柠条适应极端干旱的生理生态机制 ——叶片脱落和枝条中叶绿体保持完整性

 为了探讨柠条适应极端干旱的生理生态机制,对盆栽柠条停止浇水造成土壤持续干旱直到叶片完全脱落,然后复水。干旱和复水期间,对土壤、叶片和枝条的相对含水量、叶片和枝条中的叶绿素含量以及超微结构进行了测定和观察。结果表明,干旱脱水过程中叶片中的色素含量下降,枝条中类胡萝卜素含量下降。复水4 d后,叶片中色素含量和枝条中类胡萝卜素含量上升并逐步达到正常水平。超微结构研究表明,柠条嫩枝的亚细胞组织中普遍含有叶绿体。正常条件下,无论是枝条还是叶片的亚细胞组织,叶绿体紧贴细胞壁。叶绿体中的类囊体排列整体有序。随着干旱的加剧,叶绿体脱离细胞壁,向细胞中央靠近。严重干旱造成了叶片叶肉细胞和叶绿体结构不可恢复性的破坏,包括外膜和膜片层结构,类囊体膜解体,淀粉粒消失,部分细胞器裂解成碎片。而嫩枝的亚细胞组织和叶绿体都保持完整。因此,柠条通过叶片脱落减少光照面积来适应极端干旱对自身造成的伤害,通过保持枝条中叶绿体的完整性和一部分叶绿素为复水条件下光合作用的快速恢复提供了保证。     

骆驼刺叶片再生体系的建立

以骆驼刺(Alhagi pseudalhagi Desv.)叶片为试验材料,研究了基本培养基、不同叶位、放置方式及植物生长调节剂配比等对不定芽再生的影响。结果表明:骆驼刺叶片再生的最佳取材位置是试管苗中部;不同放置方式对不定芽的再生无明显影响;叶片不定芽再生的最佳培养基为:MS+6-BA 0.5 mg\5L-1+IBA 0.1 mg\5L-1,其不定芽分化率为100%,分化系数达11.28。低浓度IAA有利于叶片再生茎段的生根,在1/2MS+IAA 0.15 mg\5L-1的培养基上生根率为100%,平均根数达10.2条。     

基于高光谱与多光谱植被指数的洪河沼泽植被叶面积指数估算模型对比研究

以洪河国家级自然保护区为研究区,2009年8月中旬,在研究区野外实测沼泽植物冠层的光谱反射率和叶面积指数(LAI),将地面实测的植物高光谱反射率以Landsat-5 TM波段范围为基准进行波谱重采样,以重采样后的光谱反射率计算多光谱植被指数,用几种常见的高光谱和多光谱植被指数建立估算沼泽植被叶面积指数的统计回归模型,对比这些模型的精度,选出最优模型.研究结果表明,用各植被指数建立的估算沼泽植被叶面积指数的回归模型分别为二次函数、对数函数或指数函数;各模型对沼泽植被叶面积指数的反演精度差别较大;在全波段高光谱植被指数中,用全波段归一化植被指数H-FNDVI(R930,R515)构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在常规高光谱植被指数中,用修正简单比率H-MSR构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳;在多光谱植被指数中,用多光谱归一化植被指数M-NDVI构建的估算沼泽植被叶面积指数的模型最佳.对比发现,由多光谱数据提取的植被指数构建的模型对研究区LAI的估算效果不太理想,而从实测高光谱数据提取的窄波段特有植被指数构建的估算沼泽植被叶面积指数模型表现出较明显的优势,表明窄波段植被指数更适合用来监测沼泽植被叶面积指数.     

潜水埋深对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响

研究了潜水埋深(40、80、120、180、220cm)处理对一年生疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响。结果表明:随着潜水埋深的增加,疏叶骆驼刺幼苗叶片厚度逐渐增加,叶片厚度在220cm埋深下最大,长度和宽度在120cm埋深下最大,且叶片长度呈优先减小的趋势;潜水埋深变化对疏叶骆驼刺株高生长影响不大,但对冠幅和分枝数的生长影响显著(p0.05);除40cm埋深处理中根系以平均1.24cm·d-1的速率扎入地下水层外,其他4个处理根系生长速率随潜水埋深的增加而增加,且180cm和220cm埋深下根系生长速率明显高于其他3个处理;根系到达220cm潜水埋深的时间为123d;幼苗生物量积累随着潜水埋深变化先增加后减小,茎叶生物量在120cm埋深处理中达到最大值,而根系生物量在180cm埋深下最大。潜水埋深变化对疏叶骆驼刺地上部分和根系生长的影响不同,潜水埋深增加有利于根系生长和根系生物量增加;以120cm为拐点,潜水埋深过浅或过深都会抑制地上部分生长;220cm潜水埋深条件下,疏叶骆驼刺生长缓慢且生物量的累积最小,表明若潜水埋深大于220cm则对幼苗生长不利。     

Responses of soil fauna structure and leaf litter decomposition to effective microorganism treatments in Da Hinggan Mountains, China

Microorganisms are nutritious resources for various soil fauna.Although soil fauna grazing affects microorganism composition and decomposition rate,the responses of soil fauna and leaf litter decomposition to added microorganism is little understood.In this study,in the coniferous and broad-leaved mixed forest of Tahe County in the northern Da Hinggan Mountains,China,three sampling sites(each has an area of 10 m2) were selected.The first two sites were sprinkled with 250 times(EM1) and 1000 times(EM2) diluted effective microorganism(EM) preparations evenly,and the third site was sprinkled with the same volume of water as a control site.The responses of soil fauna structure and leaf litter decomposition to EM treatment were conducted during three years.The results revealed that EM treatment resulted in significant increase of soil organic matter.The number of soil fauna in the EM1 and EM2 sites increased by 12.88% and 2.23% compared to the control site,and among them springtails and mites showed the highest increase.However,the groups of soil fauna in the EM1 and EM2 sites decreased by 6 and 9,respectively.And the changes in the diversity and evenness index were relatively complicated.EM treatment slowed the decomposition of broad-leaved litter,but accelerated the decomposition of coniferous litter.However,the decomposition rate of broad-leaved litter was still higher than that of coniferous litter.The results of this study suggested that the added microorganisms could help individual growth of soil fauna,and this method led to a change in the process of leaf litter decomposition.This paper did not analyze the activity of soil microorganisms,thus it is difficult to clearly explain the complex relationships among litter type,soil fauna and soil microorganisms.Further research on this subject is needed.     

Retrieving crop leaf area index by assimilation of MODIS data into a crop growth model

Leaf area index (LAI) is an important parameter in monitoring crop growth. One of the methods for retrieving LAI from remotely sensed observations is through inversion of canopy reflectance models. Many model inversion methods fail to account for variable LAI values at different crop growth stages. In this research, we use the crop growth model to describe the LAI changes with crop growth, and consider a priori LAI values at different crop growth stages as constraint information. The key approach of this re...     

1981—2019年全球陆地生态系统碳通量变化特征及其驱动因子

陆地生态系统碳汇显著降低大气CO₂浓度上升和全球变暖的速率,受人类活动和气候变化的影响,陆地生态系统碳通量具有强烈的时空变化,其估算结果仍存在较大的不确定性,不同因子的贡献尚不清晰。为此,利用遥感驱动的陆地生态系统过程模型BEPS模拟分析了1981—2019年全球陆地生态系统碳通量的时空变化特征,评价了大气CO₂浓度、叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)、氮沉降、气候变化对全球陆地生态系统碳收支变化的贡献。1981—2019年全球陆地生态系统总初级生产力(Gross Primary Productivity, GPP)、净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)和净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity, NEP)的平均值分别为115.3、51.3和2.7 Pg·a^-1(以碳质量计,下同),上升速率分别为0.47、0.21和0.06 Pg·a^-1。全球大部分区域GPP和NPP显著增加,NEP显著上升(p<0.05)...     

以初级生产力与固碳规律为线索探讨陆相页岩中有机质的富集规律

陆相优质烃源岩主要在盆地中心深湖-半深湖等深水环境发育,但大量页岩气勘探证实,富有机质页岩更靠近湖盆边缘,因此有必要深入剖析陆相湖盆有机质富集的规律.采用类比法对比页岩油气、煤的成矿条件,结合湖泊的初级生产力、固碳速率、化石发育,采用古地貌及埋藏史恢复手段,提出了页岩发育于浅水局限环境的六大证据.研究发现,页岩油气和煤具有相似的成矿模式;与浅水环境的煤、蒸发盐岩等具有共生关系;浅水环境下固碳速率远大于深水环境.结论是,页岩油气富集于浅水湖湾、间湾等封闭-半封闭环境;最大湖泛期凝缩段应为贫有机质段.最后以松南等地区进行验证,说明本结论具有普适性,可更好地指导陆相页岩油气勘探.     

石河子棉花红叶茎枯病的发生与候条件关系

根据1997—2007年11a石河子气象站7—8月份的逐日最高气温、最低气温、平均气温、降水量、日照时数、总云量资料以及棉花桃数的资料,进行详细的分析,阐述了新疆石河子棉花红叶茎枯病的发生与气温、降水和相对湿度、光照特点的关系,并提出了该病发生的气象指标。