藏药“榜间”主流品种基原植物的潜在分布研究

“榜间”为常用大宗藏药,但其生境特殊,生态位狭窄,部分品种资源量小,甚至濒危。为了明确“榜间”原植物的生态环境,预测生态适宜区分布,寻找影响适宜性分布的主要生态因子,该文以大花龙胆(Gentiana szechenyii)、高山龙胆(G. algida)、蓝玉簪龙胆(G. veitchiorum)、华丽龙胆(G. sino-ornata)和短柄龙胆(G. stipitata)五个主流品种为研究对象,采用生态学调查方法进行实地调查,以分析各品种的分布特征和生境特点,并应用MaxEnt模型和ArcGIS软件,预测潜在分布区。结果表明:(1)“榜间”五个主流品种的生长均需要较好的土壤肥力条件,大花龙胆和短柄龙胆仅分布于草本层低矮的草甸或草甸灌丛,其余品种因茎有较大的伸长幅度,生态幅较广。(2)海拔是影响“榜间”五个主流品种分布的限制因子,对大花龙胆、高山龙胆、蓝玉簪龙胆、华丽龙胆和短柄龙胆生境适宜性的贡献率分别为56.5%、39.6%、49.4%、48.1%和44.2%,高山龙胆主要分布在海拔1 500 m以上的地区,而另外四个品种主要分布于海拔2 600 m以上的地区。(3)藏药“榜间”五个主流品种生长适宜区主要集中在四川、青海、云南、甘肃和西藏五省(区),但不同基原植物在各省(区)的分布面积和空间格局有差异,大花龙胆和高山龙胆的最适分布区集中在四川、甘肃、青海、西藏四省(区)交界处,后者在新疆地区也有最适分布区; 蓝玉簪龙胆最适生长区位于四川中部、四川北部接壤青海及甘肃处、四川西南部接壤云南处、西藏东部; 华丽龙胆与短柄龙胆最适生长区主要位于四川、青海、甘肃的交界地带,适生区范围较蓝玉簪龙胆狭窄。研究结果与实际调查结果基本相符,可以为“榜间”野生资源的保护及相关植物的人工栽培提供科学依据。     

沙地樟子松人工林土壤理化性质与微生物生物量的动态变化

为揭示不同林龄沙地樟子松人工林土壤理化性质和微生物生物量的动态和相互关系,以毛乌素沙地、科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地不同林龄樟子松人工林为对象,分析土壤理化性质、土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮变化规律。结果表明:樟子松人工林土壤理化性质随林龄增加在不同沙地中表现不同,毛乌素沙地土壤容重和养分含量明显降低,科尔沁沙地土壤孔隙度和养分含量明显升高,呼伦贝尔沙地土壤养分则呈现先增加后降低趋势。与土壤理化性质变化趋势类似,毛乌素沙地樟子松人工林土壤微生物生物量氮随着林龄的增加而降低,科尔沁沙地土壤微生物生物量氮随着林龄的增加而升高,呼伦贝尔沙地土壤微生物生物量氮随着林龄的增加呈先增加而后降低趋势。影响毛乌素沙地、科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地土壤微生物生物量碳、氮的主要因子分别是硝态氮、铵态氮和有机质含量。毛乌素与科尔沁沙地樟子松人工林主要限制因子为土壤氮,而呼伦贝尔沙地樟子松受土壤有机碳限制较强。     

格列齐特对糖尿病大鼠心肌的保护作用及其机制*

目的: 观察格列齐特对糖尿病大鼠心肌保护作用及其可能的机制。方法: 将60只健康SD大鼠随机分为正常组(NC,n=10),造模组(n=50)给予高糖高脂饲料4周后,腹腔注射STZ(45 mg/kg)建立糖尿病大鼠模型,随机抽取以FBG≥16.7 mmol/L作为糖尿病模型建立成功。将造模成功的38只糖尿病大鼠随机分为模型组(MC,n=9)、格列齐特组(Glic,80 mg/kg,n=10)、格列本脲组(Glib,2.5 mg/kg,n=10)、法舒地尔组(Fas,10 mg/kg,n=9);NC组和MC组灌胃等容积蒸馏水,Glic组和Glib组灌胃给药,Fas组采用腹腔注射。各组大鼠每天给药一次,每周记录体质量及空腹血糖(FBG),持续8周。实验结束时取血并测定心脏质量,计算心脏质量指数(HWI);测定各组糖化血红蛋白(HbA1c)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)含量以及血清丙二醛(MDA)水平和超氧化物歧化酶(SOD)活性;通过HE和Masson染色,观察心肌病理变化和组织胶原纤维水平;TUNEL染色观察并计算心肌细胞凋亡率;Western blot法检测心肌组织中RhoA、ROCK1、eNOS、Bcl-2和Bax蛋白表达。结果: 与NC组比较,MC组FBG、HWI、HbA1c、TC、TG、LDL-C、MDA水平,心肌组织胶原沉积和心肌细胞凋亡率以及心肌组织中RhoA、ROCK1、Bax蛋白明显升高,SOD活性及HDL-C、eNOS、Bcl-2和体重显著降低(P＜0.01);与MC组相比,Glic组FBG、HWI、HbA1c、TC、TG、LDL-C和MDA等指标明显下降,心肌组织胶原沉积及心肌细胞凋亡减轻,心肌组织RhoA、ROCK1、Bax蛋白表达下调(P＜0.01或P＜0.05),大鼠体重和血清中SOD活性,HDL-C升高,eNOS、Bcl-2蛋白水平升高(P＜0.01或P＜0.05)。与Glic组相比,Glib组与Fas组体重、血脂、FBG、HWI、MDA以及心肌纤维化和心肌细胞凋亡水平升高,SOD和Bcl-2降低,Glib组心肌组织RhoA、ROCK1、Bax蛋白表达上调(P＜0.01或P＜0.05)。结论: 格列齐特可改善糖尿病大鼠心肌损伤并减轻心肌细胞凋亡水平,其机制可能与降低血糖,改善氧化应激状态,调控RhoA/ROCK1/eNOS信号通路有关。     

污染场地土壤生态风险评估研究进展

随着我国快速城市化以及产业结构的调整,遗留下了大量的污染场地,发展和实施污染场地土壤生态风险评估是进行大规模污染场地修复行动的必要条件。本文围绕污染场地土壤生态风险评估的科学原理、框架构建及技术方法等方面的关键问题: 1)评估框架的场地实际针对性;2)概念模型的不确定性;3)土壤复合污染毒性机制;4)评估终点筛选;5)评估方法和框架构建等展开讨论,指出土壤复合污染的制毒机制,即污染物生物有效性和联合效应是污染场地土壤生态风险评估的关键科学问题。耦合美国环保局四步法和欧盟层级法的“证据-权重法”评估框架适用于野外复杂环境条件下的土壤污染生态风险评估。建议今后重点开展以下5个方面的工作: 1)污染场地土壤生态风险评估技术框架与风险管控技术框架之间的联合;2)概念模型研究;3)基于过程的场地土壤污染物反应运移模型研究;4)场地土壤复合污染生态毒理学机制研究;5)生态系统高水平生态风险评估终点研究。旨在为形成我国本土污染场地土壤生态风险评估技术指南提供理论基础和构架。     

浙江杭州午潮山亚热带常绿阔叶林群落结构和物种组成

运用数量化的方法对植物群落进行分类和排序,可以客观地揭示植物群落和环境之间的相互关系,为植被恢复和森林经营管理提供理论依据。以浙江杭州午潮山45个20 m×20 m的森林动态监测样地为研究对象,运用聚类和排序等数量化方法,分析亚热带常绿阔叶林的群落类型、生物多样性特征及群落与环境的关系。结果表明: 午潮山亚热带常绿阔叶林样地可划分为3个群落类型: 木荷群落、白栎-薄叶山矾群落和青冈群落。3个群落类型中,树木个体密度和胸高断面积均无显著差异,而物种丰富度差异显著。青冈群落的物种丰富度显著高于木荷群落,但与白栎-薄叶山矾群落无显著差异。冗余分析(RDA)排序表明,群落分布与环境因子有明显的相关性。土壤和地形等解释了群落分布46.4%的变异,土壤全磷、有效磷、速效钾含量,以及海拔、坡度、坡向和透光度对群落的分布有显著影响,而土壤全磷、速效钾含量和海拔可能是影响午潮山亚热带常绿阔叶林群落分布最重要的环境因素。53.6%未能解释的部分可能归因于人为干扰。     

长期氮添加对典型草原植物多样性与初级生产力的影响及途径

氮(N)沉降对陆地生态系统的结构和功能已产生了重要的影响, N也是中国北方草原植物生长和初级生产力的主要限制性元素。物种多样性和功能多样性是揭示生物多样性对生态系统功能维持机制的关键指标, 然而, 关于长期N添加下草原物种多样性与功能多样性的关系, 及其对初级生产力的影响途径及机制, 尚不十分清楚。为此, 该研究依托在内蒙古典型草原建立的长期N添加实验平台, 实验处理包括1个完全对照(不添加任何肥料)和6个N添加水平(0、1.75、5.25、10.50、17.50和28.00 g·m^-2·a^-1), 研究了长期N添加对典型草原物种多样性、功能多样性和初级生产力的影响大小及途径。结果表明: 1) N添加显著降低了典型草原的物种丰富度和Shannon-Wiener指数, 但对功能多样性(包括功能性状多样性指数和群落加权性状值)无显著的影响。2)结构方程模型分析表明, 功能多样性主要受物种丰富度的影响, 但是物种多样性减少并没有导致功能多样性降低, 其原因主要是功能群组成发生了改变, 即群落内多年生根茎禾草所占比例显著增加, 以致群落加权性状值变化不大。3) N通过影响物种丰富度和功能群组成, 间接影响群落加权性状值, 进而影响群落净初级生产力。其中, 群落加权性状值是最重要的影响因子, 可解释48%的初级生产力变化, 表明初级生产力主要是由群落内优势物种的生物量及功能性状所决定, 因此该研究的结果很好地支持了质量比假说。     

黄土高寒区坡面土壤水分的时间稳定性

为揭示黄土高寒区人工林土壤水分的时空变化特征,基于2018年植被生长期一处典型人工植被恢复坡面0-200cm剖面土壤含水率连续动态数据,运用经典统计和时间稳定性分析,研究不同深度土壤含水率的时空变异性和时间稳定性。结果表明：在测定时段内,剖面各土层深度土壤含水率无显著差别,在空间上均表现为中等变异性,呈现随土层深度的增加而增大的趋势,在时间上表层表现为中等变异性,其余各层均表现为弱变异性,深层土壤水分的时间变异性小于浅层;随着测定时间变化,试验地0-200cm土壤含水率Spearman秩相关系数均达到0.8以上,且呈极显著相关,表现出一定的时间稳定性特征;土壤含水率的时间稳定性随土层深度的增加而增强,具有深度依赖性;基于相对差分分析可以选择代表性测点监测区域平均土壤含水率（决定系数R²为0.7138-0.8605）,以期为合理布设土壤水分监测点提供理论依据,对于植被恢复与生态重建模式的选择具有指导意义。     

基于中国生态系统研究网络的典型森林生态系统土壤保持功能分析

森林生态系统土壤保持功能在控制土壤侵蚀以及维持生态安全方面具有不可替代的作用。根据不同气候带降雨特征进行降雨侵蚀力参数校正,基于中国生态系统研究网络(CERN)的森林生态系统长期定位观测样地2005—2015年监测数据利用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)定量分析了典型森林生态系统土壤保持功能的时空变化特征,并探讨了土壤保持功能的影响因素。研究结果表明:①日雨量侵蚀力模型在降雨丰富的热带模拟效果优于降雨相对较少的亚热带和温带,参数校正后模拟效果明显提升;②研究期内10个典型森林生态系统土壤保持量变化范围为4.44—891.67 t hm~(-2) a~(-1),呈现北低南高的空间格局(R~2=0.65~(***));土壤保持率均达到97%以上;③降雨、归一化植被指数、土壤质地和植被林龄是影响森林生态系统土壤保持功能的主要影响因素;降雨量与土壤保持量显著相关(R~2=0.52~*),NDVI和土壤质地与实际土壤侵蚀量显著相关(R~2=0.64~(**),R~2=0.41~*),植被林龄主要影响土壤保持率的变化速率。     

黄土高寒区典型植被类型土壤入渗特征及其影响因素

为了研究黄土高寒区典型植被在不同坡位下土壤入渗性能差异及其影响因素,采用恒定水头法测定了不同植被类型的土壤入渗过程,并分析了土壤孔隙状况、机械组成、水稳性团聚体等与渗透速率的相关性。结果表明:(1)初渗速率和稳渗速率均表现为青海云杉祁连圆柏华北落叶松荒草地,且差异性显著;同一植被类型的土壤入渗速率沿坡面向下逐渐增大,但差异性不显著;(2)对不同植被类型的土壤入渗过程模拟发现Horton模型拟合效果最好,决定系数均在0.8以上,通用经验模型拟合精度较差,决定系数在0.614—0.982之间;(3)土壤入渗性能与孔隙状况、水稳性团聚体质量分数、有机质含量均有极显著相关性;0.25 mm团聚体质量分数是影响稳渗速率的主要决策因素;总孔隙度是影响初渗速率的最主要的决策因素,而毛管孔隙度是主要的限制因子。为高寒地区土壤入渗模拟以及植被配置等提供了科学依据。