应用BioMod集成多种模型研究物种的空间分布——以铁杉在中国的潜在分布为例

新型统计方法和多源、多尺度空间信息数据的产生促进了物种空间分布模型的快速发展。不同的物种空间分布模型在生态学理论的运用以及前提假设上存在差异。选用不同的模型方法和输入数据会带来预测结果的不确定性。对比并集成多个物种空间分布模型,同时利用多组输入数据可降低预测的不确定性,提高物种分布模拟的精度。本文以中国特有种铁杉(Tsuga chinensis)为例,运用基于R语言开发的BioMod软件包对比9个物种空间分布模型对铁杉的模拟效果。最后以曲线下面积(ROC)为权重集成9个模型的模拟结果,产生和筛选最佳的铁杉潜在空间分布图。研究发现随机森林模型(RF)的模拟效果最好,其次是多元适应回归样条函数模型(MARS)和广义相加模型(GAM),模拟效果最差的是表面分布区分室模型(SRE)。模型集成结果显示,最适宜铁杉分布的区域集中在中国的西南及四川盆地周围,其次零星分散于华南和台湾部分地区。这一结果与前人对铁杉自然分布的描述和研究结果较为吻合。研究进一步表明,通过模型的集成能有效地降低由于单个模型所带来的模拟结果不确定性,从而提高模拟的精度和效果。

基于多源遥感数据的三江平原日蒸散量估算

采用FAO Penman-Monteith(P-M)模型,结合多源遥感数据,实现空间尺度上的扩展,对三江平原生长季(5—9月)不同气象条件和不同下垫面条件下的日实际蒸散量进行了估算,并利用波文比观测数据对模拟结果进行了验证。结果表明:(1)观测站日实际蒸散发的模拟值与实测值较为一致,R2达到0.824,RMSE为0.493,研究所采用的基于遥感驱动的PM模型适用于三江平原日蒸散发的估算。(2)生长季内,三江平原的月蒸散发量呈单峰性分布,7月达到峰值;蒸散发量的空间分布与植被盖度和水分供给状况密切相关。(3)净辐射和气温是影响三江平原实际蒸散发的两个主要因子,其次为比湿和风速,此外,降水可以明显增加实际蒸散量,是影响区域蒸散发的关键因素。

基于遥感的泾河流域日蒸散量估算

蒸散发是陆地水分和能量循环过程中的重要环节。利用遥感数据与传统蒸散发模型相结合的方法,对泾河流域2006年3—10月日实际蒸散量进行动态模拟,并利用LAS站实测数据对模拟结果进行了验证。结果表明:1)基于遥感的P-T方法估算地表实际蒸散发可获得较好的效果。2)泾河流域蒸散发空间上,总体趋势为"南高北低;东西两侧山区高,中部平原低";林地蒸散量最高,其次为农田,最低的是草地。3)时间上,泾河流域蒸散发呈单峰型分布,7月、8月份的蒸散发量最高。4)月均气温、月降雨量和月均植被指数与月均蒸散发量的相关系数分别在0.8,0.5,0.7左右,表明温度、降水和植被是影响泾河流域蒸散发的关键因素。

滇东南南瓜传粉昆虫密度对生境丧失的差异性响应

响应多样性理论认为不同传粉蜂对环境胁迫的响应尺度和过程在时空上存在差异,然而目前尚不清楚我国重要农林生态系统传粉蜂对环境胁迫的响应规律。试验以云南省文山州广南县南瓜农田生态系统为研究对象,根据农田景观中自然半自然生境数量和面积的变化梯度和离自然半自然生境的距离梯度选择南瓜样地,抽样调查南瓜样地内熊蜂密度和蜜蜂密度。解译卫星影像获取土地类型数据,分析熊蜂密度和蜜蜂密度同自然半自然生境面积百分率和耕地面积百分率的相关系数,在最大相关系数对应的空间尺度下探索蜜蜂密度和熊蜂密度对生境丧失的响应规律。研究发现,熊蜂密度随自然半自然生境面积百分率的增加而显著增加,但蜜蜂密度并不受自然半自然生境面积的影响。同时,熊蜂密度随耕地面积百分率的增加而显著下降,但蜜蜂密度不受耕地面积的影响。此外,熊蜂密度随离自然半自然生境的距离增加而显著下降,但蜜蜂密度不受距离作用的影响。由此可见,云南省文山州南瓜传粉熊蜂和蜜蜂多度对生境丧失表现出多样的响应规律。熊蜂和蜜蜂对生境丧失的差异性响应可能是保障该区域南瓜受粉的重要机制。

气候变化对云南省水资源影响研究进展综述

全球变暖为主要特征的气候变化已给全球水资源造成了巨大影响,气候变化对水资源的影响受到了国内外专家学者和各级领导的高度重视.简单回顾了国内外相关研究进展历程,着重论述了云南省观测到的气候变化事实,及气候变化对云南省河川径流量、河流泥沙、冰川和极端水文事件的影响,通过研究进展的综述,指出目前气候变化对云南省水资源研究中存在的问题,提出未来的研究方向,为气候变化下水资源适应性管理策略研究奠定基础.

丽江市漾弓江流域水资源脆弱性评估

从"驱动-压力-状态-影响-响应"(DPSIR)模型出发,构建了17个指标的评价体系,运用层次分析法(AHP)计算指标权重,定量评估了丽江市漾弓江流域现状(2008)、近期(2020)和中期(2030)水资源脆弱性,指标评价结果表明:流域3个时期的水资源脆弱性分别为极脆弱、强脆弱和中脆弱,丽江坝区水资源脆弱性随着水资源综合规划措施的落实在近期和中期一定程度得到改善,但脆弱性仍然较大,揭示了流域水资源面临着巨大的困难和挑战,需要进一步加强水资源综合管理。

印度北部Pali Gad流域资源利用模式研究(英文)

喜马拉雅西部独特、丰富的自然资源对当地居民生计及生态服务等方面起着重要的作用。由于长期以来当地居民与山地生态系统的相互作用,特别是农业生产、畜牧业放牧、薪柴采集以及其他多种多样的资源利用方式,形成了一种特殊的山区文化景观。本文以印度北部的山地小流域Pali Gad(共有25个村子)为例,主要研究当地的资源利用状况,利用卫星遥感数据对该地区可利用自然资源进行评估分析,通过从户到户的社会经济调查,对其提供的生态服务功能以及受威胁的程度进行估计,研究分析了村民对资源需求及获取的时空变化情况。结果显示,平均每人每天的薪柴采集量为1.12kg,平均每人每天通过修剪枝叶获得饲料采集量为3.69kg,平均每人每天从森林中采集草料的量为3.25kg。对生态系统服务功能进行估测的结果显示,森林可提供更多的临时调节功能,而农业更多的是支撑服务功能,河流/水体给当地人提供了文化服务功能。以山区典型的人-地生态系统为例,这类生态系统中的自然资源破碎化程度很高。研究发现,该区域贫瘠土地上的自然资源需求还在不断增加。因此,从长远来看,人对资源的无止境获取将不利于整个流域的可持续发展。

基于样方数据的云南松林分生长模型研究——以云南省保山市杨柳白族彝族乡为例

以云南省保山市杨柳白族彝族乡实地调查的86块云南松样地数据,使用非线性拟合的方法拟合优选常用树木生长方程,建立了包括地位指数、密度指数、平均直径和蓄积量的生长模型。经验生长方程Schumacher的拟合度与其它方程相近,但模型中参数变异系数均比其余方程低,为地位指数、平均直径和蓄积量的最优方程。

西双版纳山地三种土地利用方式的旱季土壤呼吸

为了解西双版纳山地不同土地利用方式土壤呼吸旱季变化特征,本研究对古树茶园、台地茶园和次生林中土壤呼吸速率及其相关因素进行定位观测。结论如下:三种土地利用方式土壤呼吸速率日变化有显著的差异性(P<0.05);土壤呼吸速率日最高值大多出现在14∶00-16∶00;旱雨季交错期是土壤呼吸速率和土壤湿度变化最剧烈的阶段;土壤呼吸速率日均值表现为古树茶园(2.62μmol·m-2s-1)<台地茶园(2.73μmol·m-2s-1)<次生林(3.01μmol·m-2s-1);土壤湿度过高和过低都会阻碍土壤呼吸的进行;三种土地利用方式土壤呼吸速率均与土壤湿度(0～10cm)和空气日均温具有相关关系;降水会引起土壤呼吸较大的波动。

山地未来

山地不仅仅对生活在山区，或在其水源流域下游的人们，乃至于生活在地球上任何地方的人们都具有生态、美学和社会经济的重要意义。虽然世界上只有大约10％的人口直接依赖于山区的生计和福祉，但估计有40％的人间接地依赖于山区提供的水、水电、木材以及生物多样性、矿产资源、防洪和休闲。

香椿木材解剖构造及其物理力学性质

为扩大和培育香椿资源和填补国内经济建设及人民生活对优质木材的需求,为其开发和利用提供一定的基础数据及科学的理论指导,依照GB1927-91实验方法对其木材的解剖和物理力学性质做了系统研究。结果表明:香椿纤维13年生后形态均匀,长宽比46.18,双壁厚11.00 μm,纤维壁腔比0.56,腔径比0.76;导管分子平均长度383.52 μm,宽度143.98 μm;基本密度和气干密度分别为0.415 g/cm3和0.475 g/cm3,属"轻"型;差异干缩为1.93;木材的抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度分别为67.85 MPa、6179.82 MPa和38.23 MPa,综合强度106.08 MPa,均属"低"级,香椿的综合品质系数为2556.1×105 Pa,为高等级材。综合分析表明香椿材质优良。

近五十年北京板栗始花物候对光合有效辐射变化的响应（英文）

与全球范围内气候变暖对植物物候影响研究相比,其他气候因素(如光合有效辐射PAR等)对物候影响报道较少,果树花期物候对光合有效辐射变化响应的研究更是未见报道。本研究以1963-2008年间北京板栗始花物候资料及相应的日光合有效辐射数据为基础,利用偏最小二乘回归法确定了PAR影响板栗始花物候的两个关键阶段,进而分析了两阶段内PAR、温度及相对湿度变化对板栗花期的具体影响。结果表明,北京过去50年两相关阶段内PAR呈显著下降趋势,其中9月24日至次年2月5日间PAR下降对板栗花期提前具有促进作用,可解释12%的花期提前趋势;2月6日至次年5月31日间PAR下降促使花期延迟,但未达显著水平(P>0.1)。板栗花期提前主要与2月6日至次年5月31日间温度升高有关,其间温度变化可解释41%的花期提前趋势;其次是相对湿度,PAR变化对花期影响较小。鉴于PAR、温度及相对湿度间的互作效应,PAR和相对湿度对花期物候的影响可由温度效应加以解释。

水稻杂种劣势相关亲本的全基因组重测序及其遗传变异分析

杂种劣势是在产量、生物量以及其它一些农艺性状表现与杂种优势相反的一种现象,而在杂种劣势的相关分子机理研究方面很少受到关注。为了解析杂种劣势的相关分子机理,本研究旨在利用杂种劣势相关的3个粳稻品种‘Aranghyangchalbyeo’(CH7)、‘Sanghaehyangheolua’(CH8)和‘Shinseonchalbyeo’(CH9)进行全基因组重测序,分析全基因组序列变异,解析杂种劣势的遗传基础。通过与粳稻品种‘日本晴’参考基因组的比对分析,在CH7、CH8和CH9基因组中分别获得了574551个、1026428个和792465个变异位点,包括SNPs和InDels变异位点。同时,基于基因组的拷贝数变异(CNVs)检测,在CH7、CH8和CH9基因组中分别获得了5698个、6872个和6133个拷贝数变异位点。此外,本研究也发现CH7、CH8和CH9基因组的变异位点在水稻的12条染色体上的分布是不均匀的。这些结果明确了相关基因组中的变异位点信息,为进一步研究杂种劣势的遗传机理提供了基础。

云南西双版纳地区森林转型特征(英文)

森林转型是指森林覆盖率由净减少到净增加的过程。中国森林早在20世纪80年代就进入了转型期,然而,中国热带地区的总森林覆盖率虽呈增长趋势,但依旧存在着天然林大量被毁的现象。鉴于天然林对森林生态系统功能的重要作用,本研究通过加入森林类型分类的内容,以西双版纳为例探讨其森林转型的真实特征。结果表明:森林转型理论单纯以"总森林"覆盖率为研究对象,忽视了其他森林类型的动态变化,甚至掩盖了"天然林"的真实动态变化。西双版纳的森林转型主要是人工种植林的扩张所致,只是树木数量统计上的转型。事实上,自1988年以来,西双版纳的天然林一直在锐减。所以建议未来关于森林转型的研究应将"森林"区分成不同的森林类型加以研究。

水稻OsNCED4基因的克隆及功能初探

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种抑制植物生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名,在植物逆胁迫中发挥关键作用。由NCED基因编码的9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED),是ABA在高等植物中的关键酶。本研究已成功从水稻Ilmibyeo(O.sativa L.ssp.japonica)基因组中克隆得到Os NCED4,生物信息学分析表明,Os NCED4基因位于水稻第7号染色体上,ORF全长1749 bp,无内含子结构,编码582个氨基酸,具有NCED家族的RPE65保守结构;以该基因和其启动子序列构建组织表达载体pOsNCED4::GUS、pCaMV35S::OsNCED4:EGFP和RNAi干扰载体p Ca MV35S::OsNCED4:RNAi,用于基因表达和功能分析,并利用农杆菌介导的方法,成功获得了相应遗传载体的转基因植株;GUS染色结果表明,该基因在叶片、叶耳、小穗等组织部位均有表达;RT-PCR结果显示,Os NCED4在水稻不同生育期的根、茎、叶、叶鞘和穗子中均有不同程度的表达,但表达量具有明显的差异;亚细胞定位结果显示,OsNCED4基因编码的蛋白定位于细胞核;与野生型植株相比,RNAi植株的花粉育性无明显差异,而结实率显著下降。该研究结果为进一步研究水稻OsNCED4基因表达的调控,以及为水稻生长发育上的功能研究提供了科学依据。

印度块菌在未来气候变化情景下的空间分布模式——以云南省为例

以印度块菌(Tuber indicum) 丰产区云南省为例,利用地理信息系统和物种分布模型,并通过影响印度块菌分布的主要环境因子和气候因子,共同模拟现在及未来生境分布模式。结果表明结合环境因子和气候因子,在建模过程中能提高模型预测准确度,在几类物种分布模型中,MAXENT 模型具有最优的拟合效果。在大的空间尺度上,年降水,最湿季度降水,最冷月份最低温、地貌类型及土壤类型对印度块菌的生境分布影响最大。此外,在模型模拟的A2和B2未来气候变化情景下,印度块菌未来的新增生境均呈北上趋势,且 B2 情景下生境的适生程度低于 A2 情景。

水稻育性调控相关基因RNAi载体的构建及其表型鉴定

利用RNAi干扰技术研究不同基因对花粉发育、卵细胞发育和合子胚发育的影响是一种重要的手段。本研究通过筛选水稻在生殖发育过程中的9个重要调控基因,构建基因的RNAi表达载体,分析转基因植株育性及相关性状表型,以期探明RNAi表达载体对靶标性状的干扰效应。其中,AT61~AT63、AT64~AT66、AT67~AT69表达载体分别靶标花粉育性、卵细胞发育以及合子胚发育的调控。结果表明,除RNAi表达载体AT64没有获得转基因植株外,其余8个RNAi表达载体均获得了转基因植株;对T0代转基因植株的花粉育性、结实率以及潮霉素筛选(40 mg/L)发芽率检测的统计结果显示,RNAi表达载体AT62(花粉发育调控)、AT65(卵细胞发育调控)和AT67(合子胚发育调控)的干扰效应较强。本研究结果将为创制新型水稻基因工程不育系提供策略和选择。

粳稻亚种内杂种劣势遗传特性分析及其相关基因的克隆

杂种劣势是存在于自然种群之间的一种合子后生殖障碍,水稻杂种劣势的研究有利于探讨种间、亚种间和亚种内杂交不亲和原因,对建立新的杂种优势利用模式具有重要的理论及实践意义。本研究旨在通过对三个韩国粳稻劣势亲本"Aranghyangchalbyeo"(CH7)、"Sanghaehyangheolua"(CH8)和"Shinseonchalbyeo"(CH9)及其杂交后代(F1, F2)的生物学特征、特性进行比较,解析水稻粳稻亚种内杂种劣势的遗传模式;同时利用单倍型分析和图位克隆比对,探明CH8和CH9两个劣势亲本中所携带的劣势相关基因序列差异。结果表明,携带劣势基因的亲本自身生长正常,但正反交后F1表现稳定且明显的杂种劣势,F2群体中劣势植株与正常植株呈现9:7的分离,推断该杂种劣势的表型由两个互补的显性基因控制;劣势亲本CH8第1号染色体携带了稀有的劣势基因Hwc1;劣势亲本CH9不携带Hwc1和Hwc2基因,可能携带了其他劣势基因。该结果为揭示杂种劣势的基因多样性及分子遗传机制提供了科学依据。