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打赢“三北”攻坚战,再造一个“新三北”:实现路径与战略规划

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中国科学院院刊 2023年第7期38卷 956-965页

作者：卢琦肖春蕾包英爽崔梦淳曹晓明却晓娥杨柳崔桂鹏中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 中国自然资源航空物探遥感中心北京100083

45年来,中国持续开展“三北”防护林体系建设工程(简称“三北”工程),工程区的土地沙化、盐渍化、水土流失等环境恶化状况得到了有效遏制和根本性改善,沙区人民群众脱贫致富、生活安康。新时期、新要求,“三北”工程也面临一些新挑战,... 详细信息

45年来,中国持续开展“三北”防护林体系建设工程(简称“三北”工程),工程区的土地沙化、盐渍化、水土流失等环境恶化状况得到了有效遏制和根本性改善,沙区人民群众脱贫致富、生活安康。新时期、新要求,“三北”工程也面临一些新挑战,亟待实现转型升级、提质增效。文章系统梳理和分析了当前“三北”工程建设面临的新形势和新任务,聚焦“三北”工程总规和第6期规划,立足实现“三个转变”的路径安排,规划未来10年“三北”工程“三大标志性战役”的战略布局,擘画未来“新三北”工程的战略愿景,提出加强机构和能力建设、打造示范样板、强化科技支撑等一系列政策建议。

关键词： “三北”工程荒漠化防治新“三北”工程三大标志性战役战略愿景

土地退化和荒漠化防治领域国际标准化现状与思考

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中国水土保持科学 2020年第6期18卷 147-152页

作者：崔向慧却晓娥杨柳中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 全国防沙治沙标准化技术委员会北京100091

土地退化和荒漠化是影响人类生存和发展的全球重大生态问题,研究制订相关国际标准并加以推广应用,有助于全球、国家和区域层面土地退化和荒漠化防治工作的有序高效开展。首先概述目前全球土地退化和荒漠化现状及发展趋势,然后综述土地... 详细信息

土地退化和荒漠化是影响人类生存和发展的全球重大生态问题,研究制订相关国际标准并加以推广应用,有助于全球、国家和区域层面土地退化和荒漠化防治工作的有序高效开展。首先概述目前全球土地退化和荒漠化现状及发展趋势,然后综述土地退化和荒漠化防治领域国际标准化现状和国际标准化组织在该领域的工作进程,从实现全球“土地退化零增长”目标、履行国际公约等方面分析开展该领域国际标准工作的必要性,最后基于国际需求和中国的优势,提出我国完善标准体系、培养标准人才、服务“一带一路”倡议、提出国际标准提案以及提升国际影响力等推进国际标准化工作的举措,以及申请依托中国设立秘书处,成立国际标准化组织土地退化和荒漠化防治技术委员会(LDC-TC)的设想和工作方案,包括技术委员会的业务范围、工作机制和内容以及总体目标等。

关键词：土地退化和荒漠化标准化现状国际标准化组织

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稻瘟菌REMI突变体库的构建和突变体筛选

稻瘟菌REMI突变体库的构建和突变体筛选

作者：却晓娥中国农业大学

学位级别：硕士

由Magnaporthe grisea引起的稻瘟病是严重为害水稻的重要病害之一,稻瘟菌已成为研究植物与植物病原真菌互作关系的模式菌。建立插入突变体库并筛选出突变体有助于研究稻瘟菌的功能基因和致病机理。本研究利用限制性内切酶介导的整合技... 详细信息

由Magnaporthe grisea引起的稻瘟病是严重为害水稻的重要病害之一,稻瘟菌已成为研究植物与植物病原真菌互作关系的模式菌。建立插入突变体库并筛选出突变体有助于研究稻瘟菌的功能基因和致病机理。本研究利用限制性内切酶介导的整合技术构建了含有10334个转化体的稻瘟菌插入突变体库。其中用XhoI线性化质粒PV2转化小种Y34获得2200个转化体,用XhoI、ApaI、EcoRV分别线性化质粒PV2转化小种P131,分别获得2659、2517、228个转化体,用EcoRI线性化质粒pCB1004转化小种P131,获得2750个转化体。转化过程中发现用XhoI、ApaI、EcoRI转化效率差别不大,平均每皿可获得35-50个转化体,而EcoRV酶切形成的是平末端,平均每皿获得7个转化体,转化效率很低。构建好突变体库后,作者通过洋葱表皮接种和水稻叶片活体接种的方法筛选突变体。筛选约7000个转化体后,获得18个突变体。其中突变体Mo938的产孢量减少,平均每皿产孢量是P131的5%左右,突变体Mo1745的分生孢子形状不规则,侵染钉减少。突变体Mo2424、EI2445在洋葱表皮上侵染钉形成率分别小于20%和1%。分别将这四个突变体接种水稻品种丽江黑谷叶片后,发现Mo1745、EI2445在叶片上不产生病斑,接有Mo2424的叶片上的病斑数比接有P131的叶片上的病斑数减少86.9%。分别对Mo938、Mo1745、Mo2424和EI2445进行了共分离分析,结果发现Mo1745、Mo2424和EI2445为插入突变体,而Mo938的突变表型不是由于REMI转化过程中外源质粒的插入引起的。进一步通过Southern blot分析质粒在Mo1745的基因组中是单位点插入,但至少有两个拷贝,在Mo2424基因组中有两个插入位点,且每个位点都是单拷贝插入,与遗传分析结果一致。而通过Southern blot分析,质粒在EI2445基因组中为多位点插入,与遗传分析结果相矛盾。分析质粒在突变体基因组中的插入位点数和拷贝数为获得侧端序列和克隆基因奠定了基础。

关键词：稻瘟菌 REMI 插入突变体库突变体筛选共分离分析

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治理环境污染的绿色植物修复技术

中国生态农业学报 2013年第2期21卷 261-266页

作者：王庆海却晓娥北京市农林科学院北京草业与环境研究发展中心北京100097 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

环境污染是全人类面临的重大挑战。植物修复技术的出现及逐步完善,为人类治理环境污染提供了新的思路。植物修复技术包括植物萃取、植物固定、植物降解、植物促进、根滤作用和利用植物去除大气污染物等类型。成本低廉、环境友好是该技... 详细信息

环境污染是全人类面临的重大挑战。植物修复技术的出现及逐步完善,为人类治理环境污染提供了新的思路。植物修复技术包括植物萃取、植物固定、植物降解、植物促进、根滤作用和利用植物去除大气污染物等类型。成本低廉、环境友好是该技术的优势,但修复周期长、污染物的生物有效性和毒性水平也限制了其应用。已知的大多数超富集植物生长缓慢、生物量小,是制约植物修复技术应用的瓶颈。为进一步提高植物修复技术的效率,未来研究应侧重于以下几个方向:分子生物学和基因工程技术在超累积植物品种培育中的应用,农事操作对植物修复技术的辅助作用,植物微生物联合修复技术在污染物吸收、转移和降解中的作用机制及应用,以及生物、物理和化学等多种修复措施的综合利用,同时开展大规模的田间验证试验,将植物修复与景观建设、生物质能利用以及观赏植物种苗生产相结合。

关键词：环境污染植物修复微生物降解富集

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黄菖蒲对水中阿特拉津污染的去除贡献研究

农业环境科学学报 2020年第11期39卷 2613-2620页

作者：王庆海夏凡李翠却晓娥北京市农林科学院北京草业与环境研究发展中心北京100097 中南林业科技大学环境科学与工程学院长沙410004 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

为了明确植物对水体阿特拉津(Atrazine,ATZ)污染去除的贡献,筛选适宜的修复植物,通过历时35 d的水培试验,比较了挺水植物黄菖蒲(Iris pseudacorus)在抑菌(添加氨苄青霉素)和不抑菌条件下对不同浓度(0.5、1、2、4 mg·L^-1)ATZ的消解率... 详细信息

为了明确植物对水体阿特拉津(Atrazine,ATZ)污染去除的贡献,筛选适宜的修复植物,通过历时35 d的水培试验,比较了挺水植物黄菖蒲(Iris pseudacorus)在抑菌(添加氨苄青霉素)和不抑菌条件下对不同浓度(0.5、1、2、4 mg·L^-1)ATZ的消解率和消解速率,以及ATZ在植物体内的运移分布特征。结果表明:ATZ消解率随初始浓度的增加而显著降低,ATZ初始浓度、微生物和植物均是ATZ消解率的显著影响因素,影响的重要性依次为ATZ初始浓度>微生物>植物。植物对ATZ消解的贡献率不抑菌处理(34%~49%)显著高于抑菌处理;微生物对ATZ消解的贡献率,无植物处理(28%~41%)显著低于有植物处理;ATZ初始浓度≤4 mg·L^-1时,对植物去除污染物的贡献无显著影响(P=0.371),而对微生物去除污染物的贡献影响显著(P=0.039)。黄菖蒲能够吸收ATZ并向茎叶转运,植物体内ATZ含量与ATZ初始浓度呈正相关关系;同时ATZ可在植物体内发生降解。因此,黄菖蒲对水培系统中ATZ的去除贡献较高,具有修复水体ATZ污染的潜力。

关键词：水污染黄菖蒲阿特拉津消解

芦苇对阿特拉津胁迫的生理响应及其与耐受性的关系

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农业环境科学学报 2017年第10期36卷 1968-1977页

作者：王庆海李翠陈超陈洁马雪菊却晓娥北京市农林科学院北京草业与环境研究发展中心北京100097 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

为揭示阿特拉津胁迫下芦苇的生理响应规律及其与芦苇耐受性的关系,通过水培实验研究了阿特拉津对芦苇叶绿素含量、抗氧化酶(SOD和POD)活性和叶绿素荧光参数的影响,并以植物相对生长率为耐受性指标,利用逐步回归法分析了各生理指标与耐... 详细信息

为揭示阿特拉津胁迫下芦苇的生理响应规律及其与芦苇耐受性的关系,通过水培实验研究了阿特拉津对芦苇叶绿素含量、抗氧化酶(SOD和POD)活性和叶绿素荧光参数的影响,并以植物相对生长率为耐受性指标,利用逐步回归法分析了各生理指标与耐受性的关系。结果表明:≤8 mg·L^(-1)阿特拉津胁迫1周,芦苇虽可正常存活,但相对生长率受到显著抑制;胁迫2周时,生长停止;叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)随处理浓度的增加而降低。POD活性胁迫1周时显著增强,胁迫2周时最低和最高浓度处理(0.5、8 mg·L^(-1))较1周时有所下降,与对照无显著差异;而SOD活性随处理浓度增加无显著变化。随处理浓度的增加,F_v/F_m和F_v/F_0显著降低,qN显著增加,而胁迫2周较1周时qN显著下降。研究表明,芦苇对阿特拉津比较敏感,但在短期内(1周)表现一定的耐受性,主要是通过增强非光化学淬灭能力来保护叶绿体,从而保持一定浓度的叶绿素来维持光合作用的物质基础,抵抗来自阿特拉津的胁迫。

关键词：阿特拉津芦苇生理特性水污染耐受性

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中国荒漠生态系统:功能提升、服务增效

中国科学院院刊 2020年第6期35卷 690-698页

作者：程磊磊却晓娥杨柳姚雪玲卢琦中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心巴彦淖尔015200

荒漠是我国干旱、半干旱地区的典型原生生态系统,具有独特的结构、功能与服务。文章基于《荒漠生态系统服务评估规范》,利用第五次全国荒漠化和沙化监测数据(2010—2014年),首次估算出2014年我国荒漠生态系统服务总价值约为42 279亿元... 详细信息

荒漠是我国干旱、半干旱地区的典型原生生态系统,具有独特的结构、功能与服务。文章基于《荒漠生态系统服务评估规范》,利用第五次全国荒漠化和沙化监测数据(2010—2014年),首次估算出2014年我国荒漠生态系统服务总价值约为42 279亿元人民币(2014年价格);其中,防风固沙、水文调控、土壤保育和固碳价值分别占比40.1%、24.2%、18.1%和17.0%,生物多样性保育和景观游憩所占比重合计不到1%。剔除价格因素影响,2009—2014年我国荒漠生态系统服务价值实际净增1 202亿元人民币(2014年价格),其中防风固沙服务效益提升的贡献最大(达47.5%)。文章探索以荒漠生态系统服务价值与国内生产总值(GDP)的比值来衡量生态保护与经济增长的发展均衡度,2009—2014年该比值在荒漠生态系统涉及的所有地区均有下降,各地区降幅从19.4%到38.8%不等,这表明当前荒漠生态系统功能提升与服务增效的速度慢于区域经济增速。因此,在发展经济的同时需要加大荒漠生态系统的保护与修复力度,以促进我国西北干旱半干旱地区尽快步入荒漠生态系统提质增效与经济增长高度均衡的发展阶段。

关键词：荒漠生态系统生态服务功能评估价值核算提质增效

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黄土高原苹果树各生育期需水特征研究

果树学报 2020年第5期37卷 659-667页

作者：党宏忠冯金超王檬檬陈帅却晓娥中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 内蒙古农业大学沙漠治理学院呼和浩特010018

【目的】准确界定苹果树在各个生育期的需水量及需水特征的季节性变化是指导果园节水灌溉的重要依据。【方法】利用热扩散树干液流测定技术,连续2年监测了旱作果园苹果树(盛果期)的树干液流速率,计算了单株的耗水强度,并与同步观测的叶... 详细信息

【目的】准确界定苹果树在各个生育期的需水量及需水特征的季节性变化是指导果园节水灌溉的重要依据。【方法】利用热扩散树干液流测定技术,连续2年监测了旱作果园苹果树(盛果期)的树干液流速率,计算了单株的耗水强度,并与同步观测的叶面积指数、物候特征进行关联分析。【结果】2017、2018年苹果树年耗水量分别为295.5 mm、215.3 mm,分别占同期降水量的88%和58%。在整个年生育周期中,果实膨大期耗水量最多,占果树整个生育期耗水总量的51%(2017年)和41%(2018年),其次依次为果实成熟期、幼果形成期、花期、萌芽期、落叶期和休眠期,不同生育期果树的耗水量与同期降水量具有相似的季节变化趋势。在萌芽期,果树耗水强度快速上升,到果实膨大期时最高可达2.17 mm·d^-1;之后逐渐下降,在落叶期时耗水强度最高值为1.19 mm·d^-1;休眠期树液仍有流动,此阶段的耗水量占年蒸腾总量的5%,日蒸腾强度最高为0.53 mm·d^-1。冠层叶面积指数(LAI)的季节变化表现为从4月初展叶开始快速增加,到5月上旬达到3.2,日增速平均为0.07;之后LAI基本维持不变,日增速仅为前期的1%,最高值为3.4。在11月中旬左右遇到大风天气后快速落叶,LAI在数天内降至零。【结论】苹果树在不同生育期的需水特征有明显的差异,且与叶面积指数的季节变化并不完全同步,需结合不同生育期的水分需求特征开展合理的灌溉、控水等管理措施。

关键词：苹果热扩散技术液流速率耗水生育期叶面积指数(LAI)

土壤水分对黄土区苹果园土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水势梯度的影响

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应用生态学报 2020年第3期31卷 829-836页

作者：党宏忠却晓娥冯金超王檬檬陈帅中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 内蒙古农业大学沙漠治理学院呼和浩特010018

开展土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水势变化的联动分析对于揭示植物水分状况对环境变化的响应机制有重要意义。在黄土高原苹果园对果树生长季大气水势(Ψair)、木质部水势(Ψstem)、土壤水势(Ψsoil)进行连续监测与分析。结果表明:苹果... 详细信息

开展土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水势变化的联动分析对于揭示植物水分状况对环境变化的响应机制有重要意义。在黄土高原苹果园对果树生长季大气水势(Ψair)、木质部水势(Ψstem)、土壤水势(Ψsoil)进行连续监测与分析。结果表明:苹果树在生长季的日平均Ψstem为-0.57 MPa,在-0.24^-2.0 MPa间变化。苹果树SPAC连续体中水势梯度(Ψsoil:Ψstem:Ψair)平均为1∶9.8∶1155,其中植-土界面的水势梯度(Ψstem:Ψsoil)与土壤体积含水率(VWC)间呈极显著的线性正相关关系,Ψstem与Ψsoil间呈良好的线性关系,且相关性强于Ψstem与Ψair间的相关性。当Ψsoil<-0.08 MPa(VWC=17%,约为田间持水量的0.56倍)时,Ψstem对Ψsoil变化响应的敏感性明显降低,气-植界面的水势梯度(Ψair:Ψstem)与Ψsoil间由无明显关系转变为紧密的线性相关关系(R2=0.93)。Ψair对Ψstem的驱动存在阈值效应,在Ψair降到-69 MPa前,Ψstem日变化幅度随Ψair增加而增加,之后呈下降趋势。土壤含水率降低引起苹果树水势、SPAC各界面上的水势梯度明显下降,且在土壤含水率降至约17%时存在阈值效应。研究结果为理解树木水分状况对土壤、大气干旱的响应机制提供了重要依据。

关键词： SPAC连续体水势梯度黄土高原苹果园