泸沽湖生态系统格局变化及其驱动力

运用遥感影像与地理信息系统技术结合,采用生态系统信息分类提取方法和景观指数方法对1990年至2015年泸沽湖风景区生态系统构成与格局变化进行分析,并进一步探析引起各类生态系统变化的驱动力因素,为泸沽湖风景区进一步生态与环境规划提供科学和理论依据。25年间,泸沽湖风景区内主要生态系统类型可分为农田、森林、草地、水域和人居环境等五类生态系统,1990年至2005年,主要表现为农田、森林、草地3个生态系统之间相互转化;2005年至2015年,主要表现为森林、草地、水域生态系统整体流向农田、人居环境系统。总体上泸沽湖景观破碎化与复杂程度呈下降趋势,连通性和整体性逐渐增强,但各生态系统类型之间比例差异增大。农田生态系统变化的主要驱动力是政策导向;森林与草地生态系统变化的主要驱动力是退耕还林还草工程与人类活动;水域生态系统变化主要驱动因素是湿地造林与人类活动入侵;人居环境系统变化的主要驱动因素为人类用地需求的增涨。针对泸沽湖生态系统变化存在的问题提出了相应的规划建议。     

北方风沙区生态修复的科学原理、工程实践和恢复效果

北方风沙区位于欧亚草原的东部,是我国生态环境最为脆弱的地区之一,其在北方生态安全屏障和丝绸之路经济带建设中具有十分重要的战略地位。在国家一系列生态保育工程的支持下,该地区的生态环境得到明显改善。但是,由于受人类活动和全球气候变化的影响,该地区仍然面临着严峻的环境压力。在中国科学院科技服务网络计划(STS计划)等项目支持下,开展了北方风沙区土地沙化成因及退化土地空间分布研究,集成了北方风沙区重点脆弱区生态恢复的理论和技术体系,以内蒙古中部的阴山北麓地区、内蒙古浑善达克沙地和蒙辽交界的科尔沁沙地为重点研究区域,进行了高效人工草地建植、天然草地恢复和管理、沙化草地治理等相关工程技术的示范,开展生态恢复模式的效果跟踪监测和生态效益评估,确定生态恢复技术和模式的技术参数和指标,明确不同集成技术与模式在北方风沙区的适用区域和范围,为技术模式的推广应用提供科学依据。通过上述研究,可以为中央和地方政府制定生态系统管理和退化生态系统恢复政策、建立我国北方生态安全屏障提供决策依据,为生态修复产业提供技术指南,为相关研究提供全面系统的基础数据支撑。     

青藏高原区退化高寒草甸植被和土壤特征

高寒草甸约占青藏高原草地的46.7%,是我国草地生态系统重要的组成部分。近年来,在气候变化和人为活动的影响下,高寒草甸生态系统退化严重,植被和土壤均呈现出不同的退化趋势。在大空间尺度上表现为草地覆盖度下降,杂草类植被增加,土壤退化甚至沙化;在微观尺度上,退化高寒草甸的土壤粒径、土壤微生物和土壤酶也发生改变。本研究从高寒草甸物种多样性、植物群落结构、植被生物量、土壤物理性质、土壤微生物、土壤酶和土壤养分等方面,分析了高寒草甸生态系统退化过程中植被和土壤的变化特征,提出当前研究中存在的一些不确定性和有待深入研究的问题,为全面了解高寒草甸的退化机制和规律、有效干预高寒草甸生态系统和恢复生态功能提供科学依据。     

青藏高寒区退化草地生态恢复:退化现状、恢复措施、效应与展望

青藏高寒区属于独特而典型的高原生态系统,草地生态系统作为其重要组成部分,在对高寒区生态安全以及农牧民生计的维系中,占有举足轻重的地位。目前,青藏高寒区的草地生态系统退化严重,因此该区退化草地的生态恢复工作是国家生态工作的重中之重。近年来,已有大量研究提出了各种有效的恢复手段,但缺乏因地制宜的系统性总结和论述。基于此,在已有研究的基础上,阐述了青藏高寒区退化草地现状,总结了高寒区各生态类型分区的主要生态问题,明确了不同集成技术与模式的适用区域和范围,同时对这些技术、措施和模式的恢复效果和恢复机制进行分析和讨论。并对未来高寒草地生态系统的研究进行了展望,以期为青藏高寒区退化草地的恢复治理、高寒草地生态系统结构和功能稳定性维系提供系统的理论基础与技术支撑。     

基于网络的数字组织切片在组织学实验教学中的应用

近年来,随着计算机技术、网络技术,在形态学的实验课教学方面,显微数码互动教学给显微镜下微观世界教学带来了革命性的变革,在一定程度上实现了信息资源的共享。但这种共享的教学模式是局限于实验室里的共享,缺乏延伸性,不能充分满足学生主体地位和创造性的发挥。而基于网络的数字切片（或称虚拟的显微镜术）克服了显微数码互动教学系统固有的缺陷,给传统的形态学教学带来全新模式,突破了显微互动系统时间和空间上的局限性。若能将显微互动系统和基于网络的数字切片浏览系统有效的结合,将能充分利用组织胚胎学实验教学过程中形态学科的特点,更大限度的发挥学生主体和主动精神,开拓素质教育资源。除此之外也能为临床诊断、科学的研究、数字信息管理等提供了有效工具和交流平台。     

大气氮沉降影响草地植物物种多样性机制研究综述

大气氮沉降对草地生态系统结构和功能的影响已成为全球变化生物学研究重点。大气氮沉降导致草地群落物种多样性降低已成为全球普遍现象,但其生物学机制还不清楚,因此有必要系统梳理大气氮沉降对全球不同草地生态系统的研究结果,以便在氮沉降背景下为我国草地生态系统的研究和管理制定科学决策。系统综述了氮沉降降低草地群落物种多样性的可能机制,主要包括资源竞争排斥、群落更新限制、土壤酸化及其离子毒害、养分失衡、氮素本身的毒害、次生胁迫。氮沉降导致草地物种多样性降低是多种机制综合作用的结果,每种机制在不同时空具有不同的相对贡献。同时,与欧洲酸性土壤草地和美国高草草原相比,我国草地土壤类型和植被属性具有明显差异。因此,应根据我国草地生态系统的特征、不同植物功能利用养分策略,从土壤养分变化、根系养分吸收转运、叶片生理过程等方面的整合研究思路,探讨氮沉降影响我国草地群落物种多样性的生物学机制,为我国草地生态系统的科学管理提供理论依据。     

基于土地利用变化的祁连山地区生态系统服务价值演化分析

祁连山生态环境保护是建设我国西部生态安全屏障的关键环节,而核算祁连山生态系统服务价值是制定合理有效的生态环境保护措施的有力依据。然而受气候变化和人类活动的共同影响,祁连山地区生态环境问题依旧突出,亟需对该地区生态系统服务价值开展研究以服务后期生态环境建设。基于此目的,使用1990-2020年祁连山地区土地利用数据,运用土地利用动态度、土地利用转移矩阵揭示该地区土地利用变化规律。并使用生态系统服务价值评估模型测算了祁连山地区生态系统服务价值,探究了其动态变化过程,并明确了各土地利用类型与生态系统服务价值变化之间的内在联系。结果表明:(1)1990-2020年,草地和荒漠是祁连山地区最主要的土地利用类型,单一土地利用动态度分别为水域 > 湿地 > 耕地 > 荒漠 > 草地 > 林地。草地和耕地以及草地和荒漠相互转化成为该地区最主要的土地利用变化特征;(2)祁连山地区生态系统服务价值呈持续增加趋势,由1990年的7231.36亿元增加至2020年的7836.07亿元,在空间上呈现出东高西低的变化趋势。生态系统服务价值构成主体主要为水域、草地和林地,单项生态系统服务价值以水文调节和气候调节为主,反映了调节服务是祁连山地区生态系统的主要功能;(3)水域、草地和湿地这3种土地利用类型是近30年祁连山地区生态系统服务价值变化的主要贡献因子。1990-2020年,祁连山地区生态系统服务价值对土地利用的敏感性总体呈增加态势(1.48%-7.91%),土地利用变化对该地区生态系统服务价值的影响逐步增强。系统揭示了过去30年祁连山地区生态系统服务价值的演变及其与土地利用变化的内在联系,重点阐释了水域、草地、林地和湿地对该地区生态系统服务价值和生态环境保护的重要性,可为祁连山地区生态产品价值实现及生态保护管理等提供基础科技支撑。     

基于InVEST模型的黑河流域生态系统服务空间格局分析

本文基于InVEST模型对黑河流域2011年产水量、土壤保持、水质净化、生物多样性维持、碳储存、食物供给6项服务进行估算,并利用空间统计方法计算各项生态系统服务的冷热点分布格局、空间分异特征、服务综合热点区域。结果表明:各服务类型在空间分布上呈现出差异化规律;上游是该流域主要的产水区域,其他生态系统服务主要集中在中游,下游产水供给、水质净化服务都远低于中游;在主要生态系统类型中,草地是承担生态系统供给服务的主要角色;热点分布大多呈现"南高北低,中上游高、下游低"的空间格局,各类生态系统服务空间分异以低-低类型和低-高类型为主。本文通过分析流域生态系统服务的空间分布格局,为确定流域生态保护与建设目标提供了基础,也为其他流域开展生态系统服务空间评估研究提供了重要参考。     

草地农业生态系统中的系统耦合与系统相悖研究动态

综述了草地农业生态系统中系统耦合与系统相悖的内涵及其发展过程 ,该领域的研究前沿与发展趋势。草地农业生态系统的种间耦合、不同生产层之间的纵向耦合、不同草地农业生态系统之间的横向耦合、系统的界面过程与系统耦合、生物的时间地带性与系统耦合是草地农业生态系统中的系统耦合与系统相悖理论与实践研究的 5个前沿领域。对系统相悖量化工作将是今后系统耦合、系统相悖理论研究的关键 ,综合运用多种非线性科学方法解决草地农业生态系统的系统耦合和系统相悖的数量化工作可能是系统耦合和系统相悖理论研究和实践的一个非常有前途的方向。     

生态系统功能价值综合评估方法与应用——以河北省康保县为例

生态系统功能在某种程度上可以衡量区域的生态环境质量,为环境保护与生态建设提供科学依据.近几十年来,许多学者对生态系统功能的价值进行了评估,但在评估过程中考虑空间、质量和时间因素对生态系统功能的影响的研究较少.针对这些问题,选择北方农牧交错带的河北省康保县为研究区,运用遥感和地理信息系统技术,结合生态价值理论,分别构建区域差异性系数、空间异质性系数和服务支付系数对Costanza等的计算模式进行空间、质量和时间因素的修正,提出了生态系统功能价值综合评估模型;同时,对康保县生态系统功能价值的动态变化进行了探讨.该模型通过考虑社会、自然和经济对价值的综合作用,使得生态系统功能价值的评估方法进一步完善.基于以上模型对康保县生态系统功能价值进行计算,结果表明,人类对土地的不合理利用会限制生态系统提供功能的能力;而有意识的生态建设可以促进生态系统功能的恢复与发挥.实施以退耕还林、还草为主要内容的生态建设是恢复本区生态系统功能的有效途径.综合考虑空间、质量和时间因素的生态系统功能价值综合评估模型可为区域生态系统保护和经济发展综合决策提供及时、准确的有益信息,对区域的生态建设和环境保护具有重要的现实意义.     

白蚁与动物及微生物的共生类型及其机制

综述了白蚁螱客的主要种类、共生关系及相关机制的研究进展。白蚁螱客中,已报道的动物种类达170种。在与动物的共生关系中存在偏利共生（宾主共栖和异种共栖）、互利共生和无关共生三种;在与微生物的共生关系中,存在与内生菌（原生动物、细菌、真菌和放线菌）和外生菌（蚁巢伞菌等）间的互利关系。指出了白蚁与螱客研究中存在的问题,给出了解决方案,并提出了今后可能的研究热点或方向,为白蚁的综合利用（如纤维素酶）及今后研究物种间的协同进化提供了基础资料。     

New amino-dithiaphospholanes and phosphoramidodithioites and their rhodium and iridium complexes

New sulfur derivatives of phosphoramidite ligands were synthesized and the impact of the sulfur unit on the spectroscopic properties of their rhodium and iridium complexes was investigated. The new ligands Bn₂NPSCH₂CH₂S^a(P-S^a) (Bn = benzyl, 4), Bn₂NPSCHCHS^a(CH₂)₃C^aH₂(P-S^a)(C^a-S^a) (6) and Bn₂NP(4-XC₆H₄OMe)₂ (X = S, 7a; X = O, 7b) were converted to the rhodium and iridium complexes trans-[Rh(CO)Cl(L)₂] (L = 4, 6, 7), [RhCl(COD)(L)] (L = 4, 6, 7), [IrCl(COD)(7a)] and [IrCl₂Cp∗(6)]. For comparison, some phosphoramidite complexes of these formulations also were synthesized. The new metal complexes were spectroscopically analyzed. For the carbonyl complexes, the ν_CO IR stretching frequencies were lower than for the corresponding phosphite and phosphoramidite ligands. The ¹J_PRh coupling constants for the rhodium complexes with the new ligands were also smaller than for the respective phosphoramidite and phosphite complexes. Finally, the ¹J_PSe coupling constants of the selenides of the new ligands were lower than those of the phosphoramidite ligands but higher than for PPh₃. The spectroscopic data reveal that the new thio ligands 4, 6 and 7a are more electron donating than phosphites and phosphoramidites but less electron donating than PPh₃.     

Astrocytes and Synaptosomes Transport and Metabolize Lactate and Acetate Differently

Astrocytes transport the monocarboxylate acetate, but synaptosomes do not. The reason for this is unknown, because both preparations express monocarboxylate transporters (MCT). The transport and metabolism of lactate, another monocarboxylate, was examined in these two preparations, and the results were compared to those for acetate. Lactate transport is more rapid in astrocytes than in synaptosomes, but of lower affinity (Kms of 17 and 4 mM, respectively). Lactate (0.2 mM) is metabolized to CO2 more rapidly in synaptosomes than in astrocytes (rates of 0.37 and 0.07 nmol x mg protein(-1) x min(-1), respectively). The reason for this is unclear, but cellular differences in lactate dehydrogenase isotype expression may be involved. Acetate is metabolized to CO2 more rapidly in astrocytes than in synaptosomes (rates of 0.43 and 0.02 nmol x mg protein(-1) x min(-1), respectively). This is likely due to cellular differences in the expression of monocarboxylate transporter subtypes.     

Rapporteur report: Basics and technology and metrology and standards

The first and second sessions of the Workshop focussed on the basics of ultrasound and infrasound, their applications in both industry and medicine, and metrology and protection standards for ultrasound applications.     

Relative and combined effects of ethanol and protein deficiency on strontium and barium bone content and fecal and urinary excretion

To elucidate accumulation of minerals in human iliac arteries with aging, the content of minerals was analyzed by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. Bilateral common, internal, and external iliac arteries of 16 men and 8 women, ranging ages from 65 to 93 yr, were examined. It was found that an extremely high accumulation of calcium and phosphorus occurred in the common iliac artery at old age, being higher than that of the internal and external iliac arteries. It should be noted that the accumulation of calcium and phosphorus is the highest in the common iliac artery among the human arteries examined to date. Regarding sexual differences, the content of calcium and phosphorus in the common and internal iliac arteries was higher in women than in men, whereas their content in the external iliac artery was lower in women than in men.     

Prostaglandin and thromboxane production by human and guinea-pig macrophages and leucocytes

The ability of partially purified human and guinea-pig haematogenous cell populations, when cultured in vitro, to metabolise arachidonic acid (AA) has been studied. Supernatants from 24 hour cell culture have been subjected to analysis for products of AA metabolism by gas chromatography with electron-capture detection.The cell types studied were human peripheral blood monocytes (both glass adherent and non-adherent), neutrophils, eosinophils and leukemic leucocytes; thoracic duct lymphocytes and lung alveolar macrophages. From the guinea-pig, induced and non-induced macrophage or neutrophil enriched peritoneal exudate populations, lymph node cells, peritoneal eosinophils and peripheral blood platelets were examined. Supernatants were assayed for the presence of PGE₂, PGD₂, PGF_2α, TXB₂ and 6-keto-PGF_1α. In all types studied PGE₂ and TXB₂ were the major products formed. The identification of PGE₂ and TXB₂ was confirmed by GC/MS with multiple ion monitoring.The results have been compared with other reports and their possible significance discussed in relation to the proposed role of prostaglandins as mediators and modulators in immunopathology.     

Chemokines and cytokines: axis and allies in asthma and allergy

Allergic asthma can be precipitated by many factors. For the atopic person, fungus, pollen, dust mites, cockroach antigens, and diesel exhaust are all agents that may trigger an allergic attack. Cytokines and chemokines are integral mediators of fungal asthma. From the earliest time points, they recruit and activate the cells required for the clearance of fungus as well as being critical factors involved in the immunopathology of this disease. In the final analysis, it is clear that these mediators can act to the benefit or the detriment of the host.     

Oxidation and nitration of ribonuclease and lysozyme by peroxynitrite and myeloperoxidase

In spite of the many studies on protein modifications by reactive species, knowledge about the products resulting from the oxidation of protein-aromatic residues, including protein-derived radicals and their stable products, remains limited. Here, we compared the oxidative modifications promoted by peroxynitrite and myeloperoxidase/hydrogen peroxide/nitrite in two model proteins, ribonuclease (6Tyr) and lysozyme (3Tyr/6Trp). The formation of protein-derived radicals and products was higher at pH 5.4 and 7.4 for myeloperoxidase and peroxynitrite, respectively. The main product was 3-nitro-Tyr for both proteins and oxidants. Lysozyme rendered similar yields of nitro-Trp, particularly when oxidized by peroxynitrite. Hydroxylated and dimerized products of Trp and Tyr were also produced, but in lower yields. Localization of the main modified residues indicates that peroxynitrite decomposes to radicals within the proteins behaving less specifically than myeloperoxidase. Nitrogen dioxide is emphasized as an important protein modifier.