珍稀濒危植物堇叶紫金牛对持续干旱的生理响应

采用盆栽控水法,研究了珍稀濒危植物堇叶紫金牛(Ardisia violacea)在持续干旱条件下的生理响应。随着持续干旱时间的延长,堇叶紫金牛应对持续干旱的阶段可分为适应期、轻度干旱期、中度干旱期和重度干旱期。在适应期和轻度干旱期,堇叶紫金牛叶片游离脯氨酸和可溶性糖含量稳定在一个较低水平,可溶性蛋白质含量先下降后快速上升,细胞膜系统和抗氧化酶系统能主动进行生理调节;中度干旱期,丙二醛(MDA)含量和质膜相对透性迅速升高,细胞膜系统受损加剧,游离脯氨酸、可溶性糖含量均急剧增加,对抵御干旱起到重要的渗透调节作用。在轻度干旱期和中度干旱期,光合色素中叶绿素a和叶绿素b含量显著提高,以抵抗干旱胁迫。重度干旱期,细胞膜系统、抗氧化酶SOD、游离脯氨酸和可溶性糖含量上升,但MDA略微下降,这时可能达到植物耐受干旱的极限,不再发生膜脂过氧化作用。综上表明,堇叶紫金牛具有较强的耐旱性,RWC为49.94%是细胞膜系统、抗氧化酶系统和渗透调节物质含量变化的拐点,渗透调节和抗氧化酶系统的主动适应是其耐旱的主要机制。     

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。     

海南霸王岭天然次生林边缘效应下木质藤本与树木的关系

选择海南岛霸王岭天然恢复60 a的次生林样地中形成年限为17和13年的边缘,分别设置4条10 m100 m的样带,研究边缘效应下dbh ≥1 cm树木的攀藤率、被藤本攀附的频度和每木藤本数随距边缘距离的变化。结果表明：在0.8 hm2的样带中,树木的攀藤率分别为44.58%（17年边缘）和32.63%（13年边缘）。2种边缘中,dbh 1—5 cm、5—10 cm树木的攀藤率都随距离发生了变化,17年边缘中dbh ＞20 cm和13年边缘中dbh 10—20 cm树木的攀藤率都没有随距离的变化而变化。树木被藤本攀附的频度随距边缘距离的增加而降低,攀附3株以上藤本的树木最少,在17年边缘中变化趋势较明显;攀附1株藤本的树木最多,在13年边缘中变化明显。17年边缘中每木藤本数随距离增加而降低。在边缘形成初期,边缘形成年限对每木藤本数产生了影响,其在17年边缘中下降程度较大,但总体高于13年边缘中。     

缙云山川鄂连蕊茶在不同群落类型中的RAPD分析

采用随机扩增多态性DNA(RAPD)对常绿阔叶林灌木层广布种川鄂连蕊茶(Camellia rosthorniana)在缙云山3个群落类型(毛竹林、针阔混交林和常绿阔叶林)中的遗传结构和DNA多样性进行了研究。10个引物共扩增出138个产物,其中115个是多态性的,多态位点比率为83．33％。Shannon指数估算的3个种群的遗传多样性为常绿阔叶林0．3345,毛竹林0．3148,针阔混交林0．3085,遗传分化为8．12％;Nei指数计算的3个种群的基因多样性为常绿阔叶林0．2095,毛竹林0．1981,针阔混交林0．1934,遗传分化为7．51％。种群间遗传距离在0．0177～0．0393之间。川鄂连蕊茶在3个群落中的种群大小和生长状况不同,各种群遗传多样性的高低可能是对所处群落生境的适应。     

基于GIS和RS的赣江上游流域土地利用动态趋势分析

利用赣江上游流域1990、1995、2000、2005和2010年5期的TM影像以及2010年的SPOT影像资料,通过目视解译方法及GIS软件的空间叠加分析功能,获取了研究区土地利用覆被变化数据。在此基础上,结合1990—2010年赣江上游流域的统计资料利用灰色关联分析和主成分分析法进行分析,找出引起土地利用变化的主导因素。结果表明:研究区20年来林地和建设用地总量增加,耕地、草地、水域和未利用地总量减少。相同时期不同类型的土地利用变化的驱动因子不相同,不同时期同一类型土地利用变化的驱动因子也不相同。再利用GM(1,1)灰色预测模型预测了2015—2030年间研究区驱动因素和土地利用情况,研究表明主导因素对土地利用变化的影响与1990—2010年间变化趋势一致。     

格网尺度下典型旅游城市生态服务价值估算和时空分异特征——以三亚为例

以典型旅游城市三亚市为案例地,利用2006-2018年4期Landsat遥感影像数据,借助ENVI、ArcGIS平台定量识别土地利用演变特征,在1km×1km格网尺度下估算旅游地生态系统服务价值,并结合空间探索性数据分析揭示生态系统服务价值时空分异特征及其与旅游地发展的时空耦合关系。结果表明：（1）2006-2018年间,三亚市生态系统服务价值总量呈逐年下降趋势,由6.73×10⁹元降至5.76×10⁹元,累计减少9.78×10⁸元;（2）空间格局上,三亚市呈"南低北高"空间分异格局,2006-2018年增值区域连片分布于崖州区、天涯区、吉阳区南部区域,且呈逐年减少趋势,减值区域集聚于天涯区东北部、海棠区;（3）空间集聚上,生态系统服务价值截面各年份均呈显著空间正相关且相关性先降后增。高高集聚区位于天涯区北部区域,低低集聚区分布于沿海、海湾地区;（4）旅游发展与生态系统服务价值时空演化特征关联性较强。三亚市天涯区北部林地生态环境良好,生态系统服务价值略有下降但绝对数值稳定,是生态系统服务价值主要来源;旅游发展较为迅速的三亚湾、崖州湾以及海棠湾,相对增值区域较多,但绝对生态系统服务价值损失显著,严重滞后于其他区域。     

Role of PCK2 in the proliferation of vascular smooth muscle cells in neointimal hyperplasia

Vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation is a hallmark of neointimal hyperplasia (NIH) in atherosclerosis and restenosis post-balloon angioplasty and stent insertion. Although numerous cytotoxic and cytostatic therapeutics have been developed to reduce NIH, it is improbable that a multifactorial disease can be successfully treated by focusing on a preconceived hypothesis. We, therefore, aimed to identify key molecules involved in NIH via a hypothesis-free approach. We analyzed four datasets ({"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE28829","term_id":"28829"}}GSE28829, {"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE43292","term_id":"43292"}}GSE43292, {"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE100927","term_id":"100927"}}GSE100927, and {"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE120521","term_id":"120521"}}GSE120521), evaluated differentially expressed genes (DEGs) in wire-injured femoral arteries of mice, and determined their association with VSMC proliferation in vitro. Moreover, we performed RNA sequencing on platelet-derived growth factor (PDGF)-stimulated human VSMCs (hVSMCs) post-phosphoenolpyruvate carboxykinase 2 (PCK2) knockdown and investigated pathways associated with PCK2. Finally, we assessed NIH formation in Pck2 knockout (KO) mice by wire injury and identified PCK2 expression in human femoral artery atheroma. Among six DEGs, only PCK2 and RGS1 showed identical expression patterns between wire-injured femoral arteries of mice and gene expression datasets. PDGF-induced VSMC proliferation was attenuated when hVSMCs were transfected with PCK2 siRNA. RNA sequencing of PCK2 siRNA-treated hVSMCs revealed the involvement of the Akt-FoxO-PCK2 pathway in VSMC proliferation via Akt2, Akt3, FoxO1, and FoxO3. Additionally, NIH was attenuated in the wire-injured femoral artery of Pck2-KO mice and PCK2 was expressed in human femoral atheroma. PCK2 regulates VSMC proliferation in response to vascular injury via the Akt-FoxO-PCK2 pathway. Targeting PCK2, a downstream signaling mediator of VSMC proliferation, may be a novel therapeutic approach to modulate VSMC proliferation in atherosclerosis.     

东部草原露天矿区粘土改良模拟研究

以我国东部草原露天矿区粘土为研究对象,采用盆栽试验方法,以粘土与表土和沙土混合物为培养基质,三叶草(Trifolium repens Linn)为供试植物,研究不同比例下三叶草生物量、养分吸收量、土壤理化和生物学性状的差异,为寻找最佳配比提供依据。结果表明:不同混合比例显著影响三叶草生物量,粘土+表土(1∶1、1∶2和1∶3)生物量最高(26.5—40.0 g/盆),平均为31.2 g/盆,粘土+沙土(1∶1、1∶2和1∶3)次之(14.9—20.3 g/盆),平均为18.9 g/盆,粘土、沙土和表土平均分别是9.0、5.4 g/盆和41.7 g/盆,同样地,粘土+表土混合基质上三叶草氮吸收量平均为1071 mg/盆,分别是粘土+沙土、粘土和沙土氮吸收量660、321 mg/盆和190 mg/盆的1.62、3.34倍和5.64倍,磷和钾吸收量具有相似变化规律,这与三叶草根直径、根长、根表面积和根尖数有显著关联性;粘土和表土与粘土和沙土混合基质的容重和最大持水量分别显著下降7.4%—21.5%和24.5%—71.8%,饱和入渗率、孔隙度和标准化平均重量直径分别显著增加26.9%—96.3%、45%—218%和34%—72%;全氮、有机质、速效磷、速效钾、饱和电导率显著增加23.0%—88.3%、25.1%—146%、44.0%—91.5%、70.3%—114.8%和3.5%—59.3%;磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、硝酸还原酶和固氮酶活性显著提高45.5%—105%、65.2%—172.3%、160%—252%、53.4%—62.7%和197%—374%;真菌、细菌和放线菌数量增幅为119%—142%、93.5%—107%和83%—147%。相关性分析表明,生物量与土壤理化性状、酶活性和微生物数量呈显著或极显著正相关,表现为粘土+表土=表土粘土+沙土粘土沙土。因此,表土或沙土均能改良粘土性状,其中粘土和表土1∶2配比效果最优。     

神农架川金丝猴栖息地优势乔木树种遥感识别及其分布特征

针对神农架川金丝猴生境基础研究中乔木树种大范围分布数据难以获取问题,尝试利用多源多时相遥感数据结合专家知识分层次实现树种识别。首先采用冬季Landsat8/OLI数据根据物侯特性分层提取常绿、落叶林的地域范围;进而依据夏季Worldview-2高分遥感影像的实地乔木样本的光谱特征分层次完成常绿树种(巴山冷杉、华山松、青$、刺叶栎)和落叶树种(红桦、日本落叶松、米心水青冈、漆树、锐齿槲栎、椅杨)的识别;并通过实地植被样方及专家知识通过高程数据完成分类结果的修正;最后结合GIS对主要优势树种的地形及地域分布特征进行了空间分析。实验精度表明常绿林中巴山冷杉、华山松、刺叶栎、虫害华山松整体精度较高,落叶林中红桦、漆树等识别精度相对较高,部分树种如椅杨、锐齿槲栎识别精度较低;总体上常绿树种的精度要优于落叶树种。从植物地理学、遥感、GIS三者相结合的角度,将多源、多时相遥感数据与物种物候特性、专家知识进行有效整合,提出了一种乔木树种识别的方法(1)提供了复杂山地环境的主要乔木优势种识别途径,且具有通用性;(2)完成了物种物候特性与遥感数据特性的整合利用,有效降低数据成本费用;(3)配合地面样方及专家知识修正结果,避免了过分依赖光谱特征引起的误判。这将为神农架川金丝猴栖息地保护与恢复提供更精确的数据依据。