三北工程黄土高原丘陵沟壑区森林降温增湿效果研究

生态系统可通过植被蒸腾与土壤蒸发作用调节区域温度与湿度。三北工程黄土高原丘陵沟壑区属于干旱和半干旱区,森林降温增湿功能有助于改善区域生存环境。在分析研究区森林覆被变化基础上,利用Penman-Monteith公式模拟了森林实际蒸散量,研究了森林增湿与降温效果。研究结果显示:(1)1980—2015年研究区森林面积增加了2.25%,主要来自荒草地、耕地和荒漠;(2)1980—2015年研究区森林6—9月实际蒸散总量为1.19×10~(10)—1.40×10~(10) t/a,平均实际蒸散量为219—257 mm,可使区域6—9月绝对湿度每日增加0.47—0.55 g/m~3,相对湿度每日增加2.87%—3.32%;(3)森林通过蒸散作用吸热量为29.15×10~(15)—34.26×10~(15) kJ/a,单位面积蒸散吸热量为53.72×10~8—63.13×10~8 kJ hm~(-2) a~(-1),通过蒸散吸热日降温量为0.92—1.08℃/d;(4)研究区森林蒸散量在1980—2010年逐渐增加,但在2015年明显下降,这主要是由降水减少导致;森林面积较大的山西和陕西森林蒸散降温增湿效果较好。通过对比相同年份不同土地覆被发现,森林实际蒸散量显著高于其他土地覆被类型。因此,未来研究区可在水资源承载能力范围内适当增加森林面积,充分发挥森林调节区域气候的作用。     

天麻栽培用蜜环菌的遗传多样性、生长和水解酶

蜜环菌Armillaria是一种广泛分布的担子菌,是栽培中药天麻所必须的共生菌。为揭示我国天麻栽培用和鄂西地区部分野生蜜环菌资源的遗传多样性和生物学特性,本文收集了9个省市EF-1-α的19个蜜环菌商品菌株和鄂西地区20株野生蜜环菌菌株,以IGS、ITS和elongation factor-1-alpha（EF-1-α）为分子标记对这些菌株进行系统发育与遗传多样性分析,并对影响与天麻共生的生物学特性（菌索发育和胞外水解酶活性）进行对比研究。结果表明,这19株蜜环菌商品菌株分别归属于2个clade。其中,有18个菌株聚在cladeⅢ,说明不同来源的蜜环菌商品菌株之间系统发育关系很近;通过对蜜环菌的系统发育、菌索生长以及胞外水解酶活性的研究,总体上商品种优于鄂西的野生蜜环菌生物种。从鄂西野生蜜环菌中筛选出4个具有潜在栽培价值的菌株。本研究为天麻栽培生产中蜜环菌菌种的选择提供参考。     

防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的评估与受益区识别

防风固沙型重点生态功能区是我国主要的防沙屏障带,对保障全国的生态环境安全具有重要意义。基于RWEQ模型评估了防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的空间格局,利用HYSPLIT模型模拟了防风固沙型重点生态功能区防风固沙服务的空间流动路径,从生态系统服务流动的角度建立了防风固沙型重点生态功能区及其防风固沙服务受益区之间的时空联系。研究表明,2010年防风固沙型重点生态功能区的防风固沙总量为5.55×10~(12) kg,受益区总面积为32.16×10~6 km~2,涉及防风固沙服务流动路径755条。受益区主要位于中国的西北、华北、东北的广大区域,朝鲜半岛,日本,俄罗斯远东地区和北太平洋的广大海域,其中中国境内的受益区占比24.12%,受益草地面积最大,受益建设用地占中国建设用地总面积的比例最高,受益效益更为明显。在空间分布上,防风固沙服务流动效益以各防风固沙型重点生态功能区为中心呈现明显的圈层式递减特征。防风固沙型重点生态功能区的防风固沙服务流动对下风向受益区的生产生活具有重要的保障作用,研究能够为防风固沙型重点生态功能区的区域间生态补偿政策制定提供科学的参考依据,从而进一步提升防风固沙型重点生态功能区的屏障作用,保障国家生态安全。     

刺槐素对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用与机制研究

摘要 目的：探讨刺槐素对大鼠心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的作用以及可能的作用机制。方法：对24只Sprague-Dawley (SD)大鼠进行随机分组,分为：假手术组、模型组、刺槐素给药组、刺槐素+AG490给药组,每组6只,通过结扎冠状动脉左前降支,缺血30 min,再灌注120 min复制心肌缺血再灌注损伤模型。利用氯化三苯基四氮唑测定心肌梗死面积,紫外分光光度计和酶联免疫法检测血清中肌酸激酶同工酶（CK-MB）、乳酸脱氢酶（LDH）的活性,蛋白印迹法分别检测心肌组织中Bcl-2、Bax、Stat3和p-Stat3蛋白相对表达水平。结果：与假手术组比较,模型组大鼠血清中CK-MB、LDH活性明显升高（P＜0.01）,心肌梗死面积百分比显著增加（P＜0.01）,p-Stat3/Stat3比率、Bcl-2/Bax比率显著下降（P＜0.01）;与模型组相比,刺槐素给药组中CK-MB、LDH的活性,以及心肌梗死面积百分比显著降低（P＜0.01）,Bcl-2/Bax比率和p-Stat3/Stat3比率显著提高（P＜0.05）。然而在刺槐素+AG490药物组中刺槐素对于受损心肌的保护作用被AG490消除。结论：刺槐素可减轻MIRI大鼠心肌损伤,发挥心肌保护作用,其机制可能与活化Jak2/Stat3信号通路进而抑制心肌细胞凋亡有关。     

基于绿视率的城市生态舒适度评价模型构建

城市生态系统服务指人类从城市生态系统中获取的利益,城市绿色空间是提供城市生态系统服务的主要载体。而城市化进程的加快对城市绿色空间的存量造成威胁,城市生态系统服务难以达到居民需求。传统的城市绿色空间评价指标集中于对城市绿地面积的评价,指标偏向整体性和二维化,忽视了三维绿量,也鲜少关注生态系统服务质量。基于以上背景提出了一个城市生态系统服务功能评价指标——城市生态舒适度,通过人体的主观感受对城市生态系统服务功能做出质量反馈,并结合灰色关联分析法构建了该指标的评价模型。通过样本的条件对比分析得出,当绿视率水平低于30%时,城市生态舒适度的主要影响因子为绿视率;当绿视率水平高于30%时,则是湿度、PM2.5浓度和风力等级。将评价模型的模拟结果与实测值进行对比验证,结果显示二者的变化趋势基本相同,表明评价模型科学有效。     

海拔对乌红杂交天麻产量与品质的影响及其酶学作用机制

蜜环菌生物种和天麻的共生关系是二者侵染-消化系统相互作用的结果,受到温度等环境因子的调节。为揭示海拔对天麻产量及品质的影响,以及温度升高影响蜜环菌生物种-天麻共生关系的作用机制。该研究通过测定不同海拔栽培天麻的产量、主要药用成分天麻素和对羟基苯甲醇的含量;在室内对天麻共生体进行升温处理,测定天麻组织液几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶与多酚氧化酶的活性变化,及天麻组织提取液对蜜环菌菌丝体的抑制效应。结果显示:(1)海拔对乌红杂交天麻的产量和有效药用成分存在显著影响,在1 600 m产量最高,且杂交天麻在海拔1 600 m有效成分含量最高。(2)温度显著影响天麻组织的抑菌系统,且天麻的消化酶及防御酶系统对其的响应具有差异性,具体表现为低温状况下天麻的消化酶系统活性增强,高温时防御酶系统活性提升。(3)温度升高导致天麻组织液对蜜环菌菌丝体的抑制效果显著下降,天麻活体中可能存在促进蜜环菌生长的热失活因子。研究表明,天麻种植区海拔下降引起的温度升高可能削弱天麻消化和抑制蜜环菌的能力,从而破坏天麻-蜜环菌的共生平衡。该研究对于揭示蜜环菌-天麻的共生机制具有重要科学价值,并对天麻栽培的区划具有实际指导意义。     

呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设效益评价

生态工程费用效益评价是对生态工程实施有效性及合理性的评估。基于费用效益理论,分析了呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设费用投入情况,在区分气候与人类活动因素对生态效益变化的贡献率的基础上,采用遥感和统计数据从生态、经济和社会三个方面评价了该功能区的综合效益,计算功能区建设工程的效益-费用比,综合评估了呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设的经济性。结果表明:(1)2010—2014年该功能区重点生态功能区相关领域建设总投入为84.31亿元,其中重点生态功能区建设投入为1.18亿元,占总投入的1.40%;(2)利用残差趋势分析法计算出人类活动因素对研究区产生生态效益变化的贡献率为37.25%,2011—2015年该功能区重点生态功能区建设产生的生态效益为12458.13万元;(3)2011—2015年该功能区重点生态功能区建设产生的经济效益和社会效益分别为4877.74万元和2804.85万元;(4)呼伦贝尔草原草甸生态功能区建设的工程效益-费用比为1.71,效益高于费用,证明该工程具有一定的经济性。研究将为国家重点生态功能区工程的不断完善以及加快推进实现国家重点生态功能区的功能定位提供一定的科学支撑。     

鄂西地区蜜环菌生物种的遗传多样性研究

蜜环菌属Armillaria真菌是世界范围内广泛分布的担子菌,既是引起森林病害的重要病原菌,也是天麻和猪苓生长的必须共生真菌,具有重要的经济价值。本文对我国鄂西天麻主产区即神农架林区、大老岭自然保护区、宜昌市所属的夷陵区和五峰县、恩施自治州等地进行了系统的调查采样,共获得45份蜜环菌子实体样本及其二倍体菌株,其中通过孢子印分离获得约320个单孢菌株。在此基础上,采用IGS、ITS和elongation factor-1 alpha（EF1-α）分子标记对45份二倍体菌株进行测序和系统发育分析,对有单孢株的样本采用遗传互交不育性实验进行生物种鉴定。结果表明,鄂西地区的蜜环菌分为4个clade,共有6个不同的蜜环菌生物种,分别为CBS J,CBS L,CBS N,CBS O,CBS F和Armillaria mellea,具有丰富的遗传多样性。其中,24个样本鉴定为CBS L,是鄂西地区的优势种;9个样本鉴定为CBS J;9个样本鉴定为CBS N;另有3个样本分别鉴定为CBS O,CBS F和Armillaria mellea。其中CBS L、CBS N、CBS O首次在湖北地区报道,扩大了这3个生物种的分布范围。本研究为了解鄂西地区蜜环菌的资源情况提供基础数据,对天麻生产蜜环菌菌种选育具有重要的参考价值。     

1980-2018年浑善达克地区防风固沙服务时空变化及其驱动因素

防风固沙服务是干旱半干旱地区生态系统提供的最重要的防护型服务,对风蚀地区及周边区域的生态环境安全具有重要意义。基于修正的土壤风蚀方程（RWEQ）模型模拟了1980-2018年浑善达克地区防风固沙服务的时空变化,利用地理探测器分析了包括数值和类型变量的自然与社会经济因素对该区防风固沙服务空间格局的影响及交互作用。研究结果显示：（1）1980-2018年,单位面积防风固沙量波动下降,2015年单位面积防风固沙量最小,为13.01 kg/m²。同时,防风固沙保有率波动增加,2018年保有率达到最大值,为94.28%;（2）土壤类型、年末牲畜数量、年降水量与人工造林面积是影响防风固沙服务空间变化的主要因素,其中,土壤类型对防风固沙服务空间变化的影响最大,q值为75.15%;（3）各驱动因素间的交互作用都会放大单因子对浑善达克地区防风固沙服务空间分布的影响。其中,年均温对防风固沙服务空间分布变化具有较强的间接影响。因此,在土壤类型、年均温的间接作用下,1980-2018年浑善达克重点生态功能区防风固沙能力整体提高、风蚀程度有所缓解与年均风速、年降水量变化,以及2000年之后京津风沙源工程引起的人工造林面积、年末牲畜数量的空间分布格局变化有密切关系。     

一株DMP降解菌的分离鉴定及其降解特性

从山东省潍坊市污染河流底泥中筛选到1株能够以酞酸酯(Phthalic acid esters, PAEs)为唯一碳源和能源生长的微生物, 命名为JDC-3, 根据形态学观察、生理生化指标测定和分子生物学鉴定结果, 将该菌株初步鉴定为戴尔福特菌属(Delftia sp.), 以一对简并引物, 首次在该属中扩增出编码邻苯二甲酸双加氧酶的基因片段。同时以邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate, DMP)为目标测试物, 利用高效液相色谱(HPLC)测定了JDC-3的降解性能, 得出该菌对DMP降解的最佳条件为: pH 7.0~8.0、温度30°C~35°C; 在不同DMP初始浓度下研究了该菌的降解动力学, 结果表明当浓度低于300 mg/L时的降解动力学方程为ln C = - 0.06837 t + A, 半衰期为12.48 h, 当初始浓度不断增加, DMP对JDC-3的抑制能力增强, JDC-3对DMP的降解速率不断下降, 半衰期增大。