同位素示踪技术在光合作用研究中的应用

利用同位素示踪技术可以掌握物质在化学反应中运行和变化情况。试论述同位素示踪技术在研究光合作用中的多种应用：提示光合作用中几种元素的转变方向;判断光合作用的反应场所和反应条件;推断光合作用的反应过程;检验产物的运输方向;研究光合作用与呼吸作用的关系。     

珍稀濒危植物桫椤种群生命过程及谱分析

根据种群生命表和生存分析理论,以高度级为基础编制了桫椤种群特定时间生命表,绘制了生存函数曲线,分析了种群的生命过程.结果表明:桫椤种群结构为前期增长、后期稳定类型.生命期望在第4龄级最大,此阶段种群生存质量相对较高.种群存活曲线属于典型的Deevey-Ⅲ型.种群生命过程有3个死亡高峰期,分别是第2龄级向第3龄级、第10龄级向第11龄级和第12龄级向第13龄级生长阶段.种群存活率随龄级增加呈单调减少,相应的积累死亡率呈单调增加,变动幅度为前期大、后期小;死亡密度函数曲线呈现前期下降、后期平缓稳定的特点,凹点出现于第4龄级.谱分析结果显示,桫椤种群数量波动性是大周期内有小周期的多谐波迭加,各周期作用基本上随周期的缩短而减小,基波的影响最显著.     

不同氮处理下速生柳对水体氮的吸收、分配及生理响应

采用水培法,研究了旱柳苗在外源添加不同氮水平(贫氮、中氮、富氮、过氮)的铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)的生长、氮吸收、分配和生理响应。结果表明:一定范围氮浓度的增加能够促进旱柳苗的生长,但过量氮会抑制其生长,且NH+4-N的抑制作用大于NO-3-N;两种氮处理下,旱柳表现出对NH+4-N的吸收偏好,在同一氮水平时,旱柳各部位氮原子百分含量Atom%15N(AT%)、15N吸收量和来自氮源的N%(Ndff%)均为NH+4-N处理大于NO-3-N处理,且随着氮浓度的增加,差异增大,且在旱柳各部位的分布为根﹥茎﹥叶;2种氮素过量和不足均会对旱柳根和叶生理指标产生不同的影响,其中在过氮水平时,NH+4-N和NO-3-N处理下根系活力比对照减少了50.61%和增加了19.53%;在过氮水平时,NH+4-N处理柳树苗根总长、根表面积、根平均直径、根体积和侧根数分别对照下降了30.92%、29.48%、19.44%、27.01%和36.41%,NO-3-N处理柳树苗相应的根系形态指标分别对对照下降了1.66%、5.65%、1.49%、5.06%和25.72%。可见,高浓度NH+4-N对旱柳苗的胁迫影响大于NO-3-N,在应用于水体氮污染修复时可通过改变水体无机氮的比例,削弱其对旱柳的影响,从而提高旱柳对水体氮污染的修复效果。     

根茎半灌木羊柴对光合同化物的克隆整合

羊柴为根茎半灌木,主要分布于我国北方半干旱区的沙地。该种的营养繁殖是由根茎的水平延伸使顶端分生组织与腋生分生组织序列化不断产生而进行的。本项研究采用^14C标记和去叶实验,探讨了母株、子株所组成的分株对内的光合同化物的整合。在24h的传输中,相当可观量的14C光合同化物自母株传输给子株、子株的根系和根茎,且它们的汇活度均超过了10%。在^14C-光合化物向基向传输（由子株向母株）中,传输率较小,且汇活度不足1%,但根茎在这一传输中的汇活度却超过2%。去叶影响着母株与子株之间的光合同化物整合。保持完整的母株增大向遭受去叶的子株传输光合产物;反之亦然。母相提并论和子株都向根茎传输一定量的同化物,表明根茎自分株获得光合同化物的支持。羊柴的相连分株间通过根茎而发生克隆整合,可能使其分株和基株在不利的沙地生境中都获得净收益。     

Inducible expression of retrograde transynaptic genetic tracer in mice

A key step towards understanding the development and function of the central nervous system is by characterizing the connections between neurons. Tetanus toxin C fragment (TTC) is transynaptically and retrogradely transported without the toxin's pathogenic effect, and therefore, recently it has been used as a genetic tracer combined with beta-galactosidase or green fluorescent protein. Here, we introduce a new fusion construct, APTTC, consisting of the truncated human placental alkaline phosphatase with TTC, and generating the transgenic mouse line, (tetracycline operator) tetO-APTTC, for inducible expression of APTTC regulated by tetO. We demonstrate that APTTC is transported retrogradely and transynaptically, and allows us to robustly visualize the inputs of the expressing neurons when transgenetically expressed in mice, exemplified in the striatal neuronal circuit. Therefore, tetO-APTTC transgenic mouse line can be widely used for visualization of neuronal connectivity when combined with mice carrying tetracycline-controlled transactivator (tTA) in any specific neurons.     

库尔勒香梨春季施用15N-尿素的吸收、分配和利用特性

以6年生库尔勒香梨为试材,在春季香梨萌芽前施用¹⁵N尿素,研究香梨施用¹⁵N尿素的吸收、分配和利用特性.结果表明:不同生育期香梨吸收的¹⁵N在各器官的分配率存在显著差异,盛花期¹⁵N优先分配在根中,其Ndff(从肥料中吸收的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率)最高,新稍次之;新梢旺长期和果实膨大期根部吸收的¹⁵N优先向新生器官(叶和新稍)运转,根部¹⁵N的分配率不断下降;果实成熟期果实成为新的分配中心,其Ndff最高,果实累积的¹⁵N量占香梨树体总的¹⁵N吸收量的19.8%.香梨树体对土施¹⁵N-尿素肥料的当季利用率随生育期的推进而不断提高,到果实成熟期达到最大值(18.5%).     

锶-89在模拟水稻田中的动力学行为

采用模拟污染物的同位素示踪技术探索了89Sr在水稻－田水－土壤系统中的消长与分配,并建立了其行为规律的数学模型,结果表明,田表水中89Sr-Sr含量迅速地降低,1d后由原始量的8．5ug/g降为4．0ug/g,以后逐渐降低,至试验结束（28d)时为0．7ug/g,表土中89Sr-Sr含量声速地增大,1d后即由0达12．4ug/g,试验结束时为20．9ug/g,水稻地上部,1d后由0[达8．8ug/g,以后也呈增加趋势,结束时达21．7ug/g,水稻根由1d的9．5ug/g达试试验结束时的39．6ug/g,田表水,表土及不稻植株中89Sr-Sr含量随时间变化的规律相应为：CW＝0.965e^-0.028t 7.635e^-0.470t,C=35.142(e^-0.028t-e^-0.470t),Cz=35.182-23.481e^-0.028t-11.701e^-0.470t。其次,在收获期,糙米中89Sr-Sr含量为1．6ug/g,稻壳为9．4ug/g,稻草为39．7ug/g,稻根为41．8ug/g,还测定了89Sr-Sr在收获期土壤中的铅垂 分布,表明,58．2％的89Sr-Sr滞留于表层2cm,并且其滞留量随土壤深度按指数规律衰减：C＝20.356e^-0.467x(r=-0.9433)。     

Ponded infiltration into soil with biopores — field experiment and modeling

Preferential movement of water in macropores plays an important role when the process of ponded infiltration in natural porous systems is studied. For example, the detailed knowledge of water flow through macropores is of a major importance when predicting runoff responses to rainfall events. The main objectives of this study are to detect preferential movement of water in Chernozem soil and to employ numerical modeling to describe the variably saturated flow during a field ponded infiltration experiment. The infiltration experiment was performed at the Macov experimental station (Calcari-Haplic Chernozem in Danubian Lowland, Slovakia). The experiment involved single ring ponded infiltration. At the quasi steady state phase of the experiment dye tracer was added to the infiltrating water. Then the soil profile was excavated and the penetration pattern of the applied tracer was recorded. The abundance of biopores as a product of fauna and flora was found. To quantify the preferential flow effects during the infiltration experiment, three-dimensional axisymmetric simulations were carried out by a two-dimensional dual-continuum numerical model. The water flow simulations based on measured hydraulic characteristics without consideration of preferential flow effects failed to describe the infiltration experiment adequately. The 3D axisymmetric simulation based on dual-permeability approach provided relatively realistic space-time distribution of soil water pressure below the infiltration ring.     

荒漠绿洲湿地土壤优先流与水分入渗特征

地表水分、溶质和污染物以土壤优先流的形式下渗到深层土壤或地下水中,将导致土壤养分流失与地下水污染等问题。因此,土壤优先流研究将为干旱区荒漠绿洲湿地水分运移与盐分积累过程提供理论依据。以荒漠绿洲湿地为研究区,选取柽柳灌丛、盐碱草地和杨树林,以道路为对照,采用室外染色示踪法对湿地土壤优先流特征与水分入渗进行研究。结果表明:不同植被类型土壤优先流入渗深度存在显著差异,其柽柳灌丛和盐碱草地几乎是杨树林和道的2倍;染色面积比随深度的增加而波动下降,0—20 cm土层染色面积比占总染色面积的54.42%—89.27%;染色路径宽度以20—250 mm和250 mm为主;优先流类型以高相互作用混合流和非均质指流为主。在荒漠绿洲湿地,砾石促进土壤优先流发生,增加了侧向流;同时,粗根的减少抑制了优先流的发生;此外,土壤盐分通过影响土壤大孔隙分布而影响水分入渗过程。因此,荒漠绿洲湿地土壤优先流与水分入渗差异是土壤质地、根系分布与盐分离子共同作用的结果。     

太湖地区黄泥土壤水稻氮素利用与经济生态适宜施氮量

通过田间试验对不同施肥水平下太湖地区黄泥土壤水稻的氮肥吸收规律和氮肥利用效率进行了研究,并应用15N微区试验测定不同氮肥水平下氮肥损失数量。在此研究数据基础上,引入数学的微积分原理和环境经济学的Coase原理,对该地区水稻田氮肥施用的经济效益和环境效益进行评价,求得219~255 kg hm^-2为太湖地区黄泥土上目前生产条件下,兼顾生产、生态和经济三效益比较合理的水稻施肥量,相应的经济、生态适宜产量为8601～8662 kg hm^-2。