“以山为名”的高寒生态研究

山地是生物多样性的摇篮,其复杂丰富的生境类型孕育庇护了各种各样的生物物种,许多地区更是特有物种的栖息地。山地具有重要的生态功能与服务价值,易受到气候变化与人类活动干扰的影响。在我国疆域以青藏高原为主体的典型山地生态系统具有极高的环境异质性、物种多样性和特有性,其显著特点是较小的海拔梯度变化能导致巨大的气候差异。利用野外调查、试验研究、文献综述等方法探讨复杂生态系统的变化,特别是在不同时间和空间尺度对全球变化的响应值得我们重点关注。本专辑收录了以中国生态学会高寒生态专业委员会2023年学术年会“高寒生态研究生论坛”报告为主体的多种类型题材的文章,旨在重点展示研究生在高寒生态领域的阶段性研究成果,为未来的深入研究提供重要参考与培养潜在生力军。该专辑不仅深化了对高寒生态系统的科学理解,更为全球环境保护和气候变化应对策略提供了理论支撑,促进了生态系统的适应性管理,最终为可持续发展绘制计划蓝图,制定解决方案。

泛喜马拉雅区域藏原羚栖息地潜在分布、生态廊道及其影响因子

藏原羚(Procapra picticaudata)作为青藏高原特有的有蹄类动物,明确其栖息地的潜在分布和影响因子有利于其种群的保护,进而缓解野生动物与人类活动的利益冲突,以期实现人与自然和谐共生。本研究在青藏高原、横断山区及东、中、西喜马拉雅等藏原羚分布整体范围内开展研究,并结合文献资料共收集藏原羚物种分布数据150个,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件模拟预测藏原羚潜在栖息地,结合Linkage Mapper以生态源地计算潜在生态廊道。结果表明:1)当前气候情景下,藏原羚的适宜生境总面积为88.05万km^(2),占研究区总面积的23%。青藏高原适宜生境面积最大、横断山区次之,其余依次是西喜马拉雅、东喜马拉雅和中喜马拉雅。2)藏原羚的适宜生境主要分布于青藏高原中部、北部、南部和东北部,横断山区北部和喜马拉雅北部。三江源国家公园、羌塘国家级自然保护区、可可西里自然保护区、阿尔金山国家级自然保护区和色林错自然保护区是适宜生境最大保护区,其中有47.71%的适宜区位于保护区外。影响藏原羚分布的主要环境因子是年平均温度、坡度和海拔。3)识别出重要生态源地46个、共构建108条潜在生态廊道,平均长度为163.60 km。本研究从宏观尺度分析了藏原羚栖息地现状和生态廊道,有助于优化栖息地格局,促进种群迁徙扩散,对藏原羚种群的长期监测、管理和保护区规划提供了一定的理论指导意义。

江河源冻土区土壤碳氮空间分布特征及其影响因素

江河源区是我国高寒生态安全屏障的重要区域,冻土的长期存在使其形成低温冻结环境,弱化了土壤微生物活性,抑制了土壤有机质的矿化过程,因而其近地表浅层土壤碳氮含量高。然而,土壤碳氮含量对不同冻土分区和环境因素响应的空间分异规律尚不清楚。为此,针对江河源4个不同冻土区(季节冻土区、岛状多年冻土区、不连续多年冻土区、片状连续多年冻土区)共11个样点进行植被样方调查、土壤分层采样。在分析碳氮含量的基础上,探讨了年均地温(MAGT)、活动层厚度(ALT)、海拔(ASL)、土壤深度(SD)、植被特征及土壤pH对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碳氮比(C/N)的影响。结果表明:(1)SOC、TN、C/N在片状连续多年冻土区最高,在季节冻土区最低,且与年均地温负相关,和海拔正相关;(2)江河源区SOC、TN、C/N随土壤深度的增加而降低,自表层至40cm深度整体下降幅度分别为58.45%、36.96%、17.01%;(3)SOC、TN、C/N与植被覆盖度(FVC)显著正相关(P≤0.05),与土壤pH值显著负相关(P≤0.01);(4)冗余分析表明,土壤pH、MAGT、ALT、SD、FVC是影响江河源区SOC、TN、C/N空间分布的关键因素。研究结果可为厘清气候趋暖条件下江河源区土壤碳氮空间分异规律及多年冻土热稳定性对土壤碳氮排放的影响提供科学基础,同时也有助于预测多年冻土区土壤碳氮空间变化。

黄土高原典型丘陵沟壑区的滑坡灾损土地生态修复研究进展

我国是地质灾害频发的国家,滑坡是地质灾害的主要类型之一。陇中黄土丘陵区地处黄土高原西段的黄河流域上游,一直以来是滑坡事件的高发区,因其突发性造成的次生灾害给当地人民生命财产安全带来了较大隐患。近年来随着社会防治力度与投入加大,该区域有关滑坡的理论研究和技术修复手段有了较为全面的提升,特别在生态修复研究与实践领域取得了一定的进展。但是,该区域现有的针对性研究方法与灾损土地的修复手段仍然存在一定的局限性与不足。因此,本文就陇中黄土丘陵区滑坡的影响因素和现有修复模式进行综述,首先采用地理信息系统手段图示研究区域的环境概况,进而运用文献计量学的方法系统概括该领域的研究热点内容,并就目前滑坡灾损土地修复的不足之处提出相关解决办法,以期能够全面阐述滑坡灾损治理的必要性,为未来滑坡治理梳理潜在的研究方向,促进滑坡治理更好地发展。

青藏高原典型濒危乔木适宜分布区及优先保护建议

随着全球气候变暖及人类活动的增强,濒危物种灭绝趋势明显增加。保护青藏高原地区濒危植物尤其是珍稀濒危乔木,具有重要的现实意义。选取了青藏高原代表性的14个珍稀濒危乔木作为研究对象,对其现状和未来气候情景下的分布进行了建模和丰富度分析,并对适宜分布区和优先保护区进行了探讨。结果显示,当前濒危乔木适宜分布的区域主要集中在高原东南部的海拔较低、水热条件较好的河谷、中、低山地带,但这些地区自然保护区的数量和面积均较低,被自然保护区所覆盖的比例较低,形成了大量的保护空缺区,对青藏高原濒危乔木的保护极为不利。从濒危乔木适宜分布热点区的分布来看,雅鲁藏布江中下游河谷区、青藏高原东南部横断山谷区、青藏高原东部川西高原河谷区等3个地区,是应优先考虑保护区规划和建设的重点区域。应适时建立自然保护区,提高濒危乔木对气候变化和人类活动的适应。

青藏高原生态文明高地前沿研究:从理论到实践

2023年9月1日,我国颁布的《中华人民共和国青藏高原生态保护法》正式实行,其中明确指出:“国家鼓励和支持开展青藏高原科学考察与研究,加强青藏高原气候变化、生物多样性、生态保护修复、水文水资源、雪山冰川冻土、水土保持、荒漠化防治、河湖演变、地质环境、自然灾害监测预警与防治、能源和气候资源开发利用与保护、生态系统碳汇等领域的重大科技问题研究和重大科技基础设施建设,推动长期研究工作,掌握青藏高原生态本底及其变化。国家统筹布局青藏高原生态保护科技创新平台,加大科技专业人才培养力度,充分运用青藏高原科学考察与研究成果,推广应用先进适用技术,促进科技成果转化,发挥科技在青藏高原生态保护中的支撑作用”。

一例仔猪食道口线虫病的诊治体会

猪食道口线虫病是食道口线虫寄生于猪结肠内引起的一种寄生虫病, 由于食道口线虫能在结肠壁上形成结节,又称结节虫病。本病发病率死亡率均不高,一般多见于仔猪,临床上以腹泻、消瘦、贫血为主要症状,很少与食道口线虫的感染相关联,不能及时确诊治疗而延长了病程,继而造成不小的经济损失。

岷江源区两种优势针叶树当年生小枝性状与生物量分配随海拔的分异规律

当年生小枝具有较少的次生组织,同时是植物分支系统中最具活力的部分,木本植物当年生小枝性状与生物量分配的海拔变化是理解物种对不同生境适应策略的重要内容。通过分析青藏高原东缘岷江源区两种优势亚高山针叶乔木(紫果云杉和岷江冷杉)当年生小枝性状(茎长、茎粗、比茎长)与不同部位器官(茎、叶)的生物量随天然生境的海拔(3500—3550 m、3650—3700 m和3800—3850 m)变化,尝试揭示两物种当年生小枝在不同海拔下的生物量权衡及其生长策略。结果表明:(1)不同海拔下茎生物量种间差异大于种内差异,3650—3700 m处的茎生物量变异最大(128.4%)。(2)云杉的茎生物量、总叶生物量与海拔间存在显著的负相关关系(P<0.05),比茎长与海拔呈显著正相关(P<0.05);冷杉的总叶生物量与海拔间为显著负相关关系(P<0.05)。(3)随着海拔的升高,云杉茎生物量分配比逐渐从33.0%降低到27.0%;而冷杉的茎生物量分配比则从23.0%渐增至28.0%。(4)3500—3550 m和3650—3700 m两处的云杉茎生物量与总叶生物量、茎长与茎粗呈异速生长关系;3500—3550 m、3650—3700 m和3800—3850 m三处的冷杉茎生物量与总叶生物量、茎长与茎粗一直呈现异速生长关系。两种针叶树的茎生物量分配比及相关性状随海拔的变化差异表明冷杉更适应高海拔的胁迫环境。

短期围栏封育对高寒草甸植物群落及土壤理化性质的影响

充分了解围栏封育对植物群落及土壤理化性质的影响,是合理制定草甸恢复和利用相关政策、促进当地畜牧业经济可持续发展的关键。本研究通过对西藏三江并流区封育2年的高寒草甸的群落样方调查与土壤理化性质测定,结果表明,比较自由放牧,围封后地上和地下生物量分别提高26.24%和8.94%,但物种多样性指数略有下降;围封后土壤电导率、盐度和总溶解固体分别下降26.50%,29.03%,30.15%;围栏内地上生物量与土壤盐度、总溶解固体、电导率呈显著正相关(P<0.05),地下生物量与硝态氮、温度呈显著正相关(P<0.05);围栏外地下生物量与介电常数、体积含水率呈显著负相关(P<0.05),与铵态氮呈显著正相关(P<0.05)。研究结果表明,2年短期围封对高寒草甸植物群落及其土壤理化性质均有一定改善,可以作为应对草甸退化的干扰手段与管理措施。

高寒灌丛对气候变暖的生态响应及适应性研究进展

灌丛通常指高度在5 m以下的以灌木为优势的植被类型。高寒灌丛因地处高海拔或高纬度的寒冷生境,对气候变暖响应尤为敏感。然而,随着近几十年的气候变暖,大量研究数据表明环北极地区树木生长对夏季温度的敏感性逐渐下降,但目前并不清楚高寒灌丛如何响应和适应气候变暖,是否也存在敏感性下降问题。本文主要基于长时间序列数据、样带调查及模拟试验等研究方法综述不同时空尺度下高寒灌丛对气候变暖的生态响应相关研究成果,并指出当前的研究趋势和存在问题。长时间序列数据基于长期定位监测和(或)树轮数据及遥感、航拍和重复拍照手段揭示灌木的扩展、生长变化趋势及其可能的影响因子;样带调查主要表现为相关生态指标沿海拔梯度的变化规律;模拟试验主要体现在植物物候、叶性状变化等。综合来看,变暖促进了高寒灌丛的生长,体现在植被盖度、生物量等指标的增加。就灌木叶功能性状而言,一些性状(如比叶面积等)在胁迫生境中体现出趋同适应特征。不同研究方法受研究尺度的限制存在明显的局限性,未来应开展全方位、多尺度的全球性联网综合观测体系;加强对不同功能型灌木的对比研究,探索高寒区趋同适应的普遍性和环境阈值;加强沿水分梯度的样带调查,开展人工模拟增(减)雪试验;重点关注冻融、微生物活动等地下生态过程对气候变化的响应。

三江并流核心区亚高山森林非生长季净生态系统CO_(2)交换量及其影响因素

采用开路式涡度相关系统,针对三江并流核心区西藏红拉山滇金丝猴国家自然保护区,通过测量和分析非生长季亚高山常绿针叶林净生态系统碳交换量(NEE),探讨了亚高山森林非生长季CO_(2)通量特征及其主要影响因子。保护区常绿针叶林NEE值在非生长季具有明显“U”型变化曲线,白天表现为碳吸收,夜间表现为碳释放,日间CO_(2)吸收高峰介于12:00到15:00之间,平均每天碳汇时间在10 h左右。非生长季各月NEE大小依次为:4月>3月>2月>11月>1月>12月。研究期内气温(T)、相对湿度(RH)、饱和水汽压差(VPD)和光合有效辐射(PAR)等气象因子对净生态系统CO_(2)交换量影响显著。此外,森林碳吸收对温度响应敏感,光合作用在整个非生长季较为明显。各影响因子中光合有效辐射对碳交换影响最大;夜间NEE与5 cm土壤温度呈极显著相关性(P<0.01)且NEE随着土壤温度升高而增大;整个非生长季NEE、生态系统呼吸量(Re)和总生态系统CO_(2)交换量(GEE)分别为-596.759 g CO_(2)/m^(2)、582.849 g CO_(2)/m^(2)和-1179.608 g CO_(2)/m^(2)。该亚高山常绿针叶林生态系统与青藏高原其他生态系统类型相比具有明显的碳汇功能。

天然状态下多年冻土区活动层厚度研究进展与展望

活动层作为多年冻土区水热物理和力学动态最活跃的近地表层,是供给高寒植物生长所需水分和营养物质的关键区,是多年冻土与大气圈、土壤圈进行能水和物质交换的主要通道,也是微生物活动最频繁和生物地球化学循环最关键的冷生土壤层。近几十年来,在气候变暖和人类活动增强影响下,多年冻土区活动层厚度(ALT)普遍增加,对寒区环境与冻土工程产生了不利影响。本文对影响天然状态下ALT空间分异的宏观地质地理和微观局地因子、ALT的野外测量和模拟计算方法、ALT对气候变化的响应特征进行了回顾,并探讨了ALT变化对高寒生态环境的影响。研究表明:太阳辐射及其重分布和下垫面的复合作用是ALT空间分异的主因,在其他因素和条件一致时,高程多年冻土下界和纬度多年冻土南界附近的ALT较厚;近三十年来ALT积极响应气候变暖,随气温升高而增加,但区域差异明显,中纬高海拔和山地多年冻土区ALT大部分呈显著增加趋势,而高纬富含冰多年冻土区ALT因地下冰融化下沉,一定程度上抵消了因气候变暖而增加的部分。本文还展望了ALT未来研究方向,认为应聚焦ALT精准模拟制图、ALT变化的自适应机制、ALT变化对生物地球化学循环的影响和ALT变化对水文水资源的影响等四个方面。

西藏芒康山莽措湖退化草地中瑞香狼毒的植物性状:不同海拔和发育阶段影响

全球气候变暖与人类活动加剧的背景下,多年生毒杂草瑞香狼毒不断侵入高寒退化草地并成为其优势种。研究该物种的功能性状变异及生长繁殖策略可为退化草地健康功能的恢复与适应性管理提供基础数据和理论支持。据此,本研究分析了西藏芒康山莽措湖退化草地瑞香狼毒不同发育阶段(营养生长阶段和开花繁殖阶段)与三处海拔生境(4000m、4169m和4300m)下小枝功能性状及生物量分配的差异,并结合不同器官或部位的相关生长关系明确植物性状响应及生长策略的适应性。结果显示:1)不同海拔下植物叶片性状与生物量分配差异显著;营养生长阶段与开花繁殖阶段下,叶片数量、茎长和茎粗均在4169m海拔处表现出最大值(46.8片、62.1片;22.6cm、25.1cm;2.3mm、2.4mm),单叶面积、单叶质量则为最小值(0.91cm^(2)、0.23cm^(2);0.005g,0.004g);而繁殖阶段的花个数、总花生物量、总叶面积、总叶生物量均随海拔上升而增加,且在4169m和4300m海拔处显著高于生长阶段。2)低海拔处总叶生物量(0.211g>0.227g>0.213g)、茎生物量(0.179g>0.172g>0.213g)表现为营养生长阶段显著高于开花繁殖阶段。整体上,比叶面积在营养生长阶段与开花繁殖阶段均表现为随海拔上升而下降,花个数与总花生物量在低海拔处呈现最小值,表明低海拔处主要偏好于营养生长,通过增加叶生物量分配、提高光合产物积累效率来提高竞争力。3)海拔4169m处的茎生物量分配增加,且茎生物量与总叶生物量相关生长关系速率快于低海拔二者的生长关系,即为高海拔繁殖生长提供支持与养分运输。4)高海拔植物个体则偏向于繁殖生长,花的数量最多但单花质量最小,通过提高花的生物量分配以提高传粉成功率。总体而言,瑞香狼毒以低海拔偏好于营养生长、高海拔偏好于繁殖生长的策略来适应高寒生境,为其能不断侵入退化草地生境提供了一定的机理解释。

保护多年冻土,助力双碳目标的实现

多年冻土是冰冻圈系统的重要组成成分,因具有特殊的水热物理和力学性质,其生态系统服务功能如固碳增汇、净化水质、调节水文气候、水源涵养和贮存等也较为特殊。近几十年来,随着气候变化和人类活动干扰增强,多年冻土正在发生快速、广泛而深刻的退化,突出表现为地温升高、活动层加深、季节冻深变浅、岛状多年冻土消失、多年冻土分布下界抬升、融区扩展等。当前,我国正努力推动实现碳达峰碳中和目标,多年冻土作为陆地生态系统最大土壤有机碳库,是实现双碳目标的关键环节。我们认为,通过植被建植技术、繁育固碳能力强的苔藓草丛、微生物技术改变浅表层传热过程和水文条件等,构建接近自然状态的冻土保护技术体系是减少温室气体排放的关键路径之一,相关技术的研发将助力我国双碳目标的实现。

岷江源区亚高山森林-高山草地生态系统界面土壤无机磷赋存特征及其影响因子

土壤无机磷是高寒生态系统有效磷的重要来源,研究亚高山森林-高山草地生态系统界面的土壤无机磷组分动态及其影响因素有助于深刻理解该生态系统的生物地球化学循环过程。本研究采用Tiessen修订的Hedley磷素分级法,分析了岷江源区卡卡山和斗鸡台亚高山森林-高山草地生态系统界面不同深度土壤(0-15和15-30 cm)无机磷组分的季节动态(生长初期、生长盛期、生长末期)和空间赋存特征及其主要影响因子。结果表明:1)不同形态土壤无机磷的含量受到生长期、植被类型及其交互作用的显著影响(P<0.05);斗鸡台土壤活性无机磷(NaHCO_(3)-Pi)含量在生长季初期最低;卡卡山草甸(56.0 mg·kg^(-1))、树种线(68.4 mg·kg^(-1))和密闭森林(65.7 mg·kg^(-1))土壤活性无机磷含量在生长季末期最高(P<0.05);两处生态系统界面的土壤中等活性无机磷(NaOH-Pi)含量在生长季末期均达到最高值(P<0.05)。2)密闭森林样带的土壤无机磷主要形态是活性无机磷,HCl-Pi是树种线样带土壤无机磷的主要形态,中等活性无机磷和残留无机磷(Residual-P)是草甸区土壤无机磷的主要形态。3)土壤有机碳、全氮、全磷、含水量、酸碱度以及土壤碳氮磷化学计量比与土壤无机磷组分含量显著相关(P<0.05)。研究结果表明,生长期、植被类型和土壤理化性质与无机磷组分的变化显著相关。

高山多年冻土区地面温度研究进展

多年冻土是冰冻圈系统的重要组成成分,其热状态和冻融过程的水热交换深刻影响高寒地区的水源涵养功能、生物地球化学循环和生态环境稳定。多年冻土区大气-地面的能量交换过程对气候变化及生态水文等冰冻圈相关环境要素的稳定及动态变化具有决定性作用。地面温度是高山多年冻土区大气-地面能量平衡的重要指标和冻土模拟制图的关键驱动条件。本文从冻土-气候关系、地面温度空间分异特征及其影响因素、地面温度监测和冻土模型等方面综述了高山多年冻土区地面温度主要的研究进展;并就空间异质性极强条件下植被、积雪、土壤等局地因素对高山多年冻土区气温和地面温度差的影响,以及地面温度的冻土模拟应用进行了展望。研究认为,地面温度是冻土热状态模拟制图的上边界条件,是比气温和遥感陆面温度更有效的多年冻土存在状态的指标,同时也是比钻探测温更简单经济的多年冻土热状态调查手段,然而过去研究不多,因此亟待开展高山多年冻土区地面温度及其与相关下垫面要素的长期协同监测。基于气温、遥感陆面温度进行多年冻土热状态的中大比例尺精准模拟及其时空分布制图,应充分考虑植被和积雪等因素对气温和陆面温度的定量削减作用,否则易造成多年冻土及活动层模拟与实际分布的较大误差。此外,中纬度高山多年冻土区极强的太阳辐射导致积雪较难稳定驻留,但其复杂相变作用对下伏多年冻土热状态的影响尚需长期定位监测和模拟研究以精准量化。

祁连山中段摆浪河21号冰川区微气象特征及降水的环流驱动研究

山地冰川因具有高反照率、冰川风、逆温层及高值降水等特征而形成了独有的局地微气候,尤其是作为高值降水中心,对径流变化具有重要影响。本文基于祁连山中段北坡摆浪河21号冰川末端(海拔4 350 m)2020年9月2日—2021年8月28日的气象观测资料,开展了微气象特征分析,与临近不同海拔、下垫面的同期降水以及祁连山典型冰川区降水进行了比较,并对最大降水事件过程开展环流成因分析。研究发现:摆浪河21号冰川区气温超过0℃的天数有84 d,集中在5—9月;冰川风盛行,不同于其他冰川区的山谷风循环;天气主要以多云为主;入射与反射短波辐射月最大值分别出现在5月和4月。摆浪河21号冰川降水主要集中在4—8月,降水频次和强度均随着云量的增加而增加。观测年最大降水事件(2021年7月25—27日)属于局地对流降水,中高纬西北-东南向水汽输送为降水区提供了大量水汽;低层辐合和高层辐散、层结不稳定造成了强烈的暖空气上升,加之降水区位于槽后脊前不断有冷空气输入,冷暖交汇促使降水发生。

不同积雪厚度下的高山草地植物个体与功能群水平的性状

季节性积雪综合影响着高山草地生态系统的结构与功能,以及植物不同水平对环境异质性响应的复杂性。本研究利用山脊风成的自然积雪梯度,首先对比高山草地不同处理之间的土壤环境因子,发现土壤含水量深雪覆盖处理显著较高。全氮、全磷和有机碳含量并无显著变化,而有效磷、微生物生物量碳(microbial biomass carbon, MBC)和微生物生物量氮(microbial biomass nitrogen, MBN)在不同积雪处理下均有显著差异且在生长旺季最低。高山草地植物性状对积雪厚度处理下的响应,高原毛茛(Ranunculus tanguticus)仅有单叶质量(individual leafmass, ILM)无显著差异。紫罗兰报春(Primula purdomii)在厚雪地段的ILM显著大于浅雪,而甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)的表现却相反;高原毛茛在浅雪地段的ILM、株高(plant height, PH)均显著高于深雪。中期开花的长叶火绒草(Leontopodium longifolium)和羊茅(Festuca ovina)在厚雪地段具有更大的比叶面积(specific leaf area, SLA)。矮生嵩草(Kobresia humilis)在浅雪地段具有显著更高的SLA、单叶面积(individual leafarea, ILA)和PH。晚期开花的华丽龙胆(Gentiana sino-ornata)的变化类似矮生嵩草;星状雪兔子(Saussurea stella)的单叶重量和大小有地段性差异。功能群水平上雪被厚度仅对植物的株高有显著影响,不同开花物候对叶片性状和PH均有极显著的影响。最后明确了植物性状与环境因子之间的相关性,早花植物的SLA和PH均与pH负相关,SLA与有机碳、全氮和砂粒含量均负相关。中期开花植物的SLA与pH、砂粒含量均正相关,而与全磷负相关;株高与有机碳、全氮和全磷均负相关。不同开花期功能群植物的比叶面积与株高均正相关。植物性状响应雪被厚度变化的物种及开花物候功能群特异性反映了高山草地植物适应环境变化及其异质性的生存策略,在高山草地草场维护与管理中,需要合理配比草种,以保证畜牧业的可持续发展。此结论在高寒工程实践的生态修复中也具有一定的应用价值。

不同刈割强度下草地群落、层片及物种的补偿性生长

群落中不同层片物种对刈割的响应有所不同,探讨不同刈割强度下群落各层片物种的补偿性生长对提高群落生产力具有重要意义。本试验以水热条件较好的南方草地——重庆云阳岐山草场为研究样地,采用梯度刈割方式(不刈割、留茬10 cm、留茬6 cm),进而研究不同刈割强度下,草地植物群落、层片以及物种补偿性生长的响应。结果发现,1)中度刈割(MC)下群落生物量恢复最快,而重度刈割下群落地上相对生长速率最大;2)生长季末时,中度和重度刈割下地上部分均实现了超补偿生长;3)顶层物种在中度刈割下地上相对生长速率(relative growth rate,RGR)最大,而中层物种在重度下最大;4)中度刈割下,群落的顶层物种生物量与群落生物量显著正相关,重度刈割下,顶层和中层物种生物量与群落整体生物量正相关,底层物种生物量与群落总生物量在两种刈割强度下均不相关;5)物种水平上芭茅、鸭茅和白三叶生物量变化与群落地上生物量变化基本一致。研究结果表明,在草地群落中,不同层片物种对刈割的响应存在差异,中度刈割更利于顶层物种的超补偿生长,重度刈割则有利于中层物种的超补偿生长。因此根据不同层片物种所占群落的比重确定草地刈割强度能更有效发挥草地的增产潜力。

采用一种新型RNAi载体培育转基因高直链淀粉马铃薯

采用PCR技术分别克隆nos终止子、烟草axi1内含子和烟草ubi.u4启动子,亚克隆部分与马铃薯Sbe1同源、部分与Sbe2同源的融合基因SIII,构建具有“ubi.u4启动子—反向SIII—反向nos终止子—axi1内含子—正向nos终止子”结构的异源3′端UTR反向重复序列型RNAi载体pCUSNI,采用农杆菌介导法转化马铃薯品种陇薯3号、甘农薯2号和大西洋,获得了16个转基因植株,其中14个的块茎直链淀粉含量大幅度增加,表观直链淀粉含量介于53.80%~85.33%;但随着直链淀粉含量的升高,转基因马铃薯淀粉含量下降。半定量RT-PCR分析表明,在直链淀粉含量超过80%的转基因株系中检测不到Sbe1和Sbe2基因mRNA的积累。结果表明,异源3′端UTR反向重复序列型RNAi载体pCUSNI能够高频、高效地同时抑制马铃薯Sbe1和Sbe2基因的表达,是一个优良的RNAi载体。以载体pCUSNI为基础,再以植物的其他基因为靶,只需在pCUSNI的BamHI和XbaI位点之间插入干涉片段替换SIII即可完成载体构建,而不必构建靶标基因的反向重复序列,使载体制备迅速便捷。