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.

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.

习水报春(Primula lithophila F.H.Chen & C.M.Hu)是早期基于植物标本发表的物种,现有文献资料显示其物候期和诸多形态特征描述有误,导致物种界定困难.该研究基于模式产地的野外实地调查、文献资料考证、标本采集和形态特征比对等方法,补充描述习水报春形态特征和物候期.研究结果表明:习水报春的叶柄不具翅;花色为粉红色,稀白色,花莛高10～25 cm,花梗长15～30 mm,冠筒长约16 mm,冠檐直径10～15 mm.蒴果筒状,长约3 mm,约为宿存花萼一半;花期9月—翌年2月,果期3-6月.此外,文章还报道了贵州省报春花属2新记录种—天竺葵报春(P.pelargoniifolia G.Hao,C.M.Hu & Z.Y.Liu)和晚花报春[P.tardiflora(C.M.Hu)C.M.Hu].

雌雄异株是有花植物雌雄性别功能在个体水平上由结合到分离的重要进化转变之一,发生于被子植物的多个科属.雌雄异株物种的雌雄个体通常在分布、形态等方面存在差异.研究其雌雄个体的空间分布及性别二态性,是理解雌雄异株物种繁殖策略及其适应与进化的重要前提.天南星属(Arisaema)是天南星科内已报道唯一存在雌雄异株且较为进化的类群,一把伞南星(.erubescens)是该属中不同性别个体存在差异的多年生草本植物.本文以湖南省八大公山国家级自然保护区内分布的一把伞南星为研究对象,通过研究其雌雄个体的空间分布、花期物候、形态结构及访花者类群,以期明确该物种雌雄植株的空间关联性以及花期物候、形态结构的性别二态性.结果表明:一把伞南星群体内性比均呈极显著雄性偏倚,雌雄个体在小尺度范围呈聚集分布,但在较大尺度上呈随机分布;雄性个体比雌性个体更早进入花期,置换多元方差分析显示雌雄植株间形态特征存在显著差异,其中假茎基径、佛焰苞管部直径、花序基径、花序柄直径等特征对性别二态性有重要贡献;主要传粉者为白天活动的菌蚊科菌蚊属(Mycetophila)的蕈蚊,其对雄株的访问频率极显著高于雌株.这些结果表明:雌雄异株物种一把伞南星不同性别植株的空间关联与其传粉者蕈蚊的活动习性相匹配,其开花物候、形态特征及传粉者访问等方面的性别二态性是对繁殖成功的保障.

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.

深入了解濒危物种的繁殖特性,能为物种制定有效保护策略提供科学依据.于2022和2023年对中国科学院西双版纳热带植物园迁地保存的纹瓣兰(Cymbidium aloifolium)的繁殖生物学特征进行了观察和研究,主要包括开花物候、繁育系统、花部形态特征、昆虫传粉特征以及花的挥发性成分等.结果表明,纹瓣兰的盛花期在4月中旬,单花花期7 d;群体花期约为36 d.花粉活力在开花第1天时最高,约为47.15%,之后呈下降趋势.柱头在整个单花期一直具可授性,开花第2天可授性最强.人工授粉实验表明纹瓣兰自交亲和,不存在无融合生殖和自动自花授粉,繁育系统属于兼性异交繁育并依赖传粉者,自然结实率较低为 6.9%.唇瓣的先端和基部的表皮细胞分别为锥形和指状突起,基部的指状突起细胞外附着有油脂颗粒,可能是传粉者的报酬.药帽黄色,其表皮细胞为锥形细胞,能够反射光线,可能起到吸引昆虫的作用,中华蜜蜂(Apis cerana)是纹瓣兰唯一的有效传粉昆虫.纹瓣兰的挥发性气味中(E)-乙酸-2-癸烯-1-醇酯含量最高.因此,纹瓣兰的花部结构与传粉昆虫具有显著的适应性.