Plant species coexistence alleviates the impacts of lead on Zea mays L.

Whether plant coexistence can reduce the impacts of lead (Pb) on crops in agroecosystems has not been well understood. We conducted a factorial experiment to investigate the effects of weeds coexisting with maize (Zea mays L.) on Pb accumulation in maize and soil microbes at two Pb levels (ambient and 300 mg/kg). Elevated Pb tended to increase the Pb concentration in maize and decreased soil microbial activity (indicated by the average well color development, AWCD), functional group diversity, as well as arbuscular mycorrhizal (AM) colonization and vesicle number of maize. Compared to the monoculture, weeds coexisting with maize reduced the Pb concentrations in the root, leaf, sheath and stem of maize at both seedling and mature stages. In maize-weed mixtures, soil microbial activity and functional group diversity tended to increase for both Pb treatments relative to the monoculture. Furthermore, principal component analysis revealed that the soil microbial community structure changed with the introduction of weeds. The highest Pb accumulation in weeds occurred for the elevated Pb treatment in a three species mixture. The results suggest that multiple plant species coexistence could reduce lead accumulation in crop plants and alleviate the negative impacts on soil microbes in polluted land, thereby highlighting the significance of plant diversity in agroecosystems.     

中国南北过渡带生态系统碳储量时空变化及动态模拟

山地是全球变化的敏感地带,对生态安全与发展具有重要作用,山地生态系统服务变化和生态环境承载力是地理学与生态学的研究热点。以中国南北过渡带的主体秦巴山地为研究对象,采用CA-Markov模型与InVEST模型模拟和预测（2000—2040年）不同土地利用情景下秦巴山地生态系统碳储量变化,运用热点分析（Getis-Ord G_i^*）探讨秦巴山地生态系统碳储量的空间分布差异。结果表明：（1）2000—2040年,研究区土地利用/土地覆被变化主要是耕地、林地、草地和建设用地。（2）2000—2020年,碳储量增加1.12×10⁷ t;2020—2040年自然增长情景下,碳储量损失剧烈,减少50.24×10⁷ t;生态保护情景下,碳损失幅度明显变弱,减少29.52×10⁷ t,说明采取生态环境保护政策,能够有效控制碳储量减少。（3）土地利用/土地覆被与生态系统碳储量的变化呈现显著的一致性,土地利用数量变化决定了生态系统碳储量的质量和空间分布格局。（4）随着海拔抬升,碳储量呈现出“先增后减”的趋势;随着坡度升高,碳储量呈现出“W”型变化趋势。（5）热点分析结果显示,2000—2020年间,碳储量热点区和冷点区零散分布在研究区内;2040年自然增长情景下,碳储量冷热点分布范围有逐渐变大的趋势;2040年生态保护情景较2020年,秦巴山地生态系统碳储量的冷热点分布范围整体变化不大。     

不同水深条件下狐尾藻生长对沉积物氮磷的影响

采用巢湖原位试验研究了80、160和240 cm 3个水深条件下生长的沉水植物狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)对沉积物和间隙水中氮磷的影响。结果表明,狐尾藻的株高和生物量随着水深的增加总体呈下降趋势,并且其差异随着生长期的延长而加大,水深为240 cm的条件下狐尾藻具有最小的株高和生物量,即240 cm的大水深条件不利于狐尾藻的个体形态构建;而相对浅的水深条件(80和160 cm)则是其生长的较佳生境。狐尾藻的生长过程中能够通过根系吸收和根际环境的改变使沉积物和间隙水中的氮磷含量明显下降,一定程度上降低了沉积物氮磷向上覆水体释放的风险,并且其抑制能力随着不同水深条件下植株的长势不同而有所差异,即在植株生长良好的浅水条件下其对沉积物和间隙水中氮磷的抑制效果更佳。因此,较浅的水环境有利于沉水植物的生长,同时还能充分发挥植物对沉积物氮磷的控释作用。     

垃圾渗滤液浸种对玉米代际遗传效应的研究

采用实验室早期栽培实验,主要探讨了垃圾渗滤液浸种对玉米代际的遗传效应。结果表明:垃圾渗滤液会影响玉米代际早期的生长发育,低浓度垃圾渗滤液(10%)促进代际玉米种子的萌发及幼苗的生长;而高浓度渗滤液(50%)则对其产生抑制效应。再者,相比于经垃圾渗滤液浸种处理过的F1代玉米种子而言,对F2代产生的毒性效应相对减弱,仅高浓度组与对照组相比出现差异,50%处理组的萌发率、根长、芽长及叶绿素含量分别为对照组的81%,83%,79%和89%。此外,渗滤液浸种对代际玉米根尖细胞有丝分裂均表现出"低促高抑"的作用,对根尖微核损伤也均呈现剂量-效应关系。这说明低浓度垃圾渗滤液对玉米F1代及F2代的生态毒性风险依然存在,不容忽视。研究选用玉米为模式植物具有一定的实际意义,其结果可为垃圾渗滤液的生态风险评价提供理论依据。     

毒死蜱和吡虫啉对意大利工蜂(Apis mellifera L.)的慢性经口毒性

文章以毒死蜱和吡虫啉为受试农药,以4日龄内的意大利工蜂(Apis melifera L.)为受试生物,研究2种农药对意大利工蜂的10 d经口慢性毒性。结果显示:参比物质乐果对意大利工蜂的10 d半致死浓度(10 d-LC50)为0.550μg a.i.·g~(-1)食物,平均每天半致死剂量(LDD50)为0.019μg a.i.·蜂~(-1)·天~(-1);在有效试验条件下,毒死蜱对意大利工蜂的10 d LC50为0.582μg a.i.·g~(-1)食物,LDD50为0.021μg a.i.·蜂~(-1)·天~(-1);吡虫啉对意大利工蜂的10 d LC50为0.055μg a.i.·g~(-1)食物,LDD50为1.542 ng a.i.·蜂~(-1)·天~(-1)。试验结果可为毒死蜱和吡虫啉的安全使用提供科学参考,同时可促进我国农药对蜜蜂的安全性评价体系的完善。     

狼尾草根系对阿特拉津长期胁迫的氧化应激响应

通过盆栽实验研究了抗性植物狼尾草根部丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(As A)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)等氧化应激生理指标对不同浓度阿特拉津长期(48 d)胁迫的响应规律。结果表明:当阿特拉津胁迫浓度分别高于20 mg·kg~(-1)和50 mg·kg~(-1)时,狼尾草根系的MDA与Pro含量较对照组显著升高(P0.05);随着阿特拉津胁迫浓度的增加,狼尾草根部SOD和GR活性呈先升高后降低的趋势,其中当阿特拉津胁迫浓度为20 mg·kg~(-1)时,SOD和GR活性达到最大值;供试植物根系中As A含量与阿特拉津胁迫浓度呈正相关。综上,中低浓度(≤20 mg·kg~(-1))阿特拉津处理没有对狼尾草的根系产生明显的氧化胁迫效应,狼尾草根系的上述抗氧化应激生理指标对于发挥阿特拉津抗性起着重要的作用。     

硝酸铊对浮萍(Lemna gibba L.)的生长抑制及其氧自由基损伤作用

为了探讨硝酸铊(Tl(I)-nitrate)对浮萍(Lemna gibba L.)的生长抑制作用及其可能的氧化损伤机制,设置了Tl(I)-nitrate的8个处理组(0.005、0.01、0.02、0.04、0.08、0.1、0.5和1.0 mg·L-1)和对照组(0.0 mg·L-1),进行96 h急性毒性实验,测定96 h内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛含量。结果表明:96 h暴露时间下,浮萍生长受抑制程度与Tl(I)浓度之间呈正相关,Tl(I)-nitrate对浮萍的96 h EC50为0.076 mg·L-1,NOEC为0.01 mg·L-1。CAT活性随着Tl(I)-nitrate浓度升高逐渐降低,在0.5和1 mg·L-1时,有极显著差异(p0.01)产生,SOD活性在0.1 mg·L-1时显著升高(46%),POD活性和MDA含量在Tl(I)浓度0.5 mg·L-1时明显上升。当Tl(I)-nitrate胁迫超出浮萍抗氧化酶系统清除活性氧的能力时,活性氧积累导致浮萍受到不可逆转的氧化损伤。Tl(I)-nitrate对浮萍生长产生明显的抑制作用     

土地利用变化的水土资源平衡效应研究——以西辽河流域为例

北方农牧交错带作为我国传统农区与牧区的交汇和过渡地带,是我国东、中部地区的重要生态屏障地区。选取北方农牧交错带东缘的西辽河流域为案例区,运用遥感、地理信息系统等方法,构建水分亏缺模型,定量计算了西辽河流域不同土地利用情景下的水分亏缺态势,揭示了北方农牧交错带土地利用变化的水土资源平衡效应,研究表明:①1995-2005年,西辽河流域土地利用整体特征未发生重大改变,土地利用表现为耕地面积有所增加、草地面积相对减少的局面;②西辽河流域水土资源平衡总体呈现中度水分亏缺的特征,亏水量较大的区域相对集中在西辽河冲积平原中部地区;③1995-2005年10 a间的土地利用变化使得西辽河流域严重缺水地区面积增加1/4,水分亏缺态势进一步加剧。     

Effect of anti-juvenile hormone agent,KK-42 on the incorporation rate of radioactive glycine and biosynthesis of silk proteins of silkworm,Bombyx mori L.

The effects of anti-juvenile hormone agent, KK-42 on incorporation rate of radioactive glycine in cocoon crop production and biosynthesis of silk proteins of silkworm, Bombyx mori L. were studied in a popular bivoltine silkworm hybrid, Xinhang (Chinese) × Keming (Japanese). Administration of KK-42 on first day larvae of fourth instar induced 100% trimolters, and the total larval duration was shortened by four days, which has marked advantages in sericulture. The impact of KK-42 on enhanced incorporation rate of radioactive glycine, cocoon weight, RNA content, and fibroin content was significant compared to control, which leads to superior quality of silk. This has a significant economic importance in the reeling industry.     

西大别山百战坪黄山松径向生长对气候因子的响应

研究基于标准的树轮年代学研究方法（样芯经固定、晾干、打磨、交叉定年、测量和标准化等处理）,首次建立了大别山西部的黄柏山百战坪的黄山松树轮宽度标准年表。研究发现,黄山松宽度年表有较高的信噪比SNR和样本解释总量EPS,表明树轮宽度年表中含有较多的气候信息,适合做树轮气候学研究。树轮宽度年表与气象因子关系的研究结果显示,黄山松树轮宽度与上一年10月、12月及当年的5月至9月的气温（包括月均最高气温、月均温和月均最低气温）呈较高的负相关,且在上一年的12月和当年7月月均最高气温和月均温的限制作用较强,而上一年10月月均温限制作用最大,这表明上一年生长季末和当年生长季中的高温通过对水分的影响限制黄山松的生长。树轮指数与当年2月、4月至7月的月降水及月相对湿度（6月份除外）均呈较高正相关,说明在进入生长期前后充足水分对黄山松生长有促进作用,但当降水或相对湿度过大时（如上年8月与当年6月）对黄山松生长就起到一定的限制作用。本研究结果填补了大别山西段树木年轮研究的空白,为该区域树木年轮气候重建研究提供参考和基础数据,也为黄柏山自然保护区今后的森林培育和森林管理提供了一定的理论依据。