基于遥感降尺度估算中国森林生物量的空间分布

森林生物量是陆地生态系统重要的碳库,其大小与空间分布特征直接影响森林的碳汇潜力。基于空间降尺度技术,以中国第六次国家森林资源清查资料为基础,同时结合1∶100万植被分布图及同期的基于MODIS反演的NPP空间分布,定量估算了1 km分辨率下我国森林生物量的空间分布。结果表明:(1)降尺度技术能有效结合遥感数据的空间特征与地面详查资料的统计特征,从而较好地解决当前生物量估算的区域尺度转化问题;(2)我国森林生物量存在明显的空间分布规律,与水热条件的空间分布格局基本一致,表现为西部较低东部较高,大型山脉分布处较高;(3)我国森林生物量总量11.0 Pg,平均生物量74.8 Mg/hm2,其中高值区主要集中在东北大小兴安岭和长白山地区、新疆山区、西南横断山脉地区以及东南武夷山地区。     

南京农业大学微生物学虚拟仿真实验教学模式的探索

借助虚拟仿真技术构建的虚实结合的虚拟仿真实验,是提高学生实践动手能力的有力补充和有效途径。本文通过对微生物学实验教学现状的分析,探讨南京农业大学微生物学虚拟仿真实验教学模式建设的意义,重点阐述建设思路、建设方案及教学特点。该仿真实验教学体系主要从基础微生物学和应用微生物学两大模块进行构建,同时将本校的污水生物处理技术、食用菌资源调查与利用等科研成果转化为教学资源,以丰富实验教学内容。     

基于扩展的Budyko模型定量评估平江流域森林恢复和气候变异对季节性径流的影响

流域季节性径流变化反映了年内水资源的动态特征。在以森林为主的流域中,森林变化和气候变异被普遍认为是影响流域水文过程的两大驱动因素。因此在全球气候变化背景下,研究流域森林恢复和气候变异对流域季节性径流的影响,可为协调区域碳-水关系和制订可持续的森林经营管理策略提供参考。选择鄱阳湖流域上游的平江流域为研究对象,根据流域历史森林覆盖率变化情况,将研究期划分为参考期（1961-1985）和森林恢复期（1986-2006）,采用Mann-Kendall趋势分析研究流域长时期水文气象数据是否存在显著变化趋势。同时引入月干旱指数（潜在蒸散发和有效降雨的比率）,将一年定义为能量限制季（1-6月）和水分限制季（7-12月）,结合扩展的Budyko模型定量分析平江流域森林恢复和气候变异对季节性径流的相对贡献。在本研究流域整个研究期内（1961-2006）,通过Mann-Kendall趋势分析发现,研究流域水分限制季径流呈现显著增加趋势,而能量限制季水文和气候变量变化趋势均不显著。其次,相较于参考期,流域森林恢复使能量限制季径流降低了11.71 mm/a （24.40%）,使水分限制季径流增加了12.27 mm/a （17.23%）。同时,气候变异导致能量限制季径流减少了36.28 mm/a （75.60%）,而使水分限制季径流增加了58.94 mm/a （82.77%）。上述研究结果表明,森林恢复对径流影响具有累积效应。森林恢复对季节性径流具有积极的调节作用,同时季节性径流对森林恢复的响应存在时间差,而且森林恢复对径流的影响在能量限制季和水分限制季具有相互抵消的作用,气候变异与森林恢复的影响效应类似。此外,本研究也证实,平江流域季节性径流变化主要是受气候变化主导,但森林恢复对季节性径流的贡献也不容忽视。     

Role of PCK2 in the proliferation of vascular smooth muscle cells in neointimal hyperplasia

Vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation is a hallmark of neointimal hyperplasia (NIH) in atherosclerosis and restenosis post-balloon angioplasty and stent insertion. Although numerous cytotoxic and cytostatic therapeutics have been developed to reduce NIH, it is improbable that a multifactorial disease can be successfully treated by focusing on a preconceived hypothesis. We, therefore, aimed to identify key molecules involved in NIH via a hypothesis-free approach. We analyzed four datasets ({"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE28829","term_id":"28829"}}GSE28829, {"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE43292","term_id":"43292"}}GSE43292, {"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE100927","term_id":"100927"}}GSE100927, and {"type":"entrez-geo","attrs":{"text":"GSE120521","term_id":"120521"}}GSE120521), evaluated differentially expressed genes (DEGs) in wire-injured femoral arteries of mice, and determined their association with VSMC proliferation in vitro. Moreover, we performed RNA sequencing on platelet-derived growth factor (PDGF)-stimulated human VSMCs (hVSMCs) post-phosphoenolpyruvate carboxykinase 2 (PCK2) knockdown and investigated pathways associated with PCK2. Finally, we assessed NIH formation in Pck2 knockout (KO) mice by wire injury and identified PCK2 expression in human femoral artery atheroma. Among six DEGs, only PCK2 and RGS1 showed identical expression patterns between wire-injured femoral arteries of mice and gene expression datasets. PDGF-induced VSMC proliferation was attenuated when hVSMCs were transfected with PCK2 siRNA. RNA sequencing of PCK2 siRNA-treated hVSMCs revealed the involvement of the Akt-FoxO-PCK2 pathway in VSMC proliferation via Akt2, Akt3, FoxO1, and FoxO3. Additionally, NIH was attenuated in the wire-injured femoral artery of Pck2-KO mice and PCK2 was expressed in human femoral atheroma. PCK2 regulates VSMC proliferation in response to vascular injury via the Akt-FoxO-PCK2 pathway. Targeting PCK2, a downstream signaling mediator of VSMC proliferation, may be a novel therapeutic approach to modulate VSMC proliferation in atherosclerosis.     

生态系统生态学研究的关键问题及趋势——从“整体论与还原论的争论”看

在生态学领域中,存在着生态系统整体论与还原论的争论。Tansley A.G.提出,生态系统是"准有机体"。Odum兄弟提出的"生态系统能量说"被广泛接受,但也受到质疑,称其为"还原论者的整体论"。基于对上述质疑的回应以及对生态系统整体论的追求,Patten B.C.等提出"生态网络理论",运用"网络‘环境子’分析"方法,试图从物理层面分析解决生物层面的"涌现性"问题。不过,这一理论也受到批判,认为其在探究符号化的现象对生态系统的动态影响时,陷入了还原论困境。Jrgensen S.E.等更进一步,提出"系统论"的生态系统生态学,试图从系统科学的角度研究生态系统的"物质-能量-信息-网络"系统。这一理论受到生态学界高度重视,但是也存在着在具体研究过程中如何平衡能量视角和生物地球化学视角的问题。由上述争论可见,生态系统生态学研究的趋势是从"物质实体"到"能量流动",再到"网络信息",最后到"开放系统"层层递进。目前面临的关键问题是:如何在更好地定义生态系统整体性的基础上,采取相应的能够体现生态系统整体性的方法,去获得更多、更好的生态系统整体性的认识。     

Protective Role of miR-34c in Hypoxia by Activating Autophagy through BCL2 Repression

Hypoxia leads to significant cellular stress that has diverse pathological consequences such as cardiovascular diseases and cancers. MicroRNAs (miRNAs) are one of regulators of the adaptive pathway in hypoxia. We identified a hypoxia-induced miRNA, miR-34c, that was significantly upregulated in hypoxic human umbilical cord vein endothelial cells (HUVECs) and in murine blood vessels on day 3 of hindlimb ischemia (HLI). miR-34c directly inhibited BCL2 expression, acting as a toggle switch between apoptosis and autophagy in vitro and in vivo. BCL2 repression by miR-34c activated autophagy, which was evaluated by the expression of LC3-II. Overexpression of miR-34c inhibited apoptosis in HUVEC as well as in a murine model of HLI, and increased cell viability in HUVEC. Importantly, the number of viable cells in the blood vessels following HLI was increased by miR-34c overexpression. Collectively, our findings show that miR-34c plays a protective role in hypoxia, suggesting a novel therapeutic target for hypoxic and ischemic diseases in the blood vessels.     

微生物学模块式自设计研究性实验的构建与教学实践

为了以低成本、低课时、高个性化方式让低年级学生既能学习基本实验技术,又都有机会参与研究性实验,构思了以基本实验技术为依托的微生物学模块式自设计研究性实验,即教师以模块式专题形式提出系列实验项目,学生自主选择题目、思考和设计、实施操作、分析结果而教师恰当指导的实验教学方式,并将其在3年4轮的微生物学实验教学中应用。详细叙述了模块式自设计研究性实验设计思路和实施方法及实施中学生和教师的行为与表现,并分析了从3个班级收回的包含34个问题的实验教学效果调查问卷,深入探讨了该方法存在的不足和改进方法。教学实践表明,这种教学方法不会导致教师数量、实验成本、学时数的显著增加,对于较大规模学生的研究性实验具有较强的实用性和可行性;144份学生反馈问卷中每个问题平均得分均在4分以上(满分5分),表明有利于提高学生的多方面素质,使学生受到基本的科学研究素质和能力的初步训练;88%-96%的学生认为它是有效的教学方式;研究性实验的形式、学生主动性、实验方案设计的科学性、实验结果分析和讨论等方面还有待完善。     

西双版纳尚勇亚洲象的食物组成与取食生态

于1998—2000在西双版纳国家级自然保护区尚勇子保护区的自然生境中,通过对亚洲象取食植物调查和粪便分析,了解亚洲象的食物组成与取食习性。结果显示,野外跟踪调查共记录有106种植物被亚洲象所取食。其中有83种出现在象的粪便中,这些种类分别属于：禾本科8种（10．0％）、桑科7种（9．9％）、蝶形花科4种（8．4％）、五加科3种（6．6％）、葡萄科3种（5．7％）、夹竹桃科3种（4．6％）、芭蕉科1种（4．2％）、姜科3种（3．7％）、紫金牛科3种（3．6％）、蔷薇科3种（3．6％）、大戟科5种（3．3％）、榆科2种（3．O％）、含羞草科4种（2．9％）13个植物科。根据食物中所占的比率,桑科的榕属（Ficus）、禾本科的竹类（Bambusoideae）、小果野芭蕉（Musa acuminate）和莠竹（Microstegium ciliatum）是亚洲象的主要食物资源。在觅食过程中,亚洲象取食包括乔木、藤本灌木和草本等各种生活型的植物,其中先锋种所占比率（59％）高于后续种;选择性啃食枝条的植物种类（77种）高于牧草式取食的种类（6种）。亚洲象取食植物种类的月变化与月平均温度和月降雨量成负相关,旱季取食植物种类高于雨季。本研究对制定保护区野生动物管理策略,以及解决保护区周边日趋恶化的人象矛盾,具有一定的参考价值。     

不同农业土地利用方式和管理对土壤有机碳的影响 ——以北京市延庆盆地为例

自20世纪80年代以来,我国农业土地利用方式和农田管理发生了巨大变化,由此引起的土壤有机碳（SOC）含量、密度及其垂直分布发生了相应的变化,研究不同土地利用方式和管理对土壤有机碳的影响对于探讨农田生态系统的固碳作用具有重要的意义.以北京市延怀盆地为典型研究地区,选择6种农业土地利用和管理模式,共计42块样地,在1m深土体内分层采集197个土壤样品.研究结果表明：（1） 不同农业土地利用和管理方式对SOC含量的影响主要发生在0～25 cm土层中,剖面中SOC含量自上向下明显降低.（2） 通过对6种土地利用和管理方式下土壤SOC含量进行比较,结果发现果园和高投入的玉米地土壤在0～100 cm土层中SOC含量均较高,变化范围分别为4.16～10.00 g kg^-1和4.73～9.31 g kg^-1; 菜地土壤在0～40 cm土层中SOC含量较高,变化范围为6.42～9.67 g kg^-1;大豆地、中、低投入玉米地土壤在0～100 cm土层中SOC含量较低,变化范围分别为3.27～7.73 g kg^-1、3.14～8.33 g kg^-1和1.83～7.67 g kg^-1. （3） 不同农业土地利用方式对SOC密度影响的趋势与对SOC含量影响的趋势基本一致,在0～100 cm土壤中,SOC密度的顺序为果园＞菜地＞高投入玉米地＞中投入玉米地＞大豆地＞低投入玉米地,变化范围为4.15～8.22 kg m^-2.