2024, 43(6):1-5. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.001
摘要:以北京大学-林肯研究院城市发展与土地政策研究中心和华中农业大学联合举办的2024年“生态保护与空间规划”暑期学术交流工作坊为契机,联合来自北京大学、中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院南京地理与湖泊研究所、世界银行、国家发展和改革委员会、自然资源部、湖北省规划设计研究总院有限责任公司等单位的专家学者,从国土空间规划、自然资源管理、生态环境保护等视角,探讨国土空间治理与绿色发展方面的重要议题,以服务于国家生态文明、乡村振兴、新型城镇化建设战略。
2024, 43(6):6-16. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.002
摘要:全球气候变化给全球农业可持续发展带来了巨大挑战。本研究以“全球气候变化下的农业可持续发展”为主要议题,面向全球粮食安全和生态安全战略,基于全球可持续发展目标,融合地理学、管理学、农学、经济学等方面的知识、方法和工具,系统梳理了农业可持续发展、全球气候变化对农业可持续发展的影响、人类应对全球气候变化的农业可持续发展行动三方面的国内外研究进展。随后基于该议题的学科交叉性、知识综合性和科学前沿性,提出了全球气候变化下的农业资源开发和利用、耕地保护和粮食安全体系、农业生态安全格局和发展模式转型、农业可持续发展的战略规划以及应对全球气候变化的农业可持续发展策略等5个方面的交叉研究内容。最后在“地球命运共同体”和“人类命运共同体”的先进思想和理念下,从全球气候治理、农食系统转型、城乡气候韧性、智慧农林系统、自然资源利用与生态系统保护等交叉研究方向对全球气候变化背景下农业可持续发展的学科交叉研究体系进行前瞻性的展望。
2024, 43(6):17-28. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.003
摘要:自然资源能够调节生态平衡,为社会提供良好的环境和经济基础,是人类赖以生存和发展的物质基础。因此,牢牢守住自然资源利用的底线,强化落实自然资源资产权益的保护,是促进人与自然和谐共生现代化发展的关键因素。本文通过历史分析法和归纳演绎法,分析了自然资源开发保护历程的4个阶段,阐明了人与自然和谐共生现代化的必然性,提出了新时期自然资源开发保护的特征,构建了自然资源开发保护实现路径,以期为人与自然和谐共生的现代化建设提供理论与实践指引。研究表明:人与自然和谐共生的现代化是对西方生态现代化的观念超越、方法超越和理论超越;新时期自然资源开发保护强调可持续发展,强调法制化与规范化,强调系统性和综合管理,强调科技创新;自然资源开发保护要坚持人与自然生命共同体理念,坚持系统治理思维,强化数字化信息建设,推动绿色低碳发展,完善自然资源制度体系,提高监督监管水平。
2024, 43(6):29-38. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.004
摘要:土壤侵蚀威胁粮食安全和生态系统服务,是中国面临的严峻环境问题之一,同时受到自然因素和人类活动的共同影响。目前国内已有大量研究关注社会经济因素对土壤侵蚀的驱动作用,但关于两者之间空间非平稳关系的探讨和影响因素作用尺度差异性的关注仍存在不足。为探究社会经济活动对土壤侵蚀的复杂驱动机制,以中国346个地级市为研究对象,以2017年为参考年,基于修正的通用土壤流失方程(RUSLE)和多尺度地理加权回归(MGWR)模型,揭示中国各地级市土壤侵蚀的空间异质性,并探索社会经济因素对中国各地级市土壤侵蚀速率的空间驱动作用及因素间的作用尺度差异。研究显示:中国各地级市土壤侵蚀速率的空间分布具有明显的空间正相关性,侵蚀热点主要分布在西部地区、东北地区、云贵高原和四川盆地以及黄土高原;与基于全局回归的模型及传统的地理加权回归模型相比,MGWR可以大大提高社会经济变量对土壤侵蚀速率的解释程度,模型拟合优度达到0.87;从驱动因素来看,除人均地区生产总值外,各驱动因素对中国各地级市土壤侵蚀速率的影响方向会随着空间位置变化产生结构性差异;平均而言,人口密度是对中国各地级市土壤侵蚀速率贡献最大的因素;中国地级市土壤侵蚀速率在西部地区更容易受到复种指数的影响,在东部地区社会经济因素对土壤侵蚀速率的驱动机制更为复杂,不同驱动因素作用的空间尺度差异更明显。研究表明,决策者应充分考虑人类活动对土壤侵蚀影响的空间异质性,以实现水土保持的可持续发展。
2024, 43(6):39-52. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.005
摘要:分析县域乡村地区收缩空间格局差异及其影响因素,为剖析县域内人地关系、促进资源高效集约利用提供实证依据及科学指导。利用农村居民点的居民点图斑和高分辨率人口分布数据LandScan等具体地理信息数据,创新性地构建人口收缩指数指标,以此来系统性检测2000—2020年我国农村居民点在斑块尺度上的人口密度动态变化情况,并全面分析全国2 847个县域范围内农村居民点人口收缩的空间分布特点。结果显示:收缩斑块在淮河流域突出集中,西部地区居民点以轻度收缩为主,东部沿海居民点多为重度收缩。在县域层面,乡村人口收缩现象显示出显著的地域差异性,形成了“两带多集聚区”的空间格局特征,不同行政区划类型的县(市)呈现出差异化的人口收缩特性。城镇化水平(UR)、教育服务水平(EDU)、农业机械化水平(ARG)是我国县域乡村内部收缩最显著的3个影响因素。交互作用层面,教育服务水平和农村收入水平的组合作用解释力最强。
2024, 43(6):53-64. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.006
摘要:为推动基于自然的解决方案(Nature-based Solutions,NbS)全球准则在乡村全域土地综合整治中本土化,结合乡村全域土地综合整治的内涵要求,对NbS全球准则28项细则进行了本土化转译,构建并提出了28项本土化指标,并以湖北当阳市玉泉街道办事处全域国土综合整治项目为例进行了实证评估。结果显示,该项目在基于尺度的设计、包容性治理、经济可行性、适应性管理等方面表现优秀,在社会挑战识别、生物多样性净效益、主流化与可持续发展等方面表现良好,而在权衡机制方面则表现薄弱。结果表明,所构建的28项本土化评估指标量化方法简便,可作为决策者和从业者开展NbS本土化自评估的一套有效工具。
2024, 43(6):65-74. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.007
摘要:为探究在碳达峰、碳中和的时代背景下,土地利用变化对碳排放的影响以及影响路径,推动生态环境协同治理、实现绿色高质量发展,本文 从耕地转变为建设用地这一视角切入,基于2009-2010年、2018-2019年中国224个地级市的数据,运用面板固定效应模型着重探究耕地转变为建设用地的碳排放效应及其影响机制。结果显示:全国耕地转变为建设用地呈现收缩趋势,东部省份以及东北地区趋势最为突出,中西部省份收缩趋势不明显;碳排放总量仅东部省份呈现下降趋势,其他省份均呈上升趋势;耕地转变为建设用地显著增加了碳排放量,这一结果在进行稳健性检验以及处理可能存在的内生性后依然成立。研究结果表明,耕地变为建设用地所引致的产业结构以及能源消费变化是影响碳排放的主要路径。
2024, 43(6):75-86. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.008
摘要:为探究城市镇街级治理单元的碳排放差异化分布特征及影响因素,以广州市为例,采用上下结合的碳排放空间计量方法,核算2020年175个镇街单元的碳排放总量及强度,分析不同类型镇街单元的碳排放空间分布异质性特征;通过IPAT模型和Spearman相关性分析筛选影响要素并构建岭回归模型,得到镇街级治理单元的差异化治理要素及减碳策略。结果显示:广州市街道单元碳排放总量远高于乡镇单元总量,但乡镇单元的人均碳排放量远高于城区街道单元,其中工业型乡镇的人均碳排放量为14.37 t ,约是商业办公型城区街道人均碳排放量(2.89 t)的5倍;从空间分布特征上来看,碳排放总量及强度呈现出“内低-中高-外低”环状格局,但碳排放总量高值区聚集于近郊,人均碳排放量高值区聚集于远郊;结合不同类型镇街级治理单元的碳排放影响因素分析,人口密度、城镇化率、建设用地结构等城市建设指标均表现出了与碳排放的强相关性,但不同类型的街镇单元呈现显著差异化影响。基于此,针对不同类型街道与乡镇提出了“控总量”和“控强度”的差异化减碳路径。
2024, 43(6):87-99. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.009
摘要:为探索县域层面农业碳排放量时空特征及其调控策略,以合肥市为例,将种植业与畜牧业生产过程中产生的温室气体作为主要碳源,从农业能源利用、农用物资投入、水稻种植和畜禽养殖4个层面构建碳排放量的测度指标体系,结合IPCC清单法构建农业碳排放计算模型,测算2003-2022年县域尺度下的合肥市农业碳排放量及碳排放强度,采用标准差椭圆和重心迁移模型、ArcGIS可视化方法分析其碳排放时空特征。结果显示:从农业碳排放总量和强度上看,合肥市县域农业碳排放量总量在121.338万~141.0324万t,总体呈“先缓慢上升达到峰值、后逐渐降低”的趋势;农业碳排放强度为0.482~2.358 t/万元,总体下降趋势明显;合肥市县域农业碳排放量在2003-2005年间多集中在庐江县、肥东县,南北差异稍小,2006-2022年呈现“北高南低”的空间格局,差异增大;碳排放强度的空间分布特征变化较大,在2003-2007年、2008-2017年、2018-2022年3个时间段内分别呈现“北高南低”“北低南高”“东北高西北低”的空间格局;从农业碳排放重心上看,合肥市农业碳排放重心整体向东北方向迁移,2003-2022年共计迁移约17.75 km。基于此,提出了合肥市县域层面农业碳减排措施。
2024, 43(6):100-113. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.010
摘要:为推动江苏省及其他地区城乡融合发展,通过构建城乡融合指标评价体系,结合自然间断法、核密度估计法与探索性空间分析法描绘2013—2021年江苏省县域城乡融合时空分布与演变特征,基于障碍度模型与地理探测器模型识别江苏省县域城乡融合的内部障碍因素与外在驱动因素。结果显示:自2013年以来,江苏省县域城乡融合水平持续上升,但各县域之间的城乡融合水平存在差异且差异仍在扩大;截止到2021年,各维度融合水平由高至低依次为:社会融合、生态融合、空间融合、经济融合、人口融合;各地区融合水平由高至低依次为苏南地区、苏中地区、苏北地区;江苏省县域城乡融合存在全局空间正相关性,局域空间分布格局表现为高-高集聚与低-低集聚类型,低水平集聚状态占主要部分。整体而言,产业结构与就业结构层次偏低、以及产业结构与就业结构偏离,是江苏省县域城乡融合发展的主要内部障碍,分区域来看,苏南地区、苏中地区、苏北地区各障碍因素的阻力大小存在差异。数字技术是江苏省县域城乡融合的重要外在驱动力,其中,乡村经济数字化对城乡融合的驱动作用最为明显,而数字化营销又是主要驱动路径。研究表明,应加强县域之间的交流与互动,促进县域之间的联动式与均衡式发展;同步优化县域产业结构与就业结构,因地制宜,瞄准各县域优势与劣势,破除江苏省县域城乡融合发展障碍;重点支持数字技术在乡村经济领域的应用,培育以农村电商为代表的新型业态,助力县域城乡融合再上新台阶。
2024, 43(6):114-126. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.011
摘要:面对资源短缺和日益增长的碳排放量,为探究改变传统发展模式,优化全社会绿色转型,促进绿色低碳循环发展路径,本研究基于2010—2021年中国30个省级面板数据,构建指标体系,运用熵权TOPSIS(technique for order preference by similarity to an ideal solution)模型、耦合协调度模型和空间自相关模型,分析数字经济、低碳发展与新型城镇化三系统耦合协调度及其时空演变特征。结果显示:2010—2021年间,三系统综合发展水平均有显著提升,从地区上呈现“东高西低”的空间分布特征;三系统耦合协调度呈波动上升趋势,总体经历了“勉强协调→基本协调”阶段,整体水平不高;三系统在空间上表现为正向空间自相关性,相关性逐渐增强,空间分布向聚集状态演变;高-高集聚类型主要分布在东南沿海及中部地区且呈现出显著的扩散态势,协调发展水平“东南高西北低”。根据实证分析结果,针对数字经济、低碳发展与新型城镇化耦合协调提出建议,为加强区域联动,补齐短板,促进绿色低碳循环发展提供参考。
2024, 43(6):127-140. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.012
摘要:提升工业用地绿色利用效率是实现土地可持续利用和工业经济高质量发展的重要途径,制造业集聚是影响工业用地绿色利用效率的重要因素。本研究基于2000-2019年中国30个省份面板数据,从环境规制视角出发,分析制造业集聚对工业用地绿色利用效率的影响机制和效应。研究发现:(1)2000-2019年中国工业用地绿色利用效率呈现先平稳上升后快速增长趋势,年均增长率2.942%,东部地区效率始终高于中西部地区,年均增长率分别为4.993%和1.061%。(2)制造业集聚对工业用地绿色利用效率的影响随环境规制强度的变化呈现门槛特征,伴随环境规制强度提高,制造业集聚与工业用地绿色利用效率之间呈“U”型关系。(3)异质性分析发现,2000-2009年制造业集聚对工业用地绿色效率的负向影响随环境规制水平提升逐渐减弱,2010-2019年则表现为由负转正;自愿型环境规制最先产生门槛效应,市场型、命令型环境规制门槛效应出现需较高水平的环境规制。因此,应差异化制定环境规制政策促进制造业产业结构升级和工业用地绿色利用。
2024, 43(6):141-149. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.013
摘要:我国行政区和经济区的空间非整合效应一直存在,近年来行政区划作为空间治理的重要手段为解决跨区域空间高质量发展奠定了基础。为优化国土空间开发保护格局、推进城市群高质量发展,以京津冀城市群为例,探究国土开发强度的时空变化、空间外溢效应和驱动机制,并将不同类型的县级行政单元之间的邻接关系嵌入空间计量模型,进一步探索不同空间邻接情景下的行政空间外溢性对国土开发强度的影响。结果显示,京津冀城市群内部行政单元的国土开发强度差异较大,国土开发强度存在显著的时空分异,空间集聚态势显著。从空间维度看,京津冀城市群国土开发强度整体呈显著上升态势,但“东南高、西北低”的整体空间格局尚未打破。人口密度、第三产业增加值占比与人均GDP对国土开发强度产生显著影响。国土开发强度在空间分布上具有显著的正向空间相关性,直接的空间外溢效应明显。2010—2019年,不同邻接关系的行政空间外溢性不同,不同类型县级行政单元邻接情景的空间外溢性有所增强。研究表明,在未来的发展中,应充分利用国土开发强度的行政空间外溢效应以实现区域均衡发展。
2024, 43(6):150-160. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.014
摘要:为探究城市带状绿地降减空气颗粒物的作用机制和效应,选取武汉市罗家港带状公园绿地及其周边建成环境作为研究对象,选择冬季天气晴朗无风且气象条件相似的3天进行重复观测,采用土地利用回归(land use regression,LUR)模型和主成分分析相结合的方法,分析冬季城市带状绿地对空气PM10和PM2.5质量浓度的降减效应,识别其关键影响因素。结果显示,基于LUR模型得出城市带状绿地对空气PM10和PM2.5的降减作用存在宽度效应,宽度30~40 m的绿地在冬季对空气PM10的降减效率最显著。同时,研究发现冬季城市带状绿地内部的空气PM2.5和PM10质量浓度会出现高于邻近道路位置的现象,空气PM10和PM2.5在城市带状绿地内存在明显的积聚效应。结果表明,城市带状绿地对空气PM10和PM2.5的降减作用会受到周边交通污染排放的干扰,不同宽度带状绿地创造的微气象条件也会对空气PM10和PM2.5的质量浓度产生一定影响。
2024, 43(6):161-170. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.015
摘要:为厘清节肢动物多样性与绿地微环境因子间关系,进而促进城市绿地生物多样性,利用截获器法采集了北京市三环内6个中小型公园的节肢动物种群,应用Pearson相关性分析方法、回归分析、主成分分析探究节肢动物及其天敌多样性与绿地微环境因子间的关系。结果显示:节肢动物中蚜科为优势科,占总多度的52.12%;食蚜天敌昆虫中菜蚜茧蜂Semidalis rapae、广重粉蛉Diaeretiella aleyrodiformis为优势种,分别占总多度的27.73%和23.92%;天敌多度、丰度、香农-维纳指数在不同样地间差异显著。相关分析表明花期植物面积、丰度和香农-维纳指数与节肢动物多度(P<0.001)、食蚜天敌昆虫丰度(P<0.001)及多度(P<0.001)呈显著正相关,与节肢动物香农-维纳指数呈显著负相关(P<0.001),施药频次和施药剂量比与节肢动物多度呈显著正相关(P<0.001)。主成分分析结果显示施药剂量比、花期植物面积、施药频次、花期植物均匀度、花期植物香农-维纳多样性和花期植物丰度是影响绿地节肢动物科多样性的主要微环境因子。RDA分析结果显示花期植物面积、均匀度、香农-维纳多样性和丰度与节肢动物及食蚜天敌昆虫的多度显著正相关,与节肢动物多样性显著负相关。
2024, 43(6):171-181. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.016
摘要:为探究不同绿地调控方式对降雨径流的削减作用,以武汉市南湖汇水分区为研究对象,基于暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)模拟分析海绵绿地改造措施下的年径流总量控制率、峰值流量及峰现时间的变化规律,揭示蓝绿协同视角下城市汇水分区绿地削减雨水径流效应特征。结果显示:城市汇水分区尺度20%~30%的下凹式绿地改造,可实现年径流控制率65%的海绵城市建设目标;不同的海绵绿地改造措施中,复杂下凹绿地(具备蓄水层和下排管)和简单下凹绿地(无蓄水层和下排管)对于单场降雨事件的作用差异不明显,但长历时多场次降雨情况复杂下凹绿地的效果会更加显著。
2024, 43(6):182-190. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.017
摘要:国土空间治理与绿色发展的宏观背景下,针对露天生产矿山的生态修复工作虽已广泛开展,但探索多途径利用方式与构建可持续景观模式的综合研究仍显不足。为探索露天生产矿山绿色发展目标下所适配的典型生态修复景观构建模式,通过系统梳理露天矿山生态修复领域的研究进展,结合文本分析、实地田野调研以及归纳演绎等研究方法,从生产、生活、生态三大功能深度融合的角度出发,提出露天生产矿山的生态修复与可持续利用相结合的3种代表性新景观模式:文化休闲型利用模式、商旅产业型利用模式以及农林生产型利用模式,并详细阐述了每种模式的核心理念、独特点以及国内外相关的成功案例。同时,以黄石市铜山口矿山为例,提出针对该矿山绿色发展与转型利用的策略建议:生态修复过程有效融入地方特色,促进经济多元化发展和可持续利用景观结合。
2024, 43(6):191-200. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.018
摘要:为在表型和遗传上揭示远缘杂种F1纤维的杂种优势并解析产量性状杂种优势不明显的原因,分别对远缘杂种F1与陆地棉亲本发育10 d的纤维组织样品进行混池取样,利用转录组学解析材料间在遗传转录水平上的差异,采用生物信息学方法鉴定材料间存在明显差异的代谢路径和关键基因。结果显示,杂种F1长纤维细胞数量少,并且种子表面有绿色短绒;陆地棉亲本和远缘杂种F1纤维转录组数据共鉴定到1 128个上调基因,678个下调基因;通过基因富集分析发现,差异基因主要富集在苯丙烷生物合成及其分支类黄酮生物合成路径;差异基因的偏亲表达分析显示,杂种F1纤维等位基因偏向海岛棉表达,其中杂种F1的类黄酮代谢路径的二氢黄酮醇-3', 5'-羟化酶(F3'5'H)基因只表达海岛棉的等位基因。总体来看,海岛棉-陆地棉远缘杂种F1纤维产量性状具有负向杂种优势并且具有明显的绿色短绒,这可能与苯丙烷生物合成和类黄酮生物合成路径所产生的次生代谢物有关。本研究在遗传转录水平挖掘陆地棉-海岛棉远缘杂交F1纤维的杂种优势及其重要的代谢路径和基因,并建立了表型性状与遗传转录及遗传转录与代谢合成的联系。
2024, 43(6):201-209. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.019
摘要:为探讨长江流域棉区基于“增产不增投”理念的油菜收获后直播棉花合理施氮量,选用早熟棉品种华棉3097,于2022-2023年开展大田试验,考查施氮180(N180)、210(N210)、240(N240)、270(N270)、300(N300)、330(N330) kg/hm2棉花生长发育、光合特性和产量表现。结果显示:N270和N300棉花产量相当,但高于N180和N330。N270水平下2 a平均籽棉产量比N180和N330分别提高7.0%和5.4%,该施氮量的单位面积铃数比N180和N330分别高24.9%和21.6%,各施氮水平间株高、果枝数、果枝起始高度、绿叶数和节位数表现类似。棉花冠层透光率随生育进程降低,随施氮量增加而降低,冠层高度30~50 cm和棉行20 cm内,N270比N330高23.9%,比N180低10.0%,与N300相当。N270(N300)净光合速率、蒸腾速率和气孔导度高于N180和N330;N270胞间CO2浓度低于N180和N330。可见,油菜收获后直播棉花施氮270 kg/hm2有利于棉花生长发育,可以增加单位面积铃数,改善冠层透光状况,提高光合性能,从而获得较高产量。
2024, 43(6):210-218. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.020
摘要:为探讨不同平茬模式下柠条细根构型及土壤养分的变化规律,以内蒙古包头市达茂旗17年生柠条(Caragana korshinskii)人工林为研究对象,分析平茬(0、10、20 cm)和未平茬(CK)处理下柠条人工林细根构型和土壤养分等指标变化。结果显示,土壤有机质、速效氮、有效磷及速效钾均在10 cm平茬模式下含量最高;不同平茬模式下细根均为典型的鱼尾形分支结构,且10 cm平茬模式有效改善了根系分支结构,增强了次级分支生长;不同平茬模式下柠条细根总根长、比根长、组织密度、干物质含量均在10 cm平茬模式下最优;隶属函数综合分析结果显示,平茬10 cm(0.58)>平茬0 cm(0.46)>平茬20 cm(0.44)>未平茬(0.42)。以上结果表明,10 cm平茬模式对柠条更新复壮效果最好,有利于促进生态脆弱区水土保持以及生态环境可持续发展。
2024, 43(6):219-228. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.021
摘要:为探究微塑料污染对水稻秸秆还田下土壤有机碳矿化的影响,采集3种典型农田土壤(水稻土、红壤和潮土),进行70 d室内培养试验,每种土壤设置对照(control check,CK)、添加微塑料(polyethylene,PE)、添加水稻秸秆(rice straw,RS)、添加微塑料和水稻秸秆(rice straw-polyethylene, RS-PE)4个处理,测定各处理土壤理化性质、CO2释放量、可溶性有机碳(soluble organic carbon,DOC)和微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量。结果显示:3种土壤中PE和RS-PE处理下70 d 内CO2累积释放量大小为潮土> 稻土> 红壤。与CK处理相比,RS处理后3种土壤CO2累积释放量均显著增加,PE处理后红壤和潮土中CO2累积释放量显著增加。添加微塑料和水稻秸秆提高了3种土壤DOC和MBC含量,促进土壤有机碳矿化。3种土壤中平均相对分子质量(E2/E3)值依次为水稻土>红壤>潮土;且添加微塑料和水稻秸秆提高了土壤DOC平均相对分子质量、芳香性和疏水性。3种土壤有机碳矿化均与DOC E2/E3呈显著负相关,且水稻土和潮土有机碳矿化与DOC芳香性(SUVA254)和疏水性(SUVA260)呈显著正相关。研究结果表明,微塑料和水稻秸秆还田显著影响土壤有机碳的矿化。
2024, 43(6):229-239. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.022
摘要:为明确在广东新发现的一种大豆根腐病的病原菌种类,了解其生物学特性,筛选防治该病的有效杀菌剂,采用组织分离法对罹病大豆植株的根部和茎基部的病原真菌进行分离,并通过形态学和3个基因(rDNA-ITS, TEF-1α, RPB2)的联合系统发育分析对病原真菌进行鉴定,再将该病原真菌接种到原发病大豆品种桂夏2号的根部和茎基部,测定其致病性和不同培养基、温度、碳氮源、pH、光照、杀菌剂对菌丝生长的影响以及病原菌分生孢子的致死温度。结果显示,分离到2株具有不同特征的真菌,分别鉴定为新孢镰刀菌(Fusarium neocosmosporiellum)和镰状镰刀菌(F. falciforme),后者是在我国广东大豆上的首次报道;接种试验显示,这2株真菌单独或混合接种均可引起与田间自然发生的大豆根腐病相似的症状;新孢镰刀菌(F. neocosmosporiellum)在28 ℃、pH 7条件下生长最快,可以有效利用多种碳氮源,乳糖和蛋白胨为最佳碳氮源,分生孢子致死温度为51 ℃(水浴10 min);镰状镰刀菌(F. falciforme)在25 ℃、pH 7条件下生长最快,碳氮源利用能力强,以乳糖、蔗糖和麦芽糖为最佳碳源,最佳氮源为蛋白胨,孢子致死温度为54 ℃(水浴10 min);不同光照处理对2个菌株的菌丝生长无影响;杀菌剂咪鲜胺对2个菌株的抑制作用最强。综上,引起广东新发大豆根腐病的病原真菌为新孢镰刀菌(F. neocosmosporiellum)和镰状镰刀菌(F. falciforme),而这2种真菌适应环境的能力强,对咪鲜胺敏感,该药剂可作为防治新发大豆根腐病的首选药剂。
2024, 43(6):240-252. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.023
摘要:为揭示抗病性枣种质响应植原体侵染的关键生物学途径,通过嫁接侵染法对324份枣种质进行枣疯病抗性鉴定。以筛选到的抗病种质‘QS10’‘UU12’‘EQ15’和易感种质‘中阳木枣’‘壶瓶枣’‘鲁枣5号’为材料,分别测定侵染后90、120 d时保存的叶片组织的植原体含量,并通过转录组测序揭示响应差异。结果显示,嫁接感染后抗病种质的植原体浓度水平低且逐渐下降,易感种质的植原体浓度高且逐渐上升。抗病和易感种质的差异表达基因(differentially expressed genes,DEG)都显著富集在植物病原体互作、植物激素信号转导、次生代谢产物的生物合成等通路中,并在过氧化物酶体、光合作用途径和类黄酮生物合成途径中存在表达差异。WGCNA分析发现,脂质磷酸酶、RNA编辑因子 MORF 3、LysM结构域受体样激酶、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶sty13样等核心基因和抗病种质相关。研究表明,应对植原体入侵时,植物病原体互作、次生代谢产物的合成、植物激素信号转导、MAPK信号途径的基因差异表达可能是抗病种质和易感种质响应差异的原因;抗病种质中过氧化物酶体相关的基因上调表达,光合作用的基因受植原体入侵的影响较小,可能有助于能量代谢的正常进行和氧化还原的平衡,增强其抗病性,黄酮类、萜类等次级代谢产物可能在消除活性氧的危害方面发挥作用。
2024, 43(6):253-260. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.024
摘要:为了有效防控火龙果心腐病,以田间果实心腐病分离菌株为材料,采用ITS基因序列分析以及室内、田间活体接种方法,对病原菌进行鉴定,并确定初始侵染点及病原菌生物学特性。结果显示,火龙果心腐病在田间导致部分幼果黄化脱落或幼果果皮提前转红,果实内部褐变腐烂。经分离、鉴定明确所获得的致病菌株为桃吉尔霉Gilbertella persicaria。病原菌的初始侵染点为雌花的柱头,孢囊孢子可直接或通过花粉带菌定殖在雌花柱头上,随着授粉授精、果实发育造成心腐。病原菌的最适生长温度为30 ℃,最适pH为5,光照不利于产孢。以上结果表明,桃吉尔霉可通过侵染柱头引起火龙果心腐病。建议在授粉后及时割除花瓣或进行药剂防治,减少初侵染源量从而减轻桃吉尔霉对火龙果果实的为害。
2024, 43(6):261-269. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.025
摘要:为建立一种快速测定万寿菊(Tagetes erecta)花瓣叶黄素含量的方法,利用色差仪测得万寿菊花瓣的亮度值L*、红绿值a*、黄蓝值b*,并计算a*/b*、(a*/b*)2、色度值、色调值和色光值等颜色系数,同时采用紫外-可见分光光度法结合HPLC法测定花瓣叶黄素含量,分析叶黄素含量与这些颜色系数的相关性,建立回归方程并进行验证。结果显示,万寿菊花瓣叶黄素含量与a*、a*/b*、(a*/b*)2、色调值和色光值极显著相关;用三次函数模型构建的万寿菊叶黄素含量与a*值之间的回归方程拟合程度最高,且叶黄素含量的预测值与实测值之间差异不显著。结果表明,基于a*值构建的三次函数模型可以快速、无损预测万寿菊花瓣叶黄素含量。
2024, 43(6):270-281. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.026
摘要:为探究日光萎凋对不同鲜叶嫩度与茶树品种加工红茶品质的影响,对红茶适制品种、绿茶适制品种、红绿兼制品种等不同品种以及1芽1叶、1芽2叶等不同嫩度鲜叶进行日光萎凋处理。结果显示:日光萎凋对不同鲜叶嫩度与茶树品种加工红茶品质的影响不同。1芽2~3叶及以下嫩度原料萎凋过程叶片损伤较少,茶多酚和氨基酸含量分别降低1%、6%、8%和11%、19%、14%,可溶性糖含量分别提高15%、13%和11%,茶黄素含量较高,其中1芽3叶和1芽4~5叶红茶茶黄素含量显著增加32%和10%。结果表明,日光萎凋对1芽2~3叶及以下嫩度原料处理效果明显,适合本身花果香较弱的茶树品种,加工红茶花果香浓郁的品种没有必要进行日光萎凋,白化和紫化品种不适合日光萎凋。
2024, 43(6):282-288. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.027
摘要:为探求牛支原体冻干菌的有效保护性物质,利用四因素四水平正交试验和单因素试验,通过检测冻干后牛支原体HB150的活菌数,筛选并评价脱脂乳、蔗糖、甘露醇、葡聚糖、海藻糖、尿素、BSA、赖氨酸等物质对牛支原体冻干后活菌率的影响,并最终确定不同保护制剂的最佳浓度及配比。结果显示,最佳的冻干保护剂配比(m/V)为:脱脂乳15%、蔗糖4.0%、甘露醇4.0%、葡聚糖3.0%、海藻糖2.0%、尿素1.5%、BSA 1.0%、赖氨酸0.3%。该配方于-40 ℃、12 Pa条件下冷冻干燥20 h,能够保持牛支原体的最高活菌率,达到(55.2±2.1)%。结果表明,所筛选的动干保护剂具有较好的保护作用,可以应用于牛支原体的实际冻干操作。
2024, 43(6):289-296. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.028
摘要:为阐明N-乙酰转移酶(NAT)在无乳链球菌致病过程中的作用,利用同源重组法构建野生株HN016的nat基因缺失株Δnat,并比较野生株和缺失株的生长、形态、黏附入侵细胞能力、抗吞噬能力、全血存活能力和致病力。结果显示,Δnat的溶血能力降低,并且nat缺失导致无乳链球菌对罗非鱼脑细胞的黏附和入侵能力下降,并增加了细菌对血液杀伤和吞噬细胞吞噬的敏感性。罗非鱼感染试验结果显示,nat基因缺失株Δnat(2×108 CFU/尾,致死率为36%)对罗非鱼的致死力显著低于野生株HN016(2×108 CFU/尾,致死率为85%)。罗非鱼感染12 h后,与野生对照株相比,Δnat突变株在血液、脾脏和脑组织中载菌量显著降低。研究表明,N-乙酰转移酶参与无乳链球菌抵抗宿主血液和吞噬细胞的清除,并协助细菌对罗非鱼组织的入侵和定植。
2024, 43(6):297-306. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.029
摘要:为了摸清湖北省稻虾综合养殖模式下小龙虾农药残留情况,调查了湖北省稻虾综合养殖区19种农药的残留水平,并根据残留结果分析小龙虾农药来源,对稻田小龙虾的生态风险和膳食风险进行了评估。结果显示:在选取的22个稻虾养殖采样点中,水体中共检出3种农药,分别是β-六六六,δ-六六六和异狄氏剂,其中7个采样点为生态高风险,但多是由早期环境残留所致。小龙虾样品中共检出4种农药,其来源与水稻施药有关,其次与小龙虾投入品饲料也有一定的关系。根据小龙虾膳食风险值排序,依次为六氯苯>HCHs>滴滴涕s>二甲戊灵,膳食摄入风险在0.002%~0.206%,因此调查的湖北省稻田养殖中小龙虾农药残留水平在安全范围内,但仍要持续关注农药的多途径暴露和长期暴露对小龙虾的潜在膳食风险。
2024, 43(6):307-315. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.030
摘要:巨噬细胞是先天性免疫系统的重要组成部分,但无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)却能在巨噬细胞内存活并以巨噬细胞为载体入侵中枢神经系统。为解析无乳链球菌在巨噬细胞内的存活机制,将无乳链球菌HN016与RAW264.7共孵育,提取胞内细菌RNA后进行转录组测序(RNA-seq)、Gene Ontology(GO)及Kyoto encyclopedia of genes and genomes(KEGG)富集分析;于体外将HN016与罗非鱼原代巨噬细胞孵育,提取胞内细菌RNA,并利用quantitative real-time PCR(qPCR)验证目标基因(包括:sip、fbsA、cylB、cylD、cylE、neuA、cpsB和cfb)表达情况。结果显示,与无处理组相比,共筛选到1 215个差异表达基因(DEG),其中896个上调基因,319个下调基因。GO富集结果显示,DEG在分子功能、生物学过程和细胞组分3大类中均显著富集。KEGG富集结果显示,显著富集通路主要为ABC转运体、核糖体和群体感应等代谢途径。在DEG中,筛选到无乳链球菌毒力相关基因27个,包括fbsA(+8.65)、sip(+6.28)、cylD(+4.93)和cfb(-4.65)等,并利用qPCR验证RNA-seq结果,二者数据一致。而检测罗非鱼原代巨噬细胞内存活细菌的转录水平发现其目标基因的表达水平与小鼠巨噬细胞的相似。因此推测,无乳链球菌在被巨噬细胞吞入后,巨噬细胞内的有害环境增强了无乳链球菌的信号传导机制,刺激了无乳链球菌的能量运输和对巨噬细胞所产生的次生代谢物代谢的能力,并且提高了毒力相关基因的表达水平。
2024, 43(6):316-324. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.031
摘要:为探究湖北杂交枸杞浓浆饮料的营养品质与缓解运动疲劳的功效,以湖北杂交枸杞为原料制备枸杞浓浆饮料,并与市售北方枸杞浓浆饮料对比,分析其理化成分特性和抗氧化能力;动物实验中,测定用不同剂量(4、8、12 mL/kg)枸杞浓浆饮料灌胃后小鼠的负重游泳力竭时间,以及运动后肝糖原(liver glycogen,LG)、肌糖原(muscle glycogen,MG)、血乳酸(blood lactic acid,BLA)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽还原酶(gluathione reductase,GR)的活性,并与空白组的各项指标进行对比。结果显示,湖北杂交枸杞浓浆饮料含酚类(175.44 μg/g)、黄酮(98.91 μg/g)、蛋白质(1.90 mg/g)、甜菜碱(0.30 mg/mL)和Se(1.59 μg/kg)等活性物质,其含量均高于市售枸杞浓浆饮料,并具有较好的抗氧化活性。湖北杂交枸杞浓浆饮料的中、高剂量组(8、12 mL/kg)可以有效延长小鼠的负重游泳时间,对缓解小鼠运动疲劳效果均有显著提高(P<0.05),分别是空白组的1.66和2.10倍,且高剂量组(12 mL/kg)是市售枸杞浓浆饮料组的1.32倍,差异显著(P<0.05);运动后湖北杂交枸杞浓浆饮料高剂量组小鼠的MG、LG含量相较空白组分别提高47.03%、116.22%,并且BLA、BUN、MDA含量均显著下降(P<0.05),SOD和GR活性均显著增加(P<0.05)。结果表明,湖北杂交枸杞浓浆饮料含有丰富的营养物质,具有良好的抗氧化活性和较好的抗疲劳效果,为湖北杂交枸杞功能性食品开发提供了新思路。
2024, 43(6):325-332. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2024.06.032
摘要:为探索利用植保无人机实施玉米螟防治的最佳作业模式,以作业机型(XP2020、T16)、农药类型(氯虫苯甲酰胺悬浮剂、甲维·茚虫威水乳剂和氰·鱼藤乳油)、施药液量(15、22.5和30 L/hm2)以及空列作为对照设计了4因素3水平的正交试验;田间试验设9个无人机雾滴采集区和防效调查区,同时设置高地隙喷雾机作业区和空白区作为对照,以全面评估不同作业模式下的雾滴沉积效果和防治成效。结果显示:在当前试验条件下,试验区雾滴体积中径与沉积量呈正相关(R2=0.712,P<0.05);农药类型对玉米螟防效有显著影响(P<0.05),而作业机型(XP2020与T16)和所设范围内的施药液量(15~30 L/hm2)均未对防治效果产生显著影响。综合考量防治效果、作业效率、经济效益及抗风险能力等多方面因素,推荐采用T16植保无人机以22.5 L/hm2的施药液量喷施含氰·鱼藤EC与有机硅助剂的混合药液进行无人机防治玉米螟作业,施药后7 d对玉米螟的防治效果可达72%。
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