模拟降雨减少对马尾松人工林凋落物量及其化学性质的短期影响

为研究气候变化背景下降水格局变化对森林生长和碳固持的影响,2012年在我国南亚热带地区选择广泛分布的马尾松(Pinus massoniana)人工林为研究对象,分别设置3块20 m×20 m的模拟降雨减少50%和对照样地,每个样地随机设置5个距地面40 cm的1 m×1 m的凋落物收集框,2016年1—12月每隔1月收集各样地林冠层凋落物,比较研究减水处理对凋落物组分产量和基本化学性质的短期影响。结果表明:马尾松人工林针叶凋落物量及其所占比例显著高于其他凋落物组分(P0.05),减雨处理对马尾松人工林凋落叶和总量无显著影响(P0.05)。与对照相比,减雨处理分别增加凋落针叶含碳量和凋落果含氮量27.4 g/kg和5.1 g/kg,以及凋落针叶的木质素含量、阔叶纤维素含量和皮半纤维素含量3.9%、5.2%和4.0%(P0.05),但显著降低凋落皮碳、纤维素含量和凋落果的碳氮比(P0.05)。凋落物N、P含量具有协同性,含碳量与木质素含量显著正相关(P0.05)。模拟降雨减少处理初期并未显著改变南亚热带马尾松人工林总凋落物量,但增加了凋落针叶的木质素含量和含碳量。本研究预示短期穿透雨减少可能降低南亚热带马尾松人工林凋落物的分解能力,由此降低马尾松人工林土壤中凋落物源性碳的输入量。     

南亚热带森林土壤碳库稳定性与碳库管理指数对模拟酸雨的响应

通过对土壤总有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC_(333)、ROC_(167)、ROC_(33))、颗粒有机碳(POC)、微生物量碳(SMBC)、溶解性有机碳(DOC)的测定,探讨模拟酸雨(pH 3.0、pH 3.5、pH 4.0、对照CK)对鼎湖山三个不同演替阶段森林(季风常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松针叶林)土壤碳库稳定性及碳库管理指数的影响。结果表明:模拟酸雨增加了总有机碳的含量和各组分活性有机碳的含量(P0.05),但酸雨在一定程度上抑制了土壤中微生物量与活性。土壤中各组分活性有机碳与总有机碳呈显著相关,其中ROC_(333)和POC的含量与SOC关系最为密切,相关系数分别为0.853、0.846;碳库管理指数(CMI)结果表明,碳库活度(L)及碳库活度指数(LI)随森林的正向演替有下降的趋势,CPI与CMI呈现相反的趋势。在土壤有机碳及部分活性碳组分增加,碳库活性降低的前提下,土壤碳库稳定性增加。从各项指标的变化幅度可以得出:南亚热带森林土壤随森林群落正向演替而对模拟酸雨响应有更加敏感的趋势,各指标间的敏感性表现为CMIR_(333)POCSMBCR_(167)R_(33)LIDOCCPISOC。     

基于SWAT模型的乌鲁木齐河上游土地利用和气候变化对径流的影响

选用SWAT分布式水文模型,定量分析了乌鲁木齐河流域土地利用与气候变化对径流的影响,采用情景分析方法设置3类情景,对变化环境下的流域径流进行了预测。以R~2、NSE和PBIAS等3个参数评价了模拟的拟合度,不确定性。结果表明:1)在模型校准期和验证期R~2分别为0.89和0.75,NSE分别为0.84和0.74,PBIAS在18%—23%范围内,说明SWAT模型在乌鲁木齐河上游径流模拟中具有较好的适用性;2)综合型情景模拟分析得出,研究区气候变化对径流的影响强度大于土地利用变化的影响强度。土地利用和气候共同引起流域年均径流量减少1.41 m~3/s,土地利用变化引起年均径流量减少0.04 m~3/s,气候变化引起年均径流量减少1.37 m~3/s;3)极端土地利用情景模拟分析得出,草地情景的年均径流增加0.1 m~3/s,林地情景的年均径流量减少0.58 m~3/s;4)气候变化情景模拟分析得出,流域径流量与降水变化呈正相关关系,与气温变化呈负相关关系。降水量增加10%和20%时,年均径流量增加3.05 m~3/s和4.02 m~3/s。当降水量减少10%和20%时,年均径流量减少0.93 m~3/s和2.25 m~3/s。气温升高1℃和2℃时,年均径流量减少2.71 m~3/s和3.02 m~3/s。在气候变化环境下,需要重视降水和气温的预测,应通过优化土地结构来减缓气候变化的水文效应。     

中外模拟医学学科发展对比与思考

模拟医学是一门将成为未来医学实践教学主流的教育学科。我国模拟医学学科建设还处于起步阶段,与国外发达国家相比明显滞后。从模拟医学专业课程、专科医师培训、理论研究、相关学术组织和学术交流等方面对国外模拟医学学科发展现状进行了分析,并对比我国模拟医学学科发展现状,提出要积极借鉴国外先进经验,勇于创新,进一步完善我国模拟医学学科体系建设,搭建更多学术交流平台,扩大模拟医学理论体系的内涵和外延,以构建具有中国特色的模拟医学学科体系。     

RCPs气候情景下挠力河流域耕地水土资源平衡效应模拟

气候变化背景下,如何耦合水土资源是当前土地资源利用亟待解决的关键问题之一.为揭示挠力河流域耕地水土资源平衡态势,本文以Landsat影像、数字高程模型(DEM)数据和气象台站数据为基本信息源,结合遥感和GIS技术,运用未来土地利用模拟模型定量模拟RCPs气候情景下耕地的水分盈亏状况.结果表明:挠力河流域耕地内部结构差异性变化导致水土资源呈现阶段性的平衡特征,1990年耕地水分盈亏状况良好,旱改水农业结构调整导致当地水田迅速扩张,2002年中度和重度缺水区大量增加,水分亏缺态势急剧恶化,至2014年耕地整体水分亏缺状况趋于缓和;通过对比不同空间分辨率及时间尺度下的模拟精度,确定最优模拟空间分辨率为200 m,最优模拟时间点为2038年;模拟结果显示,未来挠力河流域耕地整体呈现出明显的水分盈亏极化特征,即正常缺水、重度缺水和严重缺水区面积将进一步扩大,轻度缺水和中度缺水区呈现收缩态势,高水分盈亏程度指数区分布更加集中,局部高水分亏缺区面积进一步扩大.未来需针对该地区采取针对性的农田水分灌溉措施及耕地调整,以实现水土资源平衡利用.     

米根霉α-淀粉酶热稳定性的理性设计

真菌α-淀粉酶被广泛应用于麦芽糖浆生产工业,但其热稳定性普遍较差,在制糖工艺中增加了由于酶活力损失而引起的追加生产成本。在充分研究了热稳定性对于真菌α-淀粉酶应用于工业生产的重要性的基础上,为提高米根霉α-淀粉酶(ROAmy)的热稳定性,基于酶蛋白B-factor分析和分子动力学模拟,利用重叠PCR技术分别对ROAmy中的3个氨基酸残基G128、K269和G393进行了单点突变及组合突变。结果表明,所获得的7个突变体均比原酶具有更好的热稳定性,其中效果最好的为组合突变体G128L/K269L/G393P,其在55℃下的热失活半衰期(t_(1/2))约为原酶的5.63倍。同时,该突变体的最适温度由50℃提高到了65℃,最大反应速率(V_(max))和催化效率(k_(cat)/K_m)分别提高了65.38%和99.86%。通过蛋白结构功能比较分析,发现氢键数目的增多或脯氨酸在特殊位置中的引入可能是突变体热稳定性得到提高的主要因素。     

Flowering phenology and growth of typical shrub grass plants in response to simulated warmer and drier climate in early succession Taiga forests in the Da Hinggan Ling of northeast China

为了揭示暖干化气候变化趋势对演替初期泰加林灌草层植物开花物候和生长的影响, 以东北大兴安岭演替初期泰加林灌草层(高度<50 cm)植物为研究对象, 根据植物生活史, 选择典型的早花植物圆锥薹草(Carex diandra)和水葡萄茶藨子(Ribes procumbens), 中花植物杜香(Ledum palustre)及晚花植物齿叶风毛菊(Saussurea neoserrata), 监测模拟增温和排水处理2年后其完整的开花物候及生长状况, 以期为认识气候变化下泰加林火后植被恢复演替提供依据。结果显示: 1)模拟增温和排水处理后, 早花植物开花温度限制的提早解除使其花期提前, 而水分限制使得晚花植物花期呈延后趋势, 这可能为中花植物提供更大的生态位空隙, 使其开花数量趋向于增加, 花期提前且呈延长趋势; 2)模拟增温和排水处理后, 圆锥薹草、杜香和齿叶风毛菊的盖度和频度均呈增加的趋势, 以杜香最显著, 而水葡萄茶藨子的盖度和频度均下降; 3)模拟增温与排水处理对植物开花物候的影响无显著交互作用, 但土壤水分降低影响部分植物生长对增温的响应。研究结果表明, 植物开花物候对暖干化气候的响应表现出明显的种间差异, 因植物开花功能群而异。早、中花植物花期趋于提前, 晚花期植物花期趋于延后, 一方面可能导致群落生态位变化, 对种间竞争产生潜在影响, 引发群落组成和结构改变; 另一方面可能成为群落调节其整体物候, 以适应气候变化的重要途径。     

高效液相色谱三重四级杆质谱联用法同时测定食品接触材料中12种塑化剂和抗氧化剂

目的:采用高效液相色谱三重四级杆质谱联用法(HPLC-QqQ-MS)建立食品接触材料中12种塑化剂和抗氧化剂迁移水平的检测方法。方法:采用HPLC-QqQ-MS检测食品接触材料中12种化合物的迁移水平,并用三重四级杆质谱对这12种物质进行确证。结果:该方法测定的12种目标化合物具有良好的线性关系,r~2≥0.9990,检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别在0.01-0.04mg/L和0.02-0.08 mg/L之间。按照GB/T 23296.1-2009的迁移实验方法及条件,考察了4种食品模拟物包括超纯水、3%(V:V)乙酸水溶液、10%(V:V)乙醇水溶液、95%(V:V)乙醇水溶液的迁移水平。该方法回收率在83.1%至118.4%之间,RSD在0.21%至8.43%之间。结论:利用该方法测定了13批次食品接触材料中12种塑化剂和抗氧化剂的迁移水平,均未检出上述物质。结果表明,该方法准确、稳定、检测灵敏度高。     

分子动力学模拟HPV(16, 18)E6蛋白

目的:对人乳头瘤病毒HPV16,18中E6蛋白结构进行分子模拟和分析,寻找可以作为蛋白-配体相互作用的关键结构区域。方法:以HPV16 E6蛋白为模板,对HPV18 E6蛋白进行同源建模,对构建的HPV18 E6模型以及晶体结构模型HPV16 E6进行分子动力学模拟,通过微观上的loop环分析和宏观上的整体运动分析研究了HPV18 E6与HPV16 E6在溶剂环境下结构变化的异同。结果:发现靠近N端loop环在蛋白-配体结合过程中能介导控制配体、水、离子进出的"门控"的作用,解释了两个蛋白在水溶剂中的运动构象的变化。结论:本研究解释了HPV16 E6与HPV18 E6两个蛋白在溶剂中的运动机制,并发现了loop环在其中扮演"门控"的作用,解释了两个蛋白在水溶剂中的运动构象的变化,该发现能够为基于两个蛋白为靶点的药物设计提供理论依据。     

盐酸比哌立登与人血清蛋白的相互作用研究

目的:研究盐酸比哌立登(BH)与人血清蛋白(HSA)的相互作用,为阐明其在体外的代谢过程、作用机理提供理论依据。方法:本研究采用紫外-可见分光光度法、荧光光谱法、傅里叶变换红外光谱(FTIR)法及分子对接模拟等方法,在不同温度下,测定BH与HAS的紫外吸收光谱变化、结合常数、结合位点,蛋白质二级结构变化和分子模拟对接情况。结果:在25℃时,BH与HSA的结合常数KA为2.71×10~3 L/mol,结合位点数目是0.86;在37℃时,结合常数KA为1.58×10~3 L/mol,结合位点数目为0.82。BH使得HSA的荧光波长向短波长方向蓝移;BH可导致HSA的α-螺旋向无规卷曲的转变。结论:BH与HAS通过氢键和范德华力相互作用,导致HSA酪氨酸残基周围内环境被破坏,环境极性减弱,疏水性增加,同时还会导致HSA荧光静态猝灭。