Relative and Absolute Stereochemistry of Diacarperoxides: Antimalarial Norditerpene Endoperoxides from Marine Sponge Diacarnus megaspinorhabdosa

Five new norditerpene endoperoxides, named diacarperoxides H–L (1–5), and a new norditerpene diol, called diacardiol B (6), were isolated from the South China Sea sponge, Diacarnus megaspinorhabdosa. Their structures, including conformations and absolute configurations, were determined by using spectroscopic analyses, computational approaches and chemical degradation. Diacarperoxides H–J (1–3) showed some interesting stereochemical issues, as well as antimalarial activity.     

Multi-Temporal Detection of Rice Phenological Stages Using Canopy Spectrum

Information on rice phenology is essential for yield estimation and crop management. To test the ability of remote sensing in detecting multiple phenological stages, paddy rice canopy spectrum was measured by a hand-held radiometer. Normalized difference vegetation index(NDVI) was calculated from spectrum, and the slope of NDVI was obtained as its difference. We evaluated the response of NDVI and its slope to rice growth with a comparison of two late-season rice cultivars. The results showed that NDVI and its slope curves had distinct variation corresponding to rice development and they could be used as cultivar-independent phenological indicators. The dates of flooding and transplanting, tillering, panicle development, heading and flowering, maturity, harvest stages, and even field management practices, could be deduced from these indicators. ‘NDVI ≤ 0' could be used as a single threshold for the detection of flooding and transplanting. The largest spike in the curve of the NDVI slope indicated the duration of tillering stage. The next spike corresponded to panicle development. The heading and flowering stage was characterized by the maximum NDVI and the change of NDVI slope from positive to negative. At the maturity stage, NDVI decreased continuously, and its slope fluctuated just below zero. When rice grains were completely mature and ready for harvest, NDVI decline was accelerated. At harvest, NDVI slope reached its minimum value. The distinction between heading and maturity stages was obscure, most likely due to NDVI saturation at high biomass. The study might provide references for paddy rice phenology determination through remote sensing images.     

浅谈我国种业发展存在的问题及对策

本文通过分析我国种业发展现状,总结了我国种业发展的总体特征,指出了我国种业在发展过程中出现的各类问题,对现阶段我国种子企业的发展进行了思考,并提出建议。     

潮土长期不同施氮水平对秸秆降解及其细菌群落结构的影响

农田过量施氮所引发的问题已经引起广泛关注,但长期施氮后土壤无机氮水平状况及其对秸秆降解的作用尚不清楚。本研究以中国科学院封丘农业生态实验站长期（2005～2018年）施氮肥（5个施氮水平：0(N0)、150(N1)、190(N2)、,230(N3)和270 (N4)kg ha-1 yr-1）的潮土为研究对象,开展短期（50天）的秸秆降解-土壤培育实验。培育期间监测秸秆碳的矿化、土壤无机氮（硝态氮和铵态氮）、可溶性有机碳、微生物生物量碳的动态变化,利用高通量测序测定细菌群落结构。结果表明,长期施氮后,土壤无机氮含量和秸秆碳的矿化率随施氮水平的升高而增加。不同长期施氮水平的土壤细菌群落结构呈现显著差异。网络分析揭示：秸秆降解过程中细菌群落内部物种间的共现模式随长期施氮水平发生改变,具体体现为长期高施氮水平下细菌群落彼此间的负相关得到了加强;同时,变形菌主导地位减弱、酸杆菌主导地位增强。综上,土壤无机氮含量、细菌群落结构及物种之间的关系随着长期施氮水平的不同发生了改变。本研究探究了长期不同施氮水平下土壤中无机氮的水平状况、秸秆降解状况以及秸秆降解过程中土壤细菌的生物特性,以期为秸秆还田和科学施氮提供一定的数据支撑和思路启示。     

1980—2020年汾河流域生态系统服务价值的时空变化

[目的]分析1980—2020年汾河流域生态系统服务价值时空变化特征,为该流域生态环境的科学调控和管理提供理论参考。[方法]利用汾河流域1980—2020年5期Landsat-MSS/TM/ETM遥感影像解译数据研究了流域土地利用变化特征,并估算了生态系统服务价值。[结果] 1980—2020汾河流域土地利用中耕地、林地和草地一直处于主导地位,土地利用整体变化表现为耕地向建设用地转移;土地利用动态度表明2000—2020年土地变化明显高于1980—2000年。1980—2020年汾河流域土地利用总生态服务价值持续减少,空间分布整体上呈上游高,中下游低的趋势。从不同功能价值来看,调节和支持服务减少最多。不同土地利用程度与ESVI双变量LISA聚集图呈现出明显的空间负相关性,主要以汾河上游的低土地利用程度与高ESVI聚集分布为主。[结论] 1980—2020年汾河流域土地利用/覆被变化对生态服务价值有较大影响。可以通过提高土地集约利用水平,促进该区土地利用结构向高生态服务价值发展。     

基于SPEI指数分析河西走廊气象干旱时空变化特征

利用河西走廊1965-2017年21个气象站点逐日气象数据,基于Penman-Monteith蒸散模型计算不同时间尺度的SPEI,分析河西走廊气象干旱的变化趋势、发生频率和持续时间等时空变化特征。结果表明：（1）近53a来河西走廊月、季、年尺度SPEI均呈显著上升趋势,即干旱有显著减弱趋势,但个别站点干旱持续时间较长,其中武威站在2013年持续时长达到11个月;（2）河西走廊四季均存在变湿趋势,且冬季变湿显著,其中春、夏、秋季干旱呈不稳定变化,而冬季在1989年前后发生突变,由干旱向湿润突变;（3）河西走廊干旱的空间分布具有明显的区域特征,干旱区域主要集中在西北部,湿润区域主要集中在南部;（4）不同时间尺度各等级干旱发生频率的变化规律具有一致性,轻中旱发生频率远高于重特旱,且年、季尺度重特旱发生相对高频区空间分布特征与轻中旱正好相反。总之,近53a来河西走廊干旱呈减弱趋势,有利于当地的农业生产开展和生态环境改善,但该区域气候变化较复杂,需要注意局部干旱情况。     

盐度对湛江等鞭金藻生长、脂肪酸及藻际菌群的影响

为探究盐度对湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)生长、脂肪酸组成及藻际菌群的影响,本研究将湛江等鞭金藻置于4个盐度(12、18、24和30)下进行半连续培养,达到稳定生长状态后测定细胞密度(OD₇₅₀)、叶绿素荧光参数及脂肪酸组成,并分析藻际菌群组成。结果表明,湛江等鞭金藻在盐度18~24下有着较高的细胞密度、最大光化学效率(F_v/F_m)及有效光化学效率(F'_v/F'_m)。盐度12、18和24下脂肪酸组成无显著差异。盐度30下饱和脂肪酸显著高于其他三组,而不饱和脂肪酸显著低于其他三组。综合来看,盐度18~24是湛江等鞭金藻生长和不饱和脂肪酸积累的最适盐度范围。采用16S rDNA扩增子测序分析藻际菌群,从Chao1、ACE和Shannon指数推测盐度12下藻际菌群多样性显著高于其他三组。主坐标分析(PCoA)表明,盐度18、24和30组间藻际菌群组成相似,与盐度12组差异明显。藻际菌群组成分析显示盐度12下优势菌为变形菌门(Proteobacteria),占比为92.70%,其中占比最多的属为短波单胞菌属(Brevundimonas)。盐度18、24和30下优势菌为蓝菌门(Cyanobacteria),占比分别为97.63%、97.41%和93.51%,说明盐度12和盐度≥18对于湛江等鞭金藻是两个差异巨大的生长环境,会使其藻际菌群组成发生剧烈变化。本研究为湛江等鞭金藻培养方案优化提供了数据支持,同时为深入探究盐度对湛江等鞭金藻藻际菌群的影响奠定了基础。     

几种环境因子对微拟球藻营养物质积累的影响

为探究光强、光质、氮、磷四种环境因子对微拟球藻营养物质积累的影响,设计以下试验:光强试验设置光强梯度为20、80、140和200 μmol photons·m^-2·s^-1;光质试验依照RGB原理,调节红、蓝、绿光比例分别为100%、50%、0%;氮浓度试验设置氮浓度梯度为55.40、13.85、3.46、1.73 mg·L^-1;磷浓度试验设置磷浓度梯度为8.96、2.24、0.56、0.28 mg·L^-1,统一初始接种密度并测定25 d时脂肪酸及色素组成、蛋白及可溶性糖浓度。结果显示,蛋白和可溶性糖浓度随着光强的增大而增大;200 μmol photons·m^-2·s^-1 光强下微拟球藻生长速率最快、生物量最高,且蛋白(5.17 mg·mL^-1)和可溶性糖(2.40 mg·mL^-1) 浓度最大;20 μmol photons·m^-2·s^-1光强下叶绿素a比例最大。光质试验表明,红光对于微拟球藻可溶性糖积累和生长有一定促进作用,其余光质比例对其生长无显著影响,绿光有利于β-胡萝卜素积累,但纯绿光显著抑制蛋白合成。氮浓度为55.40 mg·L^-1时微拟球藻不饱和脂肪酸和二十碳五烯酸占比均达到最大,分别为68.23%和20.50%,且随着氮浓度降低,微拟球藻生长速率、蛋白及还原糖含量均显著降低。同样,随着磷浓度降低,微拟球藻生长速率和蛋白含量均显著下降,磷浓度为2.24 mg·L^-1时更适宜积累可溶性糖。本研究可为微拟球藻在不同环境因子下的营养优化培养提供理论支撑,具有一定的应用意义和经济价值。     

北京植被净初级生产力对物候变化的响应

植被净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）对物候的响应是全球气候变化背景下的重要研究内容,气候变化对植物物候与NPP的影响仍需明了,物候的时空变异规律更需深入探讨。该研究基于2001-2020年MODIS归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）数据提取北京植被物候信息,利用CASA（Carnegie-Ames-Stanford-Approach）模型模拟NPP,通过线性回归、趋势分析和结构方程模型等方法,阐明NPP与物候时空变化特征,探究气象因素和物候变化对NPP的影响。结果显示：1）2001-2020年超过70 %的区域出现生长季开始（Start of Growing Season,SOS）逐渐提前,平均每年提前0.53 d。超过90%的区域生长结束期（End of Growing Season,EOS）逐渐推迟,平均每年推迟0.51 d。2）SOS提前和生长季（Length of Growing Season,LOS）延长均对NPP增长产生显著影响（P<0.05）。SOS每提前1 d,NPP增长3.74 g/m2;LOS每延长1 d,NPP增长2.56 g/m2 。秋季EOS推迟对NPP变化影响不显著。3）春季和秋季,气候通过改变物候（SOS、EOS）对NPP的间接影响大于直接影响,而夏季温度和降雨对NPP的直接影响更大。该研究表明春季物候变化是NPP年际变异的重要驱动因子,春季物候提前导致NPP年总量增加。研究结果是都市区植被生产力如何响应气候变化认识的重要补充。     

吸波材料辅助发泡蓝莓果浆微波冷冻干燥的试验研究

针对常规冷冻干燥时间长、能耗高的问题,试验研究了吸波材料辅助的发泡蓝莓果浆微波冷冻干燥过程,并对产品质量进行了评价。制备了未发泡与发泡两种冷冻样品,分别使用石英和碳化硅底盘进行了常规和微波冷冻干燥试验。结果表明,采用石英底盘在30 ℃、15 Pa下,发泡物料的冷冻干燥时间相比于未发泡物料缩短了39.1%。采用碳化硅底盘在相同条件和2 W微波功率下,发泡物料微波冷冻干燥时间比发泡与未发泡物料常规冷冻干燥分别缩短了14.3%和47.8%;当功率提高至4 W时,干燥时间分别缩短了25.0%和54.3%。常规和微波冷冻干燥产品质量相当,总单体花色苷和总多酚的保留率相比于原果浆均分别在80%和75%以上。结果表明,吸波材料辅助的发泡物料微波冷冻干燥能够大幅度缩短干燥时间、提高干燥过程经济性。