科尔沁沙地沙漠化土地恢复面临的挑战

对科尔沁沙地近50年来沙漠化土地面积、水资源可利用性、土地利用与草地植物生产力的变化进行了分析.结果发现：科尔沁沙地的土地沙漠化在经历了20世纪50—80年代中期的快速发展之后,80年代后期发生了逆转.在过去的50年中,西辽河径流量持续减小,1999年在西辽河中游的内蒙古自治区通辽市段断流;近20年来,位于科尔沁沙地腹地的西湖水位下降近10 m, 2001年干涸.科尔沁沙地草场的地上生物量由1937年的520 g·m^-2下降到2005年的197 g·m^-2.产生这种结果的主要原因是土地利用方式的变化,即基于灌溉的沙漠化治理规模的扩大和灌溉农田面积的增加,导致用水量增加.这也是科尔沁沙地实现土地沙漠化持续逆转面临的严峻挑战.     

科尔沁沙地沙漠化过程中土壤有机碳和全氮含量变化

通过地面调查,研究了沙漠化对科尔沁沙地农田和草地土壤有机碳和全氮含量的影响.结果表明,随着沙漠化的发展,科尔沁沙地土壤碳、氮含量明显下降.和非沙漠化农田相比,轻度、中度、重度和严重沙漠化农田土壤有机碳和全氮含量分别下降12.3%和15.3%、22.2%和24.7%、39.5%和44.7%、64.4%和63.5%;和非沙漠化草地相比,轻度、中度、重度和严重沙漠化草地土壤有机碳和全氮含量分别下降了56.3%和48.7%、78.4%和74.4%、88.9%和84.6%、91.6%和84.6%.截至2000年,科尔沁沙漠化总面积已经达到50197.5 km2,由于沙漠化而导致的土壤有机碳和全氮损失总量分别为36.39 Mt和7.89 Mt,其中草地分别占91.12%和86.06%,农田分别占8.88%和13.94%.相关分析结果表明,土壤有机碳和全氮的损失主要源于风蚀所引起的土壤粘粉粒的减少.因此,在科尔沁沙地,防治土壤风蚀对于减少农田和草地土壤碳、氮损失极为重要.     

那一抹最亮的绿色 中国科学院奈曼沙漠化研究站侧记

正在我国沙漠化扩张态势逐渐逆转的伟大实践中,科尔沁沙地一定是沙漠中最亮的那一抹绿色,在中国四大沙地中率先实现了整体治理速度大于退化速度的良性逆转。期间,作为防沙治沙研究国家队成员之一的中国科学院奈曼沙漠化研究站(简称"奈曼站")发挥了重要的作用。     

科尔沁沙地农田沙漠化演变中土壤颗粒分形特征

研究了科尔沁沙地农田沙漠化过程中土壤的粗粒化和养分的贫瘠化特征 ,土壤颗粒分形维数的变化特征 ,以及分形维数与土壤性状的关系。结果表明 :土壤沙粒含量越高 ,土壤分形维数越低 ,表征农田沙漠化程度越高 ;土壤颗粒分形维数与土壤有机 C、全 N、粘粉粒含量之间存在显著的线性关系。说明分形维数能很好地表征农田沙漠化演变中土壤结构和养分状况以及沙漠化的程度 ,可作为评价土壤沙漠化演变的一项综合性定量指标。     

科尔沁沙地景观斑块结构对沙漠化过程影响分析

采用 RS和 GIS技术对科尔沁沙地景观斑块结构对沙漠化的影响进行了研究。通过选择固定沙丘斑块、农田斑块和景观中总斑块的数量、平均面积和平均斑块形状等九个因子 ,分别采用单因子关联分析和多因子 PCA分析 ,揭示了科尔沁沙地斑块结构对沙漠化过程的影响。单因子的分析表明 ,固定沙地斑块数 (SN )和平均斑块面积 (SA)、农田斑块数 (CN)和总斑块数 (TN)与沙漠化程度 (DG)的关联程度极为显著 (在 0 .0 1水平上 ) ,关联系数 >0 .92 1。各因子与沙漠化程度之间存在回归关系 ,其中上述 4个因子与沙漠化程度的关系比较密切 ,呈线性回归关系 ,相关系数变化在 0 .90 2～ 0 .991之间 ,相互之间有较高的置信度。PCA的分析表明 ,不同类型斑块数量对沙漠化景观的影响最大 ,其所代表的影响方向 (PC1轴 )占所有分析因子贡献率的5 3.3% ;不同类型斑块形状对沙漠化景观的影响次之 ,其所代表的影响方向 (PC2轴 )占所有分析因子贡献率的 2 7.5 %。从不同斑块类型对沙漠化的影响特点来看 ,固定沙丘斑块对沙漠化的发生、发展起正向的影响作用 ,斑块的各种指数 (SN、SA和 SF)与沙漠化的关系都为正关联。农田斑块对沙漠化的影响作用则较复杂 ,其中斑块数量 (CN )与沙漠化的关系为正关联 ,而平均斑块面积 (CA)和平均形状指数     

科尔沁沙地景观结构特征对沙漠化过程的生态影响

采用方差分析(ANOVA)、相关分析和回归分析,从时间和空间2个尺度对科尔沁沙地景观结构特征对沙漠化的生态影响进行了研究.结果表明,任何单一景观结构对沙漠化的影响都不明显.多因子PCA分析表明,景观结构对沙漠化有明显作用,它是景观承载了自然和人为作用后的景观要素组合对沙漠化的二次作用,是自然与人为作用的结果反馈.在时间尺度上,第一和第二分量占总信息量的90.26%,说明在过去40年中景观结构对沙漠化的影响相对简单,只有一个峰值.在空间尺度上,第一和第二分量占总信息量的80.20%,景观结构对沙漠化的驱动作用相对复杂,有2个峰值.这表明景观结构特征对沙漠化的影响在空间尺度上要比时间尺度上更为复杂.     

沙化草地土壤碳氮磷化学计量特征及其对植被生产力和多样性的影响

沙化草地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其对植被生产力与多样性的影响对于认识草地沙漠化过程中土壤与植被的互馈关系,以及沙漠化发展的生态学机理具有重要的意义。通过对科尔沁沙地75个沙化样地的野外调查,研究了科尔沁沙地不同程度沙化草地的表层土壤C、N、P化学计量特征及其与生产力和多样性的相关关系。结果表明:1)科尔沁沙地沙化草地表层土壤具有较低的有机C、全N、全P含量及C∶N、N∶P和C∶P,平均值分别为1.39 mg/g、0.117 mg/g、0.079 mg/g和7.50、2.22、16.91;草地沙漠化过程中,土壤有机C、全N、全P含量显著降低的同时,C∶N、N∶P和C∶P亦显著降低,表明土壤有机C、全N、全P在沙漠化过程中的损失是不同步的;2)科尔沁沙地沙化草地表层土壤有机C、全N、全P元素间均呈显著正相关,具有一定的耦合关系,且土壤有机C和全P间的耦合关系不随沙漠化的发展而发生改变;3)草地沙化过程中,土壤养分的损失限制着草地生产力,而土壤N∶P较全N、全P含量更能反映土壤养分对生产力的限制作用;4)沙化草地土壤全N含量与物种丰富度间具有显著正相关关系,而土壤全P含量与其无显著相关性;多样性指数与全N、全P含量间均具有显著正相关关系;相对于土壤全N、全P含量,N∶P能更好地反映养分平衡对物种多样性的影响作用。     

近40年科尔沁沙地植被时空变化及其驱动力

科尔沁沙地是我国沙漠化土地防治的重点工程区。近些年来,受气候变化、生态工程建设和人类活动的影响,该区的植被生长发生了一定的变化。研究区域植被的动态变化,可为后期沙地的综合治理和工程的合理建设提供科学依据。基于此,以1981—2015年NOAA-NDVI、MODIS-NDVI数据及同期气象和社会经济数据为依托,采用一元线性回归和相关分析的方法,对科尔沁沙地NDVI的时空变化及驱动因素进行了研究。结果表明:(1)1981—2015年NDVI整体呈波动的增长趋势(增速为0.00114 a~(-1));空间上NDVI呈增长趋势的区域(面积占68.8%)主要位于东南缘及中部部分地区,而研究区的西北缘呈降低趋势。(2)不同程度沙漠化区的NDVI均表现为先降低(1981—2000年)后上升(2001—2015年)的变化过程,说明前期遭受破坏的植被在后期得以恢复。(3)驱动力分析表明,降水和温度是驱动科尔沁沙地部分区域NDVI变化的影响因素;人口变化和生态工程的实施均驱动了区域内植被的时空变化;而经济的发展并不是该区植被变化的主要驱动因素。     

近40年科尔沁沙地植被时空变化及其驱动力

科尔沁沙地是我国沙漠化土地防治的重点工程区。近些年来,受气候变化、生态工程建设和人类活动的影响,该区的植被生长发生了一定的变化。研究区域植被的动态变化,可为后期沙地的综合治理和工程的合理建设提供科学依据。基于此,以1981-2015年NOAA-NDVI、MODIS-NDVI数据及同期气象和社会经济数据为依托,采用一元线性回归和相关分析的方法,对科尔沁沙地NDVI的时空变化及驱动因素进行了研究。结果表明:(1)1981-2015年NDVI整体呈波动的增长趋势(增速为0.00114 a-1);空间上NDVI呈增长趋势的区域(面积占68.8%)主要位于东南缘及中部部分地区,而研究区的西北缘呈降低趋势。(2)不同程度沙漠化区的NDVI均表现为先降低(1981-2000年)后上升(2001-2015年)的变化过程,说明前期遭受破坏的植被在后期得以恢复。(3)驱动力分析表明,降水和温度是驱动科尔沁沙地部分区域NDVI变化的影响因素;人口变化和生态工程的实施均驱动了区域内植被的时空变化;而经济的发展并不是该区植被变化的主要驱动因素。     

科尔沁沙地不同沙漠化成因区域的景观动态比较

在3S技术支持下,比较分析了科尔沁沙地不同沙漠化成因区域的沙地景观动态变化过程。结果表明：近20年来,以人为活动干扰为主的区域（八仙筒镇）,沙漠化土地变化幅度较大,各种沙漠化土地的转化主要表现在沙漠化土地中流动和半固定沙地向固定沙地转化、固定沙地向农田和林地转化;以自然干扰为主的区域（苇莲苏乡）,沙漠化土地变化幅度较小,主要表现为各种沙地类型之间的转换;在人为活动为主的区域固定沙地的空间格局变化显著,1985—1995年固定沙地的联合度降低,人为活动干扰较强,而1995—2005年联合度增高,人为活动干扰相对较弱;在自然干扰为主的区域,同一时期空间格局的变化明显的是流动沙地,在1985—1995年,流动沙地斑块破碎度减小,流动沙地发育显著,在1995—2005年,流动沙地的破碎度继续减小,但其面积得到控制,表明治沙效果在这一时期是显著的。     

海南岛生态破坏分级初探

海南岛是我国仅次于台湾的第二大岛,占我国5×10~4km~2热带面积的7.0%左右,具有得天独厚的光、热等资源。解放三十多年来,海南岛的建设取得了不少成绩,但在开发过程中,也造成一定程度的失误,生态平衡出现某种程度的破坏。随着海南岛的建省,办大特区,大     

湖南双季稻种植区不同生产力水稻土的物理性质

在湖南省东部、中部和西北部8个水稻主产县采集了24个不同生产力水稻土样品,测定了土壤物理性质和黏土矿物组成参数,包括土壤容重、土粒密度、孔隙度、田间持水量、水稳性团聚体、平均质量直径、标准化质量直径、团聚体破坏率、田间持水量、有机碳、有机胶结物质、无机胶结物质和黏土矿物等指标,以研究湖南省双季稻种植区不同生产力水稻土物理性质的差异.结果表明：高产水稻土（>14000 kg·hm^-2）的容重小于1.2 g·cm^-3,总孔隙度大于50%,通气孔隙度多数大于4%,0.5～5mm水稳性团聚体含量多数在20%以上.高产水稻土与中产水稻土(10000～13500 kg·hm^-2)之间的多数物理性质无显著差异,但与低产水稻土(<10000 kg·hm^-2)的差异显著,说明中产水稻土只要在良好的管理条件下可以转变为高产水稻土;而低产水稻土的物理性质较差,应重视这类水稻土的改良.     

An Evolutionary View of the Arms Race between Protein Kinase R and Large DNA Viruses

To establish productive infections, viruses must counteract numerous cellular defenses that are poised to recognize viruses as nonself and to activate antiviral pathways. The opposing goals of host and viral factors lead to evolutionary arms races that can be illuminated by evolutionary and computational methods and tested in experimental models. Here we illustrate how this perspective has been contributing to our understanding of the interactions of the protein kinase R pathway with large DNA viruses.     

Characterization of the translational defect to fiber synthesis in monkey cells abortively infected with human adenovirus: role of ancillary leaders

Synthesis of the fiber protein of human adenovirus serotype 2 (Ad2) is 100-fold lower in abortively infected monkey cells, compared with productive infections, despite only a 5- to 10-fold reduction in fiber mRNA levels. Previously Anderson and Klessig (Proc. Natl. Acad Sci. USA 81:4023-4027, 1984) demonstrated a direct correlation between the productive nature of the infection, efficient synthesis of the fiber protein in vivo, and the presence of the x or y ancillary leaders on 10 to 25% of fiber messages. To determine at what level in translation these leaders might be important, the relative rate of initiation and elongation of each class of fiber message was assessed. The presence of the y ancillary leader in productively infected cells increased the rate of initiation about twofold, although translational elongation was similar on all fiber messages. However, the rate of elongation of all fiber messages was threefold slower in abortively infected than in productively infected cells. This reduced elongation rate in abortive infections was specific for fiber. The similar distribution of fiber mRNAs on polysomes in both infections suggests that initiation must also be partially blocked in abortive infections. Since the majority of the fiber mRNA even in productive infections did not contain the ancillary leaders, the initiation and elongation defects in the abortive infection cannot be fully explained by the absence of these leaders. Therefore, other factors in the infected cell must be influencing the rate of translation.     

基于GIS的森林景观定量分类

以金沟岭林场为例,利用电子林相图和森林资源二类调查资料基础,借助GIS软件MapInfo和数字化仪跟踪矢量化,并运用景观生态学原理和方法,选取分维数、分离度斑块密度、景观优势度和均匀度等指标,对林场的景观格局进行了分析;同时采用类平均聚类法,选取分维数、分离度、斑块平均面积、最大斑块面积4个景观类型特征指数作为聚类分析的聚类因子,进行定量地划分森林类型,合理地区划森林经营类型,为优化景观水平配置、制定生态采伐规程、编制森林经营方案提供理论基础。     

Suppression of herpes simplex virus 1 in MDBK cells via the interferon pathway

Herpes simplex virus (HSV) normally undergoes productive infection in culture, causing cell destruction and plaque formation. Here we characterize an unusual pattern of HSV type 1 (HSV-1) infection in MDBK cells which surprisingly results in suppression of replication, cell recovery, and maintenance of virus. Compared to Vero cells, MDBK cells supported a normal productive infection at a high multiplicity with complete cell destruction. At low multiplicity, HSV also showed an identical initial specific infectivity in the two cell types. Thereafter, the progression of infection was radically different. In contrast to the rapid plaque expansion and eventual destruction in Vero monolayers, in MDBK cells, after initial plaque formation, plaque size actually decreased and, with time, monolayers recovered. Using a green fluorescent protein (GFP)-VP16-expressing virus, we monitored infection in live individual plaques. After early stages of intense GFP-VP16 expression, expression regressed to a thin boundary at the edge of the plaques and was completely suppressed by 10 days. Cells lacking expression then began to grow into the plaque boundaries. Furthermore, following media replacement, individual cells expressing GFP-VP16 could be observed reinitiating infection. The results indicated the production of a potent inhibitory component during infection in MDBK cells, and we show the continued and prolonged presence of interferon in the medium, at times when there was no longer evidence of ongoing productive infection. We exploited the ability of V protein of simian virus 5 to degrade Stat1 and prevent interferon signaling. We established MDBK cells constitutively expressing the V protein with the resultant loss of Stat1. In comparison to the parental cells, infection in these cells now progressed at a rapid rate with expanding plaque formation. We believe the conclusions have significant implications for the study of HSV-1 and interferon signaling both in culture and in animal models.     

同一个世界 同一个健康

随着工业化和城镇化水平的持续提高,人类的生活方式发生了翻天覆地的变化,在传统因素依然制约人类健康的同时,食源性疾病与营养结构不合理、畜禽养殖方式转变与宠物快速发展带来人与动物关系深刻变化、生态环境与居住环境变化等非传统因素,对人类健康的制约凸显。面对这些人类健康的新挑战,我们必须因应时代变化,在大力发展医疗卫生事业的同时,树立营养健康、动物健康、环境健康三位一体的现代健康新理念。努力提高营养健康水平,以宠物健康为新的关注点高度重视动物健康,以人居、社区环境为重点营造健康生态环境,建立起现代健康新模式。     

Innovation in the culture and derivation of pluripotent human stem cells

In recent years, substantial progress has been made in identifying culture conditions and specific molecular factors that maintain human embryonic stem cells (hESCs) in a self-renewing, pluripotent state. As science and medicine move closer to producing viable hESC-based therapeutics, effective methods of isolating and maintaining undifferentiated hESCs using clinically acceptable good manufacturing practices must be developed. In recent years, progress toward this goal has included the identification of molecular factors that induce or repress hESC self-renewal and the development of defined media that support long-term hESC expansion. In addition, the recent discovery of novel means to derive pluripotent cells that avoid embryo destruction, including induced pluripotent stem (iPS cells), may mitigate ethical concerns associated with the use of hESCs.     

Size matters: extraordinary rodent abundance on an Australian tropical flood plain

Abstract: Published estimates of the total biomass of natural populations of mammalian herbivores generally have ignored small‐bodied taxa (especially, rodents). Including such taxa may dramatically change our understanding of total biomass and energy flow in such systems. Dusky rats (Rattus colletti) are small (up to 210 g) native Australian mammals, and our 5‐year mark‐recapture study on a tropical flood plain (Adelaide River, Northern Territory) revealed that rat biomass can reach extraordinary levels (up to 4.7 t km^?2). Because their small body size results in high mass‐specific metabolic rates, a given biomass of rodents has a several‐fold higher total energy requirement than the same mass of large‐bodied herbivores. Accordingly, during some years dusky rat biomass can be double that estimated for large herbivores on the world's most productive savannas in eastern and southern Africa. The huge rodent biomass strongly suggests that the Adelaide River flood plain must be an incredibly productive habitat. Considering the immense biological importance of these productive ecosystems, flood plain conservation must be placed high on the priority list of habitats that require immediate protection.