性状角度更符合Mass ratio和Selection理论。     

北京城市化进程中家庭食物碳消费动态

不可持续的家庭消费是造成全球环境问题的主要原因,食物碳消费研究是促进可持续家庭消费的重要内容。基于政府宏观统计数据,分析北京城市化进程中城市家庭食物碳消费的变化趋势和影响因素。结果表明,与1979年相比,1999年北京城市家庭人均及户均食物消费量分别减少了15.2%和38.6%,而食物碳消费总量增加了28.5%,食物碳消费结构由“以粮食为主”转变成“以粮食和肉类为主”。城市化进程中,以1993年为界,家庭食物人均及户均碳消费量均由明显减少趋势转变为明显增长趋势,变化的主要原因由“食物消费结构变化引起的人均谷物类碳消费量的减少”转变为“人均食物消费量增加引起的人均肉类碳消费量的增加”。北京城市家庭已基本完成食物消费结构的转变,人均食物消费量仍继续增加。GDP指数是影响人均食物碳消费量的主要经济因素,经济的继续增长可能带来人均食物碳消费量的增加,北京城市家庭食物碳消费尚未达到稳定状态。