Biodiversity and the mitigation of climate change through bioenergy: impacts of increased maize cultivation on farmland wildlife

The public promotion of renewable energies is expected to increase the number of biogas plants and stimulate energy crops cultivation (e.g. maize) in Germany. In order to assess the indirect effects of the resulting land‐use changes on biodiversity, we developed six land‐use scenarios and simulated the responses of six farmland wildlife species with the spatially explicit agent‐based model system ALMaSS. The scenarios differed in composition and spatial configuration of arable crops. We implemented scenarios where maize for energy production replaced 15% and 30% of the area covered by other cash crops. Biogas maize farms were either randomly distributed or located within small or large aggregation clusters. The animal species investigated were skylark (Alauda arvensis), grey partridge (Perdix perdix), European brown hare (Lepus europaeus), field vole (Microtus agrestis), a linyphiid spider (Erigone atra) and a carabid beetle (Bembidion lampros). The changes in crop composition had a negative effect on the population sizes of skylark, partridge and hare and a positive effect on the population sizes of spider and beetle and no effect on the population size of vole. An aggregated cultivation of maize amplified these effects for skylark. Species responses to changes in the crop composition were consistent across three differently structured landscapes. Our work suggests that with the compliance to some recommendations, negative effects of biogas‐related land‐use change on the populations of the six representative farmland species can largely be avoided.     

转cry1Ab基因粳稻对稻田节肢动物群落的影响

在将稻田节肢动物群落按营养关系分为植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其他类等5个功能团的基础上,从功能团优势度、群落结构参数及群落相异性等方面,经2年3点的调查就2个转cry1Ab基因粳稻（Bt粳稻）品系KMD1和KMD2对稻田节肢动物群落结构的影响做了评价。结果表明：在大多数情况下,Bt粳稻与对照间各功能团优势度、群落结构参数［物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）、均匀性指数（J）、优势集中性指数（C）］及其时间动态无明显差异;Bt粳稻与对照间植食类、寄生类、捕食类亚群落,及整个节肢动物群落的相似性也较高。综合分析认为,Bt粳稻对稻田节肢动物群落结构无明显的负面影响。     

Nitric oxide promotes MPK6‐mediated caspase‐3‐like activation in cadmium‐induced Arabidopsis thaliana programmed cell death

Nitric oxide (NO), a vital cell‐signalling molecule, has been reported to regulate toxic metal responses in plants. This work investigated the effects of NO and the relationship between NO and mitogen‐activated protein kinase (MAPK) in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) programmed cell death (PCD) induced by cadmium (Cd²⁺) exposure. With fluorescence resonance energy transfer (FRET) analysis, caspase‐3‐like protease activation was detected after Cd²⁺ treatment. This was further confirmed with a caspase‐3 substrate assay. Cd²⁺‐induced caspase‐3‐like activity was inhibited in the presence of the NO‐specific scavenger 2‐(4‐carboxyphenyl)‐4,4,5,5‐tetramethylimidazoline‐1‐oxyl‐3‐oxide (cPTIO), suggesting that NO mediated caspase‐3‐like protease activation under Cd²⁺ stress conditions. Pretreatment with cPTIO effectively inhibited Cd²⁺‐induced MAPK activation, indicating that NO also affected the MAPK pathway. Interestingly, Cd²⁺‐induced caspase‐3‐like activity was significantly suppressed in the mpk6 mutant, suggesting that MPK6 was required for caspase‐3‐like protease activation. To our knowledge, this is the first demonstration that NO promotes Cd²⁺‐induced Arabidopsis PCD by promoting MPK6‐mediated caspase‐3‐like activation.     

中国部分野生黄精属植物的染色体核型分析

采用常规压片法,对中国部分野生黄精11个种、43个居群的染色体进行了核型分析,结果显示:(1) 43个居群均为二倍体,染色体数目在16～60之间,基数n=8、9、10、11、12、13、15、17、30。(2) 43个居群中,15个居群为"2B"型, 22个居群为"3B"型,6个居群核型为"2C"型;核型不对称系数在55.78%～75.60%,最长染色体与最短染色体的比值在2.01～6.12之间。(3) 43个居群中有23个居群有数目不等、位置不同的随体。(4)中国野生黄精资源从互生叶到轮生叶的染色体数目逐步增加,核型特点表现为:①臂比逐渐增大;②随体逐渐消失;③核型不对称性逐步增强;④不对称系数逐渐增加。研究表明,中国野生黄精不同种或居群的遗传多样表现在染色体数量、不同类型染色体数量以及它们在核型中的排序位置、随体的位置等方面的差异。     

CO_2浓度升高对杉木幼苗生长及其光合特性和养分含量的影响

以杉木优良无性系‘洋061’幼苗为材料,设置常规CO_2浓度400μL·L~(-1)(对照组)和CO_2加富浓度800μL·L~(-1)(处理组)两个处理,研究CO_2浓度加富对杉木幼苗生长、根系形态特征、光合生理以及养分含量的影响,以明确杉木优良无性系对CO_2浓度升高的响应特征,为杉木苗木高效培育提供理论依据。结果表明:(1)CO_2加富能显著促进杉木幼苗生物量的积累和苗高的生长,并显著促进杉木根系生长,其根长、根系表面积、根系体积和根系直径分别较对照增加14.60%、28.26%、41.98%和14.70%。(2)CO_2加富能促进杉木叶片类胡萝卜素含量显著增加,使杉木叶片净光合速率(P_n)、胞间二氧化碳浓度(C_i)和水分利用效率(WUE)分别较对照显著提高51.03%、14.13%和151.20%,并使气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)分别显著下降58.72%和44.00%。(3)CO_2加富使杉木叶片最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和光化学淬灭系数(qP)分别较对照显著增加11.48%、11.25%、6.33%、20.38%和30.34%,且不同处理间差异显著,非光化学淬灭系数(NPQ)较对照显著下降21.90%(P0.05),但对初始荧光(F_o)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)无显著影响(P0.05)。(4)CO_2加富处理显著增加植株钙元素的含量,并显著降低植株磷元素的含量。研究认为,短期CO_2加富处理可通过增加光合色素含量,提高叶片净光合速率和光能利用效率,进而增强叶片光合能力,同时促进根系生长,增强植物对养分吸收的能力,最终促进杉木幼苗的生长。     

庐山不同海拔日本柳杉年轮宽度对气候因子的响应

以庐山自然保护区3个不同海拔样地采集的138根日本柳杉样芯为研究材料,利用树木年轮学方法分析其径向生长与季节和月气候因子的响应关系。结果表明:低海拔处日本柳杉径向生长对气候因子的响应相比于中、高海拔更敏感;中、低海拔径向生长与春季相对湿度呈显著正相关(P<0.05),低海拔径向生长与春季日照时数、夏季均温呈显著负相关(P<0.05),而中海拔径向生长与夏、秋季均温呈显著负相关(P<0.05);高海拔径向生长与各个季节气候因子表现出一定的相关性,但相关性不显著;3个海拔径向生长均与当年1月均温呈显著正相关(P<0.05),中、低海拔径向生长与上年7月及当年7月均温呈显著负相关(P<0.05),高温会抑制树木的生长,低海拔径向生长与当年4月空气相对湿度、降水量呈显著正相关(P<0.05),与当年4月日照时数呈显著负相关(P<0.05),随海拔的升高相关性降低;庐山日本柳杉径向生长与主要气候要素之间的相关性呈现出明显的季节性,日本柳杉径向生长主要受上年7及7月均温和4月空气相对湿度的影响,海拔是影响日本柳杉径向生长对气候因子响应的重要因素,最终建立的标准年轮宽度年表适合进行树木年轮气候学的研究。     

玉米种植制度对红壤磷素形态及其有效性的影响

以攀西地区抛荒地、玉米连作、西葫芦-玉米轮作、豌豆-玉米轮作下红壤耕层(0～20 cm)和亚耕层(20～40 cm)土壤为研究对象,探讨玉米种植制度对红壤磷素形态及其有效性的影响。结果表明: 耕层土壤全磷、有效磷含量和磷素活化系数均高于亚耕层,以豌豆-玉米轮作土壤最高。4种种植制度下红壤磷素均以有机磷为主,在耕层中占全磷的57.8%～81.1%,在亚耕层中占74.3%～85.5%。除豌豆-玉米轮作外,其余3种种植制度下土壤磷组分均以氢氧化钠提取态磷(NaOH-P)为主;而有效性较高的水溶性磷(H₂O-P)和碳酸氢钠提取态磷(NaHCO₃-P)含量较低,在耕层中仅占全磷的0.3%～2.1%、在亚耕层中仅占1.7%～10.0%;两层土壤的盐酸提取态磷(HCl-P)含量均以豌豆-玉米轮作最高,与其他3种种植制度差异显著。相关分析表明,两层土壤的有效磷、碳酸氢钠提取态有机磷(NaHCO₃-P_o)、氢氧化钠提取态有机磷(NaOH-P_o)、盐酸提取态无机磷(HCl-P_i)含量与土壤pH、阳离子交换量、铁氧化物、铝氧化物和土壤质地呈显著相关关系。说明攀西地区豌豆-玉米轮作是提高红壤磷素有效性的最优种植制度。     

南瓜5个品种果肉的挥发性成分分析

为了解南瓜（Cucurbita sp.）果实中的特征风味物质,采用顶空固相微萃取气质联用（HS-SPME-GC-MS）技术对5个品种（‘新美玉’、宝丰’、‘金磨盘’、‘健宝’和‘东升’）果肉的挥发性成分和含量进行测定并进行主成分分析。结果表明,从5个品种南瓜果肉中共检测出68种挥发性成分,以醇类、醛类和烃类为主,其中壬醛、正己醛、反,反-2,4-庚二烯醛、顺-壬-3-烯-1-醇和正己醇等化合物为南瓜果肉的主要风味物质。主成分分析表明,南瓜5个品种果肉的风味差异化合物主要有9种,其中十一醛和反-2-壬烯醛为‘健宝’和‘东升’的特征风味物质;1,9-壬二醇是‘宝丰’的标志性风味物质;‘金磨盘’和‘新美玉’因3-壬炔-1-醇相对含量较高而区别于其他品种。因此,特征挥发性物质为南瓜品种改良和品质评价提供参考。     

海南岛干旱地区昌化江径流变化及影响因素

识别降水量和径流量变化过程及其影响因素对流域生态安全有重要意义。以海南岛干旱区昌化江流域主要控制水文站宝桥站58年(1956-2013年)水文资料为基础, 采用肯德尔秩次相关等统计方法和GIS技术研究流域内降水径流的变化特点及变化原因。结果表明: (1)降水和径流序列均呈缓慢上升趋势, 但2003年后径流序列有明显下降。(2)应用有序聚类分析径流系数跳跃成分, 结果显示1989年和2003年前后发生了较大改变。(3)将1956-1988年作为无人类活动影响的基准期, 建立降水-径流关系, 分析人类活动对径流变化过程的影响, 表明人类活动的间接影响使昌化江径流量减小, 流域植被覆盖率减少使蒸发作用加大, 导致径流量降低。(4)2003-2013年人类的活动影响使得昌化江径流量大幅减少, 其中直接影响减少量63.5 mm, 间接影响减少量为53.7 mm, 总减少量为117.1 mm, 人类活动综合影响对径流量下降的贡献率为13.9%。禁止砍伐热带雨林, 减少种植经济作物对维护流域生态安全尤为关键。     

新疆准噶尔盆地北缘中中新世早期的原圆齿鼠(Promylagaulinae,Mylagaulidae)(英文)

<正>1988年吴文裕描述了产自新疆准噶尔盆地北缘铁尔斯哈巴合地点哈拉玛盖组下部层位的一枚圆齿鼠的P4,定名为Sinomylagaulus halamagaiensis。1997年中国科学院古脊椎动物与古人类研究所新疆考察队又在铁尔斯哈巴合的哈拉玛盖组下部层位中采集到两枚p4。1988年的研究工作仅依据一枚上前臼齿(P4),标本的稀缺决定了当时研究成果的局限性。新材料无疑为认识新疆的圆齿鼠类提供了新的信息