西南地区水稻干旱时空分布特征

从西南地区水稻生产特点和气候条件出发,改进相对湿润指数,建立计算偏离多年平均相对湿润指数值变化程度的湿润指数距平率（M_p）农业干旱监测模型,并采用农业干旱监测等级指标分析了1961—2010年西南地区水稻生育期间农业干旱时空分布特征,验证了M_p在西南地区水稻干旱监测方面的适用性.结果表明： 从年代际变化趋势来看,随着年代的增加,水稻受旱频率有降低趋势;从空间分布趋势来看,水稻受旱高频区主要分布在云南西北部和中东部,以及四川盆地东部、重庆东北部、贵州东南部局部区域;从各生长阶段发生干旱频率来看,水稻移栽至抽穗阶段发生干旱频率最高,其次是灌浆至成熟阶段,抽穗至灌浆期受旱频率最低.湿润指数距平率能较好地监测西南地区水稻的受旱情况,对于缺乏灌溉资料的地区采用该方法进行水稻干旱监测具有一定的实用价值.     

病原菌保守性特征分子及其介导的植物抗病性

每种病原菌都有一些保守的特征性分子,也称病原菌相关分子模式(PAMPs)。植物细胞表面的模式识别受体PRRs通过识别病原菌的PAMPs而激发免疫反应(PTI)。目前,已发现多种PRRs/PAMPs的识别模式,如拟南芥FLS2识别细菌鞭毛蛋白、拟南芥EFR识别细菌延长因子Tu(EF-Tu)、水稻CEBiP/CERK1识别真菌几丁质、水稻抗病蛋白XA21识别白叶枯病菌的硫化蛋白Ax21等。这些识别模式都能激发植物的基础免疫反应以抵抗病原菌的侵染。但是病原菌为了成功侵染寄主植物,也进化出一些致病机制,例如向植物细胞中注入毒性效应蛋白阻断PTI途径,或者产生一种"自我伪装"机制以逃避PRRs的识别。因此,研究者们根据PAMPs的结构特性对PRRs重新改造,以期使植物获得持久、广谱和高效的抗性。综述目前已知的PAMPs分子类型、PRRs/PAMPs的识别机制及改造后的新型PRRs,并分析PTI研究中存在的问题及其发展前景。     

真菌产纤维素酶培养基中刚果红转移机理研究*

通过对产纤维素酶真菌在纤维素刚果红液体培养基中刚果红染料移动情况研究,表明刚果红染料进入真菌的机制为纤维素分解真菌首先分解纤维素物质为含有葡聚糖等结构的多聚糖类物质,多聚糖与刚果红形成多聚糖-刚果红复合物,复合物不仅被吸附到产纤维素酶活的菌丝外表面,而且能被进一步转运吸收至该部分菌丝内部,使菌丝体和菌落呈现红色。所以,纤维素刚果红培养基可作为分离、筛选纤维素分解真菌的特异性培养基。     

蚯蚓在植物修复芘污染土壤中的作用

采用盆栽试验法,研究了蚯蚓(Pheretima hupeiensis)在植物修复芘污染土壤中的作用。结果显示,试验浓度(20.24-321.42 mg/kg) 范围内,蚯蚓活动促进了芘污染土壤中修复植物黑麦草(Lolium multiforum)黑麦草的生长,其根冠比明显增大。添加蚯蚓72 d后,种植黑麦草的土壤中芘的去除率高达60.01%-86.26%,其平均去除率(74.66%)比无蚯蚓活动的土壤-植物系统(64.55%)提高10.11%,比无植物对照组(18.24%)提高56.42%。各种生物、非生物修复因子中,植物-微生物交互作用对芘去除的平均贡献率(51.75%)最为突出,比无蚯蚓活动时(44.94%)提高6.81%。说明蚯蚓活动可强化土壤-植物系统对土壤芘污染的修复作用。     

外生菌根真菌对土壤钾的活化作用

【目的】外生菌根真菌是森林生态系统中的重要组成成分,与木本植物的根系形成菌根,参与树木养分吸收。【方法】试验在液培条件下,以土壤为钾源,利用我国西南地区分离的牛肝菌(Boletnus sp.,Bo 07)、松乳菇(Lactarius delicious,Ld 03)、彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,Pt 715)和内蒙古大青山分离的土生空团菌(Cenococcum geophilum,Cg 04)为材料,研究了它们的生长、钾吸收、氢离子和有机酸分泌,以及土壤钾的变化。【结果】结果表明,Bo 07、Ld 03和Pt 715的生物量、含钾量和吸收量显著高于Cg 04,说明在长期缺钾的环境中,外生菌根真菌经过"物竞天择"可能进化出适应低钾和较强的吸钾能力。以土壤为钾源培养菌根真菌,培养液中的钾浓度显著提高,故外生菌根真菌可促进土壤钾的溶解。在外生菌根真菌的培养液中,分别检测到苹果酸、丁二酸和柠檬酸,均检测到草酸和乙酸。Bo 07、Ld 03和Pt 715显著提高土壤交换性钾含量,Bo 07和Ld 03还显著降低矿物结构钾含量,说明外生菌根真菌不同程度地活化了土壤无效钾,分离自南方的菌株Bo 07、Ld 03和Pt 715总体上大于分离自北方的菌株Cg 04。此外,土壤矿物结构钾分别与总有机酸和草酸分泌量呈极显著负相关(r有机酸=-0.989**,r草酸=-0.950*,n=5),与培养液pH值呈显著正相关(r=0.916*,n=5),故外生菌根真菌分泌的氢离子和有机酸尤其是草酸可能活化土壤无效钾。【结论】供试外生菌根真菌能不同程度的活化土壤无效钾,其活化能力可能与分泌氢离子和有机酸尤其是草酸密切相关。     

浙江省环杭州湾产业带湿地时空动态

基于RS和GIS技术手段,采用土地利用动态变化的空间分析方法,对1990—2005年浙江省经济发展最活跃的环杭州湾产业带湿地的时空动态进行了研究.结果表明：研究期间,环杭州湾产业带内湿地与其他土地利用/覆被类型以及湿地内部地类之间的转化频繁,突出表现为湿地与农用地之间相互转化、建设用地占用湿地和杭州湾沿岸滩涂湿地转化为养殖水面;比较利益驱动和耕地占补平衡政策的双重影响,决定了环杭州湾产业带湿地时空动态的内在机制,即在水产养殖相对于传统农业的比较利益驱动下,大量内陆地区的农用地和杭州湾沿岸的滩涂湿地被开垦成养殖水面,而建设用地的迅速扩展、土地资源的紧张以及耕地占补平衡政策的实施导致湿地资源被侵占.     

三峡库区重庆段土地生态状况时空格局演变特征

以三峡库区重庆段为研究对象,基于“基础-结构-效益-胁迫”框架构建了土地生态状况评估指标体系,利用变异函数理论模型对研究区2000年、2009年、2014年土地生态状况综合指数进行了拟合分析,通过空间自相关、冷热点分析及转移矩阵分析方法,分析了2000—2014年研究区域土地生态状况的时空演化规律。结果表明:(1)研究区土地生态质量呈现出库区腹地、库区中部、库区尾部依次降低的分布特征,且2000—2014年呈现出快速恶化-缓慢逆转的变化过程。(2)研究区2000—2014年C0/(C0+C)先减后增,呈中等空间自相关,表明结构性因素引起的空间异质性起主要作用;但随机性因素对土地生态状况的空间分异影响亦不可忽视,这与研究区14年来经济高速发展、人类对土地资源利用强度加剧以及区域自然灾害频发的实际情况相符。(3)从Moran′sI值判断,2000—2014三峡库区重庆段的土地生态状况在区域上一直处于较高的集聚状态,2000—2009年集聚增强,2009—2014年集聚减弱。(4)从冷热点分析结果来看,2000—2014年,热点区域、冷点区域范围总体上均呈现出逐渐增加的趋势,但在空间上表现出了一定的分异特征:库区尾部的热点区域不断拓展,而库区腹地的热点区域则表现出逐年减小的趋势;且研究区热点区域主要集中分布在库区尾部的主城区和库区腹地万州区的中心城区,冷点区域主要分布在库区腹地的巫山县、巫溪县、奉节县、开州区和库区中部的石柱县、丰都县、武隆区等土地利用程度相对较弱、植被覆盖相对较好地区。     

基于多目标线性规划的甲积峪小流域生态系统服务权衡优化

黄土高原是我国水土流失最严重的地区之一,区域生态系统服务退化。小流域是水土流失的主要发生地,在提升水土保持服务时如何权衡各类生态系统服务,是当前生态系统服务管理的重要内容。选取黄土高原典型小流域——甲积峪,以2012年为基准年,2022年为规划目标年,基于统计年鉴和调查数据,采用市场价值法、影子价格法、影子工程法、替代成本法和机会成本法对各土地利用类型的生态系统服务价值进行估算;采用多目标线性规划方法,将生态系统服务分为供给服务、水土保持服务与其他服务,以三者价值作为权衡子目标,生态系统服务总价值作为总目标构造目标函数,依据土地面积、粮油保障和各土地利用类型对坡度的适宜性,利用35个变量构造了17个约束方程,通过调整甲积峪土地利用类型实现小流域生态系统服务的权衡优化。结果表明,甲积峪生态系统服务价值主要受占地比例较大且生态系统服务价值较低的坡耕地和荒草地制约。权衡优化后,坡耕地和荒草地主要调整为生态系统服务价值较高的乔木林和梯田,土地利用结构得到明显改善。生态系统服务总价值增幅为9.23%,供给服务、水土保持服务与其他服务价值增幅分别为6.24%、9.81%和17.35%。三者增加量分别占生态系统服务总价值增加量的25.96%、54.42%和19.62%。与仅以供给服务、水土保持服务、其他服务或总服务价值为目标函数的优化结果相比,3个子目标的优化结果更加协调,且三大效益均明显增加。空间分布上,不同生态功能区的各生态系统服务价值增长率存在明显差异,上游其他服务价值增长率最高,中游水土保持服务价值增长率最高,下游供给服务和总服务价值增长率最高,与甲积峪上中下游生态功能区定位一致。充分考虑了土地利用适宜性,在保证供给服务的前提下,突出了水土保持服务并优化了其他服务,各综合治理效益评价指标均得到提高,符合黄土高原小流域的实际情况。     

重庆典型地区大气湿沉降氮的时空变化

验连续3a采集雨样研究了重庆市郊区和林区大气湿沉降氮的时空变化.结果表明,重庆市近郊区、远郊区和林区3个采样点雨水总氮浓度范围为(3.94±0.50)～(4.56±1.01)mg L-1,平均(4.27±0.73)mg L-1.NH+4-N、NO-3-N和DON占TN百分比例分别为44.9%、27.4%和27.5%.降雨中NH+4-N对氮沉降量的贡献率最大.在时间尺度上,不同季节降雨中氮浓度呈现明显的季节性差异,以冬季最高,依次是夏季、春季和秋季.在空间分布上,近郊区、远郊区和林区的TN平均浓度分别为4.56 mg L-1、4.32 mg L-1和3.94 mg L-1,从近郊区到林区有逐渐降低的趋势.降雨中的NH+4-N、NO-3-N、DON和TN浓度与降雨量无显著相关性.但是,降雨量与氮沉降量呈显著正相关.大气氮湿沉降时空差异与降雨量和氮排放直接相关.重庆市随降雨到达地面的氮沉降量较高,远远超过了水体负荷的临界值,可能对三峡库区的水资源产生不利影响.     

减磷配施有机肥对水旱轮作紫色水稻土磷素淋失的消减效应

为探索长江流域稻油轮作系统水稻季减少农田磷素流失的最佳施肥模式和有效耕作措施,降低其对长江水质的威胁。采用渗漏池长期田间原位定点试验并结合室内实验分析,研究了化肥配施猪粪有机肥和水稻秸秆还田对土壤磷素淋溶迁移的影响。结果表明在水稻生长期内土壤淋溶水中磷素浓度随时间延长呈逐渐下降的趋势,前期波动幅度大且下降迅速,到55d之后逐步稳定达到平衡。总可溶性磷(TDP)是渗漏水磷素的主要形态。土壤淋溶水中总磷(TP)和总可溶性磷(TDP)含量均表现为优化施肥+猪粪有机肥(MP)优化施肥+秸秆还田(SP)优化施肥(P)优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(MDP)优化施肥量磷减20%+秸秆还田(SDP)不施磷肥(P0)。土壤总磷(TP)淋失负荷在0.295—0.493 kg/hm2之间。施用有机肥提高了淋溶水中的磷素含量,促进了土壤中磷素的淋失,同时显著提高了土壤中有效磷的含量,猪粪有机肥的促进作用比水稻秸秆大。减少化肥施用量有利于降低土壤磷素淋失。在综合考虑农业生产省本增效和控制农田面源污染的情况下,可以采取减量化肥配施有机肥的施肥模式。