草业科学专业本科生导师制模式下创新创业教育的探索——以兰州大学草地农业科技学院为例

随着国家“双一流”建设的推进,创新型人才的培养已经成为高等教育的首要任务。文章从科研进展周例会、不定期举行的组会以及研究生言传身教为主的组织形式、实施情况、存在的问题和解决方案等方面对兰州大学草地农业科技学院草业科学本科生导师制模式下的创新创业教育进行了全面和客观的评述,旨在为我国高等院校草业科学及相关专业创新型人才培养提供借鉴。

中国农业伦理学的多维结构

“维”是一切事物/学科,物质的或精神的,结构内部各组分互相关联的轨迹。“维”存在并贯通于事物/学科的全时空。以其各自的特色,共同组成了事物/学科的多维结构而发挥集群功能。农业生态系统借助农业伦理学“时、地、度、法”四个维度构成的多维结构,将其结构和功能两部分相连缀而表现农业的产业特征。当下,中国面临从大陆农耕伦理观到陆海农业伦理观的转变,农业伦理学的多维结构所表现的全存或全无的整体性,将进一步改变简单扁平的“传统农业”伦理观,丰富厚实现代农业伦理观,从而为适应于新时代的中国现代农业作出重大贡献。

MYB类转录因子对花药和花粉发育的调控途径

花药发育和花粉形成的各个步骤由众多基因控制,一些转录因子通过调控花药发育相关基因的表达,是功能性花粉形成的关键因子。MYB类转录因子作为植物中最大的转录因子家族,是其中非常重要的一类转录因子。该文结合近年来国内外有关被子植物花粉发育相关MYB转录因子在花药发育和花粉形成的调控途径,包括绒毡层发育、胼胝质的沉积和降解、光合产物的运输、花药的开裂以及雄配子体形成过程中所起的重要作用等方面的研究进展,重点对MYB类转录因子通过形成对绒毡层发育、同化物分配、苯丙烷物质代谢等相关靶位基因的控制网络,转录调控植物花粉发育和花药开裂过程等研究进行综述讨论。

基于随机森林算法的青藏高原AMSR2被动微波雪深反演

青藏高原因其复杂的地形地势和和积雪分布使得多种雪深算法未达到理想的精度。基于新一代被动微波数据AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer2),应用随机森林算法(Random Forest,RF)将亮温(Brightness Temperature,BT)和亮温差(Brightness Temperature Difference,BTD)作为参数输入,并将高程和纬度参数引入雪深反演模型中,经过模拟退火算法进行有效反演因子筛选,构建了基于随机森林算法的青藏高原雪深反演模型。结果表明:与AMSR2全球雪深产品相比,随机森林算法的拟合优度(R2)由0.41提升至0.60,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)由7.36cm降至4.88cm,偏差(BIAS)由3.24cm减小至-0.16cm,随机森林雪深反演模型在青藏高原的精度更高;青藏高原平均海拔超过4000m,当海拔大于青藏高原平均海拔时,随机森林算法的反演效果最差,但RMSE仅为3.78cm,BIAS仅为-0.09cm;高原南部(25°~30°N)因其复杂的地势和相对较少的气象站点使得反演效果较差,RMSE为5.94cm,BIAS为-0.39cm;青藏高原的主要土地覆盖类型为草地,随机森林算法在草地的RMSE约为3cm,BIAS接近0cm。

丛枝菌根网络的生态学功能研究进展

丛枝菌根(AM)真菌是陆地生态系统中重要的土壤微生物之一.其在土壤生态系统中延伸出的根外菌丝,可以通过菌丝融合的方式形成丛枝菌根网络(AMN).AMN在土壤生态系统中发挥着重要功能:一方面,AMN可以改变土壤的理化性质,其根外菌丝分泌物可以影响土壤微生物生存的微环境,进而改变土壤微生物的群落组成;另一方面,AM真菌的根外菌丝可以吸收土壤养分,并通过AMN将吸收的营养物质在宿主植物间进行分配,调节植物物种之间的竞争关系.为了全面阐述AMN在生态系统中的功能,本文围绕最新的AMN研究成果,探究AM真菌根外菌丝在土壤中相互融合的机制、AMN影响土壤微生物的数量和组成、调节植物群落的生态学机理,以及AMN调节地下资源、植物种内和种间竞争、影响植物群落的多样性和丰富度等生态系统功能.阐述在全球变化过程中AMN与大气氮沉降、CO2浓度升高以及温度升高的相关性,探究其在维持生态系统稳定性中的作用,并对本领域未来的发展方向和应用前景进行展望.

基于分布式水文模型(SWAT)的土地利用和气候变化对洮河流域水文影响特征

土地利用和气候变化是流域水资源发生变化的重要原因。以洮河流域为研究区,通过模型率定得到适宜于洮河流域的分布式水文模型(SWAT),在综合考虑流域土地利用和气候变化特征的基础上构建多种情景模式,并对不同情景模式下的水文特征进行模拟,得到以下结论:(1)校准后的SWAT模型,R2、Re和Ens分别达到0.83、-8%和0.68,说明该模型在洮河流域径流模拟中具有较好的适用性。(2)与1976—1995年相比,气候变化使流域产水量增加1.30mm,土地利用变化使流域产水量减少0.77mm。土地利用变化对水文特征的影响小于气候变化,但土地利用变化对流域管理的作用却是不可忽视的。从极端土地利用变化情景可知,与1985年土地利用情景相比,林地、草地和耕地情景中产水量分别变化了18.1%、-7.4%和-10.1%。从气候变化情景可知,当降水量不变,温度分别变化2℃、1℃、-1℃和-2℃时,流域产水量的变化量分别为-4.23%、-2.56%、3.08%和6.70%;当温度不变,降水量分别变化20%、10%、-10%和-20%时,流域产水量的变化量分别为56.32%、30.88%、-23.66%和-45.94%。(3)在土地利用和气候变化共同作用下,地表径流增加的区域主要位于下游的广河县、和政县和康乐县以及上游的碌曲县和夏河县等地,地表径流增加地区的面积约占流域总面积的39%。

甘肃省河东地区干旱遥感监测指数的对比和应用

干旱是影响甘肃省河东地区农业生产的主要气象灾害之一。如何在众多的干旱遥感监测指数中选择适宜的指数是干旱遥感监测工作面临的主要问题。利用研究区30个农业气象站观测的不同深度土壤相对湿度和对应的MODIS数据,分析了7种典型干旱遥感监测指数(AVI、NDWI、VCI、PDI、MPDI、VSWI和MEI)的构建原理和模拟结果,并选择适宜的干旱遥感监测指数对2006年甘肃省河东地区干旱情况的时空分布做了动态监测。结果表明:7种干旱遥感监测指数均能反映研究区土壤湿度的时空变化特征;各干旱遥感监测指数对土壤水分监测的最佳深度为20cm,其次为10cm。从相关系数来看,PDI、MPDI指数对春季,VSWI、NDWI指数对夏季的土壤相对湿度有较好的监测结果;MEI指数对秋季土壤相对湿度模拟效果较差,其余指数对秋季模拟效果均较好;根据各指数与20cm处土壤相对湿度的相关系数,结合各指数的构成原理,春季选择PDI和MEI,夏季选择VSWI和NDWI,秋季选择PDI和MPDI,分别对2006年甘肃省河东地区干旱情况进行监测。通过考虑各等级出现的频率,同时兼顾土壤相对湿度,评定各指数干旱等级。监测结果显示,庆阳市北部连续出现春旱、春末夏初旱、伏旱和秋旱,陇中北部和庆阳市北部旱情严重。

阿拉善荒漠植物叶片矿质元素含量的季节变化

为了研究不同生活型植物营养元素含量随季节变化的响应机制,在生长季内,对阿拉善地区荒漠植物霸王(Zygophyllum xanthoxylon)、猫头刺(Oxytropis aciphylla)、沙冬青(Ammopipta nthus mongolicus)、红砂(Reaumuria soongorica)、驼绒藜(Ceratoides latens)、白刺(Nitraria tangutorum)6种灌木及多裂骆驼蓬(Peganum multisectum)、葡根骆驼蓬(Pegamum nigrllastrum)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)3种草本植物连续观察,采集叶片,分析矿质养分含量和比叶面积(SLA)的季节变化特征,并对牧草的营养均衡价进行了评价,同时探讨了其叶片发育特征与矿质元素含量的关系。结果显示:(1)不同生活型植物在生长季内的SLA变化规律不同,9种植物叶片SLA均在中等偏下的水平。(2)4种常量元素(K、Ca、Na、Mg)含量在生长季内的波动较大,4种微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu)含量在生长季内的随月份变化不大,且大部分植物叶片Zn和Cu含量在生长季内维持在"低"水平。(3)9种牧草SLA与矿质元素Cu之间表现出较强的负相关,而与其他元素无显著的相关性。(4)植物种类与采样月份对植物叶片元素的交叉分析显示,植物叶片K、Na、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn含量的变异主要受植物种类影响,植物叶片Fe含量的变异主要受植物种类和采样时间的交互作用影响。