环境因子对密云水库消落带沉积物-水界面氮交换通量的影响研究

为探究不同环境因子对水库消落带沉积物中氮迁移释放的影响,以密云水库消落带为研究对象,采用原状泥柱静态培养实验,并通过单一影响因素法,开展了温度、上覆水pH、溶解氧对沉积物-水界面氮交换通量的影响研究。结果表明：消落带上覆水和沉积物中无机氮含量在夏季（落干期）和秋季（淹水期）存在明显的差异,其中沉积物中NH₄⁺-N含量变化最大,秋季较夏季下降80.4%,NO₃^--N含量下降59.7%,淹水期间三态氮（NH₄⁺-N、NO₂^--N、NO₃^--N）由沉积物释放到水中。温度、pH和溶解氧对消落带沉积物-水界面氮的迁移转化作用存在差异,升温促进NH₄⁺释放并抑制NO₃^--N释放,偏酸和偏碱条件会促进NH₄⁺-N的释放,有氧条件会加剧沉积物-水界面三态氮的交换,促进三态氮的释放。密云水库消落带沉积物C/N为7.51~9.35,其表层水体中的有机质主要来源于水体内部生物残体。因此,未来应关注密云水库消落带沉积物内源释放风险,同时完善消落带湿地建设,减少消落带氮流失对水体的污染。     

长三角地区典型季节规模化奶牛场氨排放特征研究

为掌握长三角地区规模化奶牛场氨排放特征,通过在线高分辨率监测系统对典型规模化奶牛场的棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存环节进行连续监测,获取不同环节、不同季节的氨排放信息,并计算得到本地化氨排放系数及排放强度。结果表明：规模化奶牛场棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的年均氨排放浓度分别为（2.53±0.88）、（2.68±1.72）mg·m^-3和（2.44±1.73）mg·m^-3,氨浓度季节变化趋势总体表现为夏季>秋季>春季>冬季,夏季为冬季的2.3~4.2倍。不同环节氨排放小时变化存在明显差异,主要受日气象因子变化、畜禽活动和清粪管理等因素影响。温度是影响奶牛养殖氨排放水平的主要气象因素,与棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的氨浓度水平均呈极显著正相关关系,相关系数分别达到0.914、0.817和0.942,而风速和大气压强则与各环节氨排放浓度呈负相关关系。基于在线监测获得了奶牛养殖氨排放本地化系数,棚舍养殖、粪便堆肥和污水贮存3个环节的年均氨排放系数分别为（13.14±5.17）、（7.71±5.17）kg·头^-1·a^-1和（9.72±4.47）kg·头^-1·a^-1,全年合计氨排放系数为30.57 kg·头^-1·a^-1。采用本地实测氨排放系数,建立了长三角地区规模化牛场氨排放清单,2018年长三角地区规模化牛场氨排放总量为3.39万t,氨排放主要集中在安徽省中北部和江苏省北部等集约化畜禽养殖规模较大的地区,夏季氨排放总量和强度最高,达到了1.36万t和151 t·d^-1,是冬季的3倍多。     

亚热带天然林转变为毛竹林和茶园对土壤胞外酶活性的影响

为揭示我国亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤胞外酶活性（Extracellular enzyme activities,EEAs）的变异特征及关键驱动因子,以浙江省安吉县的天然林土壤及天然林转变的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤为研究对象,测定了土壤EEAs及若干环境因子参数,通过冗余分析等分析方法筛选出了影响土壤EEAs的关键驱动因子。结果表明：与天然林相比,粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤酸性磷酸酶（Acid phosphatase,ACP）活性均显著降低,酚氧化酶（Phenol oxidase,POX）活性均显著升高;粗放经营毛竹林土壤亮氨酸氨基肽酶（Leucine aminopeptidase,LAP）活性显著升高;集约经营茶园土壤β-葡萄糖苷酶（β-1,4-glucosidase,BG）、纤维二糖水解酶（Cellobiohydrolase,CBH）、N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶（β-1,4-N-acetyl-glucosaminnidase,NAG）活性均显著降低。由以上结果可推知,与天然林相比,茶园土壤氮、磷养分相对充足,毛竹林土壤的磷限制有所缓解,茶园和毛竹林土壤中微生物以惰性碳作为主要的能量来源。此外,冗余分析表明,土壤pH在环境因子中的贡献率最高,是土壤总体EEAs变化的关键驱动因子。综上所述,相比天然林,转变后的粗放经营毛竹林和集约经营茶园土壤EEAs发生了明显变化,土壤pH作为关键驱动因子解释了亚热带地区天然林转变为毛竹林和茶园后土壤总体EEAs的改变。     

11个玉米bZIP基因应答逆境胁迫的表达分析

bZIP基因家族是一类广泛存在于植物中的重要转录因子,在植物生长发育及应答逆境胁迫响应途径中发挥重要作用。选取11个玉米bZIP基因作为研究对象,系统地研究了ZmbZIP基因应答各类逆境胁迫时的表达模式。进化树分析结果显示11个ZmbZIP基因聚合为一个大家族,并可以进一步细分为3个亚组。qPCR分析结果显示8个ZmbZIP基因表达模式在玉米不同组织中呈现明显差异,预示着在玉米生长发育进程中功能多样化。 人为模拟盐、干旱、低温和硝态氮或铵态氮缺乏胁迫等研究结果表明,8个ZmbZIP呈现不同的表达模式,ZmbZIP71和ZmbZIP129同时受200 mmol·L^-1 NaCl溶液、20% PEG6000和4 ℃低温胁迫的诱导（>2倍）,而其他ZmbZIP在应答3种非生物胁迫时呈现不同的表达模式。叶片和根系中ZmbZIP基因受不同氮形态缺乏胁迫的调控,叶片中有6个ZmbZIP基因受铵态氮缺乏胁迫的诱导,有2个ZmbZIP受硝态氮缺乏胁迫明显抑制,根系中ZmbZIP9、ZmbZIP69和ZmbZIP71同时受2种胁迫因子的影响,而有5个ZmbZIP基因受2种不同胁迫处理的影响不同,显示叶片或根系ZmbZIP基因在调控氮缺乏胁迫响应机制中具有不同的生物学功能。结果可为将来深入研究这些基因的生物学功能提供科学数据。     

广东东莞松木山水库鱼类群落结构及其与环境因子的关系

为探讨广东东莞松木山水库鱼类群落结构特征及其与环境因子的关系,分析其结构特征在沉浮网间的差异性,在该水库设置3个采样点采用多网目刺网对鱼类进行了调查。结果显示,共采集到鱼类17种,隶属4目、6科,物种数以鲤形目为主（占58.82%）。相对重要性指数（IRI）显示,优势种为海南似鱎（IRI占比29.66%）、?（18.98%）、尼罗非鲫（18.46%）、鲢（14.85%）和莫桑比克非鲫（11.36%）,其中单位努力捕捞数量（NPUE）以海南似鱎（45.72%）占优、单位努力捕捞重量（BPUE）以尼罗非鲫（34.60%）为主。聚类分析表明,鱼类物种组成在季节间无显著差异,物种数、NPUE和BPUE亦无季节变化（P>0.05）。鱼类群落物种数、NPUE和BPUE沉浮网间无显著差异（P>0.05）,但鱼类数量组成沉浮网间存在显著差异（P<0.001）,与海南似鱎有关,其NPUE浮网显著高于沉网（P<0.05）,其他5种主要鱼类沉浮网间无显著差异（P>0.05）。透明度、pH和总磷是影响鱼类物种数量时空分布的关键环境因子。研究表明,松木山水库鱼类多样性低,可能与水面积较小、连通性低、外来种入侵及入库河道以人工排渠为主有关,为科学合理评估鱼类数量组成建议水库鱼类调查需要同时使用沉浮网。     

昆明市林火驱动因子及火险区划研究

  目的  对昆明市2000—2015年的火点数据进行分析,确定主要林火驱动因子,建立昆明市林火预报模型并进行火险区划,为昆明市林火预防提供参考。  方法  基于林火数据,选取气象、地形、植被、人为等17个林火驱动因子构建Logistic回归林火概率模型,并划分5个中间模型选取全样本的显著变量因子,用受试者工作特征曲线(ROC)进行模型检验与评价,基于全样本的模型结果分析昆明市主要林火驱动因子,并计算得到林火发生概率的最佳阈值,根据Logistic模型结果划分五级火险区。  结果  海拔、距居民点距离、距铁路距离、归一化植被指数(NDVI)值、月均地表温度、月均气压、月均相对湿度、月均风速、人均国内生产总值(GDP)等9个因子与昆明市林火发生概率存在显著关系;Logistic模型的预测准确率高达81.7%;ROC曲线下面积(AUC)的值为0.905;划分的最佳阈值为0.342;火险区划的五级火险区面积比率分别为48.82%、35.17%、11.26%、2.55%、2.20%。  结论  昆明市林火主要驱动因子是气象因子;昆明市高火险区集中分布在五华区、盘龙区、官渡区、呈贡区、西山区、安宁市等西南部地区。图4表3参22     

共同富裕视角下浙江省农户主观福祉测度及优化策略

在共同富裕背景下,从微观农户需求出发,通过浙江省平原、海岛、山区三类乡村农户福祉问卷调查,测度农户主观福祉水平,明确农户主观福祉水平的地理分异特征,并揭示其影响因素与作用机制。研究发现:浙江省农户进入了以社交与休闲为主导的福祉需求阶段,安全与健康的基本需求已得到了满足,但对社会服务仍有较大需求;二级福祉指标评分排序依次为:可持续功能、基础功能、发展功能、和谐功能;平原、海岛、山区三类乡村间的福祉评分差距较小,应鼓励部分乡村成为“先富乡村”,总结有效经验,带动其他乡村实现共同富裕;三类乡村农户福祉评分排序依次为:平原类乡村、山区类乡村、海岛类乡村;农户福祉的主导影响因素趋于一致,收入、休闲、社交、就业、社保等成为主要障碍因子。     

油松和侧柏林地表可燃物负荷量及影响因素

  目的  研究北京地区典型针叶林地表可燃物负荷量及其影响因素,构建可燃物负荷量模型,为可燃物的科学管理提供依据。  方法  结合林分因子（胸径、树高、郁闭度、冠幅、第1活枝高）和地形因子（海拔、坡度）,在北京市7个区选择具有代表性的油松林和侧柏林,每种林型各设置42块样地,调查和测定了2种针叶林的可燃物负荷量（上层枯叶、下层枯叶、灌木、草本、1 h 时滞枯枝、10 h 时滞枯枝）,采用冗余分析（RDA）研究地表可燃物负荷量与林分因子和地形因子的关系,利用多元线性回归建立总可燃物负荷量模型。  结果  （1）油松林总可燃物平均负荷量为14.31 t/hm2,侧柏林总可燃物平均负荷量为9.78 t/hm2,下层枯叶负荷量占2种针叶林地表总可燃物负荷量的比重最大。（2）RDA分析表明,油松林上层枯叶、灌木可燃物负荷量与胸径呈正相关,下层枯叶负荷量与郁闭度、坡度呈正相关。侧柏林上层枯叶、下层枯叶负荷量与树高、冠幅呈正相关,与海拔呈负相关。灌木可燃物负荷量与树高、郁闭度呈正相关,与海拔呈负相关。2种针叶林总可燃物、1 h 时滞枯枝、10 h 时滞枯枝负荷量均与胸径呈正相关,草本可燃物负荷量与海拔呈正相关。（3）模型表明,胸径、树高、冠幅能较好推算出油松林总可燃物负荷量,第1活枝高、冠幅、坡度能较好的推算出侧柏林总可燃物负荷量。  结论  油松林有发展成较大森林火灾的可能性,根据地表可燃物负荷量,应当着重对林下枯落物可燃物进行管理,及时清理林下可燃物,降低潜在森林火灾风险。不同林型可燃物负荷量与林分因子以及地形因子之间的关系不同,在进行可燃物管理时,应因地制宜,选择合理适宜的措施。      

松材线虫效应因子基因筛选及Bx-Hh-grl功能研究

  目的  通过对松材线虫效应因子基因的克隆和功能研究,揭示Bx-Hh-grl对松材线虫致病性的作用,为防治松材线虫提供理论依据。  方法  用松材线虫Bx1022株系接种黑松,20 d后提取线虫总RNA进行转录组测序,将该转录组设为松材线虫植食阶段转录组。提取由灰葡萄孢（Botrytis cinerea）培养的Bx1022的总RNA进行转录组测序,将该转录组设为菌食阶段转录组。比较分析两个转录组,筛选到差异表达基因Bx-Hh-grl。对Bx-Hh-grl编码蛋白质的跨膜结构域和信号肽进行预测。利用原位杂交检测Bx-Hh-grl表达部位。应用RNAi技术干扰Bx-Hh-grl表达以探究Bx-Hh-grl对松材线虫致病性的作用。通过Q-PCR验证,确定RNAi效果显著。将经RNAi处理的松材线虫接种3年生黑松枝条,以未经处理的松材线虫（CK组）和ddH₂O（Mock组）处理的黑松作为对照,比较黑松发病情况进而比较不同处理后松材线虫的致病性差异。  结果  筛选出植食阶段与菌食阶段转录组差异表达基因Bx-Hh-grl,其编码蛋白质具有跨膜结构域和信号肽。原位杂交试验结果显示Bx-Hh-grl在松材线虫食道腺表达,符合效应因子基因特征。Q-PCR结果显示经RNAi处理后的松材线虫Bx-Hh-grl表达量下调,RNAi处理效果显著。接种实验表明,Bx-Hh-grl-RNAi组显症的时间明显晚于CK组,Mock组黑松一直保持健康状态。  结论  Bx-Hh-grl是与松材线虫致病相关的效应因子基因。明确Bx-Hh-grl功能有利于进一步了解松材线虫致病机理,为降低松材线虫危害,防治松材线虫奠定理论基础。      

白桦BpPAT1基因的表达模式及耐盐性分析

  目的  GRAS家族是植物特有的具有高度保守羧基末端的转录因子家族,已有研究表明GRAS转录因子是植物胁迫反应中关键的转录调节因子之一。本研究拟对白桦中GRAS转录因子基因BpPAT1基因是否具有耐盐能力进行分析,为阐明白桦GRAS转录因子响应盐胁迫的分子调控机制奠定基础,进一步丰富木本植物GRAS转录因子响应逆境胁迫分子机制的研究。  方法  从盐胁迫白桦转录组数据中筛选并获得了1条GRAS转录因子基因,将其命名为BpPAT1。利用蛋白多序列比对及系统进化树来分析BpPAT1与其他GRAS家族蛋白的亲缘关系。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析盐胁迫及非胁迫条件下白桦根、茎和叶组织中BpPAT1的表达模式,初步鉴定其是否响应盐胁迫。为了进一步分析BpPAT1的抗逆功能,构建其植物过表达载体（pROKII-BpPAT1）与抑制表达载体（pFGC5941-BpPAT1）,利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系,获得BpPAT1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株。在盐胁迫下分别对BpPAT1瞬时表达及对照植株的耐盐相关生理指标进行测定,鉴定BpPAT1是否能调控白桦的耐盐能力。  结果  多序列比对及系统进化树分析结果表明BpPAT1蛋白具有GRAS家族的序列特征,且与拟南芥中AtPAT1蛋白的亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明:在盐胁迫6 h后,BpPAT1在白桦植株中的表达量显著上升（P < 0.05）,说明该基因能响应盐胁迫。抗逆生理指标的测定结果表明:在白桦中过表达BpPAT1能够使过氧化物酶（POD）及超氧化物歧化酶（SOD）活性显著增强（P < 0.05）,同时增加了白桦组织中的脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量。  结论  白桦BpPAT1基因能响应盐胁迫,过表达BpPAT1显著增加了白桦POD、SOD酶活性和脯氨酸含量,降低了电解质渗透率及丙二醛含量,进而提高了ROS清除能力,有效增强了白桦的耐盐能力。