Thidiazuron stimulates shoot organogenesis and somatic embryogenesis in white ash (Fraxinus americana L.)

Immature and mature nonstratified seeds of white ash (Fraxinus americana L.) were dissected transversely and 2/3 of each seed was placed onto agar-solidified Murashige and Skoog medium. Adventitious buds, shoots, and somatic embryos formed on callus, cotyledons, and hypocotyls of the resulting seedlings. Shoot organogenesis was induced on explants cultured on medium with 10 M thidiazuron but not on explants on media with benzyladenine (BA) or isopentenyladenine. Not all seed sources were equally capable of shoot organogenesis and embryogenesis. Atypical of adventitious regeneration of other woody plants, mature seed explants of white ash were more organogenic with shoots that elongated better than explants from immature seeds. Somatic embryogenesis was observed in cultures where mature seeds were first cultured for 4 weeks on a medium containing 10 M adenine 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in combination with 0.1 and 1.0 M thidiazuron, followed by transfer to a medium containing 0.05 M 6-benzyladenine and 0.5 M naphthaleneacetic acid. Adventitious shoots and epicotyls from both seedlings and germinated somatic embryos were rooted under intermittent mist and acclimatized to the greenhouse.Abbreviations BA 6-benzyladenine - 2,4-d 2,4-dichlorophenoxyacetic acid - IBA indolebutyric acid - 2iP isopentenyladenine - NAA naphthaleneacetic acid - TDZ thidiazuron-N-phenyl-N-1,2,3-thiadiazol-5-ylurea - WPM woody plant medium     

进化距离与相对替代率的比较研究

系统树是描述物种、人种甚至基因间亲缘关系和演化的重要工具,必须以进化距离或(相对)替代率作为重要的参数。但以哪一个参数构建的树更能反映真实的系统树呢?事实上迄今并无人对此作过认真的研究。本文以模拟数据并用方差分析法检验两个参数的异同并讨论其包含的生物学意义。研究结果表明,当氨基酸的替代率和核苷酸的替代率分别为0.18和0.13时,它们的进化距离分别为0.199和0.143。经方差分析证实,若检验的氨基酸和核苷酸最大数目均为75只时,不论以替代率或进化距离中那一个作为构树参数,拓扑树事实上几乎只有一个。这就是说,该时拓扑树可靠性很大,而且随着它们替代率的减少,则检验的氨基酸和核苷酸的数目会随之增加。但是一旦氨基酸的替代率和核苷酸的替代率超过上述数字,则两个参数构建的树在拓扑长度上是不等价的。经分析,若进化距离大致上与进化时间成线性关系的话,则应选用进化距离。用进化距离重建的系统树事实上支持中性学说;若进化距离与进化时间显著地不存在线性关系的话,则可选用替代率,该情况表明中性学说不适用,似更倾向于新达尔文主义。     

Relations between water content, potential and permeability in stems of conifers

Abstract. The influence of sapwood water content on the conductivity of sapwood to water was measured on stem sections of Pinus contorta. A reduction in relative water content from 100 to 90% caused permeability to fall to about 10% of the saturated value.
Pressure–volume curves of branchwood and stem sapwood of Pinus contorta and Picea sitchensis have been analysed to definè the tissue capacitance and the time constant and resistance for water movement between stored water and the functional xylem as functions of tissue water potential. Three phases in water loss were discernible. In the initial phase at high water potentials (> –0.5 MPa), the capacitance was large, the time constant long and the resistance to flow large in comparison with intermediate water potentials (−0.5 to −1.5 MPa). At still lower water potentials (−1.5 to −3.0 MPa), the time constant and resistance declined still further but the capacitance had a tendency to increase again, especially in the stemwood of Sitka spruce. Typical values in the second phase were for the time constant 5 s, for the resistance 4 × 10⁻¹³ N s m⁻⁵ and for the capacitance (change in relative water content per unit change in potential) 1×10⁻¹¹ m³ Pa⁻¹. These parameters define the availability of stored water and are being used in a dynamic model of water transport in trees.     

长白山林线过渡带树岛土壤微生物群落结构和生态功能

林线过渡带是指从郁闭森林上限到树种分布上限之间的区域,过渡带内生物多样性丰富,生态系统结构、功能和生态过程在很小的海拔梯度内发生剧烈变化,因此对全球气候变化和人类活动极为敏感。树岛是在林线过渡带内出现的斑块状或条带形不连续分布的树木集群,树岛内生存的树木通常能达到与较低海拔郁闭森林同样的高度和胸径,因此揭示树岛这一特殊生境的生态特征及其形成机制,对于预测未来气候变化下林线动态具有重要意义。以长白山岳桦林线过渡带一大型树岛作为研究对象,测定了土壤理化性质和土壤酶活性,采用宏基因组测序技术分析了微生物群落结构组成和功能基因丰度,通过与同海拔的开阔区生境进行对比,揭示了树岛这一特殊生境的土壤微生物群落结构特征和潜在生态功能,从土壤养分和土壤微生物学角度,阐明树岛形成的可能驱动机制。结果表明,树岛土壤的含水量、总碳、总氮和微生物生物量显著高于同海拔开阔区（P<0.05）,与微生物r-策略相关的生理生化和遗传学指标,包括纤维素酶活性、放线菌相对丰度、与转录、防御、控制细胞周期相关的基因丰度、小分子碳降解基因丰度,均高于开阔区（P<0.05）。相反的,与微生物K-策略相关的指标,包括酸杆菌相对丰度、大分子碳降解基因相对丰度低于开阔区。揭示了树岛土壤微生物学特征,并从土壤微生物组学角度探讨了树岛形成的潜在机制,认为树岛内土壤养分增加并导致微生物群落r-策略倾向,这种变化反过来也可能促进树岛进一步扩大,进而影响林线动态。     

城市湿地公园使用者评价的影响因素及其行为偏好——以宜昌运河公园为例

城市湿地公园是城市水环境保护和市民活动的共同载体。如何达到保护城市水环境和满足使用者社会需求的平衡是本研究的关键问题。以景观绩效评价为基础,对宜昌运河公园的社会绩效进行了详细量化,并在调查结果上分析研究了影响城市湿地公园使用者评价的原因,以及在城市湿地公园内使用者的行为偏好和季节变化下使用者满意度和行为模式的变化情况,并提出了设计建议。结果表明,城市湿地公园的水环境治理目标与城市居民的公园服务需求是统一的。但是在公园生态和社会效益之间还是存在着冲突关系,如湿地面积和活动空间面积的权衡,消减河流污染物和维持公园水景质量的权衡以及湿地生境冬季景观效果不佳降低使用者满意度的情况。     

气候变化下中国主要生物燃油树种分布与变迁

生物燃油树种是发展生物质能源,实现化石能源替代战略的重要物质基础,明确当前和未来气候变化下我国生物燃油树种适生区分布,对保护和利用生物燃油树种,促进林业生物能源产业发展,保障能源安全和实现“双碳”目标具有重要意义。基于我国10个主要生物燃油树种的1037条树种分布数据和20个环境变量,利用最大熵模型(MaxEnt)预测了各树种当前和未来气候情景下(2050年和2070年的RCP4.5情景)的潜在适生区,得到了影响各树种分布贡献率最大的环境因子,并对我国各区域主要种植树种进行了区划。结果表明：(1)MaxEent模型预测效果较好,各树种模拟结果AUC值均在0.9以上。(2)影响各种分布的贡献率较高的环境因子因树种而异,最暖季度降水量和温度季节性变化标准差的相对贡献率较高。(3)10个生物燃油树种极高适生区面积范围在43.38万km²—117.74万km²之间,可根据模拟结果将树种分布划分为北部、中东部、东南部和西南部4个亚区,北部亚区主要树种为文冠果(Xanthoceras sorbifolium)和欧李(Cerasus humilis),中东...     

呼包鄂榆城市群生态系统服务价值驱动因素及其交互效应

增强呼包鄂榆城市群生态系统服务功能,对于推动黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。基于研究区1990-2020年土地利用类型评价了生态系统服务价值(ESV),耦合随机森林模型与沙普利加性解释(SHAP)方法分析ESV驱动因素的重要程度、变化响应特征及其交互效应,采用偏最小二乘路径模型识别驱动因素的交互路径。结果表明:(1)研究期内耕地、草地和水域面积整体呈先增后减趋势,建设用地面积持续增加;ESV呈先减后增趋势且总体增加了62.28亿元,ESV的增长主要是林地向耕地和草地扩张的结果。(2)最主要的ESV驱动因素为土地利用类型,其贡献度达到61.24%,其次是地形和气象,贡献度分别为17.59%和17.05%,社会经济的贡献度最低,仅为1.73%;ESV对驱动因素的响应呈非线性变化特征。(3)水域比例是最重要的交互项,交互作用在因素处于不同范围内表现出不同的交互效应。土地利用直接影响ESV,而地形、气象、土壤和社会经济因素主要通过影响土地利用进而间接影响ESV,社会经济因素对ESV的直接和间接影响分别是负和正效应。研究建议通过完善城市群国土空间规划,重点加强草地、林地和水域等生态空间保护并协调好与城镇建设、矿产资源开发的关系,以提升生态系统服务功能为导向实施区域生态系统多因素协同管控。     

基于文献计量的城市空间结构与生态环境关联性研究

以Web of Science核心合集中1999-2020年期间发表的城市空间结构与生态环境关联性的文献为研究样本,运用文献计量的方法,主要借助VOSviewer和Citespace软件,厘清该领域研究的主要特征与进展。研究结果表明：城市空间结构与生态环境关联性研究的文献总量上呈现波动上升的趋势,尤其在近五年的波动骤增态势十分显著,成为地理学、城乡规划学、环境与生态学等学科交叉融合研究的重要方向之一;研究内容主要聚焦于城市空间结构与大气环境的关联性机理,具体涉及温室气体排放、空气污染和城市热岛效应,同时水环境、土壤环境以及生物多样性等方面也越来越受到重视而逐步成为研究热点。未来可围绕构建两者关联性框架和评估体系、面向生态环境问题的城市空间结构优化设计、两者发展变化的模拟和预测等核心问题展开研究。     

家燕营巢特征及其对城市环境的适应性

城市面积在全球范围内迅速扩张,一些鸟类种群通过改变营巢特征,在与自然生境截然不同的城市中筑巢繁殖。但目前城市环境对于鸟类营巢影响的研究较缺乏。为了解鸟类营巢对城市环境的适应,于2016、2019年在黑龙江哈尔滨的城市与乡村环境,分别测量家燕（Hirundo rustica）巢（如,大小及形状）及巢址特征等（如,距地面和屋顶距离）参数,以探究：（1）家燕巢特征在乡村及城市生境是否存在差异？（2）家燕巢特征在年际间是否存在变化？并为城市家燕种群的保护提供理论依据及合理建议。研究采用Kruskal-Wallis秩和检验以及Wilcoxon秩和检验比较分析所测量的巢特征参数在城乡之间、年际间的差异,并对组间参数进行线性判别分析（LDA,Linear Discriminant Analysis）。结果发现,城乡间具有显著差异：（1）与乡村相比,城市巢距离屋顶更远,距地相对更近（P<0.05）;（2）城市巢更浅（P<0.05）;（3）从2016到2019年,城市和乡村巢都变得更深,半径更大（P<0.05）。根据这些发现,推测城市楼房建筑的楼道为家燕繁殖提供了相对更为封闭、安全的环境,旧巢及较为丰富的支撑物为家燕提供了适宜的巢址,有可能节省亲鸟在营巢上的繁殖投入;但同时应当警惕门窗关闭、资源受限、人为干扰等不利因素可能造成的生态陷阱。