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2023年 第32卷 第8期    刊出日期：2023-08-20

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2023年8期目录

2023, 32(8):  0. 

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相关文章 | 计量指标

研究论文

2000-2020年内蒙古草地植被覆盖度时空变化及趋势预测

张慧龙, 杨秀春, 杨东, 陈昂, 张敏

2023, 32(8):  1-13.  DOI: 10.11686/cyxb2022370

摘要 ( 570 )   HTML ( 230)   PDF (5420KB) ( 490 )  

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草地植被覆盖度（FVC）是反映草地生态状况最直接的指标之一。目前在大区域内构建准确的FVC估算模型，进行长时间序列的动态分析，仍是一个挑战。基于大量地面调查样本，使用2000-2020年MODIS遥感数据、气象数据，通过随机森林模型进行FVC分区建模与结果估算。利用Sen+Mann-Kendall趋势分析法、Hurst指数法等，分析FVC时空变化特征和未来变化情况。研究表明：1）内蒙古草地FVC随机森林模型精度表现为分区优于全区，有效地降低了空间异质性的影响。2）内蒙古草地FVC总体上呈东高西低的分布格局，空间差异明显。3）近21年，内蒙古草地FVC总体呈波动上升趋势，年增长率为0.2%·a^-1；增长区域面积占比（79.5%）大于减少区域面积占比（20.5%），并且极显著增长和显著增长占比（28.3%）远大于极显著减少和显著减少（1.6%）。4）未来内蒙古草地FVC总体为正持续性发展。预测增长区域（57.6%）多于减少区域（42.4%），其中极显著增长和显著增长占比较高（25.9%），未来草地FVC整体向好发展。

多情景模拟下内蒙古草地生态系统服务价值时空演变

李雪敏, 李同宁, 吴芝雨, 武振国

2023, 32(8):  14-27.  DOI: 10.11686/cyxb2022358

摘要 ( 213 )   HTML ( 11)   PDF (4831KB) ( 191 )  

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探索多情景下草地利用变化引起的生态系统服务价值时空演变机制，对于提升草地生态系统服务价值和维护区域生态安全具有重要意义。本研究基于草地综合顺序分类法（CSCS）及生态系统服务价值（ESV）估算方法，测算和分析了2010-2020年内蒙古不同类型草地利用及草地生态系统服务价值变化；利用PLUS模型分别模拟延续发展、草地保护和均衡发展情景下的各类型草地利用情况，并估算其草地生态系统服务价值；通过热点分析法及空间网格工具对比分析3种情景下的草地生态系统服务价值聚集情况。研究结果表明：1）2010-2020年内蒙古草地生态系统服务价值呈增长趋势，共增加101.36亿元，主要贡献来自丘陵荒漠草原草地和丘陵草甸草地；2）相较于2020年，延续发展、草地保护和均衡发展模拟情景下的草地生态系统服务价值均有不同程度的增加，且以草地保护情景下的西部草地生态系统服务价值增加最为显著。3）3种模拟情景下草地生态系统服务价值的热点和冷点均具有分布范围广且聚集的特点，热点区域出现以小区域带动周围呈分散化聚集。研究结果可为研究区草地生态系统平衡恢复和生态安全保障提供科学依据。

融合MODIS和Landsat数据的青海湖流域典型区NDVI重构与年内最大值变化分析

李芳, 王广军, 杜海波, 李萌, 梁四海, 彭红明

2023, 32(8):  28-39.  DOI: 10.11686/cyxb2022385

摘要 ( 283 )   HTML ( 11)   PDF (7855KB) ( 123 )  

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归一化植被指数（NDVI）能够较准确表达出植被覆盖和生长状况，对其进行时间序列分析已成为研究全球、国家或区域植被生长的重要方式。针对当前NDVI时序产品空间分辨率不高，难以应用于小尺度的精细研究，以及利用Landsat不同时相NDVI评估生态环境质量受植被季相和年际变化影响较大等问题，首先基于增强型时空自适应反射率融合模型（ESTARFM）融合MOD09Q1和Landsat数据，对植被年内生长季NDVI数据进行预测插补，之后利用Logistic模型重构2001-2020年植被生长季NDVI曲线，通过引入MODIS逐日NDVI数据确定NDVI年内最大值日期，逐像素求解出最优的Landsat NDVI年内最大值，并将其应用于青海湖流域布哈河附近局部典型区域植被生长状况评估。结果表明：1）融合MODIS和Landsat数据的Landsat NDVI年内最大值求解结果在3倍中误差以内的占98.5%，求解结果具有较高的精度；2）利用Landsat NDVI年内最大值进行植被生长状况评估，能弱化Landsat数据因时相差异引起的误差；3）研究区植被NDVI年内最大值呈南北高中间低的空间分布特点，年际变化整体先降低再增加，植被生长状况呈向好趋势；高寒嵩草、杂类草草甸NDVI年内最大值呈减少趋势且波动剧烈，应是青海湖流域监测的重点植被类型。

青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地草本植物群落构建机理

杨欣怡, 杨富强, 周旭姣, 王明军, 黄海霞, 鲁松松, 张晓玮, 杜伟波, 王旭虎, 田青, 赵安, 贺万鹏, 周晓雷

2023, 32(8):  40-47.  DOI: 10.11686/cyxb2022442

摘要 ( 208 )   HTML ( 11)   PDF (919KB) ( 192 )  

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群落构建机制是生态学研究的核心论题。生态位理论和中性理论是阐明群落构建的两种主要理论， 但这两种理论分别强调的环境过滤和扩散限制对群落构建的影响尚存争议。该研究以青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地不同演替阶段草本群落为研究对象，应用扩散-生态位连续体指数（DNCI）和校正随机率（MST），分析不同演替阶段草本植物群落的主导构建机制。研究结果显示：1） 5、15和23 a群落与Climax群落之间的DNCI分别为-22.6169、-21.7507和-8.2594，都远小于0，表明不同演替阶段草本植物群落构建的主要驱动作用是扩散过程；2） 5 a-Climax组和23 a-Climax组的MST值均高于50%阈值线，这表明随机性过程在两组群落构建中均占支配地位；对于15 a-Climax组，15 a的MST值为0.6664，Climax的MST值等于0.4927，说明15 a植物群落构建以随机性为主，而Climax群落构建以确定性为主；由于15 a的MST值远高于50%，而Climax的MST值较接近于50%的阈值，也可说明15 a-Climax组群落构建仍以随机性为主。在青藏高原东北边缘云杉-巴山冷杉林火烧迹地，随机扩散主导了草本植物群落的构建过程。

不同退化程度高寒草甸土壤团聚体养分及生态化学计量特征研究

李林芝, 张德罡, 马源, 罗珠珠, 林栋, 海龙, 白兰鸽

2023, 32(8):  48-60.  DOI: 10.11686/cyxb2022483

摘要 ( 189 )   HTML ( 10)   PDF (5125KB) ( 154 )  

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土壤结构中养分的稳定性与高寒草甸生态系统的稳定息息相关，为阐明退化对高寒草甸土壤团聚体养分和生态化学计量特征的影响，在甘肃省天祝藏族自治县金强河流域设置未退化（ND）、轻度退化（LD）、中度退化（MD）和重度退化（SD）4个不同退化程度的高寒草甸，采用干筛法对0~30 cm土层土壤团聚体有机碳、全氮和全磷含量及生态化学计量分布特征进行研究。结果表明：高寒草甸土壤团聚体内有机碳、全氮含量随退化程度加剧呈先上升后降低的趋势，全磷含量随退化加剧呈“V”形分布，碳、氮、磷在0.25~0.50 mm粒级含量最高。草地退化使土壤团聚体C/N降低，C/P和N/P则随退化加剧呈先上升后下降趋势，土壤团聚体C/N、C/P和N/P均随土层加深而逐渐下降。统计分析表明土壤各粒级团聚体所占组分是影响团聚体养分含量的关键因素。从生态化学计量学角度分析，N和P是高寒草甸退化过程中的主要养分限制因子。

双龙沟废弃矿区不同造林年限人工沙棘林土壤重金属分布特征及其对酶活性的影响

宋达成, 吴昊, 王理德, 王飞, 张裕凯, 赵学成

2023, 32(8):  61-70.  DOI: 10.11686/cyxb2022374

摘要 ( 185 )   HTML ( 1)   PDF (2554KB) ( 156 )  

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以哈溪双龙沟废弃矿区周边3种不同造林年限人工沙棘林（造林2年、造林10年、对照荒地）为对象，采用时空互代法研究了废弃矿区周边不同恢复年限样地土壤重金属含量以及4种酶活性（蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶），同时分析了重金属元素与4种土壤酶活性的作用效应。结果表明，不同造林年限样地间土壤重金属含量变化总体保持一致，V、Mn、Ni、Cu、Sr、Ba等重金属含量下降了4.21%~26.84%，其中V、Mn、Sr、Ba含量随土层深度增加而增大，而Cu、Ni则在表层土壤含量较多；随着植物生长过程的推进，土壤蔗糖酶（SA）、碱性磷酸酶（APA）、过氧化氢酶（CA）和脲酶（UA）活性均值涨幅达到12.89%~255.29%，且呈明显的表聚现象；区域主要重金属含量和土壤酶活性之间表现出较强的负相关性，Sr是影响区域土壤酶活性变化的主要重金属驱动因子。该研究结果对于祁连山及其相似山区废弃矿区土壤修复具有一定的参考价值。

粉砂性高速公路路基边坡植物护坡方案对比分析

史锋厚, 倪岳, 杨成参, 赵娅如, 付红祥

2023, 32(8):  71-81.  DOI: 10.11686/cyxb2022376

摘要 ( 175 )   HTML ( 0)   PDF (555KB) ( 214 )  

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为探索植物护坡方式在粉砂性高速公路路基边坡应用的可行性以及为防护方案的制定提供科学依据，以江苏省海启高速粉砂性路基边坡为研究对象，选择<2 m坡段、2~4 m坡段和>4 m坡段进行植物防护对比试验，探究不同覆盖材料对于防护植物生长和防护效果的影响，对比不同配比防护植物生长情况及防护效果，同时对5种植物根系生长指标进行监测。结果表明：植物防护方案中增加纤维毯和草帘覆盖有助于防护植物的生长，并提高防护能力，纤维毯覆盖优于草帘覆盖；>4 m坡段防护植物盖度和均匀度较差，存在严重的分层现象，坡面土壤冲积现象明显，单纯的植物防护方式不适用于4 m以上高度的边坡防护；多草灌混播、多草籽混播、单草籽播种方式下植物生长情况好于多草花混播，多草灌混播后的植物盖度和均匀度显著优于其他植物配比方式，草灌结合植物生长相互促进且防护效果更佳；5种植物根系指标的监测结果证实紫穗槐、胡枝子、狗牙根根系总根长、根表面积、根体积等指标优于百喜草和多花木兰，植物适生性和根系生长情况可以作为防护植物选择的基本条件。综合而言，海启高速粉砂性路基边坡可采用多草灌混播+纤维毯覆盖的防护方案，该方案适用于4 m以下高度的边坡防护，以紫穗槐、胡枝子和狗牙根混播的植物生长情况最佳，且植物根系发达，可以发挥较好的边坡防护作用。

紫色土区拉巴豆和紫花苜蓿根-土复合体抗剪性能研究

魏艳, 刘有斌, 刘枭宏, 谌芸, 颜哲豪, 都艺芝

2023, 32(8):  82-90.  DOI: 10.11686/cyxb2022392

摘要 ( 146 )   HTML ( 7)   PDF (1398KB) ( 190 )  

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为探究紫色土区草类根系对土壤抗剪性能的影响，以单播的拉巴豆、紫花苜蓿和裸地（CK）为对象，分析根系形态、纤维含量和抗拉力学性能，构建根-土复合体抗剪性能估算模型。结果表明：1）2种草根-土复合体黏聚力及不同荷载下的抗剪强度均高于CK，分别增强了141.30%~189.74%和1.18%~63.81%；2）2种草优势直径（d，mm）为0<d≤0.5径级，而在0.5<d≤1.0径级则表现为拉巴豆的根长密度、根表面积密度和根体积比均显著高于紫花苜蓿，分别高63.16%、62.50%和53.30%；3）黏聚力与根长密度呈显著正相关（R²>0.710，P<0.01），与根长密度、极限延伸率拟合效果较好（R²>0.900，P<0.01），模型预测值精度较高。总体上，紫色土坡地拉巴豆根系增强土壤抗剪性能效果优于紫花苜蓿根系。

湖南52县草地资源的类型、等级及利用现状分析

邢虎成, 王贤芳, 周清, 闫景彩, 揭雨成

2023, 32(8):  91-103.  DOI: 10.11686/cyxb2022359

摘要 ( 201 )   HTML ( 14)   PDF (2410KB) ( 282 )  

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经过40年的发展，湖南省草地类型、面积和分布方面均发生了较大的变化，20世纪80年代草地调查的数据已不能反映现实草地资源现状，要科学地配置草地的生态功能和生产功能， 首先需要摸清草地资源的家底。2018年项目组选择湖南52个县进行了草地清查，共设置3030个样地，调查每个样地的经纬度、海拔、坡向、坡位、草地类型、草地等级、盖度、草地产量、石漠化、退化、草地利用情况等。结果表明：52县中，天然草地可分为4个草地类，即暖性灌草丛、热性灌草丛、低地草甸类、山地草甸类，其中热性灌草丛样地数最大，占78.44%；其次是低地草甸类，占16.63%；暖性灌草丛和山地草甸类都较少，合计占4.93%。4个草地类包含了35个草地型，其中F05（白茅）、G01（芦苇）和G02（芦苇、藨草）草地型占比较大。天然草地处于海拔300 m以下的占94.47%，处于300~800 m的占4.54%，而海拔高于800 m的占0.99%。有76.83%的草地分布在阳坡和半阳坡，有71.10%的草地分布在坡中部以上，有14.58%的草地位于河流、湖泊、水库和坑塘的滩涂地。天然草地以Ⅲ等草地为主，占76.15%；天然草地分为8级，1级草地最多，占全体天然草地样地数57.68%。草地利用率低，有67.78%的草地未利用。草地干草产量均较高，干草产量为1000~5000 kg·hm^-2的占42.78%，干草产量为5000~20000 kg·hm^-2的占41.40%，干草产量大于20000 kg·hm^-2有11.93%，与20世纪80年代相比，草地面积大幅度减少。天然草地覆盖情况总体良好，平均覆盖度为81.53%。94.38%的草地样地无石漠化问题，石漠化区域集中分布在湘西武陵山片区、湘中衡邵盆地，以及湘南郴州、永州两市。草地退化面积约为12.73%，邵阳、永州、湘西、郴州、娄底、张家界和衡阳等7个市州存在草地退化问题。本次清查为湖南省草地资源的开发与利用提供了参考。

混合草坪加强技术对足球场草坪质量和安全性能的影响研究

窦玮豪, 宋桂龙, 韩烈保, 陈佳宝, 杨晓晖, 钱永强, 邹博坤, 陈雨峰, 梁小红

2023, 32(8):  104-114.  DOI: 10.11686/cyxb2022377

摘要 ( 273 )   HTML ( 12)   PDF (4997KB) ( 329 )  

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加强型混合草坪是目前提高足球场草坪质量和使用强度最有效的草坪建植技术之一。加强型混合草坪分为3种类型：纤维加强式混合草坪、草垫式混合草坪和植丝式混合草坪。本研究以天然草坪为对照（CK），将纤维加强式混合草坪（沙+0.4%椰丝）、草垫式混合草坪和植丝式混合草坪作为试验处理，研究3种加强型混合草坪在长期持续中度践踏的条件下对草坪的表观质量、运动质量和安全性能的影响。结果表明：3种加强型混合草坪对草坪表观质量和运动性能均具有不同程度的提升效果，且能够有效减缓持续中度践踏条件下草坪表观质量和运动质量的衰退。其中，植丝式混合草坪在草坪盖度、草坪转动摩擦和反弹性能方面的效果更佳，纤维加强式混合草坪在草坪归一化差异植被指数、草坪密度、草坪表面硬度和头部损伤风险评估方面效果更佳，草垫式混合草坪在草坪密度、转动摩擦和反弹性能方面也具有一定积极作用，但效果不够显著和稳定。因此，3种加强型混合草坪是在保证草坪安全性能符合相关国际标准和要求的前提下，有效提升和稳定草坪表观质量和运动质量的有效方案。

红豆草与无芒雀麦混播草地生产力提升的水分调控模式研究

康燕霞, 姜渊博, 齐广平, 银敏华, 马彦麟, 汪精海, 贾琼, 唐仲霞, 汪爱霞

2023, 32(8):  115-128.  DOI: 10.11686/cyxb2022451

摘要 ( 185 )   HTML ( 7)   PDF (2290KB) ( 141 )  

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提升人工草地生产力对缓解天然草原压力、维持牧草供需平衡及推动畜牧业健康发展具有重要作用。本研究对比分析了3种种植模式［无芒雀麦单播（B）、红豆草单播（O）和红豆草与无芒雀麦混播（M）］和4种水分调控［充分灌水（W₀）：75%~85% θ_FC、轻度亏水（W₁）：65%~75% θ_FC、中度亏水（W₂）：55%~65% θ_FC和重度亏水（W₃）：45%~55% θ_FC，θ_FC为田间持水量］对草地蒸散耗水、产量品质和水分利用的影响，并采用熵权灰色关联耦合与熵权-TOPSIS模型对各处理进行综合评价。结果表明：1）草地蒸散量表现为第1茬>第2茬>第3茬，且随亏水程度加剧而降低。M的平均总蒸散量较O减小2.20%，较B增加6.21%。2）随亏水程度加剧，牧草产量逐渐下降，其中W₁与W₀无显著差异。M较O和B的总产量分别平均提升16.88%和103.32%。4种水分调控下M的土地当量比为1.38~1.65，且M中红豆草的产量占比随亏水程度加剧呈下降趋势。3）轻度亏水可提升牧草品质和水分利用效率。M的平均粗蛋白含量较B增加21.95%，平均酸性和中性洗涤纤维含量较O分别减小1.40%和3.64%，平均水分利用效率、灌溉水利用效率和粗蛋白水分利用效率分别较B和O增加91.17%和19.07%、83.17%和24.47%、137.31%和11.39%。模型评价得出，红豆草与无芒雀麦混播结合轻度亏水（65%~75% θ_FC）的综合生产效果最优，是甘肃河西走廊及类似生态区人工草地适宜的种植管理模式。

紫花苜蓿对轮作水稻产量和蔗糖代谢的影响

徐蕊, 王峥, 王仪明, 苏连泰, 高鲤, 周鹏, 安渊

2023, 32(8):  129-140.  DOI: 10.11686/cyxb2022389

摘要 ( 198 )   HTML ( 14)   PDF (3765KB) ( 204 )  

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紫花苜蓿与水稻轮作具有改善稻田质量和增加水稻产量的作用，但苜蓿促进水稻增产的生理机制尚不清晰。试验设置种植黑麦草土+NPK基肥+尿素追肥（PRS）、种植苜蓿土+NPK基肥+尿素追肥（PAS）和苜蓿土+苜蓿绿肥+NPK基肥+尿素追肥（紫花苜蓿处理）3个处理。结果显示，与2个对照处理相比，紫花苜蓿处理显著提高了轮作水稻的分蘖数、生物量、籽实产量以及抽穗期叶片N、P、K含量；紫花苜蓿处理分蘖期、抽穗期和收获期的水稻净光合速率依次比PRS增加了16.99%、27.22%和40.99%，比PAS增加了16.88%、37.99%和33.51%；参与蔗糖代谢的关键基因OsAGPS1、OsAGPL1、OsMEX1、 OsSPS1和OsSUS5的相对表达量在叶片（白天和夜间）和根系中明显变化，与PRS相比，5个基因在分蘖期夜间的表达量分别上调2.45、2.96、1.29、1.66和6.04倍，而白天仅OsMEX1和OsSPS1的表达量明显上调，同时，OsMEX1在抽穗期夜间和收获期明显下调；在根系中，OsAGPL1、OsMEX1和OsAGPS1在分蘖期或抽穗期明显上调表达；与此相应，分蘖期叶片的蔗糖磷酸合成酶和可溶性淀粉合成酶活性，以及新叶和叶鞘的淀粉、蔗糖和可溶性糖含量显著增加，而老叶中蔗糖和可溶性糖含量显著下降。研究结果表明紫花苜蓿通过影响轮作水稻分蘖期叶片N、P、K含量和蔗糖代谢通路关键基因的昼夜表达格局而改变淀粉、蔗糖和可溶性糖在水稻叶片和叶鞘的分配，从而促进水稻增产。

一氧化氮对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗次生代谢产物的影响

王宝强, 马文静, 王贤, 朱晓林, 赵颖, 魏小红

2023, 32(8):  141-151.  DOI: 10.11686/cyxb2022252

摘要 ( 189 )   HTML ( 5)   PDF (4828KB) ( 147 )  

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本研究以盆栽紫花苜蓿为试验材料，在聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱的条件下，分别以硝普钠、c-PTIO（carboxy-PTIO）为NO供体和清除剂进行叶面喷施，通过研究紫花苜蓿幼苗叶片、根系中次生代谢产物及关键代谢酶活性的变化，探讨干旱胁迫对次生代谢产物的影响及NO介导下紫花苜蓿耐旱机制的响应。结果表明，干旱胁迫使紫花苜蓿叶片及根系中总酚、类黄酮、木质素和花青素的含量呈先升高后降低的变化趋势，同时增强了苯丙氨酸解氨酶（PAL）和多酚氧化酶（PPO）活性。外源NO的施加则会促进这种趋势的进行，使总酚含量提高33.08%，在胁迫后期仍使酚类物质保持较高的代谢水平，改善胁迫所导致的损伤状况。而NO抑制剂 c-PTIO则会不同程度地抑制紫花苜蓿幼苗中酚类物质的合成及其代谢关键酶的活性。因此，外源NO的喷施使紫花苜蓿中次生代谢物的积累与抗氧化酶活性维持在一个高于仅干旱胁迫的水平，更大限度地降低干旱对紫花苜蓿造成的危害，提高对干旱的耐受性。本研究进一步扩充了紫花苜蓿抗旱手段的工具箱，对紫花苜蓿的抗旱具有重要的意义。

老芒麦种质资源抗寒性综合评价及冷胁迫下的生理反应

柳文蔚, 刘鑫, 雷映霞, 周青平, 刘志峰, 王沛

2023, 32(8):  152-163.  DOI: 10.11686/cyxb2022365

摘要 ( 175 )   HTML ( 6)   PDF (2191KB) ( 155 )  

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为了筛选出抗寒性强的老芒麦种质并深入研究其抗寒机制，本研究采用盆栽法，测定了-4 ℃冰冻处理下43份老芒麦种质资源的相对电导率、叶绿素含量、最大光化学效率，并通过隶属函数综合评价法从中筛选出一份最抗寒种质（I-1-4-1）和一份低温敏感种质（09-244）。进一步对I-1-4-1与09-244进行4 ℃冷处理和-4 ℃冰冻处理，分析了低温胁迫下I-1-4-1与 09-244叶片相对含水量、细胞膜透性、渗透调节物质、抗氧化系统、叶绿素荧光特性等指标的差异。结果表明：-4 ℃胁迫下，I-1-4-1的叶绿素含量、光系统Ⅱ最大光化学效率、实际光化学效率、光化学淬灭系数、非光化学淬灭系数均高于09-244，表明I-1-4-1能维持光合作用高效进行；I-1-4-1叶片中超氧阴离子、过氧化氢含量均低于09-244，而过氧化氢酶的活性高于09-244，表明相比于09-244，I-1-4-1具有更强的活性氧清除能力；I-1-4-1的相对电导率和丙二醛含量均低于09-244，表明I-1-4-1的细胞膜受损程度较低；此外，I-1-4-1通过积累更多的游离脯氨酸含量以提高渗透调节能力来适应低温胁迫引起的细胞脱水。主成分分析共提取了2个主成分，累积贡献率超过85%，其中，第一主成分主要为叶绿素荧光和细胞膜透性变化的相关指标；第二主成分主要为渗透调节物质的变化情况。研究结果为老芒麦抗寒性评价及抗寒种质筛选提供了参考。

贮藏时间对甜高粱青贮发酵品质、微生物群落组成和功能的影响

赵杰, 尹雪敬, 王思然, 董志浩, 李君风, 贾玉山, 邵涛

2023, 32(8):  164-175.  DOI: 10.11686/cyxb2022384

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为评价贮藏时间对甜高粱青贮发酵品质、微生物群落组成和功能的影响，将蜡熟期甜高粱（SS）自然青贮1、3、7、15、30和60 d，开窖后，随机取样进行化学成分、发酵参数和微生物数量分析。同时，对鲜样、青贮7和60 d的甜高粱青贮饲料（SSS）进一步进行高通量测序和KEGG功能预测分析。结果表明，青贮60 d后，甜高粱青贮饲料呈低pH值、高乳酸含量和高乳乙比的同型乳酸发酵。肠杆菌属（26.0%）和泛菌属（25.7%）为SS鲜样的优势菌属，而明串珠菌属（34.1%）和乳球菌属（31.6%）则在7 d的SSS中占据优势，随后在60 d的SSS中被乳杆菌属（73.5%）取代。斯皮尔曼相关性热图显示乳杆菌属相对丰度与乳酸含量呈正相关，与pH值呈负相关。青贮前后微生物群落功能存在较大差异：青贮过程下调了氨基酸、能量、辅因子和维生素代谢，但上调了核苷酸和碳水化合物代谢。总体而言，高通量测序结合KEGG功能预测分析进一步证实了甜高粱青贮过程中球状乳酸菌至杆状乳酸菌的演替规律，并初步发现了碳水化合物代谢上调及氨基酸代谢下调的功能转变趋势。研究青贮过程中的微生物群落动态和功能变化对深入揭示厌氧发酵机理和生产高品质青贮饲料具有重要意义。

布顿大麦TB1基因的克隆及内生真菌对其表达量的影响

韩丹, 龙凤, 陈胜, 户萌菲, 王栋, 陈水红

2023, 32(8):  176-185.  DOI: 10.11686/cyxb2022369

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分蘖生长在茎基部不伸长的节间，有不定根，能独立于主茎存活，禾本科作物布顿大麦主要通过分蘖来提高产量；内生真菌和基因均能调控布顿大麦分蘖，为了探究内生真菌对宿主植物分蘖相关基因TB1的影响，本研究利用RT-PCR法对布顿大麦TB1基因进行克隆并测序，采用生物信息学方法对该基因的序列结果进行分析，用SYBR Green荧光染料法对新疆温宿县和青海柴达木盆地带内生真菌（E+）和不带内生真菌（E-）的布顿大麦TB1基因进行q-PCR相对表达量分析。结果显示，克隆的TB1基因蛋白质编码区（CDS）全长为804 bp，编码267个氨基酸残基；TB1基因无启动子和PolyA位点；经亚细胞定位，TB1蛋白预计在液泡，TB1蛋白无跨膜结构域、无信号肽、不属于跨膜蛋白、存在于TCP家族；推测TB1蛋白为不稳定蛋白质。布顿大麦TB1基因与大麦亚种的TB1同源性最高，为96.72%，且与大麦亚种的TB1处于同一支系。温宿县和柴达木盆地布顿大麦根、茎、叶中TB1基因表达量趋势一致，内生真菌显著降低了植株分蘖发生部位茎基部的TB1基因表达量，表明内生真菌侵染影响了宿主TB1基因表达进而调控宿主植物分蘖。研究结果为后续布顿大麦分蘖机制研究奠定了理论基础。

油莎豆CeWRKY转录因子响应非生物胁迫的功能表征

史先飞, 高宇, 黄旭升, 周雅莉, 蔡桂萍, 李昕儒, 李润植, 薛金爱

2023, 32(8):  186-201.  DOI: 10.11686/cyxb2022150

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油莎豆亦称油莎草，地上部分是优质牧草，地下块茎可积累大量油脂，抗逆性强、适应性广，是一种新型饲草和油料作物。WRKY是一类数量庞大的转录因子超家族，广泛参与调控植物生长发育、物质代谢和胁迫应答等生理过程。然而，有关于油莎豆WRKY家族成员及其功能知之甚少。本研究基于转录组分析，鉴定出67条油莎豆WRKY转录因子。系统发育树结果显示，油莎豆CeWRKY与拟南芥AtWRKY 类似，分为I、Ⅱ、Ⅲ 3个亚家族。CeWRKYs均具有典型的WRKY结构域和锌指结构域，其中7条蛋白序列的WRKY结构域存在变异，可能与WRKY成员功能歧化相关。油莎豆CeWRKY蛋白的序列长度、相对分子量、等电点等存在较大差异，均为亲水性蛋白，不含跨膜结构，亚细胞定位预测均位于细胞核。CeWRKY基因在块茎发育时期的表达模式具有时空特异性。不同CeWRKY基因参与不同逆境胁迫响应，其中CeWRKY8基因分别在干旱、盐、碱胁迫处理的油莎豆幼苗中表达谱变化显著，可能是参与油莎豆逆境胁迫响应调控的一个主效转录因子。本研究为深入解析油莎豆CeWRKY转录因子的多样性生物学功能以及介导逆境胁迫应答的分子机制奠定了基础，亦为优质高抗油莎豆新品种培育提供科学参考。

综合评述

活性氧及染色体端粒调控种子老化研究

孙守江, 毛培胜, 豆丽茹, 贾志程, 孙铭, 马馼, 欧成明, 王娟

2023, 32(8):  202-213.  DOI: 10.11686/cyxb2022417

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种子使植物能够在恶劣的环境条件下生存，将遗传信息从亲代传递给下一代。种子活力是农业中的一个重要性状，直接影响田间出苗率和作物产量。然而，由于种子老化，种子活力在贮藏过程中下降。为了有效地保护基因资源，减少由于种子老化给农业生产带来的巨大经济损失，有必要探究种子老化的机制，以便了解种子老化的起因以及老化过程中发生的一系列重要事件。在种子贮藏过程中，高温高湿是加速种子老化的两个主要因素。活性氧（ROS）引起的氧化损伤是主要原因。ROS可导致蛋白质损伤、脂质过氧化、染色体端粒结构异常和DNA损伤引起的各种细胞成分损伤。此外，ROS还诱导细胞程序性死亡，导致种子老化。种子在吸胀初期会对一些损伤进行修复，但是，如果对关键结构造成巨大损伤，就会导致修复失败，种子永久失去活力，无法在相对较短的时间内正常发芽。种子老化的确切机制尚未得到全面研究。基于此，本研究主要综述了种子老化过程中ROS的产生以及清除途径、ROS对生物大分子的影响、染色体端粒系统对种子老化的响应以及种子耐老化相关基因的研究进展，并提出了展望。这对了解种子老化的原因以及种子老化机制的解析具有重要意义。

研究简报

禁牧和放牧对祁连山高寒草原秋季大型和中型土壤节肢动物多样性的影响

刘继亮, 赵文智, 王永珍, 冯怡琳, 祁进贤, 李永元

2023, 32(8):  214-221.  DOI: 10.11686/cyxb2022383

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过度放牧及气候变化引起祁连山高寒草原退化，而禁牧可以恢复退化高寒草原生态系统，但长期禁牧会影响高寒草原地上和地下生态系统结构及其功能。本研究以祁连山西段葫芦沟流域典型高寒草原为研究对象，2021年秋季利用陷阱法和干漏斗法收集了长期围封禁牧和自由放牧区大型和中型土壤节肢动物样品，确定禁牧对高寒草原大型和中型土壤节肢动物多样性的影响。结果表明，禁牧与放牧高寒草原秋季大型和中型土壤节肢动物群落组成明显不同。禁牧与放牧高寒草原相比提高了大型土壤节肢动物的密度、类群丰富度和多样性指数，其中大型土壤动物活动密度在禁牧高寒草原显著高于放牧高寒草原生境；禁牧与放牧高寒草原相比显著降低了高寒草原中型土壤节肢动物的密度、类群丰富度、多样性指数以及螨类和跳虫密度比值（A/C）。不同土壤节肢动物类群对禁牧和放牧的响应模式不同，禁牧与放牧高寒草原相比显著提高了高寒草原蜈蚣、蜘蛛和甲虫的活动密度，降低了蚂蚁的活动密度和跳虫的密度。总之，高寒草原土壤节肢动物群落及主要类群对禁牧和放牧管理的响应十分敏感，其数量及多样性变化可以用于指示高寒草原的放牧管理。