Wild Barley, Hordeum spontaneum, a Genetic Resource for Crop Improvement in Cold and Arid Regions

Food security in cold and arid regions in the world is threatened by stressful and unpredictable environments.The sus-tainable and economically viable solution for increasing stability of food productivity in cold and arid regions is genetic improvement of crops towards high resistance to abiotic stresses,mainly cold and drought resistance.It is often empha-sized that crop genetic improvement lies in exploiting the gene pools of the wild relatives of the crop plant.Wild barley,H.spontaneum,the progenitor of cultivated barley,is a selfing annual grass of predominantly Mediterranean and Irano-Turanian distribution that penetrates into desert environments where it maintains stable populations.Wild barley is also found in cold regions,such as in Tibet.The adaptation of wild barley to the arid region in Israel and Jordan,and the cold region in Tibet has accumulated rich genetic diversities for drought,salt,and cold resistances in wild barley,which is the genetic resource for barley and other crop improvement in arid and cold regions.These genetic diversities are revealed by allozymes,DNA-based molecular markers,and morphological and physiological traits of wild barley plants.Quantita-tive trait loci(QTLs) related to drought resistance were identified in wild barley via the QTL mapping approach.Drought resistance genes such as dehydrins,hsdr4,and eibi1 were identified in wild barley based on the candidate gene approach,gene differential expression approach,and molecular genetic approach,respectively.Genetics and genomics of wild bar-ley cold resistance have not been exploited yet,remaining a huge treasure for future crop improvement of cold resistance.Advanced backcross QTL analysis,the introgression libraries based on wild barley as donors,a QTL approach based on wide crosses using wild barley,and positional cloning of natural QTLs will play prevailing roles to help us understand the molecular control of cold and drought tolerance.Integration of QTL information into a breeding pipeline aimed at im-proving tolerance t     

气候变化对植物多样性的影响研究综述

植物多样性是生态系统结构和功能的基础,气候变化已对其产生了深刻的影响,甚至于严重威胁.植物多样性的减少或丧失必然会影响生态系统结构和功能的稳定性,导致严重的生态、经济和社会后果.植物多样性对气候变化的响应受控于气温和水分的动态平衡.本文系统总结了气候变暖和降水格局变化对植物多样性的影响,分析了气候变化对不同生态系统、群...     

江苏省耕地细碎化评价与土地整治分区研究

在明确耕地细碎化内涵空间尺度特征的基础上,从资源规模性、空间集聚性和生产便利性3方面构建耕地细碎化空间测度体系,以江苏省为例,综合运用地理空间分析、数理统计分析等方法,开展了省域尺度耕地细碎化多维评价及相应的土地整治协同探讨。研究表明：① 江苏省资源规模属性值总体偏低,呈现苏北-苏中-苏南逐级递减的分异格局;空间集聚属性值总体较高,但区域差异明显,高值区主要集中在徐淮平原及里下河平原地区;利用便利属性值总体呈现与资源规模及集聚状况相反的格局特征,苏南明显高于苏中和苏北地区,两极分化明显,地域差异较大;② 在乡镇尺度对各分维属性进行耦合形成江苏省耕地细碎化指数,省域尺度下该指数呈现从北到南逐渐增加的格局特征,表现为北部的低值聚集区和西南部的高值聚集区;③ 基于区域耕地细碎化不同属性特征的层次组合特点,全省可划分为利用提升区、集约归并区、设施改造区、规模流转区、资源优配区和综合整治区6种类型分区,据此提出不同分区土地整治的主要整治方向及关键问题。     

基于改进当量的甘肃省耕地生态系统服务价值及其与区域经济发展的空间关系研究

为量化分析耕地生态系统服务价值及其与区域经济发展的空间关系,采用改进的耕地当量因子,对甘肃省2014年耕地生态系统服务价值进行定量化研究,并采用双变量空间自相关探讨其与区域经济发展在空间上的关联关系。结果表明：（1）在GPP修正的基础上估算得到的甘肃省2014年耕地生态系统服务价值为4.96×10¹¹元,其中水资源供给功能的价值为负,食物生产功能的生态系统服务价值相对较高,美学景观功能的生态系统服务价值最低。（2）双变量空间自相关显示人均国内生产总值与耕地生态系统服务价值在空间上存在显著的负相关关系,Moran’s I指数为-0.252 3。局部双变量空间自相关LISA图也显示低-高聚集区主要分布在经济发展相对落后、具有明显生态优势的东南部地区;而高-低聚集区则主要分布在经济高速发展,生态环境相对恶劣的西北部地区。研究结果可为甘肃省生态环境管护与区域经济发展提供决策参考,为实现经济增长与生态保护统筹协调发展提供参考依据。     

气候变化对石羊河、大凌河流域灌溉玉米生产的影响

全球气候变化及其影响越来越受到广泛关注,生态环境已相对恶化的地区未来将可能更加脆弱.选取生态环境已十分脆弱的石羊河和大凌河流域,采用区域气候模式与CERES-Maize模型相结合的方法,模拟分析了基准气候(BS,1961-1990年)和A2、B2两种气候变化情景下2011-2100年2个流域灌溉玉米生产的变化,以了解未...     

气候变暖对甘肃种植业结构和农作物生长的影响

采用对农作物生长有指标意义的≥10℃积温和<0℃负积温与农作物适宜种植面积、生长发育速度及产量进行对比统计分析研究,得出气候变暖对农作物种植结构发生了较大改变,冬小麦西伸北扩,棉花面积迅速扩大,多熟制向北和高海拔地区推移。农作物生长发育速度发生了明显变化,春播作物提早播种,喜热和喜温作物生育期延长,越冬作物推迟播种,生育期缩短。喜热作物棉花气候产量明显增加。     

气候变化背景下人为热估算和效应研究

人为热是指由人类活动产生而释放到大气中的热量,这部分热量以感热和潜热的形式释放到城市冠层和城市边界层中,是城市生态系统的重要能量来源之一。在城市系统中,建筑物、交通运输和人类新陈代谢所释放的热量构成了总的人为热,具有明显的日变化和季节变化特征:清晨和傍晚出现一天中的两大峰值,而冬季和夏季分别是全年中最显著的两个季节。人为热的计算方法通常分为仪器观测法和能源消费清单法,其中能源消费清单法是目前普遍使用的方法。人为热主要通过改变大气的热力学能量方程和水汽方程中的热量和水汽量来影响区域和全球气候。在城市中,人为热是冬季和夜间城市热岛形成的主要原因,会影响大气边界层的稳定度和增加边界层高度。在全球范围内,人为热会对大气环流产生扰动,但对全球增温效应不显著。随着全球能源消费和人口的增加,人为热将成为气候变化的重要人为因子之一,因此如何观测和估算出一套高精度的人为热数据集极为重要。     

黄河上游地区近千年气候变化的模拟重建

运用BP人工神经网络较好地建立了全球气候模式模拟数据与区域气候之间的关系,拟合了黄河上游沙漠河谷地区的近千年温度、降水序列。在气候信号年代际和百年际变化特征上,拟合结果较为理想,但对极值的拟合能力较差,尤其是冬季温度和夏季降水的拟合极值偏差较大。拟合结果表明该地区近千年存在中世纪暖期、小冰期和现代暖期,且小冰期降温在冬季更为明显,冬季平均气温小冰期比中世纪暖期低2 ℃。降水的千年变化趋势较温度略微平缓,尤其冬季降水无明显趋势变化。空间分布显示20世纪暖期在近千年是最暖的,但降水较中世纪暖期偏少。     

近10年来东北农牧交错区土地利用变化研究

东北农牧交错区是典型的生态环境脆弱区,土地利用变化直接影响到当地居民的生活质量以及环境—经济的协调发展状况。本文基于对典型样点土地利用变化数据的量化分析,解析了近10年来东北农牧交错区土地利用的数量结构变化、土地利用程度的变化和土地利用变化的区域差异,以便为土地资源的可持续利用提供科学依据。     

Relationships between Genetic Diversity of Vascular Plant Species and Climate Factors

Genetic diversity is crucial for plants to respond to global climate change, and exploring relationships between genetic diversity and climatic factors may help predict how global climate change will shape the genetic diversity of plants in the future. So far, however, the extent and magnitude of the impact of climatic factors on the genetic diversity of plants has not been clarified. We collected data from 68 published papers on two widely used measures of genetic diversity of populations (average expected heterozygosity (He) and average observed heterozygosity (Ho)) and on localities of populations of 79 vascular plants, and extracted data on 19 climatic factors from WorldClim. We then explored the relationships between measures of genetic diversity and climatic factors using linear regressions. He of plant populations was significantly correlated with climatic factors in 58.7% (44) of the 75 species that used He as a measure of genetic diversity, and Ho was correlated with climatic factors in 65.1% (41) of the 63 species that used this genetic diversity measure. In general, Mean Temperature of Wettest Quarter, Precipitation Seasonality, Precipitation of Driest Quarter and Temperature Seasonality played a vital role in shaping He, and Ho was mostly correlated with Precipitation of Warmest Quarter, Mean Temperature of Wettest Quarter, Precipitation of Driest Quarter and Precipitation of Driest Month. Also, the proportion of the significant correlations between genetic diversity of populations and climatic factors was higher for woody than for herbaceous species, and different climatic factors played different roles in shaping genetic diversity of these two growth forms. Our results suggest that climate may play an important role in shaping genetic diversity of plant populations, that climatic change in the future may alter genetic diversity of plants, and that genetic diversity of different plant forms may respond to climatic change differently.     

全球平均气温未来情景的降尺度分析

如何提高全球气候模拟数据的分辨率,以满足全球、区域乃至局地陆地生态系统全球变化响应的定量分析,是当今全球气候变化研究的核心内容之一。在全球尺度上,本文利用全球气象观测站点的气候数据和DEM 数据,对全球年平均气温与纬度和海拔高程之间相关性进行回归分析,建立全球气候降尺度空间模拟的统计转移函数,并与高精度曲面建模(HASM)方法进行集成,从而实现IPCC GCM HadCM3 的模拟数据从3.75° × 2.5°到 0.125° × 0.125°的降尺度处理。研究结果表明,在3 种气候情景的T1-T4 时段内,格陵兰岛平均气温在0℃以下的区域和南极洲平均气温在-35℃以下的区域均呈逐渐缩减趋势,赤道至南北回归线之间的平均气温大于40℃以上的区域呈逐渐增加趋势。其中,A1Fi 情景的平均气温上升速度最快,A2 情景次之,B2 情景的平均气温上升速度最慢。构建降尺度方法有效地将IPCC GCMs的粗分辨率的气候情景数据降尺度转换成高分辨率的气候数据,并克服和弥补了目前IPCC GCMs的模拟数据因分辨率低而不能对区域乃至局地气候变化的细节及趋势进行刻画的缺陷。     

中国气温未来情景的降尺度模拟

由于GCM模拟的气温数据分辨率不高,很难用于区域尺度上各种生态系统的模拟。本文基于长时间序列（1964～2007年）的全国气温观测数据,结合经纬度数据、以及DEM、坡向、坡度等系列地形特征数据,利用空间统计方法,在构建年平均气温降尺度模型的基础上,运用高精度曲面建模（HASM）方法对HadCM3的A1Fi、A2a和B2...     

Adaptation of U.S. Water Management to Climate and Environmental Change

This study addresses the current status of U.S. water resource management adaptation at the river basin scale. Four large basins, the Colorado, Platte, and Delaware rivers, as well as the Everglades Basin were examined to gain a diverse national perspective. The research program utilized qualitative methods, including observation, interviews, and questionnaires, to survey diverse basin management participants. Fifty-four participants in the case basins were interviewed on their perceptions and actions concerning the effects of climate variability and change. The research objective was to compare the cases in an adaptation assessment. Water decision makers in the United States make basin resource decisions based on a local physical and sociocultural environment. Therefore, although climate change is a global hazard, the characteristic local responses are unique for each of the study basins. The most employed adaptation method currently cited is a paradigm shift from command and control of basin resources to adaptable, flexible, no-regrets strategies, effective as responses to a wide array of potential effects from global environmental change.     

黄土高原和鲁西南案例区乡村居民对全球气候变化认知

基于甘肃省会宁县黄河灌溉区、旱作农业区和山东省单县农业区的问卷调查,分析了案例区乡村居民对全球气候变化认知的一般特征、减缓全球气候变化的能力认知、义务认知和支付意愿及其区域和社会人口差异。研究发现:案例区乡村居民普遍关注全球气候变化,但对全球气候变化概念和发生原因的理解较肤浅。一定程度上,受访者通过当地气候变化及其影响来理解全球气候变化;受访者认为中央政府和国际组织应为减缓全球气候变化负主要责任,个人和家庭在减缓气候变化方面能力有限、支付意愿低,不同文化程度和职业受访者认知差异明显;存在原因认知决定责任者归属和能力认知、进而决定支付意愿的因果链,作者据此提出了政策建议。     

南方山地丘陵区资源环境承载能力监测预警技术方法探讨 ——以福建省为例

以福建省为例,综合运用文献研究法、地理比较法、GIS空间分析和数理模型等研究方法,按照评价技术与区域特色相匹配、开发阈值与主体功能相协调、划分结果与自然分异相统一的设计思路,构建适宜山地丘陵区的资源环境承载能力监测预警改进方案。提出：① 评价模型中引入山地丘陵区的特征要素,着重探讨土地资源评价中坡度、生态保护红线、行洪通道等影响因子分值的调整,水资源评价方法的替换,重点生态功能区集成方法的调整等。② 在地形复杂多变、区域差异显著的情况下,宜尽可能采用具有全域覆盖特征的数据替代孤立点位数据。集中体现在农产品主产区采用的耕地质量等别评定数据,生态评价采用的以地灾点为中心的地质灾害综合影响指数中。     

关于全球冷暖和亚,非夏季风区干湿变迁之联系的一个述评

基于近年来的多种资料分析结果，讨论了不同时间尺度上全球热状况这于中国东部和其它低纬亚非夏季风影响区干湿变迁的宏观控制作用。指出：在丰年以上时间尺度上，全球暖而夏季风强从而导致有关区域多雨偏湿，全球冷则夏季风区域多偏干；但较短时间尺度上的全球性冷暖波动往往不足以使各地的夏季风系统和干湿状况产生一致响应。     

中国西部地区耕地土壤盐渍化评估及发展趋势预测

本文对近50年来中国西部耕地土壤盐渍化发展变化做出评估，老耕地盐渍化在减轻，新垦耕地盐渍化在发展，总体处于动态平衡。盐渍化耕地的水盐动态变化，实现稳定脱盐的是局部，持续积盐的也是局部，大部分耕地是脱盐不稳定或脱盐积盐反复型，因而土壤盐渍化的潜在危害仍很大。根据土壤盐渍化与水利建设和灌溉水平之间的关系，以新疆为例，用类比法对今后发展变化作了预测，同时还研究了全球气候变化对土壤盐渍化的可能影响。     

近70年来兰州城市气温的变化

利用兰州市70年来的气温记录,采用城郊对比的方法定量的研究了城市化对兰州气温的影响。在分析了年平均气温和各特征气温的相关性的基础上,利用主成分分析的方法提取气温变化的主控制因子——低温控制因子、高温控制因子。利用两个控制因子的城郊对比,定量的揭示了城市化对城市气温变化的影响。任何区域气候变化不仅有城市化等人为因素的影响,而且带有大范围的气候背景的影响,所以在讨论城市发展对气温的影响之前,首先通过滑动T-检验研究了兰州市气温变化的大的趋势,得出兰州城市气温的11年变化周期,对于这一现象初步认为这于太阳的黑子活动的周期性有关。     

地球暖化促进植物迁移与入侵

在当今快速的全球气候变化 ,特别是快速而急剧的地球暖化情况下 ,现有植物及其系统被迫 :1)重新适应这种变化了及仍在变化着的环境条件 ;2 )往高海拔及极地方向迁移寻找合适的生存环境 ;或者 3)因其迁移的速度赶不上气候变化的速度而消亡。同时 ,气温升高和降水模式 (包括降水量及其分配 )的变化 ,以及与此相关联的干扰型式 (包括干扰种类、强度及延续时间 )的变化 ,一方面将使现有植物及其生态系统对外来生物的抗性弱化 ,另一方面将激活外来物种的活性 ,导致外来生物的快速扩散与大规模入侵 ,进而排挤和“杀死”当地乡土种 ,减少生物多样性 ,改变原有生态系统的组成、结构和功能 ,最终导致严重的社会经济与生态环境问题。在制定域、国家及全球经济与环境政策时 ,应充分考虑到这些问题 ,以防患于未然     

区域尺度城市增长时空动态模型及其应用

区域尺度城市增长动态模拟(Reg-UGM) 是城市化影响下的土地利用/覆盖变化以及全球 环境变化研究的重要手段之一。针对单个城市增长未来情景模拟难以在区域尺度刻画与解释 城市化影响下的土地利用/覆盖变化以及与全球环境变化交互过程与作用机理主要问题,本研 究集成人工神经网络模型(ANN) 与元胞自动机模型(CA) 构建适合不同情景的区域尺度城市 增长动态模型,通过1979 年以来高分辨率遥感信息探测获取的4 个时段京津唐都市圈城市增 长时空特征分析提取先验知识规则,模拟京津唐都市圈在基准模式、经济模式、政策模式与 结构调整模式未来不同情景模式下城市增长过程。研究表明,Reg-UGM在模拟区域尺度受国 家宏观政策等影响城市非线性增长过程具有较好的可靠性,为进一步研究城市化影响下的宏 观生态效应提供前提保障。模拟结果显示京津唐都市圈在不同情景模式下城市增长呈现较大 的时空格局差异,未来城市增长结构调整模式更符合区域城市化的实际情况,未来区域城市 增长将由特大城市向中小城市转移,滨海沿线城镇发展带将经历更快的城市增长过程。