资源型城市土地利用转型及其对生境质量的影响——以乌海市为例

资源型城市前期发展导致了生境丧失或退化,实现高质量转型需要深入理解城市转型与生态环境质量之间的关系,土地利用转型特征及其对生境质量的影响规律研究为此提供依据与支撑。以资源型城市--乌海市为研究区,通过地学信息图谱和InVEST模型探究2005-2018年乌海市土地利用转型特征、生境质量时空变化及土地利用转型对生境质量的影响。结果表明：（1）2005-2018年乌海市土地利用变化趋势发生改变,土地利用转型明显,土地利用变化图谱单元数量逐渐增加78.14%,分布范围逐渐广泛。主要表现为草地与建设用地、采矿用地之间的相互转化,第一阶段（2005-2015年）草地大面积减少,建设用地和采矿用地大面积增加,第二阶段（2015-2018年）趋势相反。（2）乌海市生境质量变化呈现先强退化后弱提升趋势。2005-2015年乌海市18.75%的区域生境质量退化,提升面积较小;2015-2018年生境质量提升面积略大于退化面积。（3）2005-2015年草地向采矿用地、建设用地转化是区域生境质量降低的主要原因,2015-2018年区域生境质量提升的主导因素是采矿用地和建设用地向草地转化。研究结果揭示了资源型城市土地利用转型过程中生境质量的响应规律,可为资源型城市土地利用转型决策提供参考。     

中国森林生态系统林冠层降雨截留特征

森林生态系统作为陆地生态系统的主体,其发达的林冠层通过调节降水量、改变降水强度等深刻影响着流域全过程水文通量及水分输出。以中国广泛开展的典型森林降雨再分配过程的年尺度监测数据为基础,揭示中国不同类型森林生态系统的降雨再分配及林冠层降雨截留特征,阐明森林生态系统林冠层截留特征与降雨、植被要素的关系。结果表明:我国不同森林生态系统年穿透雨量处于141.4-2450.0 mm之间,年穿透雨率为36.3%-92.3%。5种典型森林生态系统多年平均穿透雨量((445.3±252.9)-(1230.6±479.6) mm)占同期多年平均降雨量的(72.6±9.2)%-(77.4±8.9)%。不同森林生态系统年树干茎流量介于0-508.2 mm之间,占同期年降雨量的0-25.8%。5种典型森林生态系统树干茎流量多年平均值((9.8±17.3)-(87.8±81.6) mm)占同期多年平均降雨量的(1.4±1.9)%-(5.4±4.6)%。不同森林生态系统林冠层年降雨截留范围在25.7-812.9 mm之间,占年降雨量的4.2%-55.6%。5种典型森林生态系统多年平均林冠截留量((154.2±81.6)-(392.2±203.5) mm)占同期年平均降雨量的(18.7±7.4)%-(25.9±8.3)%。进一步分析表明,我国森林生态系统穿透雨量、树干茎流量和林冠层截留量随观测区年降雨量的增加而呈显著增大(P<0.05),年穿透雨率、年树干茎流率随年降雨量的增加呈显著线性上升趋势(P<0.05),而年林冠截留率与年降雨量呈显著的负相关关系(P<0.01),降雨量、叶面积指数是深刻影响森林生态系统林冠层降雨截留率等特征的重要因素。整体上,不同类型森林生态系统林冠截留降雨能力存在明显差异,林冠层截留率突出表现为:落叶林大于常绿林、针叶林大于阔叶林。     

内蒙古自治区干旱脆弱性评价

干旱带来的环境影响及经济损失,阻碍了地区的可持续发展。开展干旱脆弱性评价是合理制定区域规划与管理措施的前提条件。然而,国内目前鲜有以省或自治区为研究区域,以市级行政区域为尺度的自然-社会-经济耦合的干旱脆弱性研究。根据IPCC提出的干旱脆弱性评价模型,选取19个指标,在3个维度上(暴露度、敏感度和适应能力)对内蒙古自治区的12个盟市开展了干旱脆弱性评价。采用熵值法确定各指标权重,并用综合指数法和系统分类法计算干旱脆弱性指数并进行分类。研究结果表明,内蒙古自治区的干旱脆弱性呈现由东向西递减的趋势,与干旱脆弱性相关性最强的三个指标分别是第一产业GDP比例、人均可支配收入和第一产业从业人员比例。导致盟市干旱脆弱性的主要贡献因素为人口与人力因素和生态与水资源因素。减缓内蒙古自治区干旱脆弱性可以从加强草原保护建设和管理,合理规划盟市建设,减少人口的集中分布,调整产业结构,提供更多的非农牧就业岗位,加强职业技能培训,完善金融服务和医疗服务等方面入手,从而促进干旱区自然生态和社会经济的可持续发展。     

全球啄木鸟濒危格局及研究现状

啄木鸟科物种作为初级洞巢者与蛀干害虫控制者,对森林高度依赖,是森林生态系统重要的伞护种和环境指示物种。自20世纪以来,由于全球范围的栖息地丧失和片段化,啄木鸟科物种的森林生境急剧萎缩,威胁着该类群物种的生存和繁衍。为探究啄木鸟科动物濒危情况和研究现状,本研究利用世界自然保护联盟濒危物种红色名录(IUCN Red List)和国际鸟盟(BirdLife International)在线数据库,检索并整理出1988年到2023年以下内容：(1)全球啄木鸟的物种数、濒危等级及其变化情况;(2)各大洲的啄木鸟物种数及其受威胁物种的比例;(3)啄木鸟的主要威胁因素;(4)通过Google学术搜索等方式检索并统计啄木鸟相关文章的研究内容。结果显示：(1)目前现存254种啄木鸟,33年间全球受威胁啄木鸟由7种增加至18种,受威胁物种数占当年已命名啄木鸟物种数的比例由3.4%上升至7.0%。(2)亚洲、南美洲和北美洲各分布了83种、93种和56种啄木鸟,受威胁物种占比分别为12.0%、6.4%、5.3%。非洲和欧洲分别分布了36种和11种啄木鸟,当前没有受威胁物种。(3)农业和生物资源利用以及放牧是啄木鸟的主要威胁因素。(4)共检索到研究啄木鸟的有关文章1 024篇,研究覆盖了140种啄木鸟,其中,文章数最多的物种是红顶啄木鸟(Leuconotopicus borealis)(162篇)。研究主要集中在巢相关特征(129篇)、生境选择特征(122篇)、取食行为(112篇)、繁殖行为(99篇)和种群状况(66篇)等基础生态学内容。这些研究为啄木鸟生物学、生态学积累了一定的基础,但物种覆盖程度还远远不够。在生物多样性急剧丧失的大背景下,亟需开展更为广泛和深入的研究。本研究对全球啄木鸟的濒危格局与研究现状进行了全面的分析,以期为后续啄木鸟的研究与保护工作提供参考。     

剪形臂尾轮虫形态的时空变化及其与生态因子间的关系

对芜湖市镜湖和汀棠湖中剪形臂尾轮虫(Brachionus forficula)的发生及其形态特征进行了一年的观察,并分析了其与环境因子间的关系。结果表明,镜湖中,剪形臂尾轮虫出现于7月至10月,且仅存在短后棘刺型个体;2样点内,除了前外棘刺长以外,轮虫的其他各形态参数均随季节显著变化,形态参数的样点间差异也因季节的不同而异;轮虫的各形态参数均随pH的升高而延长,随过滤水体中叶绿素a含量和水体中总叶绿素a含量的升高而缩短;体长和体宽均随晶囊轮虫密度的升高而增大。汀棠湖中,短后棘刺型个体出现于6月至10月,而长后棘刺型个体仅出现于6月至8月;2种形态型个体同时存在时,长后棘刺型个体在种群中所占比例始终高于短后棘刺型个体,并与水温、水体中总叶绿素a含量以及枝角类、桡足类和晶囊轮虫的密度均呈显著的正相关;2样点轮虫短后棘刺型个体各形态参数均随季节显著变化;长后棘刺型个体在1号样点内仅前外棘刺和后棘刺长有显著变化,而2号样点内仅体长、体宽和后棘刺长有显著变化;2样点内长后棘刺型个体的体长、体宽以及前外棘刺和后棘刺均显著长于短后棘刺型个体;同一形态型个体形态参数的样点间差异因季节的不同而异;短后棘刺型个体的前外棘刺和后棘刺长均与水体中总叶绿素a含量呈显著的正相关,后者与过滤水体中叶绿素a含量和枝角类密度也呈显著的正相关;长后棘刺型个体的后棘刺长与桡足类密度呈显著正相关,前内棘刺长与水温、溶氧量和晶囊轮虫密度呈显著负相关。两湖泊内剪形臂尾轮虫的后棘刺长和体长之间均呈显著的正相关,提示其后棘刺的延长并不是对体长的异速增长。     

羊草(Leymus chinensis)草地雨天放牧与非雨天放牧的绵羊采食特征

通过受控实验,比较了雨天和非雨天放牧在采食方式、采食损失量、践踏折损率以及土壤含水量和容重的差异.得出雨天放牧条件下,羊草各种采食方式的比例降低,去顶量依旧随放牧压升高而增加,但与非雨天放牧不同的是不再占主要比例.羊草采食损失量与非雨天差异不大,对于适口性更高的植物,如芦苇和全叶马兰,雨天放牧时损失更高.绵羊在冷湿环境中活动明显减少,羊草的践踏折损率各放牧压下差异不大,但芦苇的折损率依旧表现为随放牧压增强而增加.放牧后土壤15cm的含水量都低于对照小区,表明绵羊践踏加速了土壤水分的蒸发.放牧后土壤容重与放牧前和非牧区差异显著,并且容重随放牧压增强而增加.     

基于光谱指数的植物叶片叶绿素含量的估算模型

叶绿素是光合作用能力和植被发育阶段的指示器,是监测湿地植被生长健康状况的重要指标之一;高光谱遥感技术可以为植物叶绿素含量的定量化诊断提供简便有效、非破坏性的数据采集和处理方法。为保证被探测叶片面积相同,消除背景反射、叶片表面弯曲造成的光谱波动及叶片内部变异造成的影响,研究采用Field Spec 3光谱仪加载手持叶夹式叶片光谱探测器,测定野鸭湖湿地典型植物的叶片高光谱反射率数据,同时通过分光光度计室内测定相应叶片的叶绿素含量。采用相关性及单变量线性拟合分析技术,建立二者的关系模型,包括叶绿素含量与"三边"参数的相关模型以及比值光谱指数(SR)模型和归一化差值光谱指数(ND)模型,并采用交叉检验中的3K-CV方法对估算模型进行模型精度检验。结果表明:植物叶片叶绿素含量与"三边"参数大多都呈极显著相关,相关系数最大达到0.867;计算光谱反射率组成的比值(SR)和归一化(ND)光谱指数与叶绿素含量的决定系数,总体相关性比较高,较好的波段组合均为550—700nm与700—1400nm以及550—700nm与1600—1900nm,与叶绿素含量相关性最好的指数分别是SR(565nm,740nm)和ND(565nm,735nm)。并通过选取相关性最佳的光谱特征参数,分别基于"三边"参数和ND模型指数构建了植物叶片叶绿素含量的估算模型。其中,基于红边位置(WP_r)光谱特征参数和ND(565nm,735nm)光谱指数建立的叶绿素含量估算模型,取得了较好的测试效果,检验拟合方程的决定系数(R2)都达到0.8以上,估算模型分别为y=0.113x-78.74,y=5.5762x+4.4828。通过3K-CV方法进行测试和检验,植物叶绿素含量估算模型均取得了较为理想的预测精度,预测精度的分别为93.9%及90.7%。高光谱遥感技术对植被进行微弱光谱差异的定量分析,在植被遥感研究与应用中表现出强大优势,为植物叶绿素含量诊断中的实际应用提供了重要的理论依据和技术支持。     

革叶算盘子与两种头细蛾互惠共生体系的生物学研究

探索担头细蛾Epicephala duoplantaria和革叶头细蛾Epicephala daltonii共同为革叶算盘子Glochidion daltonii传粉的"一对二"协同进化模式。本文在野外观察和室内实验的基础上,对两种传粉头细蛾个体发育过程中生活习性和生活史进行详细研究并对比,记述共生双方利益得失;对比研究两种头细蛾幼虫形态特征的异同。结果表明,担头细蛾和革叶头细蛾在革叶算盘子上每年均为1个世代,幼虫和成虫的活动时间分别在2月-4月和4月-5月;革叶算盘子结实率为11.20%-27.02%,其中被蛀食率为26.47%-44.83%;果实中的种子败育率为26.03%-34.68%,种子被头细蛾蛀食率为9.29%-17.95%;平均每头幼虫消耗2.59-2.94粒种子来满足自身生长发育,每个植株留有49.53%-62.63%完好的种子,以维持互惠共生关系的稳定;产卵方式的差异导致担头细蛾的种群数量远高于革叶头细蛾;两种头细蛾的幼虫形态趋同进化但各自具有特性,这与革叶算盘子的形态特征及两种头细蛾习性有关。担头细蛾和革叶头细蛾共同为革叶算盘子传粉,形成了特殊的"一对二"协同进化互惠共生体系,推测担头细蛾是寄主转移来的传粉者,但该互惠共生体系并不稳定。     

鱼腥藻PCC7120藻蓝蛋白α亚基体内重组研究

为了研究藻蓝蛋白α亚基的生物合成途径,通过构建相容的3种重组质粒pETDuet-cpcA、pCOLADuet-cpcE-cpcF和pACYCDuet-ho1-pcyA,将裂合酶基因cpcE和cpcF、血红素氧化酶基因ho1、藻蓝胆素合成酶基因pcyA和脱辅基藻蓝蛋白α亚基基因cpcA共同转入大肠杆菌BL21(DE3)。通过色素蛋白锌电泳和光谱检测表明产生了生物活性的CpcA-PCB。成功实现了大肠杆菌内藻蓝蛋白α亚基84位半胱氨酸残基与PCB的连接。而在裂合酶基因cpcE和cpcF不转入大肠杆菌的情况下,大肠杆菌内只有0.2%的CpcA-PCB产生。以上研究为进一步在大肠杆菌内合成天然的藻蓝蛋白奠定了基础。     

正常中国人中枢运动系统传导时间的测定

本文应用高电压、低输出阻抗刺激器,经皮给予大脑皮层和脊髓电刺激(BSPES),同时在上肢鱼际(Thenar)和下肢胫骨前肌(Muscle tibialis anterior)上记录诱发肌肉动作电位,测定了64名正常健康中国人(男:46;女:18)的中枢运动系统传导时间。受试者年龄为20—67岁,身高为156—185cm。刺激大脑皮层出现反应的潜伏期与刺激脊髓出现反应的潜伏期之差为中枢运动传导时间(CMCT)。实验测得鱼际的 CMCT 为6.69±1.48ms;胫骨前肌的 CMCT 为12.90±1.59ms。经统计学处理证明,CMCT 与左右侧肢体、性别、年龄及身高无关。说明 CMCT 是无损伤测定与评价中枢运动系统功能的较精确的一种客观指标。本文根据所测数据,计算出脊髓内运动传导速度为71.34±10.89 m/s,与文献报道的锥体束传导速度50—70 m/s 相近。因此,CMCT 反映了锥体束的传导时间。