基于北京市第六次森林资源二类调查数据,区划北京山区森林景观类型,并应用InVEST模型评估北京山区森林生态系统的水源涵养功能。结果表明: 总面积为479 209 hm²的北京山区森林可划分为18种类型,其水源涵养总量为16.2万亿m³,平均水源涵养深度为75 mm; 各森林类型的水源涵养深度差异很大,落叶松人工林最大,为148 mm,其他阔叶人工林最小,为47.6 mm; 在各类森林水源涵养总量方面,天然柞树林最高,为8.25万亿m³,其他阔叶人工林最小,为60.7亿m³。

利用1995年6月和2009年6月的TM卫星影像数据,计算西安市同期的归一化植被指数(NDVI),并以此为基础,反演植被覆盖度,通过植被覆盖度大于0.1的归一化植被指数的差值分级,量化分析西安市1995—2009年的植被状况。结果表明: 西安市NDVI均值从1995年的0.252 2提高到了2009年的0.388 2,山区与前山缓坡带NDVI高,平原区受夏收刚过的耕地裸露的影响,NDVI低; 从1995年到2009年,极低覆盖度、低覆盖度和高覆盖度植被的面积均有所减少,占全市土地面积的比例分别降低了1.05%和22.25%和1.81%,而中覆盖度和极高覆盖度植被的土地面积分别增加了12.68%和12.43%; NDVI差值指数统计结果显示,无论是全市还是各地势分区,均以中度改善和极度改善的面积为主体,市域内二者合计面积占到了全市有植被覆盖土地面积的86.81%,而全市域植被退化面积仅占全市有植被覆盖土地面积的5.57%; 生态退化区域主要分布在市区、户县与周至县行政边界交汇区的北部区域和山区太白山主峰一带,生态极度改善区域主要分布在山区与关中平原区的交错带一线、周至县的黑河河谷、地跨临潼区与蓝田县的骊山山区和周至县的平原区等地。

采用SPSS软件定量分析青海湖湖东沙地人工治理沙丘风沙流结构中总输沙率与风速、不同高度处的输沙率与风速及不同风速下的输沙率与高度的关系,并比较人工治理沙丘和流动沙丘在风速相同和输沙率相近时的风沙流结构。结果表明: 人工治理沙丘上总输沙率随风速的增大而增加,当风速大于11 m·s^-1时,增加显著;0~2 cm高度层输沙率随风速增大变化规律不明显,有一定的偶然性及随机性,2~60 cm的29个高度层输沙率随风速增大而变大,但是简单的曲线拟合无法反映其变化规律; 2种沙丘输沙率随高度的变化均呈指数规律递减,当风速相等时人工治理沙丘的输沙率较小,当输沙率相近时人工治理沙丘的风速大于流动沙丘且风沙流结构同流动沙丘有明显不同。

对茶条槭细胞培养动力学进行研究,在培养周期内不同的培养阶段测定茶条槭细胞生长和培养基中碳源、氮源、磷源的消耗,电导率的变化,以及细胞的鲜质量与干质量的变化,从而了解细胞生长、营养消耗与次生代谢产物积累的基本规律,为建立结构化动力学模型奠定基础。研究结果表明: 1)茶条槭细胞悬浮培养周期约为15天,经过15天的悬浮培养,最大生物量和没食子酸含量分别达到了11.3 g·L^-1和0.49%。细胞的最大比生长速率和没食子酸的最大比生成速率分别为0.541 d^-1和0.682 d^-1。没食子酸的比生成速率当细胞比生长速率在0.3~0.4 d^-1时较高。没食子酸的积累和茶条槭细胞的生长模型为部分生长偶联型。2)培养过程中培养基的电导率逐渐下降,到第21天时达到最低点,之后电导率略微上升。3) 经过15天的培养后,培养基中磷源和蔗糖,消耗殆尽; 在细胞培养前期细胞吸收铵盐较快, 12天时已消耗殆尽,而细胞吸收硝酸盐开始速度较慢,6天细胞开始大量吸收硝酸盐,15天时培养基中的硝酸盐达到最低值。

研究沙冬青细胞经茉莉酸甲酯(MeJA)瞬时处理后发生的Ca²⁺离子流、H₂O₂含量及质膜电位的变化情况。结果表明: MeJA引起沙冬青细胞H⁺质子内流、H₂O₂积累及膜电位去极化。胞内钙库抑制剂钌红预处理细胞后,抑制了MeJA处理引起的H⁺质子内流、H₂O₂的积累及膜电位去极化; 表明MeJA瞬时处理后,胞内钙库中Ca²⁺的释放是细胞随后产生的响应 。H₂O₂清除剂预处理彻底抑制MeJA引起的H⁺质子内流及质膜电位的去极化反应,证明H₂O₂的积累位于H⁺质子内流的上游,H⁺质子内流是沙冬青细胞膜电位去极化的主要原因。

通过测定CO₂浓度倍增条件下肋果沙棘幼苗气体交换特征、水分利用效率、叶片性状和生长特性,研究青藏高原特有种肋果沙棘对大气CO₂浓度升高的生理生态响应。结果表明: CO₂浓度倍增可显著提高肋果沙棘幼苗的净光合速率、水分利用效率,促进幼苗营养器官(根、茎、叶)生物量和总生物量的积累,且肋果沙棘趋于向地上部分(尤其是茎)分配更多的干物质。CO₂浓度倍增使肋果沙棘幼苗比叶面积、平均单叶面积、叶片氮含量分别降低27%,33%和41%,碳氮比增加73%,而叶片碳含量无显著影响。CO₂浓度升高条件下肋果沙棘幼苗不仅通过增加光合能力、水分利用效率和生物量累积产生明显的"施肥效应",而且通过降低比叶面积、平均单叶面积和叶片氮含量表现出较强的下调适应能力,进而有利于其应对更为复杂的生存环境。

用焦锑酸钙沉淀的电镜细胞化学方法,研究露天生长的北海道黄杨低温胁迫过程中叶肉细胞Ca²⁺的动态变化。结果表明: 与夏季的叶肉细胞相比,从11月份到翌年1月期间,Ca²⁺沉淀颗粒起初主要分布在细胞间隙和液泡,细胞质中有少量的Ca²⁺沉淀颗粒,大多数叶绿体中的淀粉粒消失,嗜锇颗粒增加;随后逐渐变化为胞间隙和液泡中Ca²⁺沉淀颗粒减少,而细胞质基质的Ca²⁺沉淀颗粒显著增加。在此期间叶肉细胞的一些叶绿体膜泡化,出现解体现象; 线粒体的数量增加; 中央大液泡变成数个小液泡。低温胁迫过程中叶肉细胞Ca²⁺的浓度和分布的变化与细胞超微结构的变化存在一定的相关性。

从低温诱导的巨桉幼苗中克隆到2条CBF的全长cDNA序列,命名为EgrCBF 1 和EgrCBF 2 ,全长分别为1 062 bp和1 203 bp,编码220个氨基酸和196个氨基酸,命名为EgrCBF 1 和EgrCBF 2 (GenBank登录号分别为: JQ068827; JQ068828),都包含1个AP2结构域。2个基因编码的蛋白都与冈尼桉中CBF蛋白(DQ241820)具有很高的同源性,与EguCBF1a的同源性分别达到了91%和80%。RT-PCR分析表明,EgrCBF 1 主要在叶和根中表达,而EgrCBF 2 在叶、茎和根中都有表达。对不同低温条件(0,2,4,6,8 ℃)和4 ℃ 2,4,8,24,48 h处理下EgrCBF 1 和EgrCBF 2 的qRT-PCR分析表明: 2个基因都受低温诱导,并在2 ℃时诱导水平达到最高; 4 ℃下随低温时间的延长,它们的诱导表达特性都呈先升后降的趋势。在100 μmol·L^-1 ABA,200 mmol·L^-1 NaCl和干旱处理下,EgrCBF 1 受ABA和干旱诱导,EgrCBF 2 则受干旱和高盐胁迫诱导。

锌指蛋白在原核生物与真核生物基因转录调控中发挥着重要作用。采用RT-PCR和RACE技术,从绿竹叶片中分离到1个锌指蛋白基因,命名为BoBZF (GenBank登记号: EU606025)。BoBZF cDNA全长1 076 bp,编码256个氨基酸。蛋白结构分析表明,其编码的蛋白具有2个B-Box结构域,属于B-Box型锌指蛋白。组织特异性表达显示BoBZF 在叶片、叶鞘、幼茎和根中均有表达,其中在叶片的表达丰度较高。将BoBZF置于CaMV 35S启动子控制下,构建到载体pBI121的多克隆位点,并转化拟南芥。RT-PCR分析表明,BoBZF已在拟南芥中表达。转基因植株耐旱性明显提高,意味着BoBZF与竹子的耐旱能力有关。

以36个月季品种为材料,应用荧光SSR标记进行月季品种分子鉴定和品种间遗传关系研究。结果显示8个SSR位点检测出85个等位基因变异,等位基因变异范围为6~15个,平均每个位点产生10.6个等位基因变异。结合8个SSR位点,每个品种均具有独特的等位基因表现型,其中位点Ra043a品种鉴定的分辨率最高,产生32个等位基因表现型,区分所有品种最少需要2个SSR位点。品种间成对遗传相似度变幅介于0.105~0.791之间,聚类结果显示36个品种聚为6类; 中国月季聚为一类,与其他月季品种存在遗传差异,起源相近月季品种分别聚为一类。研究认为SSR标记在月季品种鉴定中具备可行性,还可用于品种的遗传关系分析。现代月季遗传背景的深入研究可为未来月季新品种培育、种质资源保存等提供参考依据。

以分布在天山北坡的7种野生果树幼苗为研究对象,测定比叶面积(SLA)、木材密度、叶片厚度、茎皮厚度及根、茎、叶器官的N,P,K含量等功能性状指标,分析影响植物功能性状的环境因子。结果表明: 7种野生果树幼苗各项功能性状测定指标均差异显著(P＜0.05),新疆野苹果木材密度最小,酸枣木材密度和比叶面积均最大,但叶片厚度和茎皮厚度均最小,胡桃比叶面积最小,但茎皮厚度最大; SLA与叶N含量呈显著正相关(P＜0.05); 不同树种的根、茎、叶器官的N,P,K含量,除茎P含量差异不显著外(P＞0.05),其他均差异显著(P＜0.05); 酸枣和新疆桃的根、茎、叶器官N,P,K含量均相对较高,辽宁山楂和胡桃各器官养分含量均相对较低。7个树种的叶N含量平均为28.4 mg·g^-1,较报道的国内外陆地植物叶片N含量平均水平高,叶P含量平均为2.20 mg·g^-1,也相对高于国内陆地植物叶片P含量平均水平,近似于全球平均水平; 新疆桃和酸枣的养分利用率较低,辽宁山楂和胡桃的养分利用率较高,其他3个树种居中。

利用3期TM遥感数据、652块地面调查样地数据,湿地分布图、植被分布图及地形图数据,对三江源高寒湿地典型区近20年的变化趋势进行分析。结果表明: 各种地类的面积均有不同程度的变化,河流、湖泊、低盖度草地、沼泽地等4种类型的面积呈下降趋势,中盖度草地、高盖度草地、河滩地、裸岩石砾地和沙地等5种类型的面积呈上升趋势。减少幅度最大的是沼泽地16.73%,增加幅度最大的是沙地123.58%。河流、湖泊、沼泽地和河滩地等湿地面积从1990年到2007年共减少40 320.92 hm²,占湿地总面积的11.18%,减少速度为每年0.66%。由此估计,如果不实施保护,大约在150年之后,该区域的湿地将全部消失。不同时期各地类面积组分排序没有发生变化,表明地类在该区域所占空间大小的比例相对稳定。从斑块类型水平看,随着地类面积的减少,斑块形状的复杂性、破碎化、离散分布减弱。从景观水平看,多样性、均匀度、聚集度增加,优势度下降。

为实现人工林的近自然化改造,以帽儿山樟子松人工林为研究对象,以可视化模拟为手段,以林分空间结构优化为目标,以常用空间结构参数(角尺度、混交度、大小比)为切入点,按照森林演替的一般规律构建樟子松人工林的空间结构优化方案,并将其与林分三维可视化模拟模型进行耦合,建立樟子松人工林三维可视化经营模拟系统。模拟实例表明: 林分的平均角尺度从0.461提高到0.487,林木分布格局由均匀分布变为随机分布; 林分混交度由0.284上升到0.308,混交程度得到提高; 林分大小比由0.515变为0.481,林木个体生长的优势程度得到提高; 基于林分空间结构的择伐,使林分空间结构得到了显著优化。该系统可以在虚拟森林环境中实现对森林经营过程的模拟、经营方案的评价和优化、林分未来生长状况的预测以及森林经营活动对林分结构的影响,为我国人工林的科学经营和管理提供一个全新的平台。

对天牛科4亚科32种天牛的28S rDNA基因部分序列进行测定和分析, 并结合GenBank数据库中6种天牛的28S rDNA基因部分序列,采用最大简约法和贝叶斯法重建天牛科7亚科38种天牛的系统发育树,探讨它们之间的系统发育关系。在获得的772 bp的序列中,保守位点521个,占全部位点的67.5%; 简约信息位点136个,占全部位点的17.6%。G+C的平均含量为60.8%,明显高于A+T的平均含量,碱基组成偏向G和C,转换稍高于颠换。系统发育树表明:天牛亚科、锯天牛亚科、花天牛亚科及沟胫天牛亚科均为单系群,与传统形态分类结果一致。28S rDNA序列是一种有效的解析天牛科高级分类阶元系统发育关系的分子标记。

近几年来,浙江省宁波市区的黄山栾树发生严重的裂皮病,主干树皮和韧皮部大量开裂、龟裂、变褐色,随后大块脱落,裸露的木质部也变为褐色。病害严重的树木,春季新梢发生少、夏季叶片萎蔫,发病严重时树木枯死。以变褐木质部为材料,对病菌进行分离。通过田间致病性测定以及人工接种后再分离病菌;证明编号为KL-1-2的真菌菌株为该病的致病菌;该病菌在PDA上菌落边缘不整齐,初期灰白色,后转为墨绿色或黑色;菌丝发达,绒毛状,有分隔,不规则分支;分生孢子椭圆形或卵形,初期单胞无色,老熟后变褐色,近中部有一横隔;分生孢子大小为(23.2~27.0) μm×(10.8~16.2) μm(平均25.3 μm×13.6 μm)。rDNA ITS序列分析结果表明:该菌与可可毛色二孢同源性为99%。运用形态学及ITS-rDNA序列分析方法对菌株KL-1-2进行鉴定,确定为可可毛色二孢。

以黑龙江帽儿山12种草本可燃物为研究对象,用热重分析法对其升温速率为10 ℃·min^-1的慢速热解过程进行研究,利用TG-DTG曲线分析它们的热解特性,得到了纤维素和木质素的热解与温度、失重量以及失重速率的关系。结果表明:空气气氛下12种草本可燃物的热解均经历3个主要阶段,根据3个阶段的平均失重速率和初始分解温度,可对12种草本可燃物在不同燃烧阶段的燃烧性进行评价。这3个阶段是:1)失水阶段,温度范围是室温~120 ℃,根据该阶段的平均失水速率和初始热解温度判断,猴腿蹄盖蕨、芍药和耧斗菜最易燃;2)综纤维素热分解阶段,温度范围是100~370 ℃,根据综纤维素的平均分解速率判断,耧斗菜的有焰燃烧最剧烈;3)木素热分解阶段,温度范围370~500 ℃,根据木素的平均分解速率判断,宽叶山蒿和蚊子草无焰燃烧最剧烈。

林火是森林生态系统中特殊而重要的生态因子,亦是导致植被和土壤碳储量动态变化的重要干扰因子。森林火灾的碳排放对气候变化及大气碳循环具有重要影响,科学有效地对其进行计量,对了解区域和全球的森林生态系统碳循环和碳平衡具有重要意义。根据大兴安岭野外森林可燃物的调查数据和2010年森林火灾统计资料,利用GIS技术工具,通过野外火烧迹地调查与室内控制环境实验相结合的方法确定各种计量参数,从林分水平上,采用排放因子法,估算大兴安岭2010年森林火灾碳排放量和含碳气体排放量。结果表明:大兴安岭2010年森林火灾碳排放量为117 870.62 t;含碳气体排放量CO₂、CO、CH₄和NMHC分别为379 606.01,23 425.74,1 081.46和758.61 t。虽然针阔混交林火烧面积占总过火面积的26.35%,但是碳排放量只占总排放量的13.79%,而2种偃松林型的火烧面积只占总过火面积的29.92%,碳排放量却占总排放量的50.35%,对此提出了相应的林火管理策略。研究结果为正确认识森林火灾对区域碳平衡及全球生态环境的影响提供参考数据。

利用近红外光谱结合多变量回归分析中常用的主成分回归(PCR)和偏最小二乘法回归(PLSR)分析预测法来判别木材的生物腐朽,并与前期采用的SIMCA和PLS-DA 2种判别方法进行对比分析。结果表明:1) 应用近红外光谱结合多变量回归分析方法对校正集样本建立的判别模型,其校正及验证结果与标准值的相关性很高,相关系数均大于0.95,SEC和SEP都很低(0.07~0.20),利用模型对未参与建模的样本进行检测,发现2个模型对未腐朽、白腐和褐腐3种类型样本的判别准确率均为100%(偏差都小于0.27);2) 对于相同样本集的判别效果,PLSR法比PCR法的判别效果好,且二者都比采用SIMCA法的效果好,并都与PLS-DA法的判别结果相近,说明利用近红外光谱结合回归分析预测法能有效地检测木材的生物腐朽,并对生物腐朽的类型进行准确判别。

在NaAc-HAc缓冲体系中研究竹炭对Ni(Ⅱ)的吸附规律。结果表明:介质pH、粒径大小、初始浓度、反应时间、反应温度对吸附存有影响,在298 K、pH=3.0、初始浓度C₀=0.113 mg·mL^-1、反应时间为24 h、竹炭粒径为0.2~0.4 mm等条件下,每克竹炭的静态饱和吸附量为55.57 mg;与一级动力学相比,竹炭的动态吸附过程更符合二级吸附动力学方程, 吸附平衡时间为100 min;竹炭对Ni(Ⅱ)的吸附更好地符合Langmuir吸附等温线,竹炭粒径越小,吸附量越大。吸附热力学参数为:ΔH=8.19 kJ·mol^-1,ΔS=78.12 J·mol^-1K^-1,ΔG_298K=-15.08 kJ·mol^-1。此外,还采用红外光谱方法探讨了吸附前后相关化学官能团的变化。研究表明,竹炭可用于去除废水中Ni(Ⅱ)离子。

以甘蔗渣为原料,以氯化锌为活化剂,采用机械力化学方法制备具有较好吸附性能的活性炭,探讨工艺条件对活性炭碘吸附值和亚甲基蓝吸附值的影响。结果表明:在浸渍比为1∶1、活化温度为660 ℃、活化时间为120 min、球磨时间为15 min的条件下,活性炭样品的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和比表面积分别为1 178.92 mg·g^-1、270 mg·g^-1和1 541.165 m²·g^-1。

通过硝酸+微波加热和氨水吸附的方法对普通竹炭进行表面改性处理,运用红外图谱和元素分析对改性前后的竹炭进行表征。结果表明:含氧基团和含氮基团的含量明显增加。吸附试验结果表明:改性后竹炭对金属离子的吸附性能明显提高,其中,汞(Ⅱ)的吸附量提高25%以上,钯(Ⅱ)的吸附量提高32%以上,且吸附过程从以物理吸附为主转化为以化学吸附为主。

从资源特性、结构特性和热解特性阐述竹材是我国开发生物质固体燃料的潜在资源,通过对比木材与竹材的显微构造和化学组成,分析制备竹材颗粒燃料的可行性,并利用实验室小型生物质颗粒成型机制备竹材颗粒燃料。通过性能测试,竹材颗粒燃料所有性能均能达到美国燃料协会《民用/商用生物质颗粒燃料》要求,具有较好的商业价值潜力。

豫刺饲1号为刺槐的变异品种。该品种复叶长,平均复叶长度60 cm左右,最长可达72 cm,复叶平均长度是一般刺槐的2~3倍。叶片平均粗蛋白含量为23.85%,超过一般刺槐39.66%,是良好的饲料型刺槐品种。