基于空间面板STIRPAT模型的水足迹影响因素分析——以山东省为例

随着中国水资源供需矛盾加剧，虚拟水成为地区水资源管理中不可或缺的一环，为提高地区水资源综合利用效率和探索水资源区域一体化管理提供了新思路。采用"自下而上"法核算了山东省17个城市农业、工业、生活、生态与灰水足迹，在分析2009-2018年水足迹时空分布规律基础上，综合运用探索性空间数据分析方法、面板数据STIRPAT模型和空间杜宾模型，揭示了水足迹的空间自相关特征，量化分析了人口数量、富裕程度、技术进步、城镇化和产业升级等影响因素对水足迹的本地影响效应与空间溢出效应。结果显示：①2009-2018年山东省水足迹总量均呈现波动上升的变化趋势；空间布局上呈现东部沿海和西部平原水足迹高，中部山地水足迹低的特点。②山东省水足迹具有正向的空间自相关性，相比地理位置相邻，水足迹的空间相关性受人口数量因素影响更大，表现出明显的"高高"聚集和"低低"聚集特征，但是受到经济因素的主要影响，区域间水足迹空间相关性随时间发展逐渐下降。③人口数量是山东省水足迹增长的重要来源，经济增长是推动各地区间水资源竞争关系的最重要因素。城镇化能够缓解本地水资源压力，技术进步和产业升级不仅能缓解本地水资源压力，而且通过空间溢出效应有效缓解临近地区水资源压力，是实施水资源区域一体化管理策略的重要着眼点。     

江苏省县域森林生态安全评价及空间计量分析

通过考察生态区位因素对森林生态安全的影响,建立评价指标体系,研究其空间相关性的内在效应机制,从而实现森林生态安全的评价与监测。以江苏省80个区县为研究对象,基于2000—2015年面板数据,运用熵权法、专家法及模糊物元法计算森林生态安全指数,然后结合气象类指标及地形类指标计算生态区位系数,再用该系数修正森林ESI,同时结合Arc GIS技术、空间相关性分析、SLM与SEM模型得出如下结论:(1)人口密度、单位面积能源消耗量、退耕还林面积占比等指标权重最大;(2)生态区位系数高值区主要分布在江苏南部少数地区,低值区主要分布在江苏东北部;(3)苏南地区森林生态安全状况整体好于苏北及中东部地区;(4) 2000—2015年,江苏省67.5%的区县森林ESI呈现出较明显下降趋势,反映出江苏省森林生态安全发展状况不容乐观;(5)江苏省县域森林ESI整体空间相关性显著(P≤0.01),但2000—2015年空间聚集程度有所下降,且Low-Low聚类显著性更强;(6)森林ESI在江苏省县域间为扩散效应与回流效应并存。     

基于生态系统服务的山水林田湖草生态保护修复研究——以南太行地区鹤山区为例

开展山水林田湖草生态保护修复是生态文明建设的重要内容,将生态系统服务评价成果与山水林田湖草生态保护修复工程相结合,以国家第三批山水林田湖草生态保护修复试点-河南省南太行地区鹤山区为例,探究生态系统服务评价成果在区域山水林田湖草生态保护修复中的应用。结果表明,近年来鹤山区生态系统服务价值整体呈下降趋势且生态环境破坏严重。其中,2014-2017年鹤山区各土地类型二级服务ESV减少了303.95万元。研究期内,水资源供给、气体调节功能、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持、生物多样性和美学景观等8项生态服务价值都出现不同程度的下降;在鹤山区生态保护修复工作中需要重点关注生态系统的水文调节、净化环境、土壤保持和生物多样性等服务功能,相应的生态保护修复工程应集中在河道生态修复与湿地保护、矿山生态环境修复与土地整治、森林及生物多样性保护修复;鹤山区山水林田湖草生态保护修复工程能够提升区域生态服务价值。其中,工程实施后的生态系统服务价值总量预计能达到36407.95万元,比2017年增加7741.96万元,增长率为27%且各项生态服务价值均有提升。研究结果对鹤山区山水林田湖草生态保护修复工程的实施有一定的指导性作用。     

太行山猕猴髋臼性别二态性研究

本文使用几何形态测量法探讨42例成年太行山猕猴Macaca mulatta tcheliensis髋臼的性别二态性。结果显示,太行山猕猴雌雄个体的髋臼形态具有明显的性别二态性,利用髋臼可以正确判别92.3%的雌性和87.5%的雄性个体。髋臼的形态差异主要分布于月状面的后上部,即与髋臼切迹相对的月状面区域的宽度表现为雄性大于雌性,另外雄性髋臼大小的波动范围也比雌性更广。造成髋臼性别二态性的生物学原因可能与其功能有关,髋臼作为髋关节的组成部分,起着支撑身体和协同运动的功能,能够优化关节接触面的压力分布。推测雄性髋臼受到的体质量压力更大可能是雄性进化出比雌性更宽大的月状面的主要原因。     

河北承德地区两个温泉中细菌的多样性分析

通过构建16S rDNA克隆文库,对承德地区两温泉中的细菌多样性水平及系统发育关系进行了初步研究。研究表明:68°C的A11文库中阳性克隆的16S rDNA序列分属5个细菌类群,分别为Firmicutes(6.25%)、Deinococcus-Thermus(25.0%)、Gammaproteobacteria(12.5%)、Betaproteobacteria(50.0%)、Alphaproteobacteria(6.25%);而74.5°C的A12文库仅属于一个细菌类群:厚壁菌门(Firmicutes)。两温泉中细菌多样性的差异表明,温度是影响温泉中细菌多样性水平的重要因素。此外,A11文库中克隆的16S rDNA序列与许多已知的可产色素的好氧菌相似性很高,而A12文库中的细菌多数为专性厌氧或兼性厌氧型,其中厌氧芽孢杆菌属(Anoxybacillus)中的Anoxybacillus flavithermus可以作为研究泉华形成的理想材料。     

南海北部陆坡神狐海域HS-PC500 岩心微生物多样性

[目的]本文研究南海北部陆坡神狐HS-PC500重力活塞岩心沉积物中微生物多样性.[方法]使用吖啶橙染色法计数沉积物中微生物丰度;提取沉积物微生物总DNA,使用特异性引物扩增古菌及细菌16SrRNA基因序列;对克隆文库进行系统发育分析.[结果]系统发育分析显示表层PC500-l(0-5 cm below sea floor,bsf)古菌以C3为主要类群,占该层总序列的25.6%;中层PC500-6(350-355 cm bsf)和底层PC500-11(790-795 cm bsf)古菌以Marine Benthic Group(MBG)-B为主要类群,分别占该层总序列的48.1%和38.9%.另有部分克隆序列属于MBG-A、Miscellaneous Crenarchaeotic Group(MCG)、Thermoprotei、NGC、Halobacteriales、MBG-E、South African Gold Mine Euryarchaeotic Group(SAGMEG).表层细菌以变形菌(Proteobacteria)为主要类群,占该层文库的38.3%.中层和底层细菌以绿弯菌(Choloflexi)和JS1为主要类群,分别占该层文库的28.1%、29.2%和39%、24.7%.另有部分克隆序列属于硝化螺旋菌(Nitrospirae)、放线菌(Actinobacteria)、酸杆菌(Acidobacteria)、OP8、螺旋体菌(Spirochaetes)、TM6、脱铁杆菌(Deferribacteres)、浮霉菌(Plantomycete).[结论]结果显示,HS-PC500岩心微生物丰度与甲烷浓度变化相吻合;微生物丰度较低可能与较低的总有机碳量有关;微生物多样性较高,并且随深度的增加群落结构变化明显;岩心中有关硫酸盐还原的微生物类群占优势,说明微生物的硫代谢在该海区沉积物的物质循环过程中占有重要地位.     

世界各地琥珀中的脊椎动物包裹体

琥珀是一种经过石化作用形成的天然树脂化石,亦是一种有机宝石。琥珀在全球范围分布较广,尤其在欧洲的波罗的海、中美洲的多米尼加-墨西哥、亚洲的缅甸等区域有着大量的发现。全球各地琥珀中,昆虫包裹体最为常见,脊椎动物包裹体数量较少。但相对保存于沉积岩中的传统脊椎动物化石来说,保存于琥珀中的脊椎动物包裹体可以额外提供生物体的软组织、原始死亡状态、生存环境等信息,且可以保存比传统骨骼化石更直观、立体、精细的生物形态学信息,为研究生物演化、恢复古环境、古生态和古行为学等方面提供了重要的依据。文中主要总结了来自全球各琥珀产区迄今为止发现的各种脊椎动物包裹体,包括了非鸟恐龙、鸟类、哺乳类、爬行类、两栖类等,以及它们背后隐藏的演化信息,并对未来的研究方向与趋势做了初步的展望。     

导电材料强化微生物直接种间电子传递产甲烷的研究进展

厌氧条件下,微生物可以通过厌氧代谢产生甲烷(CH_4),由此衍生的厌氧消化技术可实现能源的回收利用。产CH_4的关键步骤是刺激发酵细菌和产甲烷古菌之间的有效电子转移,电活性微生物可以取代传统的氢/甲酸盐实现直接种间电子传递,其电子传递效率更高。添加导电材料可以促进直接种间电子传递并提高CH_4产率,是一种更有效的强化电子传递方式。本文在梳理直接种间电子传递发展和机理的基础上,综述了常见的促进直接种间电子传递的碳基和铁基导电材料,对其结构特征、电子传递机理、强化产CH_4和中间产物消耗等方面进行了系统总结。旨在为导电材料促进直接种间电子传递的研究提供参考,并探讨了未来可能的研究方向。     

闽江流域生境质量时空演变特征与预测研究

流域生境是生物生存和可持续发展的物质基础与环境保障,土地利用变化是影响生境质量的重要因素,分析土地利用与区域生境质量时空演变特征,对区域生物多样性保护与土地可持续利用具有重要意义。以闽江流域为研究区,基于2000-2015年的土地利用空间数据,构建CA-Markov模型模拟2025-2040年现有发展与生态保护情景下土地利用空间数据,利用InVEST模型分析2000-2040年生境质量空间格局。结果表明：（1）闽江流域森林覆盖率较高,现状条件下水田、旱地、针阔混交林、灌木林、草地与湿地面积呈下降趋势,其中草地减幅最大,达44.64%,针叶林、阔叶林、水域、建设用地、交通用地、采矿场与裸地面积呈上升趋势,其中交通用地涨幅最大,达到227.27%;模拟的土地利用Kappa系数达89.09%,模拟结果较好,生态保护情景在未来土地利用格局优化上优势明显。（2）研究期内闽江流域总体呈现较高的生境质量,基本维持在0.82的水平,城乡建设用地区域是生境质量低值的主要分布区,福州与长乐分布有最大的生境质量低值聚集区;生境质量分布与地形条件存在一定相关性,低值区多为海拔较低的区域。（3）2000-2015年闽江流域生境质量总体呈现衰退趋势,且降幅逐期升高,最高达0.24%;现有发展情景下降的趋势未得到有效缓解,生态保护情景下降趋势逐步有效缓解,同时生境质量为优等的栅格数量占比最大,最高达87.42%。（4）闽江流域上中游区域生境水平较下游高,现有发展情景下这种差距出现扩张趋势,生态保护情景下各区域则基本维持住2015年的生境质量水平。研究结果可为闽江流域土地资源可持续利用与生物多样性保护提供科学依据和决策参考,促进区域可持续发展。     

库木塔格沙漠地区野骆驼活动节律与家域特征

野生双峰驼(Camelus ferus)生存于中亚沙漠腹地, 是国家I级重点保护野生动物。为探究野骆驼活动节律和家域状况, 了解其时间和空间尺度上的活动模式, 为其有效保护管理提供支持。本研究于2012年5月至2013年7月利用GPS跟踪项圈先后对库木塔格沙漠地区7峰野骆驼进行轨迹跟踪。利用跟踪数据对野骆驼活动节律进行分析, 并采用布朗桥模型对野骆驼家域进行分析。结果表明: (1)野骆驼日活动节律呈现明显双峰模式, 属晨昏活动类型, 活动高峰期主要出现于上午6:00-9:00及下午15:00-20:00。(2)野骆驼晨昏活动高峰存在明显的季节性变动, 双峰从暖季到冷季向中午移动, 按间隔时间长短排序为: 夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季。(3)野骆驼日活动强度有明显的季节性差异, 大小关系为: 夏季 > 秋季 > 春季和冬季, 春季和冬季间差异不显著。(4)野骆驼为核心家域利用类型, 且存在多个核心家域, 一些野骆驼家域分布于沙漠南北两侧, 意味着其具有横跨沙漠的运动能力。(5)野骆驼个体间家域面积差异显著, 性别间家域面积差异不显著。季节间家域面积差异显著, 从大到小排序为: 夏季(1,256.27 ± 427.45 km²) > 春季(556.90 ± 259.35 km²) > 秋季(396.77 ± 82.31 km²) > 冬季(250.83 ± 99.64 km²)。