Vaganov-Shashkin(VS)和VS-Lite模型是当前国际上应用最广泛的树木年轮宽度生理过程模型,它们能够揭示树轮宽度变化与外界气候要素之间的内在响应机制.VS模型主要用于气候重建、木质部物候预测和形成层细胞活动的模拟,VS-Lite模型则主要用于预测生长趋势.本文收集2005-2023年发表的VS和VS-Lite模型的相关文献,综述了两个模型的基本原理、参数设置和发展历史,及其在树木年轮气候学、木质部物候学和森林生态学等领域的研究进展.最后,总结了目前模型存在的问题,提出未来研究需要进一步优化模型参数调整方法,关注多种环境因素对树木生理过程的影响,并加强与其他植被生态模型的对比研究,以提高模拟结果的可信度.

全球气候变化导致极端气候发生频率和强度增加,探究植被对极端气候的响应与适应是评估区域植被脆弱性和制定适应性经营策略的重要前提.以2008年中国南方极端冰冻事件为例,利用2003-2009年日光诱导叶绿素荧光(SIF)遥感数据提取植被物候,探讨了极端冰冻事件对不同植被类型物候的影响,并采用地理探测器分析各环境因子及其交互作用对植被物候变化的贡献度.结果表明:(1)极端冰冻事件导致植被生长季开始期(SOS)提前2.96 d、生长季结束期(EOS)推迟10.47 d和生长季长度(LOS)延长12.79 d,其中常绿阔叶林物候变化趋势最大,而落叶阔叶林物候变化趋势最小.(2)研究区水热条件的空间分异性影响了植被物候空间变化格局,如东南部水热条件充足区的物候变化趋势更明显,而西北部山区植被物候变化与整体变化趋势相反,即呈现SOS推迟和EOS提前趋势.(3)降水、气温、相对湿度、土壤类型和植被类型是影响植被物候的主导因子,其中气温和降水对植被EOS的解释力最高,分别为0.6522和0.5280.(4)各因子交互作用结果均表现为双因子增强或非线性增强效应,其中气候因子间的交互作用最强,而气候因子与土壤类型、植被类型、冰冻天数的交互效应次之.

川金丝猴湖北亚种(Rhinopithecus roxellana hubeiensis)是种群数量最少的川金丝猴(R.roxellana)亚种,评估其食物组成及季节变化有助于了解其觅食策略和同域分布物种间的竞争关系,对物种保护及栖息地恢复等具有重要意义.分别于2023年冬季(2月)、春季(5月)和秋季(10月)在神农架国家公园采集金丝猴新鲜粪便样品,利用DNA宏条形码技术分析了粪便中的食源植物及其季节变化.研究共鉴别出127种金丝猴食源植物,分属于110个属62个科,科水平上相对序列丰度最高的为蔷薇科(Rosaceae),属水平上相对序列丰度最高的为花楸属(Sorbus),种水平上相对序列丰度最高的是地海椒(Archiphysalis sinensis).在不同季节食物组成中,冬季有56种,春季有76种,秋季有70种,其中春季偏好的食物为花楸属植物(Sorbus sp.)(27.34％)植物和藤山柳(Clematoclethra scandens)(16.56％);秋季偏好的食物为委陵菜(Potentilla chinensis)(22.12％)和花楸属植物(16.52％);冬季偏好的食物为地海椒(33.49％)和花楸属植物(28.13％).,3个季节的共有食物有20种,冬季的特有食物有16种,春季有29种,秋季有27种.冬季特有食物有地海椒等,春季特有食物有菱叶茴芹(Pimpinella rhomboidea)等,秋季特有食物有构树(Broussonetia papyrifera)等.春季和秋季之间的重叠食物种类最多有35种,春季和冬季的重叠食物种类有32种而冬季和秋季重叠食物种类最少仅有28种.不同季节食物多样性指数存在差异,冬季食物多样性指数最低,秋季较高,春季最高.食物多样性的季节变化与神农架植被物候特性一致.研究结果揭示了神农架川金丝猴的食物组成和季节变化,以及DNA条形码技术在食性研究中的优势和存在的问题,为川金丝猴的种群繁育和保护管理等提供了重要参考价值.

目的 采用新型的互联网自媒体数据分析花粉过敏暴发的起止日期及变化规律.方法 用Python程序爬取2011-2021年北京地区13 404条花粉过敏微博记录,人工筛选出1 803条有效记录进行分析;采用logistic曲线拟合的二阶导数极大值点方法,提取北京地区花粉过敏暴发的起止日期及持续时间,并分析其在2011-2021年的变化趋势.结果 北京地区的花粉过敏存在春季(3-4月)和夏秋季(8-9月)两个高峰期,春季花粉过敏暴发的起始日期为每年的3月14-28日,结束日期为每年的4月12-25日;夏秋季花粉过敏暴发的起始日期为每年的6月30日至8月29日,结束日期为每年的8月7日至9月30日;北京春季和夏秋季花粉过敏暴发的起止日期及持续时间在2011-2021年无明显变化趋势.北京地区春季花粉过敏的峰值出现时间早于总花粉浓度峰值出现的时间,而夏秋季花粉过敏和总花粉浓度的峰值出现时间同步,且北京地区花粉的致敏效应在春季远高于夏秋季.结论 本研究例证了利用自媒体数据分析花粉过敏暴发起止日期的可行性,且为北京地区花粉过敏患者提供了花粉过敏防护的参考日期,同时还提示在预测和预报花粉过敏暴发期时不仅要测量花粉总浓度,还应特别关注致敏花粉的浓度以及从医学上分析人体免疫强度的季节差异对花粉过敏症的影响.

目的 基于网络药理学、分子对接及体内实验验证探讨菟丝子醇提物抗乳腺癌的疗效及作用机制.方法 借助SwissADME平台筛选课题组前期通过UPLC/Q-TOF-MS分析得到的 46 个菟丝子醇提物候选化合物,利用TCMSP、ETCM、BATMAN-TCM数据库预测其潜在靶点;GeneCards、OMIM、DrugBank数据库收集疾病靶点.取交集构建"成分-靶点"和蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,利用DAVID数据库进行基因本体(gene ontology,GO)功能及京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析,并建立"成分-靶点-通路"网络,采用AutoDock等软件对关键活性成分和核心靶点进行分子对接验证.建立 4T1荷瘤小鼠模型,设置模型组、环磷酰胺(20 mg/kg)组和菟丝子醇提物低、中、高剂量(3.12、6.24、12.48 g/kg)组,连续给药 14 d,观察菟丝子醇提物对小鼠体质量、脾脏和胸腺指数的影响;小动物活体成像检测肿瘤细胞光子数;苏木素-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色检测瘤组织病理变化;Western blotting检测肿瘤组织磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B,PI3K/Akt)信号通路及凋亡相关蛋白表达.结果 网络药理学筛选得到 17 种菟丝子活性成分及靶点 428 个,乳腺癌疾病靶点 1 534 个,交集靶点 184 个,其中AKT1、雌激素受体 1(estrogen receptor 1,ESR1)、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)、肿瘤蛋白p53(tumor protein p53,TP53)等 9 个为核心靶点,与槲皮素、芹菜素等 7 个核心成分分子对接结果良好.通过KEGG和GO分析发现,PI3K/Akt信号转导通路可能是菟丝子抗乳腺癌的重要途径.动物实验结果证实成功构建 4T1 荷瘤小鼠模型,与模型组比较,菟丝子醇提物组小鼠体质量、胸腺指数显著升高(P＜0.05、0.01),脾脏指数及肿瘤细胞光子数显著降低(P＜0.05、0.01),同时瘤组织可见部分坏死区域,细胞核呈溶解现象.菟丝子醇提物组显著下调p-PI3K、p-Akt、B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)蛋白表达(P＜0.05、0.01),上调Bcl-2 相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)表达(P＜0.05、0.01),升高Bax/Bcl-2 值(P＜0.05、0.01).结论 菟丝子醇提物能够明显抑制荷瘤小鼠肿瘤的生长,其作用机制可能与调控PI3K/Akt通路、促进细胞凋亡有关.

气候变化显著影响青藏高原高寒草原植物生物量及物候发生时间,且物候期的变化与植物营养生长期和生殖生长期长度紧密关联,可进一步影响植物生物量的积累.本研究基于1997-2020年青藏高原高寒草原植物生物量和物候定点观测及相应气候资料,应用简单线性回归及分段结构方程模型等统计方法,探究了研究区气候年际变化特征,不同植物生物量、物候期变化趋势,以及生物量与物候及气候因子的关联性.结果表明:1997-2020年间,研究区年均温和年降水量均呈显著上升趋势,呈现出明显"暖湿化"趋势;研究区优势种西北针茅的地上生物量及其在群落总生物量中的占比显著下降,而次优势种矮嵩草的生物量及其在群落总生物量中的占比则显著增加,表明矮嵩草在该高寒草原群落中的优势度日益升高;研究区暖湿化气候通过显著延长矮嵩草的生殖生长期提高了其地上生物量;年均温和年降水量通过显著缩短西北针茅的营养生长期进而降低其地上生物量的积累.总之,气候暖湿化通过调控物候期变化显著影响了植物地上生物量积累,物种间响应的差异性导致高寒草原植物组成发生了较大变化,研究区呈现出高寒草原向高寒草甸转变的趋势,亟待深入研究.

为了揭示西藏高原温带植物旱柳的物候对气候变化响应的时空格局,利用2001-2022年泽当、日喀则和林芝3个观测站旱柳物候期数据(叶芽膨大期(LED)、展叶始期(LUD)、开花始期(FFD)、叶变色末期(LCD)和落叶末期(LFD)),以及逐 日平均气温(Tm)、最高气温(Tmax)、最低气温(Tmin)、气温 日较差(TDR)、相对湿度(RH)、降水量(Pr)、日照时数(S)和≥0℃积温(∑T0)等资料,采用线性回归、Pearson相关系数和逐步回归等方法进行了分析.结果表明:(1)空间上,西藏地区旱柳春季物候期(LED、LUD、FFD)林芝最早、日喀则最迟,秋季物候期(LCD、LFD)相反;生长季长度(LOS)为238～268 d,以林芝最大、日喀则最小.(2)时间尺度上,2001-2022年泽当、日喀则旱柳各物候期均呈推迟趋势,林芝旱柳秋季物候期趋于推迟;林芝和日喀则旱柳LOS显著延长,分别为11.90和6.12 d·10 a-1,泽当旱柳LOS缩短(-4.50 d·10 a-1).(3)旱柳生长季内Tm呈上升趋势,Tmax、Tmin趋势各不相同;泽当和日喀则TDR变大、Pr减少、S增加,林芝正好相反;林芝和日喀则∑T0显著增加,泽当∑T0明显减少.(4)对春季物候期影响最大的气象因子以气温为主,降水仅对泽当、林芝旱柳LCD以及泽当LFD的影响最大;季风指数(MI)只与泽当站旱柳LED、FFD呈显著相关,其他2站物候期相关性不显著;7月MI与Tm、Pr、S均存在显著的相关性,8月MI与S也有显著的负相关关系,这些气象因子虽不是影响物候期的主要因子,也会起到间接作用.

为深入了解气候变化对我国热带亚热带季风区植被物候的影响,该文基于 2001-2020 年MODIS EVI时序数据,采用Double Logistic法和阈值法提取华南三省(区)植被物候参数,分析了华南三省(区)植被物候的时空变化特征.结果表明,研究区植被返青期主要集中在第90～105天,枯黄期在第320～335天,生长季在第220～235天.20年来植被返青期推迟,枯黄期基本不变,生长季缩短.在空间分布上,返青期在两广地区自西向东、自北向南逐渐推迟,海南则自东北向西南逐渐推迟;枯黄期表现为在两广中部晚、周边早,在海南中部早、周边晚的分布特征;生长季在两广地区整体自西向东逐渐缩短,在海南则自西南向东北逐渐延长.随着海拔增高,不同地区和不同植被的返青期差异较大,且波动性较大,而枯黄期先推迟后提前,生长季先延长后缩短.这揭示了气候变暖背景下华南三省(区)植被物候的变化特征,对更全面认识我国南方植被对气候变暖的响应有指导意义.

植物的物候格局通常随时间而变化,展叶、开花和结实的出现时间和数量因年而异,或因事件而异,然而,热带地区的物候格局在很大程度上仍然是未知的.该研究利用海南岛海口市海南大学校园3 年的物候监测数据,分析植物的展叶、开花、结实物候格局.对物候期与环境变量进行多重回归分析影响热带地区植物物候的主要气候因子.结果表明,热带地区植物物候格局具有明显的季节性,展叶、开花和结实分别集中在 4 月—6 月、4 月—8 月、5 月—11 月;影响展叶和开花物候格局的气候因子均为月均日照时长,每月结实物种数与气温相关,尤其是每月果实成熟物种数与月最低气温呈显著相关.不同功能群之间物候期存在差异,灌木展叶早于草本和乔木,风媒植物展叶早于虫媒植物,肉质果型植物展叶和果实成熟时间早于非肉质果型植物.乔木开花比草本和灌木早,非肉质果型植物开花时间比肉质果型植物早,风媒植物果实成熟早于虫媒植物.这些对将来预测热带物候事件具有重要意义.

作为长江上游生态屏障的核心区,三峡库区特殊的地理位置使其在推动长江经济带发展和生态文明建设中肩负着重大使命.三峡库区的生态环境在蓄水前后发生了较大改变,其变化能通过植被物候的变动体现,研究三峡库区植被物候时空演变特征及其驱动力,对于区域生态可持续发展和长江经济带生态文明建设具有重要意义.借助动态阈值法提取物候参数,整合多源遥感物候参数提取结果,分析1990-2020年三峡库区植被物候时空格局;结合Theil-Sen Median趋势分析与Mann-Kendall检验等方法,定量分析三峡库区蓄水前后植被物候时空演变特征;运用地理加权回归分析、Pearson相关性分析以及主成分分析等方法,定量探究三峡库区植被物候时空演变的影响因素.结果表明:(1)近31年来,三峡库区植被的生长季开始时间(Start of Growing Season,SOS)主要出现在 60 DOY(Date of Year),生长季结束时间(End of Growing Season,EOS)主要出现在 301 DOY,生长季长度(Length of Growing Season,LOS)总体为248 d.在空间上,SOS与EOS均呈现出从库首至库尾逐渐提前的趋势,LOS的空间异质性较小.(2)库区植被物候表现出SOS提前、EOS推迟和LOS延长的特征,SOS提前的平均幅度为0.3 d/a,库首区域最为典型;EOS推迟的平均幅度为0.8 d/a,库尾区域尤为明显;LOS延长的平均幅度为1.7 d/a,库尾区域更加突出.植被物候对库区蓄水的响应表现出一定的滞后性.(3)人为因素与间接人为因素(水位、人口和水域面积等)是影响库区植被物候时空分异的主要因素.