新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)和蒙古沙冬青(A. monglicus)叶片解剖特征及抗旱性

以新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)幼苗叶片、蒙古沙冬青(A.monglicus)幼苗及成年叶片为研究对象,采用石蜡切片法将叶片解剖并固定,再用光学显微观察法对其抗旱性结构分析比较,旨在探讨沙冬青属植物叶片在干旱环境的生态适应机制。采用方差分析法对各指标的差异性进行比较分析,通过Pearson's相关系数法分析各指标间相关关系。结果表明:(1)新疆沙冬青与蒙古沙冬青幼苗叶片厚度无显著差异;新疆沙冬青幼苗叶片的角质层厚度及上、下表皮厚度及栅栏组织厚度均显著大于蒙古沙冬青幼苗;新疆沙冬青幼苗叶片的海绵组织厚度和主脉直径均显著小于蒙古沙冬青。蒙古沙冬青成年植株叶片厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度及主脉直径均显著大于幼苗,上、下表皮厚度及海绵组织厚度均小于幼苗。(2)沙冬青属植物叶片栅栏组织厚度与叶片厚度显著正相关;下表皮厚度、角质层厚度、海绵组织厚度与叶片厚度相关性不显著。为了更好适应分布区环境,新疆沙冬青叶片比蒙古沙冬青具有更强的抗旱性,蒙古沙冬青成年植株叶片的抗旱性优于幼苗。沙冬青属植物叶片的加厚主要通过栅栏组织的加厚实现。     

基于叶片微形态结构评价10种锦鸡儿属(Caragana)植物的抗旱特征

以中国西北荒漠地区的10种锦鸡儿属(Caragana)植物的叶片为对象,通过光学显微镜和扫描电子显微镜的观察,选择叶片厚度、气孔密度、绒毛盖度、角质层厚度等10项叶片结构指标对叶肉细胞解剖结构和表皮微形态结构进行了研究,探究10种锦鸡儿对干旱环境的适应特征,并用层次聚类分析法进行分类和模糊数学隶属函数值法进行抗旱性综合评价。结果表明:10种锦鸡儿在长期适应各自生境的过程中,叶片表面微形态结构和叶肉细胞结构均表现出明显的适应特征。10种锦鸡儿属植物的叶片形态结构适应特征聚为3类,第1类主要特征是气孔、叶片厚度和表皮细胞厚度大,绒毛盖度和叶片组织结构紧密度小;第2类是绒毛盖度较大,栅栏组织厚度和叶片组织结构紧密度小;第3类是栅栏组织厚度和叶片组织结构紧密度大,气孔、角质层厚度、叶片厚度和表皮细胞厚度小。根据隶属函数值,10种锦鸡儿属植物的抗旱性由大到小排列的顺序为卷叶锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>短脚锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>柠条锦鸡儿>小叶锦鸡儿>中间锦鸡儿>红花锦鸡儿>鬼箭锦鸡儿>刺叶锦鸡儿。     

水分梯度下不同地理种群红砂叶片生理特征比较研究

 选取甘肃省不同地域的天然红砂种群进行叶片生理生化指标比较分析研究。结果表明：自东向西水分梯度递减条件下,不同地理种群叶片膜脂过氧化产物MDA含量增多,同时伴随着超氧物自由基(O-·2)的产生速率提高,相应诱导了SOD、POD和CAT酶活性升高,渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量增加,但酒泉点SOD、POD和CAT酶活性均有降低的趋势;除武威点外,其余各样点红砂叶片叶绿素a、叶绿素b含量相差均不大。     

荒漠植物红砂叶绿素荧光参数日变化及其与环境因子的关系

在自然条件下以分布于兰州九州台（LZJ）、张掖临泽（ZYL）和武威民勤（WWM）3个地区的红砂为试材,利用PAM-2100便携式叶绿素荧光分析仪和Lcpro+便携式光合作用测定系统,在红砂生长季节对其叶绿素荧光参数及其环境因子进行测定和分析。结果表明:3个地区红砂叶片的初始荧光(Fo)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学反应量子效率(ΦPSⅡ)和非光化学淬灭系数(qN)均存在明显的日变化。其中Fv/Fm和ΦPSⅡ均呈反正态分布曲线日进程,在中午13:00强光下降低至最低值;Fo和qN则呈正态分布曲线日进程,在中午13:00达到最大值。3个地区红砂的Fv/Fm虽在中午呈降低趋势,但因其值均高于0.8,所以并未发生光抑制现象。在环境因子中,光合有效辐射(PAR)、温度（Ta）以及水分条件协同作用于红砂的光化学效率。当水分条件较高时,PAR成为影响光化学效率降低的首要因子;而当水分降低时,RH成为加速光化学效率下降的主要因子。在土壤极端干旱叠加强光、高温和低湿的逆境中红砂主要采取依赖于叶黄素循环的热耗散和PSⅡ反应中心可逆失活两种保护机制来适应外界环境的变化。     

3个地理种群蒙古沙拐枣同化枝解剖结构及抗旱性比较

按自然降水梯度沿河西走廊从东到西选择3个地理种群蒙古沙拐枣为研究对象,采用常规石蜡切片方法和光学显微镜观察的方法对同化枝解剖结构进行比较分析。测定了同化枝直径、细胞角质化外壁厚等15个抗旱性结构指标,并进行方差分析和相关性分析以及主成分分析,采用隶属函数对不同种群抗旱性进行综合评价。结果表明：研究的同化枝都具有典型的旱生结构,这是植物长期适应干旱环境的结果;其中14个指标在各种群间的差异极显著;筛选出了4项具有代表性的旱性结构指标——细胞角质化外壁厚、气室径向长、皮下纤维簇数/直径以及小维管束个数/直径。对蒙古沙拐枣抗旱性进行综合评价得出,3个地理种群随着水分条件的降低其抗旱性增强,抗旱性大小顺序为酒泉>张掖>武威。     

红树族自然杂交种和其亲本植物叶表皮特征及其分类学意义

红树族植物是红树林的重要建成种群,表现出丰富的自然杂交现象。为了明确杂交子代与亲本的亲缘关系,利用光学显微镜和扫描电子显微镜,对中国红树科(Rhizophoraceae)红树2属6种(2杂交种)植物的叶表皮微形态特征,进行观察和分析。研究结果显示,供试植物叶片上、下表皮细胞形状都为近多边型,垂周壁式样都为平直或微弯;气孔只分布于下表皮,气孔形状都为椭圆形,且气孔器类型为无规则型;气孔密度、气孔指数和表皮细胞密度等数量性状指标在属间存在显著差异;下表皮角质层空腔为红树属(Rhizophora)植物特有性状;聚类分析将供试植物分为2个类群,杂交子代与母本有较近的亲缘关系,聚类传统形态学分类和分子验证结果相符,表明叶表皮微形态特征在区分红树族植物以及分析杂交子代和亲本的亲缘关系方面具有分类学意义。     

胡杨(Populus euphratica)叶片结构与功能关系

叶片形态特征与功能性状可以反映植物采取的协同或权衡策略。测定了塔里木河下游不同地下水埋深下荒漠河岸林建群种胡杨(Populus euphratica)的叶片解剖结构、叶片水力导度、叶片δ13 C值,探讨了胡杨结构性状指标和功能指标对地下水埋深的响应,叶片水力传输能力与叶片解剖结构变化趋势,以及叶片水力参数、解剖结构与水分利用效率的相关关系。结果表明:(1)胡杨叶片结构指标(叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、气孔参数、叶脉密度、主脉导管直径)、功能指标(叶片最大水力导度、水分利用效率、比叶质量)在地下水埋深最深处与地下水埋深最浅处差异显著;(2)不同地下水埋深下胡杨水分传输能力变化有解剖结构基础,叶片水分传输能力与水分散失能力存在协同关系;(3)胡杨叶片水分利用效率与叶片解剖结构指标(叶片厚度、栅栏组织厚度、表皮厚度、气孔长度、气孔宽度、气孔密度)具有相关关系;(4)胡杨叶片水分传输与叶片碳投资具有协同关系。     

胡杨(Populus euphratica)叶片结构与功能关系北大核心CSCD

叶片形态特征与功能性状可以反映植物采取的协同或权衡策略。测定了塔里木河下游不同地下水埋深下荒漠河岸林建群种胡杨(Populus euphratica)的叶片解剖结构、叶片水力导度、叶片δ13 C值,探讨了胡杨结构性状指标和功能指标对地下水埋深的响应,叶片水力传输能力与叶片解剖结构变化趋势,以及叶片水力参数、解剖结构与水分利用效率的相关关系。结果表明:(1)胡杨叶片结构指标(叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、气孔参数、叶脉密度、主脉导管直径)、功能指标(叶片最大水力导度、水分利用效率、比叶质量)在地下水埋深最深处与地下水埋深最浅处差异显著;(2)不同地下水埋深下胡杨水分传输能力变化有解剖结构基础,叶片水分传输能力与水分散失能力存在协同关系;(3)胡杨叶片水分利用效率与叶片解剖结构指标(叶片厚度、栅栏组织厚度、表皮厚度、气孔长度、气孔宽度、气孔密度)具有相关关系;(4)胡杨叶片水分传输与叶片碳投资具有协同关系。     

库布齐沙漠几种沙生灌木叶解剖结构耐旱特征研究

采用石蜡切片法,对库布齐沙漠的主要造林灌木四翅滨藜、小叶锦鸡儿、杨柴、柽柳、互叶醉鱼草和蒙古莸等叶的解剖结构进行了显微观察。选择叶片厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织细胞长、栅栏组织细胞宽、栅栏细胞密度、CTR等多指标。结果表明,柽柳叶片厚度高于其他5种,互叶醉鱼草叶片厚度最小。互叶醉鱼草角质层厚度最厚,角质层与叶片厚度的比值大小顺序为:互叶醉鱼草>四翅滨藜>柽柳>小叶锦鸡儿>蒙古莸>杨柴。CTR大小顺序为:蒙古莸>杨柴>小叶锦鸡儿>互叶醉鱼草>四翅滨藜>柽柳。利用隶属函数综合评价,结果表明:6种树种耐旱能力大小依次为杨柴>四翅宾藜>柽柳>蒙古莸>小叶锦鸡儿>互叶醉鱼草。     

地下水埋深对胡杨(Populus euphratica)叶片形态结构和水力导度的影响

植物光合器官形态解剖结构对叶片水力导度(Kleaf)有一定指示作用。对塔里木河下游4个地下水埋深下胡杨(Populus euphratica)叶片形态解剖结构和叶片最大水力导度(Kleaf-max)分析结果显示:(1)胡杨叶片具有明显的旱生结构特点。叶片较厚,等叶面,复表皮,栅栏组织发达,排列紧密,叶肉细胞中含有两种结晶体——棱晶和簇晶,叶脉密集,气孔下陷。(2)随着地下水埋深的增大,胡杨叶片厚度(LT)、表层厚度(ET)、栅栏组织厚度(PT)、栅海比(栅栏组织厚度/海绵组织厚度,PT/ST)、叶脉密度(LVD)、主脉导管直径(MVD)、气孔密度(SD)、Kleaf-max都出现显著增加趋势,气孔面积(SA)则呈显著减小趋势,表明胡杨叶片在受到水分胁迫下通过改变形态解剖结构和水分传输效率来适应干旱。(3)胡杨叶片Kleaf-max值与LT、ET、PT、PT/ST、LVD、MVD、SD有着极显著的正相关关系(P0.01),与SA存在极显著的负相关关系(P0.01),这表明胡杨叶片具有的形态解剖结构特征,是其叶片水力传导能力变化的基础。     

塔里木河下游胡杨叶片变化与环境异质性

通过电子显微镜观测对塔里木河下游三个取样点胡杨(Populus euphratica Oliv.)叶片的细胞显微结构进行了研究。通过电镜观察到许多与抗旱性相关的结构:叶表面具有皱褶状纹饰;角质层和表皮之间由网格状空腔隔离开;表皮向外突出形成根毛状结构;细胞内含一中央大液泡或密布小液泡;输导组织不发达;细胞中质体和质体内淀粉粒非常丰富;在细胞质中和液泡内发现嗜锇颗粒;细胞核很大,核仁明显;组织细胞中晶簇成分X-射线微区分析表明,其成分主要是钙,而且含量稳定。叶片显微结构与地下水位的关系表明,4 m以下的地下水位会影响其组织结构的建成。在超微结构研究中还发现,胡杨细胞膜与细胞壁之间呈齿状结合。说明细胞膜与壁之间结合的牢固性和稳定性,解释了胡杨细胞在水分胁迫下不易发生质壁分离的原因。     

中国北方地区农业干旱脆弱性评价

在调查和分析中国北方地区农业生产现状的基础上,选择水资源、农业经济、社会和防旱抗旱能力4个准则层共16个指标构建农业干旱脆弱性评价指标体系。运用主成分分析法对高维变量系统进行有效降维,根据方差贡献率建立中国北方地区农业干旱脆弱性评价模型,获得中国北方地区水资源、农业经济、社会和防旱抗旱能力脆弱性评价结果,获得各省(自治区、直辖市)干旱脆弱性分级阈值和区划。结果表明:(1)通过主成分分析得到农业经济、水资源、防旱抗旱能力、社会等5个主成分,方差贡献率分别为41.99%、19.25%、14.06%、8.07%和5.32%。(2)中国北方地区农业干旱脆弱性从小到大依次为北京、天津、山东、辽宁、吉林、山西、内蒙古、安徽、河北、河南、陕西、宁夏、青海、黑龙江、新疆和甘肃。     

东南极凯尔盖朗群岛与克洛泽岛小鳞犬牙南极鱼群体耳石形态初步分析

耳石外型分析已广泛用于鱼类种群识别,而东南极克洛泽岛与凯尔盖朗群岛的小鳞犬牙南极鱼(Dissostichus eleginoides)被认为存在两个不同的地理种群。由此,本研究利用6个耳石形状指标(形态因子、圆度、环率、矩形趋近率、椭圆率和幅形比)和椭圆傅里叶系数对凯尔盖朗群岛与克洛泽岛的小鳞犬牙南极鱼耳石外型进行描述和分析。分析前,首先排除个体异速生长效应对耳石形态造成的影响,再应用主成分分析选取后续判别分析的成分。基于形状指标和椭圆傅里叶系数相结合的耳石外型判别分析结果显示,判别成功率为80.00%。来自凯尔盖朗群岛与克洛泽岛的小鳞犬牙南极鱼耳石外型整体形态相似,但耳石外部轮廓存在着细微差异。结合以往的遗传学结论和标志放流结果,耳石外型研究可以初步推断,克洛泽群岛和凯尔盖朗群岛之间存在种群交换,但因为两个区域之间的交换比例和机制尚不清楚,需利用多种分析方法,如耳石微化学、标志放流等作进一步阐述和补充。     

唐古特白刺(Nitraria tangutorum)抗旱优良家系的生理特性

唐古特白刺(Nitraria tangutorum)是蒺藜科(Zygophyllaceae)超旱生小灌木。为了筛选抗旱优良家系,分别在武威和兰州进行种源试验,初选两试验点生长健壮、无病虫害的31个3年生唐古特白刺家系,进行过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)及叶绿素(Chl)含量测定,运用主成分分析和隶属函数法进行抗旱性综合评价,筛选抗旱优良家系。结果表明:POD、SOD、SP、SS、Pro、Chl a、Chl b、Chl(a+b)含量及Chl a/b值在31个唐古特白刺家系间变化范围较大、差异性均显著,其中,Chl a含量变异最大,可溶性蛋白含量变异最小。从单个指标入选潜力来看,各试点每个指标下入选的优良家系相互交叉但不完全相同。采用多指标多试点的综合评价,筛选出5个抗旱性强的优良家系,分别是j3-9、w3-15、w3-12、jc-8、j3-8,其中民勤沙井子w3-12和w3-15号家系表现最好。     

基于土地利用空间格局的兰州市景观稳定性

利用兰州市2000年和2010年两期土地利用数据,从景观结构、景观类型及景观异质性3个方面分析了研究区景观格局特征。借助主成分分析及景观格局指标对保持景观格局稳定性影响能力构建了景观格局稳定性模型,并对研究区景观格局稳定性进行了评价。结果表明:(1)近10年来兰州市景观格局发生了明显变化,主要景观类型间的转换较为频繁,且表现为明显的单向转换特征。(2)整体景观格局稳定性呈现降低趋势;各县区景观格局稳定性存在差异,榆中县永登县和皋兰县稳定性变化不大,稳定性较高的为红古区,其次是西固区、安宁区,稳定性最差的为七里河区和城关区。(3)稳定性较高的景观类型为水域及草地,稳定性较差的景观类型为建设用地。兰州市应着力提升用地潜力,提高土地集约利用程度,合理规划建设用地,保护具有生态服务功能的水域及草地等。     

河西走廊芦苇(Phragmites australis)种群营养繁殖特征及其对土壤因子的响应

以河西走廊湿生芦苇为对照,研究盐碱芦苇和沙生芦苇种群根茎的年龄结构、营养繁殖力、潜在种群与现实种群的数量关系及其对土壤因子的响应,探究芦苇(Phragmites australis)种群对土壤因子的趋异适应机理,为芦苇种群的扩展提供理论依据。结果表明:盐碱芦苇和沙生芦苇有6个龄级,湿生芦苇有5个龄级;根茎长度、根茎生物量和干物质贮量盐碱芦苇和沙生芦苇均小于湿生芦苇,根茎长度和生物量的年龄结构均为3龄级占比最大,最高龄级占比最小,干物质贮量以5龄级根茎最大,1龄级根茎最小;与湿生芦苇相较,相同龄级盐碱和沙生芦苇均存在显著性差异(P0.05)。盐碱芦苇芽库总存量要远大于湿生芦苇,但沙生芦苇要远小于湿生芦苇;芦苇种群根茎芽均以2龄级占比最大,从4龄级开始明显下降,但沙生芦苇从5龄级开始下降。盐碱芦苇和沙生芦苇侧生蘖比例较大,湿生芦苇主蘖所占比重较大。3种生态型芦苇群落样地土壤因子均存在显著性差异(P0.05),盐碱生境pH值和含盐量高于湿地生境,盐碱和沙地两种生境其余各营养指标均小于湿地生境。土壤含水量和碱解氮含量是影响芦苇生长的重要正向驱动因素,而土壤含盐量为重要的负向驱动因素,不同生境的芦苇可以通过调节自身根茎休眠芽与活动芽间的转换、根茎的发育以及主蘖和侧生蘖发育,以应对各自遭遇的生境。     

准噶尔荒漠小山蒜的形态与生物量特征及其相互关系

小山蒜(Allium pallasii)是中国新疆特有的类短命植物。调查了准噶尔荒漠16个20 m×20 m样地内小山蒜种群的分布概况,研究了小山蒜盛花期的生物学特征、器官生物量分配及其相互关系。结果表明:①小山蒜多生于沙丘中下部,密度为0.187株·m–2;平均株高为(22.93±5.15)cm,多为3片叶;花序近球形,平均半径(2.44±0.37)cm,纵断面角度211.39°±60.4°,表面积和体积分别为(50.95±34.19)cm2和(43.37±29.45)cm3。②其形态指标(平均叶长、4个花球指标及鳞茎直径)间、生物量指标(根生物量除外)间,及二者之间多为显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关,协同生长关系较强。③小山蒜生物量分配呈鳞茎>花葶>花球>叶片>根的格局,根冠比为0.873,生殖分配占49.66%。④形态指标与生物量间均呈α<1的异速生长关系,而生物量指标间多为等速关系,其中地上、地下生物量间符合α=3/4的异速关系。⑤生物量估测表明,小山蒜单株地上生物量平均为0.312 g,单株地下生物量平均为0.264 g,种群总生物量密度仅为0.106 g·m-2,其生物量在整个荒漠生态系统中可忽略不计,但它作为准噶尔荒漠重要而独特的种质资源,应从多个方面深入研究,同时进行适当保护。     

基于核主成分元胞模型的城市演化重建与预测

通过元胞自动机(CA)模拟和重建城市演化的复杂非线性过程,对于城市土地利用规划和决策具有指导意义。利用传统线性方法获取的地理CA转换规则,较难刻画城市演化的时空动力学过程。基于核主成分分析方法(KPCA),通过核函数映射,在高维特征空间下不仅能够对多重共线的空间变量进行非线性降维,且由此建立的地理元胞模型KPCA-CA参数物理意义明确,能够较好地体现城市化过程的非线性本质。基于GIS环境下自主研发的地理模拟框架SimUrban,利用该KPCA-CA模型模拟和重建了快速城市化区域上海市嘉定区1989-2006年城市演化过程,并预测了研究区2010年的城市空间格局。模拟结果显示,嘉定区城市主要沿中心区域及主干道路而扩展,体现了KPCA方法提取的前两个主成分的作用,与城市实际发展情况相符。利用混淆矩阵和面积控制精度等指标,对模拟结果进行了评价,得到总体精度为80.67%、Kappa系数为61.02%,表明模拟结果与遥感分类结果及统计结果符合程度较好;与传统基于线性方法的地理CA模型比较,KPCA-CA模型模拟结果精度更高。     

区域地理环境对中国男性青年收缩压参考值影响分析

收集中国30个省份的8 978例城市健康青年男性收缩压参考值,应用SPSS 17.0统计分析软件,综合运用相关分析和回归分析的方法,研究其与9项区域地理环境指标的关系。运用多元回归分析、曲线估计和主成分分析估计中国男性青年收缩压指标的正常参考值,得出不同的收缩压预测模型。结果发现,健康青年男性收缩压参考值与中国地理因素间有显著相关关系(F=12.003,P=0.000)。健康青年男性收缩压参考值的预测模型为:YSBP=55.155+0.004 x2+0.712 x3+0.160 x8+0.519 x9。     

基于形态学及傅里叶分析对两种南极冰鱼耳石外型的研究

根据2014年3—4月以及2015年4—9月在南设得兰群岛以及南乔治亚群岛周边水域采集的裘氏鳄头冰鱼(Champsocephalus gunnari)及雪冰(Chionobathyscus dewitti)样本,对其耳石进行5种基础形态参数测量并转换为7种形态学参数,比较分析了两种冰鱼间的耳石形态学差异,再利用傅里叶分析法选取两种耳石的77个傅里叶系数进行判别。结果表明,两种冰鱼耳石长、高、周长、面积及质量均与体长呈显著的幂指数关系(P0.01)。由形态指标分析可知,裘氏鳄头冰鱼较雪冰耳石环率更低,即更趋近于圆,更为规则,且耳石厚度上略薄。两者各项形态参数间均存在显著性差异(P0.01)。对耳石77个傅里叶谐值进行主成分分析,其中前20个主成分解释总变异的82.491%,两种冰鱼的因子分布图上重叠量较少,可见区分度较好,判别分析选取了其中的6个傅里叶值建立了判别函数,总体判别率为96.15%。总体而言,可利用耳石外型对两种冰鱼进行种类判别,傅里叶分析更为直观清晰且较为准确。本研究可为南极冰鱼耳石形态学研究提供基础数据,并就其种类鉴别提供备选方法。