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施肥和围封对青藏高原高寒草甸生产力稳定性的影响

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草业科学 2024年第3期41卷 611-619页

作者：蚌绍豪赵维姚万万周小龙磨礼财任正炜兰州大学生态学院甘肃兰州730000 新疆大学生态与环境学院/绿洲生态教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830000

草地生产力稳定性不仅取决于时间序列上生产力及其变异性的相对变化幅度,而且也受到植物群落物种丰富度和异步性的影响。施肥与围封是高寒草甸生态系统中广泛使用的土地管理措施,其对生产力稳定性影响的生态学机制尚未得到一致认识。为... 详细信息

草地生产力稳定性不仅取决于时间序列上生产力及其变异性的相对变化幅度,而且也受到植物群落物种丰富度和异步性的影响。施肥与围封是高寒草甸生态系统中广泛使用的土地管理措施,其对生产力稳定性影响的生态学机制尚未得到一致认识。为此,本研究在青藏高原东缘高寒草甸中,以冬季放牧的草地群落为对照,在施肥(氮磷钾添加)处理的基础上,嵌套全年禁牧处理(围封和施肥+围封)进行为期4年的群落调查,旨在探究二者影响生产力稳定性变化的潜在机制。结果表明,围封对生产力稳定性的下降有显著影响,且主要受生产力及其变异性相对增加幅度的共同调节;同时还与减小的物种丰富度和异步性有关。另外,尽管结果并未发现施肥对生产力稳定性有显著影响,但施肥却导致物种丰富度减小和生产力增加。综上,本研究表明,冬季放牧有助于维持高寒草甸植物生产力稳定性;然而,一旦施加全年禁牧措施,无论施肥与否,都会加剧生产力稳定性的下降。因此,在未来高寒草甸生态系统修复和管理过程中必须慎重考虑不同土地利用方式影响草地物种多样性和生态系统功能的生态过程和途径。

关键词：地上净初级第一生产力时间稳定性异步性物种丰富度施肥围封

山兰米醋发酵过程中理化指标及挥发性风味物质的变化规律

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食品与发酵工业 2024年第5期50卷 108-115,I0002-I0004页

作者：吴晓茜钟秋平张云竹海南大学食品科学与工程学院海南海口570228 海南大学生物医学工程学院海南海口570228

以山兰黄酒为原料,添加醋酸菌发酵制备山兰米醋,分析测定其理化指标,并采用HPLC法和顶空固相微萃取气质联用法测定山兰米醋发酵过程中的游离氨基酸、有机酸和风味代谢物,分析其发酵过程中的变化规律。结果表明,山兰米醋发酵期间理化性... 详细信息

以山兰黄酒为原料,添加醋酸菌发酵制备山兰米醋,分析测定其理化指标,并采用HPLC法和顶空固相微萃取气质联用法测定山兰米醋发酵过程中的游离氨基酸、有机酸和风味代谢物,分析其发酵过程中的变化规律。结果表明,山兰米醋发酵期间理化性质变化较大,发酵过程中总酸含量逐渐增加,而pH值呈现缓慢下降趋势。在山兰米醋发酵过程中,共检测到27种有机酸,其中乳酸和乙酸的含量较高,是米醋中主要的有机酸成分。游离氨基酸总含量在发酵的中期较高,成品米醋中呈味分布为甜味氨基酸>苦味氨基酸>鲜味氨基酸,甜味最为明显。基于主成分分析和正交偏最小二乘法判别分析发现,发酵不同阶段的代谢物差异较大,共检测到41种差异代谢物。通过对差异代谢物的代谢途径进行分析,筛选出17条关键代谢通路,且不同环境下的微生物代谢通路的富集程度最为显著,次生代谢产物的生物合成通路、植物次生代谢产物的生物合成通路和不饱和脂肪酸的生物合成通路的富集程度最高。

关键词：山兰米醋理化性质游离氨基酸有机酸风味物质

三个木薯RLCK基因的鉴定及其表达模式分析

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分子植物育种 2024年第22期 7337-7346页

作者：叶一苇胡蝶冯亚亭张逸杰陈银华王红刚海南大学热带作物学院海南大学生命科学院

为了研究相关RLCK基因在木薯抗细菌性枯萎病中发挥的作用，本研究采用RT-qPCR技术从‘华南8号’木薯(SC8)叶片中克隆到3个预测的RLCK基因，分别命名为MeRLCK6 (Phytozome数据库编号:Manes.01G127900),MeRLCK7 (Phytozome数据库编号:Mane... 详细信息

为了研究相关RLCK基因在木薯抗细菌性枯萎病中发挥的作用，本研究采用RT-qPCR技术从‘华南8号’木薯(SC8)叶片中克隆到3个预测的RLCK基因，分别命名为MeRLCK6 (Phytozome数据库编号:Manes.01G127900),MeRLCK7 (Phytozome数据库编号:Manes.01G132200)和MeRLCK63 (Phytozome数据库编号:Manes.03G188900)。通过对其生物信息学分析发现，MeRLCK6、MeRLCK63带负电荷，为碱性蛋白，MeRLCK7带正电荷，为酸性蛋白；三者均存在磷酸化位点；MeRLCK6和MeRLCK63存在糖基化位点；MeRLCK7与蓖麻中的同源基因同源性达到99%,MeRLCK63与毛果杨中同源基因的同源性达到99%，表明它们在进化上相对保守；通过RT-qPCR对感病品种‘华南8号’木薯(SC8)以及抗病品种‘47-1’木薯在接种Xpm CHN11后的不同时间点的相对表达量分析发现，3个基因在抗病品种‘47-1’木薯中的相对表达量显著高于感病品种‘SC8’木薯中的相对表达量，推测这3个基因可能是使得‘47-1’木薯抗病性强于‘SC8’木薯的关键基因。本研究为进一步探索木薯抗细菌性枯萎病基因提供了一定理论依据。

关键词：木薯木薯细菌性枯萎病 RLCK 生物信息学分析

Fenton铁泥强化水产养殖粪污厌氧消化的效能与机理

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环境科学学报 2024年

作者：刘飞李峤夏晴杨飞黄薇薇海南大学生态与环境学院昆山市赛特科学仪器有限公司

水产养殖粪污的厌氧消化效能受水解酸化速率、电子传递效率和产甲烷活性等因素的限制，常面临有机质厌氧转化率低、停留时间长、产气率不高等问题.针对以上问题，本研究以废弃Fenton铁泥为添加剂，充分利用其良好的导电性能和其中可生... 详细信息

水产养殖粪污的厌氧消化效能受水解酸化速率、电子传递效率和产甲烷活性等因素的限制，常面临有机质厌氧转化率低、停留时间长、产气率不高等问题.针对以上问题，本研究以废弃Fenton铁泥为添加剂，充分利用其良好的导电性能和其中可生物利用的Fe(III)组分，强化水产养殖粪污的厌氧消化处理效能，重点探究铁泥促进有机物分解以及强化体系中电子传递的机理.本研究设置了两个厌氧消化反应组，分别为对照组和添加了Fenton铁泥的Fe(III)组.经过28 d的厌氧消化后，与对照组相比，Fe(III)组的累计甲烷产量提高了13.9%，总化学需氧量（Total chemical oxygen demand, TCOD）去除率提高了11.1%，铁还原菌（Iron reducing bacteria, IBRs）和产甲烷菌的相对丰度分别增加了7.3%和4.5%.一方面，铁泥中低结晶度Fe(III)的存在可诱导异化铁还原（Dissimilatory iron reduction, DIR）反应，加速复杂有机物的水解酸化，促进厌氧产甲烷过程.另一方面，Fe(III)可介导产甲烷菌与互营氧化细菌之间的直接种间电子传递（Direct interspecies electron transfer, DIET），促进有机物分解转化为甲烷.此外，铁泥的添加可提高厌氧消化系统的碱度，为微生物提供更适宜、更稳定的生长环境.本研究结果有望为水产养殖粪污的高效处理与Fenton铁泥的资源化利用提供技术参考和理论依据.

关键词：水产养殖粪污厌氧消化 Fenton铁泥甲烷异化铁还原直接种间电子传递

旱-盐复合胁迫对降香黄檀幼苗生长和生理生化特性的影响

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热带亚热带植物学报 2024年

作者：周静静苗灵凤李大东田梦洁杨帆海南省农林环境过程与生态调控重点实验室海南省热带生态环境修复工程研究中心海南大学生态与环境学院海南大学植物保护学院海南大学生命健康学院

为探究干旱-盐复合胁迫对陆生木本植物生长发育及生理生化特性的影响，通过盆栽试验在旱-盐复合胁迫(SD，25%～30%田间持水量+150 mmol/L NaCl)下对3种种植密度[每盆种植1株(DI)、2株(DII)、3株(DIII)]的降香黄檀(Dalbergia odorifera)... 详细信息

为探究干旱-盐复合胁迫对陆生木本植物生长发育及生理生化特性的影响，通过盆栽试验在旱-盐复合胁迫(SD，25%～30%田间持水量+150 mmol/L NaCl)下对3种种植密度[每盆种植1株(DI)、2株(DII)、3株(DIII)]的降香黄檀(Dalbergia odorifera)幼苗的生长、光合色素含量和生理生化指标进行了研究。结果表明，DI密度下SD处理显著抑制了株高增长量、基径增长量、总叶面积、主根长、总叶绿素含量和相对含水量，但过氧化氢酶和谷胱甘肽还原酶(GR)活性、可溶性蛋白和可溶性糖含量提高。与DI密度相比，DIII密度进一步降低了GR活性和还原性谷胱甘肽含量，导致幼苗生长受到抑制。因此，在旱-盐复合胁迫的环境下，种植密度会对降香黄檀的生长产生影响，在海岸带栽植降香黄檀幼苗的过程中，应考虑低密度栽植模式进行栽培。

关键词：干旱胁迫盐胁迫种植密度生长性状

基于资源类型和数目的高寒草甸物种丧失机制研究

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草业学报 2024年

作者：王瑞兵陈欢潘珍珍赵维蚌绍豪周小龙任正炜新疆大学生态与环境学院新疆大学绿洲生态教育部重点实验室兰州大学生态学院

关于资源添加导致草地物种多样性丧失的模式能够被诸多竞争假说（光竞争假说、生态位维度-多样性假说、氮损害假说、凋落物假说）予以解释。然而，针对不同资源添加类型和数目驱动的物种多样性丧失机制是单独的还是协同的却鲜有研究。... 详细信息

关于资源添加导致草地物种多样性丧失的模式能够被诸多竞争假说（光竞争假说、生态位维度-多样性假说、氮损害假说、凋落物假说）予以解释。然而，针对不同资源添加类型和数目驱动的物种多样性丧失机制是单独的还是协同的却鲜有研究。为了回答这一问题，本研究以青藏高原甘南高寒草甸为对象，构建不同类型（氮、磷、钾）和数目（0/1/2/3）的资源添加处理，对物种多样性丧失的4种机制进行综合探讨。结果表明：1）相较于对照，氮素添加显著增加了植物地上净初级生产力，减小了物种丰富度，而磷或钾添加则无显著变化；2）氮素添加和资源添加数目都对物种丰富度减小产生直接负效应，这与生态位维度-多样性假说和氮损害假说所蕴含的地下土壤竞争机制有关；3）在氮素添加和资源添加数目处理下，植物地上净初级生产力的增加所引起光照可利用性减小都间接导致物种丰富度的减小，这与地上光竞争假说预测相符。综上，无论在资源类型（氮元素）还是资源添加数目处理下，生态位维度-多样性假说、氮损害假说和光竞争假说所体现的地上和地下多种竞争机制具有驱动草地物种多样性丧失的可能性，研究结果将为高寒草甸物种多样性的维持和保护提供具有可供参考的生态学理论依据。

关键词：光竞争生态位维度氮损害物种丰富度高寒草甸

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功能农业的生态系统观

中国科学:生命科学 2024年

作者：唐建军陈欣浙江大学生命科学学院生态学系

农业是人类利用阳光和大地的无私恩惠、持续运转的自然过程与不断演化的人类智慧,消灭人类社会饥饿与贫困,维持全人类持久健康幸福生活,保障人类持久和平,集科学、艺术、政治学与经济学于一体的综合系统工程,具有保障丰富的农产品供给... 详细信息

农业是人类利用阳光和大地的无私恩惠、持续运转的自然过程与不断演化的人类智慧,消灭人类社会饥饿与贫困,维持全人类持久健康幸福生活,保障人类持久和平,集科学、艺术、政治学与经济学于一体的综合系统工程,具有保障丰富的农产品供给、提供充足的就业机会、保育繁杂的生物多样性、调节各种生态功能、传承优秀农耕文化和提供多彩休闲旅游等多项功能.功能农业强调农业生产的物质性产品具有更完善的营养性和功能性,强调通过生产环节的布局和调控,对生态系统食物链上不同营养级的生物生长发育过程及元素的迁移转运及同化代谢过程,尤其是生态系统不同层级上所发生的营养互并效应进行有目标的调控以达到目的.功能农业的理论支撑是生态系统生态学,因此功能农业的实践是一个宏大的系统工程,是一个以代谢调控为核心,以目标元素和目标成分的科学转运和精准养成为关键,充分考虑元素的存在形态、生物学有效活性及不同生物类型代谢差异及适应生态幅的特征,在代谢促进保障健康和阈值以外的过量中毒或者缺素不足之间进行权衡.本文还围绕功能农业的当今现状,提出功能农业面临的六大挑战,并阐述了相应对的对策,包括促进形成高度的共识,研发完整配套的技术体系,以更加严谨的科学成果展示效果,制定出合乎各类人群实际需要的微量元素强化补给的安全阈限,在多变的农业生产场景下实施更可靠的质量调控,以及确定出更科学的评估标准,为功能农业的健康发展提供更多的参考.

关键词：功能农业生态系统视角营养阈值未来挑战与对策

基于多种遥感产品的青藏高原长时间序列总初级生产力对比分析

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生态学杂志 2024年第6期43卷 1859-1869页

作者：廖玮杰焦悦李世禧胡中民白磊海南大学生态与环境学院海口570208 海南省农林环境过程与生态调控重点实验室海口570208 海南热带雨林国家生态质量综合监测站海南保亭572316

青藏高原是陆地碳循环研究中的热点地区。在全球气候变化背景下,其总初级生产力(gross primary production,GPP)在区域碳循环过程中发挥着重要作用。结合遥感数据使用模型模拟有助于了解青藏高原区域尺度上生态系统生产力的变化过程,以... 详细信息

青藏高原是陆地碳循环研究中的热点地区。在全球气候变化背景下,其总初级生产力(gross primary production,GPP)在区域碳循环过程中发挥着重要作用。结合遥感数据使用模型模拟有助于了解青藏高原区域尺度上生态系统生产力的变化过程,以及预测其未来的变化趋势。本研究使用6种常见的遥感GPP产品(GLASS、MODIS MOD17A2、FLUXCOM、VODCA2、改进的EC-LUE数据及VPM数据),结合涡度协方差通量观测数据(海北灌丛、海北湿地和当雄)进行验证后,对青藏高原2001—2015年生态系统GPP空间分布格局及时间变化趋势进行分析。结果表明:不同生态遥感产品得到的青藏高原年平均GPP、区域年均GPP时空分布格局与变化趋势存在较大差异,6套产品得到的2001—2015年变化趋势分别-0.77 g C·m^(-2)·a^(-1)(GLASS)、3.63 g C·m^(-2)·a^(-1)(MOD17A2)、-1.21 g C·m^(-2)·a^(-1)(FLUXCOM)、1.53 g C·m^(-2)·a^(-1)(VODCA2)、4.73 g C·m^(-2)·a^(-1)(VPM)和-0.81 g C·m^(-2)·a^(-1)(改进的EC-LUE);在空间分布上多年平均GPP总体呈现“东南高、西北低”的特点,区域差异较大;在青藏高原生态系统中,GLASS产品区域平均年GPP最高(827.78 Tg C·a^(-1)),MOD17A2产品最低(484.04 Tg C·a^(-1)),2001—2015年青藏高原生态系统GPP变化程度分布区域基本相同,东南部最剧烈,而西部最为稳定;经过站点数据验证,MOD17A2在8天尺度上结果相对更好,而FLUXCOM数据集在月尺度上结果相对更好,结合在区域尺度上的表现,MOD17A2数据集更加适用于青藏高原地区。

关键词：光能利用率模型 VPM VODCA2 FLUXCOM MODIS

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重庆大气中多环芳香类物质气粒分配模型预测

中国环境科学 2024年第2期44卷 629-637页

作者：王子倩郝炜伟董玲池陈静赵鑫泉田密重庆大学环境与生态学院重庆400044

本研究以典型半挥发性有机物,多环芳烃(PAHs)及含氧PAHs(OPAHs)为研究对象,基于对重庆典型城区冬季大气样品的采集与分析,探讨不同类型多环芳香类化合物的气粒分配特征及其模型预测.结果表明,OPAHs较同环数PAHs更倾向于分配至颗粒相.PAH... 详细信息

本研究以典型半挥发性有机物,多环芳烃(PAHs)及含氧PAHs(OPAHs)为研究对象,基于对重庆典型城区冬季大气样品的采集与分析,探讨不同类型多环芳香类化合物的气粒分配特征及其模型预测.结果表明,OPAHs较同环数PAHs更倾向于分配至颗粒相.PAHs的温度经验模型可较好地模拟其气粒分配行为,但已有模型对OPAHs气粒分配的预测效果均不理想.本研究借鉴PAHs温度经验模型建立方法,利用前期监测数据分别基于温度和相对湿度(RH)建立了预测OPAHs气粒分配的两种经验模型.预测值落入合理偏差区域内的百分数(67.57%及88.74%)及均方根误差(1.05及0.65)分析均表明,相较于前期模型(百分数:52.25%、4.95%、61.26%,均方根误差:1.26、2.21、1.16),基于RH的经验模型可较好地预测OPAHs的气粒分配行为.可见,与PAHs不同,RH对OPAHs气粒分配的影响不可忽略.

关键词：含氧多环芳烃气粒分配预测模型相对湿度