生态系统保护现状及保护等级评估——以江西省为例

基于生态系统的保护是防止生物多样性丧失的重要手段,已成为保护生物学研究的热点。对生态系统保护等级进行划分,确定局域、区域和全球尺度上生态系统保护的优先性,可为制定生态系统保护方案提供重要依据。目前,生态系统保护等级划分的常用指标包括面积流失率、幅度和代表性。以江西省生态系统为例,基于20世纪80年代的江西省植被图、生态系统图、2010年土地利用图和自然保护区图,在GIS环境下进行图层叠加运算和重分类,再进行定量评估和归一化,将江西省生态系统划分为极重要、重要和一般3个级别。结果表明:过去的30年间江西省自然生态系统面积共减少了82613.83km2,减少率超过了60%。全省的37个自然生态系统类型中有19个类型建有国家级自然保护区,但得到保护的面积比例较低。森林生态系统中极重要、重要和一般生态系统类型分别占省国土面积的16.7374%、5.5310%和3.8242%,受国家级自然保护区保护的比例分别为0.51%、3.73%和5.76%;灌丛生态系统中极重要、重要和一般生态系统类型分别占0.0975%、0.9335%和0.0100%,保护比例分别为1.72%、0.17%和0.70%;草地生态系统中极重要、重要和一般生态系统类型分别占0.2647%、0.0005%和0.1064%,保护比例分别为0.21%、0.00%和3.49%;湿地生态系统中极重要、重要和一般生态系统类型分别占0.3532%、0.0345%和1.5650%,保护比例分别为1.87%、0.00%和18.01%。从各级生态系统空间分布来看,极重要生态系统分布范围最广,主要分布在江西省的东南部和西北部;重要生态系统主要分布在西北部和东北部;一般生态系统分布范围最小,主要分布在北部。中部地区的自然生态系统多数由于经济发展而退变为农田、城市等人工生态系统。结合江西省生态系统现状,将极重要的生态系统作为重点保护范围,因而占江西省国土面积17.46%的生态系统应该得到优先保护。这一结果为有效地开展生态系统管理,制定有针对性的生态系统的保护规划具有重要参考价值。     

重组大肠杆菌产角质酶-CBM摇瓶发酵优化及分泌表达研究

在TB培养基的基础上,通过单因素分析和正交设计对重组大肠杆菌产角质酶-CBM发酵进行优化,得到最适培养基的组分为:甘油5 g/L,蛋白胨 16 g/L,MgSO₄·7H₂O 2.5 mmol/L,K₂HPO₄ 13.7 g/L,KH₂PO₄ 1.53 g/L,菌体生长至对数前中期时添加终浓度为1 g/L乳糖 和0.75 g/L 甘氨酸,30℃发酵48 h,角质酶-CBM产量可达63 U/ml,较TB培养(20 U/ml)提高了近3倍。考察了热激作用、渗透调节物质及温度两控制对角质酶-CBM分泌表达的影响,在添加Lactose和Glycine后,发现在添加终浓度为75 mmol/L的L-脯氨酸,37℃热激1 h或47℃热激0.5 h,变温至25℃发酵,角质酶-CBM产量可达90 U/ml,较TB恒温培养提高了近四倍。     

自然变温条件下番石榴实蝇发育历期、起点温度和有效积温

在室内自然变温条件下研究了番石榴实蝇Bactrocera correcta(Bezzi)发育历期、发育起点温度和有效积温。结果表明,除雌虫产卵前期表现出26℃最短、随着温度升高或者降低均延长的规律外,卵、幼虫和蛹发育历期随着温度升高总体呈现变短的趋势。该虫卵、幼虫、蛹、雌虫产卵前期的发育起点温度和有效积温分别为15.25、9.24、10.35、20.14℃和21.24、91.06、180.85、135.66日·度,建立了各虫态发育速率与温度关系模型。     

短尾猴黄山鱼鳞坑群四季巢区的研究

本文采用无线电发讯器和直接跟踪观察等方法,研究了短尾猴黄山鱼鳞坑群四季巢区的利用与环境的关系。鱼鳞坑群的春季巢区为2.75平方公里,夏季为1.62平方公里,秋季为3.62平方公里,冬季为2.5平方公里。四季巢区有重叠现象,总面积为6平方公里;巢区的季节性垂直迁移现象不明显,与分布在黄山的短尾猴整体情况有所差异,反映了短尾猴适应环境而表现的一种生活样式。     

棉铃虫在变温环境中发育起点温度的研究

本文提出一个估计在变温环境中昆虫发育起点温度的新方法.该法能充分利用生物学资料中的信息.它通过运用优选法来减少搜索过程中发育起点温度T₀的变化次数, 而它的目标函数是方差.该法还通过引入如下一个当T₀变化时累计日度的变换方法来减少计算工作量.(1)当T_s≥T_max时, K_s=0;(2)当T_s≤T_min时, K_s=K₀-(T_s-T₀)·N;(3)当T_minsmax时, K_s=[K₀-(T_min-T₀)·N)(1-N·Q), 其中Q=0.00669024+1.70477P-0.701654P², P=(T_s-Tmin)/(T_max-T_min).这里T_s和K_s是变换后相应的发育起点温度和累计日度, T_max和T_min是最高和最低温度, N是发育阶段的平均历期. 我们用该法估计了棉铃虫的发育起点温度.结果表明卵期的发育起点温度是9.42674℃幼虫期是12.2702℃, 蛹期为14.2365℃.相应的累计积温是31.5416, 200.782和129.61日度.     

超快速反应聚合物光纤氧测定装置及其用于活体动物机械通气下动脉血氧分压连续动态变化的初步实验报告*

目的: 我们在中国尝试使用超快反应聚合物光纤氧感受器置入整体活体动物动脉血管,再通过光电转换测定系统以记录活体动物颈动脉PO₂（PaO₂）连续动态的快速变化,为完善整体整合生理学理论体系中循环参与呼吸调控和呼吸循环代谢一体化调控提供实验依据。方法: ①超快反应氧感受器制作、性能及其测定系统标定：在实验室加热总长2 m光纤的远端5 mm部分,拉动直到它成锥形尖端,清洁并干燥后,将1 mm锥形光纤尖端浸涂到发光体掺杂聚合物溶液中,在溶剂快速蒸发同时将其缓慢抽出来形成氧气感测尖端,室温干燥24 h。对完成制作的感受器进行性能标定,并于第37日重复标定。②动物实验：在潍坊医学院实验室对山羊全麻气管插管氧气机械通气下,切皮暴露双颈动脉和左侧股动脉,分别把超快反应氧传感器直接插入动脉中,通过光导纤维、激发与检测Y型光纤耦合器经光电转换连接到个人电脑,实现机械通气下活体山羊颈动脉PaO₂的连续动态反应,主要分析PaO₂的呼吸间波浪式交替升降和肺-颈动脉时间延迟。结果: 该置入式超快反应氧传感器在液相的响应时间为100 ms。活体山羊实验40%~60%氧气机械通气心率和血压稳定,左和右颈动脉PaO₂随着呼吸机的吸气和呼气呈现波浪式上升和下降的呼吸交替现象,幅度高达15 mmHg;左侧股动脉位置记录的信息噪音显著干扰PaO₂变化。肺-颈动脉时间延迟是在吸气和呼气开始后1.5~1.7 s左侧和右侧颈动脉PaO₂都开始上升和下降;即肺通气开始后3次心跳,左心室可把肺毛细血管后动脉化的肺静脉血液送到外周化学感受器位置中断吸气切换为呼气和中断呼气切换为吸气,如此实现吸呼周而复始。结论: 活体动物置入动脉的超快反应氧传感器及其测定系统可测定PaO₂生理性波浪式变化,能为整体整合生理学医学新理论体系中解释吸气和呼气相互切换的机制提供实验依据。     

正常人和无睡眠呼吸异常慢病患者睡眠期间的呼吸源性心率变异初步报告*

目的: 整体整合生理学医学新理论-呼吸循环代谢等系统一体化调控提出了呼吸为循环指标变异性起源的假说,我们对人睡眠期间的呼吸和心率变异分别分析,探索心率变异的起源。方法: 本研究回顾性分析了2014年以来行心肺运动试验（CPET）、多导睡眠图（PSG）鼻气流和心电图监测的8例无疾病诊断的正常人和10例无睡眠呼吸异常的慢性疾病患者,分析夜晚睡眠期间鼻气流的呼吸周期与心电图R-R间期心率变异周期的关系。一个完整的呼吸周期包括吸气过程和紧接着的呼气过程,分析计算呼吸周期数、平均呼吸周期时间等指标。心率由心电图的R-R间期计算获得,连续一次心率由最低点上升至最高点,再由最高点下降至最低点,为一个心率变异周期,计算心率变异周期数、平均心率变异时间、心率变异平均幅度等指标。比较同一人呼吸和心率变异指标之间的相互关系,以及两组人群之间的异同。结果: 正常人峰值摄氧量、无氧阈等CPET核心指标均显著优于无睡眠呼吸异常的慢性疾病患者（P<0.05）。正常人AHI（（1.7±1.3）次/小时）和无睡眠呼吸异常慢性疾病患者AHI（（2.9±1.2）次/小时）无差异（P>0.05）。正常人呼吸周期数与心率变异周期数（（6581.63±1411.90）次、（6638.38±1459.46）次）、平均呼吸周期时间与平均心率变异周期时间（（4.19±0.57）s、（4.16±0.62）s）均高度一致,无差异（P>0.05）。无睡眠呼吸异常的慢性疾病患者上述指标比较（（7354.50±1443.50）次与（7291.20±1399.31）次、（4.20±0.69）s与（4.23±0.68）s）也是高度一致,无统计学差异（P>0.05）。正常人呼吸周期数/心率变异周期数（0.993±0.027）与无睡眠呼吸异常的慢性疾病患者呼吸周期数/心率变异周期数（1.008±0.024）比值均接近1。正常人心率变化平均幅度（（5.74±3.21） bpm）略高于无睡眠呼吸异常的慢性疾病患者（（2.88±1.44） bpm,P<0.05）。结论: 正常人和无睡眠呼吸异常的慢性疾病患者无论功能状态如何,心率变异与呼吸存在极其相似的一致性,其心率变异的始发因素均为呼吸所致。     

变温处理对西红花花芽分化及其生理生化的影响

以西红花球茎为材料,设置20℃-25℃-20℃(T_1)、20℃-30℃-25℃(T_2)、25℃-35℃-25℃(T_3)及25℃-30℃-25℃(经验变温对照,CK_1)和25℃-25℃-25℃(恒温对照,CK_2)共5组三阶段(Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ)变温处理,在各阶段采集球茎样品,用石蜡制片方法观察西红花花芽的分化情况,并测定各处理组球茎的淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白、内源生长素(IAA)、赤霉素(GA)的含量及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性,探索变温处理对西红花花芽分化的影响,为调控其花芽分化提供理论依据。结果表明:(1) T_1处理组的西红花球茎先于其他各组开始花芽分化,其花芽长度与生长状况优于其他各处理组,且首花时间较对照组提前1周以上。(2)变温处理期间,T_1处理可促进可溶性糖和可溶性蛋白等营养物质的积累,同时有利于SOD、POD以及CAT等抗氧化酶活力的提高,且T_1处理可有效调节内源IAA和GA的含量。研究发现,外界环境温度的改变也可间接调节西红花球茎内部营养物质、抗氧化酶及植物激素的合成与运输,从而影响植物的休眠和花芽分化,最终调控花芽分化和开花,适宜的三阶段变温处理(20℃-25℃-20℃)能有效地调控西红花花芽分化的起始与时间长短。     

温度、基质对泡泡刺种子萌发的影响

研究了温度、种子大小和基质对荒漠植物泡泡刺种子萌发的影响.结果表明:无论是滤纸还是沙子基质上,泡泡刺种子的萌发率、平均萌发时间和萌发率指数受温度的影响显著,而受种子大小的影响不显著.在沙子处理中,较高的萌发率发生在恒温25℃～35℃和变温20℃/30℃,10℃时萌发率较低.平均萌发时间随着温度的上升而呈下降趋势.在滤纸和沙子基质中,泡泡刺萌发的基本温度、最佳温度和最高温度分别为9.0℃、25.3℃、45.2℃和4.8℃、34.1℃、45.0℃.从4.8℃～45℃,泡泡刺种子可萌发的热量范围广,说明了泡泡刺定植的高度潜力.在荒漠生态系统恢复中,这种特性可使泡泡刺成为较好的候选者.     

南京市小气候日变化规律及其对人体舒适度的影响

于2005年7-9月,对南京市市中心繁华区、水体、郊区空旷地和森林绿地4个不同生境的日平均温度、湿度和风速等气象因子进行了24 h定点同步观测.结果表明:各点于翌日4:00出现气温最低值,13:00-14:00出现最高值,森林绿地日平均气温最低,市中心繁华区最高,市中心繁华区、水体于17:00气温突增,市中心繁华区和郊区空旷地气温日振幅较大;各观测点相对湿度最高值时段为0:00-翌日5:00,16:00-17:00为湿度最低时段,森林绿地日平均湿度最大,市中心繁华区最低;森林绿地、郊区空旷地的风速、风速变化幅度白天大于夜晚,风速11:00-12:00开始变小;南京市气候呈弱热岛效应,城郊日平均温差＜0.5℃;热岛对人体舒适度有负面影响,市中心繁华区、城市郊区空旷地白天人体舒适度始终低于森林绿地.