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青藏高原东缘季节性放牧高寒草甸植物功能性状多样性与群落结构特征的联系

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应用与环境生物学报 2024年第3期30卷 449-457页

作者：费璇朱莎彭幼红向双孙书存中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室中国科学院成都生物研究所成都610213 中国科学院大学北京100049 南京大学生命科学学院南京210023

季节性放牧是青藏高原东部高寒草甸的普遍放牧方式,为适应长期不同季节的放牧干扰,植物群落结构、物种组成及功能性状可能也随之调整,且群落结构与多样性性状之间可能存在重要的联系.因此选取青藏高原东部高寒草甸(连续10年以上季节性... 详细信息

季节性放牧是青藏高原东部高寒草甸的普遍放牧方式,为适应长期不同季节的放牧干扰,植物群落结构、物种组成及功能性状可能也随之调整,且群落结构与多样性性状之间可能存在重要的联系.因此选取青藏高原东部高寒草甸(连续10年以上季节性放牧历史)的冷季(11月至翌年5月)、暖季牧场(6-10月)分别进行植物群落特征调查,并测定其优势物种的功能性状(株高、生物量和叶性状等),研究植物功能性状多样性与群落结构特征之间的联系.结果表明冷季牧场的植物群落高度(25.03 cm)显著高于暖季牧场(21.28 cm;P植物物种分别为43种和37种,分属15科和13科,皆以双子叶杂草重要值为最大,禾草类物种重要值无显著差异,但暖季牧场的莎草类和豆科植物的重要值均高于冷季牧场.暖季牧场植物的比叶面积、叶片干物质含量及叶生物量分配均高于冷季牧场(P植物个体高度、生物量、叶片性状种间差异值以及功能丰富度值均呈现高于冷季牧场趋势(P植物群落特征趋于矮小化与集中化,功能多样性更为丰富,种间竞争更为激烈,同时长期暖季放牧提高了植物对空间资源和光资源的利用效率;本文阐释了不同放牧情景下植物的功能性状及其在群落和个体尺度上的功能链接,可为青藏高原东部高寒草甸设置合理季节性放牧促进草地生态系统可持续发展提供理论基础.

关键词：冷季放牧暖季放牧植物功能性状功能性状多样性植物群落多样性高寒草甸

石蒜1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶基因LrACS的克隆及功能鉴定

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植物资源与环境学报 2024年第5期33卷 74-82页

作者：樊雅婷李雪纯李晓丹汪仁江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏南京210014

为了解1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(ACS)基因在石蒜〔Lycoris radiata(L'Hér.)Herb.〕乙烯合成中的作用,对石蒜ACS基因LrACS进行了克隆,并通过系统进化树和氨基酸序列比对分析明确LrACS与其他同源蛋白的进化关系。利用亚细胞定位分析LrAC... 详细信息

为了解1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(ACS)基因在石蒜〔Lycoris radiata(L'Hér.)Herb.〕乙烯合成中的作用,对石蒜ACS基因LrACS进行了克隆,并通过系统进化树和氨基酸序列比对分析明确LrACS与其他同源蛋白的进化关系。利用亚细胞定位分析LrACS在细胞中的定位,对LrACS重组蛋白进行体外活性检测,并利用实时荧光定量逆转录PCR(qRT-PCR)分析不同生长时期LrACS的组织特异性表达。结果显示:LrACS的开放阅读框长度为1473 bp,编码490个氨基酸。LrACS的理论相对分子质量为54954.97,理论等电点为pI 8.21。系统进化树分析结果表明LrACS与忽地笑〔Lycoris aurea(L'Hér.)Herb.〕LaACS的亲缘关系最近,均属于Ⅰ型ACS蛋白。亚细胞定位结果显示LrACS主要定位于细胞质基质。体外活性检测结果证实LrACS重组蛋白能够催化S-腺苷甲硫氨酸(SAM)生成1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)。qRT-PCR分析结果显示:LrACS在花期和叶期的石蒜各组织中均有表达,但其表达具有组织特异性,其中,花期花瓣中LrACS的相对表达量极显著(P所述,LrACS主要定位于细胞质基质并在石蒜不同生长时期行使催化SAM生成ACC的功能。

关键词：石蒜 1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC) 1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(ACS) 亚细胞定位酶活功能鉴定

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次生演替过程中土壤磷组分及有效性研究进展

应用与环境生物学报 2024年第1期30卷 176-185页

作者：张卓婷陶然罗如熠周俊李子豪赵春章庞学勇成都理工大学生态环境学院成都610059 中国科学院成都生物研究所中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室成都610213 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610213

磷是植物生长发育所需的重要营养元素.次生演替是陆地退化生态系统恢复的重要途径,但土壤磷缺乏会对次生演替过程中的植物生长造成限制,因此深入理解次生演替对土壤磷组分的影响,对解决生态系统恢复过程中养分管理具有重要意义.在介绍... 详细信息

磷是植物生长发育所需的重要营养元素.次生演替是陆地退化生态系统恢复的重要途径,但土壤磷缺乏会对次生演替过程中的植物生长造成限制,因此深入理解次生演替对土壤磷组分的影响,对解决生态系统恢复过程中养分管理具有重要意义.在介绍土壤磷循环和磷组分的基本概念及生态学意义的基础上,对次生演替过程中不同土壤磷组分的变化规律、影响因素及其磷有效性进行全面梳理和分析.发现在次生演替过程中,高活性的树脂磷(Resin-P)没有特定的变化规律;较高活性的碳酸氢钠无机磷和有机磷(NaHCO3-Pi和NaHCO3-Po)随演替逐渐增加,主要与凋落物归还、有机质积累和微生物群落变化有关;中等活性的氢氧化钠无机磷和有机磷(NaOH-Pi和NaOH-Po)在演替过程中无明显变化趋势,可能受到土壤pH值和矿物离子(如铁和铝)的影响;中等活性的原生矿物磷(Primary mineral P)在大多数情况下会随着次生演替而降低.由于土壤有机质和微生物组成等与土壤磷组分显著相关,为提高次生演替过程中土壤磷有效性,应重点关注次生演替过程中土壤的理化特性(例如土壤pH值、含水量和有机质)以及微生物群落(例如溶磷菌群落)的变化;同时,也应该关注次生演替过程中土壤磷形态转化对磷有效性的影响;此外,还应加强对磷循环生物学机制的探究,为应对陆地生态系统植被恢复过程中生产力下降提供科学依据.

关键词：土壤磷组分有效磷磷循环无机磷有机磷生态恢复

植物多样性对古新世-始新世极热事件全球增温的响应——来自化石和模型模拟的证据

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第四纪研究 2024年第5期44卷 1235-1249页

作者：贾丽荣邓敏杨毅苏涛刘佳黄健唐自华李树峰周浙昆云南大学生态与环境学院云南昆明650500 中国科学院西双版纳热带植物园热带森林生态学重点实验室云南勐腊666303 成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室四川成都610059 成都理工大学沉积地质研究院四川成都610059 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院新生代地质与环境重点实验室北京100029 中国科学院昆明植物研究所东亚植物多样性与植物地理重点实验室云南昆明650201

古新世-始新世极热事件(PETM)发生在约56 Ma,是新生代一次显著的全球气候变暖事件。在10~20万年内,全球平均气温上升了约4~8℃。这次增温事件与全球碳循环的波动密切相关,对全球气候和生物多样性产生了重大影响。本研究系统收集整理了全... 详细信息

古新世-始新世极热事件(PETM)发生在约56 Ma,是新生代一次显著的全球气候变暖事件。在10~20万年内,全球平均气温上升了约4~8℃。这次增温事件与全球碳循环的波动密切相关,对全球气候和生物多样性产生了重大影响。本研究系统收集整理了全球PETM时期模型模拟和化石数据,分析了PETM时期大气不同CO_(2)浓度下的温度和降水变化,综合探讨了植物多样性、植物区系交流和植被的响应。分析表明:随着大气CO_(2)浓度的增加,全球普遍升温,降水的时空分布显著变化,中高纬度地区的温度和降水增加幅度大于低纬度地区。PETM时期的气候变化对陆地植物多样性的影响存在地区差异,并且不同植物类群对PETM的响应方式也不尽相同。一些植物类群在PETM时期灭绝或物种多样性降低,如山龙眼科、天南星科等,而另一些植物类群受到的影响较小,如榆科和禾本科等,热带、亚热带类群的物种多样性则有所增加,如棕榈科和豆科等。PETM对全球被子植物的区系交流有一定的促进作用,导致了物种分布区的明显变化。全球植被格局在PETM时期发生显著变化,热带、亚热带植被向高纬度地区大幅扩散。生物多样性应对PETM的方式远比我们认识的复杂,相对于增温,急速增温和生境片段化,才是对生物多样性最大的危害,前者使得生物失去应对的时间,而后者使得生物失去应对的空间。

关键词：古新世-始新世极热期古气候模拟植物化石物种扩散植被

西南生态脆弱区重大建设工程渣场的生态修复技术和策略

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应用与环境生物学报 2024年第4期30卷 848-860页

作者：齐芳丁建林崔嘉琪蒲光兰向双吴彦刘庆中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室中国科学院成都生物研究所成都610213 四川农业大学林学院成都611130 中国科学院茂县山地生态系统定位研究站茂县623299 中国科学院大学北京100049

西南地区是我国长江上游重要的生态屏障区和国家重大建设工程的重要实施区.该区域雨水丰沛、地势陡峭,工程建设产生大量弃渣,不仅占用大面积的临时性和永久性土地,还极易造成水土流失、滑坡泥石流等次生灾害,生态环境极端脆弱.为保障区... 详细信息

西南地区是我国长江上游重要的生态屏障区和国家重大建设工程的重要实施区.该区域雨水丰沛、地势陡峭,工程建设产生大量弃渣,不仅占用大面积的临时性和永久性土地,还极易造成水土流失、滑坡泥石流等次生灾害,生态环境极端脆弱.为保障区域生态安全,亟须进行科学治理.基于西南地区的地质历史、气候条件和人地矛盾等实际,总结西南脆弱生态区渣场生态修复技术的研究进展.目前建设工程产生渣土的来源主要为道路修建、水电站建设、矿山开采和山区城镇基础建设等四大类项目.渣场修复作为一个系统工程,通常按照“土地整理—土壤重构—植被建设—景观再造—生态演替”的序列进行,修复技术主要分为土壤系统构建技术和植物群落构建技术两大板块.土壤系统的构建关键在于坡面整理保持水土,生土熟化和土壤改良,理化、微生物和植物措施修复重金属污染等方面.植物群落构建技术主要由选择先锋物种激发植物存活、群落配置促进持续演替、土壤种子库有效利用、植物配置促进成土等技术组成.针对目前渣场生态修复中存在的修复目标定位不清、土壤修复技术单一、物种适应难、生物入侵、群落演替难以为继等主要问题和难点,提出以区分不同生境梯度、不同生态系统类型和修复目标为核心依据的解决思路.在此基础上,展望了未来渣场修复技术、创新管理模式以及区域差异化治理策略等优化途径.(图2表4参82)

关键词：渣场土壤改良修复目标植物筛选群落配置

四川洪雅县国有林场两栖动物多样性空间分布格局

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应用与环境生物学报 2024年

作者：陈青枫汪晓意汤开成范月峥李媛王家才付义强胡军华四川师范大学生命科学学院中国科学院成都生物研究所洪雅县国有林场中国科学院大学

受气候变化和人为干扰的双重影响，全球范围内两栖动物正面临着种群急剧下降的趋势，导致许多物种的灭绝风险上升。因此，掌握区域两栖动物的物种组成及其在不同海拔和生境中的多样性格局对于生物多样性保护至关重要。四川洪雅县国有林... 详细信息

受气候变化和人为干扰的双重影响，全球范围内两栖动物正面临着种群急剧下降的趋势，导致许多物种的灭绝风险上升。因此，掌握区域两栖动物的物种组成及其在不同海拔和生境中的多样性格局对于生物多样性保护至关重要。四川洪雅县国有林场地处横断山区邛崃山支脉，境内野生动植物资源丰富，区域海拔跨度大，低海拔山区覆盖有大面积人工纯林，中、高海拔山区拥有丰富的天然林资源。为了掌握洪雅县国有林场不同海拔梯度和不同森林生境中的两栖动物多样性空间分布格局，基于已有的历史资料，分别于2023年7月、9月在林场九个管护站辖区布设了114条样线和7个样点，系统开展了两栖动物多样性及群落组成调查。结果显示，林场现有两栖动物39种，隶属于2目9科20属。其中，以东洋界物种为主；生态类型以陆栖-流水型和流溪型为主，包括4种国家二级重点保护野生动物和28种中国特有种。两栖动物分布在海拔981-2 713 m之间，且主要分布于低、中海拔段；物种丰富度呈随海拔上升而下降的趋势；天然林生境中的物种丰富度、Shannon-Wiener多样性和Simpson优势度均高于人工林，但人工林生境中的Pielou均匀度高于天然林。本研究表明洪雅县国有林场两栖动物多样性呈随海拔上升而下降的趋势；人工林生境中的两栖动物多样性水平低于天然林。

关键词：两栖动物物种多样性海拔分布格局人工林天然林生物多样性保护

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邛海大型水生植物时空分布及其退化原因

湖泊科学 2024年第1期36卷 236-246,I0025页

作者：董艳珍张培育李小艳郑丙辉西昌学院四川高原湿地生态与环保应用技术实验室西昌615013 中国科学院水生生物研究所武汉430072 中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012

根据2021年7和12月、2022年5和9月邛海水生植物调查结果,结合文献资料,分析了邛海水生植物种类组成、群落结构和空间分布状况以及退化原因,提出了邛海水生植物恢复的对策建议。邛海湖区有水生植物23种,主要分布在水深2 m内,在湖泊北岸... 详细信息

根据2021年7和12月、2022年5和9月邛海水生植物调查结果,结合文献资料,分析了邛海水生植物种类组成、群落结构和空间分布状况以及退化原因,提出了邛海水生植物恢复的对策建议。邛海湖区有水生植物23种,主要分布在水深2 m内,在湖泊北岸成片分布,湖泊西岸和南岸呈斑块状分布,东岸零星分布,总面积约1.3 km^(2)。水生植物分布面积由1990s前占湖面积的20%左右缩减到目前的不足5%,沉水植物群落结构简单化,浮叶植物和挺水植物分布范围扩张。1998年洪水从海河口倒灌,致使高枧湾水域沉水植被消失;近10年来湖泊运行水位抬升和透明度下降使得邛海水生植物分布面积进一步缩小、种群单一化。需要恢复邛海水位运行的自然节律,减少污染负荷输入改善水体透明度,辅之人工生态修复等措施,逐步恢复邛海水生态系统健康。

关键词：水生植物时空分布群落演替邛海

中国特有种勐海冷水花（荨麻科）的重新发现、补充描述及其系统位置探讨

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广西植物 2024年

作者：付晓莹熊驰王仁芬符龙飞广西师范大学生命科学学院广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所

勐海冷水花（Pilea menghaiensis C. J. Chen）是荨麻科（Urticaceae Juss.）冷水花属（Pilea Lindl.）中一个分布于云南西双版纳地区的特有种。该物种现存标本较少，在《中国植物志》中未见对其雌花序的描述，且缺乏该物种的叶绿体基... 详细信息

勐海冷水花（Pilea menghaiensis C. J. Chen）是荨麻科（Urticaceae Juss.）冷水花属（Pilea Lindl.）中一个分布于云南西双版纳地区的特有种。该物种现存标本较少，在《中国植物志》中未见对其雌花序的描述，且缺乏该物种的叶绿体基因组信息和系统位置相关研究。该研究通过二代测序技术和组装注释方法，揭示勐海冷水花的叶绿体基因组，并分别基于叶绿体基因组序列联合序列矩阵和ITS序列和2个叶绿体基因片段（trn L-F和rbc L）的联合矩阵重建冷水花属系统发育树。此外，该研究拍摄并补充描述勐海冷水花的雌花序和瘦果形态特征。结果表明：（1）勐海冷水花叶绿体基因组序列长152 079 bp,GC总含量为36.62%，呈典型的四段式结构。其中大单拷贝区（LSC）与小单拷贝区（SSC）分别长83178bp和18355bp，一对反向重复区（IR）长25273bp。（2）共注释到132个基因，包括87个蛋白编码基因、37个tRNA基因和8个rRNA基因，主要分布于大单拷贝区和小单拷贝区。（3）勐海冷水花隶属于疣果冷水花组（sect. Verrucosae L. F. Fu&Y. G. Wei），并与该组中的粗齿冷水花（Pileasinofasciata）近缘，二者形态特征近似。该文对勐海冷水花叶绿体基因组的遗传信息进行了补充完善，为勐海冷水花分子标记的开发与遗传多样性研究等提供了理论基础，为揭示冷水花属植物的物种演化提供了参考。

关键词：叶绿体基因组系统发育分析冷水花属疣果冷水花组

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乙烷及乙烷+丙烷低温比定压热容实验研究

工程热物理学报 2024年第9期45卷 2572-2579页

作者：盛勃闻赵延兴董学强公茂琼中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室北京100190 航天低温推进剂技术国家重点实验室北京100028 中国科学院大学北京100049

本文研制了一套用于低温比定压热容(c_(p))测量的流动量热计,该量热计由恒温浴系统、流动系统、量热池和数据采集系统四部分组成,可实现115~340 K温度范围内的比定压热容测量,压力可达8 MPa。温度T、压力p及比定压热容c_(p)测量不确定... 详细信息

本文研制了一套用于低温比定压热容(c_(p))测量的流动量热计,该量热计由恒温浴系统、流动系统、量热池和数据采集系统四部分组成,可实现115~340 K温度范围内的比定压热容测量,压力可达8 MPa。温度T、压力p及比定压热容c_(p)测量不确定度分别为11 mK,0.02 MPa及0.9%。基于该量热计实测了45个丙烷、30个异丁烷、5个乙烷及5个乙烷+丙烷二元混合物的低温液相比定压热容数据,实测数据与高精度亥姆霍兹状态方程的计算值和呈现了较好的一致性,丙烷、异丁烷、乙烷及乙烷+丙烷的平均绝对相对偏差分别为0.26%、0.32%、0.31%及0.38%,验证了该装置的可靠性。

关键词：低温流动量热计比定压热容乙烷(R170) 丙烷(R290) 异丁烷(R600a)