利用鱼眼影像技术反演不同株型水稻的冠层结构参数

快速、可靠、精确地评估植被冠层结构参数在大气-植被相互作用的研究中起着举足轻重的作用。为探明鱼眼影像在水稻冠层结构研究中的应用前景, 本研究选择3种不同冠层结构的水稻品种作为研究对象, 利用带有鱼眼镜头的数码相机在冠层的8个不同高度分别拍摄冠层影像, 通过对影像的预处理提取冠层间隙度参数, 根据冠层内辐射环境与冠层结构之间的定量化关系, 利用Beer-Lambert定律反演水稻冠层的叶面积指数(leaf area index, LAI)和平均叶倾角(mean leaf angle, MLA)。研究结果表明, 鱼眼影像反演的LAI均方根误差(root mean square error, RMSE)为1.2~1.5, 相对误差(relative error, RE)为18.6%~22.5%, 仅比人工测定结果低估7.6%~13.1%, 优于Sunscan的测定结果。其次, 反演的MLA与人工测定结果之间有较好的一致性, 相关系数为0.9205^**, RMSE为11.7°, RE为16.1%。研究结果表明, 鱼眼影像反演水稻冠层结构是可行的方法。     

沈阳天柱山油松栎林群落结构调查与研究

油松栎林群落是具有沈阳地域特色的地带性植物群落,城市园林在构建植物配置时,要遵循地带性植物群落结构的规律。因此,研究油松栎林群落的结构对城市园林建设有一定的指导意义。采用典型样地调查法对油松栎林群落的结构进行研究,得出对其产生影响的相关指标。沈阳天柱山油松栎林群落有种子植物122种,分属38科74属,通过对重要值大小的分析比较,得出乔木层的主要优势种为油松、蒙古栎、辽东栎和花曲柳,灌木层的主要优势种为胡枝子、榛子、花木兰和接骨木;对油松栎林群落生活型进行分析,可知地面芽植物所占比例最多（38.12%）,其余依次为高位芽植物（27.64%）、隐芽植物（22.87%）、1年生植物（8.1%）和地上芽植物（3.27%）;油松栎林群落分为乔木、灌木和草本3个基本层,其中灌木层的优势较差;油松栎林群落水平结构的特点是同类植物成片状均匀分布,各物种间混交性差,其中乔木层的平均郁闭度为0.75,灌木层的平均盖度为0.27,草本层的平均盖度为0.46。     

外源亚精胺对淹水胁迫玉米的生理调控效应

以玉米单交种登海662(DH662)和浚单20(XD20)为材料, 以盆栽方式研究了外源亚精胺(Spd)对淹水胁迫玉米叶片光合、根系生理及产量的调控效应。结果表明, 喷施亚精胺使遭受不同生育阶段淹水胁迫的DH662和XD20产量平均提高12.9%和10.8%。不同生育阶段淹水对玉米影响不同, 两个品种均以苗期淹水影响较大, 且Spd对其正调控效应也最好。喷施亚精胺提高了不同生育阶段淹水处理玉米叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)、最大光化学效率(F_v/F_m)、光量子产量(Φ_PSII)和光化学猝灭系数(q_P), 降低了细胞间隙CO₂浓度(C_i)和非光化学猝灭系数(q_N)。喷施亚精胺使淹水胁迫后DH662和XD20根系的超氧化物歧化酶(SOD)活性分别较单独淹水处理高出14.5%和4.6%, 过氧化氢酶(CAT)活性分别较淹水处理高出19.9%和18.2%;使DH662和XD20根系的异柠檬酸脱氢酶(IDH)和琥珀酸脱氢酶(SDH)活性增加26.1%和19.6%, 但抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性无明显增加。喷施亚精胺缓解了淹水胁迫引起的膜脂过氧化, 使DH662和XD20根系活力平均增加12.9%, 根系丙二醛(MDA)含量平均降低23.9%。表明叶面喷施亚精胺可有效改善玉米根系和叶片生理功能, 从而降低减产幅度, 但不同玉米品种及其不同生育阶段对亚精胺的调控效应存在差异。     

商洛桔梗氮磷钾不同配比施肥效应研究

以商洛桔梗为研究材料,在探讨不同施肥处理的产量、品质及经济效益的基础上,确定氮磷钾最佳施肥配比,以期为商洛桔梗优质高产栽培提供合理的施肥依据。采用3因素2次饱和-D最优设计方案进行田间试验,获取桔梗的产量数据;采用超声法提取总皂苷,香草醛-硫酸比色法测定桔梗总皂苷含量;采用苯酚-硫酸比色法测定桔梗多糖含量;根据试验产量和肥料投入,测算增收率。试验结果表明：（1）施肥能提高桔梗药材产量。10个处理中以氮磷钾三元素配施（8、9、10处理）产量增幅显著,处理9的增产效应最为明显,其1年生、2年生试验产量增幅分别为84.30%和75.38%。（2）合理的氮磷钾配比能够提高桔梗药材质量。2年生桔梗处理9的桔梗总皂苷含量最高达8.41%,比对照组提高71.98%。（3）经济效益分析表明处理9的增收率最高达69.4%。在本研究条件下,依据桔梗产量、质量及经济效益得出商洛桔梗最优施肥方案为处理9（折合为N 325.92、P₂O₅ 664.16、K₂O 416.46 kg/hm²）。     

不同种植密度下的夏玉米冠层结构及光合特性

研究了种植密度对夏播玉米(CF008、郑单958和金海5号）冠层结构及光合特性的影响,目的是通过密度调控,构建高效冠层,发挥品种潜力,同时确立不同夏玉米品种高产高效冠层的定量化技术指标。结果表明,3个夏玉米品种均在中或低密度下（CF008为9.75和11.25万株 hm-2,郑单958为8.25和9.75万株 hm^-2,金海5号为6.75和8.25万株 hm^-2）构建的冠层较合理,冠层光合性能较高。冠层内透光率、叶夹角、茎粗、叶绿素相对含量（SPAD值）和净光合速率（Pn）均随着密度的增加而降低,说明高密度易造成群体内光分布不合理,导致光合性能的降低。灌浆中期前群体光合势（LAD）和叶面积指数（LAI）均表现为中或高密度条件下较高,而后为中或低密度下较高,并且吐丝后LAD所占比率为中或低密度处理显著高于高密度处理,说明高密度条件下冠层结构不合理,造成生育后期叶片提早衰老。在中或低密度下,群体穗位层透光率较大,吐丝期和灌浆中期分别为13.4%~19.45%和16.19%~21.48%;叶面积发展动态较为合理,吐丝期LAI达5.59~6.75,成熟期仍然保持在2.24~3.68,尤其中上层叶片LAI高值持续期较长;吐丝期中上层叶片Pn达到33.6~43.8 μmol CO2 m^-2 s^-1;吐丝后的群体LAD较高,特别是中密度下LAD达172.01~235.91 m2 d m-2,后期光合面积持续时间较长,更有利于玉米产量的提高。     

栀子苷对小鼠急性肺损伤保护机制的研究

为了探究栀子苷能否对脂多糖(LPS)致小鼠急性肺损伤发挥保护作用及其潜在的作用机制。雄性Balb/c小鼠,于鼻腔滴注LPS前1 h腹腔注射栀子苷(50 mg/kg)或者地塞米松注射液(5 mg/kg),滴注LPS 24 h后,采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定小鼠支气管肺泡灌洗液(BALF)中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素(IL)-6和IL-10的浓度。通过细胞分类计数法分析BALF中细胞总数、巨噬细胞和中性粒细胞的变化。采用蛋白印迹法(Western-blot)分析核转录因子-κB（NF-κB）信号转导通路激活的程度。腹腔注射栀子苷可降低小鼠肺干湿比（W/D值）;改善肺组织病理学结构,减少肺泡出血和炎性细胞浸润且伴有髓过氧化物酶活性下降;抑制促炎性细胞因子TNF-α和IL-6分泌,促进抗炎性细胞因子IL-10生成。栀子苷通过缓减炎症反应保护LPS致小鼠急性肺损伤,其机制可能与阻止NF-κB信号转导通路的激活有关。     

功能结构模型在黄瓜栽培密度最优化设计中的应用

本研究选择秋冬季日光温室黄瓜为研究对象,利用参数化方法构建了不同株距和行距处理的虚拟冠层结构模型,并在与光分布模型和光合模型相结合的基础上,模拟分析了株行距改变对冠层叶片分布、光截获以及光合速率的影响。模拟结果显示,株行距的增加,促进了冠层对光的透性,对方位角朝向北部和行内的叶片的光截获有明显促进作用,也使得叶片在北部和行内的分布频率显著增加。从单株平均光截获来看,改变株距和行距分别使单株光截获量提高了34.78%和23.18%。通过将光截获模拟结果与光合模型相结合,得到了冬季栽培的最优株行距,即45.70 cm(株距)及43.22cm(行距)。与传统的40×40 cm株行距栽培方式相比,最优株行距略有增加。本研究结果为功能结构模型在实际生产中的应用以及作物栽培株行距最优化设计提供定量化的决策依据。     

低温胁迫下聚糖萘合剂对玉米幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验, 以郑单958和丰单3号为材料, 研究了低温胁迫对玉米幼苗光合作用、叶绿素、叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响, 以及聚糠萘合剂(PKN)的调控效果。结果表明, 低温胁迫下, 玉米幼苗的光合作用和光系统II光化学最大效率受到抑制; 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低; 过氧化氢、超氧阴离子的产生速率及丙二醛(MDA)含量显著升高。PKN处理提高了低温胁迫下玉米幼苗净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、光系统II光化学的最大效率(F_v/F_m)、叶绿素含量(Chl a+Chl b)。低温处理7 d, ZDTR和FDTR的P_n、G_s、F_v/F_m、Chl a+Chl b分别比各自的对照提高了88.95%和61.11%、593.33%和1 741.67%、111.50%和145.16%、36.61%和54.03%; PKN处理延缓了SOD、POD、CAT活性的降低, 低温胁迫7 d, PKN处理使郑单958和丰单3的SOD、POD、CAT活性分别比对照高了292.59%和632.98%、295.07%和360.54%、254.55%和265.45%; 同时降低了过氧化氢、超氧阴离子的产生速率及MDA的含量。表明PKN处理有利于提高玉米幼苗的抗冷性。     

SO2胁迫对紫叶李生理指标的影响

为了给污染区紫叶李的栽植提供理论指导,以盆栽紫叶李实生苗为试验材料,采用简易静态熏气系统研究了不同浓度SO2对紫叶李叶片部分生理指标的影响。结果表明,随SO2浓度增加,紫叶李叶片超氧化物歧化酶(SOD)持续上升,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性先增加后下降;细胞膜透性、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白含量不同程度的增加,当SO2浓度为22.86 mg/m3时,分别比对照增加了194.2%、112.06%、70.51%和97.77%。说明随SO2浓度的增加,叶片内代谢物质持续增加,这些物质提高了紫叶李对SO2的抗性;当浓度超过17.14 mg/m3时,抗氧化酶系统受到了破坏,初步说明紫叶李不适宜栽植于该地区,与真实环境下的结论是否吻合需进一步验证。     

基于株型的水稻光合生产模拟研究进展

株型是反映水稻(Oryza sativa L.)冠层结构与群体光合态势的综合性状,理想株型塑造与籼粳亚种间杂种优势利用相结合是提高水稻单位面积产量的关键。利用计算机可视化技术和三维数字化技术可实现对不同株型水稻的单株及群体冠层三维结构的可视化模拟,克服了G函数应用复杂与繁琐的缺点。通过调控栽培管理措施可构建高光效的水稻冠层结构,提高水稻冠层的光能截获量和单位面积产量。利用辐射度和光线跟踪技术可在三维空间上实现不同株型水稻冠层内光合有效辐射分布的精确模拟,弥补了指数模型应用假设的不足。基于生理生态过程的水稻光分布与光合作用模拟研究得到了快速广泛的发展,为数字农业技术的发展提供了强有力的模型化和定量化支撑。水稻株型的差异明显改变了光在水稻冠层内的分布和利用,进而影响冠层光合作用和物质积累,因而系统分析水稻株型与冠层内光分布及冠层光合作用间的定量关系,有利于提高水稻群体光能利用率与产量。     

元阳梯田核心区周边森林群落植物多样性研究

为了了解元阳梯田核心区周边植被群落物种、结构特征及多样性,揭示元阳梯田核心区周边森林群落结构及多样性特征,为元阳梯田核心区周边森林群落进行合理保护和利用提供依据,笔者通过样方法对元阳梯田核心区周边森林群落进行野外调查,利用物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielon均匀度指数、生态优势度等多样性指数,对森林群落植物多样性进行研究。结果表明：（1）草本层植物种类91种,灌木层67种、乔木层42种。草本层多样性最大,其Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为0.82、0.98、均匀度指数为0.18;灌木层多样性最小,Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为0.32、0.87、均匀度指数为0.08;（2）14个群落中,鸭公树-木荷群落多样性最大,其Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为1.38、0.92,均匀度指数为0.36;云南松群落多样性最小,Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为0.42、0.37,均匀度指数为0.16。不同群落类型间的多样性大小次序为：阔叶林群落>人工林群落>草地群落>针叶林群落;（3）多样性指数随海拔梯度变化,呈先增大后减小的变化趋势,其最大值出现在1850 m,体现了“中度膨胀“的垂直分布格局。     

上海公园绿地植物群落调查与群落景观优化调整研究

对上海市公园绿地的植物群落进行调查,分析群落密度、冠幅、树种出现频率等对群落景观的影响,并按生态园林景观分类方法对部分典型植物群落进行分类探讨,列举了适合上海公园绿地生境的群落结构模式和植物群落优化调整的技术途径,以期更好地满足上海市公园绿化建设的需要,为城市生态园林建设提供参考。     

广州城市公园森林植物景观美景度研究

为使城市整体质量提升,人居环境优美,以广州市越秀公园为研究对象,运用心理物理学派美景度测量与调查方法——美景度评价法,选取10 个代表性植物群落进行景观美学质量评价,运用多元线性回归建立景观美景度与植物群落结构间的数量化回归模型,解析影响植物景观美景度的关键因子。结果表明：榕树+木棉+彩叶灌木、棕榈类+地被等群落有较高的美景度得分值。影响植物景观美景度的关键要素有植物本身形态特征、草坪覆盖度、遮阴效果等。提高乡土乔木树种多样性和植物色彩丰富性,是改善城市公园森林植物景观的可行途径。     

民勤沙区绿洲-荒漠过渡带典型植被群落物种多样性特征分析

为了探索绿洲-荒漠过渡带植被群落物种多样性特征,以及不同生活型植物在维持物种多样性和群落稳定性方面的机理,对民勤沙区绿洲-荒漠过渡带8种典型植被群落的物种组成、群落结构特征、物种多样性进行研究。结果表明：（1）灌木层在物种组成和数量上占有绝对优势,除红砂群落外,其他群落中灌木所占比例均在56.86%以上,多年生草本植物所占比例较小,在整个群落中仅占0.30%~3.14%（除沙蒿群落6.65%）,数量较稳定;（2）8个群落中白刺重要值最高,达84.41%,猫头刺群落最低为20.70%,其余6个群落在56.78%~68.07%之间;（3）8个群落多样性指数由大到小排列顺序为：猫头刺群落>绵刺群落>红砂群落>沙蒿>沙拐枣群落>珍珠猪毛菜群落>膜果麻黄群落>白刺群落,群落多样性指数均偏低,物种丰富度较低,生态优势度较高,种间相遇率偏低,群落中物种分布不均匀。说明民勤沙区绿洲-荒漠过渡带群落物种主要以矮化的小灌木、小半灌木为主,多年生草本植物所占比例较小,优势种群在荒漠灌木群落中的地位和作用非常突出,对群落结构、生态系统的功能过程和群落的演替方向,具有比其他物种更重要的作用,荒漠灌木群落由于缺乏冗余物种的支持,是一类不稳定的群落。     

铁观音低产茶园综合改造成效分析

铁观音低产茶园综合改造是提高产量和品质的有效技术措施,对稳定提升乌龙茶产业具有重要意义。笔者对元昌基地和安溪县茶叶研究所基地铁观音低产茶园综合改造的效果进行分析,结果表明：铁观音低产茶园提纯后纯度达(97.6±0.603)%~(99.5±0.467)%,苗木纯度可达(99.9±0.067)%,比未提纯的高出9.7%,提纯结果与对照的差异均达到极显著水平;改造后供试点土壤pH明显提高,均值分别达到4.64和5.06;铁观音的种植成活率均值分别达(99.3±0.513)%和(99.5±0.5)%,比老茶园高5.13%~9.17%,差异达到显著水平;改造后第2年和第3年分别增产10%和15%以上,增产效果明显;综合改造后品质得分比对照高出3.05~9.46分,与对照差异达显著或极显著水平,品质平均提高1个等级以上。     

Plant Landscape Design in River Renovation Based on Site Characte-ristics——A Case Study of Plant Landscape Design in Renovation of Longwanggang River

Plant landscape design in the renovation of Longwanggang River was taken for example to elaborate that plant landscape designs based on site characteristics are mainly demonstrated as "respecting original landforms, considering original plant species, communities and landscapes, exploring proper indigenous plant species". Plant landscapes of Longwanggang River were oriented as riverfront landscape belt with multiple textures, urban portal and ecological corridor, aiming at returning to the nature, integrating environmental resources, achieving large scales and multiple forms. Considering properties of the neighboring plots, functional areas are divided according to different community types and eco-community structure of the plant landscapes, so as to form landscape nodes, highlight overall plant landscape effects, regional characteristics and low maintenance cost.     

林窗对子午岭天然辽东栎群落林下植物多样性的影响

为了给人工干扰天然林的更新提供科学依据,以子午岭地区天然辽东栎群落为研究对象,调查林窗和林地样方各26块,应用物种丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数,对比分析辽东栎群落林窗和林地植物多样性特征差异,并研究林窗对植物多样性的影响。结果表明：（1）在天然辽东栎群落中,自然干扰形成的林窗平均面积为86.3 m2,以面积小于100 m2的中小林窗为主（占76.9%）。林窗形成方式多为干基折断。（2）林窗和非林窗植物多样性总体差异显著（P＜0.05）,林窗内植物多样性指数、丰富度指数略高。（3）不同大小的林窗表现为：乔灌层物种多样性指数、均匀度指数和物种丰富度指数在75~100 m2面积的林窗内最大;草本层物种多样性指数和均匀度指数的最大值出现在0~50 m2的林窗内,丰富度指数最大值出现在75~100 m2的林窗内。     

茶园土壤真菌群落组成及影响因素研究

茶园土壤真菌群落多样性是评价茶园土壤环境质量与健康的重要依据。以代表性古茶山森林、现代茶园和古茶园土壤为研究对象,采用Illumina平台Hiseq 2500高通量测序技术,对真菌18S rDNA区段测序,结合土壤养分水平分析,探究不同类型土壤真菌群落组成及其与养分状况的关联性。结果表明：子囊菌、担子菌、接合菌、壶菌和球囊菌5个门的相对丰度占真菌群落的97.17%~99.67%,Cryptococcus、Archaeorhizomyces和Mortierella 3个属在森林和茶园土壤中分布广泛;土壤真菌群落多样性和丰度与土壤pH、C:N和Olsen-P的相关性明显高于有机质、碱解氮和有效钾;茶园土壤真菌数量和多样性优于森林土壤;属最佳分类水平上,森林土壤优势群落Hannaella、Trichoderma、Alternaria、Herpotrichiellaceae、Russula、Membranomyces、Gliocladiopsis、Penicillium等丰度与土壤C:N含量呈显著正相关关系,茶园土壤优势群落：Cryptococcus、Archaeorhizomyces、Fusarium、Exophiala、Mortierella和Metarhizium等丰度与土壤pH、有机质、碱解氮、有效钾和Olsen-P呈显著正相关关系。茶树种植及年限和不同茶山土壤pH及碳氮磷钾养分状况与茶园土壤真菌群落结构及多样性关系密切。     

日照海曲公园植物景观分析

植物景观是城市园林的重要组成部分,园林植物景观设计需合理配置植物。公园植物景观构成方面的研究对城市园林的发展具有重要意义。笔者调查日照市海曲公园植物种类及组成,对植物景观进行分析研究,介绍海曲公园植物景观的特色,同时对公园中植物造景出现的问题提出解决办法和建议。     

镉胁迫下硅对水稻生物量及生理特性的影响

摘 要：通过水培试验,研究了镉胁迫(3 mg/L,以Cd计)下不同加硅量(0、30、60、90 、120mg/L,以SiO2计)对水稻生物量、植株含镉量、过氧化氢酶(CAT)的活性、丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(Pro)含量的影响,结果表明：与无硅处理相比,加硅使水稻茎叶鲜重增加11.1%～14.39%,根重增加15.7%～25.7%,株高增加8.0%～13.6%;植株含镉量23.9%～26.5%;叶片CAT活性增加12.3%～16.6%,MDA含量降低18.0%～24.6%,Pro含量降低31.5%～33.7%。加硅处理与对照间的差异均达到5%显著水平。水稻叶片CAT活性与植株镉含量间呈线性负相关关系(r=0.980＊＊,n=5), MDA含量与植株镉含量间呈线性正相关关系(r=0.956＊,n=5),Pro含量与植株镉含量间呈线性正相关关系(r=0.990＊＊,n=5)。上述结果说明,加硅抑制水稻吸收镉,改善水稻逆境生理状况,缓解了镉对水稻的毒害作用,促进了水稻的生长发育。