新一代遥感技术助力生态系统生态学研究

随着气候变化和人类活动的加剧, 生态系统正处于剧烈变化中, 生态学家需要从更大的时空尺度去理解生态系统过程和变化规律, 应对全球变化带来的威胁和挑战。传统地面调查方法主要获取的是样方尺度、离散的数据, 难以满足大尺度生态系统研究对数据时空连续性的要求。相比于传统地面调查方法, 遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度的特点, 弥补了传统地面调查方法空间观测尺度有限的缺点。遥感通过分析电磁波信息从而识别地物属性和特征, 反演生态系统组成、能量流动和物质循环过程中的关键要素, 已逐渐成为生态学研究中必不可少的数据来源。近年来, 随着激光雷达、日光诱导叶绿素荧光等新型遥感技术以及无人机、背包等近地面遥感平台的发展, 个人化、定制化的近地面遥感观测逐渐成熟, 新一代遥感技术正在推动遥感信息“二维向三维”的转变, 为传统样地观测与卫星遥感之间搭建了尺度推绎桥梁, 这也给生态系统生态学带来了新的机遇, 推动生态系统生态学向多尺度、多过程、多学科、多途径发展。因此, 该文从生态系统生态学角度出发, 重点关注陆地生态系统中生物组分, 并分别从生态系统类型、结构、功能和生物多样性等方面, 结合作者在实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态, 阐述遥感技术在生态系统生态学中的研究现状并指出我国生态系统遥感监测领域发展方向及亟待解决的问题。     

秦岭地区林地与草地景观格局变化及其驱动因素

以1980—2015年土地利用数据集为数据源,利用GIS空间分析、景观格局指数和主成分分析法,研究了秦岭地区林地与草地景观格局时空变化特征,并探讨其演化的驱动因素。结果表明:(1)林地和草地是秦岭地区主要景观类型,约占研究区总面积的72%,其中有林地为优势景观类型,其次为高覆盖度草地和中覆盖度草地,其他林地和低覆盖度草地分布面积相对较少。(2)35年来,林地和草地总面积整体呈减少趋势,净减少了309.44km~2,其中草地减少占主导地位;空间变化上,损失严重的区域主要分布于以西安市为中心的周边区域,主要向建设用地和耕地转移。(3)林地和草地景观破碎化程度逐渐增加,连通性降低,景观异质性增强且景观形状更为复杂,草地较林地变化明显;空间分布上,林地和草地景观格局指数空间分布特征明显,在地形因子作用下呈现一定的地形梯度性,尤其与海拔的相关性最好。(4)人为活动干扰是影响秦岭地区林地和草地景观格局变化的主要驱动因素,气候因素次之,同时国家宏观政策起着重要的导向作用。减缓人为活动对秦岭地区的过度影响,维护林地和草地的平衡性及完整性,是实现该区生态系统科学管理和资源的可持续利用的关键。     

广西弄岗五桠果叶木姜子群落木质藤本空间格局及其与树种间的关系

木质藤本是生物多样性的重要组成,木质藤本通过影响支持木进而影响群落的结构和功能,但在生物多样性丰富的北热带喀斯特森林中,木质藤本与支持木的关系鲜为人知。以喀斯特季节性雨林的五桠果叶木姜子（Litsea dilleniifolia）群落为研究对象,对木质藤本的密度、分布格局及其与主要树种的关系进行调查研究,分析木质藤本对树木的影响。结果显示：（1）五桠果叶木姜子群落内木质藤本平均密度为0.0913株/m²,木质藤本在0-20m空间尺度整体表现为聚集分布,且随着尺度增大,聚集强度逐渐减弱;不同径级木质藤本在不同尺度上的分布格局不同。（2）木质藤本对不同径级、不同种类、不同聚集强度的支持木选择表现以下体征：随着支持木径级增加,木质藤本攀附的比例和每木藤本数有增加趋势,且木质藤本胸径与支持木胸径呈极显著正相关;附藤率较高的支持木有紫葳科（Bignoniaceae）种类和东京桐（Deutzianthus tonkinensis）,单木附藤数量多的是南方紫金牛（Ardisia thyrsiflora）;物种的聚集强度与附藤率、附藤数量呈负相关。（3）木质藤本的密度与支持木死亡率关系不显著,而物种的附藤率与死亡率呈极显著负相关。以上结果表明,木质藤本密度在原生性喀斯特季节性雨林中并不高,且木质藤本对支持木具有选择性,但其对五桠果叶木姜子群落的死亡率并未产生显著影响。该研究可为喀斯特原生性季节性雨林的物种共存、极小植物种群保育提供理论依据,也可为石漠化区域的植被修复提供科学参考。     

长期氮添加对草甸草原生态系统氮库的影响

大气氮沉降增加深刻影响生态系统物种多样性、生产力及其稳定性,研究草原生态系统N库如何响应不断增加的大气氮沉降至关重要。本研究在内蒙古额尔古纳草甸草原开展刈割和不同水平外源氮添加试验,设置6个氮添加水平: 0、2、5、10、20和50 g·m^-2·a^-1,同时设置刈割处理,分为刈割和不刈割2个水平。在连续处理的第7年,采集群落中优势植物地上部分、群落根、地表凋落物和0～100 cm分层土壤样品,测定N含量并计算N库储量。结果表明: 氮添加显著增加植物地上部分和凋落物N含量,以及羊草、植物群落和凋落物的N库及生态系统N库总量。刈割处理显著增加羊草叶片和凋落物N含量,降低羊草、植物群落和凋落物N库,但并不改变它们对氮添加的响应格局。此外,刈割和氮添加对植物群落N库存在显著的交互作用。在不刈割处理下,高水平氮添加使更多的氮储存在凋落物中等待分解,植物群落N库的饱和阈值出现在10 g·m^-2·a^-1;在刈割处理下,植物群落N库表现为随氮添加量增加而不断增加,并且在相同水平氮添加条件下刈割后进入到植物群落N库中的氮更多。刈割可以缓解氮沉降不断增加对生物多样性和生态系统稳定性造成的不利影响,并可以在一定程度上推迟氮沉降增加引起的生态系统氮饱和的发生。     

黄土高原生物结皮对SCS-CN模型初损率的影响

水文模型是水文过程研究的有效工具,初损率(λ)是径流模型SCS-CN模型的参数,对模拟流域水文过程具有重要意义。为了确定生物结皮对λ的影响,提高该模型在黄土高原生物结皮广泛分布的退耕地的预测精度,本研究以陕西省定边县鹰窝山涧流域不同盖度的生物结皮坡面为对象,采用模拟降雨试验,分析土壤潜在最大入渗量(S)与实际入渗量(F)的关系,以及生物结皮盖度对λ的影响,并修订了λ;在此基础上,采用陕西省安塞县纸坊沟流域生物结皮径流小区的模拟降雨试验数据校验了参数修订后的模型。结果表明: 生物结皮坡面S与F的关系式为: S/F=2.5×60/T(其中T为降雨历时);模型参数λ与生物结皮盖度(C_BSC)呈极显著负相关关系,二者关系式为: λ=0.0791×e^{(-0.015×C_BSC}),R²=0.60;较λ取标准值,依生物结皮盖度修订λ后,SCS-CN模型Nash效率系数提高338.7%,合格率提升16.1%。研究结果为黄土高原生物结皮坡面λ的确定提供了科学依据,对准确评估黄土高原退耕还林(草)工程的水文效应具有重要意义。     

DNA宏条形码技术在食草动物食性研究中的应用

随着测序技术的快速发展,整合DNA条形码和高通量测序的DNA宏条形码技术已经成为当前研究热点之一,在食草动物的食性鉴定中有很大潜力。放牧动物食性研究是动物营养学和草地生态学领域的重要研究内容。而与传统食性研究方法相比,宏条形码技术可通过对植物DNA条形码的高通量测序,获得样本中的物种组成进而分析动物食性。介绍了传统食性分析手段的局限,重点综述了DNA宏条形码技术的产生、操作原理以及在食草类动物食性鉴定领域中的应用,同时还简述了可能存在的挑战,并对该技术今后的发展方向进行了展望。     

熊去氧胆酸联合非诺贝特对原发性胆汁性胆管炎的临床疗效及安全性

摘要 目的：分析熊去氧胆酸联合非诺贝特对原发性胆汁性胆管炎无熊去氧胆酸生化反应的临床疗效及安全性。方法：151例原发性胆汁性胆管炎无熊去氧胆酸患者按随机数表法分为73例对照组和78例研究组。对照组在常规治疗基础上给予安慰剂联合熊去氧胆酸治疗,研究组在常规基础上给予非诺贝特联合熊去氧胆酸治疗,两组均持续治疗12个月。比较两组临床疗效,肝功能,血脂指标,肝纤维化指标,免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）,瘙痒及乏力评分,不良反应发生情况。结果：治疗后,研究组总有效率高于对照组,比较差异有统计学意义（P<0.05）。治疗后,两组肝功能指标均降低,研究组低于对照组,比较有统计学意义（P<0.05）。治疗后,两组总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）均降低,研究组低于对照组,比较有统计学意义（P<0.05）,两组治疗前后低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）比较无统计学意义（P>0.05）。治疗后,两组肝纤维化指标均降低,研究组低于对照组,比较有统计学意义（P<0.05）。治疗后,两组IgG、IgM均降低,研究组低于对照组,比较有统计学意义（P<0.05）。治疗后,两组瘙痒、乏力评分均降低,研究组低于对照组,比较有统计学意义（P<0.05）。两组不良反应发生率比较差异无统计学意义（P>0.05）。结论：熊去氧胆酸联合非诺贝特对原发性胆汁性胆管炎无熊去氧胆酸生化反应的疗效较好,能够改善肝功能,且未明显增加药物不良反应。     

改良乳腺癌根治术后切口感染的病原学特征、影响因素及其凝血纤溶功能研究

摘要 目的：探讨改良乳腺癌根治术后切口感染的病原学特征、影响因素及其对凝血纤溶功能的影响。方法：选取我院于2016年6月~2020年9月期间收治的390例行改良乳腺癌根治术的乳腺癌患者,分析改良乳腺癌根治术后切口感染的病原学特征、影响因素及术后切口感染对凝血纤溶功能的影响。结果：390例行改良乳腺癌根治术的乳腺癌患者,术后发生切口感染28例,术后切口感染率为7.18%（28/390）,将未发生术后切口感染的患者纳为未感染组（n=362）,发生的纳为感染组（n=28）。28例发生感染的患者共分离培养病原菌36株,其中革兰阳性菌14株,占比38.89%（14/36）,以金黄色葡萄球菌、粪肠球菌为主。革兰阴性菌21株,占比58.33%（21/36）,以大肠埃希菌、铜绿假单胞菌为主。改良根治术后乳腺癌患者切口感染的影响因素包括手术时间、术后住院时间、合并基础疾病、引流时间、年龄、白蛋白（P<0.05）。多因素Logistic回归分析发现：合并基础疾病、年龄≥60岁、白蛋白＜35 g/L、手术时间≥120 min均是改良乳腺癌根治术后切口感染的影响因素（P＜0.05）。两组术后30 d凝血酶原时间（PT）、活化部分凝血活酶时间（APTT）、凝血酶时间（TT）升高,且未感染组高于感染组（P<0.05）,纤维蛋白原（FIB）降低,且未感染组低于感染组（P<0.05）。结论：改良乳腺癌根治术后切口感染较为常见,致病菌以革兰阴性菌为主,年龄、合并基础疾病、白蛋白、手术时间均是其影响因素,同时术后切口感染的发生可影响凝血纤溶功能的恢复,临床医生应积极采取措施预防术后切口感染的发生,从而保证手术治疗效果。     

探讨肠道菌群对膝骨关节炎治疗的影响

膝骨关节炎是一种中老年人常见的慢性疾病,因其发病率及致残率高,严重影响患者的生存质量。膝骨关节炎不仅增加了患者及其家庭乃至社会的经济压力,而且还加重了心理负担。治疗方案虽然多,但目前尚无根治方法,而且疗效也参差不齐。肠道菌群作为人体巨大的微生物宝库,拥有着很大的潜力,这使之成为了科研领域一个新的研究热点,其对膝骨关节炎的影响也成为了人们关注的焦点。本文通过查阅相关文献,从慢性炎症、代谢性疾病、成骨细胞以及破骨细胞这四个方面来阐述和总结肠道菌群与膝骨关节炎的关系,以期为临床上治疗膝骨关节炎提供新的方法与思路。     

膝关节内干细胞/祖细胞在软骨再生中作用研究进展

关节软骨(AC)由于缺乏血管、神经和淋巴,一旦损伤无法自我修复。虽然以外源性细胞为基础的治疗策略在一定程度上能够再生关节软骨,但仍然存在手术间隔长、供体有限、细胞体外培养易去分化和病原体传播等风险。成人膝关节存在许多类型干细胞/祖细胞(SCPCs),当软骨损伤时,就会被动员,迁移到损伤部位,参与再生修复。因此,基于趋化内源性SCPCs到损伤部位的AC原位再生修复策略,充分利用机体自我修复潜力,同时避免了外源性细胞策略的缺点,已经成为研究的热点。本综述主要介绍膝关节内SCPCs类型、迁移路径以及其在软骨损伤修复中的作用。重点介绍内源性AC再生修复策略的研究现状,以期吸引更多的研究人员参与这一有前景的研究领域。