不同积水生境对河南黄河湿地植物多样性的影响

湿地作为水陆交替的过渡地带,承担着重要的生态服务功能,湿地植物是生态功能作用发挥的基础。不同积水生境与湿地植物物种组成和分布关系密切。黄河流域是国家的重要生态屏障,湿地面积广阔,河南黄河湿地作为黄河湿地的重要组成部分,其积水生境对植物多样性的影响尚不清晰。为研究河南黄河湿地植物的多样性现状以及积水生境对其植物多样性的影响,采用样方和样线相结合的方法对河南省7个黄河湿地自然保护区中的湿地植物进行调查,共设置样方981个。重点分析了不同积水生境湿地植物的主要群系和物种组成,研究了各生境物种多样性和群落多样性特征（α多样性）,对比了的不同积水生境植物物种组成相似性和群落间相似程度（β多样性）,明确了各生境的植物物种排序和指示种。结果表明：（1）河南黄河湿地植物群系以草本群系为主,共发现188种湿地植物,分属56科,138属;（2）不同积水状况湿地植物物种丰富度大小依次为：季节性积水 > 永久性积水 > 间歇性积水 > 季节性水涝,主要群系总数与物种丰富度趋势表现一致;（3）不同积水生境湿地植物的物种组成存在显著差异,季节性积水和永久性积水生境中植物物种组成相似性和群落间相似程度最高,各积水生境均有明显的优势种和指示种。河南黄河湿地积水生境在不同流段差异显著,不同积水生境下植物多样性和主要植物群系有明显区别,进行湿地生态建设时,建议优先保护季节性积水生境,减少季节性水涝生境的产生,以达到维持物种多样性,发挥湿地最大生态价值的目的。     

Characterizing superspreading potential of infectious disease: Decomposition of individual transmissibility

In the context of infectious disease transmission, high heterogeneity in individual infectiousness indicates that a few index cases can generate large numbers of secondary cases, a phenomenon commonly known as superspreading. The potential of disease superspreading can be characterized by describing the distribution of secondary cases (of each seed case) as a negative binomial (NB) distribution with the dispersion parameter, k. Based on the feature of NB distribution, there must be a proportion of individuals with individual reproduction number of almost 0, which appears restricted and unrealistic. To overcome this limitation, we generalized the compound structure of a Poisson rate and included an additional parameter, and divided the reproduction number into independent and additive fixed and variable components. Then, the secondary cases followed a Delaporte distribution. We demonstrated that the Delaporte distribution was important for understanding the characteristics of disease transmission, which generated new insights distinct from the NB model. By using real-world dataset, the Delaporte distribution provides improvements in describing the distributions of COVID-19 and SARS cases compared to the NB distribution. The model selection yielded increasing statistical power with larger sample sizes as well as conservative type I error in detecting the improvement in fitting with the likelihood ratio (LR) test. Numerical simulation revealed that the control strategy-making process may benefit from monitoring the transmission characteristics under the Delaporte framework. Our findings highlighted that for the COVID-19 pandemic, population-wide interventions may control disease transmission on a general scale before recommending the high-risk-specific control strategies.     

夏季南黄海冷水团及其周边海域小型底栖动物类群组成与分布

对2011年6月南黄海冷水团及其周边海域23个站位的小型底栖动物类群组成、丰度、生物量和空间分布及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明,调查海域共鉴定出小型底栖动物20个类群,平均丰度为(1194±873)个/10 cm~2,平均生物量为(881±669)μg干重/10 cm~2,其中自由生活海洋线虫是绝对优势类群,占小型底栖动物总丰度的89.7%,其次为底栖桡足类(5.5%)、甲壳类幼体(1.8%)、多毛类(1.2%);对生物量的贡献上依次为海洋线虫(49.0%)、多毛类(22.9%)、桡足类(13.9%)、介形类(7.8%)、涡虫(2.0%)。在垂直分布上,79.1%的小型底栖动物分布在沉积物0—2 cm的表层,16.4%分布在2—5 cm的次表层,4.5%的小型底栖动物分布在5—8 cm的下层。与环境因子的相关性分析表明,小型底栖动物的总丰度和总生物量与沉积物叶绿素a含量显著正相关;小型底栖动物的生物量和沉积物中部分重金属(Pb、Cu、Fe、Ni、Co)含量呈显著负相关,但与Cd含量呈极显著正相关。BIOENV分析结果表明,沉积物含水量、有机质含量和分选系数组合最能解释小型底栖动物类群组成分布差异。根据小型底栖动物的类群组成可将研究海域划分为3个区域,包括:冷水团中央区域,冷水团边缘区和近岸区,其中冷水团边缘区丰度和生物量最高,冷水团区域次之,近岸区最低;整个冷水团海域小型底栖动物丰度和生物量分别是非冷水团海域的2.3倍和2.1倍。     

黄土高原植被建设与土壤干燥化:问题与展望

黄土高原大规模植被建设有效减少了水土流失、改善了区域生态环境,大规模人工植被种植也造成了土壤水分的过度消耗,导致了土壤干燥化,成为当前黄土高原生态恢复的重要制约因素,威胁区域生态系统健康与稳定。系统综述了黄土高原地区人工植被恢复对土壤干燥化的作用机制,植被群落特征与土壤干燥化的耦合关系,多尺度土壤干燥化时空分异规律及其影响因素,明确了当前大规模人工植被恢复过程中土壤水分持续利用面临的问题与挑战。建议今后加强植被动态对水文过程影响的研究,明确多尺度植被格局与土壤干燥化时空分异的耦合关系,系统开展变化环境下不同尺度植被与土壤水分相互作用的模拟研究,探讨基于植被格局优化的土壤水分调控机制,维护黄土高原地区土壤安全,提升区域生态系统服务功能。     

生物细胞中颗粒状多聚磷酸盐细胞器的结构与功能

多聚磷酸盐(polyphosphat,poly P)是一种由数十个或上百个磷酸根聚合而成的生物大分子,以颗粒状、胶体状和溶解状等多种状态存在于各类生物细胞中。生物体中的poly P能够通过分解提供能量;鳌合金属离子来调节细胞内渗透压,维持质膜稳定;与蛋白质或DNA结合稳定其结构,减轻细胞应激损伤。颗粒状多聚磷酸盐细胞器主要指细胞中用于贮存颗粒状poly P、金属阳离子以及蛋白质、氨基酸和少量水等物质的细胞器。在寄生虫细胞中颗粒状聚磷细胞器常称为酸性钙体,而细菌或者其他微生物细胞中则称为异染颗粒,但是随着研究的不断深入,发现酸性钙体和异染颗粒都具有相似的结构特征,遂将其统一定义为颗粒状多聚磷酸盐细胞器。颗粒状聚磷细胞器的发现拓展了生物共同祖先(last universal common ancestor,LUCA)的学说,丰富了原核生物细胞器认知,我们相信该细胞器在生命起源、抗环境胁迫、生物互作和代谢调控等方面具有重要功能,在疾病治疗以及磷生物地球化学循环过程中发挥重要作用。     

水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi)β-微管蛋白基因克隆及与多菌灵抗药性关系

【目的】揭示水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi)对多菌灵的抗药性与其β-微管蛋白基因的相关性。【方法】结合形态学和TEF-1α基因序列对分离菌株进行鉴定;根据近源种拟轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides)核基因组测序菌株7600的β-微管蛋白核苷酸序列设计引物,采用PCR方法克隆并比对分析了F.fujikuroi对多菌灵不同敏感性表型的5个菌株的β-微管蛋白基因全序列;利用实时定量技术(qRT-PCR)分析了β-微管蛋白基因在上述5个菌株中的表达特性。【结果】F.fujikuroi的β-微管蛋白基因核苷酸序列(GenBank登录号:JQ026022)全长1671 bp,包含4个内含子,编码447个氨基酸残基;2个敏感性菌株和3个抗药性菌株的β-微管蛋白基因核苷酸序列同源性100%;在无药剂处理下该基因在2个敏感性菌株中的表达水平显著高于3个抗药性菌株(p=0.05),且对同一菌株而言,药剂处理能够显著提高β-微管蛋白基因表达水平(p=0.05),但在相同药剂处理条件下,菌株间差异不显著。【结论】F.fujikuroi对多菌灵的抗药性机制与β-微管蛋白无关,有待进一步研究。     

三种不同类型亚高山森林凋落物输入对土壤腐殖化的影响

森林凋落物既是土壤腐殖质的主要来源,也可以通过新鲜凋落物中易降解组分的输入激发土壤原有腐殖质的降解,导致其相互关系并不明确。以王朗国家级自然保护区内的典型亚高山针叶林、针阔混交林以及阔叶林为研究对象,开展土壤原位培养试验,设置允许凋落物正常输入和去除凋落物两种处理,分析2017年-2019年期间不同凋落物处理下森林土壤可提取腐殖物质的光密度特征,研究土壤腐殖化程度与凋落物的关系。结果表明,在2年的试验过程中,3种森林土壤的腐殖化程度整体表现为针叶林>混交林>阔叶林,均展现出在冬季降低,生长季增加的动态规律;凋落物对3个森林的土壤腐殖化程度均无显著影响,但凋落物输入明显改变了土壤腐殖化程度的季节性变化趋势,且在冬季的阔叶林和混交林中表现更为突出。冬季凋落物的输入使得阔叶林和混交林土壤的腐殖化程度明显降低,而生长季凋落物输入对3种森林土壤腐殖化程度无显著影响。这些结果表明气候变暖情景下冬季温度的上升可能导致土壤的腐殖化程度增加,但凋落物的存在可以减缓增加的趋势。这些结果对于具有明显季节性冻融且对气候变化敏感的亚高山森林土壤肥力管理及可持续经营具有一定的科学意义。     

基于Google Earth Engine的长三角城市群生态环境变化与城市化特征分析

作为城市发展的最高空间组织形式,城市群在高速城市化进程中将不可避免的对地区生态环境产生胁迫影响。如何平衡生态环境和城市化发展已经成为了值得关注的问题。以长三角城市群为例,基于Google Earth Engine云平台,通过整合日间光学遥感和夜间灯光遥感数据对生态环境状况、城市化强度以及二者在发展过程中的耦合协调特征开展了长时间序列的对比分析。结果表明：1）长三角城市群在过去近20年间的遥感生态环境指数（Remote Sensing-based Ecological Index,RSEI）稳定上升,生态环境呈现出好转的态势,但地区间的差异依旧显著;2）综合灯光指数（Comprehensive Nighttime Light Index,CNLI）能够较为准确的刻画城市群的城市化水平,研究期间内长三角城市群形成了"层次分明"、"由东向西"逐步推进的多层次的城市化格局,其中高强度城市化城市集中在上海市及其周边的无锡、苏州和嘉兴,低强度城市化城市则分布在城市群西部;3）基于CNLI和RSEI指数构建的耦合协调距离模型能够有效的识别出城市群内部城市化与生态环境的耦合协调程度,并根据象限特征将城市群城市划分为良好协调类型、初级协调类型、城市化滞后型和生态环境滞后型城市。     

黄瓜叶片胞间隙蛋白质双向电泳体系的建立

以黄瓜种质‘PI088’幼苗为材料,提取胞间隙液,制备蛋白样品,通过对不同IPG胶条、等电聚焦条件、分离胶浓度、上样量等条件的探索,建立适合黄瓜叶片胞间隙蛋白质组的双向电泳体系.结果显示:(1)用pH 3～10的非线性IPG胶条,等电聚焦时间为70 000 Vh,分离胶浓度为10％,上样量为800 μg时,能够得到较好的2-DE图谱.(2)利用所建立的双向电泳体系找到了对照及接种霜霉菌后2d的黄瓜叶片胞间隙差异蛋白,其中的12个上调表达点和10个下调表达点的表达量变化在1.5倍以上.并选取一个差异点成功进行了质谱分析.(3)质谱分析结果显示,所找的差异点为一种酸性的几丁质酶,等电点为4.27.可见,采用所建立的双向电泳体系可获得分辨率高、重复性好的2-DE图谱并能很好地用于质谱分析.     

冻融循环对川西亚高山森林土壤酶活性的影响

土壤酶活性的研究有助于认识植物-微生物-土壤有机质之间的相互关系,土壤酶的生产遵循"经济法则",冻融循环将会改变生产土壤酶的资源分配,最终影响土壤的有机质分解过程。亚高山森林土壤具有明显的季节性冻融循环,为深入研究亚高山森林冬季土壤生态过程,以川西亚高山针阔混交林、针叶林以及阔叶林土壤为研究对象,通过室内培养研究冻融循环对6种与碳(C)、氮(N)、磷(P)相关土壤酶活性的影响。结果表明,与N和P相关的土壤β-N-乙酰葡萄糖苷酶、磷酸酶活性受冻融循环影响显著,其中,β-N-乙酰葡萄糖苷酶活性在整个冻融处理过程中表现出先升高后降低并趋于平稳的趋势,磷酸酶活性在后期明显增加。与C相关的土壤纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶、多酚氧化酶在冻融循环过程中没有显著变化。林型对土壤酶活性产生了显著影响。其中,阔叶林的土壤纤维素酶活性显著低于针叶林;阔叶林的土壤过氧化物酶活性显著低于针阔混交林和针叶林;针叶林的土壤磷酸酶活性显著高于针阔混交林和阔叶林。冻融循环和林型的交互作用对土壤酶活性没有显著影响。结果表明,该地区土壤酶活性对冻融循环响应存在差异,气候变化引起的冻融循环将进一步影响川西亚高山森林土...