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。     

国内简讯

天冠集团与清华大学等部门联合攻关的发酵法生产1，3-丙二醇技术，在刚刚通过教育部组织的成果鉴定后，又成功进行了500t／a工业性试验，为微生物法发酵生产1，3-丙二醇的工业化提供了经济可行的工艺路线。据悉，天冠集团正在筹建千吨级的1，3-丙二醇生产线。     

白腐真菌血红密孔菌漆酶复合酶预处理烟梗丝的响应面法优化

烟梗是烟草工业的重要副产物,也是宝贵的自然资源。本研究首先利用白腐菌漆酶对烟梗丝进行预处理,提升了添加烟梗丝的卷烟品质;然后分别以木质素、纤维素、半纤维素和果胶的降解率为响应值,采用Box-Behnken设计建立方程模型,对漆酶、纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶组成的复合酶预处理烟梗丝条件进行了优化。结果表明：每100g烟梗丝加入30U漆酶,在料液比为35%、温度为30℃、酶解pH为5处理48h的条件下预处理的烟梗丝对提升卷烟品吸效果最佳,烟梗丝中木质素、纤维素、半纤维素和果胶的降解率分别为20.16%、15.10%、7.20%和12.40%;为获得与之相同的各组分降解率,响应面法优化漆酶复合酶最佳处理条件为：每100g烟梗丝加入漆酶14.72U、纤维素酶1.00U、半纤维素酶1.00U、果胶酶8.45U。验证发现烟梗丝各组分降解率实测值与理论值无显著性差异,且显微结构观察显示复合酶处理后的烟梗丝表面致密结构被破坏,孔洞数量明显增加。本研究获得的白腐菌漆酶预处理后的烟梗丝在卷烟中的添加能有效改善卷烟品质,且漆酶复合酶的使用大幅减少了漆酶的用量,降低了漆酶预处理烟梗丝的成本,为废弃烟梗生物质的资源化利用提供了重要依据。     

关节镜下同期行冻结肩松解术对肩袖损伤患者的治疗效果评估

目的:评估关节镜下同期行冻结肩松解术对肩袖损伤患者的治疗效果。方法:选择2015年3月到2018年3月在我院诊治的肩袖损伤患者70例进行研究,按随机数表法将其分为观察组(n=36)和对照组(n=34)。对照组采用传统小切口肩袖修复术治疗,观察组采用关节镜下同期行冻结肩松解术进行治疗。比较两组治疗后疗效、手术时间、术中出血量、住院时间、疼痛减轻时间、治疗前后VAS、美国肩肘外科协会评分(ASES)、Contant-Muley评分的变化情况。结果:治疗后,观察组总有效率为94.44%,显著高于对照组(73.53%,P0.05);观察组手术时间、术中出血量、住院时间及疼痛减轻时间均显著低于对照组(P0.05);两组VAS、ASES、Contant-Muley评分较治疗前均显著改善(P0.05),且观察组VAS评分明显低于对照组,ASES及Contant-Muley评分显著高于对照组(P0.05)。结论:关节镜下同期行冻结肩松解术治疗肩袖损伤的临床疗效显著优于传统小切口肩袖修复术治疗,其可显著促进关节功能恢复,并减轻患者痛苦。     

天麻钩藤饮联合醒脑开窍针刺法对急性脑梗死患者血管内皮功能、脑血管储备功能及CD62P、CD63表达的影响

摘要 目的：探讨天麻钩藤饮联合醒脑开窍针刺法辅助治疗对急性脑梗死患者血管内皮功能、脑血管储备功能及血小板表面-颗粒膜糖蛋白（CD62P）、溶酶体膜糖蛋白（CD63）表达的影响。方法：选择2017年1月至2019年12月收治的急性脑梗死患者80例,依照随机数字表法分为对照组（40例,予以常规治疗）和观察组（40例,常规治疗的基础上给予天麻钩藤饮联合醒脑开窍针刺法辅助治疗）,比较两组临床有效率及治疗前后的美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分、长谷川智能量表（HDS）评分、Barthel指数、血管内皮功能指标（包括一氧化氮（NO）、内皮素-1（ET-1））、脑血管储备功能指标[脑血管储备功能（CVR）、脉动指数（PI）]及血小板CD62P、CD63水平。结果：观察组的临床总有效率为92.50%（37/40）,对照组的临床总有效率为70.00%（28/40）,2组比较差异有统计学意义（P<0.05）。观察组NIHSS评分明显低于对照组,HDS评分和Barthel指数均明显高于对照组（P<0.05）。观察组治疗后血清NO、CVR水平水平明显高于对照组,血清ET-1、PI及血小板CD62P、CD63表达水平均明显低于对照组（P<0.05）。结论：在常规治疗的基础上,天麻钩藤饮联合醒脑开窍针刺法辅助治疗急性脑梗死的临床疗效显著,能够明显改善血管内皮功能、脑血管储备功能、神经功能,提高生活质量,改善血小板CD62P、CD63表达。     

差示扫描量热法分析Ca2+对嗜热菌来源的α-淀粉酶热稳定性的影响

采用毛细管差示扫描量热法,分析Ca~(2+)对嗜热菌Anoxybacillus sp.来源的α-淀粉酶AGXA的热稳定性的影响及其机制。脱气后的蛋白样品和缓冲液,分别加入对应的样品池和缓冲液池中,测量温度为10℃～120℃,升温速率为1℃/min。测量结果中,纵坐标为C_p,横坐标为温度,去折叠变化曲线峰最高点对应的横坐标为蛋白质去折叠温度T_m,去折叠变化曲线与对应温度的积分值为热焓变化值ΔH,范特霍夫焓变化值ΔH_v由去折叠变化曲线峰形状决定。根据改进的吉布斯-亥姆霍兹方程计算AGXA的自由能变化值ΔG,绘制AGXA自由能变化与温度关系的稳定性曲线。结果表明:有Ca~(2+)和无Ca~(2+)存在时,AGXA的ΔH_v与ΔH的比值都约等于1.0;有Ca~(2+)时,AGXA的T_m、ΔH和ΔC_p值,分别为77.8℃、292.5 kcal/mol和2.76 kcal·mol~(-1)·℃~(-1);无Ca~(2+)时,AGXA的T_m、ΔH和ΔC_p值,则分别为67.3℃、238.3 kcal/mol和3.81 kcal·mol~(-1)·℃~(-1);有Ca~(2+)时的AGXA,其T_m、ΔH值分别比无Ca~(2+)时的高,ΔC_p值则比无Ca~(2+)时的低。有Ca~(2+)和无Ca~(2+)的α-淀粉酶AGXA的热变性过程皆为不可逆的双态模式,有Ca~(2+)的AGXA,通过增大ΔH和降低ΔC_p的方式提高其热稳定性。研究揭示了Ca~(2+)提高AGXA的热稳定性机制,为进一步扩大该酶的应用提供了理论和实践支撑。     

ABC转运蛋白及其在合成生物学中的应用

ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC transporter)作为一种超大膜转运蛋白家族,在大多数生物体中发挥着重要作用。文中从结构特征、转运机制以及生理功能等方面论述了ABC转运蛋白的研究进展,进而着重综述了近些年来ABC转运蛋白在合成生物学领域中的应用,并为今后进一步的研究提出了展望,希望为扩展其应用提供指导。     

不同产地杭白菊多糖的含量测定

目的：建立杭白菊多糖的测定方法,比较不同产地杭白菊多糖含量的差异,为杭白菊的质量评价提供科学依据。方法：采用高锰酸钾滴定法测定浙江桐乡、江苏射阳等5个产地杭白菊多糖含量,并进行方法学考察。结果：杭白菊多糖的含量线性关系、精密度、重复性、回收率及稳定性测定结果均符合要求,不同产地杭白菊中多糖含量范围为5.27%~8.72%。结论：不同产地的杭白菊中多糖含量有一定差异,在评价的样本中,山东临沂地区杭白菊多糖含量最高。     

基于综合评价法的洞庭湖区绿地生态网络构建

绿地生态网络对于改善区域生态空间破碎化、生物多样性降低、生态系统服务供需不平衡及保障区域生态安全具有重要意义。本研究以洞庭湖区为例,在3S技术支持下,从生态系统服务功能、潜在生物多样性、形态空间格局的角度综合评价和识别生态源地及计算栅格单元的基本生态阻力;利用夜间灯光指数修正基本生态阻力;运用最小累积阻力模型识别生态廊道;构建加权评价模型,对源地的聚合度、离散度及廊道的生态连接贡献度进行评价;利用结构特征指数对综合网络、“源-汇”潜在网络及规划网络进行对比分析和评价。结果表明: 源地空间分布不均衡,林地、灌丛与水域三者面积之和占源地总面积的95.9%,位于研究区中部的洞庭湖湿地生态风险较高;源地离生态网络系统中心位置越近及到其他源地的平均最小累积阻力越小,聚合及离散的优势越强;高生态质量源地周围的中、高生态质量源地分布越密集,其聚合度、离散度越高;廊道离高生态质量的源地越近,表现为生态连接贡献度越大;林地、灌丛,尤其是河道在自然生态系统与人类社会系统之间起着非常重要的生态连接作用;“源-汇”规划绿道对“源-汇”潜在生态廊道形成了良好补充,与“源-汇”潜在网络相比,综合网络的α、β、γ、ρ指数分别提高123.1%、25.8%、26.2%、74.6%;与“源-汇”规划网络相比,α、β、γ、ρ指数分别提高了190.0%、31.1%、32.5%、114.6%。本研究结果能为洞庭湖区绿地生态网络构建、国土空间规划提供参考。