基于氮排放估算的区域生态风险评价——以中国台湾地区为例

随着全球人口不断成长,农业生产、工业发展、能源消耗及生活消费等人类活动不断增加,对城市区域乃至于区域生态系统均带来显著负面影响。为量化评估人类活动对区域生态系统的影响,以人类活动产生的氮排放为切入点,选择中国台湾地区为研究区,针对其高投入的农业生产、密集的交通工业设施及人口分布等背景,构建了基于氮排放的区域生态风险评价研究框架。分析了2001年至2010年中国台湾地区农业及城市系统所产生的氮排放变化情况,并在空间上比较了各县市的氮排放差异;其次,依据各用地类型特点,定义了其对氮排放压力的脆弱程度,藉以评估中国台湾地区生态风险变化及其潜在风险强度。研究结果表明中国台湾地区2005至2010年期间氮排放带来的生态风险值先降后升,主要原因源于期间农业活动产生的氮排放减少,但交通运输带来能源消耗却明显增加了氮排放;通过分区比较,确定低风险县市主要包括金门县、连江县、澎湖县、新竹市、嘉义市及基隆市,而台中市、屏东县、台南市、高雄市及新北市,由于农业生产活动密集且人口分布密度高,为中国台湾地区高生态风险区。     

两岸典型城市生态功能网络的组成与结构

城市景观的发展加速了景观结构的更新,亦使得景观功能日趋完备;同时,由于城市化亦衍生了景观破碎化以及城市热岛效应等一系列限制当前城市发展的环境问题。因此,城市景观优化必须在充分考虑经济和生态双重需求的前提下,寻求与自然生态体系协调的生态问题解决途径。本文通过对城市生态网络组成与结构的现状分析,阐明城市生态系统间的空间关系,以网络结构的优化达到保护生态环境,提高城市整体开放空间价值的目标。选择经济发展稳定且生态环境良好的中国台湾乌溪流域(台中地区)及深圳市为研究区,通过耗费距离模型评价两岸典型城市生态网络结构。结果表明:两地城市生态功能网络均受城市发展影响,生态中心与社会经济中心的空间位置出现显著的两极化,且生态功能中心与联系中心并不吻合,使得生态功能的流动与传输更依赖于城市范围内的生态组分与结构通达性。因此,为提升城市生态功能,需从强化生态功能网络结构入手,整合城市内的生态景观单元,提高关键生态节点的通达性,进而优化城市景观生态。     

三维城市景观生态研究

城市景观元素的三维分析是城市景观研究发展的重要趋势之一。城市形态的结构特征与功能的空间作用不仅体现在二维空间中,同时在三维向度上表现出城市社会经济发展态势与空间演变的相互作用,因此在城市空间格局、过程与功能的讨论中,不能局限于二维平面。首先由三维视角提出城市景观格局及功能网络特征,并结合对航空摄影测量、卫星遥测、机载激光扫描等三维信息获取方法的认识,介绍目前城市景观三维信息提取的相关方法;其次,在三维城市景观生态研究内容方面,重点介绍城市景观要素提取、格局特征及其动态变化、生态环境效应和城市景观功能等相关研究,探讨城市内部的三维建成景观以及绿地景观要素提取与应用,并在传统景观格局分析方法基础上,提出了三维城市景观格局特征测量方法、动态变化监测方法以及动态模拟等相关内容,进一步对三维城市景观在生物多样性、局部气候变化等生态环境效应方面的研究进行了归纳总结;最后借助构建三维景观功能网络的思路,以作为三维城市景观功能优化研究的切入点。     

Duchenne型肌营养不良小鼠模型鉴定及干细胞移植后dystrophin的变化

目的建立Duchenne型肌营养不良（DMD）模型dko小鼠的鉴定方法,评估干细胞移植后dystrophin的再生水平。方法采用SSP-PCR方法鉴定杂合子鼠交配产生的子代鼠的基因型。生化分析仪测定dko小鼠血浆肌酸激酶含量,HE染色观察肌肉组织学变化。扩增人脐带间充质干细胞并注射到dko小鼠后肢肌肉,2个月后免疫荧光染色法检测dystrophin的表达。结果杂合子鼠交配可以产生三个基因型的子代鼠,21.2%的子代鼠可以鉴定为dko小鼠的基因型（285 bp）。dko小鼠显示了肌营养不良的症状,血浆肌酸激酶含量高达（16,988.52±617.48）IU/L,典型的病理变化包括肌纤维大小不一,多见核中移细胞,结缔组织增生或炎性细胞浸润。将人脐带间充质干细胞注射到dko小鼠后肢肌肉,2个月后可检测到人dystrophin的表达。结论采用SSP-PCR可用于鉴定dko小鼠基因型,dko小鼠是研究干细胞治疗DMD的理想动物模型。     

陕北黄土高原景观破碎化的时空动态研究

景观破碎化受到自然环境背景及社会经济活动的影响,并限制区域发展.为揭示景观破碎化的时空变化特征,整合了MODIS(中分辨率成像光谱仪)影像逐旬数据与多时段景观类型数据,并对其进行了分析.比较1987～2002年景观破碎化的年际差异表明,陕北黄土高原的景观破碎化过程较缓慢,但具有区域差异,且与景观类型组成息息相关.结果表明,林地的破碎化水平变化显著,而农、草地的破碎化水平变化相对缓慢.年际变化分析有助于说明区域景观破碎化的趋势,而年内季节变化则能帮助认识景观破碎化过程的周期规律.     

基于ISSR分子标记的西藏杓兰种群遗传多样性分析

西藏杓兰(Cypripedium tibeticum)是具有很高观赏和药用价值的兰科植物,已被列为中国优先保护的濒危植物。该研究采用ISSR分子标记技术,对采自中国西部地区的7个西藏杓兰种群进行遗传结构及遗传多样性分析,为中国野生西藏杓兰种质资源的保护提供理论依据。结果显示:(1)从100条ISSR引物中共筛选出12条多态性高、重复性好的引物,共检测出136个位点,多态位点百分率(PPB)达100%,总体Nei's基因多样性指数(H_e)和Shannon信息指数(I)分别为0.318 6和0.484 3,种群间的Nei's遗传距离在0.033 3～0.170 1之间,Nei's遗传相似度在0.843 5～0.967 3之间,总体遗传分化系数(G_(st))和基因流(N_m)分别为0.222 9和1.743 0。(2)基于UPGMA法和邻接法的种群系统聚类结果均显示出四川种群与陕西种群之间存在遗传分化。总体上西藏杓兰种群间遗传分化与地理隔离之间相关性不显著。研究认为,西藏杓兰种群在分子水平上具有丰富的遗传多样性,且四川种群与陕西种群已产生了遗传分化;ISSR分子标记可用于西藏杓兰种群遗传多样性、遗传结构及种群间遗传分化等方面的研究。     

基于网络药理学和分子对接技术的天麻-川芎药对治疗高血压作用机制研究CSCD

借助网络药理学和分子对接探究天麻-川芎药对治疗高血压活性成分的靶点和作用机制。通过中药系统药理学数据库(TCMSP),限制口服生物利用度和类药性范围获取天麻、川芎两味药的活性成分及靶点。通过Drugbank和CTD筛选出疾病高血压靶点,借助韦恩图筛选出药对治疗疾病的共同潜在靶点;通过Cytoscape 3.2.1软件构建药对-疾病-成分-靶点的网络图,进一步用STRING数据库构建蛋白互作图,最后进行基因本体(GO)分析以及京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析;应用Discovery Studio 4.5软件对活性成分与关键靶点进行分子对接验证。天麻-川芎药对共筛选出107个有效成分,对应1010个靶点;高血压对应得到2268个靶点;最终筛选出活性成分70个,共同靶点为83个;药对-疾病-成分-靶点调控网络包含155个节点,1217条边;GO分析,主要途径有血液循环,循环系统过程,核受体活性,转录因子活性等。KEGG分析,主要涉及神经活性配体-受体相互作用、Ca^(2+)信号通路、癌症的途径、cAMP信号通路等。分子对接显示,核心靶点与间羟基苯甲酸、油酸、亚油酸乙酯、反式β-金合欢烯和十四烷有较强的亲和力。天麻-川芎药对治疗高血压可能是通过TNF、PTGS2、EDN1等关键靶点发挥作用,同时通过调控神经活性配体-受体相互作用通路、Ca^(2+)信号通路、癌症的途径等多种通路发挥作用。初步揭示了天麻-川芎药对是通过多成分、多途径和多靶点协同治疗高血压的作用机制,为筛选治疗高血压的药物提供理论依据。     

新疆地区亚洲玉米螟中Wolbachia共生菌的检测和鉴定

【目的】探究我国新疆地区亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis种群中Wolbachia共生菌的感染情况,明确Wolbachia的感染类型及分布模式。【方法】对采集自新疆维吾尔自治区的15个亚洲玉米螟地理种群进行了Wolbachia感染率检测,并分别对感染个体中的wsp,ftsZ,gatB,coxA,hcpA和fbpA6个基因片段进行亚克隆和测序。分别利用wsp序列和多位点序列分型系统(multilocus sequence typing,MLST)对Wolbachia感染类群进行系统发育分析及分型分析。【结果】在15个供试亚洲玉米螟种群中,Wolbachia感染率为0~40.0%(5个种群中未检测到感染个体),平均感染率为11.1%。发现共感染了两种Wolbachia株系,分别命名为wOfur1和wOfur2,其中wOfur1属于A大组,wOfur2属于B大组,分别对应MLST序列型为ST352和ST37。在感染种群中,昌吉(CJ)、阜康(FK)、玛纳斯(MNS)和奇台(QT)4个种群感染了wOfur1和wOfur2两种株系,而在其余6个种群即和田(HT)、库尔勒(KEL)、莎车(SC)、疏勒(SL)、乌鲁木齐(UM)和新和(XH)中仅发现感染了wOfur2株系,并在MNS种群中发现了超感染现象,wOfur1和wOfur2两株系的平均感染率分别为1.2%和10.3%。基于wsp序列及MLST等位基因谱系统发育分析表明wOfur2株系与其他昆虫宿主中具有杀雄和诱导胞质不亲和作用的Wolbachia株系具有很近的亲缘关系。【结论】我国新疆地区亚洲玉米螟所感染的Wolbachia两种株系wOfur1和wOfur2在亚洲玉米螟不同种群中的感染率和分布范围具有明显差异,wOfur2株系的感染率高于wOfur1株系,且wOfur2株系在亚洲玉米螟种群中分布更广。     

陕西省异色瓢虫种群遗传结构及其多样性

异色瓢虫是一种重要的天敌昆虫,广泛应用于农业生物防治中.本研究以线粒体COII基因作为分子标记,对陕西省分布的异色瓢虫不同地理种群的遗传结构及遗传多样性进行分析,并探讨不同种群间的遗传分化程度及基因交流水平.结果表明: 在21个种群529头异色瓢虫供试样本的COII序列中,共检测到15种单倍型(Hap1～Hap15),其中Hap1和Hap2所占比例最高,分别占总群体的34.4%和37.6%.总群体单倍型多样性指数为0.732,各种群内单倍型多样性范围在0.652～0.786.种群间总基因流为10.13,总群体遗传分化指数为0.024,说明种群间整体遗传分化程度较低.陕西异色瓢虫种群在进化上呈现中性模型,群体大小保持相对稳定,种群间的遗传分化主要来自种群内部.基于Nei遗传距离构建的种群系统发育树,陕南区域种群与陕北和关中区域种群分化明显.种群间遗传分化与地理距离之间存在一定的相关性,并且区域种群的遗传结构与遗传多样性也表现出一定的地理分布模式,推测秦岭的阻隔及南北气候的差异,使陕北、关中与陕南种群间的基因交流存在阻力,导致南北种群间遗传结构和遗传多样性存在差异.     

城市综合生态风险评价——以淮北市城区为例

城市面临复杂的生态风险,为了保障城市安全,需要对单一灾害或污染源的生态风险评估结果进行整合。基于城市复合生态系统特性,将当前城市地域常见的生态风险区分为自然灾害、环境污染及生态退化等3种主要类型,以土地利用单元作为风险受体,整合自然、人文、景观及环境因子,在现有生态风险评价研究方法基础上,构建了城市综合生态风险评价的空间分析框架。研究中选择淮北市城区作为研究区,针对研究区内存在的洪涝、干旱、水污染、大气污染、采煤塌陷及生态服务降低等生态风险类型,定量评价其空间差异,并提出相应的风险防范措施。案例分析结果表明,研究区综合生态风险较高的区域包括龙河、岱河、龙岱河与闸河等过境河流流经塌陷密集带的河段,北湖、东湖、中湖及南湖等人工湖泊沿岸,化家湖湖岸,及土型、新蔡、北杨新杨煤矿及其外围地区。由降低生态风险保障城市生态安全角度,在未来城市的整体规划中,建议结合城市外围绿地与城市内部的高风险区域,划设禁建或限建区域,共同构建淮北城市生态风险防范的空间结构。