根系获取资源过程中的代谢成本权衡策略研究进展

根系代谢成本权衡策略是植物地下部分组织器官对资源吸收与碳消耗的一种平衡策略,能反映植物与环境长期互作所形成的重要生存机制。在前人研究基础上,对根系构建、呼吸与分泌等生命活动过程中的代谢成本进行剖析,并对其在消耗资源的同时如何提高有限资源利用效率、降低资源获取过程中的代谢成本策略进行论述,提出目前根系对资源高效吸收与利用时自身代谢成本投入及权衡策略研究中的不足与展望,以期为今后开展相关研究提供参考。

荒漠植物性状权衡策略及功能多样性研究进展

荒漠植物是干旱区具有独特功能性状与资源权衡表征的地带性植物。植物功能性状及其多样性格局与资源权衡策略对群落结构优化和生态系统功能改善起着关键作用。该综述主要从荒漠植物组织、器官功能性状特征、功能性状权衡策略、功能多样性组分及测度3个方面梳理了荒漠植物性状权衡策略与功能多样性研究的进展脉络:1)荒漠植物独特的根、茎、叶功能性状特征揭露了植被对环境变化的响应以及对生态系统功能的影响,基于植物功能性状的研究有助于解决许多生态学的关键性问题;2)作为植物功能性状之间存在的最普遍的联系,权衡策略是经过自然筛选后形成的性状组合,关键性状已经被发掘并创造性的提出了“经济谱”概念。荒漠植物研究过程中,应分析其根、茎、叶的特征属性筛选关键性状,着眼于关键性状间及整株植物性状间的权衡策略;3)功能多样性是影响生态系统运行和发挥作用的生物多样性的重要组成部分,荒漠植物功能多样性能预测和指示群落中物种对于荒漠生态系统功能发挥和过程变化的影响。功能多样性的组分可以从不同角度反映群落的生态位占据状况和资源利用程度,指数的选择要体现在群落内部物种的功能特征之间的差异程度,同时要考虑这些物种自身在群落内的优势程度。本研究为未来荒漠植物功能性状及多样性研究梳理了一些新的研究方向和内容,期望为荒漠植物生理生态学研究的选题和发展提供一些新的思路。

求解动态旅行商问题的蚁群优化算法新策略

动态旅行商问题是标准旅行商问题的一个扩展,由于其现实应用广泛,吸引了大量研究者的兴趣。蚁群优化算法可以转化历史环境信息,天然具有适应动态改变的能力,可以解决动态旅行商问题。使用蚁群优化算法解决优化问题时,算法探索能力和利用能力的权衡是一个关键问题。传统的思路是在搜索前期侧重探索能力,使蚁群充分获取搜索空间的信息,随着搜索过程的进行逐渐增强利用能力,使蚁群逐渐收敛。然而,以上思路不利于在动态场景中快速获得质量较高的解。针对动态旅行商问题,提出了一种新的探索-利用权衡策略,在环境变化后,首先使用模拟退火算法增强利用能力以快速获得质量较高的解,在解质量难以提高时再使用自适应性轮盘赌选择方法帮助算法跳出局部极值。在权重变化的动态旅行商问题上的实验证明,所提新策略优于其它蚁群优化算法及变体。

稳中求进:基层治理数字化转型的风险防范与推进策略

基层治理数字化转型是数字中国战略下推进国家治理体系与治理能力现代化的重要一环,需要兼顾数字技术应用与数字安全屏障。组织环境是基层组织生存的必要土壤,组织的运行受到技术环境与制度环境双重约束,造就了基层数字化转型的多重动机。在基层治理数字化转型的权衡过程中,基层组织从当前阶段迫切的治理需求出发寻求数字技术赋能。在功能的持续拓展方面,对于边际收益较低同时可能产生更多风险的技术应用保持审慎的态度。在权衡的基础上,基层组织形成了有边界的转型策略,在效率提升与风险防范中寻找边界,从而谋求收益与风险的平衡,平稳推动数字化转型。

不同干旱胁迫强度下的类芦生长权衡研究

权衡关系是植物生活史过程中的重要生存策略,植物生长过程的权衡关系对于理解植物在不同生境下的生存策略具有重要意义。本研究以水土保持先锋草本植物类芦(Neyraudia reynaudiana)为研究对象,采用盆栽法对类芦进行不同干旱程度的胁迫处理,分析不同胁迫处理下的生长差异和物质分配特征,探讨干旱胁迫下类芦的生长权衡。结果表明:1)不同干旱胁迫下株高间差异不显著(P>0.05);叶片数仅干旱胁迫中期,中度、重度与供水充足间差异显著(P<0.05);分蘖数仅干旱后期,重度与轻度和供水充足间差异显著(P<0.05)。在干旱胁迫条件下,株丛高生长与分蘖、高生长与叶片数之间存在生长权衡,在中、轻度干旱胁迫初期(30 d)趋向高生长,胁迫时间延长则趋向分蘖生长;重度干旱胁迫初期趋向分蘖,随着胁迫时间延长,株高减小,分蘖数和叶片数增加。2)类芦体内的水分、干物质的分配存在显著负相关关系,随着干旱胁迫的加剧,类芦叶、茎、根和全株的干物质比率均逐渐增加,含水率逐渐下降。随着干旱胁迫程度增加,水分、干物质和总生物量在叶上的分配逐渐减少,在茎上的分配逐渐增加,根系干物质的分配比例逐渐增加。3)类芦株高与分蘖的生长和资源配置存在“此消彼长”的权衡关系,干旱逆境下,类芦通过增加分蘖的投资来提高其抵御干旱的能力和存活几率,反映了干旱胁迫下类芦的生长策略和投资权衡机制。

天然沙冬青器官生态化学计量特征对异质生境的响应

以我国重点保护的珍稀濒危植物且是西北荒漠地区唯一常绿阔叶灌木沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)为研究对象,分析异质性荒漠生境(固定沙地、半固定沙地、石质沙地、洪积砾石坡地和盐碱滩地)对沙冬青叶、茎、根、花和种子生态化学计量学特征的影响,了解其生长的适应机制和生存策略。结果表明:沙冬青各器官碳(C)含量表现为叶>茎>根>种子>花,而氮(N)、磷(P)、钾(K)营养元素含量均表现为种子>花>叶>根>茎,N、P、K三大营养元素在繁殖器官中的富集,可以促进沙冬青由营养生长向生殖生长的转变,反映了资源分配模式和植物生长策略。沙冬青各器官的碳氮磷钾含量和各元素化学计量比在不同生境条件下变化较复杂,其中在沙质土壤(固定和半固定沙地)具有更高的C、N、P储存能力,而K在砾质土壤(石质沙地和洪积砾石坡地)含量较高,且砾质荒漠沙冬青的C∶N、C∶P及N∶P均显著高于沙质土壤,表明沙冬青在石质沙地和洪积砾石坡地有更高的养分利用效率。各器官元素含量相关分析表明器官间的养分协同性远高于器官内部。化学计量比C∶N、C∶P、C∶K均表现为:茎>根>叶>花>种子,N∶P为根>叶>茎>花>种子,N∶K为茎>根>叶>种子>花,K∶P为叶>根>种子>茎>花,各器官中的C∶N和N∶P比在各生境间相对较稳定,而K∶P比变化巨大,N∶P与P含量呈显著的负相关(P<0.05),与N含量的相关性不显著(P>0.05),说明P作为敏感性元素决定了沙冬青体内N∶P比值的变化,且不同生境叶片N∶P比值均大于16,说明沙冬青生长主要受P限制。器官与生境对沙冬青化学计量特征都有影响,生境对C含量和N∶K、K∶P的影响较大,器官对N、P、K含量及C∶N、C∶P、C∶K、N∶P的影响较大。除P元素外,各元素含量及其化学计量比均受器官和生境交互作用影响。了解植物根-茎-叶-花-种子的整体资源权衡和协变策略,为沙冬青物种资源的保护和开发提供理论依据。

大昭寺夜景照明设计——兼论古建文物照明设计的策略权衡

通过回顾大昭寺夜景照明设计,梳理古建文物照明策略:以保护文物为第一原则,解决功能照明为基本目标,适当补充景观照明,并充分尊重当地居民的文化传统与审美习惯。

叶生态特征及其相关性对下垫面热效应的生态权衡

为研究植物叶性状及其相关关系对城市下垫面热效应的响应及其生态权衡策略,以生长在6种典型城市下垫面(沥青、水泥、荷兰砖、大理石、嵌草砖和自然地表)环境中的3种常见绿化树种(洋白蜡、国槐和臭椿)为研究对象,测定其叶功能性状指标。结果表明:比叶面积、叶绿素含量、气孔面积、气孔开度及叶氮磷比均随着环境地表温度的增大总体上呈现先增加、后减小的趋势,城市下垫面从大到小依次为嵌草砖地表、自然地表、大理石地表、水泥地表、荷兰砖地表、沥青地表。而叶干物质含量、叶组织密度、气孔密度及叶脉密度、叶氮含量、叶磷含量则呈相反的变化规律,城市下垫面从大到小依次为沥青地表、荷兰砖地表、水泥地表、大理石地表、自然地表、嵌草砖地表。叶性状间表现了一定的相关关系,其中,比叶面积与叶干物质含量、叶组织密度与气孔密度间呈极显著的负相关关系(P <0. 01),与叶氮含量、叶磷含量呈显著的正相关关系(P <0. 01)。叶干物质含量与叶组织密度、叶脉密度和叶氮含量存在极显著的正相关关系(P <0. 01)。气孔密度与气孔面积、气孔开度间存在显著的负相关关系(P <0. 05),而与叶脉密度间存在显著的正相关关系(P <0. 05)。气孔面积与叶氮含量间存在显著的正相关关系(P <0. 05),与叶组织密度呈极显著的正相关关系(P <0. 01)。随着地表温度的升高,植物叶性状间的相关性呈现先增、后减的趋势,小幅度升温总体上有利于加强叶功能性状间的相关性,而温度过高则明显降低其相关关系。城市生态系统中,植物叶片具有低的比叶面积、叶绿素含量、气孔面积、气孔开度和叶氮磷比,高的叶干物质含量、叶组织密度、气孔密度、叶氮含量和叶磷含量,进一步验证了城市生态系统中叶经济谱的存在,并在该谱系中属于"快速投资-收益"型。

城市热岛强度对不同叶片质地绿化树种叶片水分相关性状的影响

【目的】了解两种不同质地叶片水分相关性状对城市热岛的响应,揭示不同质地叶片对城市热岛的适应方式是否有所区别。【方法】在北京市4个典型热岛强度地块中,以常见纸质叶和革质叶绿化树种为对象,研究与树木水分过程相关的叶脉、气孔性状以及叶表皮厚度的变化。【结果】(1)纸质叶的叶脉密度、气孔密度、气孔长度、最大气孔导度、上表皮厚度在强热岛区相对于强冷岛区表现出增大的趋势,叶脉直径在强热岛区相对于强冷岛区表现出减小的趋势;(2)革质叶的叶脉密度、叶脉直径、气孔长度在强热岛区相对于强冷岛区表现出增大的趋势,气孔密度、最大气孔导度、上表皮厚度在强热岛区相对于强冷岛区表现出减小的趋势;(3)不同质地叶片表现出了不同的水分相关性状相关性,但两者均表现出气孔密度与最大气孔导度呈正相关(p<0.05),两种质地叶片通过调整水分相关性状之间不同的关系来适应城市热岛的胁迫。【结论】城市热岛会显著影响树木叶片的水分相关性状,不同质地的叶片应对城市热岛环境所采取的适应策略有所区别。纸质叶采取了加大水分供应,提高蒸腾作用,帮助植物体降温的策略;革质叶采取了提高水分的运输,减小蒸腾水分耗散的策略。两种叶片质地树种的叶脉与气孔均存在协同进化的现象。对于处于较高热岛强度的城市公园,应参考水分相关性状等指标选择耐高温树种,并且在高温季节采取加大灌溉量和人工降温等措施。

胡杨叶片大小与叶数量的权衡关系对地下水埋深的响应

本文以胡杨(Populus euphratica Oliv.)为研究对象,采用标准化主轴回归估计(SMA)方法探讨了种群叶片大小(单叶面积、单叶质量)与出叶强度(基于小枝质量、茎质量、茎体积)的异速生长关系对地下水埋深梯度(Groundwater depth,GWD)的响应及其变化规律。结果显示:随GWD增加,胡杨当年生小枝上的叶数量增多,而树高、叶片大小、比叶面积、叶茎质量比和叶面积比均呈降低趋势;不同GWD胡杨当年生小枝上叶片大小与出叶强度(基于质量)呈负等速权衡关系,而叶片大小与出叶强度(基于体积)呈负异速生长关系;GWD显著影响胡杨叶片大小与出叶强度的权衡关系,随GWD增加,胡杨通过增加叶数量来弥补叶大小生长受限的损失。表明水分条件较好的生境胡杨倾向于在当年生小枝上着生数量少的大叶片,而在干旱贫瘠生境则倾向于着生数量多的小叶片。

主动性和反应性认知控制的权衡机制及影响因素

主动性控制和反应性控制是认知控制研究的新视角。前者通过在反应前维持目标相关信息的表征来预防冲突,后者在反应时重激活目标相关信息以解决冲突。个体能够在这两种认知控制间进行权衡从而形成最优反应。通过AX-CPT等实验范式,辅以ERP、fMRI技术可分离两种认知控制,并观察到认知控制相关的脑区在激活时间和强度上的差异。个体生理发展、认知因素(期望、流体智力、训练)、非认知因素(情绪、动机等)均能影响认知控制的权衡。未来的研究应多关注这一权衡的内在神经机制和认知机制,并与传统认知控制研究相结合,在理论和应用上取得更进一步的发展。

北太平洋中西部剑鱼(Xiphias gladius)管理策略评价

剑鱼(Xiphias gladius)属于大洋性中上层高度洄游性鱼种,是远洋渔业重要的目标渔获物和兼捕种类,具有较高经济价值。本文在北太平洋金枪鱼与类金枪鱼国际科学委员会(ISC)对剑鱼资源评估结果基础上,使用1951年到2018年渔获量数据,通过先验参数设置构造操作模型模拟北太平洋中西部剑鱼的种群动态和渔业动态,通过不同管理策略捕捞规则计算对数据和参数要求筛选出9种备选管理策略(DD, DD4010, CC1, SBT1, GB_slope, ICI, ICI2, SPmod, MCD)并对其管理效果进行量化分析,并对短期和长期产量进行预测。通过对各先验参数时间序列分布及各管理策略的权衡,使用Kobe图表达实施管理策略前后剑鱼资源状况的变化,最终确定使用根据时间序列平均值和标准误差指数来调整渔获量的管理策略(ICI)为最佳的管理策略。对9种管理策略其中4种输出型管理策略(MCD,ICI,ICI2,SPmod)进行总可捕量(TAC)计算,分别拟合中国台湾CPUE序列和日本CPUE序列,最终得到ICI管理策略对未来50年TAC控制量在10 404.48 t, 50%置信区间在6 678.51~18 743.22 t。对最终所选择的ICI管理策略进行敏感性测试,结果表明其对渔获量和丰度指数较为敏感。

干旱区降雨梯度对沙冬青根-茎-叶生态化学计量特征的影响

[目的]水分是限制干旱区植物生长与生存的重要因素,为探明降水变化对荒漠植物化学计量特征的影响,以及C、N、P和K元素在植物各器官中的分配规律。[方法]以国家二级重点保护的珍稀濒危植物且是荒漠区唯一常绿阔叶灌木沙冬青为研究对象,分析沿自然降雨梯度下,沙冬青根-茎-叶的元素含量及其化学计量比的变化特征,了解其生长的适应机制和生存策略。[结果]沙冬青各器官C含量表现为叶>茎>根,而N、P、K营养元素含量均表现为叶>根>茎,N、P、K三大营养元素在叶片中的富集,可以提高沙冬青光合速率,为植物的生长与繁殖提供充分的物质保障,反映了资源分配模式和植物生长策略。沿自然降雨梯度,沙冬青的根、茎、叶之间主要表现为协同关系且存在着同时投资的生态策略,N和P含量在各器官中均随着降雨量的增加呈上升趋势,而K均呈下降趋势,沙冬青通过提高各器官K含量和降低N、P含量来应对干旱胁迫的环境。器官间的养分协同性远高于器官内部,各器官中的N:P在不同降雨梯度间相对比较稳定,说明沙冬青以保守的养分利用方式抵消元素含量随环境的变化,且N:P比值均大于16则生长主要受P限制。[结论]各器官N、P、K化学计量特征沿降雨梯度具有相同趋势,但在不同器官间呈现显著差异,而化学计量的灵活性是实现植物自我调节的重要方式,有助于植物在不同环境条件影响下维持自身正常的生命活动。

基于归约函数数量裁减的彩虹表技术改进

彩虹表技术是一种基于时空权衡策略的破解方法,但其破解速度受硬件性能和存储空间限制。针对该问题,提出一种通过适当减少归约函数数量并增加预计算时间来提高破解速度的改进算法。规约函数减少后,查表过程的搜索路径减少,计算负荷相应下降。通过增加预计算时间优化彩虹表结构并减少数据重复,从而提高破解成功率。实验结果表明,改进算法能够在彩虹表容量和硬件性能不变的情况下,节省30%以上的破解时间。

植物细根功能性状的权衡关系研究进展

植物功能性状的权衡关系反映不同植物在资源投资和收益上的权衡策略,对于深入理解植物对环境的生态适应机制具有重要意义。但由于土壤环境的异质性和技术手段的局限性,目前地下根系功能性状及其相互关系的研究相对滞后于地上功能性状的研究。细根通常指直径≤2mm的根,植物对土壤资源的获取与利用依赖于细根构型、形态、化学和生物等一系列功能属性,其中包括细根通过与菌根真菌共生来获取土壤资源。最近提出的根系经济空间(root economics space)表明植物在资源获取效率与维持成本之间的权衡策略存在多样性,除传统的快速(高氮含量和代谢率)和缓慢(高组织密度)投资回报之间的权衡维度外,还存在以高比根长为特征的“自己动手”获取资源和将光合碳分配给菌根真菌的“外包”资源获取的权衡维度。具体到功能性状上则表现为细根表观性状与菌根真菌存在明显的功能互补关系,大多数针对木本植物的研究发现细根直径小的物种主要通过增加比根长来提升获取土壤资源的能力,而细根直径大的物种则主要依赖菌根真菌来获取资源,然而迄今仍缺乏菌根真菌与宿主植物资源收益和构建成本之间权衡的直接量化研究。未来关于细根功能性状的研究应该加强以下几个方面的研究:1)在研究方法上,迫切需要建立一套统一的根系分类、取样、储存方法以及确定根系功能性状的定义及其研究方法;2)在性状指标上,增强对细根硬性状(如根系分泌物、根系呼吸等生理属性)的研究;3)在功能性状权衡关系的研究上,需要继续深入探究植物根系和菌根真菌之间构建成本和资源收益的关系。

兴安落叶松叶化学计量特征与光合性状的权衡及其种源差异

植物叶化学计量特征与光合性状的变异及其权衡关系能够表征植物对环境变化的响应和生态适应策略。本研究在帽儿山同质园内测定了17个地理种源兴安落叶松叶的化学计量特征[叶碳(C)、氮(N)、磷(P)含量、C/N、C/P、N/P]和光合性状[最大净光合速率(A_(max))、最大光电子传输速率(J_(max))、最大羧化速率(V_(max))],比较化学计量特征和光合性状的种源差异,分析二者的权衡关系及影响因子。结果表明:兴安落叶松叶化学计量特征与光合性状存在显著的种源差异,种源原地气候因子分别解释叶化学计量特征变异的54.8%和光合性状变异的67.2%,叶C、N、P含量和A_(max)、J_(max)、V_(max)均与种源原地干燥度(AI)存在显著正相关关系,C/N、C/P、N/P与AI存在显著负相关关系。冗余分析表明,叶化学计量特征解释了光合性状75.0%的变异,叶C、N、P含量与A_(max)、J_(max)、V_(max)存在显著正相关关系,C/N、C/P、N/P与光合性状均存在显著负相关关系。兴安落叶松叶化学计量特征与光合性状及其协同关系存在种源差异,是树木对种源地气候长期适应的结果。本研究对气候变化下树木的生态适应策略研究具有重要意义。

不同城市化梯度下木荷(Schima superba)功能性状差异

城市化过程会引起周边环境要素的改变,而这种变化是否会对植物功能性状产生影响目前尚不清楚。选择我国亚热带常绿阔叶林优势树种木荷(Schima superba Gardn.et Champ.)为研究对象,分别在杭州市中心(HZ)、郊区(FY)及偏远地区(JD)3个位置采集阴生和阳生枝条样品进行植物枝条功能性状测定,并对各功能性状在3个区域间的差异性以及阴生阳生枝条功能性状间的差异性进行双因素方差分析(Two-way ANOVA)和多重比较(Tukey法),对所有区域的功能性状与环境气象因子进行相关分析。结果表明,从JD到HZ,阳生枝条水力结构性状枝条密度(ρ),叶片比叶面积(SLA)及叶枝比(A_(L)∶A_(S))逐渐降低,而边材导水率(K_(S))则逐渐增加。而阴生枝条除了A_(L)∶A_(S)不受影响以外,其他水力结构性状也存在相同的变化趋势。在叶片气体交换能力上,阳生枝条叶片最大净光合速率(A_(n)),蒸腾速率(E_(l))以及气孔导度(g_(s))均从JD到HZ逐渐增加,其中HZ的阳生枝条E_(l)是JD的2.8倍,而水分利用效率(WUE)以及^(13)C同位素丰度(δ^(13)C)则逐渐降低。阴生枝条除了A_(n)不存在显著差异以外(P>0.05),其他与阳生枝条也具有相同的变化趋势。此外,阳生和阴生枝条的对比结果表明,除了WUE和δ^(13)C,两者的各功能性状均存在显著差异,并且阳生枝条对于城市化的环境效应的敏感性更高。植物水力结构性状和叶片气体交换功能性状之间存在显著相关性(P<0.05),尤其是K_(S)与叶片气体交换能力(A_(n),E_(l))。而3个区域温度(T_(a))和水汽压亏缺(VPD)的变化对植物水力结构性状的影响较大。这些结果表明,城市化会导致植物的生存策略向高气体交换能力-低水力安全阈值转变。

草莓连作障碍研究进展

随着日益增长的草莓需求,连作障碍已成为制约草莓可持续发展的关键因素。该研究从国内草莓生产现状、草莓连作障碍发生的外因以及连作草莓体内的生长-防御权衡策略3个方面进行综述,以期为解决草莓连作障碍问题提供参考依据。

浅谈新闻摄影的真实性和艺术性

以新闻摄影为研究对象,从辩证的角度探讨新闻摄影过程中真实性与艺术性之间的关系,并对如何正确处理新闻摄影过程中的真实性与艺术性提出些许的意见和建议。

茉莉酸类化合物:从植物的诱导抗虫防御反应到生长-防御权衡

茉莉酸类化合物(jasmonates,JAs)可外源诱导植物产生抗虫防御反应.因此,JAs在植物生理及植物保护学领域具有十分重要的研究价值.本文归纳了近20年来在约40种植物上外源施用JAs对鳞翅目、半翅目等植食者及其天敌所产生的生态影响,并从JAs诱导植物产生的直接与间接抗虫反应、诱导系统抗性、诱导方法、田间诱导抗虫表现、应用现状等方面对JAs诱导植物抗虫的研究现状进行了系统的总结.同时,本文结合最新研究结果,从植物体内信号交流、JA信号途径节点调控等方面,对植物体内与JA途径相关的生长-防御"权衡"进行了综述.最后,本文对今后外源JAs诱导植物抗虫研究的发展方向与重点方面进行了分析和展望,以期促进相关研究及JAs田间应用的创新发展.