Soil bacterial characteristics between surface and subsurface soils along a precipitation gradient in the Alxa Desert,China

Bacteria in desert soil have unique phylogeny and important ecological functions, and theirresponses to changes in precipitation need further attention. However, relevant studies have mainlyfocused on the surface soil, and studies on the responses of bacteria at different soil depths to variationsin precipitation are rare. Thus, we used 16S rDNA high-throughput sequencing to investigate the changesin soil bacterial distribution along a mean annual precipitation gradient (50–150 mm) in the Alxa Desert,China, and compared the variation characteristics in the surface soil layer (0–10 cm) and subsurface soillayer (10–20 cm). Results showed that soil bacterial communities significantly changed along theprecipitation gradient in both soil layers. However, the subsurface soil layer could support bacterialcommunities with higher diversity and closer internal relationships but more internal competition than thesurface soil layer. Additionally, compared with the surface soil layer, variations in diversity andco-occurrence patterns in the subsurface soil layer were more in line with the changes in the mean annualprecipitation, while bacterial community structure was less variable in the subsurface soil layer. Comparedwith the mean annual precipitation, soil moisture had little influence on the structure and diversity of soilbacterial community but had a high correlation with intercommunity connectivity. Therefore, soilmoisture might play a complex role in mediating environmental conditions and soil bacterial communitycharacteristics. Due to the different responses of surface and subsurface soil bacteria to the changes inprecipitation, it is necessary to distinguish different soil layers when predicting the trends in desert soilbacterial conditions associated with precipitation, and prediction of subsurface soil bacteria may be moreaccurate.     

环鄱阳湖城市群土地利用功能转型及其驱动机制

快速城镇化背景下,推进土地利用高质量转型是实现区域可持续协同发展的重要路径。该研究基于土地利用主导功能,运用综合指数法、耦合协调度模型和时空地理加权回归模型（geographically and temporally weighted regression, GTWR）等方法,分析了环鄱阳湖城市群土地利用功能转型的时空演变特征、耦合协调水平及其驱动机制。结果表明：1）2000—2020年,环鄱阳湖城市群土地利用功能指数从0.20上升到0.55,持续优化提升,但总体上处于中低水平,土地利用功能水平表现为阶段性的变化特征;土地利用功能指数逐渐呈现出中西高、东部低的空间格局。2）生产-生活-生态功能及生产-生活功能的协调度指数持续上升,其余耦合度及协调度指数均呈波动发展的趋势,耦合协调度指数呈现中部和西南部高、东北和西北部低的空间分布格局;以低质量转型为主,平均占比约为50%,功能转型质量有所提升,中西部区县的土地利用功能转型质量要明显优于北部和东部区县。3）不同影响因子的驱动作用存在显著的空间差异。人口密度和城镇化水平的正向驱动作用持续增强,二三产业占比的负向驱动作用增强,人均GDP、人均固定资产投资和人均粮食产量的影响力趋于减弱。应根据各区县土地利用功能的转型阶段,实行差别化的发展政策,补齐区县发展短板,提升功能系统间的耦合协调度。研究结果可为提高区域用地效率,促进土地利用多功能协同发展提供参考和决策依据。     

Mitochondrial Genome Architecture and Evolutionary Origin of the Yao Silkworm,a Living Fossil of the Domestic Silkworm Bombyx mori (Lepidoptera: Bombycidae)

The Yao silkworm is a unique silkworm resource producing yellow flat plate silk that has only been reared by the Baiku Yao ethnic group in Nandan County, Guangxi Province, China for a thousand years. Here, we report the mitochondrial genomes (mitogenomes) of five Yao silkworm strains and 10 local Guangxi strains of the domestic silkworm (Bombyx mori) L. (Lepidoptera: Bombycidae), and use the resulting mitogenomes and the available Bombyx mitogenomes to characterize their genome architecture and trace the evolutionary origin of the Yao silkworm. The five Yao silkworm mitogenomes exhibited genome architectures identical to typical set of 37 mitochondrial genes (13 protein-coding genes, 22 transfer RNAs, and two ribosomal RNAs) and a high level of genome sequence similarity with the domestic silkworm. Mitogenome-based phylogenetic reconstruction provided solid evidence that the Yao silkworm shares a common ancestor with the domestic silkworm. Sliding window analysis uncovered a distinct variation pattern in the mitogenome between the Yao silkworm and the other domestic silkworm strains. The phylogenetic analyses revealed a basal placement of the Yao silkworm among all available domestic silkworm strains, indicating that the Yao silkworm is an ancient population of the domestic silkworm. Our data indicated that the Yao silkworm (B. mori) is a lineage of the domestic silkworm, which for the first time provides insights into the origin of the Yao silkworm.     

基于地理探测器的重庆坡耕地时空格局演变特征及驱动机制

坡耕地是耕地的重要组成部分,分析坡耕地时空格局演变规律及驱动因素,有益于为合理利用坡耕地资源及生态功能修复与保持提供参考。基于2000—2018年坡耕地空间分布信息,利用土地利用转移矩阵、局部空间自相关(Local Spatial Autocorrelation, LISA)、地理探测器(Geodetector)等方法,从坡耕地时空变化特征、坡耕地冷热点格局和坡耕地变化驱动因子等方面开展,揭示重庆坡耕地时空分布特征及驱动因素。结果表明：1)与2000年相比,2018年重庆坡耕地面积减少2.40%,坡耕地2.23万km²,占耕地59.35%。6个区县(渝中、江北、江津、南岸、大渡口、石柱)年均坡耕地变化动态度大于1%,不同区县坡耕地面积变化趋势差异明显。2)近18年坡耕地与林地、草地、水田、建设用地等地类发生显著转移,转出、转入总体较均衡,其中坡耕地退为林地主要集中位于秦巴和武陵山区的石柱、武隆、丰都、云阳等区县,在土地利用转移过程中坡耕地面积呈小幅度减少趋势。3)坡耕地局部空间自相关异质性较显著,大多数区域坡耕地面积呈高-高和低-低聚集状态,热点区集中在渝东北区,...     

江西省县域农业碳排放时空格局及影响因素分析

农业生产是碳排放的主要来源之一,在碳达峰碳中和的时代背景下,厘清区域农业碳排放现状并分析其时空变化和影响因素具有重要意义。江西省是农业大省,近几十年来农业的快速发展伴随着农业碳排放量的升高。因此基于本区域水稻种植、农资投入、土壤利用及畜禽养殖4类主要碳源,构建农业碳排放测算体系,评估2000-2020年农业碳排放量,分析县域农业碳排放空间格局及其驱动机制。结果表明：1）江西省农业碳排放量总量范围在1 098.32万～1 471.94万t;种植业碳排放强度整体呈下降趋势,范围在2.50～3.87 t/万元,畜牧业碳排放强度整体亦呈下降趋势,范围在0.76～2.03 t/万元;各碳源碳排放总量和其占农业碳排放总量的比例大小依次为：水稻种植（806.72万t,61.15%）、畜禽养殖（243.57万t,18.57%）、农资投入（237.39万t,18.02%）、农田土壤利用（29.60万t,2.26%）;2）江西省县域农业碳排放量空间特征明显,高碳排放区均集中于鄱阳湖平原地区以及吉泰盆地;农业碳排放强度空间分布由相对离散到集中在赣北地区;整体上江西省碳排放总量的重心向北移动;3）农业碳排放效...     

毛乌素沙地草地畜牧业经营模式的开发与示范

根据盐池县毛乌素沙地自然特点,坚持以发展种植业、畜牧业为主线,以科技创新为动力,开发出5种毛乌素沙地草地畜牧业经营模式并进行示范,以扩宽增加农民经济收入渠道,促进区域经济的发展,实现生态环境、经济、社会的协调发展。     

峰丛洼地石漠化区景观格局的形态学特征及空间演变规律

[目的] 探究峰丛洼地石漠化区景观格局的形态学空间分布特征,为揭示峰丛洼地石漠化区景观格局动态变化和生态保护的可持续发展提供理论参考和指导。[方法] 利用形态学空间分析(MSPA)方法对岩溶石漠化景观识别、处理、分类得到核心、环线等互不重叠的7类景观类型,应用景观动态度、景观格局指数、景观转移矩阵和热点分析探究峰丛洼地石漠化区景观格局的形态学时空演变特征。 [结果] ①2000年形态学景观类型分布最广(190.60 km²),2022年分布最少(147.32 km²),在形态学景观类型中核心是研究区内主要的景观类型,2000年面积最大为121.62 km²,2022年面积最少为76.05 km²,主要分布在研究区西北部和南部区域;孤岛在形态学景观类型中面积最小,其面积1990年最少为1.12 km²,2022年最多为3.07 km²,孤岛和分支等景观类型分散分布在各核心之间。 ②研究区形态学景观空间分布趋于分散,且形态学景观多样性、复杂程度和景观破碎化程度增加;研究时段内,形态学景观类型单一动态度分别为0.10,-0.18和-2.13,说明形态学景观面积呈现收缩趋势并且形态学景观类型1990—2000年发育最为剧烈,2000—2010年发育最为平缓。 ③形态学景观类型转移方向主要是核心景观类型转移为边缘和孔隙景观类型,总体来看形态学景观主要转移方向是形态学景观转移为背景,并且背景的转入量大于转出量。高—高聚集区域呈现出向磨合村、老街村和安乐村扩张的趋势,低—低聚集区域呈现出向三光村和老街村扩张的趋势。 [结论] 研究区形态学景观面积处于快速减少阶段且形态学景观类型趋于复杂,核心是主要的形态学景观类型,形态学景观的演变特征主要由核心的变化导致。     

马铃薯冬种不同种植方式对比试验

马铃薯冬种多种种植方式对比试验结果表明:稻草覆盖免耕大畦种植方式,综合性状好,产量高,增产效果显著,最适宜本地推广;稻草覆盖免耕小畦种植方式,综合性状表现较差,产量低,不适宜推广;普通地膜(白色)和黑膜覆盖翻耕小畦种植二种种植方式,出苗快,出苗率高,产量较高,但生长后劲不足,且薯体商品性差,可以选择性推广;普通地膜和黑膜 稻草覆盖免耕小畦种植二种种植方式,出苗慢,出苗率低,产量较低,且经济性状表现差,不适宜本地推广。     

基于声振信号对称极坐标图像的苹果霉心病早期检测

为实现苹果早期霉心病较高精度的检测,该研究采用对称极坐标法（Symmetrized Dot Pattern,SDP）将苹果声振信号变换为雪花图,然后采用AlexNet、VGG16和ResNet50卷积神经网络以迁移学习方式深度挖掘SDP雪花图像的特征信息,将其输入到支持向量机（Support Vector Machine,SVM）分类器,对霉心程度≤7%的苹果进行检测。研究结果表明,当时间间隔系数为25和角度放大因子为50°时,健康果与早期霉心果声振信号的SDP图形状特征差异最大,在此条件下获取的SDP图经卷积神经网络AlexNet、VGG16和ResNet50提取特征并构建了不同核函数的SVM霉心果检测模型,在各类SVM模型中,ResNet50-SVM-gaus（高斯基）模型用相对较少的训练时间和参数量可取得训练集霉心果较高分类准确率,经超参数优化训练该模型对健康果和早期霉心果测试集不平衡样本（10∶1）的总体分类准确率达到96.97%,平均查准率、平均查全率、平均加权调和均值、Kappa系数和马修斯相关系数值分别为80.19%、90.36%、86.21%,82.54%和82.68%,该模型不仅对多数类的健康果保持较高分类准确率,而且对少数类的早期霉心果也具有较高判别能力。这些研究结果为声振法应用于果蔬内部病害的早期在线检测系统研发提供了技术支撑。     

利用OWA和电路模型优化黄河流域甘肃段生态安全格局

从生态系统服务视角出发优化生态安全格局,对于维护区域生态安全格局,确保经济社会稳定发展意义重大,但现有研究缺乏对多种生态系统服务之间权衡情景下生态系统状况的认知。该研究以黄河流域甘肃段为研究单元,在测度2019年食物供给、碳固定、产水量、土壤保持及生境质量5种典型生态系统服务的基础上,利用有序加权平均(Ordered Weighted Averaging,OWA)模型识别出生态系统服务权衡度最高的优先保护区作为生态源地,利用最小累积阻力模型和电路模型识别生态廊道和战略点区域,进行生态安全格局构建与优化。结果表明:黄河流域甘肃段生态源地斑块共计169个,总面积27 460.56 km2,约占研究区总面积的19.2%。5种生态系统服务之间在全流域尺度下呈现出协同关系,甘南高原、陇中、陇东黄土高原由于受地形气候和植被覆盖以及人类活动的影响,生态系统服务差异显著。利用电路模型提取得到441条生态廊道,总体呈网状分布,贯穿东西,识别出生态节点49个。提出构建"四轴、六区、多中心"的黄河流域甘肃段生态安全空间布局优化体系,形成功能化、网络化的区域生态空间优化结构。