融入生态安全的兰西城市群土地利用功能布局优化

区域生态安全对协调土地利用和生态环境的关系、促进资源的合理配置以及实现区域协调发展具有重要的意义。以兰西城市群作为典型地区,将形态空间格局分析(MPSA)应用到土地利用功能优化配置研究中,通过构建MSPA-GMOP-PLUS耦合模型,将生态安全纳入城市群土地利用功能和空间结构优化中,为区域布局优化提供了新思路。结果表明：(1)生态源地对区域生态安全具有重要意义,2020年兰西城市群共有20个生态源地,生态核心总面积为43355.5 km²。此外,在土地利用功能分区中,生态保护区面积占比仍为最大(30.7%),生态边缘区面积也占19.2%,为生态保护提供了缓冲地带。(2)基于MSPA的仿真模拟可以限制城市群不平衡的发展趋势,优于传统土地利用规划模式。新模式下的生产、生活、生态用地占比分别由传统模式的30.17%、11.25%、55.58%优化至31.92%、10.70%和57.38%。优化结果不仅保证了优质生产空间的稳定性,而且有效确保了生态空间的可持续性。此外,不同开发情景的下土地利用布局结果,可以作为提高土地资源利用率和制定土地利用空间规划的参考。     

生态系统的多稳态与突变

许多生态系统可能在短时间内发生难以预料的状态突变, 其中一些生态系统突变的机理可以用多稳态理论进行解释。近年来生态系统的多稳态和突变现象及其机理吸引了研究者和管理者的广泛关注。本文重点对生态系统多稳态的理论基础、识别方法及稳态转换发生的早期预警信号进行综述, 并基于典型生态系统过程对现实世界中可能观测到的稳态转换进行实例分析, 最后对多稳态概念框架和理论应用中的潜在争议进行讨论, 以期为非线性生态系统动态的理论研究、管理实践和生物多样性保护等提供参考。     

牙形动物取食方式推测——来自华北寒武纪晚期−奥陶纪早期牙形刺化石的证据

牙形刺作为牙形动物的咽部进食器官,具有其独特的生物学特征。基于山东青州尧王山寒武系-奥陶系剖面产出的较丰富的牙形刺化石资料,本文讨论了牙形刺在牙形动物行使滤食等进食功能时产生的生理性磨损,与前人对石炭纪牙形刺的磨损类型的三种:破裂(指牙形刺的突出部分受外力而折断、脱离牙形刺主体的现象)、剥落(外层的生长层被剥落,而露出内层的生长层)、磨光(指牙形刺表面的纹饰在磨蚀作用下变浅或变得光滑)进行了对比,并提出一种新的磨损方式:磨花(与磨光类似,然而原有纹饰变浅或消失之后,继续磨蚀而使刺体表面变得不光滑的现象),以及磨损后修复的现象。根据磨损类型分析,将牙形动物的取食方式分为"沙粒翻找型"与"浮游捕食型"两种。为推测牙形动物的取食方式提供佐证。     

运用《生物化学》歌曲，辅助《生物化学》教学

《生物化学》以生物体为对象,研究其生命的化学本质,是生命科学领域的核心课程。长期以来,由于生物化学课程知识点多、范围广和内容抽象,在一定程度上会影响学生学习的自信心,压抑其学习过程中的兴趣,致使学习的积极性不高。最近10～20年里,国外将科学（science）、技术学（technology）、工程学（engineering）及数学（mathematics）的教育与艺术学（arts）,特别是与艺术学中的音乐结合实施教学,形成一种所谓的STEAM (STEM + Arts) 策略,对STEM教育进行辅助,取得了不错的效果。基于以上情况,结合国内生物化学教学实际,笔者尝试将生物化学歌曲应用于课堂教学过程中,辅助教学。生物化学歌曲可以将抽象难懂的生物化学知识转变成悦耳动听的歌曲,在教学过程中能激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,使学生在学习过程中爱上生物化学;在生物化学歌曲的创作过程中,能促进学生的思考创新,内化重点难点,使深奥的问题形象化;在学习过程中用歌声展现生物化学的魅力,让知识成为有趣的知识,让其成为有趣的学习者。本文介绍了国内生物化学歌曲发展壮大历程,结合具体实例从利用生物化学歌曲引入教学、理解生物化学内容、密切联系生活三方面评论了生物化学歌曲在辅助生物化学教学中的应用,并从歌词的改编、旋律的选择、歌曲的传唱、教学的设计等方面需要注意的问题进行讨论。     

微生物耐砷机理及其在砷地球化学循环中的作用北大核心CSCD

砷是一种无处不在的有毒类金属,其强致癌性引起了人类的广泛关注。在自然环境中,砷的转化存在物理化学过程和生物过程,其中微生物介导的砷转化是环境砷行为的主要影响因素。微生物的耐砷特性与砷吸收、氧化还原、甲基化、区隔化和外排等过程密切相关。砷在微生物体内的转运转化主要与砷解毒有关,但某些微生物可利用氧化还原过程产生的能量以维持其生长需求。本文综述了微生物介导的砷吸收、转化、区隔化和外排机制,这对阐明砷的地球化学循环过程及指导砷污染土壤和水体修复、阻控农作物砷吸收等方面具有重要意义。     

基于IBIS模型的1960-2006年中国陆地生态系统碳收支格局研究

定量评估区域陆地生态系统碳收支是生态系统与全球变化科学研究的重要科学问题之一。利用集成生物圈模型（IBIS）对中国陆地生态系统历史时期（1960-2006年）气候及CO₂浓度变化条件下碳收支时空变异特征和发展趋势进行了模拟分析。结果表明,1960-2006年间,中国陆地生态系统净初级生产力（NPP）总量水平约为2.46 GtC/a,总体呈上升趋势,在东南及西南地区最高,其次是长白山及大小兴安岭地区,西北内陆地区的净初级生产力水平最低;1960-2006年间,中国陆地生态系统净生态系统生产力（NEP）总量水平约为0.11 GtC/a,总体呈上升趋势,绝大部分区域表现为碳汇效应,大兴安岭、小兴安岭、长白山、东南地区及西南部分地区碳汇效应较强,西北内陆区表现出弱碳源效应,温带湿润区、高原温带区和高原寒带区碳汇效应呈显著上升趋势;中国11个气候区,NPP与降水均为正相关,除了中温带湿润区、寒温带湿润区、高原温带和高原寒带外,降水是限制植被生长的主要因子。除了高原寒带外,NEP同样表现出与降水的更强相关性,与气温的相关性较弱。经验证,IBIS模型对于中国陆地生态系统碳收支的模拟结果合理,可以为科学预测生态系统的固碳潜力和制定区域碳管理政策提供科学依据。     

秦岭汉江流域新发现旧石器遗址的地层与释光年代

汉江流域旧石器时代文化遗存丰富,南方砾石石器工业和北方小石片石器工业类型的遗存并存,对研究中国南北旧石器文化交流和发展演化具有重要的意义。2016-2018年夏天,我们在汉江流域进行野外调查,新发现十个含更新世晚期旧石器遗存的地点,利用热转移光释光（TT-OSL）方法对各遗址的地层进行了测年。测年结果表明,这几处旧石器地点的古人类活动主要发生在距今20-5万年之间,涵盖了L₂、S₁和L₁三个阶段,与之前汉江流域第二级阶地发现的旧石器遗址年代基本一致。新发现的十个旧石器地点丰富了汉水流域旧石器遗存,为进一步研究该区域古人类旧石器遗址年代学和石器技术提供了新的材料。     

黄河中游晋陕峡谷陕西侧龙门至壶口段新发现的石制品

2019-2020年,在黄河中游晋陕峡谷陕西一侧龙门至壶口段新发现9处旷野旧石器地点,采集石制品136件,部分石制品直接采自地层剖面上。康家岭地点石制品的埋藏地层为马兰黄土底部的洪积碎屑层,时代可能为晚更新世早期。苏家岭地点有1件石制品出自MIS3阶段弱古土壤层之下的洪积碎屑层,光释光年龄为距今7.2±0.7万年。其余大部分石制品的埋藏地层为马兰黄土层,时代为晚更新世中、晚期,其中凉泉沟地点埋藏石制品的黄土地层光释光年龄大于距今5万年。古人类加工石制品的原料主要为砾石,岩性以石英岩为主,其次为石英,此外还有少量燧石、细砂岩和硅质岩。石制品类型包括石核、石片、石器和断块。个体大小以中小型为主。石核和石片以自然台面者为主,剥片主要采用硬锤锤击法直接剥片,少量应用砸击法。石器有中小型的刮削器、凹缺器和大型的砍砸器,均属简单石核-石片技术产品。本次新发现的旧石器地点进一步扩大了晋陕峡谷地区旧石器时代遗存的时空分布范围,有助于后续相关研究工作的开展。     

沉水植物苦草化学成分研究

通过使用乙酸乙酯溶剂对沉水植物苦草（Vallisneria natans）全草进行超声连续提取,采用硅胶柱色谱法和光谱分析法分离和鉴定化学成分。从苦草中分离到6个化合物：6,10,14-三甲基-2-十五酮（1）、棕榈酸（2）、4,22-二烯-3β-豆甾酮（3）、5α,豆甾烷-3,6-二酮（4）、硬脂酸（5）、棕榈酸乙酯（6）。化合物1—6为首次从该植物中发现。     

1982-2018年中国植被覆盖变化非线性趋势及其格局分析

探究植被覆盖变化是评估陆地生态系统环境变化的重要手段,但现有研究多采用线性趋势来表达植被覆盖的变化情况而忽略了趋势的非线性。本文使用GLASS FVC数据,利用BFAST方法和格局分析,探讨了1982-2018年我国植被覆盖变化的非线性趋势及其分布格局。结果表明：（1）与线性趋势方法的对比发现,BFAST的检测结果揭示了四川盆地、黄土高原等地的植被覆盖显著增加趋势其实存在中断,青海和东北等地植被覆盖经历了由退化到改善的过程而并非简单的线性增加,而青藏高原中东部等地则由原先的改善趋势变为了退化趋势。（2）将非线性趋势结果进行分类,其中单调型增加类型占比最多,达到33.58%,主要分布在内蒙古、陕西及河南等地;单调型减少占比1.82%,主要分布在东南沿海地区;中断型增加占比22.91%,主要分布在四川盆地东部和华北地区;中断型减少占比2.68%,主要分布在青藏高原东南部;由增到减占比4.20%,主要分布在青海等地;由减到增占比14.62%,主要分布在吉林等地。大范围的植被覆盖增加趋势充分反映了我国过去几十年植被的改善,但同时存在的减少趋势表明潜在的植被退化风险仍不可忽视。（3）不同趋势类型发生改变的时间有所差异,总体上1988-1999年间发生的改变较少,而2000-2011年间发生的改变较多,我国21世纪以来实施的大规模生态保护和恢复工程对植被的改善过程有重要影响。（4）分布格局上,植被覆盖改善趋势类型（单调型增加,中断型增加,由减到增）呈现大聚集,小分散的特点,具有复杂的形状;退化趋势类型（单调型减少,中断型减少,由增到减）的面积均较小,分布也相对离散。全国尺度上趋势空间格局呈现一定规律但分布的异质性较大,区域尺度上植被覆盖经受的干扰显著,变化过程实际也是较为复杂的。本研究表明,使用非线性趋势方法和格局分析,可以更准确地评估植被覆盖的时空变化,从而为生态环境相关工作的开展提供科学的参考。