种植密度对冬小麦根系时空分布和氮素利用效率的影响

在大田条件下,以大穗型品种泰农18和中穗型品种山农15为材料,研究不同种植密度(泰农18:每公顷135、270、405万株;山农15:每公顷172.5、345、517.5万株)对冬小麦根系时空分布和氮素利用效率的影响.结果表明:在整个生育期,随种植密度的增加,泰农18的根长密度、根系总吸收面积和活跃吸收面积均显著增加;在生育后期,山农15的根长密度、根系总吸收面积和活跃吸收面积在种植密度为每公顷345万株时最大.泰农18的籽粒产量、氮肥吸收利用效率、氮肥偏生产力和氮素利用效率在种植密度为每公顷405万株时最高,山农15在种植密度为每公顷345万株时最高,但与种植密度为每公顷517.5万株的处理差异不显著.随种植密度的增加,冬小麦成熟期土壤硝态氮、铵态氮和无机态氮在不同土层的积累量均降低.泰农18和山农15种植密度分别为每公顷405万株和345万株时,是兼顾高产和高效利用氮素的适宜种植密度.     

塔里木胡杨林可培养胡杨内生细菌多样性与群落结构的时空演变格局

阐明塔河,Kiyik河,Ugan河这3条河胡杨内生细菌多样性及群落结构时空演变格局。2011年5月上旬与9月下旬从Kiyik,Ugan古河道和塔河主河道的6个采样位点采集24棵树的胡杨茎秆内存液样,用4种培养基分离纯化了588株胡杨内生细菌。16S r DNA序列分析表明,588株细菌分别属于6大类群:γ-变形菌纲(50.17%),厚壁菌门(34.58%),放线菌门(10.17%),α-变形菌纲(4.24%),拟杆菌门(0.50%),β-变形菌纲(0.34%),47个属,114种。其中有211株菌的16S r DNA相似率98.0%,它们分别属于19个属的41个物种,是胡杨林本源的潜在新菌种。假单胞菌属(29.76%)和芽孢杆菌属(19.05%)为优势属。与Pseudomonas xinjiangensis相聚类的潜在新种(74株,12.585%)是本源优势菌种。辛普森多样性指数显示,Kiyik河多样性指数为0.931,塔河为0.935;Ugan河最高,为0.969。香农-威纳均匀度指数表明,Ugan河的分布最均匀,均匀度指数为0.8570;塔河次之,为0.8314;Kiyik河最低,为0.7937。时空变化对比分析表明:整体上塔里木胡杨林内生菌群落结构的原生态状态保持较好,较少地遭受到外来优势菌群的侵染。其中,Kiyik古河道的内生菌群落结构保持原生态最好,很少受外来菌群的清洗与取代;Ugan河次之,内生菌群落结构发生了一定程度的变迁;塔河主河道细菌群落结构发生了较大程度的改变,被人类活动带来的外来常见优势菌群生态冲刷的趋势明显。     

东北森林净第一性生产力与碳收支对气候变化的响应

以东北地区(38.43'N～53.34'N,115.37'E～135.5'E)为研究对象,利用当前气候状况和不同气候情景下的气象数据驱动基于个体生长过程的中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN,模拟了气候变化对东北森林生态系统净第一性生产力(NPP)和碳收支(NEP)的影响.结果表明:1981～2002年期间,东北森林NPP总量位于0.27～0.40 pgc·a-1之间,平均值为0.34 pgc·a-1;土壤呼吸总量在0.11～0.27 PgC·a-1,平均为0.19 PgC·a-1;NEP总量位于0.11～0.18 PgC·a-1之间,且近20多年来该区森林起着CO2汇的作用,平均每年吸收0.15 Pg C的CO2;该区森林NPP和NEP对温度升高比对降雨变化的反应更为敏感;综合降雨增加(20%)和气温增加(3℃)的情况,该区各点森林的NPP和NEP增加的幅度最大;温度不变、降水增加(不变)情景下最小.     

中国土地利用多功能性动态的区域分析

当前,国际学术界针对土地利用的研究正由土地利用格局变化向土地空间多功能变化及其可持续性的方向发展,其宗旨是确定和度量土地多元化利用所提供的产品、服务和功能,及其带来的环境和社会经济效应,实现对土地利用的科学管理。基于可持续发展三维度的理念及其指标体系,界定并定量评价了我国区域土地利用的10项功能,深入研究了在经济快速发展、生态环境保护紧密相随的过去20a间,各项功能的时空变化特征。研究表明,我国土地多功能性的10项功能中,就业支持功能表现出区域增减不一的特点,生态过程维持功能具有高度的稳定性。健康保障、交通功能、居住家园、生物性土地生产、人工化土地生产、资源供给与维持、污染接收器、景观与文化支持功能在各个区域得到了不断改善与提高,但各个功能变化的强势区和弱势区在时空分布上表现出了很强的区域性特点。区域自然条件禀赋、社会经济条件以及土地利用政策在功能变化中起着关键作用。研究结果揭出中国区域土地多功能性尚存在巨大的提升空间;土地政策应具有系统性、功能针对性和时空针对性,并应关注土地利用功能变化的链发效应。     

植物色氨酸一天冬氨酸重复序列蛋白响应逆境胁迫的调控作用

干旱、盐渍、低温等逆境胁迫会严重影响植物的正常生长发育,导致植物的许多响应基因被诱导表达,其蛋白质产物能够保护植物免受胁迫的伤害。色氨酸一天冬氨酸重复序列蛋白（wD40蛋自）在植物中广泛存在,参与植物体内众多代谢反应的调控,如花的发育、开花、花青素的生物合成、激素响应、渗透胁迫等。WD40蛋白含有40-60个氨基酸的保守的wD重复序列,其c末端为色氨酸．天冬氨酸（Trp-Asp,WD）,形成一个p螺旋桨（p—propeller）结构,通过调节多蛋白复合体的组装而影响蛋白质与蛋白质、蛋白质与DNA间的相互作用。本文综述植物WD40蛋白响应逆境胁迫的调控作用。     

黄土高原常见造林树种光合蒸腾特征

为改善黄土丘陵沟壑区水土流失现状,该区长期以来开展了大量的植被建设,但是,植物的适应性及生长状况如何,还不十分清楚。为探讨造林树种对环境的适应性,从光合、蒸腾和生理生态指标出发,对黄土高原3个主要退耕还林树种：刺槐、沙棘、山杏的适应性进行了研究,并对其适宜性进行了评价。研究结果表明：沙棘不同坡位最大净光合速率Pmax、光补偿点LSP较其它两个树种占明显优势,特别是在上坡位Pmax、LSP分别达到了22.8μmol·m^-2s^-1、520μmol·m^-2s^-1,具有较高的同化代谢能力,该物种较适应该地区的强光环境,适宜种植于阳坡或坡顶;山杏LSP相对较低,而表观量子效率α明显高于沙棘、刺槐,并在下坡位达到最大值0.069,说明它主要利用弱光进行光合作用,适宜种植于阴坡或坡脚等弱光环境中,但由于山杏水分利用效率WUE较低,可能对环境带来不良影响,山杏叶片含水量为65.1%,明显高于其它两个树种,而叶绿素含量仅为0.94mg/g与刺槐沙棘的2.34mg/g和2.00mg/g相差很大,这可能是导致其WUE较低的一个原因;刺槐在上坡位的光合生理参数与山杏相差不大,但是随坡位下降其α、净光合速率Pn较山杏明显偏低各个坡位受限明显,容易形成老头树。     

近40a甘肃省气候生产潜力时空变化特征

根据甘肃省69个气象站1971-2007年温度和降水资料,采用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型计算了全省温度生产潜力、降水生产潜力和气候生产潜力,分析了影响气候生产潜力的气候驱动力,用经验正交函数(EOF)分析其时空变化特征。结果表明:温度生产潜力显著增加,降水生产潜力略有减少,平均气候生产潜力为733.86 kg · hm^-2 · a^-1,呈逐渐减少趋势。区域差异性明显,呈东南-西北递减,陇南山区＞陇东高原＞陇中高原＞甘南草原＞河西走廊,气候生产潜力以1997年为转型年。增湿和增温均有利于气候生产潜力的增加,但增湿增益更为显著,另气候的暖干化趋势是研究区气候生产潜力减少的重要原因。     

森林草莓SUN基因家族的鉴定及其对逆境的响应

SUN基因是调控植物生长发育的关键基因。本研究鉴定了二倍体森林草莓(Fragaria vesca)的SUN基因家族,并对各成员的理化性质、基因结构、系统进化以及基因表达进行了分析。结果表明,森林草莓有31个FvSUN基因,其编码蛋白可聚类为7个组,同一组内成员具有高度相似的基因结构与编码蛋白保守域;FvSUNs蛋白的亚细胞定位主要在细胞核中。共线性分析表明森林草莓FvSUNs基因家族主要通过染色体片段复制产生,拟南芥与森林草莓存在23对直系同源基因。利用森林草莓的转录组数据,对FvSUNs基因的组织表达特征进行分析,发现主要可归为3类：各组织均表达、组织中几乎不表达、组织特异性表达,并通过实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)进一步验证结果。此外,还对森林草莓进行不同的逆境胁迫处理,qRT-PCR分析了31个FvSUNs基因的表达情况,发现大部分基因均在不同程度上受低温、高盐或干旱胁迫的诱导表达。这些研究结果为深入揭示草莓SUN基因的生物学功能及其分子机制奠定了基础。     

喀斯特关键带植被时空变化及其驱动因素

中国南方喀斯特地区广泛面临着生态问题,植被的保护与恢复倍受关注,对这一区域植被覆盖的进行监测和预测是非常必要的。以MODIS-NDVI为数据源,分析2000—2016年间,研究区不同地质背景,多种土地覆被类型的NDVI时空变化特征及驱动因素。结果表明:(1)从2000—2016年间,研究区植被覆盖整体呈增长趋势;其中喀斯特区域增长情况略优于非喀斯特区域。植被覆盖在空间上呈现东高西低;其中林地的NDVI值最高,耕地次之,依次草地,居民用地,水域,未利用地最低;在林地和耕地中,非喀斯特区域的NDVI值比喀斯特高,其余的土地覆被类型中都比喀斯特区域低。(2)研究区植被覆盖改善的地区占60.19%,退化地区占17.06%;草地,耕地区改善明显,退化主要在水域和建设用地; Hurst指数显示在研究区持续性改善的NDVI大于持续性退化;相比非喀斯特区域,喀斯特区域改善及持续性改善情况更佳。(3)整体而言,海拔对NDVI的空间分布影响力最大,温度次之,依次为降雨,夜间灯光指数;相比而言,非喀斯特区域NDVI空间分布更易受地形因子影响;喀斯特区域NDVI空间分布更易受气候差异及人类活动影响。(4)研究区分别有49%,45%,61%的NDVI与气温,降雨,日照的相关系数通过a=0.05的显著性检验;相比非喀斯特而言,喀斯特区域植被生长更易受气候变化的影响。     

基于多时相Landsat5/8影像的岷江汶川-都江堰段植被覆盖动态监测

植被覆盖度是衡量地表植被状况和指示生态环境变化的一个重要指标。基于像元二分模型,利用Landsat5/8遥感影像和DEM数据,对岷江汶川-都江堰段植被覆盖动态变化进行了监测,并结合高程、坡度和坡向数据,分析了汶川地震前后植被受损与恢复的空间动态格局变化。研究表明:植被覆盖总体良好,大部分区域的植被覆盖度均在中、高度以上,空间格局上呈现由汶川县东部、都江堰市西北部的龙门山区向两侧减少的总体趋势;地震造成植被受损面积达63808.7 hm~2,且集中分布于海拔567—4331 m、坡度26—51°的范围以及东坡、北坡、南坡和西坡;震后5a,植被恢复面积17786.47 hm~2,主要分布在海拔576—2180 m与3256—3793 m、坡度小于9°和26—51°以及东坡、东南坡和和南坡;高程和坡度对植被损毁与恢复的影响明显高于坡向。