滨海快速城市化地区土地生态安全评价与预警——以曹妃甸新区为例

对滨海快速城市化地区进行土地生态安全评价和预警是保障土地可持续利用和有效维护土地生态安全的重要内容.基于“压力-状态-响应”(P-S-R)模型,构建了滨海快速城市化地区土地生态安全评价指标体系.借助遥感数据和GIS方法,以1 km×1 km网格为评价单元并通过空间插值,获取了基于像元大小30 m×30 m的曹妃甸新区2005和2013年土地生态安全评价结果.并采用分类树方法对未来曹妃甸新区土地生态安全(LES)进行预警,共分为4种预警类型：安全但有退化趋势预警、亚安全且缓慢退化预警、亚安全且快速退化预警、不安全预警.结果表明：曹妃甸新区2005年土地生态安全平均值为0.55,处于中等安全水平,而2013年为0.52,处于中下安全水平,区域土地生态安全呈下降趋势.曹妃甸新区不安全预警及亚安全且快速退化预警区域主要分布在城市建设用地快速扩展区域,说明城市建设用地的快速扩张是导致区域土地生态安全恶化的最主要因素.工业区、十里海和南堡盐场3个乡镇处于高度危险预警状态,其不安全预警、亚安全且快速退化预警及亚安全且缓慢退化预警3者之和分别占其总面积的58.3%、98.9%和81.2%,未来应加强这些区域的土地生态管理调控.研究结果可为曹妃甸新区土地规划和生态保护提供一定参考.     

福寿螺的生物防治现状、问题与对策

福寿螺(Pomacea canaliculata)作为一种世界性入侵生物,引入中国已有30余年,现已在中国南方十多个省市大面积分布,造成不可估量的经济损失和生态灾害。本文系统总结了福寿螺生物防治中的天敌资源种类,涵盖了腹足纲、环带纲、昆虫纲、软甲纲、辐鳍鱼纲、爬行纲、鸟纲、哺乳纲等8个类别。并从天敌的引入、研发、利用等方面以及福寿螺应对天敌的防御策略上指出了目前福寿螺生物防治中面临的主要问题。最后对其未来的研究提出了展望,即重点从原产地天敌、寄生性天敌、微生物、生物防治植物和本地经济动物等方面进行筛选,以期为利用中国丰富的生物资源进行福寿螺的生物防治提供参考。     

长期淹水对河竹鞭根养分化学计量特征的影响

以长期淹水环境下能生长更新的河竹为材料,调查测定了人工喷灌供水(CK)、淹水6个月(TR)的河竹一年生竹鞭的根生物量和主要养分元素含量,分析长期淹水对河竹鞭根养分化学计量特征的影响,为河竹在水湿地和消落带植被恢复中的应用提供理论依据。结果显示:(1)与CK相比,TR处理下的河竹土中根的N、P、Mg和Ca含量显著降低,Fe含量显著升高,且N、K和Ca含量显著低于TR处理下水中根的含量,而Fe含量显著高于水中根。(2)TR处理的河竹土中根的C/N、C/P、C/K和P/K较CK显著升高,且C/K、N/K和P/K显著高于TR处理的水中根。(3)TR处理的河竹水中根的C-N、C-P、N-P均呈极显著正相关关系,土中根的C-P、C-K、P-K均呈极显著正相关关系;CK河竹土中根的C-P、C-K呈极显著正相关关系,且N-P显著相关;从相关系数看,TR处理下土中根的C-N、N-P和N-K相关性减弱,C-P、C-K和P-K相关性增强,而C-N、C-P、N-P和N-K相关性较水中根减弱,C-K和P-K相关性较水中根增强。(4)TR处理下鞭根生物量和C、N、P、K、Mg、Ca积累量较CK分别显著降低19.46%、42.04%、36.55%、41.39%、60.06%和38.46%,而Fe积累量显著升高,为CK的5.5倍;TR处理下土中根养分积累量显著高于水中根。研究表明,长期淹水虽阻碍了河竹鞭根的养分平衡吸收,但能够提高养分利用效率,并且土中根和水中根具有克隆分工特征,水中根主要起到氧气吸收应对缺氧环境胁迫的功能,是河竹适应长期淹水环境的重要生态对策。     

江苏省生态文明建设水平指标体系构建与评估

生态文明建设是近期学者、政府和公众关注的焦点,科学评价区域生态文明发展水平、明确关键制约因素是推动生态文明建设的基础。以地处中国东部沿海的江苏省为例,在全面分析已有指标体系的基础上,综合考虑关联性、针对性、适用性和可获性,构建包含生态经济、生态环境、生态生活、生态文化和生态制度在内的指标体系,对2007年、2012年江苏省生态文明建设水平和各指标的进步率进行评价。结果表明:江苏省生态文明建设水平迅速提高,生态文化和生态生活水平提升最快,生态经济和生态制度文明水平有一定增加,而生态环境改善较慢;江苏生态文明建设水平处于全国中等偏上位置,但资源消耗和污染物产生强度仍然较高、生态环境质量并未得到实质性改善、绿色生活方式尚有待提升、有利于生态建设和环境保护的生态文明制度尚未系统建立。推动发展方式转型、加强生态环境保护和完善生态制度是未来推动生态文明建设的重点工作。     

欧美杨对PM_(2.5)中重金属铅的吸附、吸收及适应性变化

针对PM2.5中重金属铅污染的日益加重问题,本文利用气溶胶发生系统模拟PM2.5含铅颗粒的发生,研究欧美杨107(Populus euramericana‘Neva’)叶片在不同浓度含铅颗粒物污染处理下对铅的吸附、吸收和转运,以及叶片气孔和相应生理指标的变化。结果表明:欧美杨叶片表面能够吸附含铅颗粒物,重度污染处理的叶片吸附的颗粒物数量多于轻度污染处理。2种铅污染浓度处理的欧美杨均是叶片中的铅含量最高,茎和根中的铅含量较少。但不同污染处理下叶中的铅向茎和根中的运输存在差异。轻度污染处理第3天时,叶中的铅仅运输至茎部,到第7天时运输至根,而在重度污染处理的第3天,叶中的铅已运输至根部。超微结构观察显示,叶片表皮细胞中的铅仅在细胞壁中出现,通过质外体向内运输至叶肉细胞,而叶肉细胞中的铅主要分布在细胞壁和细胞质,液泡中有少量分布。2种污染浓度处理后,随处理时间的延长,欧美杨叶片气孔的开度变小,叶片中的丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量逐渐升高以及超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐增强。研究表明,欧美杨叶片具有吸附、吸收PM2.5中铅的能力,同时通过降低气孔开度、渗透调节、提高抗氧化能力等生理过程来应对大气中的铅污染。     

哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤温度时空分布对模拟增温的响应

为把握森林不同深度的土壤温度对区域气候变暖的响应,评估气候变暖对亚热带森林土壤呼吸的影响,利用在哀牢山亚热带常绿阔叶林中设置的土壤增温和土壤呼吸人工控制实验,对2011—2013年的对照样地和增温样地不同深度的土壤温度实测数据进行了分析,结果表明:区域气候变暖导致的温度升高不改变土壤温度的年变化和日变化特征;干季的增温效应大于雨季;同一深度增温效应具有一定的年变化,但日变化不明显;增温效应在土壤表层较大,1—4月明显,2月最高,增温可达3℃;5 cm深度的平均增温效应在2℃左右,且年变化较小;随着深度的增加,增温效应呈现对数降低趋势;如果以0.5℃为增温效应的阈值,推算可得出:干季的影响深度为3.82 m,雨季可达12.04 m,年均为6.58 m。     

On the effect of hydrostatic pressure on the conformational stability of globular proteins

The model developed for cold denaturation (Graziano, PCCP 2010, 12, 14245‐14252) is extended to rationalize the dependence of protein conformational stability upon hydrostatic pressure, at room temperature. A pressure− volume work is associated with the process of cavity creation for the need to enlarge the liquid volume against hydrostatic pressure. This contribution destabilizes the native state that has a molecular volume slightly larger than the denatured state due to voids existing in the protein core. Therefore, there is a hydrostatic pressure value at which the pressure−volume contribution plus the conformational entropy loss of the polypeptide chain are able to overwhelm the stabilizing gain in translational entropy of water molecules, due to the decrease in water accessible surface area upon folding, causing denaturation. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Biopolymers 103: 711–718, 2015.     

Batesian mimicry promotes pre‐ and postmating isolation in a snake mimicry complex

We evaluated whether Batesian mimicry promotes early‐stage reproductive isolation. Many Batesian mimics occur not only in sympatry with their model (as expected), but also in allopatry. As a consequence of local adaptation within both sympatry (where mimetic traits are favored) and allopatry (where nonmimetic traits are favored), divergent, predator‐mediated natural selection should disfavor immigrants between these selective environments as well as any between‐environment hybrids. This selection might form the basis for both pre‐ and postmating isolation, respectively. We tested for such selection in a snake mimicry complex by placing clay replicas of sympatric, allopatric, or hybrid phenotypes in both sympatry and allopatry and measuring predation attempts. As predicted, replicas with immigrant phenotypes were disfavored in both selective environments. Replicas with hybrid phenotypes were also disfavored, but only in a region of sympatry where previous studies have detected strong selection favoring precise mimicry. By fostering immigrant inviability and ecologically dependent selection against hybrids (at least in some habitats), Batesian mimicry might therefore promote reproductive isolation. Thus, although Batesian mimicry has long been viewed as a mechanism for convergent evolution, it might play an underappreciated role in fueling divergent evolution and possibly even the evolution of reproductive isolation and speciation.     

春季小降雨事件对科尔沁沙地尖头叶藜萌发的影响

通过人工模拟降雨试验研究了科尔沁沙地优势草本植物尖头叶藜萌发和幼苗建成对春季小降雨事件(2、4、8 mm和自然降雨)的响应。结果表明:不同降雨处理对尖头叶藜的萌发和幼苗建成有显著影响(P0.05)。8mm降水量是促使尖头叶藜萌发的最小降雨阈量。不同降雨量处理下尖头叶藜萌发数量大小顺序为:8mm处理对照4 mm处理2mm处理;而高度和冠幅依次是2 mm处理(2.23 cm和7.15 cm2.)对照(2.03 cm和6.21 cm2)4mm处理(1.86 cm和5.01 cm2)8mm处理(1.48cm和4.72 cm2);降雨量为8mm的地上生物量最多(45.26 g/m2),对照为35.49g/m2、4mm处理为26.54g/m2、2mm处理为15.26g/m2。尖头叶藜幼苗的水分利用效率与每次降水量呈显著地正相关关系,随着每次降雨量的增大地上生物量逐渐增大。本试验中各处理的总降雨量一致,但地上生物量不同且差异显著。每次降雨量×降雨次数的分布状况影响了尖头叶藜幼苗的地上生物量。科尔沁沙地尖头叶藜萌发及其幼苗建成在密度、形态和水分利用效率和地上生产力上对不同模式的小降雨做出了积极的响应。     

基于生态地租的生态环境补偿方案选择及效应

生态地租是反映生态资源利用的经济社会效果的超额利润。在将生态地租这一超额利润用于生态环境补偿的思路框架下,整个生产行业应获得的平均利润不会受到损害,因而具有较高的可行性。结合生态地租分配和调节的税收、收费、价格等手段,赋予不同经济主体收益享有权利以及生态环境保护责任,提出生态环境补偿的生态税、地租分享、受益负担和价格补偿等方案选择并作对比,然后以我国生态资源利用和经济产出为参照值模拟不同方案的效应。结果表明,不同补偿方案在补偿主体、补偿原则、补偿形式和适用范围方面存在明显差别,并且针对不同方案,分别在生态税税率达到8.6%、政府和集体享有13.4%的生态地租、受益者补偿支付额为5916元a-1人-1以及产品价格上升23.8%等不同补偿水平情形下,生态资源消耗和社会经济产出才能保持在资源生物承载力范围之内。同时,各补偿方案在责任主体以及调节手段上的差异,也会导致不同方案选择在社会福利、利益分配和技术创新等效应上的差异。因此,生态环境补偿实践中,具体补偿方案选择应根据当地实际情况进行综合决策,无差别化的方案将无法实现生态环境保护目标。