西北干旱区生态环境建设评价初探

1997年 8月 5日江泽民总书记在关于治理水土流失建设生态农业的批示中提出了“再造一个山川秀美的西北地区”的伟大号召。在党中央、国务院的西部大开发战略决策中 ,把加强生态环境保护和建设作为关系大开发全局的重点工作 ,特别是在西北干旱区开发建设中生态优先已成为共识。因此 ,如何理解和界定山川秀美 ,如何反映西部干旱区生态环境建设的进展和成果 ,如何评价各区域生态环境建设的成就、生态工程项目及流域综合治理的效果 ,建立科学合理的评价体系是极为必要的。1　对山川秀美的理解与界定1.1　山川秀美与林业生态体系的关系江总书记提…     

西北植物学报北大核心CSCD

西北植物学报创刊于1980年,月刊,西北农林科技大学和陕西省植物学会主办。《西北植物学报》为中国期刊方阵“双效”期刊,《中文核心期刊要目总览》植物学科核心期刊。近年来,先后荣获第二届国家期刊奖百种重点期刊,国家新闻出版广电总局第一至三届中国“百强报刊”,教育部第四、五届中国高校精品科技期刊,科技部第一至五届中国精品科技期刊并于2016年入选百种中国杰出学术期刊,2012-2014中国国际影响力优秀学术期刊,陕西省第一至六届精品科技期刊。     

黄土高原植被日光诱导叶绿素荧光对气象干旱的响应

随着气候变化的加剧,干旱的频率、持续时间以及发生范围都越来越严重,探索植被光合对干旱的响应以及气象因子对植被光合的影响对于人们如何应对干旱具有重要意义。基于遥感的日光诱导叶绿素荧光(SIF)具有对干旱条件下区域植被光合作用进行早期监测和准确评估的潜力。本研究基于星载SIF和标准化降水蒸散发指数(SPEI)研究了黄土高原地区2001—2017年生长季内(4—10月)植被光合作用对干旱的响应关系及其受气象因子的影响程度。结果表明: 黄土高原地区植被生长季内SIF与SPEI呈显著正相关关系的区域占比为87.8%,其中,半干旱地区植被光合对干旱的响应较敏感,半湿润地区敏感性较低。不同类型植被光合对干旱的响应存在差异,草地对干旱响应的敏感性最高,响应最强的SPEI时间尺度为3～4个月;林地的敏感性最低,SPEI时间尺度为3～10个月。气象因子与SIF存在显著的相关关系,其中,温度和降雨是影响黄土高原植被光合的重要影响因子,光合有效辐射的影响模式与温度相似。黄土高原地区生长季内不同的气候和植被类型条件下,植被光合所受干旱及各气象因素的影响存在较大差异。     

黄腐酸对干旱胁迫下黄瓜光合特性及产量和品质的影响

黄腐酸(FA)可参与植物耐旱性的调控,但关于其对干旱胁迫下黄瓜光合作用的调控机制尚不清楚。本研究以‘津优35'黄瓜为试材,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱,通过喷施不同浓度(0、100、300、500、700、900 mg·L^-1)FA,研究其缓解黄瓜干旱胁迫的浓度效应及其对光合关键酶活性、叶绿体超微结构、叶绿素荧光参数、水分利用效率及产量和品质的影响。结果表明: 室内试验中,与对照(0 mg·L^-1)相比,不同浓度FA处理均显著提高了干旱胁迫下黄瓜幼苗的叶片相对含水量和叶面积,降低旱害指数、丙二醛含量和电解质渗漏率,随着FA浓度的增加其缓解效应呈现先升高后下降的趋势,且以700 mg·L^-1 FA的作用效果最好。FA显著增加干旱胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素含量、Rubisco和Rubisco活化酶(RCA)活性及基因表达、净光合速率(P_n)、最大光化学效率和实际光化学效率、单位面积吸收光能、捕获光能、电子传递的量子产额和PSⅠ活性,降低K点的上升,维持叶绿体超微结构。温室控水试验表明,FA可显著增加干旱胁迫下温室黄瓜的水分利用效率,促进干物质量的积累,增加果实中Vc、可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸含量,降低单宁含量。综上,施用FA可在干旱条件下提高温室黄瓜产量,改善果实品质。     

2001—2020年秦巴山区植被生产力对干旱的响应

为定量评估干旱对秦巴山区植被生产力的影响,本研究利用MODIS GPP数据和标准化降水蒸散指数(SPEI),分析了2001—2020年秦巴山区总初级生产力(GPP)和干旱时空变化特征,识别了不同植被类型GPP负异常事件的波动趋势,量化了GPP的干旱脆弱性和干旱风险。结果表明: 2001—2020年间,秦巴山区98.0%的区域年GPP呈增加趋势。除湿地外,其余植被类型GPP均呈极显著增长。秦巴山区23.8%的区域SPEI呈减小趋势。GPP负异常事件数无显著变化,但GPP异常波动程度逐渐加剧,并以耕地最明显。2011年后,所有地类GPP负异常与干旱并发事件比例均下降,但干旱在GPP负异常事件中的时空范围呈扩大趋势。与2001—2010年相比,2011年后GPP干旱脆弱性和干旱风险为正值的区域占比分别增长104.1%和6.7%,即干旱导致GPP下降的面积有所扩大。所有地类中,干旱导致湿地GPP下降的程度最大。研究结果揭示出2001—2020年干旱使秦巴山区GPP波动加剧,极端值出现频率增大,进而导致多数植被类型GPP出现不同程度的下降。     

杉木人工林土壤微生物生物量和碳源利用能力对模拟氮沉降和干旱的响应

杉木林是我国亚热带地区最主要的人工林和重要的碳汇。本研究以杉木人工林为对象,通过设置氮素添加(40 kg N·hm^-2·a^-1)和隔离降雨(-50%)试验分别模拟氮沉降和干旱,在夏季(7月)和冬季(1月)采集表层土壤,通过磷脂脂肪酸、平板计数、Biolog等方法综合分析土壤微生物生物量、数量及碳源利用能力。结果表明: 土壤微生物生物量及微生物组成在两季节间存在显著差异;氮添加和隔离降雨可在一定程度上减少可培养细菌和真菌的数量,细菌数量较真菌数量对氮添加和隔离降雨的响应更敏感。隔离降雨显著抑制了土壤中微生物的碳源利用能力,而氮添加无显著影响。土壤细菌数量与微生物碳源利用能力呈显著正相关,表明可培养细菌是介导微生物碳转化的关键组分。本研究强调了氮沉降和干旱对亚热带杉木人工林表层土壤微生物的影响,可为评估未来全球变化情景下亚热带森林生态系统的土壤微生物生态功能提供科学依据。     

复苏植物旋蒴苣苔早期光诱导蛋白的特征分析

随着全球气候变暖,旱胁迫越来越成为粮食生产的严重威胁。探索复苏植物耐受极端旱胁迫的机理,积累抗旱相关基因资源,对于植物适应逆境的基础研究,和农业可持续发展,均有重要的作用。旋蒴苣苔(B. hygrometrica)广泛分布于我国山区,是复苏植物的代表性物种,而且有高质量的全基因组序列可以分析利用。本研究对旋蒴苣苔(B. hygrometrica)基因组中的早期光诱导蛋白(ELIPs)基因家族进行挖掘和分析。旋蒴苣苔(B. hygrometrica)基因组中早期光诱导蛋白(ELIPs)基因的数目远高于其他植物(拟南芥,水稻,辣椒,番茄)。系统发育分析显示,早期光诱导蛋白(ELIPs)基因序列具有很高的植物特异性。这说明,早期光诱导蛋白(ELIPs)基因对不同植物进化和适应各自的生长环境具有重要的作用。对处于不同程度干旱状态的旋蒴苣苔(B. hygrometrica)叶片的基因表达分析,表明一部分早期光诱导蛋白(ELIPs)基因表现出很强的对旱处理的响应。不同的早期光诱导蛋白(ELIPs)基因表现出三种不同的响应模式。这些结果表明,旋蒴苣苔(B. hygrometrica)早期光诱导蛋白(ELIPs)基因参与植株应对旱胁迫,而且有精细的调控机制控制不同早期光诱导蛋白(ELIPs)基因的表达量。     

油蒿(Artemisia ordosica)光化学量子效率和非光化学淬灭的动态及其影响因子

叶绿素荧光的测定是探究干旱半干旱区沙生植物对环境变化响应的重要手段,叶绿素荧光的动力学研究对认识植物适应环境胁迫的生理生态过程与机制具有重要意义。本文于2012年6—10月研究了宁夏盐池油蒿(Artemisia ordosica)的光化学量子效率(Φ)和非光化学淬灭(NPQ)的季节变化和日变化,及其与光合有效辐射(PAR)、相对湿度(RH)和空气温度(Ta)的关系。结果表明:在观测期内,油蒿的Φ随PAR和Ta升高而降低,随RH的升高而升高,NPQ的变化与Φ相反;在日变化尺度,油蒿的Φ(R20.92)和NPQ(R20.90)与PAR紧密相关,而与空气温度(Ta)和相对湿度(RH)的日变化存在3~4 h的滞后;此外,在相同PAR下,生长季前期的Φ大于后期,生长季旺期的NPQ大于末期;因此,PAR、Ta和RH对Φ和NPQ均有影响。     

江西千烟洲地区散射辐射的模拟与验证

散射辐射的准确估算对于评价其对陆地生态系统碳交换的影响具有重要意义.基于我国中亚热带江西千烟洲气象观测场2012年3月1日—2013年2月28日散射辐射实际观测数据对目前常用的5个散射辐射分解模型（Reindl-1、Reindl-2、Reindl-3、Boland、BRL）的模拟结果进行验证.结果表明： 在30 min尺度上,虽然5个模型在总体上都可以较好地模拟该地区的散射辐射,但模型模拟效果随着晴空指数（k_t）的升高而显著降低.特别是当k_t>0.75时,各模型已无法模拟该地区散射辐射.从散射辐射季节变化的模拟来看,5个模型能够很好地模拟大多数月份的散射辐射.5个模型年尺度散射辐射模拟值与观测值的相对偏差最高为7.1%（BRL）,最低为0.04%（Reindl-1）,平均为3.6%.在全年辐射最强、温度最高和降水偏少的夏季,5个模型的模拟值均出现了过高估计.以7月为例,散射辐射被高估14.5%～28.2%,平均高估21.2%.这可能与高k_t条件下散射辐射的估算方法有关,这种不确定性需要在模型应用中做进一步深入评价.根据验证结果并考虑模拟精度和输入变量的易获取性,5个模型的模拟效果依次为BRL>Reindl-3>Reindl-2>Reindl-1>Boland.     

西北植物学报

<正>《西北植物学报》创刊于1980年,月刊,西北农林科技大学主办,科学出版社出版。《西北植物学报》为中国期刊方阵"双效"期刊,《中文核心期刊要目总览》植物学科核心期刊。近几年,先后荣获中华人民共和国新闻出版总署第二届国家期刊奖百种重点期刊、国家新闻出版广电总局2013年中国"百强报刊",教育部第三届中国高校优秀科技期刊奖和第四届、第五届中国高校精品科技期刊奖、科技部第一届和第二届中国精品科技期刊奖、陕西省第一届、第二届、第三届精品科技期刊奖以及2012、2013、2014中国国际影响力优秀学术期刊奖等多项荣誉。