基于植物功能群的生态系统服务形成与维持机制研究

生态系统可以从“结构-功能-服务”3个层次来理解,其中服务是人类的主观感受或效用。维持高质量的生态系统服务还需从生态系统的自然属性入手。结构和功能是生态系统服务形成和维持的内在机制,而植物是生态系统结构和功能的核心驱动力。植物功能群具有特定功能的植物组合,其中优势植物功能群控制着生态系统的结构和功能。生态系统服务的概念、分类与植物功能群密切相关,植物功能群是生态系统与生态系统服务间更直接的桥梁。建立生态系统服务与植物功能群间的联系,使相关研究有更明确的指向,在深化理论研究的同时使研究成果更容易落地。生态系统服务的形成、维持机制与植物功能群的内在联系主要体现在4个主要方面:(1)植物功能群的内在适应性特征和外在效应是生态系统服务形成的基础;(2)植物功能群的多功能特性为生态系统服务协同提供了可能;(3)植物功能群间替代和互补效应可以提升生态系统服务质量和稳定性;(4)植物功能群能够提供基于自然的生态系统服务修复问题解决方案。

中国大陆强震发生前地震活动增强统计特征分析

依据《中国震例》(1966—2017年)对1966年以来中国大陆东部M_(S)>6.0、西部M_(S)>7.0强震前地震活动增强的异常现象特征进行了系统的梳理,并试图总结不同活动构造地块周缘强震前地震活动增强的异常时空演化特征。结果显示:①我国大陆大震前普遍存在地震活动增强现象,33个震例中有21个震例存在震前地震活动增强异常,占比达64%;②西部地区大多数震例的地震活动增强空间范围表现为中间尺度或构造尺度,且主震震级越大,越有可能出现大范围的地震活动增强;③西部地区出现中强地震活动增强的概率高于东部地区,前兆地震活动增强的平均震级较大,发生大震(M>7.0)的概率增大;④西部地区地震活动增强的时间尺度与震级成正比,而东部地区随着震级增大,更可能出现中期到中短期的地震活动增强异常;⑤多数西部地区震例在震前出现不同时间尺度的地震活动增强叠加的现象;⑥川滇菱形地块的强震前均出现了中长期尺度的地震条带交会现象、不同空间尺度的地震空区以及中短期尺度的中小震活动增强现象,并且对大震地点有较好的指示意义。巴颜喀拉东边界与北、西及南边界大震前存在显著的不同地震活动增强特征,震前未出现中强地震围空的现象。

生物质燃料颗粒热压成型过程分析

“双碳”战略下,生物质因其可再生、低污染和“零”碳排等优点而备受关注。生物质成型制备燃料颗粒能有效地解决其结构松散、能量密度低等问题,可用作化石燃料的替代品,对于新型能源体系的建设具有重要意义。笔者概述了生物质热压成型过程的影响因素,分析并探讨了热压成型过程中生物质颗粒的演变行为和结合机制。生物质成型工艺主要包括冷压成型和热压成型。与冷压成型相比,热压成型能耗较低,制得成型燃料品质较高。生物质含水率(4%~15%)对其成型燃料密度影响较大,成型温度(70~150℃)影响较小,成型压力(60~130 MPa)和原料粒度(<2.5 mm)对其成型燃料密度的影响因生物质种类不同而存在较大差异。生物质热压成型过程中纤维素主要起骨架支撑作用,半纤维素、木质素则起到黏结剂作用。在热压成型的微观过程中,生物质颗粒经惯性移动后黏弹塑性变形,形成机械互锁。脆性颗粒破碎后释放出天然黏性成分,在水分、温度和压力的共同作用下形成颗粒间桥接。机械互锁和桥接缩小了生物质分子间的距离,促进了分子间作用力的产生。在对生物质热压成型机制认识的基础上,利用不同生物质掺混或水热等预处理手段对生物质组分进行调控可提高燃料颗粒的品质。利用分子动力学手段对生物质成型过程进行仿真模拟,可获得生物质组分分子间的键合机制,有利于进一步探究生物质热压成型机制,对生物质成型燃料乃至成型材料的制备有着重要的指导意义。

负载紫杉醇和JAK2-STAT3抑制剂纳米载药系统对胃癌细胞生物活性的影响机制研究

目的研讨负载紫杉醇和JAK2-STAT3抑制剂纳米载药系统对胃癌细胞生物活性的抑制作用。方法选取胃癌细胞GBC-SD为研究对象,构建PLGA(TAXOL+AZD1480)纳米粒子,确定粒子的稳定性及释放药物速率稳定性;比较对照组、PLGA组、TAXOL+AZD1480组、PLGA(TAXOL+AZD1480组)各组胃癌细胞JAK2-STAT3信号通路活性、增殖、凋亡、迁移、侵袭能力。结果PLGA(TAXOL+AZD1480)纳米粒子120 h内呈现出缓慢、稳定释放;TAXOL+AZD1480组及PLGA(TAXOL+AZD1480)组JAK2、STAT3磷酸化蛋白水平均降低(P<0.05);与PLGA组相比,TAXOL组、AZD1480组均可以下调胃癌细胞增殖、迁移、侵袭能力,上调细胞凋亡能力,Cyclin D1、MMP-9蛋白表达受到抑制,Cleaved-caspase-3、Bax蛋白表达提升(P<0.05);与TAXOL组、AZD1480组相比,TAXOL+AZD1480组、PLGA(TAXOL+AZD1480)组进一步下调胃癌细胞增殖、迁移、侵袭能力,上调凋亡能力(P<0.05);TAXOL+AZD1480组、PLGA(TAXOL+AZD1480)组两组癌细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭活性相近(P>0.05)。结论本研究成功构建了共载TAXOL和AZD1480的PLGA(TAXOL+AZD1480)载药传递系统,该纳米体系具有药物缓释以及抑制胃癌的作用,药效确切,值得在临床进一步推广。

咽炎片挥发油质量评价

目的评价咽炎片挥发油质量。方法建立GC指纹图谱,进行化学计量学分析,测定薄荷脑含量。结果5个企业20批样品指纹图谱中有8个共有峰,相似度均在0.85以上。各批样品聚为2类,质量差异标志物有3个,其中2个为薄荷脑和异薄荷酮。薄荷脑在0.05105~1.021μg范围内线性关系良好(r=1.0000);平均加样回收率为103.6%,RSD为2.9%。结论色谱技术结合化学计量学可有效评价各企业咽炎片挥发油质量。

基于迁移学习的植物病虫害细粒度分类

植物病虫害识别是农业生产中的一个重要问题。通过人工识别与传统计算视觉的方式在实际应用中有着一定的局限性,所以有必要研究基于卷积神经网络的植物病虫害分类算法。为了探讨卷积神经网络对于植物病虫害细粒度分类的应用,基于现有的部分植物病虫害数据图像数据,融合区分性区域注意力机制与通道间的注意力机制模型来评测此数据集,结果表明,融合注意力机制后相比于原始模型其分类性能有所提升,Top-1准确率提升了1.9%。为了进一步探究注意力机制对于卷积神经网络的影响,可视化了卷积神经网络关注的区域,注意力机制使得网络在细粒度分类任务中更关注于目标的区分性特征区域。

低盐接种发酵辣椒对其风味品质的提升作用

由于高盐辣椒加工脱盐后产生大量的盐渍辣椒水,不仅污染了环境,还造成了辣椒本身营养物质的损失,中低盐度发酵辣椒是辣椒加工技术发展的方向和重点。该实验选用植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和季也蒙迈耶氏酵母(Meyerozyma guilliermondii)进行低盐发酵8%(m/m)盐度,测定pH值、总酸、还原糖、氨基酸态氮等理化指标和感官评价,利用高效液相色谱测定发酵后的有机酸含量,顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术测定挥发性物质,运用聚类分析和主成分分析对室温自然发酵辣椒、32℃自然发酵辣椒、X公司提供的发酵辣椒产品18%(m/m)盐度、32℃接种发酵辣椒的风味品质进行差异性分析。结果表明,X公司发酵辣椒和接种发酵辣椒整体感官评分较高,分别为90.81、88.80分,它们的总酸分别达0.62、0.74 g/100 g,X公司发酵辣椒产品中有机酸含量较低,接种发酵辣椒中乳酸含量较高。不同发酵辣椒之间挥发性物质存在较大差异(P<0.05),自然发酵组中含量占比最高的是烷烃类(31%)、酯类(16.29%~18.10%),X公司发酵辣椒中是酯(33.46%)、酸类(51.62%),接种发酵辣椒中是酯(40.77%)、酸(19.84%)、醇类(12.75%)。主成分分析发现,接种发酵辣椒的关键香气物质最多,主要体现为乳酸香和花果香,可作为发酵剂应用于低盐接种发酵辣椒。

龙门山断裂带北东段现今地震活动特征

文中基于中国测震台网统一地震编目网2010年1月—2020年6月的正式地震观测报告反演了龙门山断裂带北东段的最优一维速度结构,并矫正了初始震源位置,在此基础上开展了小地震精定位工作,结合汶川MS80地震早期余震精定位结果和震源机制解资料综合分析了龙门山断裂带北东段现今的地震活动特征。结果显示:南坝地区(S区)小地震平行于主破裂带分布;中段(M区)小地震偏离主破裂带分布,在两侧分别形成了丛集区M2和M3;北段青川附近(N区)地震沿主破裂带和青川断裂密集分布(N1区),地震活动强度较大,且沿主破裂带与青川断裂震源深度剖面特征有所不同。推测研究区南端S区的小地震空间分布延续了汶川地震主破裂的特征;北端N区汶川地震破裂受到宁强—勉县一带上地壳高速体的阻挡,地表破裂带消失,应力向深部传导,对青川断裂运动的触发作用明显。综上分析认为,先存断层、新生破裂与主破裂共同作用导致了龙门山北东段现今地震活动复杂的空间特征,暗示了汶川地震后应力传递和调整过程的空间不均匀性,这可能与北段复杂的地质结构有关。

虫草素及其代谢物3′-脱氧肌苷在大鼠体内的药动学

目的建立血浆虫草素及代谢物3’-脱氧肌苷(3′-Deo)的液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)测定方法,研究其在大鼠体内的药动学。方法以2-氯腺苷(2-Chl)为内标,甲醇沉淀蛋白,色谱柱为Kinetex C18(3 mm×100 mm,2.6μm),流动相为水(5 mmol·L^(-1)乙酸铵)-甲醇溶液,梯度洗脱。电喷雾离子源,正离子多反应监测。研究大鼠灌胃虫草素(10 mg·kg^(-1))后血浆虫草素及3′-Deo药动学。结果虫草素和3′-Deo分别在0.5~100和1~200 ng·mL^(-1)范围内线性关系良好,定量下限分别为0.5和1 ng·mL^(-1)。大鼠灌胃虫草素后,血浆虫草素浓度较低,主要转化为3′-Deo。虫草素和3′-Deo的峰浓度(C_(max))分别为(5.4±3.4)和(142.0±50.0)ng·mL^(-1),血药浓度-时间曲线下面积(AUC_(0-360 min))分别为(658.4±459.3)和(18034.9±4981.1)ng·min·mL^(-1)。结论该方法简单、灵敏、准确,适用于虫草素与3′-Deo血药浓度测定及药动学研究。

水热及水热氧化预处理对棉秆基成型炭和活性炭性能的影响

水热及水热氧化预处理可以调整生物质内部组分占比,有效促进生物质资源多元化利用。以棉秆为实验原料,经160℃~260℃水热及水热氧化预处理后制备成型炭和活性炭,并使用范式法、热重分析和X射线光电子能谱等测试手段,分析了水热及水热氧化预处理后生物质内部组分的演变对棉秆基成型炭和活性炭的产率、理化性能的影响。结果表明:水热及水热氧化预处理后棉秆中半纤维素和纤维素的分解有利于成型炭的产率和能量密度的增加;与水热预处理相比,水热氧化预处理进一步提高了成型炭的产率及热值,可在一定程度上降低预处理强度;棉秆基活性炭的总产率受预处理产率和活化产率的综合影响;随着水热及水热氧化预处理温度的升高,活性炭总产率呈现先升高后降低趋势,并在预处理温度为200℃获得的最大产率分别为36.95%和29.17%;与原料活性炭相比,水热及水热氧化预处理棉秆基活性炭的前驱体表面含氧官能团含量显著提升,有利于后续的氯化锌活化,得到的活性炭比表面积显著增加,吸附性能更优;此外,在180℃和200℃下水热氧化后的棉秆基活性炭碘吸附值均达到GB/T 13803.2-1999制净水用活性炭的二级品标准。

APP-MCA-CFA三元复配阻燃体系改性环氧树脂基玻璃纤维复合材料及性能研究

首次以聚磷酸铵(APP)为酸源和主阻燃剂,以高氮含量的三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为气源,以大分子型三嗪成炭剂(CFA)为炭源,组成APP-MCA-CFA三元复配阻燃剂体系。将其用于环氧树脂体系的阻燃改性,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级、锥形量热、扫描电镜(SEM)、热失重分析(TG)和动态力学分析(DMA)等实验分析了它们之间的协同效应。结果表明:与单独使用APP阻燃剂相比,三元复配阻燃剂体系(20%APP-5%MCA-5%CFA,均为质量分数)表现出显著的协同阻燃效应,LOI值提升至62.0%,热释放速率峰值(PHRR)降低至401kW/m^(2),总热释放量(THR)下降至37.3MW/m^(2)。成炭分析结果表明,APP-MCA-CFA三元复配阻燃剂体系的引入使环氧树脂在高温下形成孔洞直径约5μm的形貌均一且规整的微米级膨胀炭层。DMA实验表明MCA和CFA可以通过粒子表面的胺基参与环氧固化反应,提高环氧固化交联密度,在一定程度抵消APP阻燃剂粉体加入导致的环氧机械性能下降。APP-MCA-CFA三元复配阻燃体系可用于环氧树脂基玻璃纤维复合材料的阻燃改性,垂直燃烧等级提升至UL-94 V0级,LOI值提升至66.3%。该研究为开发综合性能优异的阻燃环氧树脂基复合体系提供了一种简单易行的途径。

BH复杂断块油田水平地应力的测井计算方法

地应力的大小和方向对油气田勘探开发工程有重要意义,其中水平地应力的精准计算是关键。BH油田断裂构造发育,地应力状态复杂多变,常用的水平地应力计算模型适应性较差。充分考虑BH油田复杂断块特征,结合岩石力学-地应力同步联测实验结果,分析了断层各要素对水平地应力的影响程度,由此建立了断层对水平两向地应力大小的影响因子K_(H)和K_(h)估算方法,在此基础上改进得到了适用于复杂断块构造的水平地应力计算模型:BH模型。利用此模型和测井资料可实现连续准确地计算工区不同层位的水平地应力,其地应力计算精度不但优于传统模型,而且能够很好地满足钻井和压裂等工程需求。

自拟丹星止颤方对帕金森病小鼠运动障碍、神经元损伤的改善作用及其机制

目的观察自拟丹星止颤方对帕金森病小鼠运动障碍、神经元损伤的改善作用并探讨其机制。方法雄性C57BL/6小鼠48只,随机分为对照组、模型组、阳性对照组及丹星止颤方低、中、高剂量组,每组8只。除对照组外,各组均采用鱼藤酮溶液灌胃制备PD模型,对照组给予生理盐水灌胃,每天1次,连续28 d。造模成功后,丹星止颤方低、中、高剂量组给予丹星止颤方混悬液11.1、22.2、44.4 g/(kg·d)灌胃,阳性对照组给予美多芭混悬液112.5 mg/(kg·d)灌胃,对照组、模型组给予0.4 mL生理盐水灌胃,每天1次,连续28 d。采用网格实验及旋转杆实验观察小鼠运动能力,免疫组织化学法检测小鼠中脑黑质区α突触核蛋白(α-Syn),Western blotting法检测小鼠脑组织Toll样受体4(TLR4)、核因子κB(NF-κB)p65、α-Syn蛋白。结果小鼠移动潜伏期对照组<阳性对照组、丹星止颤方中剂量组<丹星止颤方高剂量组<丹星止颤方低剂量组、模型组,旋转杆保持时间对照组>阳性对照组、丹星止颤方中剂量组>丹星止颤方高剂量组>丹星止颤方低剂量组、模型组(P均<0.05)。小鼠中脑黑质区α-Syn阳性细胞比例对照组<阳性对照组、丹星止颤方中剂量组<丹星止颤方高剂量组<丹星止颤方低剂量组、模型组(P均<0.05)。小鼠脑组织TLR4、NF-κB p65、α-Syn蛋白表达对照组<阳性对照组、丹星止颤方中剂量组<丹星止颤方高剂量组<丹星止颤方低剂量组、模型组(P均<0.05)。结论自拟丹星止颤方可改善PD小鼠运动障碍及神经元损伤,其机制可能与调控TLR4/NF-κB通路从而抑制中枢神经炎症有关。

基于改进Mobile-UNet的轻量级瞳孔分割算法设计

偏心摄影视力筛查设备是屈光状态快速检测应用的重要手段,瞳孔图像分割是其成像算法的重要内容。针对嵌入式设备计算资源有限和瞳孔分割精度低等问题,提出一种基于改进Mobile-UNet的轻量级瞳孔图像分割算法。算法基于U-Net改进,采用倒残差线性瓶颈模块初步轻量化。通过分组卷积降低参数,利用通道混洗打开组间通道,并引入自适应参数融合并行注意力机制提升分割性能。此外优化损失函数增强对边界的注意。实验结果表明,与MobilenetV2相比模型参数量减少90%,浮点运算次数增加19%,但分割性能显著提升;与U-Net相比模型复杂度大幅降低且分割性能提升。相比其他算法该模型的复杂度和分割性能均表现出优势,实现轻量且高效的分割。

基于NLRP3/Caspase-1信号通路探讨清脑通络汤对脑小血管病伴认知障碍大鼠的影响

目的观察清脑通络汤通过核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)/半胱氨酸天冬氨酸酶-1(Caspase-1)信号通路对脑小血管病伴认知障碍大鼠的影响。方法将18只SD大鼠随机分为假手术组、模型组和清脑通络汤组,每组6只。采用内皮素-1立体定位海马CA1区注射法建立脑小血管病伴认知障碍模型。术后3 d清脑通络汤组给予清脑通络汤2.08 mL/100 g灌胃,假手术组及模型组给予等体积生理盐水灌胃,均1次/d,连续灌胃28 d。Morris水迷宫测试大鼠的空间学习和记忆能力,透射电子显微镜观察海马神经细胞凋亡情况,HE染色观察海马神经细胞形态,Western blot法检测海马组织中NLRP3和Caspase-1蛋白表达情况。结果与假手术组比较,模型组大鼠第2~5天的逃避潜伏期均明显延长(P均<0.05),穿越平台次数明显减少(P<0.05),海马组织中NLRP3、Caspase-1蛋白相对表达量均明显升高(P均<0.05);透射电子显微镜下见线粒体肿胀,线粒体嵴减少或消失,线粒体基质部分溶解,高尔基体轻度肿胀;HE染色见海马神经细胞数量减少,可见空泡样改变。与模型组比较,清脑通络汤组大鼠第2~5天的逃避潜伏期均明显缩短(P均<0.05),穿越平台次数明显增加(P<0.05),海马组织中NLRP3、Caspase-1蛋白相对表达量均明显降低(P均<0.05);线粒体受损明显减轻,海马神经细胞坏死明显减少。结论清脑通络汤通过抑制NLRP3/Caspase-1信号通路激活,减轻细胞焦亡,从而改善脑小血管病伴认知障碍大鼠的认知障碍。

专业认证背景下生物工程专业“做中学”综合训练教学改革探索

本文探讨了认证背景下生物工程专业综合实验内容的建设和改革。为了提高学生的综合素质和适应经济社会发展的需求,将实验内容打破课程界限,整合成围绕产品生产的7个阶段“做中学”项目制创新教学模式;针对天然产物生产的技术链条,结合应用实践和科研项目,构建了9个模块的实验教学内容;基于成果导向的教学评价,将课程成绩评价机制调整和优化为全面的过程性评价和结果性考核。这一综合教学模式为生物工程专业的综合训练提供了理论指导。

基于注意力机制的YOLOv5网络对混凝土桥梁裂缝识别的研究

为进一步提高混凝土桥梁裂缝识别的准确率,并提高识别效率,基于一阶段目标检测算法中的YOLOv5算法和注意力机制模块,提出了YOLOv5_CBCA算法。在CBS(Convolution,Batch Normalization,SiLU)模块中融入注意力机制CBAM(convolutional block attention module)模块以减少降采样对特征提取的影响,骨干网络尾部添加CA(coordinate attention)模块降低图像背景的影响,从而提高目标定位的准确性。通过消融实验、对比实验,验证了YOLOv5_CBCA算法中改进模块的有效性。通过对双龙堡大桥、钟家大桥等混凝土桥梁裂缝图片进行检测,证明了YOLOv5_CBCA算法在提高准确率的同时具备更好的抗干扰能力,体现了在混凝土桥梁裂缝检测方面的优越性,为一阶段目标检测算法在混凝土桥梁裂缝识别工作中的应用提供了参考。

液相色谱串联质谱测定人血清中多黏菌素E1、E2的血药浓度

目的:建立液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)法测定人血清中多黏菌素E1、E2的血药浓度。方法:以多黏菌素B1为内标、乙腈溶液蛋白沉淀处理样品。色谱柱为Kinetex C18(3 mm×100 mm,2.6μm),流动相A为含0.1%甲酸和5 mmol·L^(-1)乙酸铵的水溶液,流动相B为含0.1%甲酸的甲醇溶液,梯度洗脱,流速0.5 mL·min-1。选用电喷雾离子源(ESI),正离子多反应监测扫描检测(MRM),用于定量分析的离子对分别为:m/z 585.6→241.1(多黏菌素E1),m/z 578.6→227.2(多黏菌素E2),m/z602.6→101.2(多黏菌素B1),考察多黏菌素E的方法学,并测定使用硫酸黏菌素的患者血清中多黏菌素E1、E2的血药浓度。结果:多黏菌素E1、E2分别在0.0193~3.86μg·mL^(-1)、0.0283~5.65μg·mL^(-1)与测定值线性关系良好,多黏菌素E1、E2的定量下限分别为0.0193μg·mL^(-1)、0.0283μg·mL^(-1)。多黏菌素E1、E2日内与日间精密度、准确度、提取回收率、基质效应、稳定性均符合方法学要求,应用本方法测定接受硫酸黏菌素的15例患者的稳态血药谷浓度为(1.84±0.85)μg·mL^(-1)。结论:本方法准确、灵敏、快速,稳定性良好,可用于检测人血清中多黏菌素E1、E2的血药浓度。

脑小血管病与认知功能障碍相关性研究进展

脑小血管病发病早期具有隐匿性,极易被忽视,随着病情的进一步发展,逐步出现认知及行为功能障碍,最终可引起痴呆,使患者的生活质量严重下降。早期诊断和干预对控制由脑小血管病引起的认知功能损害乃至预防痴呆的发生都具有重要的价值。中医药治疗脑小血管病相关认知功能障碍存在潜在优势,为治疗脑小血管病相关的认知功能障碍提供了新思路,在未来,中西医结合治疗优势互补是大势所趋。鉴于脑组织的高度复杂性与医学检测手段的局限性,脑小血管病当前的诊断及鉴别诊断主要以影像学资料为基础,该文在脑小血管病影像学分型的基础之上对脑小血管病与认知功能障碍相关性及其发病机制有关的中西医文献进行综述,以期对脑小血管病相关认知功能障碍的临床诊断和防治提供参考。

黄芪治疗血管性痴呆药理机制研究进展

血管性痴呆(VD)是一种以认知和记忆功能减退为主要表现的痴呆类型,目前尚缺乏有效的治疗药物和方案,近些年来其发病率呈上升趋势,严重影响患者生活,给社会带来沉重负担。黄芪是治疗VD的常用中药,其药理作用十分广泛,通过查阅相关药理学研究和动物实验方面的文献发现,黄芪中含有黄芪多糖、黄芪皂苷、黄酮类化合物等多种活性药理成分,能够通过修复胆碱能系统损伤,改善认知功能、抑制炎症反应、抗氧化应激、抗凋亡等作用对VD起治疗作用。本文总结了黄芪治疗VD的药理机制,并分析了其对相关调控靶点和受体蛋白的影响,为今后黄芪治疗VD的研究提供思路和参考。