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Interactive Effects of Elevated CO_2 and Temperature on Rice Planthopper, Nilaparvata lugens

Journal of Integrative Agriculture 2014年第7期13卷 1520-1529页

作者： SHI Bao-kun HUANG Jian-li HU Chao-xing HOU Mao-lin State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests Institute of Plant Protection Chinese Academy of Agricultural Sciences

It is predicted that the current atmospheric CO2 concentration will be doubled and global mean temperature will increase by 1.5-6＆#176;C by the end of this century. Although a number of studies have addressed the separate effects of CO2 and temperature on plant-insect interactions, few have concerned with their combined impacts. In the current study, a factorial experiment was carried out to examine the effect of a doubling CO2 concentration and a 3℃ temperature increase on a complete generation of the brown planthopper （Nilaparvata lugens） on rice （Oryza sativa）. Both elevated CO2 and temperature increased rice stem height and biomass of stem parts. Leaf chlorophyll content increased under elevated CO2, but only in ambient temperature treatment. Water content of stem parts was reduced under elevated temperature, but only when coupled with elevated CO2. Elevated CO2 alone increased biomass of root and elevated temperature alone enhanced leaf area and reduced ratio of root to stem parts. Brown planthopper （BPH） nymphal development was accelerated, and weight of and honeydew excretion by the F1 adults was reduced under elevated temperature only. Longevity of brachypterous females was affected by a signiifcant interaction between CO2 and temperature. At elevated temperature, CO2 had no effect on female longevity, but at ambient temperature, the females lived shorter under elevated CO2. Female fecundity was higher at elevated than at ambient temperature and higher at elevated CO2 than at ambient CO2. These results indicate that the combined effects of elevated temperature and CO2 may enhance the brown planthopper population size.

关键词： climate change elevated CO2 global warming Nilaparvata lugens rice development

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Population Genetic Analysis of the Rice Stem Borer, Chilo suppressalis, in the South China

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Journal of Integrative Agriculture 2013年第6期12卷 1033-1041页

作者： LIU Yu-di HOU Mao-lin WU Yu-chun LIU Gui-qin State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests/Institute of Plant Protection Chinese Academy of Agricultural Sciences Guangdong Provincial Public Laboratory on Wild Animal Conservation and Management Guangdong Entomological Institute

Genetic variation and patterns of genetic differentiation of the rice stem borer, Chilo suppressalis （Lepidoptera： Pyralidae）, from the South China were analyzed using 6 microsatellite markers and two partial mtDNA （cox1 and cox2） regions. All of the 6 microsatellite loci were polymorphic in the studied seven populations. The allelic richness per population ranged between 5.67 and 14.00, and average H E and H O values were 0.6246-0.8329 and 0.2634-0.6061, respectively. As the mitochondrial genome is a single genetic locus, we only present results for the concatenated data set （cox1 plus cox2 gene sequences, 513 bp）. The concatenated data showed high level of genetic diversity and there are 23 variable polymorphic sites among the 513 sites in concatenated data. Nearly all of （20 of 21） pairwise F ST comparisons among populations showed genetic differentiation with moderate to high pairwise F ST values based on microsatellite markers. However, for the mtDNA data, most of the seven populations did not show significant differentiation with other populations. The differences of population differentiation obtained with the two different genetic markers could be mainly attributed to the different mutation rates of microsatellite and mtDNA. There was not genetic structure existed in these studied populations based on microsatellite loci and mtDNA data. The analysis based on network, mismatch distribution, Tajima＇s D and F S indicated that the studied populations were from the recent same ancestor or the same refuge and followed by a sudden demographic expansion condition.

关键词： Chilo suppressalis microsatellite markers mtDNA cox1 and cox2 gene genetic variation population differentiation population structure

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水分胁迫对小麦光谱红边参数和产量变化的影响

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光谱学与光谱分析 2013年第8期33卷 2143-2147页

作者：贺可勋赵书河来建斌罗云霄覃志豪南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210093 南京大学江苏省地理信息技术重点实验室江苏南京210093 中国科学院地理与资源科学研究所北京100101 南京大学国际地球系统科学研究所江苏南京210093

在不同的水分胁迫梯度下,利用实验区小麦不同生长期光谱反射率观测数据,研究水分胁迫对小麦光谱反射率、红边参数及小麦产量的影响。首先分析水分胁迫对小麦光谱反射率的影响,然后利用小麦光谱反射率的一阶微分得到小麦光谱反射率的红... 详细信息

在不同的水分胁迫梯度下,利用实验区小麦不同生长期光谱反射率观测数据,研究水分胁迫对小麦光谱反射率、红边参数及小麦产量的影响。首先分析水分胁迫对小麦光谱反射率的影响,然后利用小麦光谱反射率的一阶微分得到小麦光谱反射率的红边位置和红边幅度参数,分析了水分胁迫对小麦光谱红边参数的影响,最后利用水分胁迫下的红边幅度和小麦产量的关系,阐述了小麦水分胁迫下的光谱反射率特征与小麦产量的关系。研究结果表明,水分胁迫下小麦的红边位置在生长期前期出现红边位置红移现象,生长期后期出现红边位置蓝移现象。水分胁迫下的小麦的红边幅度在不同的生长期表现出不同的变化特征:生长期初期随着水分胁迫的增加而红边幅度增大,生长期后期随着水分胁迫的增加而红边幅度减小。小麦的红边幅度在拔节生长期前与小麦产量呈负相关而拔节生长期之后呈正相关,且不同生长期小麦的红边幅度与小麦的产量的相关系数不同。

关键词：光谱反射率水分胁迫红边参数小麦产量

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Drought Change Trend Using MODIS TVDI and Its Relationship with Climate Factors in China from 2001 to 2010

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Journal of Integrative Agriculture 2014年第7期13卷 1501-1508页

作者： LIANG Liang ZHAO Shu-he QIN Zhi-hao HE Ke-xun CHEN Chong LUO Yun-xiao ZHOU Xing-dong School of Geographic and Oceanographic Sciences Nanjing University School of Geodesy and Geomatics Jiangsu Normal University Jiangsu Provincial Key Laboratory of Geographic Information Science and Technology Nanjing University Institute of Agricultural Resources and Regional Planning Chinese Academy of Agricultural Sciences

Changes in drought trends and its relationship with climate change in China were examined in this study. The temperature vegetation drought index （TVDI） datasets recorded during 2001 to 2010 in China were constructed by using the moderate-resolution imaging spectroradiometer （MODIS） data, and the temporal and spatial variations in drought were analyzed. In addition, the mean temperature, mean precipitation, mean relative humidity, and mean sunshine duration data collected from 557 local weather stations in China were analyzed. The relationships between drought and these climate factors were also analyzed by using correlation analysis and partial correlation analysis. Changes in drought tendency were shown to differ among four regions throughout the country. The lfuctuations in climate in the regions of northeastern China, Qinling-Huaihe, and central Qinghai were caused by the increase in soil moisture, and that in southern Tibet was caused by the intensiifcation of drought. Meteorological factors exhibited varied effects on drought among the regions. In southern China, the main inlfuential factor was temperature;other factors only showed minimal effects. That in the northern and northwestern regions was sunshine duration, and those in the Qinghai-Tibet Plateau were relative humidity and temperature.

关键词： drought climate factors TVDI MODIS China

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Effects of Powdery Mildew on 1 000-Kernel Weight, Crude Protein Content and Yield of Winter Wheat in Three Consecutive Growing Seasons

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Journal of Integrative Agriculture 2014年第7期13卷 1530-1537页

作者： CAO Xue-ren YAO Dong-ming DUAN Xia-yu LIU Wei FAN Jie-ru DING Ke-jian ZHOU Yi-lin State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests Institute of Plant Protection Chinese Academy of Agricultural Sciences Key Laboratory of Integrated Pest Management on Tropical Crops Ministry of Agriculture/Environment and Plant Protection InstituteChinese Academy of Tropical Agricultural Sciences College of Plant Protection Anhui Agricultural University

In order to clarify the impact posed by wheat powdery mildew （Blumeria graminis f. sp. tritici） on the yield and yield components in different epidemic seasons, field trials were conducted in three growing seasons, 2009-2010, 2010-2011 and 2011-2012, in Langfang City, Hebei Province, China. The relationships between 1000-kernel weight, crude protein content of grain and yield and disease index （DI）, as well as area under disease progress curve （AUDPC） were studied. The models of the percentage of loss of 1000-kernel weight, crude protein content and yield were constructed using DI at critical point （CP） of growth stages （GS） and AUDPC in the three growing seasons, respectively. The CPs for estimating 1 000-kernel weight, crude protein content of grain and yield of wheat caused by powdery mildew were GS 11.1, GS 10.5.3 and GS l 0.5.3, respectively. Models based on DI at CP to estimate the percentage of loss of 1000-kernel weight, crude protein content of grain and yield were better than models based on AUDPC. And models of the percentage of loss of 1000-kernel weight, crude protein content and yield for 2011-2012 season were significant different from these for 2009-2010 and 2010-2011 seasons. These results indicated that besides powdery mildew, weather conditions also had influence on 1 000-kernel weight, crude protein content of grain and yield loss of wheat when powdery mildew occurred.

关键词： wheat powdery mildew yield 1000-kemel weight crude protein content loss

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基于高分一号卫星WFV影像的水稻信息提取模式（英文）

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光谱学与光谱分析 2015年第11期35卷 3255-3261页

作者：杨闫君黄彦田庆久王磊耿君杨冉冉南京大学国际地球系统科学研究所江苏南京210023 南京大学江苏省地理信息技术重点实验室江苏南京210023

通过卫星影像利用水稻不同物候期的特征对其进行识别是目前在水稻信息提取方面比较有效的方式。首先根据水稻区别于其他植被的显著特征,即水稻生长前期稻田的下垫面含有大量水的特性,将用于提取水域信息的归一化水体指数(normalized dif... 详细信息

通过卫星影像利用水稻不同物候期的特征对其进行识别是目前在水稻信息提取方面比较有效的方式。首先根据水稻区别于其他植被的显著特征,即水稻生长前期稻田的下垫面含有大量水的特性,将用于提取水域信息的归一化水体指数(normalized difference water index,NDWI)合理地应用在水稻前期的信息提取中,并且利用两个物候期的NDWI做比值,扩大了水稻与其他地物之间的差异。再借助归一化植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)在不同物候期的增长变化特征可以进一步提高水稻信息提取的精度。研究发现充分利用水稻在不同物候期的特殊性,并结合与水稻特性相关的指数,将NDWI和NDVI两种指数同时用于水稻提取,确定合理、准确、有效的提取方法是提高水稻提取精度的主要途径。本文以安徽省来安县的水稻为研究对象,基于2013年7月12日和8月30日获取的两幅高分一号卫星WFV影像数据,利用水稻分蘖期和抽穗期的NDVI和NDWI构建了水稻信息提取模式,有效地提取出了来安县的水稻信息分布并进行制图,最后结合在研究区野外实地考察的信息数据对提取结果进行验证和评价。研究结果表明利用该模式能够快速、准确地从遥感影像上获取水稻分布信息,具有很好的普适性。

关键词：高分一号卫星 WFV影像水稻信息提取 NDWI NDVI

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针对NPP VIIRS数据的云检测方法研究

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中国环境科学 2014年第3期34卷 574-580页

作者：夏浪毛克彪孙知文马莹中国农业科学院农业资源与农业区划研究所呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站北京100081 广州地理研究所广东广州510070 航天恒星科技有限公司北京100086

为了获得新型红外成像辐射仪套件(Visible Infrared Imager Radiometer Suite,VIIRS)传感器准确的云掩码数据,克服当前VIIRS云检测算法在中国区域存在的部分缺陷.本研究通过分析当前较为成熟的中分辨率光谱成像仪(Moderate Resolution I... 详细信息

为了获得新型红外成像辐射仪套件(Visible Infrared Imager Radiometer Suite,VIIRS)传感器准确的云掩码数据,克服当前VIIRS云检测算法在中国区域存在的部分缺陷.本研究通过分析当前较为成熟的中分辨率光谱成像仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)云掩码算法,结合VIIRS传感器的波段特性,提出了适合中国区域的云检测算法.针对1.38μm高(卷)云检测算法在高海拔区域存在的限制,本研究使用亮温进行辅助检测,降低因低水汽含量造成的误报;针对当前VIIRS M12-M13云检测阈值在我国存在误报的问题,对M12-M13差值云检测在我国适用范围和阈值进行了分析讨论,并使用亮温辅助M12-M13进一步克服地表二项性反射造成的干扰.使用中国区域的两景数据进行应用分析表明:亮温辅助1.38um高(卷)云检测能够较好的抑制地表污染,亮温辅助M12-M13差值云检测比当前VIIRS M12-M13云检测能更好的抑制误报.通过人工解译,将检测结果和解译结果做了对比分析,实例数据检测精度均高于85%,能够满足当前云检测精度要求.

关键词：云检测

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光周期和温度对亚洲玉米螟滞育诱导的影响

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昆虫学报 2013年第9期56卷 996-1003页

作者：郭建青张洪刚王振营何康来中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis （Guenée）属兼性滞育昆虫，其滞育特性与种群利用适生境的最大化和季节性活动密切相关。解析季节性因素如光周期和温度对其滞育的诱导作用可为预测种群发生动态提供科学依据。本实验在HPS500型和HPG... 详细信息

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis （Guenée）属兼性滞育昆虫，其滞育特性与种群利用适生境的最大化和季节性活动密切相关。解析季节性因素如光周期和温度对其滞育的诱导作用可为预测种群发生动态提供科学依据。本实验在HPS500型和HPG-320H型自动控制环境气候箱中，测定了RH 80%下温度20℃， 27℃和30℃与11个光周期组合对吉林农安（NA）、河北衡水（HS）、广东惠州（HZ）和海南海口（HK）等4个地理种群的滞育诱导作用。结果表明：光周期、温度及其交互作用均对亚洲玉米螟滞育诱导具有重要影响，其中光周期在滞育诱导中起主导作用。在20℃条件下，其光周期反应曲线属典型的长日照反应型，临界光周期随种群分布的地理纬度降低而缩短， 4个地理种群NA， HS， HZ和HK的临界日昼长依次为14 h 3 min， 13 h 59 min， 13 h 32 min和13 h 7 min，最有效的滞育诱导光周期是日昼长12 h。另一方面，随种群分布纬度升高，其对光周期诱导滞育的敏感性降低。温度为27℃时，其光周期反应曲线为短日照长日照反应型，各种群有两个临界光周期，临界日昼长依次为12 h 50 min和13 h 32 min, 11 h 35 min和13 h 8 min, 12 h 58 min和13 h 1 min, 以及11 h 50 min和12 h 26 min，且最有效的滞育诱导光周期范围的滞育率明显低于20℃。一定温度范围内（20℃～27℃），随温度升高，临界光周期缩短；温度达到30℃时则滞育显著被抑制，滞育率仅为4.3%或更低。这些结果说明温度对亚洲玉米螟滞育的光周期诱导具有很强的补偿作用。因此，在自然界亚洲玉米螟的滞育属具有温度补偿作用的长日照反应型昆虫，临界光周期随地理纬度北移而增长；种群滞育的短日照长日照反应型特性可能是产生局部世代种群的重要内因。

关键词：亚洲玉米螟地理种群滞育光周期温度滞育诱导

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大气CO_2浓度升高对植物、植食性昆虫及其天敌的影响研究进展

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应用生态学报 2013年第12期24卷 3595-3602页

作者：解海翠彩万志王振营何康来中国农业科学院植物保护研究所北京100193 中国农业大学农学与生物技术学院北京100193

自世界工业革命以来,化石燃料的大量使用以及人类对自然环境的过度破坏,致使大气CO2浓度不断升高.研究大气CO2浓度升高介导的农业生态系统内植物、植食性昆虫及其天敌的适应机制,对于阐明气候变化下农业害虫爆发危害规律,指导防控与减... 详细信息

自世界工业革命以来,化石燃料的大量使用以及人类对自然环境的过度破坏,致使大气CO2浓度不断升高.研究大气CO2浓度升高介导的农业生态系统内植物、植食性昆虫及其天敌的适应机制,对于阐明气候变化下农业害虫爆发危害规律,指导防控与减排具有重要意义.本文综述了大气CO2浓度升高对农业生态系统中植物、植食性昆虫及天敌的影响,主要包括:1)相关研究方法的改进;2)大气CO2浓度升高介导的寄主植物营养和次生代谢物质的变化;3)大气CO2浓度升高对以植物为食的昆虫的个体生长发育、种群数量、行为的影响;4)天敌昆虫的生物学及捕食量与寄生率变化.最后对今后的研究方向进行了展望.

关键词：气候变化研究方法寄主植物害虫天敌昆虫

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温度对褐飞虱发育、存活和产卵影响的关系模型

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生态学报 2014年第20期34卷 5868-5874页

作者：石保坤胡朝兴黄建利侯茂林植物病虫害生物学国家重点实验室中国农业科学院植物保护研究所北京100193

设置系列恒温19、22、25、28、31、34℃,测定了温度对褐飞虱发育、存活和产卵的影响,建立了温度对褐飞虱生物学参数影响的关系模型。试验结果表明:(1)褐飞虱卵和若虫的发育历期在28℃下最短。除22℃以外,短翅型雌若虫的发育历期长于雄... 详细信息

设置系列恒温19、22、25、28、31、34℃,测定了温度对褐飞虱发育、存活和产卵的影响,建立了温度对褐飞虱生物学参数影响的关系模型。试验结果表明:(1)褐飞虱卵和若虫的发育历期在28℃下最短。除22℃以外,短翅型雌若虫的发育历期长于雄若虫的发育历期。(2)34℃下,褐飞虱卵未成功孵化,推测34℃是褐飞虱发育的限制性高温。不同温度下若虫的存活率为:25℃>22℃>28℃>19℃>31℃;低温主要导致低龄若虫死亡,而高温则主要导致高龄若虫死亡。(3)不同温度下产卵前期为19℃>31℃>22℃>25℃>28℃。产卵期22℃时最长。短翅型雌虫寿命随着温度降低而延长,产卵量在28℃时最大(256粒),19℃时最低(108粒)。(4)采用温度(x)与褐飞虱各生物学参数(y)间进行回归分析,获得一系列关系模型;其中,卵历期(y=0.079 x2-4.462 x+70.536),若虫历期(y=0.233 x2-12.886 x+189.878),产卵前期(y=0.068 x2-3.614 x+49.88)和短翅型雌成虫寿命(y=-0.622 x+35.03)与温度间具有显著的回归关系。

关键词：褐飞虱温度发育存活产卵回归模型气候变化

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