末次盛冰期以来观光木的潜在地理分布变迁

观光木(Tsoongiodendron odorum)是木兰科的古老残遗物种, 目前正面临严峻的生存威胁, 属于极小种群濒危植物。通过生态位模型(ENM)能够重建观光木地理分布格局的历史变迁, 探究气候变化对该物种分布的影响, 并了解其地理分布与气候需求间的关系, 从而为全球变暖背景下观光木的保护提供理论基础。该文基于96条现代分布记录和8个环境变量, 采用最大熵(MaxEnt)模型模拟观光木在末次盛冰期、全新世中期、现代和未来(2061-2080年, RCP 8.5)的潜在分布区, 利用SDM toolbox分析观光木的地理空间变化, 并综合贡献率、置换重要值和Jackknife检验来评估气候因子的重要性。研究结果表明: (1)观光木的高度适生区在南岭地区, 末次盛冰期时没有大尺度向南退缩, 很可能在山区避难所原地存活; (2)在全新世中期和未来两个增温的气候情境下, 观光木的分布区均表现为缩减, 其中未来分布的减幅更大, 表明气候变暖对观光木的生长有一定的负面影响; (3)总体上看, 观光木各个时期的地理分布范围相对稳定, 说明观光木对气候变化有一定的适应能力, 人为活动或自身繁育问题可能是致濒的重要原因, 并建议对广东和广西群体进行优先保护。     

新一代遥感技术助力生态系统生态学研究

随着气候变化和人类活动的加剧, 生态系统正处于剧烈变化中, 生态学家需要从更大的时空尺度去理解生态系统过程和变化规律, 应对全球变化带来的威胁和挑战。传统地面调查方法主要获取的是样方尺度、离散的数据, 难以满足大尺度生态系统研究对数据时空连续性的要求。相比于传统地面调查方法, 遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度的特点, 弥补了传统地面调查方法空间观测尺度有限的缺点。遥感通过分析电磁波信息从而识别地物属性和特征, 反演生态系统组成、能量流动和物质循环过程中的关键要素, 已逐渐成为生态学研究中必不可少的数据来源。近年来, 随着激光雷达、日光诱导叶绿素荧光等新型遥感技术以及无人机、背包等近地面遥感平台的发展, 个人化、定制化的近地面遥感观测逐渐成熟, 新一代遥感技术正在推动遥感信息“二维向三维”的转变, 为传统样地观测与卫星遥感之间搭建了尺度推绎桥梁, 这也给生态系统生态学带来了新的机遇, 推动生态系统生态学向多尺度、多过程、多学科、多途径发展。因此, 该文从生态系统生态学角度出发, 重点关注陆地生态系统中生物组分, 并分别从生态系统类型、结构、功能和生物多样性等方面, 结合作者在实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态, 阐述遥感技术在生态系统生态学中的研究现状并指出我国生态系统遥感监测领域发展方向及亟待解决的问题。     

北方农牧交错带温性盐碱化草地土壤呼吸对不同形态氮添加和刈割的响应

农牧交错带草地生态系统兼受农业和牧业的影响, 属于脆弱生态系统, 尤其是养分贫瘠的盐碱化草地, 其生态系统结构和功能对外界干扰的响应更加强烈。位于晋西北地区的农牧交错带盐碱化草地, 地理位置独特, 区别于天然牧区草地生态系统。由于毗邻农田, 农业氮肥的过量使用促进了活性氮气体排放, 同时使得农牧交错带草地土壤碳氮循环发生改变。刈割是北方农牧交错草地生态系统的主要管理方式, 为了深入探究氮添加和刈割管理方式对农牧交错带草地碳循环的影响, 进一步厘清该区域草地生态系统的碳动态问题, 该研究设置了一个不同形态氮添加和刈割的裂区实验, 测定土壤呼吸对不同形态氮肥添加和刈割的响应, 为进一步科学管理该区域草地提供可靠的依据。实验样地位于山西省右玉县境内的“山西农业大学农牧交错带草地生态系统野外观测研究站”, 于2017年设置不同形态氮添加和刈割处理, 实验处理包括对照(不刈割和刈割)、尿素添加、缓释尿素添加、刈割+尿素添加、刈割+缓释尿素添加, 每种处理6个重复, 共36个小区。在不同处理条件下测定土壤呼吸速率、土壤温度、土壤水分、土壤微生物生物量、土壤无机氮含量、植物地上和地下生物量, 并计算土壤累积碳排放量及CO₂通量。研究结果表明: (1)短期(2017-2018年)尿素和缓释尿素的添加显著提高了该地区土壤呼吸速率和土壤累积碳排放量。与添加缓释尿素相比, 添加尿素处理下的土壤呼吸速率和累积碳排放量更高; (2)刈割显著降低土壤呼吸速率和累积碳排放量; (3)短期氮添加和刈割的交互作用对土壤呼吸速率没有显著影响。因此, 短期氮添加促进了北方农牧交错带盐碱化草地土壤碳释放, 刈割抑制土壤呼吸, 降低了累积碳排放量, 这可能是由于刈割移除地上植物, 减少了凋落物的输入, 底物减少导致土壤微生物活性降低。但是随着处理时间的延长, 氮添加和刈割对该农牧交错带盐碱化草地土壤碳动态的影响还有待进一步探究和发现。     

干旱河谷微生境变化对乡土植物幼苗定植的影响

干旱区植被斑块状分布格局引起的微生境差异对植被更新影响显著。气候变化和人类活动扰动下, 干旱区生态系统微生境多样化, 急需揭示乡土植物定植对不同微生境斑块变化的响应及其种间差异性, 并采用微生境调控技术促进退化生态系统植被恢复。该研究选择岷江干旱河谷区自然分布的灌木、半灌木和裸地微生境斑块, 采用移栽鞍叶羊蹄甲(Bauhinia brachycarpa)幼苗的试验方法, 揭示微生境变化对幼苗定植的影响; 进一步以极端退化的道路边坡为案例, 通过6种乡土植物种子直播试验探讨微生境调控技术及其对乡土植物幼苗定植的促进作用。结果显示, 在自然生态系统中, 裸地斑块上幼苗保存率和生物量显著大于植被斑块, 表明裸地微生境有利于幼苗定植; 养分添加仅对裸地斑块中幼苗生物量积累有促进作用。在裸地斑块中, 叶片生物量所占的比例和比叶面积较小, 相反根和茎生物量所占的比例较大。道路边坡上植被恢复试验结果显示, 6种乡土植物均能较好地适应土石混杂的边坡生境, 多数物种出苗率大于60%; 灌木幼苗保存率大于75%, 并且形成镶嵌式乡土灌草群落结构。地表覆盖和养分添加提高了边坡上种子出苗率和幼苗保存率, 促进了幼苗定植和结构稳定。该研究提供了有效促进工程边坡上乡土植物定植的方法, 可为干旱、半干旱生态系统退化荒坡和工程破坏地乡土植被恢复提供理论依据和技术指导。     

精准营养联合生长抑素对胃癌根治术患者的临床疗效

目的 探讨生长抑素联合精准营养疗法对胃癌根治术患者术后营养指标水平和肠道菌群的影响。 方法 选取我院2017年10月至2019年1月收治并拟行胃癌根治术治疗的92例胃癌患者为研究对象,随机分为对照组(46例)和观察组(46例)。两组患者术后均给予常规处理。对照组患者同时给予生长抑素+常规肠外营养支持,观察组患者同时给予生长抑素+精准营养支持。于营养干预前后统计两组患者营养相关指标[体质量、血清白蛋白(ALB)、前白蛋白(PA)、淋巴细胞计数(LC)、肌酐(Ct)以及尿素氮(UN)]水平;对肠道菌群进行alpha分析,并计算肠杆菌、肠球菌、乳杆菌和双歧杆菌数量。 结果 营养干预前,两组患者营养相关指标水平以及肠道菌群相关指标水平之间差异无统计学意义(均P>0.05)。营养干预后,(1)观察组患者平均体质量以及血清ALB、PA、LC水平分别为(56.98±5.34)kg、(29.98±6.03)mg/L、(137.14±35.17)g/L、(1.15±0.26)×109,对照组分别为(53.29±5.18)kg、(26.12±5.29)mg/L、(104.53±27.66)g/L、(0.82±0.18)×109,两组之间差异有统计学意义(均P结论 胃癌根治术患者术后联合生长抑素和精准营养疗法能够显著改善患者的营养状况,保持肠道菌群丰度,平衡肠道菌群分布,值得临床研究和应用。     

复方泛影葡胺速率区带密度梯度离心法纯化衣原体

目的利用速率区带密度梯度离心法建立纯化高纯度、高感染力衣原体的方法。方法采用HeLa229细胞扩增衣原体,制作含有大量衣原体的细胞裂解液,以国产复方泛影葡胺作为介质,利用速率区带密度梯度离心法纯化衣原体,负染纯化产物后使用透射电镜观察形态,并将纯化产物感染HeLa229细胞,测定纯化产物的感染力。结果在透射电镜下观察,证实纯化产物为直径300 nm左右的高纯度原体。纯化产物的感染力为8.62×10~8 IFU/mL,证实该纯化产物具有高感染力。结论通过复方泛影葡胺速率区带密度梯度离心法,可获得高纯度、高感染力的衣原体,为开展衣原体感染机制、免疫反应等研究提供了有效而可靠的保证。     

喷施细胞分裂素对豇豆花荚脱落率及花荚酶活性的影响

以4个豇豆(Vigna unguiculata Linn.)品种‘鄂豇豆6号’、‘鄂豇豆2号’、‘鄂豇豆7号’和‘美国地豆’为材料,在现蕾期叶面喷施植物细胞分裂素(CTK),于喷施后第7、14、28、42d测定脱落花荚的多聚半乳糖醛酸酶(PG)和纤维素酶活性,并统计花荚脱落率和豇豆产量,研究CTK在豇豆生长发育过程中对花荚脱落的影响。结果显示,喷施CTK后,豇豆各品种的花荚脱落率均小于对照,豇豆产量均高于对照,且差异极显著(P<0.01);喷施CTK后第14、28、42d豇豆各品种脱落花荚的PG活性显著降低(P<0.05);喷施CTK后第7d各处理组脱落花荚的PG活性极显著降低(P<0.01);喷施CTK后第7d和第42d豇豆各品种脱落花荚的纤维素酶活性显著降低(P<0.05),喷施CTK后第14d和第28d各处理组脱落花荚的纤维素酶活性极显著降低(P<0.01)。研究结果表明喷施CTK可调节脱落花荚的PG活性和纤维素酶活性,从而降低花荚脱落率,实现对豇豆产量的调控。     

濒危植物秦岭石蝴蝶传粉生物学与繁育系统研究

秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis)是秦岭地区特有的国家Ⅱ级重点保护野生植物,处于濒危状态。以野生、人工培育的秦岭石蝴蝶居群为对象,通过观察和人工授粉实验对其传粉生物学及繁育系统进行研究。结果表明：(1)秦岭石蝴蝶种群花期为7月初—9月底,正值汉中多雨季节,影响授粉;花冠筒较深,不利于昆虫授粉,柱头位置高于花药,需要传粉者协助授粉。(2)柱头在花药开裂前具有可授性,柱头在第4—6天可授性最强,花粉活力第5天达到峰值,花粉和柱头虽有重叠期,但重叠期较短,仅为1—2 d。(3)访花昆虫平均访花频率较低、每朵访花停留时间较短,阴雨天气严重影响昆虫访花行为。(4)繁育系统检测与套袋实验结果显示,花粉胚珠比(P/O)为77.92,杂交指数(OCI)为4,秦岭石蝴蝶繁育系统以自交亲和为主,与异交并存的混合交配型系统,不存在无融合生殖现象,传粉者在传粉过程发挥极其重要作用。(5)种子萌发试验表明,秦岭石蝴蝶自然条件下萌发率较低,仅为23.33%。以上结果表明,秦岭石蝴蝶传粉对昆虫依赖性较高,受天气影响较大,花粉和柱头活力重叠期较短,自然条件下种子萌发率低,这些因素可能是导致秦岭石蝴蝶濒危的主要原因。     

酸化土壤改良与固碳研究进展

土壤酸化已成为全球农业系统中最严重的土地退化问题之一。综述了土壤酸化的自然和人为驱动因素及过程,土壤酸化对土壤无机碳和有机碳的影响;比较了有机、无机、生物和复合改良剂改良土壤酸性、培育基础肥力和增加有机碳库的优缺点。基于此,为推进土壤酸性改良、基础肥力培育与有机碳库协同提升,经过总结分析提出：(1)建立土壤酸性与碱酸离子组成关系的量化模型,构建土壤酸性-基础肥力-有机碳库相互作用机制模型,形成以“离子平衡”和“多功能协同”改良酸性土壤的理论框架;(2)基于酸碱离子平衡的土壤酸性分级指标、土壤-作物系统酸碱离子平衡计量方法,明确土壤酸碱离子平衡、养分离子活化、含碳组分稳固的协同路径和降酸、培肥、固碳、减污协同提升的土壤功能技术,构建化肥配施无机改良剂的离子平衡精准改良土壤酸性技术体系和有机-无机-生物联合的多功能协同提升绿色改良酸性土壤技术体系。研究旨在为我国农业的绿色可持续发展提供借鉴。