总体国家安全观下合成生物学风险和应对策略研究*

合成生物学是近年来兴起的一门兼材料学、医学和信息学等学科特性的交叉学科,在促进医学进步和科技转化应用的同时,也在总体国家安全内涵中被赋予了特殊的重要地位。如何在新时期应对错综复杂的安全形势和严峻挑战,是世界各国和国际社会所面临的科技治理和生物安全的重要命题。重点介绍合成生物技术相关生物武器威胁、生物恐怖威胁、生物安全国际公约条例、生物安全伦理治理框架,总结近年来合成生物技术领域生物安全风险相关问题,提出合成生物学安全风险应对策略和国家总体安全观下科技发展建议。     

纳木措可培养丝状真菌多样性及其与理化因子关系

微生物多样性在评估水体生态环境方面发挥着重要作用。本研究以青藏高原纳木措湖为研究对象, 开展水体可培养丝状真菌多样性及影响因子研究。通过膜过滤平置培养法、经典分类法和rRNA转录间隔区(ITS)序列分析对纳木措湖20个采样点的丝状真菌进行分离、纯化及鉴定, 测定水体理化指标, 综合分析丝状真菌空间分布格局与理化因子的相关性。菌种鉴定结果显示, 从纳木措水体样品中共分离纯化出1,412株丝状真菌, 隶属22属47种, 其中链格孢属(Alternaria)、青霉属(Penicillium)和毛霉属(Mucor)为优势属, 链格孢(Alternaria chlamydosporigena)和冻土毛霉(Mucor hiemalis)为优势种; Pearson相关性分析显示, 丝状真菌总丰度与温度、铵态氮、全磷呈显著正相关; 冗余分析显示, 铵态氮、温度、全磷、全氮、盐度及电导率是影响纳木措湖丝状真菌群落组成与分布的主要理化因子。综上所述, 纳木措水体可培养丝状真菌具有较高的物种多样性和空间异质性, 而且水体环境因子影响其分布。     

自然保护地生物多样性保护研究进展

建立自然保护地是保护生物多样性最为重要的措施之一。总体来看, 自然保护地生物多样性保护研究主要围绕关键生态系统以及珍稀濒危物种等保护对象的状态以及变化两个层面进行, 并重点关注自然保护地数量与面积、保护了多少重要生态系统和物种、能否有效保护生物多样性等一系列科学问题。然而, 在自然保护地生物多样性保护研究方面, 还缺少针对上述研究领域的系统性综述。为此, 本文系统梳理了自然保护地空间布局及其与生物多样性分布的关系、自然保护地生物多样性变化及其保护成效等近20年来相关领域的研究进展。自然保护地的空间布局以及与生物多样性分布的关系主要围绕自然保护地与生物多样性在某一阶段的状态开展研究, 致力于探究自然保护地“保护多少” “代表性如何” “在哪儿保护”等一系列关键科学问题。同时, 自然保护地内的生物多样性会随着气候变化、人类活动以及自身演替等发生时空动态变化, 基于自然保护地生物多样性变化分析, 各国学者在全球尺度、国家尺度和单个自然保护地进行了大量的保护成效评估研究, 并逐渐发展出了自然保护地内外配对分析方法以提升保护成效评估的精度, 进而识别出不同自然保护地的主要影响因素。在此基础上, 本文进一步对自然保护地生物多样性保护研究提出了展望, 主要包括: (1)综合考虑自然保护地生物多样性状态和变化; (2)开展多目标协同的自然保护地空间优化布局; (3)强化自然保护地主要保护对象的识别、调查与监测; (4)提升自然保护地的质量和连通性; (5)探究自然保护地管理措施与保护成效的关联机制。本文可为“2020年后全球生物多样性框架”的制定与实施特别是在自然保护地体系建设与优化方面提供参考与借鉴。     

水淹频率变化对鄱阳湖增强型植被指数的影响

水淹状况是湿地植被动态的重要影响因素。该研究基于谷歌地球引擎(GEE)平台, 利用2000-03-01至2020-02-29所有覆盖研究区域的MODIS遥感影像数据, 分析20年间水淹频率(IF)、增强型植被指数(EVI)的时空变化以及湿地植被对IF变化的响应, 得出以下结论: (1) 20年来鄱阳湖水文节律发生了明显改变, 高IF (IF > 75%)水域面积呈现下降趋势, 从2000年1 435.3 km²下降至2019年的510.25 km², 降幅为64.45%; (2)区域平均EVI呈显著上升趋势, 植被扩张主要集中在中部IF下降区域; (3)分析不同总水淹频率区域中平均EVI年际变化, 发现EVI与水淹状况的变化趋势相似, 2009年之后鄱阳湖水域面积萎缩趋势缓解, EVI增长速度出现下降; (4)鄱阳湖湿地植被主要沿水域面积萎缩方向扩张, 基于像元统计20年间IF与EVI的变化趋势, 发现它们在空间分布上高度吻合, 这种空间异质性进一步证实水淹状况起到调节植被动态变化的作用。     

Temperature × light interaction and tolerance of high water temperature in the planktonic freshwater flagellates Cryptomonas (Cryptophyceae) and Dinobryon (Chrysophyceae)

Using microcosm experiments, we investigated the interactive effects of temperature and light on specific growth rates of three species each of the phytoplanktonic genera Cryptomonas and Dinobryon. Several species of these genera play important roles in the food web of lakes and seem to be sensitive to high water temperature. We measured growth rates at three to four photon flux densities ranging from 10 to 240 μmol photon · m^?2 · s^?1 and at 4–5 temperatures ranging from 10°C to 28°C. The temperature × light interaction was generally strong, species specific, and also genus specific. Five of the six species studied tolerated 25°C when light availability was high; however, low light reduced tolerance of high temperatures. Growth rates of all six species were unaffected by temperature in the 10°C–15°C range at light levels ≤50 μmol photon · m^?2 · s^?1. At high light, growth rates of Cryptomonas spp. increased with temperature until the temperature optimum was reached and then declined. The Dinobryon species were less sensitive than Cryptomonas spp. to photon flux densities of 40 μmol photon · m^?2 · s^?1 and 200 μmol photon · m^?2 · s^?1 over the entire temperature range but did not grow under a combination of very low light (10 μmol photon · m^?2 · s^?1) and high temperature (≥20°C). Among the three Cryptomonas species, cell volume declined with temperature and the maximum temperature tolerated was negatively related to cell size. Since Cryptomonas is important food for microzooplankton, these trends may affect the pelagic carbon flow if lake warming continues.     

乌苏里江洪泛湿地蜻蜓目幼虫对水文连通阻断的生态响应

大型底栖动物的群落组成完整性能够指示和预测水生态环境的健康程度和变化趋势,已经在大量研究中得到验证.然而,群落水平的全部样品采集过程的复杂性并不利于它们的便捷应用.蜻蜓目幼虫是大型底栖动物中相对易于捕捉和识别的类群,并且拥有特别的两栖生命周期,它们的多样性特征以及对水体性质变化的敏感反应,使其成为湿地生态系统中非常广泛...