青藏高原高寒湿地GPP变化特征及对生长季积温的响应

基于涡度相关系统,利用2004-2016年的涡度相关系统观测资料,做了青藏高原高寒湿地生长季总初级生产力（GPP）在不同时间尺度上对生长季有效积温（GDD）响应的研究。结果表明：高寒湿地生态系统在生长季的日GPP、GDD与月际GPP、GDD都表现为先增大后减小的单峰变化趋势,都在7月或8月达到峰值,在5月达到最小值。在整个生长季尺度上,GPP与GDD变异性较大,没有明显的变化趋势。2004-2016年整个生长季GPP与GDD的均值分别为（458.82±25.78）gC m^-2季^-1和（1060.89±84.07）℃。在日尺度、月尺度、生长季尺度上,GPP与GDD都呈极显著正相关关系（P < 0.01）。但是,通过比较生长季分别每个月GPP与GDD的关系发现,5、9月的GPP与GDD没有显著相关性（P > 0.05）,而在7月相关性最为显著（P < 0.01）。整体上看,高寒湿地生态系统植被的总初级生产力与热量条件表现为正相关关系,由此说明在全球气候变暖的背景下,将会提高青藏高原高寒湿地生态系统植被的光合生产能力。     

祁连山南麓高寒湿地生态系统呼吸季节、年际动态及影响因素

由于青藏高原高海拔、低温的特殊环境,使得生态系统呼吸(RE)对气候变化的响应极其敏感,然而对高寒湿地生态系统长时间尺度上的RE动态特征及驱动机制的研究相对薄弱。以青藏高原东北部高寒湿地为研究对象,分析了基于涡度相关系统观测的高寒湿地2004—2016年的CO₂通量排放动态及影响机制,对预测高寒湿地碳平衡对未来气候变化的响应具有重要意义。结果表明：高寒湿地在2004—2016年的月平均RE表现为单峰变化趋势,在8月达到峰值;年RE表现为逐年升高的趋势(P<0.05),年RE均值为(608.9±65.6) g C m^-2 a^-1;生长季RE约是非生长季RE的2.7倍,线性回归分析表明生长季RE(r~2=0.66,P=0.001)、非生长季RE(r~2=0.47,P=0.01)与全年RE呈极显著正相关。在月尺度上,分类回归树分析和线性回归分析表明土壤温度是月RE的最主要控制因素,暗示高寒湿地的土壤呼吸对整个生态系统的碳排放至关重要。在年际尺度上,生长季积温与生长季RE呈显著正相关(P<0.05),而生长季降水(PP...     

Li~ 、新霉素和Ca~(2 )对苹果花粉萌发与花粉管生长的影响

细胞外 Ca2 及其跨膜内流在花粉萌发和花粉管生长中具重要作用 〔1〕,磷脂酰肌醇 ( PI)系统产生的IP3(肌醇 - 1 ,4,5-三磷酸 )能诱导细胞内 Ca2 库释放 Ca2 〔2 ,3〕,IP3及其受体调节花粉萌发和花粉管生长〔4～ 7〕,但它们之间的作用及关系还不清楚。笔者通过抑制剂对细胞内 Ca2 的调节 ,以期进一步探讨细胞内 Ca2 库的 Ca2 释放在花粉萌发和花粉管生长中的作用及其和细胞外 Ca2 及其内流的关系。1 　材料与方法将‘国光’、‘富士’苹果 ( Maluspumila Mill.)花粉播种在基本培养基 ( 1 0 %蔗糖 1 0 0 μg/g硼酸 ) 〔8…     

三江源国家公园表层土壤有机碳和全氮密度的特征评估和等级区划

三江源国家公园是青藏高原生态屏障的核心单元,准确评估其土壤碳氮特征是区域生态功能认知和分区管理的重要基础。基于54个样点调查数据,结合高程、坡度、坡向及2000—2018年的年均气温、降水、归一化植被指数等生态因子,采用增强回归树模型研究了三江源国家公园表层(0—30 cm)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)密度的空间格局和等级区划及储量特征。结果表明三江源国家公园SOC密度和TN密度分别为(5.41±3.12)kg/m~2(平均值±标准差,下同)和(0.57±0.27)kg/m~2,其空间变异均主要受降水和归一化植被指数影响。澜沧江源园区和黄河源园区SOC和TN密度分别为(9.39±0.89) kg/m~2和(0.92±0.09)kg/m~2、(8.26±2.33) kg/m~2和(0.80±0.20)kg/m~2,约为长江源园区的2倍。SOC和TN密度等级在澜沧江源园区呈现出中心高周围低的特征,在黄河源园区和长江源园区分别表现出从北到南和从东南到西北逐渐降低的格局。三江源国家公园SOC储量和TN储量分别为0.60 Pg和0.06 Pg,其中澜沧江源园区、黄河源园区、长江源园区的储量...     

青藏高原高寒草甸气温、降水和地上净初级生产力变化的周期特征

依据中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站1980—2007共28年的气温、降水和地上净初级生产力数据,采用墨西哥小帽母函数对其进行周期特征的小波分析.结果表明:气温、降水和地上净初级生产力均存在13年的主要周期,但气温和地上净初级生产力的次要周期(均为2年)对其年际变化的影响较小,而降水次要周期(4年)的影响较大.三者的滞后相关分析发现,地上净初级生产力的变化在20年时间尺度上主要受控于气温,且对后者存在5～9年较弱的延迟效应;而与降水的关系较小.     

草地退化对三江源国家公园高寒草甸表层土壤有机碳、全氮、全磷的空间驱动

草地退化显著削弱了三江源高寒草甸的土壤肥力及生态承载功能,但空间尺度上的驱动强度和环境调控尚不清晰。在2020年7—8月,基于三江源国家公园高寒草甸典型分布区原生植被和退化植被的60个配对采样,研究表层(0—30 cm)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量对草地退化的空间响应特征。三江源国家公园高寒草甸原生植被SOC和TN含量分别为(2.45±2.05)%(平均值±标准差,下同)和(0.25±0.20)%,配对样本t-检验的结果表明草地退化导致SOC和TN分别极显著(P<0.001)下降了44.0%和35.6%。TP对草地退化无显著响应(P=0.22)。原生植被的土壤C∶N∶P平均为59.6∶6.2∶1.0,草地退化导致化学计量值平均下降28.3%。一般线性模型的结果表明草地退化对SOC和TN及土壤生态化学计量特征的空间降低强度主要取决于纬度和海拔(P<0.01),与经度和土壤深度关系较弱(P>0.30),即低纬度高海拔的高寒草甸响应相对强烈。草地退化导致三江源国家公园高寒草甸土壤碳氮损失严重,降低了土壤生态化学计量。研究结果可为三江源退化高寒草甸土壤...     

青海高寒区域金露梅灌丛草甸灌木和草本植物固碳量的比较

以青海海北高寒区域金露梅（PotentillafruticosaLinn.）灌丛草甸为研究对象,分析了6月至9月金露梅灌丛草甸灌木和草本植物不同部位的生物碳量,并据此对灌木及草本植物的年净初级生产碳量进行了比较。结果显示：金露梅灌丛草甸灌木植物地上部和地下部不同层次的生物量和碳含量均有明显差异,根据生物量所占比例确定其地上部和地下部的平均碳含量分别为0.50和0.48。依据不同月份灌丛冠面最大长度、最小宽度和最大高度,采用方程“Wij=e〔aln（A·B·H）＋b〕”计算灌木地上当年新生生物碳量、地上多年累积生物碳量和地下多年累积生物碳量,相关性均极显著（P〈0.01）,表明利用该方程评估金露梅灌丛草甸灌木不同部位的生物碳量是可行的。不同月份金露梅灌丛草甸灌木地上当年新生生物碳量、地上多年累积生物碳量和地下多年累积生物碳量分别为9.36-21.15、78.07-90.12和74.37-101.22g·m-2,差异不明显;其地上部和地下部净初级生产碳量分别为33.20和26.85g·m-2,总计为60.05g·m-2。金露梅灌丛草甸草本植物地上部和地下部净初级生产碳量分别为111.41和445.41g·m-2,总计为556.82g·m-2。如果根据草本和灌木占地面积78%和22%进行加权计算,则金露梅灌丛草甸当年的总净初级生产碳量为447.53g·m-2,其中灌木的净初级生产碳量仅占2.95%,且金露梅灌丛草甸地下部与地上部净初级生产碳量的比值为3.75。研究结果显示：青海高寒区域金露梅灌丛草甸以草本固碳为主,且地下部净初级生产碳量明显高于其地上部。     

小麦骨干亲本阿夫及其衍生品种（系）的高分子量麦谷蛋白亚基演变分析

阿夫是我国小麦育种的骨干亲本之一,由其衍生的品种(系)有171个.为了了解阿夫对衍生品种在品质育种上的贡献,本文利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(SDS-PAGE)对阿夫及其衍生品种(系)的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成与演变进行了分析.结果表明,阿夫HMW-GS组成为1/14+15/2+12,品质得分8.5分;而在衍生品种(系)中,携带与阿夫HMW-GS组成相同的品种占7.01%,平均品质得分7.68分,低于亲本阿夫.其中,由阿夫衍生的子一代到子四代品种中,携带与阿夫相同的14+15优质亚基的品种分别占28.30%、19.74%、9.09%和7.69%,平均品质得分分别是7.74分、7.84分、7.56分和7.23分,均低于亲本阿夫.结果说明,骨干亲本阿夫对其衍生后代在品质改良上的贡献很小,而主要贡献可能是当时育种目标需求的抗条锈病和丰产性等性状.     

封育年限对高寒草甸群落组分和物种多样性的影响

高寒草甸在青藏高原畜牧业发展中占有重要地位,然而气候和人为活动的干扰对原本脆弱的生态系统产生了深刻影响。虽然封育是被广泛采用的草地恢复有效措施之一,但封育年限对群落组分和多样性的影响一直是受关注的核心问题,探明这一问题对高寒草甸的可持续发展具有重要意义。研究了封育2、7、17a的高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸的群落组分和物种多样性变化特征,并探讨了不同封育年限影响物种多样性的可能原因。结果表明:1)随封育年限延长,群落上层禾本科植物的总体重要值明显增加,其中异针茅(Stipa aliena)最为显著,其重要值封育2a(13.87%)封育7a(21.76%)封育17a(23.95%),而豆科植物总体重要值显著降低,莎草科和杂类草植物变化不明显;2)α多样性:随封育年限延长,高寒草甸群落物种丰富度指数(Patrick和Margalef指数)没有发生显著变化,然而物种多样性指数(Simpson、Shannon-Wiener和种间相遇机率指数)及均匀度指数(Alatalo和Pielou指数)均表现为封育2a封育7a封育17a,且封育2a与封育7、17a呈显著性差异(P0.05);3)β多样性:Cody指数和Morisita-Horn相似指数的变化表明,封育2a与封育7、17a之间的物种差异较大,而封育7a和17a之间的物种差异较小;4)封育后凋落物的覆盖时间及其分解引起的土壤养分变化是导致物种多样性降低的重要原因之一,土壤碳氮比(C/N)与物种均匀度指数(Alatalo指数)和多样性指数(Simpson指数和种间相遇机率指数)均呈显著性负相关关系(P0.05),说明土壤养分元素之间的耦合效应对物种多样性变化具有重要影响。本研究说明,虽然物种丰富度指数随封育年限的延长没有变化,但物种均匀度和多样性指数均降低,且封育前期对物种多样性的影响大于后期,就物种多样性而言,该高寒草甸不宜进行长期封育。该研究以期为高寒草甸生物多样性的保护和可持续利用及管理提供科学依据。