敦煌壁画色变中微生物因素的研究──Ⅰ.色变壁画的微生物类群及优势菌的检测

通过对敦煌莫高窟6个洞窟中的51个典型变色颜料样品的微生物检测,发现其中的细菌有6个属,优势菌为芽孢杆菌属和产碱菌属;霉菌有5个属,优势菌为青霉属。将分离得到的菌种,通过模拟试验证明,枝孢霉、黑曲霉和2种特殊细菌对壁画红色颜料变色和胶结材料的老化均起着重要作用。     

敦煌绿洲夏季典型晴天地表福射和能量平衡及小气候特征

利用“我国西北干旱区陆－气相互作用试验”加强期（IOP）在甘肃省敦煌录洲观测的资料,系统地分析了夏季典型晴天敦煌地表辐射收支和地表能量平衡特征及小气候特征,结果发现：敦煌绿洲总辐射特别大,其峰值高达1038．1w.m^-2,地表净辐射也高于其它地区,白天能超过600w.m^-2,在地表能量分配中,感热,潜热和地热流量的日积分值的量级相当,白天地热流量比潜热要大,几乎与感染相当;地表反照率除中乖比较接近荒漠戈壁的值外,其它时候均明显比荒漠戈壁的值小：B比在白天1－2之间,比一般灌溉地区要大,地表能量不平衡差额较大,这可能与水平热能量的影响有很大关系,另外,还首次发现了比较可观的下沉气流,部分证实了绿洲与荒漠之间存在的热力环流。     

敦煌市土地利用/覆盖变化特征及成因分析

利用ArcGIS9.2软件,结合野外调查,对敦煌市1987、1996和2007年3期Land-sat5-TM遥感影像进行解译,并分8个类型分析了土地利用/覆盖变化的特征及成因。结果表明:近20年来敦煌市呈现出植被覆盖程度不断降低、覆盖面积减小的趋势,其中耕作区、城建用地和无植被区面积净增,其他5类用地面积净减;8类用地类型之间互有转换,转移的主要方向是部分草地和无植被区转变为耕作区,水域湿地和灌木林地转变为草地,草地由高覆盖、中覆盖、低覆盖到无植被区逐次转变;除了耕作区边缘植被覆盖程度有所增加外,其他区域退化趋势明显;引起LUCC的自然因素中气温升高的影响较大,而人文因素中土地开垦、增加灌溉的影响较大。     

仿爱夜蛾成虫对敦煌莫高窟模拟洞窟壁画的选择趋性

为探明仿爱夜蛾Apopestes spectrum对莫高窟壁画的损害过程, 给壁画病害昆虫的有效防治提供科学依据。本文结合莫高窟洞窟的微气候环境监测, 在置于莫高窟第53窟中模拟洞窟中观察了仿爱夜蛾成虫的空间分布特点及其对不同颜料壁画的选择趋性。微气候环境监测结果表明, 在8-9月仿爱夜蛾成虫发生高峰期, 模拟洞窟内和莫高窟第53窟内的平均温度分别为17.97℃和18.02℃, 相对湿度分别为37.04%和37.13%, 两者非常接近, 说明模拟洞窟可以较好地模拟自然洞窟内的气象环境条件。空间分布观察结果表明, 仿爱夜蛾在模拟洞窟内不同方位壁画表面的分布数量差异较大, 其中在南壁上部和东壁两侧分布数量最多, 而在底部、 顶部和西壁上部分布数量最少。不同颜料壁画选择趋性测定结果表明, 仿爱夜蛾成虫对不同颜料壁画的选择偏好差异明显, 其中在靛蓝、 铁红和墨壁画色块上的数量最多, 其次为铅丹和石绿色块。Pearson相关性分析显示, 壁画颜料明度与其表面仿爱夜蛾的分布数量呈极显著负相关, 表明壁画颜料明度是影响仿爱夜蛾成虫对不同颜料趋性的重要因素之一。本研究对于其他石窟寺病害昆虫损坏壁画机理研究具有重要的借鉴意义。     

敦煌疗风虚瘦弱方对大鼠慢性心衰的治疗作用及其机制

目的：观察敦煌疗风虚瘦弱方（LXD）对慢性心衰大鼠的治疗作用及机制。方法：48只Wistar雄性大鼠随机分为6组（n=8）：正常组、模型组、卡托普利组和LXD高、中、低剂量组。除正常组外,其余各组大鼠尾静脉注射阿霉素（2.5 mg/kg）,每周1次,连续6周复制慢性心衰模型,末次注射阿霉素60 min后,卡托普利组灌胃卡托普利,LXD高、中、低剂量组分别以灌胃LXD水煎液80、40、20 g/kg （生药/体重）,正常组和模型组灌胃等容量生理盐水,每天1次,连续6周,同时每周腹腔注射15 mg/kg异丙肾上腺素1次。记录各组大鼠的呼吸、皮毛颜色、活动、体重、力竭游泳时间、心率（HR）、平均动脉压（MAP）、左室收缩压（LVSP）、左室舒张末压（LVEDP）、左室内压最大上升速率（+dp/dtmax）,左室内压最大下降速率（-dp/dtmax）,检测血清白介素-6（IL-6）及肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平,评价抗氧化活性和心室质量指数,光镜下观察心肌组织形态变化。结果：与正常组比较,模型大鼠体重增长减慢,力竭游泳时间明显缩短,心脏功能减弱,出现细胞因子激活、自由基损伤、心肌酶释放增多,HE染色显示心肌组织形态出现损伤,心肌纤维断裂等。与模型组比较,各剂量LXD对模型大鼠有不同程度的治疗作用,给药第42天,LXD各剂量组体重明显增长;LXD高、中剂量组力竭游泳时间明显延长（P<0.05）,MAP、血清IL-6、TNF-α、MDA、LVMI和RVMI显著降低（P<0.05,P<0.01）,LVSP、+dp/dtmax及-dp/dtmax均显著升高（P<0.05,P<0.01）,LXD高剂量组LVEDP显著降低（P<0.01）,LXD中、低剂量组CK和AST显著降低（P<0.05,P<0.01）;LXD各剂量组血清SOD升高。结论：敦煌疗风虚瘦弱方对阿霉素诱导的慢性心衰模型大鼠具有一定的治疗作用,作用机制与改善血流动力学,降低心肌组织损伤有关。     

敦煌莫高窟第98窟壁画表面菌斑的群落结构分析

【目的】确定第98窟壁画表面白色污染物内微生物微观特征, 分析其群落组成、结构特点及诱发壁画病害微生物产生的因素, 为石窟寺保护和旅游管理提供建议。【方法】利用无菌手术刀收集壁画表面白色污染物样品; 利用扫描电子显微镜(SEM)分析样品中微生物体微观形貌; 通过提取样品总DNA、扩增细菌16S rDNA、构建克隆文库、测序和系统发生关系分析等技术研究壁画微生物群落组成与结构特点。【结果】壁画白色污染物中存在大量具有微生物特征的结构体, 形态多呈短杆状和卵圆形, 大小在 (3.0?5.5)?μm×(1.5?2.5) μm之间。共得到克隆文库序列111条, 主要为变形菌门γ-变形菌亚门肠杆菌科(Enterobacteriaceae)与假单孢菌科(Pseudomonadaceae)成员。群落组成和结构分析表明所得序列主要隶属于肠杆菌属(Enterobacter)、埃希菌属(Escherichia)、固氮菌属(Azotobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)和克雷伯菌属(Klebsiella); 埃希菌属和肠杆菌属为优势属, 分别占克隆文库中总序列的46.8%和35.1%, 二者在自然界分布广泛, 大多属于人类致病菌。【结论】莫高窟第98窟壁画表面白色污染物主要为病害细菌生长所形成的菌斑群落集成。变形菌门在壁画细菌克隆文库中占绝对优势, 壁画病害微生物的出现和蔓延可能与该洞窟之前长期旅游开放存在一定关联。     

敦煌莫高窟崖顶灌木林带防风固沙效应

敦煌莫高窟的风沙防治必须要建立一个完整的防护体系 ,灌木林带的建立是这一综合防护体系中不可缺少的重要组成部分。通过对已建立的两条灌木林带防护效应的观测分析 ,结果表明 :灌木林带使其周围的气流场重新分布 ,改变了近地表风沙流结构 ,0 .5、2 m高处的风速梯度发生显著变化。在林带高 2 0～ 30倍的有效防护范围内风速降低 6 8.1%～ 4 0 .7% ,两条林带后2 m处的输沙率分别是林带前缘 30 m对照处的 1/ 38和 1/ 138,3a时间灌木林带内积沙厚度达 0 .7m。沙地浅层 (0～ 2 0 cm )细沙(0 .2 5～ 0 .1m m)和微沙 (0 .1～ 0 .0 5 mm)含量分别增加了 2 0 .6 %、5 .5 % ,有机质含量在植物根系分布范围内成倍增加。灌木带对区域小气候的改善效应明显。流沙地 0 .5、1和 1.5 m高处日平均气温比灌木带内分别高出 0 .5、0 .9和 0 .2℃ ,而相对湿度灌木林带内比流沙地平均高 0 .4、0 .3和 0 .1%。浅层土壤 (0～ 2 0 cm)温度昼夜变程与地表温度变化基本呈正弦态分布 ,并以垂直方向向下传递 ,但变幅较地表为小。灌木林带内 0～ 2 0 cm土壤平均温度比流沙地高 0 .7℃     

用耗散结构理论对莫高窟园林用水的分析

通过莫高窟园林用水的调查,发现平均灌溉量为8366mm,远高于敦煌农田的灌水量2250mm,并且全部通过土壤表面蒸发和植物蒸腾耗散掉了.这就出现了一个实际用水量很高的地方,它仍然表现为缺水的悖逆现象.而且也远大于以水面为基础当地的耗散量2486mm.应用 Penman的蒸散指数、Thornthwaite的蒸散指数、Holdridge生命地带指标等进行比较研究,结果仍然不能解释莫高窟存在的现象.通过对于莫高窟的温度、光照、湿度、风速、热量、土壤结构、浇灌方式等与水分耗散有关的因子进行深入的调查与分析后,发现这个现象与耗散结构理论相吻合.应用耗散结构理论解释了在莫高窟园林用水中存在的一个似非而是的问题.水的耗散结构理论对西北干旱地区的水资源利用有重要意义.应用耗散结构理论与前人对水分耗散方面的研究并不矛盾,完全可以在这一理论指导下统一起来,有望建立起统一的水分耗散应用模型.同时对与耗散结构理论相关的熵问题进行了探讨,认为这个问题与时间问题一样,是认识的主体——人的心理错觉,并没有物质上的实质.     

基于Markov和CLUE-S模型的敦煌市土地利用/覆盖格局情景模拟

建立Markov过程模型和CLUE-S模型的集成模型,选取海拔、坡度、到河流距离、到道路距离等13个驱动因子,基于敦煌市1996年的土地利用/覆盖变化(LUCC)数据,对2007年的土地利用/覆盖格局进行模拟,模拟效果较好。设置4种情景对敦煌市2018年土地利用/覆盖格局进行预测,揭示不同情景下的土地利用格局变化。情景模拟结果表明:不论是自然发展型情景还是单纯考虑生态保护和经济发展的情景,都仅是单一需求的考虑,不能实现区域又快又好的发展,是不可持续的发展模式。综合发展型情景弥补了上述情景的缺点,比较全面地考虑了生态环境恢复、经济发展等的需要,是一种比较理想的发展模式。     

仿爱夜蛾成虫排泄物对敦煌石窟壁画的损害及其治理

通过模拟实验与现场调查相结合的方法研究了仿爱夜蛾Apopestes spectrum (Esper)成虫对敦煌石窟壁画的损害及其治理。结果表明：仿爱夜蛾成虫在石窟中的时空分布具有一定 的规律性,成虫密度在上、中、下3层洞窟呈依次增加的趋势,与洞窟内温、湿度有关;在1年 内表现为8月份洞窟内成虫数量多,与洞外成虫羽化的高峰期相一致。成虫排泄物污染壁画面积 年平均达150 mm²/蛾,且对不同颜料的影响有差异,对白色和蓝色影响较大,对红色和褐色 的影响较小。排泄物不仅直接污染壁画表面,而且,其残余物中含有磷酸盐和碳酸盐等,酸性 物质在与壁画颜料、地仗及空气的作用过程中均对壁画产生腐蚀。在开展物理防治的基础上, 选用15%灭幼脲三号胶悬剂或2.5%敌杀死乳油,于6月上旬防治2～3龄幼虫,灭幼脲喷药后第10天和敌杀死喷药后72 h的防治效果可分别达到85.6%和97.6%。