基于遥感数据的植被碳水利用效率时空变化和归因分析

植被碳水利用效率是表征生态系统碳水循环的重要指标。采用MODIS数据,利用Google Earth Engine平台计算植被碳利用效率(Carbon Use Efficiency, CUE)与水利用效率(Water Use Efficiency, WUE)。采用趋势分析、变异系数、R/S分析及偏相关分析等方法,对2000—2020年黄河流域植被CUE与WUE的时空动态进行分析,并探究水热条件对碳水利用效率的影响。结果表明：(1)2000—2020年黄河流域植被碳水利用效率年均值分别为0.61和0.68 gC m^-2 mm^-1;研究时限内,植被CUE呈波动下降趋势,而WUE呈波动上升趋势。(2)空间上,植被CUE呈西高东低分布,WUE相反。不同土地覆被类型的CUE表现为草地>农田>灌丛>森林;WUE表现为：农田>森林>草地>灌丛。(3)总体上,黄河流域植被CUE与温度呈负相关,与降水呈正相关;黄河流域北部植被WUE与温度和降水均呈正相关关系,黄河流域西南部植被WUE与降水负相关;(4)不同土地利用类型中,草地...     

基于水供需服务流及外溢价值核算的太湖流域横向生态补偿机制

通过生态补偿协调流域内经济发展与生态保护的关系、缓解上下游利益相关者之间的矛盾是保障流域经济社会可持续发展的关键措施,而流域生态补偿核定的关键在于两点:一是如何模拟并量化水供需服务流动的流向、流量、流速及路径以明确供需双方及其空间关系;二是如何实现栅格尺度-地理单元-行政单元的尺度推演以实现不同行政单元之间生态系统服务的盈余、占用、外溢核算。整合卫星遥感、经济社会统计、水文气象观测等多源异构数据,集成水量平衡、水供需服务流动、生态价值核算等方法,构建了基于水供需流动及其外溢价值核算的流域横向生态补偿标准核定框架,利用D8流向法解决了水供需服务流动的流向、流量、流速及路径模拟与量化,实现了"栅格尺度-地形单元-行政单元"空间尺度推演的外溢价值核算,形成了流域内横向水生态补偿资金收取与分配方案。以太湖流域为例,在全面分析水资源外溢、占用及其价值的基础上,解析了县域尺度的水供需时空关系、流动路径及属性特征,辅以水质指标进而明确界定了责任方与补偿对象,形成了补偿资金收取与分配方案。结果表明,太湖流域水供需双方界线清晰、服务流近似于自然汇流过程,供给方以流域西部、西南部、中部县域为主,特别是西部至中部的县域,应受偿资金较多,平均各县应受偿资金比例超过2%/a,应受偿资金最多的嘉善区,比例超过19.66%/a;需求方聚集于流域中部、东部,特别是黄浦江自然汇流沿岸县域,应收取补偿资金较多,平均各县应收取资金比例超过5%/a,应收取最多的浦东新区,比例超过15.48%/a;净补偿资金基本呈现西高东低的分布特征,流域的大部分城市核心区的县域净补偿资金为负值。研究的核定框架、量化核算方法、资金统筹方案可应用到其他流域的横向生态补偿机制构建,实现流域内部与流域之间生态保护和经济发展的整体协调。     

基于水足迹的山东省农业水土资源匹配特征及短缺压力分析

高强度农业开发引起的农业水土资源生态问题日益增多,探究粮食及蔬菜（粮蔬）生产中水土资源空间配置及短缺压力对农业资源的可持续利用具有重要意义。从水足迹视角出发,分析了山东省3种主要粮食作物（冬小麦、玉米及大豆）和两种不同种植模式蔬菜（设施蔬菜和露地蔬菜）的生产水足迹空间特征;同时将资源数量及资源质量的概念纳入研究框架,分析了农业水土资源数量及质量匹配格局差异,并进一步探究了农业水土资源短缺压力及其影响因素。研究结果表明：（1）2019年,山东省粮食和蔬菜的生产总水足迹为811亿m³,其中粮食生产总水足迹占比78.50%,蔬菜生产总水足迹占比21.50%;粮蔬生产水足迹受地势影响明显,鲁西北及鲁西南平原地区的粮蔬生产水足迹占比较大。（2）考虑资源数量的水土资源匹配系数均值为0.622×10⁴ m³/hm²,考虑资源质量的匹配系数均值为0.416×10⁴ m³/hm²;水土资源数量及质量匹配系数在空间上呈现出一致性,表明山东省农业生产水土资源空间配置水平高的地区同时面临着较大的农业面源污染压力。（3）整体上,土地资源短缺压力略高于水资源短缺压力;基于生产视角的水土资源短缺压力受生产环境因素制约显著,受经济发展因素的影响具有差异性,社会因素对水土资源短缺压力无显著影响。研究可为农业资源可持续管理提供数据基础,为全面理解粮蔬生产所产生的水土资源短缺提供案例参考。     

亮斑扁角水虻幼虫酶解制备蛋白胨工艺优化及蛋白胨性质

【背景】用于餐厨垃圾等有机废弃物处理的亮斑扁角水虻(Hermetia illucens, HI)含有丰富的氨基酸和营养物质,是一种优质、经济的蛋白来源。【目的】利用亮斑扁角水虻幼虫(Hermetia illucens larvae, HIL)制备蛋白胨用于细菌培养,为亮斑扁角水虻的应用方式提供新的思路。【方法】以亮斑扁角水虻幼虫为原料,利用单因素试验确定最佳酶解条件,对比分析HIL蛋白胨和市售胰蛋白胨的基本性质和功能性状,并进行细菌培养、生物化学试验,利用两种蛋白胨分别培养大肠杆菌(Escherichia coli) ATCC 25922模式细菌并通过生长动力学分析评价应用效果。【结果】制备HIL蛋白胨的最佳酶解工艺为按1.3%(质量分数)添加复合酶(胰酶:碱性蛋白酶质量比为1:1),在pH 7.0、54℃条件下反应4 h,此时HIL的水解度为(19.34±0.15)%。HIL蛋白胨和市售胰蛋白胨的功能性状和生物化学试验差异不显著(P>0.05)。大肠杆菌ATCC25922在HIL蛋白胨培养基中生长的X_max和λ分别为6.44和2.45,在市售胰蛋白胨生长的...     

基于地表水与地下水分割校正的漓江流域水供给服务时空格局研究

喀斯特区域水循环过程与其他地区存在显著区别,其水供给服务也具有独特的空间分布特征。然而,目前针对喀斯特地区产水量的时空变化研究较少考虑喀斯特生态系统的特殊性,导致产水量的空间模拟结果存在一定偏差。根据喀斯特地貌形态和地下水补径排泄特征提出了一种产水量分割方法,并基于水量平衡原理建立了地表水与地下水分割校正概念模型。选取喀斯特山区典型区域漓江流域为研究区,通过上述方法校正了InVEST模型产水量模拟结果,从栅格、地貌分区和子流域3个尺度分析了漓江流域2000—2020年产水量校正前与校正后时空分布格局。研究结果表明：(1)漓江流域2000—2020年InVEST模型产水量呈现先减后增再减的趋势,水供给服务空间分布格局为北高南低。产水深度在岩溶区和非岩溶区几乎没有差异,但在岩溶区内部差异明显：裸露型岩溶区产水深度高于覆盖型和埋藏型,峰林平原产水深度高于峰丛洼地。子流域分区平均产水深度排序为漓江上游区>漓江中游区>恭城河区>荔浦河区>漓江下游区。(2)利用地表与地下水分割校正后,水供给服务空间分布格局为四周高于中部,西北部高于东南部。非岩溶区产水深度明显高于岩溶区,埋...     

池塘内循环流水养殖模式对养殖塘上覆水-沉积物-间隙水磷时空分布特征及释放通量的影响

为了揭示池塘内循环流水养殖模式(Inner-circulation Pond Aquaculture, IPA)上覆水-沉积物-间隙水不同磷形态时空分布特征,探讨沉积物-水界面磷的释放通量及其主要影响因素,在IPA一条水槽前后端设置6个采样点,共设置4条,同时对常规传统池塘(Usual Pond Aquaculture, UPA)设置5个采样点,采用SMT(磷形态标准测试程序)法测量沉积物中磷的形态组成,对上覆水-沉积物-间隙水磷时空分布特征进行了分析,统计了磷释放通量及主要影响环境因子的关系。结果表明:(1)从整体上, IPA上覆水及间隙水中不同形态磷含量低于UPA,且IPA水体磷空间分布差异较大,水槽后端沉积物向上覆水释放,水槽前端则表现为上覆水向沉积物汇集;(2)在养殖中后期,空间上, IPA水槽后端沉积物不同磷形态随着距离增加逐渐降低,且均低于UPA;时间上,2种模式TP、IP、OP和Fe/Al-P随着养殖的进行而显著增加, Ca-P呈先降低后增加的趋势;(3)UPA基本表现为沉积物对磷的吸收,而IPA磷释放通量时空差异较大,养殖初期,水槽前端表现对磷的吸收,水槽后端10 m内...     

离子束诱变体水稻JD-1的表型及基因组变异分析

辐射诱变是作物种质创新的有效途径之一.本研究利用碳离子束诱变津稻565,获得穗下垂及穗部其他性状发生变异的突变体,命名为JD-1.对突变体及野生型的主要农艺性状进行调察,结果表明JD-1的主穗颈穗弯曲度、着粒数和着粒密度都较津稻565极显著增加,增幅分别为305.90％、66.86％和47.79％;其主穗穗长、实粒数和...     

小麦种质抗吸浆虫鉴定及抗虫SSR标记开发

麦红吸浆虫(Sitodiplosis mosellana Géhin)是严重威胁小麦生产的重要害虫,其生活习性隐蔽,防治困难,筛选抗虫小麦种质及可用于抗虫性辅助选择的分子标记意义重大.本研究对我国不同麦区、不同时期的566份小麦种质资源进行了吸浆虫抗性鉴定,并尝试从抗虫性主效QTL所在基因组区段开发新的SSR标记.结果...     

抗稻瘟病基因Pi2的基因特异性KASP标记开发与应用

水稻稻瘟病抗性基因Pi2是一个对稻瘟病生理小种具有广谱抗性的基因,对于水稻的稻瘟病抗性育种具有非常重要的应用价值.为提高Pi2的选择效率,本研究根据高抗稻瘟病品种黄广油占与高感稻瘟病品种广陆矮4号在Pi2基因的第787位、第788位密码子上的变异GCA GGA/GTG TTA,基于竞争性等位基因PCR(KASP,kom...     

水稻基因组分子标记应用于优质米育种研究

台湾大学农学院农艺学系林顺福先生利用分子标记选拔优良品质的粳稻品种。他以台农 6 9号稻种与越光品种稻杂交后代 16 0个品系为材料 ,分析其与食性有关的性状结果发现食味总评与食味计值和调查特性总计之间有极显著的相关关系 ,且食味总评与外观、香味、口味、粘弹性和硬性等