树种水平的大兴安岭地上生物量变化特征及其与气候和干扰的关系

树种水平地上生物量(每个树种的地上生物量)是衡量森林生态系统结构功能的重要指标。为揭示树种水平森林地上生物量变化机制及其与气候变化和干扰的关系,运用KNN (k-nearest neighbor distance)方法将森林调查数据和MODIS数据相结合,估算了黑龙江大兴安岭2000、2010和2015年树种水平的森林地上生物量,在此基础上运用典型对应分析和随机森林方法,分析了研究区树种水平地上生物量变化特征及其与气候和干扰因素的关系。研究结果表明:2000—2015年期间,研究区总的森林地上生物量增加了8.9%(0.41×10~8 t),其中2010—2015年期间地上生物量的增加速度要明显高于2000—2010年;地上生物量增加最多的树种为白桦(Betula platyphylla Suk.),与2000年相比生物量增加了0.40×10~8 t,其次为樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica Litv.)、山杨(Populus davidiana Dode)和蒙古栎(Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.),落叶松(Larix gmelinii(Rupr.) Kuzen)地上生物量下降了0.08×10~8 t,柳树(Chosenia arbutifolia(Pall.) A. Skv.)和云杉(Picea koraiensis Nakai)基本上没有变化;林火、采伐和造林等森林干扰均对树种水平地上生物量影响显著,林火对树种水平地上生物量的影响要高于造林和采伐;气候要素显示出了比干扰要素更为重要的作用,多年平均温度和降水解释了最多的树种水平地上生物量变异。年均温度与阔叶树种的生物量以及林火干扰有显著的正相关性,与总的森林地上生物量呈现出显著的负相关,与落叶松和白桦表现出微弱的负相关,预示着气候变暖将影响该区域的树种组成并降低该区域的森林生产力。     

黑龙江省温带森林火灾碳排放的计量估算

森林火灾干扰作为森林生态系统重要的干扰因子,剧烈地改变着森林生态系统的结构、功能、格局与过程,对区域乃至全球的碳循环与碳平衡产生重要影响。随着全球气候变暖,森林火灾干扰的频率和强度进一步加剧,其排放的含碳气体对大气中温室气体浓度的贡献率更大,进而加快气候变暖的速率。科学有效地对森林火灾碳排放及含碳气体排放量进行计量估算,对了解区域乃至全球的碳循环及碳平衡具有重要的理论价值和实践意义。根据黑龙江省温带森林1953—2012年火灾统计资料和森林调查数据,结合地理信息系统GIS技术,通过野外火烧迹地调查以及实验室的控制环境实验来确定森林火灾碳排放计量中的各种参数,在林分水平上,利用排放因子的方法,估算了黑龙江省温带森林60年间火灾碳排放量和含碳气体排放量。结果表明:黑龙江省温带森林60年间火灾碳排放量为5.88×107t,年均排放量为9.80×105t,约占全国年均森林火灾碳排放量的8.66%;含碳气体CO2、CO、CH4和非甲烷烃(nonmethane hydrocarbons,NMHC)的排放量分别为1.89×108、1.06×107、6.33×105和4.43×105t,含碳气体CO2、CO、CH4和NMHC的年均排放量分别为3.15×106、1.77×105、1.05×104和7.38×103t,分别占全国年均森林火灾各含碳气体排放量的7.74%、6.52%、9.42%和6.53%。研究发现针阔混交林型的森林火灾面积占总过火林地面积的57.54%,由于其燃烧效率较低,在森林火灾中的碳排放量仅占排放总量的38.57%;尤其是针阔混交林森林火灾面积占总过火林地面积的20.71%,而碳排放量仅占总排放量的9.67%;且CO2的排放因子较低,其CO2排放量仅占总排放量的8.95%。同时研究表明,黑龙江省温带森林年均的碳排放对该区域的碳循环与碳平衡产生重要影响,并针对研究结果提出了应对气候变化的森林经营可持续管理策略,亦提出了科学的林火管理策略及其合理化的林火管理路径。     

六盘山南坡华北落叶松人工林冠层LAI的坡面尺度效应

叶面积指数(LAI)是评价森林的生长、结构及众多服务功能的重要参数,受坡面上环境条件变化影响而有坡面变化与尺度效应,对此需要深入理解和精细刻画。在六盘山半湿润区香水河小流域选择了33年生华北落叶松人工林的一个斜坡长480.6m、水平长398.2m的东南坡向的典型坡面,在整个坡面上建立了宽30 m的调查样带,均匀分为空间连续的16个样地,在2014年生长季中期测定了林冠层LAI,并分析其坡面变化规律。结果表明:林冠层LAI存在明显的坡面差异,其坡面平均值为3.11,变化在2.66—3.49,变幅为0.83,变异系数为0.09;LAI总体上随着从坡顶向下的坡长增加呈波动性增大趋势,在坡面中部(水平坡长188.45 m时)达到最大,之后稍微减小。森林冠层LAI存在着坡面空间尺度效应,即冠层LAI的顺坡滑动平均值(Y_1)随水平坡长(X,m)增加而逐渐增大,平均每100 m升高0.12,其回归关系式为:Y_1=-2×10~(-8)X~3+8×10~(-6)X~2+5×10~(-4)X+2.6523,(R~2=0.99);各样地LAI与整个坡面平均值的比值(Y_2,小数)随水平坡长(X_1,m)增加呈现为波动性的非线性变化,其回归关系式为:Y_2=-9×10~(-9)X_1~3+2×10~(-6)X_1~2+1×10~(-3)X1+0.829,(R~2=0.78),可基于此式将特定坡位样地的实测LAI推算整个坡面的估计值。造成研究坡面上LAI坡位变化的主要原因是不同坡位(海拔)样地的气温与土壤含水量的差异。     

三北工程黄土高原丘陵沟壑区森林降温增湿效果研究

生态系统可通过植被蒸腾与土壤蒸发作用调节区域温度与湿度。三北工程黄土高原丘陵沟壑区属于干旱和半干旱区,森林降温增湿功能有助于改善区域生存环境。在分析研究区森林覆被变化基础上,利用Penman-Monteith公式模拟了森林实际蒸散量,研究了森林增湿与降温效果。研究结果显示:(1)1980—2015年研究区森林面积增加了2.25%,主要来自荒草地、耕地和荒漠;(2)1980—2015年研究区森林6—9月实际蒸散总量为1.19×10~(10)—1.40×10~(10) t/a,平均实际蒸散量为219—257 mm,可使区域6—9月绝对湿度每日增加0.47—0.55 g/m~3,相对湿度每日增加2.87%—3.32%;(3)森林通过蒸散作用吸热量为29.15×10~(15)—34.26×10~(15) kJ/a,单位面积蒸散吸热量为53.72×10~8—63.13×10~8 kJ hm~(-2) a~(-1),通过蒸散吸热日降温量为0.92—1.08℃/d;(4)研究区森林蒸散量在1980—2010年逐渐增加,但在2015年明显下降,这主要是由降水减少导致;森林面积较大的山西和陕西森林蒸散降温增湿效果较好。通过对比相同年份不同土地覆被发现,森林实际蒸散量显著高于其他土地覆被类型。因此,未来研究区可在水资源承载能力范围内适当增加森林面积,充分发挥森林调节区域气候的作用。     

陕西省森林生态效益动态预估

森林资源作为森林生态效益的载体,决定着其价值量的高低和服务功能的发挥。本文以第6次和第7次国家森林资源连续清查期间全国各省森林面积和蓄积及其森林生态效益的物质量和价值量为基础数据,构建并筛选出最优预估模型,并估算了第2～9次国家森林资源连续清查期间陕西省森林生态效益物质量和价值量动态变化。结果表明:y=a S+bV+c为物质量和价值量最优预估模型,陕西省森林生态效益各项功能的物质量均呈明显的上升趋势,其中积累营养物质和净化大气环境方面物质量增长尤为显著,第5次连续清查期间增长率较大,介于9.45%～30.35%;第2～9次连续清查期间森林生态效益总价值量依次为1979.66×10~8、2061.41×10~8、2064.46×10~8、2324.02×10~8、3085.11×10~8、2394.08×10~8(第6次连续清查实际值)、3510.69×10~8、3896.77×10~8、4069.95×10~8元·a~(-1),呈现逐年增加的趋势;陕西省各项森林生态功能中涵养水源和生物多样性保护所占总价值比重较大,分别介于40.52%～40.70%和23.08%～26.50%,其次是固碳释氧、保育土壤和净化大气环境,积累营养物质所占比重最小。该最优预估模型体现了森林资源本身特征与森林生态效益之间的协同关系,为有效估算陕西省森林生态效益物质量和价值量动态变化提供了简便可行途径,为促进生态GDP和生态补偿制度的实施提供了支撑。     

对上海海湾国家森林公园病虫害现状及其防治措施研究

上海海湾国家森林公园属于人工林,具有树木品种多、密度高、立地条件差等特性,加上全球气候变暖的影响,使得病虫害的发生进入高发期。从2004年检测统计至今,上海海湾国家森林公园虫害种类161种,病害种类46种。本文对上海海湾国家森林公园病虫害、防治现状、病害未来发展趋势及其防治措施进行了研究分析。     

气候变化和林火干扰对大兴安岭林区地上生物量影响的动态模拟

预测森林地上生物量对气候变化和林火干扰的响应是陆地生态系统碳循环研究的重要内容,气温、降水等因素的改变和气候变暖导致林火干扰强度的变化将会影响森林生态系统的碳库动态.东北森林作为我国森林的重要组成部分,对气候变化和林火干扰的响应逐渐显现.本文运用LANDIS PRO模型,模拟气候变化对大兴安岭森林地上生物量的影响,并比较分析了气候变暖对森林地上生物量的直接影响与通过林火干扰强度改变所产生的影响.结果表明: 未来气候变暖和火干扰增强情景下,森林地上生物量增加;当前气候条件和火干扰下,研究区森林地上生物量为(97.14±5.78) t·hm^-2;在B1F2预案下,森林地上生物量均值为(97.93±5.83) t·hm^-2;在A2F3预案下,景观水平第100～150和150～200年模拟时期内的森林地上生物量均值较高,分别为(100.02±3.76)和(110.56±4.08) t·hm^-2.与当前火干扰相比,CF2预案(当前火干扰增加30%)在一定时期使景观水平地上生物量增加(0.56±1.45) t·hm^-2,CF3预案(当前火干扰增加230%)在整个模拟阶段使地上生物量减少(7.39±1.79) t·hm^-2.针叶、阔叶树种对气候变暖的响应存在差异,兴安落叶松和白桦生物量随气候变暖表现为降低趋势,而樟子松、云杉和山杨的地上生物量则随气候变暖表现出不同程度的增加;气候变暖对针阔树种的直接影响具有时滞性,针叶树种响应时间比阔叶树种迟25～50年.研究区森林对高CO₂排放情景下气候变暖和高强度火干扰的共同作用较为敏感,未来将明显改变研究区森林生态系统的树种组成和结构.     

1961-2005年东北地区气温和降水变化趋势

利用东北地区96个气象站1961-2005年的日平均气温和日降水量资料,采用线性倾向率法,累积距平法,Mann-Kendall法和Morlet小波分析等方法,对东北地区近45年来的气候变化和突变现象进行了研究.结果表明:近45年来,东北地区年平均气温变化在2.45-5.72℃之间,年均温呈现显著上升趋势,气候倾向率为0.38 ℃/10 a(P＜0.01),1988-1989年间发生了由低温到高温的突变;东北地区四季平均气温均呈现增高的趋势,其中冬季气温增幅最大,气候倾向率达到0.53℃/10 a,夏季气温增幅最小,0.24 ℃/10 a.东北地区年均温和季节均温年代际变化亦呈现明显的增暖趋势,年均温,春季均温和冬季均温均在1981-1990年开始变暖,夏季均温和秋季均温在1991-2000年开始变暖.东北地区气温增暖幅度随纬度的升高而增大,大兴安岭北部和小兴安岭地区是增温最明显的地区,增暖幅度较小的地区为辽河平原,辽东半岛和长白山南部地区.东北地区年降水量变化在430.40-678.72 mm之间,降水量变化趋势不明显,整体呈现减少趋势,气候倾向率为-5.71 mm/10 a(P＞0.05),1981-1990年为降水最多的年代,1982-1983年间发生了降水量由少到多的突变.四季降水量变化呈现不同的趋势,其中春季和冬季降水量呈现增多的趋势,夏季和秋季降水量呈现减少的趋势.降水量减少较明显的地区为辽东半岛和长白山南段,降水量增多较明显的地区为大兴安岭北部和松嫩平原.Morlet小波分析结果表明,东北地区年平均气温存在11a的强显著周期,此外还有24 a和6a尺度的变化周期;东北地区年降水量存在16a的强显著周期和6 a的小尺度变化周期.通过以上分析,近45 a东北地区总体气候呈现明显暖干化趋势.     

基于GEE平台的黄河流域森林植被净初级生产力时空变化特征

黄河流域是我国重要的生态屏障,研究黄河流域森林植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的时空变化特征及驱动机制,对解释黄河流域森林碳汇/源变化具有重要意义。基于Google Earth Engine (GEE)云平台,利用MOD17A3H V6 NPP数据、MCD12Q1 V6土地覆盖类型数据、ECMWF/ERA5气象数据和USGS/SRTMGL1_003高程数据,采用岭回归分析、Hurst指数和冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)对黄河流域2001-2019年森林NPP的时空变化特征及影响因子进行分析。结果表明:(1)2001-2019年,黄河流域森林平均总面积为3.66万km²,其中阔叶林、针叶林、混交林平均面积分别为:2.64万km²、0.01万km²和1.01万km²,森林NPP年总量呈线性增加趋势,其均值为8.99Tg C,年均增速为0.36Tg C/a,19a增长率为173.60%;不同森林类型的NPP年总量均值分别为:4.79Tg C (阔叶林)、6.04×10^-5Tg C (针叶林)和0.64Tg C (混交林),年均增速为:阔叶林(0.16Tg C/a)>混交林(0.04Tg C/a)>针叶林(6.98×10^-6Tg C/a)。(2)2001-2019年,黄河流域森林年均NPP呈线性增加趋势,其均值为241.58g C m^-2 a^-1,年均增速为7.18g C m^-2 a^-1,19a增长率为108.63%;不同森林类型的年均NPP均值分别为:178.48g C m^-2 a^-1(阔叶林)、0.60g C m^-2 a^-1(针叶林)和62.49g C m^-2 a^-1(混交林),年均增速为:阔叶林(4.75g C m^-2 a^-1)>混交林(2.39g C m^-2 a^-1)>针叶林(0.04g C m^-2 a^-1)。(3)黄河流域森林NPP呈增加趋势的面积占94.50%,其中显著增加的面积占73.29%;呈减少趋势的面积占5.50%,其中显著减少的面积占1.57%。阔叶林NPP显著增加的面积最高(76.78%),其次为混交林(60.84%),针叶林最少(56.76%)。(4)黄河流域森林NPP的Hurst指数(H)介于0.38-1.00之间,平均值为0.87,其中H≥0.5的像元数约占99.34%,黄河流域森林NPP在未来一段时间内仍保持持续增加趋势。(5)归因分析表明环境因子对黄河流域森林NPP时空变化的总解释率为55.80%,显著影响的环境因子为经度(35.50%)、降水(8.00%)、气温(6.50%)和纬度(5.40%)。2001-2019年黄河流域森林NPP呈增加趋势,且呈现较强的可持续性;GEE云平台结合冗余分析可及时、高效获取黄河流域森林NPP的时空变化并对其进行归因分析。     

气候变化影响下大兴安岭地区21世纪森林火险等级变化预测

基于HadCM3模式输出的A2a和B2a情景下气候基准时段(1961-1990年)与未来不同时段(2010-2039年,2040-2069年,2070-2099年)的气候情景数据,结合Delta、WGEN降尺度方法和加拿大火险天气指标系统,划分了黑龙江大兴安岭地区森林火险等级,预估了研究区2010-2099年森林火险等级相对于基准年的变化,分析了森林火险等级长期预测的不确定性.结果表明:气候变化影响下,研究区21世纪平均极高、很高、中等火险的年均日数呈上升趋势,高、低火险的年均日数呈降低趋势.与基准年相比,A2a和B2a情景下研究区2040-2069年极高和很高火险的年均日数分别增加了43和36 d,2070-2099年分别增加了62和61 d.     

Relative and combined effects of ethanol and protein deficiency on strontium and barium bone content and fecal and urinary excretion

To elucidate accumulation of minerals in human iliac arteries with aging, the content of minerals was analyzed by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. Bilateral common, internal, and external iliac arteries of 16 men and 8 women, ranging ages from 65 to 93 yr, were examined. It was found that an extremely high accumulation of calcium and phosphorus occurred in the common iliac artery at old age, being higher than that of the internal and external iliac arteries. It should be noted that the accumulation of calcium and phosphorus is the highest in the common iliac artery among the human arteries examined to date. Regarding sexual differences, the content of calcium and phosphorus in the common and internal iliac arteries was higher in women than in men, whereas their content in the external iliac artery was lower in women than in men.     

白蚁与动物及微生物的共生类型及其机制

综述了白蚁螱客的主要种类、共生关系及相关机制的研究进展。白蚁螱客中,已报道的动物种类达170种。在与动物的共生关系中存在偏利共生（宾主共栖和异种共栖）、互利共生和无关共生三种;在与微生物的共生关系中,存在与内生菌（原生动物、细菌、真菌和放线菌）和外生菌（蚁巢伞菌等）间的互利关系。指出了白蚁与螱客研究中存在的问题,给出了解决方案,并提出了今后可能的研究热点或方向,为白蚁的综合利用（如纤维素酶）及今后研究物种间的协同进化提供了基础资料。     

New amino-dithiaphospholanes and phosphoramidodithioites and their rhodium and iridium complexes

New sulfur derivatives of phosphoramidite ligands were synthesized and the impact of the sulfur unit on the spectroscopic properties of their rhodium and iridium complexes was investigated. The new ligands Bn₂NPSCH₂CH₂S^a(P-S^a) (Bn = benzyl, 4), Bn₂NPSCHCHS^a(CH₂)₃C^aH₂(P-S^a)(C^a-S^a) (6) and Bn₂NP(4-XC₆H₄OMe)₂ (X = S, 7a; X = O, 7b) were converted to the rhodium and iridium complexes trans-[Rh(CO)Cl(L)₂] (L = 4, 6, 7), [RhCl(COD)(L)] (L = 4, 6, 7), [IrCl(COD)(7a)] and [IrCl₂Cp∗(6)]. For comparison, some phosphoramidite complexes of these formulations also were synthesized. The new metal complexes were spectroscopically analyzed. For the carbonyl complexes, the ν_CO IR stretching frequencies were lower than for the corresponding phosphite and phosphoramidite ligands. The ¹J_PRh coupling constants for the rhodium complexes with the new ligands were also smaller than for the respective phosphoramidite and phosphite complexes. Finally, the ¹J_PSe coupling constants of the selenides of the new ligands were lower than those of the phosphoramidite ligands but higher than for PPh₃. The spectroscopic data reveal that the new thio ligands 4, 6 and 7a are more electron donating than phosphites and phosphoramidites but less electron donating than PPh₃.     

Astrocytes and Synaptosomes Transport and Metabolize Lactate and Acetate Differently

Astrocytes transport the monocarboxylate acetate, but synaptosomes do not. The reason for this is unknown, because both preparations express monocarboxylate transporters (MCT). The transport and metabolism of lactate, another monocarboxylate, was examined in these two preparations, and the results were compared to those for acetate. Lactate transport is more rapid in astrocytes than in synaptosomes, but of lower affinity (Kms of 17 and 4 mM, respectively). Lactate (0.2 mM) is metabolized to CO2 more rapidly in synaptosomes than in astrocytes (rates of 0.37 and 0.07 nmol x mg protein(-1) x min(-1), respectively). The reason for this is unclear, but cellular differences in lactate dehydrogenase isotype expression may be involved. Acetate is metabolized to CO2 more rapidly in astrocytes than in synaptosomes (rates of 0.43 and 0.02 nmol x mg protein(-1) x min(-1), respectively). This is likely due to cellular differences in the expression of monocarboxylate transporter subtypes.     

Rapporteur report: Basics and technology and metrology and standards

The first and second sessions of the Workshop focussed on the basics of ultrasound and infrasound, their applications in both industry and medicine, and metrology and protection standards for ultrasound applications.     

Prostaglandin and thromboxane production by human and guinea-pig macrophages and leucocytes

The ability of partially purified human and guinea-pig haematogenous cell populations, when cultured in vitro, to metabolise arachidonic acid (AA) has been studied. Supernatants from 24 hour cell culture have been subjected to analysis for products of AA metabolism by gas chromatography with electron-capture detection.The cell types studied were human peripheral blood monocytes (both glass adherent and non-adherent), neutrophils, eosinophils and leukemic leucocytes; thoracic duct lymphocytes and lung alveolar macrophages. From the guinea-pig, induced and non-induced macrophage or neutrophil enriched peritoneal exudate populations, lymph node cells, peritoneal eosinophils and peripheral blood platelets were examined. Supernatants were assayed for the presence of PGE₂, PGD₂, PGF_2α, TXB₂ and 6-keto-PGF_1α. In all types studied PGE₂ and TXB₂ were the major products formed. The identification of PGE₂ and TXB₂ was confirmed by GC/MS with multiple ion monitoring.The results have been compared with other reports and their possible significance discussed in relation to the proposed role of prostaglandins as mediators and modulators in immunopathology.     

人血管能抑素基因的克隆、表达及其表达产物的纯化和生物活性测定

以人胎盘脐带组织为材料,提取组织总RNA,用netRTPCR方法合成人血管能抑素cDNA基因,将该cDNA克隆进pSP72载体获得重组质粒pSP72C, DNA序列分析结果与预期序列一致。用BamHⅠ和NdeⅠ双酶切,切下pSP72C上的血管能抑素cDNA,插入pET3c载体的相应位点获得重组表达质粒pETC, 转化E. coli BL21(DE3), SDSPAGE分析显示：在IPTG诱导下,血管能抑素基因获得了高效表达,表达量约占菌体总蛋白的 27.9 %,主要以包涵体形式存在。包涵体经过洗涤、裂解、蛋白复性以及Sephadex G75凝胶过滤层析等步骤后,获得了纯度达91.4 %的人血管能抑素。CAM实验证明10 μg纯化蛋白就能显著抑制鸡胚新生血管生成。     

Cytoskeleton and mitochondrial morphology and function

It has been well established that the cytoskeleton is an essential modulator of cell morphology and motility, intracytoplasmic transport and mitosis, however cytoskeletal linkage to the organelles has not been unequivocally demonstrated. Indeed, cytoskeleton appears to be essential in determining and modulating gene phenotype as a function of cellular environment. According to recent studies, the organization of the cytoskeleton network together with associated protein(s) could be essential in regulating mitochondrial function and particularly the permeability of the mitochondrial outer membrane to ADP. The aim of this chapter is to summarize the main properties of the cytoskeletal environment of mitochondria and the possible role(s) of this network in mitochondrial function in myocytes.