松嫩退化草地芦苇不同叶位叶片营养元素代谢特征

对松嫩草地不同退化程度样地的芦苇(Phragmites australis)各叶位叶片的生长及营养元素代谢特征进行分析, 以探讨土壤盐碱化对芦苇叶片营养元素代谢的影响及其适应机制。结果表明: 松嫩草地土壤中Na ⁺含量、全盐含量、pH值是衡量土壤盐碱化程度的主要决定因子, 从典型草地到重度退化草地, 土壤盐碱化程度逐级加剧。芦苇具有一定程度的耐盐碱性, 植株高度和地上部分生物量随土壤盐分增加而降低。检测出10种营养元素: K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn、P、B, 主成分分析结果显示全部样本均处于95%的置信区间内。方差分析结果表明, 芦苇不同叶位叶片对营养元素的富集能力有所差异。K、P含量随叶位降低而减少; 而Na、Ca、Mg呈现相反分布规律。Fe、Cu集中分布在功能叶和老叶中; Mn只大量聚集在老叶中; 而Zn集中分布在幼叶中。表明土壤盐碱化对老叶营养元素的影响大于幼叶, Na在老叶中的大量积累保护了幼叶免于或者减轻离子的毒害。功能叶和老叶中Ca、Mg、Fe、Cu的积累有利于保障芦苇正常的光合作用。盐碱胁迫下幼叶仍维持较高K、P含量, 这不仅为幼叶的生长提供所需营养, 同时提高了其抗逆性, 这可能是芦苇的生理响应策略。     

拔节孕穗期小麦干旱胁迫下生长代谢变化规律

采用盆栽试验模拟干旱胁迫(土壤相对含水量40%-45%)在小麦(Triticum aestivum)拔节孕穗期胁迫12天, 测定其生长速率、光合特征及关键代谢产物含量, 以探讨干旱胁迫对拔节孕穗期小麦叶片初生及次生代谢产物的影响及其涉及的代谢途径, 讨论小麦生长代谢变化规律及应答机制。研究表明: 干旱胁迫使小麦叶片气孔受限制导致光合速率下降; 使叶绿素含量下降直接影响光系统II活性, 最终导致生长率降低。检测出的初级代谢产物组包括有机酸、氨基酸、碳水化合物、嘧啶和嘌呤等64个代谢产物, 其中29个代谢产物在干旱胁迫下发生明显的变化。主成分分析(PCA)结果显示全部样本均分布在95%的置信区间内, 两个主成分得分为64%。单因素方差分析结果表明, 干旱胁迫导致苹果酸、柠檬酸、乌头酸等参与三羧酸(TCA)循环的代谢产物消耗明显, 且引起大部分氨基酸(如脯氨酸、丝氨酸、缬氨酸)和碳水化合物(肌醇、果糖、葡萄糖)大量积累的同时转氨基代谢(天冬酰胺、谷氨酰胺和γ氨基丁酸)产物消耗, 研究证明干旱胁迫明显地促进小麦叶片的糖酵解和氨基酸合成途径, 但抑制了TCA循环和转氨基反应, 加速氨基酸代谢网络向脯氨酸合成转变过程。这些结果表明干旱胁迫引起了转氨基反应、TCA循环、糖酵解/糖异生、谷氨酸介导的脯氨酸合成, 以及嘧啶和嘌呤等代谢网络系统广泛的变化, 说明小麦在合成大量的氨基酸和碳水化合物类物质的同时也消耗了大量的能量, 暗示了糖异生到脯氨酸合成的转变。     

祁连山山水林田湖草生态保护与修复的探索与实践

遵循“山水林田湖草是一个生命共同体”的先进理念,实施生态系统的整体保护、系统修复、综合治理,是加强生态文明建设的新举措。现阶段生态保护与修复的研究主要集中在内涵、机制及启示等方面,为“山水林田湖草”生态保护修复提供了理论与技术支撑,但缺乏系统性的梳理与总结。以中国重要生态功能区祁连山为例,以生态地位、退化现象及成因为切入点,结合已开展的生态保护修复工程,总结了典型生态保护修复措施,提出了有针对性的策略与建议,旨在为山水林田湖草生态修复提供模式示范。祁连山生态退化的原因主要为：全球气候变暖、人类活动干预、传统发展理念制约及环境保护投入不足等。典型生态保护与修复措施已涵盖了“山水林田湖草”各个方面,但在工程实践中如何有机整合各项措施,使生态系统成为“生命共同体”仍是未来探索的科学问题。生态保护修复的理论与实践还需完善以下内容：加强基础调研与科技创新;加强统一规划与协同管理;积极完善生态补偿机制;建立由“开刀治病”工程治理向“健康管理”自然恢复逐步引导的生态修复理念。     

亚麻响应盐、碱胁迫的生理特征

利用中性盐NaCl、Na₂SO₄和碱性盐NaHCO₃、Na₂CO₃混合模拟不同强度的盐、碱胁迫条件, 对亚麻(Linum usitatissimum)进行14天胁迫处理, 测定其地上部分和根生长速率、光合特征、离子平衡及有机渗透调节物质积累, 以探讨亚麻对盐、碱两种胁迫的生理响应特点。研究表明: 亚麻生长对盐、碱胁迫的响应存在差异, 在相同盐浓度下, 碱胁迫对亚麻的伤害大于盐胁迫。碱胁迫使地上部分中Na⁺浓度急剧增高, 造成叶绿体破坏、光合色素含量下降, 光合能力及碳同化能力也急剧下降。亚麻中Na⁺含量随着胁迫强度的增加而升高, 而K⁺含量呈下降趋势, 碱胁迫下的变化明显大于盐胁迫。因此, 碱胁迫导致Na⁺过度积累可能是碱胁迫对植物伤害大于盐胁迫的最主要原因。碱胁迫下Ca²⁺和Mg²⁺在根中下降明显, 可见高pH值阻碍根对Ca²⁺和Mg²⁺的吸收。Fe²⁺和Zn²⁺对渗透调节的影响不大, 因为它们的离子含量较低。盐胁迫促进阴离子(Cl^-、H₂PO₄^-和SO₄^2-)的积累来平衡大量涌入的Na⁺, 但是碱胁迫明显减少无机阴离子含量, 可能造成严重营养胁迫(如P和S不足)。亚麻在盐胁迫下积累大量可溶性糖来平衡大量的Na⁺, 但碱胁迫下积累大量有机酸来维持细胞内离子平衡和pH值稳定, 碱胁迫大量积累的有机酸也可能被分泌到根外调节根外的pH值, 这说明亚麻对两种不同胁迫的响应方式不同。研究证明高pH值会直接影响植物根系的生长发育, 影响植物矿质元素的吸收, 阻碍离子稳态重建, 有机酸代谢是亚麻碱胁迫下的关键适应机制。