Testing parameter sensitivities and uncertainty analysis of Biome-BGC model in simulating carbon and water fluxes in broadleaved-Korean pine forests

生态过程模型的发展为研究者在长时间序列和区域尺度的研究提供了便利, 但模型模拟的准确性受到模型自身结构、模型参数估计合理性的影响。敏感性分析能够定量或定性筛选出对模型模拟结果影响较大的敏感参数, 是模型参数校准过程中的重要工具, 也是建模和应用的先决条件。该文以阔叶红松林为研究对象, 采用全局敏感性分析方法——傅里叶幅度灵敏度检验扩展法(EFAST)对Biome-BGC模型的生理生态参数进行了敏感性分析, 分别分析了红松(Pinus koraiensis)和阔叶树的净初级生产力(NPP)、蒸散(ET)对参数变化的敏感性。结果表明: (1)模拟红松NPP的不确定性高于阔叶树, 但二者的模拟ET的不确定性均较小。阔叶树的NPP和ET对生理生态参数的敏感性总体上都小于红松。(2)无论是红松、阔叶或其他植被类型, 模拟NPP均表现出对叶片碳氮比、细根碳氮比、比叶面积(SLA)和冠层截留系数的敏感性, 这4个参数的高敏感性主要是由模型自身结构所决定的, 与植被类型和研究地区的关系较小。对模拟ET而言, 细根与叶片碳分配比、新茎与新叶碳分配比和SLA均是影响红松和阔叶树ET的敏感参数, 但红松ET主要受参数与参数间的二阶或多阶交互作用的间接影响, 而阔叶树ET则主要是受到敏感参数直接效应的影响。(3)除了上述影响红松和阔叶树碳水通量的共性参数外, 诸如核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶中叶氮含量、叶片与细根周转率、所有叶面积与投影叶面积之比等也是对模拟结果有影响的重要参数, 但是其敏感程度随物种不同和研究区不同而不同, 所以这类参数可以根据具体情况进行参数本地化, 对于其他不敏感参数则可以采用模型缺省值。     

川西盆周丘陵地区油菜作物生态效应的初步探讨

名山县位于东经103°08′,北纬30°06′,是四川省商品粮油基地县之一,属川西盆周丘陵地区。年平均气温15.5℃,日照1052.0小时,降雨量1519.9mm,一年两熟,能满足油菜全生育期的需要。全县油菜发展较快,1989年较1983年种植面积扩大了33.91%,达到6000ha;总产增加30.35%,达到5958.1t。     

封面说明

封面图片由聊城大学环境与规划学院李雪硕士研究生2019年8月17日拍摄于山东省东营市垦利区中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站(37°76′ N,118°99′ E) 。该地属暖温带半湿润大陆性季风气候区,四季分明,雨热同期,年均温12.9 ℃,最低和最高月均温分别为-2.8 ℃(1月)和26.7 ℃(7月),年降水量556.1 mm,70%降水集中于7-9月,年蒸发量1962 mm。     

基于“心与小肠相表里”理论探讨肠道微生态与骨质疏松症的关系

近年来相关研究显示,肠道微生态在骨质疏松症的发生发展中起着重要作用。中医脏腑理论密切关注脏腑之间的生理病理关系,以中医经典《内经》“心与小肠相表里”理论为基础,探讨心、小肠、肠道微生态与骨质疏松症之间的关系。研究发现肠道微生态可能是心系疾病导致骨质疏松症的途径之一,这一发现可能为骨质疏松症的研究与防治提供一定的理论依据。     

全球微生态药物研发现状及发展趋势 *

微生态药物在许多复杂性和慢性疾病中显示出极大的潜力,逐渐成为国际制药行业的新趋势。基于科睿唯安旗下的Cortellis数据库,采用定量分析和专家智慧相结合的方法,从总体研发现状、主要国家/地区、主要适应症、重点企业研发管线、重点在研药物、商业化交易多个维度展现全球微生态药物的研发和商业化全景。分析结果显示:全球共有142个在研微生态药物,其中49个药物处于临床阶段。美国在微生态药物研发和商业化方面遥遥领先,其数量占在研药物总量的70%。在研药物的适应症主要集中于炎症性肠病、艰难梭菌感染、溃疡性结肠炎等肠道感染性疾病。4D pharma公司的在研药物数量最多,微生态药物重点研发企业均建立起核心技术平台。处于临床3期的微生态药物共有7个,全球微生态药物商业化交易共有303起,最大的交易金额是27.8亿美元。未来,微生态药物有望在更难被人类征服的肿瘤和神经系统疾病方面取得突破性进展。     

基于景观地形的小流域单元减灾调控评价研究

近年来,中国诸多大中城市内涝灾害频发。武汉市作为城市内涝频发的典型城市,其建成区地表高度（20.0~24.0 m）大多低于外江常年所处的洪水位高度（23.9 m）,在区域性暴雨条件下,极易引发内涝灾害。武汉由于其内涝典型性,2013年被列为全国31个重点防洪城市之一,2015年被列入首批海绵城市试点城市之一。从城市内涝发生机理出发,以水文角度的小流域单元作为内涝风险区划的基本单元,利用小流域单元分析武汉市景观地形要素（地表高程、地表起伏度、地表粗糙度）与城市内涝积水密度的相关性及其影响程度,量算统计出小流域单元的内涝风险等级。基于此,提出武汉市小流域单元减灾地形调控评价。以武汉市作为城市内涝问题的研究案例,以期为武汉市内涝缓解提供新的思考路径,具有典型性和必要性。     

海南岛海岸带木麻黄和厚藤叶片碳、氮、磷含量及其化学计量特征

海岸带植物叶片的化学计量学特征及其影响因素可以为改善海岸带的生态环境提供理论依据。选取海南岛沿岸12个市（县）海岸带木麻黄防护林的木麻黄和周边沙滩上的藤本植物厚藤为研究对象,通过测定木麻黄与厚藤叶片中的碳（C）、氮（N）和磷（P）含量,分析两种植物叶片C、N和P的化学计量学特征及其差异,探究不同环境因子对两种植物叶片C、N、P含量、C：N、C：P和N：P的影响,以期寻找影响海岸带植被生长的主要限制因素。结果表明：海南岛木麻黄叶片C、N和P的平均含量分别是399.06±20.29、12.56±1.04、1.04±0.35 g·kg^-1,C：N、C：P和N：P分别为32.04±2.82、420.65±121.27和12.92±3.21;厚藤叶片C、N和P的平均含量分别是364.31±30.20、12.84±1.96和2.06±0.64 g·kg^-1,C：N、C：P和N：P分别为29.13±4.95、185.85±63.14和6.47±2.12。相关性分析结果表明：木麻黄叶片的N含量与年平均气温和年平均降水量呈显著正相关关系,P含量与年平均降水量呈极显著正相关关系,C：P和N：P与年平均降水量呈显著负相关关系;厚藤叶片C含量与年平均气温呈显著正相关,C：N与年平均降水量呈显著负相关。木麻黄叶片的N含量与10~20 cm土层的SOC呈显著负相关关系,C：N与10~20 cm土层的SOC呈显著正相关,C：P与0~10 cm土层的C：N呈显著正相关关系;厚藤叶片的C含量与10~20 cm土层的SOC呈显著负相关关系,P含量与0~10 cm土层的TN含量,N：P和10~20 cm的SOC含量呈正相关关系,C：N与0~10 cm土层的C：N呈显著正相关关系,C：P与0~10 cm的TN含量呈显著负相关关系而与0~10 cm土层的C：N呈极显著正相关关系,N：P与0~10 cm土层的TN含量呈显著负相关关系。研究结果表明海南岛海岸带植被叶片的碳氮含量较低,N可能是影响该区域植物生长的主要因子,同时,植被生长受到年平均气温、年平均降水量的共同影响,受土壤养分含量影响低,环境因子对不同类型的植物的影响并不相同。     

去N端信号肽的水痘-带状疱疹病毒糖蛋白E的原核可溶性表达及其免疫原性评价

水痘-带状疱疹病毒(varicella zoster virus,VZV)糖蛋白E(glycoprotein E,gE)是VZV亚单位疫苗的主要候选蛋白,但目前原核表达系统制备的gE蛋白以包涵体形式为主,可溶性差。本研究采用去除第1～30氨基酸序列的VZV gE胞外域基因,将其与原核表达载体pET32a连接,并转化至感受态细胞BL21(DE3)中。使用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(Isopropylβ-D-thiogalactoside,IPTG)诱导表达,His-tag柱纯化重组gE蛋白,蛋白质印迹法(Western blot,WB)检测其特异性。用该重组gE蛋白免疫BALB/c小鼠制备多克隆抗体,酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)和间接免疫荧光法检测多克隆抗体效价及特异性。结果显示,BL21/pET32a-VZV gE工程菌可以表达可溶性重组gE蛋白,纯化后纯度约为90%。WB鉴定该重组蛋白具有良好的免疫反应性。ELISA检测显示小鼠抗VZV gE多克隆抗体效价＞1∶10 000,间接免疫荧光实验结果显示该抗体特异性较高。结果表明,本研究在原核表达系统中成功表达可溶性重组VZV gE蛋白,同时该蛋白具有较强的免疫原性,这为VZV gE亚单位疫苗的研制和大规模生产奠定了基础。     

不同剂量熊果酸干预糖尿病小鼠视网膜病变的作用及机制研究

目的:探究不同剂量熊果酸(UA)干预糖尿病小鼠视网膜病变的作用及机制。方法:选取雄性健康C57BL/6小鼠60只,其中50只按50 mg/kg的剂量一次性往小鼠尾静脉注射新鲜配置的四氯嘧啶生理盐水溶液构建小鼠糖尿病视网膜病变模型,随机分为5组,每组10只,分别为模型组、阳性对照组(小鼠玻璃体注射3μL 40 mg/m L的曲安奈德),低剂量UA干扰组(小鼠玻璃体注射3μL剂量为0.5μg/μL的UA)、中剂量UA干扰组(小鼠玻璃体注射3μL剂量为1.0μg/μL的UA),高剂量UA干扰组(小鼠玻璃体注射3μL剂量为2.0μg/μL的UA),余下10只小鼠作为正常对照组。观察各组小鼠对胰岛素敏感性、视网膜内糖代谢情况、小鼠视网膜神经节细胞(RGCs)凋亡情况,比较各组小鼠视网膜组织中血管内皮生长因子(VEGF)、环氧化酶-2(COX-2)、基质金属蛋白酶2(MMP-2)蛋白及其mRNA的表达情况。结果:建模后,正常对照组胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、视网膜含糖量、葡萄糖转运体-1(GLUT-1)与葡萄糖转运体-3(GLUT-3)含量、RGCs凋亡率、视网膜组织中VEGF、COX-2、MMP-2蛋白及其mRNA的表达量低于模型组(P0.05);经干扰后,阳性对照组、不同剂量UA干扰组HOMA-IR、视网膜含糖量、GLUT-1、GLUT-3的含量、RGCs凋亡率、视网膜组织中VEGF、COX-2、MMP-2蛋白及其mRNA的表达量低于模型组(P0.05),且随UA干扰剂量的升高而降低(P0.05)。结论:UA能够降低HOMA-IR和视网膜糖代谢能力,抑制RGCs的凋亡,对VEGF、COX-2、MMP-2蛋白及其mRNA的表达具有一定的抑制作用,高剂量UA对糖尿病小鼠视网膜病预防治疗效果较好。