稳定性氮肥配合秸秆还田对水稻产量及N2O和CH4排放的影响

以中国科学院辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站连续两年的试验平台为依托,以潮棕壤为供试土壤,开展了稳定性氮肥配合秸秆还田对水稻产量及N₂O和CH₄排放的影响研究,设置对照(CK)、尿素(U)、尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+I)、秸秆还田(S)、秸秆还田+尿素(S+U)、秸秆还田+尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(S+U+I)6个处理.结果表明: 与CK相比,尿素显著提高了水稻产量、N₂O和CH₄累积排放及全球增温潜势.硝化抑制剂和脲酶抑制剂与尿素配施可显著减缓N₂O的累积排放.秸秆还田显著增加了N₂O和CH₄累积排放、全球增温潜势和温室气体排放强度.S+U+I处理水稻产量最高,但温室气体排放强度也显著高于其他处理;U+I处理产量略低于S+U+I,但温室气体排放强度最小.秸秆单独还田处理作物产量与对照相比无显著差异.在东北潮棕壤发育的水田中,S+U+I和U+I是相对较优的施肥模式.     

基于精神影像和人工智能的抑郁症客观生物学标志物研究进展

抑郁症是当今社会上造成首要危害且病因和病理机制最为复杂的精神疾病之一,寻找抑郁症的客观生物学标志物一直是精神医学研究和临床实践的重点和难点,而结合人工智能技术的磁共振影像(magnetic resonance imaging,MRI)技术被认为是目前抑郁症等精神疾病中最有可能率先取得突破进展的客观生物学标志物.然而,当前基于精神影像学的潜在抑郁症客观生物学标志物还未得到一致结论 .本文从精神影像学和以机器学习(machine learning,ML)与深度学习(deep learning, DL)等为代表的人工智能技术相结合的角度,首次从疾病诊断、预防和治疗等三大临床实践环节对抑郁症辅助诊疗的相关研究进行归纳分析,我们发现:a.具有诊断价值的脑区主要集中在楔前叶、扣带回、顶下缘角回、脑岛、丘脑以及海马等;b.具有预防价值的脑区主要集中在楔前叶、中央后回、背外侧前额叶、眶额叶、颞中回等;c.具有预测治疗反应价值的脑区主要集中在楔前叶、扣带回、顶下缘角回、额中回、枕中回、枕下回、舌回等.未来的研究可以通过多中心协作和数据变换提高样本量,同时将多元化的非影像学数据应用于数据挖掘,这将有利于提高人工智能模型的辅助分类能力,为探寻抑郁症的精神影像学客观生物学标志物及其临床应用提供科学证据和参考依据.     

丛枝菌根真菌对砷胁迫下棉花根系形态和生理特征的影响

以棉花品种‘大铃棉69号’为材料,通过室内盆栽试验,将两种丛枝菌根真菌根——内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,RI)和摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,FM)分别接种棉花根部,分析不同土壤砷浓度(0、100、200 mg/kg)条件下丛枝菌根真菌对棉花生长、根系特征、细胞膜透性、抗氧化酶活性以及砷在棉花体内积累和转移的影响,为丛枝菌根真菌在土壤砷污染修复中的合理应用提供理论支撑。结果表明:(1)随着砷胁迫的加重,棉花生长、根系发育、根系活力、抗氧化酶系统(SOD、POD、CAT)和渗透调节系统(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)均受到明显抑制。(2)接种RI和FM显著提高了棉花的株高、生物量、根冠比,根系活力;降低了棉花地上和地下部的砷含量和砷转移系数;提高了棉花总根长、根表面积、根体积、根尖数、根叉数等根系形态指标,并降低其0～0.2 mm径级的根长百分比,增加其0.5～1.0 mm和1.0 mm径级的根长百分比;促使棉花叶和根中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节物质含量和SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性不同程度升高,并使相对电导率、MDA含量降低;其中,摩西斗管囊霉接种效果优于根内根孢囊霉。研究发现,在土壤砷胁迫条件下,接种丛枝菌根真菌可促进棉花生长和根系发育,降低棉花体内砷浓度并抑制其向地上转移,同时激活抗氧化系统和渗透调节系统来减轻砷对棉花的毒害作用,增强棉花对土壤砷胁迫的耐受能力,且摩西斗管囊霉接种效果更佳。     

基于通量塔观测资料的北美温带植被物候阈值提取方法

通量塔方法可以有效监测植被的季节和物候变化过程.目前,不同物候提取方法间的检验和定量化评估工作还有待加深.本文选取9个北美森林通量塔站的总初级生产力（GPP）和净生态系统生产力（NEP）数据,利用阈值法提取了生长季开始日期（SOS）和结束日期（EOS）,关联生态系统的碳源汇功能,分析了不同阈值标准对物候提取结果的影响.结果显示： 不同阈值标准对落叶阔叶林(DBF)物候提取结果稳定性的影响较常绿针叶林(ENF)小;GPP绝对阈值和相对阈值提取结果间,DBF站点阈值为GPP=2 g C·m^-2·d^-1的物候提取结果与20%最大GPP值(GPP_max)最接近,阈值为GPP=4 g C·m^-2·d^-1物候提取结果介于20% GPP_max和50% GPP_max之间,生态系统碳汇功能开始日期介于GPP=4 g C·m^-2·d^-1和20% GPP_max提取的SOS之间;ENF站点与阈值为GPP=2 g C·m^-2·d^-1和GPP=4 g C·m^-2·d^-1物候提取结果最接近的分别是20% GPP_max和50% GPP_max,生态系统碳汇功能开始日期介于GPP=2 g C·m^-2·d^-1和10% GPP_max提取的SOS之间.     

BLyS对噬菌体随机12肽库的筛选

用B淋巴细胞刺激因子（BLyS）对噬菌体随机12肽库进行亲和淘洗,3轮筛选后阳性噬菌体得到富集。用ELISA鉴定噬菌体克隆,多个阳性克隆测序后得到了同一个小肽序列(RHKIQLRQNIIT)。将该小肽与GST融合,在大肠杆菌中进行表达及纯化,ELISA实验进一步验证了其具有与BLyS特异结合的活性。该小肽有可能成为其天然受体的拮抗剂。      

宁夏陆地生态系统水分利用效率特征及其影响因子

生态系统水分利用效率(Water Use Efficiency, WUE)是表征生态系统碳水耦合程度的重要指标,能反映生态系统碳水循环规律及其相互作用关系。基于MODIS数据以及宁夏生态系统类型数据,分析2000—2017年宁夏不同生态系统WUE的变化特征,探讨了NPP和ET两种因子对WUE年际与年内变化的影响。结果表明:(1)全区陆地生态系统的年均WUE为1.03 g·C/kg·H_2O,值域在0.55—2.98 g·C/kg·H_2O之间,总体上呈现南北高、中部低的特征。(2)不同生态系统的WUE差异较大,由高到低为水体及湿地、森林、农田、草地、聚落、荒漠和其他生态系统,在同类生态系统中,植被生物量和盖度越高的亚类生态系统,其WUE也越高。(3)宁夏陆地生态系统WUE存在着每年0.0141 g·C/kg·H_2O的下降趋势,年内WUE呈典型的单峰形态,变化范围在0.02—2.16 g·C/kg·H_2O之间。(4)年际尺度上,宁夏陆地生态系统WUE与年蒸散(Evapotranspiration,ET)有极显著负相关性(P0.01),而与净初级生产力(Net Primary Production,NPP)没有相关性;年内尺度上,WUE变化与ET呈显著正相关(P0.05),与NPP呈极显著正相关(P0.01),这与植被的年内季节性生长过程有关。(5)根据ET强弱和WUE高低,可将宁夏陆地生态系统水分利用效率特征划分为4类,即低ET低WUE区、低ET高WUE区、高ET低WUE区和高ET高WUE区。宁夏的生态恢复工程在增强植被生产力的同时,也增强了区域水分消耗,致使陆地生态系统整体水分利用效率下降,这为宁夏未来水资源调控和生态重建提供了科学依据。     

抑制剂和安全剂对高羊茅根中酶活性和菲代谢的影响

以高羊茅(Festuca arundinacea)为供试植物,利用水培体系研究了抑制剂和安全剂对植物根中过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性以及菲代谢的影响。供试安全剂为浓度0.3%的NaCl,抑制剂为浓度2.00 mg/L的Vc。结果表明,2.00 mg/L的Vc作用下,1—16d,高羊茅根的菲含量显著高于对照处理,而供试安全剂对植物根中菲含量的影响不显著。抑制剂作用下植物根部的PPO和POD活性显著降低;16d,抑制剂作用下的植物根部PPO和POD活性为对照组的1/6和1/9,表现出强抑制效应。而安全剂作用下植物根部PPO和POD活性则略高于对照组,但差异不显著（P＜0.05）。植物体内酶的初始活性是影响植物代谢PAHs菲的关键因素。抑制剂主要通过调节酶活性来影响根系代谢菲,其对植物根中PPO和POD活性的抑制效率与根部菲代谢抑制效率显著正相关。     

宏基因组学:基本策略及在医学研究领域中的可能应用

宏基因组学（metagenomics）的提出是分子生物学领域的一个重要进展。在自然生境中有大量不可培养微生物的存在,无法通过培养法进行研究,而宏基因组学的策略则突破了这一束缚。宏基因组学是从生境中取得全部微生物的基因组,并进行系统研究的方法。该文介绍宏基因组学的基本情况,并着重探讨其在医学研究领域中的可能应用。     

鸭绿江口近岸海域水质环境对冬季浮游动物群落结构的影响

定量分析滨海湿地近岸海域水质环境与浮游动物群落结构之间的关系对揭示海水水质环境健康状态具有重要意义。2019年12月在鸭绿江口湿地国家级自然保护区近岸海域开展了浮游动物和水环境因子调查,运用冗余分析和结构方程模型等方法探讨了水质环境对冬季浮游动物群落结构的影响。研究区共鉴定出浮游动物14种以及浮游幼虫5大类,桡足类最多占比52.63%;保护区不同功能分区间浮游动物群落结构总体差异不大,多样性指数、均匀度指数和丰富度指数平均值分别为1.34、0.51和0.59;浮游动物的种群分布与海水化学需氧量、溶解性无机氮、浮游植物群落多样性指数和铜元素含量关系显著;结构方程模型模拟结果表明,海水富营养化水平对浮游动物丰富度的效应系数为-0.26,具有显著的直接影响(P=0.01),重金属污染水平通过影响浮游植物丰富度(效应系数为-0.41,P<0.001)间接对浮游动物丰富度产生作用(间接效应系数为-0.2)。研究结果将有助于深化对海水环境和浮游动物群落结构协同演变过程的认识,为滨海湿地近岸海洋生态系统科学管理提供理论支撑。     

内蒙古荒漠草原防风固沙服务变化及其驱动力

荒漠化是内蒙古荒漠草原面临的最严重的生态环境问题之一,而风蚀则是造成土地退化的主要因素。采用修正风蚀方程（Revised wind erosion equation,RWEQ）定量评估了内蒙古荒漠草原2000和2017年的固沙量,并结合土地利用、降水、风速、植被覆盖度数据分析了该区域防风固沙服务的影响因素。结果表明：内蒙古荒漠草原的防风固沙服务表现出明显的空间异质性,不同土地利用类型提供的防风固沙服务有所差异,其中高覆盖度草地的固沙量相对较高。总体来说,2000年固沙量与降水、风速、植被覆盖度均为正相关,2017年固沙量与降水为负相关,与风速和植被覆盖度为正相关。2000-2017年内蒙古荒漠草原固沙物质总量增幅为53.95%,其中9.65%来源于土地利用变化区域,土地利用方式发生变化的面积占研究区总面积的5.6%。2000-2017年土地利用变化以林地的恢复、建设用地的扩张以及不同覆盖度间草地的转换为主。2000-2017年,风力因子的分布模式对防风固沙服务的空间分布变化的影响较大。总的来说,土地利用变化对内蒙古荒漠草原的防风固沙服务有一定的增强作用,防风固沙服务的空间分布在时间上的变化主要受气候因子的影响。