以材料“创造”土地？——中国城市化进程的一个重要特征

中国快速城市化进程的一个重要特征是以土地为载体,通过大量投入钢铁、水泥等建材大规模修建城市建筑和基础设施,创造出大量的城市生产和生活空间。利用1985—2010年中国省级行政单元城市建成区总面积、城市居住用地总面积、城市住宅总面积和城市住宅建筑材料总使用量等数据,识别城市扩张模式,揭示中国城市化进程中土地、建筑面积及其构筑材料三者间的关系。研究表明2000年是中国城市扩张的重要分界点,2000年之前中国各省份的城市建成区总面积、城市住宅总面积和城市住宅建筑材料总使用量均较小且省份间差异不大,2000年之后三者迅速增长且省份间差异逐渐扩大。在地区尺度上,三者均呈现东部地区最高、中部次之、西部最低的特点,地区内部差异则表现为东部地区最大、西部次之、中部最小的特征。大多数省份的城市住宅总面积及其构筑材料总量随着城市建成区的扩张而增长,表明城市在发展初期以扩大建成区和水平扩张为主。随着城市化水平的不断提高,城市内部空间重组和用地置换导致高层建筑逐步替代了原有的单层或低矮建筑,城市扩张的方向由依赖土地的水平扩张转向以大量使用建筑材料为基础的垂直扩张,使得许多省份的城市住宅总面积逐渐超过辖区内居住用地总面积。这种以建筑材料"创造"出更多"土地"的城市垂直扩张在满足人们对城市生产和生活空间需求的同时,有利于节约土地资源和保护生态空间,但需要以消耗更多的建筑材料并承担建筑材料在开采、制造、运输、使用和废弃过程中所造成的环境影响为代价。     

A natural fusion of flavodiiron,rubredoxin, and rubredoxin oxidoreductase domains is a self-sufficient water-forming oxidase of Trichomonas vaginalis

Microaerophilic pathogens such as Giardia lamblia, Entamoeba histolytica, and Trichomonas vaginalis have robust oxygen consumption systems to detoxify oxygen and maintain intracellular redox balance. This oxygen consumption results from H₂O-forming NADH oxidase (NOX) activity of two distinct flavin-containing systems: H₂O-forming NOXes and multicomponent flavodiiron proteins (FDPs). Neither system is membrane bound, and both recycle NADH into oxidized NAD⁺ while simultaneously removing O₂ from the local environment. However, little is known about the specific contributions of these systems in T. vaginalis. In this study, we use bioinformatics and biochemical analyses to show that T. vaginalis lacks a NOX–like enzyme and instead harbors three paralogous genes (FDPF1–3), each encoding a natural fusion product between the N-terminal FDP, central rubredoxin (Rb), and C-terminal NADH:Rb oxidoreductase domains. Unlike a “stand-alone” FDP that lacks Rb and oxidoreductase domains, this natural fusion protein with fully populated flavin redox centers directly accepts reducing equivalents of NADH to catalyze the four-electron reduction of oxygen to water within a single polypeptide with an extremely high turnover. Furthermore, using single-particle cryo-EM, we present structural insights into the spatial organization of the FDP core within this multidomain fusion protein. Together, these results contribute to our understanding of systems that allow protozoan parasites to maintain optimal redox balance and survive transient exposure to oxic conditions.     

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。     

脆弱拟杆菌的研究进展

脆弱拟杆菌是定殖于哺乳动物肠道中的共生菌,同时也是临床感染病例中常见的条件致病菌。本文从致病及益生特性两大方面综述脆弱拟杆菌的研究现状,着重讨论了脆弱拟杆菌作为潜在益生菌在预防和治疗糖尿病及免疫性疾病中所起的重要作用,从而为筛选及应用益生脆弱拟杆菌菌株提供一定的参考。     

环京津城市群生态系统服务的时空演变与驱动因素

城市群已成为全球经济竞争的新空间单元,在促进城镇化建设,实现资源优质配置和发挥辐射带动作用等方面发挥着重要的功能。但剧烈的社会经济活动必然会对城市群生态系统服务造成破坏,因此开展城市群生态系统服务的时空演变研究,进而探索不同驱动因子对其的作用机制具有重要意义。目前,在已有的研究中缺少对城市群尺度和长时间跨度下的生态系统服务水平演变与驱动因素探究。为此,选取京津及环京津地区为研究区域,通过总结区域生态问题,构建起研究区域生态系统服务评价体系,并对2000-2018年生态系统服务进行计算,分析时空演变特征。然后,通过最小二乘法模型（Ordinary Least Squares,OLS）筛选出潜在的驱动因子,并导入地理加权回归模型（Geographically Weighted Regression,GWR）进行地理加权回归计算。最后,通过对结果分析,探讨自然和社会因子对生态系统服务的作用机制。研究结果表明：1）2000-2018年,研究区域生态系统服务呈现出先上升后下降,在2015年达到最高值的发展特征。2）在空间上,研究区域生态系统服务内总体上呈现燕山山脉及太行山山脉北部区域为生态系统服务的高值区域,坝上区域为低值区的空间分异特征。同时,生态系统服务演变在空间上呈现以燕山和太行山为界,燕山和太行山区域呈现先减弱后提升的趋势,西北区域整体呈现减弱趋势,东南区域从2015年起逐渐降低的空间演化特征。3）在驱动因素方面,自然环境和社会经济因素对生态系统服务的驱动作用从强到弱排列依次是：降雨量 > 土壤含沙 > 人口密度 > 温度 > 基础设施密度。4）其中,人口密度、土壤含沙量、基础设施呈较为明显的负相关驱动特征,降雨量呈较为明显的正相关驱动特征,温度则呈南部负相关,北部正相关,由东南向西北影响增强的趋势。本研究通过评估环京津城市群生态系统服务,分析区域生态系统服务的分析演变特征,并探索区域自然、社会因子对生态系统服务的驱动作用,为环京津城市群未来的生态环境保护和规划策略制定提供了科学指导和决策依据。     

The progress of multimodal imaging combination and subregion based radiomics research of cancers

In recent years, with the standardization of radiomics methods; development of tools; and popularization of the concept, radiomics has been widely used in all aspects of tumor diagnosis; treatment; and prognosis. As the study of radiomics in cancer has become more advanced, the currently used methods have revealed their shortcomings. The performance of cancer radiomics based on single-modality medical images, which based on their imaging principles, only partially reflects tumor information, has been necessarily compromised. Using the whole tumor as a region of interest to extract radiomic features inevitably leads to the loss of intra-tumoral heterogeneity of, which also affects the performance of radiomics. Radiomics of multimodal images extracts various aspects of information from images of each modality and then integrates them together for model construction; thus, avoiding missing information. Subregional segmentation based on multimodal medical image combinations allows radiomics features acquired from subregions to retain tumor heterogeneity, further improving the performance of radiomics. In this review, we provide a detailed summary of the current research on the radiomics of multimodal images of cancer and tumor subregion-based radiomics, and then raised some of the research problems and also provide a thorough discussion on these issues.     

不同污染程度下毛白杨叶表面PM2.5颗粒的数量及性质和叶片气孔形态的比较研究

选择了北京市环境PM_(2.5)浓度不同的两个采样点的毛白杨(Populus tomentosa Carr.)作为研究对象,利用环境扫描电镜及X-射线能谱仪对杨树叶片表面滞留的PM_(2.5)颗粒进行了观察、统计和成分分析,并研究了叶片气孔对环境颗粒物污染的适应性变化。结果表明:夏秋两季西直门叶片样品上下表面的PM_(2.5)数量均多于森林公园样品这说明环境PM_(2.5)浓度是影响叶片表面滞留颗粒物数量的主要原因;其中叶片上表面是滞留PM_(2.5)颗粒的主要区域。森林公园样品中PM_(2.5)颗粒性质比较单一,硅铝酸盐颗粒和石英颗粒占很大比例,二者的主要来源均为天然源,如土壤扬尘、矿物颗粒等;而西直门采样点叶片样品滞留的PM_(2.5)颗粒的元素组成更为复杂,其中50%以上的硅铝酸盐颗粒检测出了明显的铜、钾、氯、钠等元素的谱峰其来源主要是工业排放;西直门样品PM_(2.5)的含硫量高于森林公园样品,且夏季明显高于秋季。研究还发现有少数PM_(2.5)颗粒进入了毛白杨叶片的气孔而且不同污染程度下气孔的形态特征存在差异。与森林公园毛白杨叶片的气孔相比,西直门处的毛白杨叶片气孔的长度、宽度、面积和气孔密度均较小,说明较高的PM_(2.5)污染程度对毛白杨叶片的形态发育有一定影响。研究结果可以为揭示植物叶片阻滞、吸收大气颗粒污染物的机制、合理选择和优化城市绿化树种从而改善空气质量提供一定的科学理论依据。     

不同控草措施对高温季节华南地区蔬菜田杂草群落的影响

华南地区高温季节从6月持续到10月,田间杂草危害严重,当前高温季节田间杂草群落发生格局相关的研究资料积累不足。因此在广州高温季节于标准化菜田通过田间杂草调查、小区控草试验和室内土壤培养,研究了杂草群落发生规律和菜田不同清园和土壤处理控草措施对田间杂草群落短期防效和后续影响。结果表明,试验田休耕50 d后,田间杂草群落中禾草类杂草种类较少但发生量明显占优,阔叶类杂草种类较多而危害总体较轻,莎草类杂草种类较少,发生量与阔叶草相当;牛筋草(Eleusine indica)呈现明显的单优势,光头稗(Echinochloa colona)、千金子(Leptochloa chinensis)、碎米莎草(Cyperus iria)、草龙(Ludwigia hyssopifolia)等的盖度也较高。休耕后取田间土壤在不同温度条件下培养的结果亦表明,高温促进禾草类杂草的出苗和幼苗生长(尤其是40℃/35℃)而15℃恒温培养14 d几乎仅有阔叶类杂草出苗。不同控草措施处理的田间试验结果表明,百草枯处理(900 g a.i./hm~2)后阔叶类杂草总盖度上升的趋势被扭转为禾草类杂草持续占优势;喷施百草枯并铲草处理30 d后杂草盖度即恢复至60%以上,而配合喷施丁草胺(1350 ga.i./hm~2)、乙草胺(750 ga.i./hm~2)、精异丙甲草胺(750 ga.i./hm~2)或二甲戊灵(600 ga.i./hm~2)进行土壤处理30 d后可使杂草盖度与仅喷施百草枯处理分别下降72.9%、84.6%、83.9%和77.5%;土壤处理前配合浅翻耕可明显提升控草效果。典范对应分析(CCA)结果表明,控草处理70d后,百草枯、铲草和翻耕处理均对试验田间杂草群落结构具有显著影响(P0.01),田间各主要杂草在CCA排序图中明显分为两个类群:1)光头稗、牛筋草、千金子、马唐(Digitaria sanguinalis)、水虱草(Fimbristylis miliacea)和三头水蜈蚣(Kyllinga triceps);2)草龙、胜红蓟(Ageratum conyzoides)、鳢肠(Eclipta prostrata)、马齿苋(Portulaca oleracea)等阔叶类杂草和碎米莎草。     

琼胶酶研究进展

琼胶酶是一种多糖水解酶,根据其降解琼脂糖的作用方式不同,可以分为α-琼胶酶(EC 3.2.1.-)和β-琼胶酶(EC 3.2.1.81).本文结合自己的研究,从琼胶酶的生物学研究、酶的分类、晶体结构、催化机理以及酶的应用等几个方面综述了琼胶酶的研究进展.