长期不同植被覆盖对黑土团聚体内有机碳组分的影响

为探究黑土团聚体内土壤有机碳(SOC)的“分馏”特征, 揭示不同植被覆盖下土壤团聚体的固碳机制, 该文以中国科学院海伦农业生态系统国家野外综合研究站内不同植被覆盖(草地、农田和裸地)长期定位实验的土样为研究对象, 利用团聚体湿筛分组、有机碳物理和化学分组相结合的方法, 研究了黑土团聚体及其内部的碳密度和腐殖质组分的碳分配特征。研究发现, 黑土经过不同植被覆盖31年后, 长期草地覆盖使土壤表层SOC、全氮(TN)含量显著增加, 农田和无植被覆盖的裸地SOC含量减少, 且在裸地显著降低。3种处理中, 2-0.25 mm (含2 mm, 下同)粒级团聚体均为优粒级。土壤团聚体的稳定性顺序为草地>农田>裸地。草地覆盖使土壤大团聚体的比例和有机碳库增加, 微团聚体和粉黏粒所占比例和碳库均减少, 说明草地覆盖促进了土壤大团聚体形成, 土壤固碳能力显著增强。而农田和裸地因外源碳投入少, 有机碳含量均是微团聚体>大团聚体>粉黏粒, SOC主要分布在微团聚体中。不同植被覆盖处理对土壤团聚体内密度组分和腐殖质各组分碳的富集“分馏”作用很明显, 与农田和裸地相比, 长期草地植被覆盖处理>2 mm和2-0.25 mm粒级团聚体中轻组碳含量富集的较多, 2-0.25 mm粒级团聚体中富里酸、胡敏酸和胡敏素的碳富集均最高, 而农田和裸地促进了微团聚体内腐殖质碳的富集。草地覆盖显著增加了大团聚体内活性有机碳组分, 来源于植物的碳首先进入到大粒径的团聚体中, 使土壤团聚结构显著改善, 农田和无植被覆盖的裸地土壤中轻组碳含量显著降低, 团聚体内有机碳以重组碳和胡敏素为主, 稳定化程度更高。     

城市生态智慧管理系统的生态系统服务评估功能与应用

开展生态系统服务评估已经成为国土空间功能管治、城市治理、生态产品价值实现等工作中的先行基础动作。生态系统服务的类型和模型方法多,数据需求复杂,传统基于多学科软件开展生态系统服务评估的工作模式知识和技术门槛较高、效率低。当前专业的生态系统服务评估软件多为美国从业人员开发,对我国的数据构成和本地化参数适应性有限。介绍了我国自主开发的生态系统分析软件（城市生态智慧管理系统,IUEMS）的主要功能和应用情况,并将其的生态系统服务评估功能与InVEST、ARIES等国外主流软件在操作逻辑、评估模型、数据取得、空间精度、界面交互五个方面进行了对比。     

塔里木荒漠河岸林物种多样性沿地下水埋深梯度的分布格局

探讨荒漠河岸林土壤水分、物种多样性的空间变异性及其相互关系,可为干旱区天然林保护、可持续经营和生态恢复提供科学依据。以塔里木荒漠河岸林为研究对象,基于野外样带调查和采样测定,系统分析了地下水埋深（GWD）梯度下林地土壤水分与物种多样性的空间变异及其权衡关系。结果表明：随GWD增加和土壤水分减少,荒漠河岸林群落物种数减少、结构简化、群落发生退化,退化顺序为浅根系的中生草本植物和灌木,最后留存的是抗旱性较强的乔灌木或灌木;同时土壤水分和物种丰富度、物种多样性指数均呈显著的线性递减趋势,而物种均匀度指数降幅较小。GWD与土壤水分、物种多样性之间均呈极显著的相关（P<0.01）,土壤水分与物种多样性的相对收益随GWD增加而逐渐降低,表明GWD是控制荒漠河岸林土壤水分和物种多样性空间变异的关键因素。荒漠河岸林土壤水分与物种多样性权衡关系的转折点为GWD 4.5m左右,转折点以下（GWD<4.5m）二者沿GWD以相同速率变化,呈协同关系;转折点以上（GWD>4.5m）土壤水分与物种多样性的权衡明显增大,土壤水分相对收益剧降,即维持当前相应的物种多样性以消耗土壤水分为代价,系统通过反馈调节使物种多样性降低。综上表明,维持塔里木荒漠河岸林物种多样性和生态系统功能的合理GWD在4.5m左右,这为塔里木河流域荒漠河岸林保育与生态输水工程实施提供科学依据。     

平滑肌22α蛋白在血管稳态和血管重构中的作用

有关血管稳态和重构的分子机制一直是近年来的研究热点,也被视为治疗血管损伤性疾病的突破点.大量研究证实,血管损伤修复及病理性重构过程与血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的表型转化、异常增殖与迁移、细胞衰老关系密切.平滑肌22α(smooth muscle 22α,SM2...     

天然沙冬青器官生态化学计量特征对异质生境的响应

以我国重点保护的珍稀濒危植物且是西北荒漠地区唯一常绿阔叶灌木沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）为研究对象,分析异质性荒漠生境（固定沙地、半固定沙地、石质沙地、洪积砾石坡地和盐碱滩地）对沙冬青叶、茎、根、花和种子生态化学计量学特征的影响,了解其生长的适应机制和生存策略。结果表明：沙冬青各器官碳（C）含量表现为叶 > 茎 > 根 > 种子 > 花,而氮（N）、磷（P）、钾（K）营养元素含量均表现为种子 > 花 > 叶 > 根 > 茎,N、P、K三大营养元素在繁殖器官中的富集,可以促进沙冬青由营养生长向生殖生长的转变,反映了资源分配模式和植物生长策略。沙冬青各器官的碳氮磷钾含量和各元素化学计量比在不同生境条件下变化较复杂,其中在沙质土壤（固定和半固定沙地）具有更高的C、N、P储存能力,而K在砾质土壤（石质沙地和洪积砾石坡地）含量较高,且砾质荒漠沙冬青的C：N、C：P 及 N：P 均显著高于沙质土壤,表明沙冬青在石质沙地和洪积砾石坡地有更高的养分利用效率。各器官元素含量相关分析表明器官间的养分协同性远高于器官内部。化学计量比C：N、C：P、C：K均表现为：茎 > 根 > 叶 > 花 > 种子,N：P为根 > 叶 > 茎 > 花 > 种子,N：K为茎 > 根 > 叶 > 种子 > 花,K：P 为叶 > 根 > 种子 > 茎 > 花,各器官中的C：N和N：P比在各生境间相对较稳定,而K：P比变化巨大,N：P与P含量呈显著的负相关（P <0.05）,与N含量的相关性不显著（P >0.05）,说明P作为敏感性元素决定了沙冬青体内N：P比值的变化,且不同生境叶片N：P比值均大于16,说明沙冬青生长主要受P限制。器官与生境对沙冬青化学计量特征都有影响,生境对C含量和N：K、K：P的影响较大,器官对N、P、K含量及C：N、C：P、C：K、N：P的影响较大。除P元素外,各元素含量及其化学计量比均受器官和生境交互作用影响。了解植物根-茎-叶-花-种子的整体资源权衡和协变策略,为沙冬青物种资源的保护和开发提供理论依据。     

气候和土地利用与空间结构在影响大熊猫同域分布大中型哺乳动物物种丰富度中的相对作用

气候因子和土地利用因子是影响生物多样性分布格局的两个主要驱动因素。然而,当前关于气候因子和土地利用因子对生物多样性影响的研究主要集中在物种层面上,在群落水平上对生物多样性的影响依然知之甚少。本研究以大熊猫同域分布大中型哺乳动物为研究对象,结合物种丰富度数据、气候数据、土地利用数据以及经纬度数据,构建基于不同变量组合的多元线性模型,并通过模型拟合优度比较和方差分解等方法,探讨气候因子、土地利用因子和空间结构在影响大熊猫同域分布大中型哺乳动物物种丰富度中的相对作用。结果表明:(1)四川省大熊猫分布的五大山系内的大中型哺乳动物在属数和物种数方面差异较大。其中岷山山系的属数和物种数最高,分别为25属和28种,凉山山系的属数和物种数最低,分别为19属和20种,五大山系内排名前五的优势种分别为大熊猫、羚牛、野猪、中华斑羚、中华鬣羚;(2)大熊猫同域分布大中型哺乳动物物种丰富度在空间分布上差异较大。所有10 km×10 km栅格内的物种数在1～14之间,平均值为6.199±3.475;(3)完全模型(包含所有气候变量、土地利用变量和空间结构变量的模型,CLS)的拟合优度要好于其它6类模型,且包含土地...     

神经递质和调质参与导水管周围灰质痛觉调控的研究进展

导水管周围灰质(periaqueductal gray,PAG)在疼痛的调控过程中处于一个不可或缺的位置.其不仅是痛觉信息上行传递的重要部位,还是疼痛抑制系统的重要组成部分.在PAG,包括γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)和谷氨酸(glutamate,Glu)在内的神经递质以及内源性阿片肽(endogenous opioid peptides,EOP)和内源性大麻素(endocannabinoid,e CB)为代表的神经调质都参与了PAG对疼痛的信息传递以及调节.本文重点综述GABA、5-HT、Glu、EOP和eCB在PAG参与疼痛生理调控机制的研究进展,以期为中枢神经系统的镇痛研究提供一定的理论基础.     

锰超氧化物歧化酶的催化原理与酶活性调节机制

锰超氧化物歧化酶(MnSOD)催化两分子超氧自由基歧化为分子氧和过氧化氢。超氧自由基被Mn³⁺SOD氧化成分子氧的反应以扩散的方式进行。超氧自由基被Mn²⁺SOD还原为过氧化氢的反应以快循环和慢循环两条途径平行进行。在慢循环途径中,Mn²⁺SOD与超氧自由基形成产物抑制复合物,然后该复合物被质子化而缓慢释放出过氧化氢。在快循环途径中,超氧自由基直接被Mn²⁺SOD转化为产物过氧化氢,快速循环有利于酶的复活与周转。本文提出温度是调节锰超氧化物歧化酶进入慢速或者快速循环催化途径的关键因素。随着在生理温度范围内的温度升高,慢速循环成为整个催化反应的主流,因而生理范围内的温度升高反而抑制该酶的活性。锰超氧化物歧化酶的双相酶促动力学特性可以用该酶保守活性中心的温度依赖性配位模型进行合理化解释。当温度降低时,1个水分子(或者OH^-)接近Mn、甚至与Mn形成配位键,从而干扰超氧自由基与Mn形成配位键而避免形成产物抑制。因此在低温下该酶促反应主要在快循环通路中进行。最后阐述了几种化学修饰模式对...     

人NFE2基因上游增强子lncRNA调控NFE2基因转录和K562细胞增殖

目的 转录因子NFE2的异常表达在许多骨髓增殖性肿瘤患者中被观察到,然而造成这种异常的转录调控机制尚不明确,本研究旨在探究参与NFE2转录调控的元件和分子机制。方法 首先通过公共数据库中ChIP-seq数据和ATAC-seq数据预测NFE2基因的潜在增强子元件,并通过双荧光素酶报告实验进行体外验证。随后,通过PRO-seq和GRO-seq数据结合RACE技术克隆这些增强子RNA转录本,经在线编码潜能预测工具分析认为其为lncRNA,通过RT-qPCR检测该lncRNA在不同白血病细胞系中和这些细胞诱导分化前后的表达变化及其亚细胞定位。最后,通过慢病毒系统在K562细胞中过表达和敲降该lncRNA以探究其功能。结果 鉴定出调控NFE2转录的3个增强子元件,分别位于NFE2转录起始位点-3.6k,-6.2k和+6.3k区域,这些元件插入NFE2启动子上游均能增强下游萤火虫荧光素酶的表达。克隆出-3.6k增强子负链方向的转录本,将其鉴定为-3.6k-lncRNA。本研究发现,该lncRNA在K562、U937和HL-60这3种白血病细胞系中均有一定程度的表达,且均定位于细胞核内。当该lncRNA在K562细胞中过表达,NFE2水平随之提高,细胞增殖和细胞迁移能力受到抑制;当其被敲降时,NFE2水平相应降低而K562细胞增殖能力随之升高。结论 本文鉴定了调控人NFE2基因转录的3个增强子元件和一条增强子lncRNA转录本,并验证了该lncRNA对NFE2转录的正调控作用以及对K562细胞增殖能力具有抑制作用。     

生态场理论在沙地云杉种群更新中的应用

生态场理论是物理生态学的基本理论,它基于植物分布格局,植物生长模型,植物竞争以及竞争利用的研究,研究森林草原过滤带上沙地云杉种群在更新中产生的生态场的特性,结果表明,沙地云杉种群生态场是半椭圆形特殊的非均匀场,生态场强度随着母树距离的增大而变化,开始时迅速增大,３￣５ｍ处场强达到最大,然后逐渐下降,由于生态场的重叠而使叠加部分的场强明显增大,生态场的作用范围与坡度,坡长等地形因子及树高,冠半径等测