橘色海菊蛤人工繁育技术研究

本研究以野生橘色海菊蛤(Spondylus aurantius)为材料,观察了橘色海菊蛤的亲体催熟、胚胎及稚贝的发育过程,比较了不同温度条件下胚胎发育速度及不同材质和采苗深度对海菊蛤附着效果的影响。结果显示,野生橘色海菊蛤在养殖池经自然催熟后性腺饱满,发育成熟;采用“晾干+流水+高温”刺激获得了橘色海菊蛤优质精卵,并成功完成了受精;受精卵通过不均等卵裂,依次发育为多细胞卵裂期、囊胚、担轮幼虫、D形幼虫、壳顶幼虫、匍匐幼虫和稚贝,累计耗时25～27 d。受精卵在温度为28℃和32℃时均可发育至稚贝,且在水温为32℃时,胚胎各个阶段发育速度均快于28℃。室内不同水层采苗结果显示,底层采苗器附着密度要显著高于上层(P<0.05);不同附着基材质附着密度结果显示,室内采苗阶段黑蝶贝壳附着效果最好,而后依次为海菊蛤壳>牡蛎壳>混凝土饼>黑色遮阳网>绿色聚乙烯网片。在自然海区养殖30d后,海菊蛤壳和牡蛎壳附着及生长效果最优。本研究首次成功开展了橘色海菊蛤人工繁育,获得了其胚胎和稚贝发育规律,研究结果可为该物种在南海人工规模化养殖提供支撑。     

基于Sentinel-2多光谱数据的棉花叶面积指数估算

棉花叶面积指数（leaf are index, LAI）的快速、准确获取对棉花长势监测、发育期诊断、面积提取以及产量估算等遥感监测具有重要意义。该研究利用2017年和2018年的Sentinel-2多光谱卫星数据及大面积田间试验观测获取的棉花不同发育期LAI实测数据,构建了基于单波段反射率及各类植被指数的棉花不同发育期及全发育期LAI估算模型,并采用留一验证（LOOCV, leave-one-out cross validation）和交叉验证对模型精度进行了检验。结果表明：1）对于单波段反射率,基于中心波长为842 nm波宽为145 nm的B8近红外波段对不同发育期LAI估算精度最优均方根误差（RMSE, root mean square error, RMSE=0.378）;2）对于各类植被指数,花蕾期（20170616）和花铃期（20170802）时增强植被指数（EVI, enhanced vegetation index,）表现最佳（RMSE分别为0.352和0.367）,开花期（20180623）时校正土壤调节植被指数（MSAVI2, modified soil adjusted vegetation index 2,）估算精度最高（RMSE=0.323）;3）单波段反射率和各类植被指数对全发育期LAI的估算均要优于对单个发育期LAI的估算,其中基于IRECI指数的（inverted red-edge chlorophyll index）全发育期LAI估算模型精度最佳,LOOCV检验RMSE=0.425,交叉检验RMSE=0.368;将基于IRECI的全发育期LAI估算模型应用到单个发育期LAI估算并与各单个发育期LAI估算模型精度对比,发现交叉验证RMSE平均值仅比LOOCV验证RMSE平均值高0.07,反映了全发育期LAI估算模型良好的普适性。该研究为农作物LAI估算提供了新的数据选择,完善了Sentinel-2卫星数据在LAI估算中的应用领域。     

华北土石山区荆条潜在蒸散量及作物系数分析

目的 研究荆条灌丛的潜在蒸散量及作物系数变化趋势,为半干旱区水资源管理及植被建设提供依据。 方法 利用河南黄河小浪底地球关键带国家野外观测站2021年5—10月份的蒸渗仪数据、逐日气象数据、荆条叶面积指数（LAI）及新梢生长量数据,利用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量（ET0）,分析生长状况基本一致、水分充足条件下的荆条不同生育期的潜在蒸散量、作物系数的变化趋势及其与生长指标的关系。 结果 （1）在荆条生育期内,ET0值整体呈下降趋势,5、6月份较高,7月份后开始下降,ET0总值为630.86 mm,日均值为3.43 mm·d−1。（2）荆条生育期内荆条灌丛的潜在蒸散量呈抛物线式变化,表现为开花期最大,总值为336.26 ± 18.19 mm,日均值为5.51 ± 0.30 mm·d−1;结果期和展叶期次之,落叶期最小,总值为41.57 ± 3.61 mm,日均值为1.98 ± 0.17 mm·d−1;整个生育期的总值为716.47 ± 40.21 mm,日均值为3.89 ± 0.22 mm·d−1。（3）荆条灌丛LAI和新梢生长量在5、6月增长较快,之后变缓。其中LAI在8月达到最大值（2.93 ± 0.07）,之后开始下降,10月降为最小值（1.63 ± 0.08）。新梢在5月增长量最大,为6.85 ± 0.25 cm,10月基本停止生长。（4）荆条作物系数在生育期内呈先增后降的变化趋势,结果期最大（1.45 ± 0.22）,开花期次之（1.25 ± 0.13）,展叶期（0.98 ± 0.05）和落叶期（0.95 ± 0.14）最小,整个生育期平均为1.28 ± 0.16。作物系数与叶面积指数呈极显著正相关（p＜0.01）,决定系数R2为0.736,与新梢生长量相关性不显著（p＞0.05）。     

平原沙土区不同林分类型下土壤有机碳库特征及其影响因子

目的 明晰不同林分类型下土壤有机碳库特征,以期为平原沙土区土壤碳库的提高和生态恢复提供理论依据。 方法 以江苏省平原沙土区丰县16年生杨树纯林、柳树纯林、杨柳混交林3种林分类型及相邻的撂荒地（对照）为对象,测定0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm等5个土壤层次有机碳及活性组分和土壤酶活性,计算土壤碳库管理指数,并对土壤有机碳库特征和环境因子进行相关性分析。 结果 （1）3种林分类型及对照各土层有机碳含量和储量范围分别为1.03～5.88 g·kg−1和3.53～17.55 t·hm−2。与对照相比,0～100 cm土层,3种林分类型土壤有机碳含量增加了45.2%～82.2%。杨树纯林0～100 cm土层有机碳储量分别是柳树纯林、杨柳混交林和对照的1.23、1.24、1.83倍。（2）与对照相比,0～100 cm土层,3种林分类型的土壤易氧化有机碳、可溶性有机碳和微生物生物量碳含量分别提高了28.6%～48.0%、6.8%～9.7%和21.6%～33.4%。3种林分类型土壤碳库管理指数显著高于100%（P<0.05）。（3）林分类型显著影响土壤蔗糖酶和多酚氧化酶活性（P<0.05）,杨柳混交林0～100 cm土层多酚氧化酶活性显著高于杨树纯林和对照（P<0.05）。（4）相关性分析表明,土壤有机碳库特征受多酚氧化酶和β-葡萄糖苷酶活性显著影响,有机碳含量和储量、易氧化有机碳含量及碳库管理指数受蔗糖酶、过氧化物酶活性显著影响,微生物生物量碳受蔗糖酶活性显著影响。冗余分析表明,土壤碳氮比和细根生物量是土壤有机碳库特征的主要影响因素。 结论 平原沙土区营造人工林提高了土壤有机碳及活性组分和有机碳库稳定性,杨树纯林提高土壤有机碳储量效果最好。     

广东不同林龄乔木生物量及物种多样性与叶面积指数的关系

以广东的4个自然保护区和2个生态功能区的5种林龄的林分为研究对象,用样地调查法、生物量实测方法结合植物冠层分析仪对各样方的总生物量、乔木层的生物量、多样性指数和叶面积指数进行测定,分析其分布特征及相关关系。结果表明：总生物量为乔木层>灌木层>草木层,其中乔木层成熟林的生物量显著高于其他龄组,生物量关系为成熟林>近熟林>中龄林>过熟林>幼龄林,呈单峰型变化,在成熟林阶段达到峰值。乔木层LAI值在0.77~4.19;乔木层随着林龄的变化,LAI差异依次为中龄林>成熟林>近熟林>过熟林>幼龄林,呈倒“U”型变化;乔木层LAI与乔木层生物量存在正相关关系,相关显著;中龄林的乔木层LAI显著高于幼龄林和过熟林,中龄林、近熟林和成熟林的乔木层LAI差异不明显。不同林龄乔木层Shannon-Winner指数为近熟林>中龄林>过熟林>成熟林>幼龄林,总体趋势呈“S”型变化;不同林龄乔木层Pielou均匀度指数为成熟林>近熟林>中龄林>过熟林>幼龄林,总体趋势呈单峰型变化,峰值在成熟林阶段;乔木层Shannon-Winner指数、乔木层Pielou均匀度指数均与乔木层生物量呈线性显著正相关。因此,不同林龄下乔木层生物量、乔木层物种多样性指数和乔木层叶面积指数均存在差异;乔木层多样性指数与乔木层生物量存在正相关关系;乔木层叶面积指数与乔木层生物量存在正相关关系。     

基于无人机遥感的夏玉米水分胁迫指数改进方法

冠层温度（canopy temperature,Tc）是作物水分胁迫计算的基础。准确地剔除热红外图像中的土壤背景,可以提高作物水分的监测精度。该研究以4种水分处理的拔节期夏玉米为研究对象,借助无人机可见光和热红外图像,采用红绿比值指数（red-green ratio index,RGRI）法提取研究区域的面状玉米冠层温度的空间分布信息,并分析每幅热红外图像上冠层温度的累积频率。该并提出了两种改进作物水分胁迫指数（crop water stress index,CWSI）性能的方法,一是使用基于正态分布的不同统计分位数分割冠层温度,并基于不同统计分位数上的平均冠层温度计算CWSI（记为CWSITcF%）。二是基于冠层温度方差（canopy temperature variance,Var）,将玉米冠层数据分为4个区间：区间Ⅰ,Tc≤40,Var≤10;区间Ⅱ,Tc≤40,10< Var≤20;区间Ⅲ,35< Tc<45,Var>20;区间Ⅳ,40< Tc<50,0< Var≤20,并在各自区间上选择最敏感的统计分位数计算CWSI（记为CWSIn）。研究结果表明：1）利用2020年和2021年两年数据计算的CWSIn与作物生理指标（气孔导度Gs、净光合速率Pn、蒸腾速率Tr）间的决定系数R2分别为0.72、0.52、0.62 ,nRMSE分别为23.96%、24.06%、25.60%,模型拟合精度高于原始CWSI（R2分别为0.73、0.34、0.46,nRMSE分别为23.69%、28.27%、30.21%）,但与CWSITcF%差别不大（R2分别为0.74、0.54、0.61,nRMSE分别为22.87%、23.74%、25.61%）;2）虽然CWSITcF%能提高诊断作物水分胁迫的精度,但最敏感的冠层温度区间在年际间相差较大（2020,61.17%;2021,49.38%;两年数据,83.51%）,而CWSIn稳定性更高（与生理指标间的nRMSE分别为：2020年16.60%、27.37%、28.49%;2021年21.60%、18.95%、22.64%）。因此,综合来看 CWSIn可以更加精确地监测作物水分胁迫,利用该改进方法可为无人机遥感精准监测作物水分胁迫状况提供参考。     

近20年黄河流域甘肃段植被覆盖度变化与驱动因素分析

黄河流域甘肃段作为我国重要水源涵养区和北方防沙带建设区,掌握其植被变化及驱动力对流域生态保护和高质量发展具有重要意义。基于2001—2022年MODIS NDVI数据集,利用像元二分法、变异系数、趋势分析法、Hurst指数和地理探测器,分析了近20年来黄河流域甘肃段植被变化趋势及驱动力。结果表明：2001—2022年黄河流域甘肃段FVC在波动中呈上升趋势,植被生长呈向好趋势。近20年间黄河流域甘肃段近1/2区域具有相对高-高波动性,主要集中分布在流域北部的黄土高原区,中波动性、相对低-低波动性主要分布在甘南高原区和陇南山地等区域。黄河流域甘肃段大部分地区植被呈改善趋势,少部分区域表现为退化,未来植被变化将呈反持续性。驱动力分析表明降水量、植被类型和土壤类型对黄河流域甘肃段植被覆盖起主导作用。     

水产动物肌酸营养的研究进展

为研究饲料中添加胍基乙酸（GAA）对斑点叉尾鮰生长、肝脏抗氧化以及肌肉能量代谢的影响。本实验共设计4个实验组,分别投喂含0（对照组）、300、600和900 mg/kg GAA（GAA0、GAA300、GAA600和GAA900）的等能等氮饲料,实验周期8周。结果显示,各添加GAA组末均重（FBW）和增重率（WGR）较对照组均有提高趋势,但差异不显著;添加GAA显著影响脏体比（VSI）和腹脂率（IPF）,在GAA300组VSI和IPF最低;以IPF和VSI为评价指标,通过二次函数分析获得GAA最适量分别为275和150 mg/kg。添加GAA对全鱼水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分均无显著影响,对肌肉中游离氨基酸和脂肪酸均无显著影响,但能显著提高肌肉中羟脯氨酸（HYP）含量,改善肌肉品质。添加GAA可提高肝脏抗氧化能力,其中GAA300组的总抗氧化能力（T-AOC）和超氧化物歧化酶（SOD）活性显著高于对照组。添加GAA可改善肌肉能量代谢,其中GAA300组的琥珀酸脱氢酶（SDH）和丙酮酸激酶（PK）活性显著高于对照组。研究表明,饲料中添加GAA对斑点叉尾鮰生长及饲料利用无显著促进作用,但添加150~300 mg/kg GAA能降低斑点叉尾鮰腹部脂肪含量和脏体比,并能提高肝脏抗氧化能力和肌肉能量代谢。

     

剑湖大型底栖动物群落结构及多样性

在剑湖选择11个采样点,于2011年1月、4月、6月和10月按季度4次对大型底栖动物进行采样调查,共发现大型底栖动物52种,主要为软体动物、水生昆虫和环节动物种类。大型底栖动物的密度和生物量时空分布差异明显,密度表现为冬季>春季>夏季>秋季;生物量表现为夏季>春季>秋季>冬季。各采样点全年密度为16~23840个/m2,最高密度出现在采样点A左,最低密度则在采样点E右;生物量全年为168~234347g/m2,以采样点D最高,采样点I最低。Margalef丰富度指数全年为010~275,最高值出现在秋季,最低值出现在夏季;Shannon-Wiener指数、Simpson生物指数和Pielou均匀度指数全年分别为009~109、003~065和003~143,最高值均出现在夏季,最低值均出现在冬季。