中国陆地生态系统通量观测站点空间代表性

涡度相关技术是测定大气与陆地生态系统之间CO₂交换、水分和能量通量最直接的方法,可用于研究土壤、植被与大气间的CO₂交换及其调控机制。收集了11个影响净碳交换量的主要变量信息,包括气象因素、土壤因素和地形因素的非生物因子、实际植被状态以及植被生产力,采用多元地理变量空间聚类分析方法,绘制出不同聚类数（25、50、75、85、100、150和200类）的通量生态区。结合中国现有通量观测站点的空间分布格局,与新生成的通量生态区和已有的自然地理区划进行对比分析,发现由于中国地形复杂,生态系统类型多样,现有85个涡度相关通量观测站点仅能刻画部分中国生态系统类型的净碳交换量时空特征,通量生态区划分为100-150类比较合适。考虑到涡度相关通量观测运行成本,通量站点可增加至150个,从而使得优化后的通量观测网络能够代表中国主要类型的生态系统,并且有利于通量观测数据与遥感资料的有效结合,提高碳水通量观测从站点扩展到区域尺度的精度,从而更好地检验过程机理模型的模拟结果。     

生态脆弱带内部空间分异结构与脆弱度划分

内蒙乌盟后山及河北坝上地区是研究土地利用的人为驱动,气候驱动同全球变化关系的理想剖面。区内气候风蚀力代表了自然地理条件的主分异方向,其值在70－3之间,高低差别很大,区内42a内单位面积上牲畜头数累积减少量以旱作界线附近为最高,向南北两侧减低,且南部高于北部。20世纪80年代沙漠化的发展并没改变本世纪70年代沙漠化程度分布的基本格局。两介时代具有相同的空间分布规律;沿旱作农业北界附近的旗县为沙漠化最严重的地带,向南部坝上农业地带和北部牧业地带递减。虽然社会经济因素仍以西北东南为分异的主方向,但滥垦加剧了农牧交错带梯度分异,旱作界线附近构成了社会经济因子分异的跃变地带。对区内20个旗县13个因子的旋转主成分分析表明,前4个主成分约分别为33％,21％,15％和14％,各自代表社会经济条件,灾害,气候风蚀力和沙尘天气四类要素。根据其分异规律,自东南向西北可将本区划为南部农牧中度脆弱,中部牧农重度脆弱和北部牧业轻度脆弱3个弧形地带。     

区域种植业气候适宜度及其对种植活动的响应——以四川省盐亭县为例

在分析盐亭县近63年来(1950—2012)种植业生产发展的基础上,选取该县农村社会经济条件相对稳定的近32年(1981—2012)为研究时段。运用农业生态气候适宜度方法,依据水稻、红薯、玉米、小麦和油菜等5种主要作物生育期的光、热、水等气候条件,分别估算各种作物的资源适宜指数、效能适宜指数和利用指数,构建小尺度区域种植业气候适宜度模型和种植活动对区域种植业气候适宜度的影响度模型,进行小尺度区域种植业气候适宜度以及种植活动对种植业气候适宜度的影响度估算,并对种植业生产对气候变化的适应进行探讨。研究结果表明,(1)近32年来盐亭县大春作物的平均资源适宜指数、效能适宜指数和利用指数(分别为0.578、0.281和48.37%)均大于小春作物(分别为0.304、0.128和42.24%),大春作物的气候适宜度高于小春作物,且作物间的气候适宜度差异较大。(2)受季风气候波动的影响,该县作物气候适宜度有明显的年际波动;该县近32年来气候变化对大春作物气候适宜度有轻微不利影响,而对小春作物气候适宜度趋于有利。(3)盐亭县近32年来种植业平均的资源适宜指数为0.466、效能适宜指数为0.212、利用指数为45.49%;受5种作物资源适宜指数、效能适宜指数,以及作物播种面积与产量年际波动的综合影响,该县种植业气候适宜度亦有明显的年际波动;气候变化对该县种植业气候适宜度总体上有不利影响。(4)近32年来该县种植活动对种植业气候适宜度的影响度平均值为0.00092,其年际波动较大。通过作物种植组合结构的调整,在20世纪90年代中期前对种植业气候适宜度的提高有微弱的正向影响,对气候变化有一定程度的适应;而后期则有负向作用。     

涡度相关观测的能量闭合状况及其对农田蒸散测定的影响

涡度相关法被认为是测定农田蒸散量的标准方法。然而,能量不闭合现象在涡度相关测量中普遍存在。分析能量不闭合对涡度相关观测的影响,对于提高涡度相关观测精度具有重要意义。以蒸渗仪法为参照,探讨涡度相关观测的能量闭合状况对农田蒸散测定的影响,在导致涡度相关观测能量不闭合的诸多因素中,寻找对蒸散测定有影响的因素。结果表明:涡度相关观测的白天能量平衡比率(EBR)呈秋冬高、春夏低的变化特征,麦季日均EBR范围在0.26—2.84之间,平均1.15;玉米季日均EBR范围在0.19—2.59之间,平均0.78。无论麦季或玉米季,涡度相关法测定的平均蒸散量(ETec)均明显低于蒸渗仪法观测值(ETL),但两者显著相关(P<0.01),并有相似的季节变化。平均蒸散比(ETec/ETL)麦季约为0.61,玉米季约为0.50。在冬小麦田和夏玉米田,ETec/ETL均与EBR显著相关(P<0.01)。麦田种植密度大,下垫面较均匀,蒸散比与EBR成正比(P<0.01),且不受叶面积指数(LAI)大小影响;反之,玉米田种植密度小,只有当LAI>1,下垫面变得较均匀后,蒸散比与EBR的关系才变得显著(P<0.01)。风速小时ETec/ETL与EBR显著相关,风速增加时二者相关性减弱。尤其在玉米田,当摩擦风速(u*)大于0.3 m/s时,ETec/ETL与EBR的相关性不再显著。风速小时,大气湍流微弱,湍流的涡旋较大。在有限的观测时段(0.5h)内,涡度相关仪的传感器难以捕捉足够的湍涡能量,所测湍流能量偏低,导致能量不闭合。以上结果为应用能量平衡比率校正农田蒸散提供了可能途径。     

青藏高原高寒草地植物物种丰富度及其与环境因子和生物量的关系

在青藏高原进行了大范围的群落调查 ,研究高原的两种主要草地群落类型———高寒草甸和高寒草原的植物物种丰富度及其变化。结果表明 :(1)在 5 0个样地 2 5 0个 1m× 1m的样方中 ,共出现 2 6 7种植物 ,其中高寒草甸179种 ,高寒草原 135种。在高寒草甸 ,1m2 样方内物种数最多为 32种 ,最少的仅为 3种 ;在高寒草原 ,物种数最多为 18种 /m2 ,最少的仅为 2种 /m2 。 (2 )物种丰富度随经度和纬度的增加呈增加趋势 ;随海拔的上升呈减少趋势。对物种丰富度与环境因子之间进行逐步回归 ,发现物种丰富度与生长季降水和温暖指数呈显著正相关。 (3)物种丰富度与地上生物量呈显著正相关。     

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。     

岷江干旱河谷小马鞍羊蹄甲根围丛枝菌根真菌群落的研究

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）在促进植物生长及土壤改良等方面的积极作用使其在退化生态系统的植被重建过程中发挥着关键作用。本研究采用建立克隆文库及测序的分子方法对四川省岷江干旱河谷乡土优势灌木小马鞍羊蹄甲Bauhinia faberi var. microphylla根围AMF的群落组成进行了探讨,以期为该地区乡土植被的保存与恢复提供理论依据。本研究中共检测到53个AMF类群（OTUs）,通过系统发育分析,将其划分为球囊菌门Glomeromycota的7科10属。Glomus、Diversispora与Funneliformis 3个属为小马鞍羊蹄甲根围土壤中的优势属,其中Glomus具有最高多度,其序列数及OTUs数均占总数的50%以上;Rhizophagus与Archaeospora为稀有属,其余各属为常见属。本研究表明,自然条件下研究区优势灌木小马鞍羊蹄甲根围具有相对丰富的AMF类群,同时也反映了AMF在干旱河谷区可能发挥着重要的生态功能。     

雅鲁藏布江中游地区土壤淡色丝孢菌群落多样性及物种生态位研究

从雅鲁藏布江中游地区采集土壤样品35份,主要涵盖农田、城市花园、高山草甸、湿地和防护林带五种生态类型,从中分离获得土壤淡色丝孢菌12属。利用种群优势度、Shannon-Wiener多样性指数、均匀度、生态位宽度、群落相似性等指标对该地区不同生境的土壤淡色丝孢菌物种(属级)的生态多样性及物种生态位进行了分析。结果表明,土壤淡色丝孢菌的数量和类群分布在该地区不同生态类型土壤中差异明显。农田生境中土壤淡色丝孢菌物种多样性指数最高,均匀度较高;防护林带生境中土壤淡色丝孢菌物种多样性指数最低,均匀度也最低。对不同生态类型土壤中淡色丝孢菌的相似性分析发现,农田和防护林带生境的相似性系数最大,说明这两种生境具有较多的共同物种;湿地和城市花园生境的相似性系数最小。物种生态位结果分析表明,在上述五种生境中,拟青霉属Paecilomyces、刺座霉属Volutella、曲霉属Aspergillus和青霉属Penicillium具有较宽的生态位宽度,属于广适性物种;而白僵菌属Beauveria和绿僵菌属Metarhizium生态位很窄,只存在于某个生境中,属于狭适性物种。     

布氏田鼠的社群气味选择和优势度的关系

化学信号中带有表明气味释放者社会等级等有关个体特征的信息（Halpin,1976）,许多来自于尿液、粪便以及一些腺体（如肛腺、胁腺）的分泌物中就携带有这些信号并可用于性别和个体识别,生理状况识别以及等级识别（Macdonaid,1985：Zhangeta1．,2005）。     

抗肿瘤药物帕玛度胺类似物的合成

目的：设计并合成抗肿瘤药物帕玛度胺的3位N取代的新型类似物。方法：从3-硝基邻苯二甲酸（2）和N-（叔丁氧羰基）．L-谷氨酰胺（4）出发,经过六步反应得到目标化合物。3-硝基邻苯二甲酸（2）经脱水制得3-硝基邻苯二甲酸酐（3）。用N-（叔丁氧羰基）-L-谷氨酰胺（4）经闭环、脱保护制得3-氨基-2,6-哌啶二酮三氟乙酸盐（6）。4与6经缩合、钯碳催化氢化制得免疫调节剂Pomalidomide（8）,（8）经过酰化得到3-乙酰氨基-N-（2,6-二氧代-3-哌啶基）邻苯二甲酰亚胺（1）。以（4）计总收率约34．9％。结果：得到3-乙酰氨基-N-（2,6-二氧代-3-哌啶基）-邻苯二甲酰亚胺（1）,应用于细胞活性测试。结论：改进了帕玛度胺的合成工艺,得到了3位N乙酰化的新型帕玛度胺类似物（1）,初步研究显示（1）的生物活性与帕玛度胺接近。