毛乌素沙地3种人工灌木林林下植物群落特征及其与林分因子的关系

为探究不同人工灌木林林下植物群落的特征及其与林分因子的相互关系,以毛乌素沙地羊柴、沙柳和小叶锦鸡儿3种人工灌木林群落为研究对象,通过群落调查,分析不同人工林林下草本群落的物种多样性、盖度、地上生物量及其与灌木林林分因子的相互关系。结果显示:在3种人工灌木林样地中,共记录草本植物47种,隶属于15科38属,其中以菊科、禾本科、豆科和藜科的植物种类尤为丰富。不同人工林林下植物种数量从小到大依次为羊柴人工林<沙柳人工林<小叶锦鸡儿人工林,多年生草本植物种类明显高于1 a生植物,水分生态类型主要以旱生植物为主。林下草本层Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数在不同人工林之间存在显著差异;其中小叶锦鸡儿灌木林林下的草本层盖度和地上生物量最高,而沙柳灌木林的物种多样性则相对较低。对毛乌素沙地3种典型人工灌木林林下草本群落的特征分析结果表明,林分因子对林下草本群落的结构和特征产生显著影响。研究结果可为沙地植被恢复和生物多样性保护提供科学依据。

毛乌素沙地植被净初级生产力时空变化及其驱动因素

净初级生产力(Net primary productivity,NPP)及其对全球气候变化的响应是全球变化研究的热点之一。本研究基于MODIS遥感数据、DEM数据和气象数据等,采用Sen趋势分析、MK显著性检验、CV稳定性分析、偏相关与多元回归分析等方法,分析毛乌素沙地植被NPP的时空变化规律,并定量分析气候变化对植被NPP的影响机制。结果表明:2001—2022年毛乌素沙地植被NPP年均值变化范围介于102.75~210.62 g·m^(-2)之间。整体上,植被NPP呈现波动上升趋势,但是存在明显差异。空间上,毛乌素沙地植被NPP年平均值为164.43 g·m^(-2),植被NPP呈增加趋势的区域分布在北部,呈减少的区域位于南部。在毛乌素沙地东部对植被NPP的影响中,辐射是主导因素之一;在西部与中部,温度和降水是主导因素之一。研究表明气候因素对毛乌素沙地植被NPP的变化有显著作用,其结果也为研究区的生态绿色建设与资源的开发提供科学依据。

毛乌素沙地固碳功能菌群落随生物结皮发育阶段的演变特征

生物结皮是干旱区生态系统光合固碳的重要贡献者,固碳功能菌是生物结皮碳固定过程中的关键功能群,而毛乌素沙地生物结皮有关固碳功能菌群落多样性的研究未见详细报道。通过qPCR和高通量测序,研究了毛乌素沙地固碳功能菌基因丰度、群落多样性在生物结皮发育过程中的演变规律及其关键环境因子。结果表明,form IAB、IC和ID的基因丰度均随生物结皮发育呈升高趋势,在地衣结皮最高,在藓结皮又明显降低;form IAB的Chao1和form IC的Shannon指数随生物结皮演替呈显著上升趋势,而form IC和ID的Chao1则在藻结皮达到峰值。物种组成上,IAB型固碳功能菌以蓝藻门的颤藻目占优势,其相对丰度在藻结皮最高,随生物结皮演替逐渐降低;IC型固碳功能菌在裸沙中以土壤红杆菌目为主,而在三种生物结皮中以生丝微菌目、亚硝化单胞菌目和红螺菌目占优势;ID型固碳菌则以硅藻门的舟形藻目占优势,其丰度在裸沙中最高。IAB和IC型固碳功能菌群落结构在藻结皮和地衣结皮类似,而与裸沙和藓结皮差异显著,裸沙与藓结皮亦具显著差异。生物结皮演替过程中生物类群和土壤理化特征的改变为固碳功能菌提供了不同的生态位,土壤总有机碳、全氮、铵态氮、全磷、速效磷和pH对固碳功能菌群落进行综合调控,通过对固碳功能菌的筛选作用,最终改变固碳功能菌群落组成和结构。为深入理解荒漠生态系统生物结皮的光合固碳功能的微生物学机制提供了理论支撑。

糖尿病小鼠肾小管上皮细胞HNF4A和MUCDHL下调促进肾纤维化

目的:探索肝细胞核因子4α(HNF4A)和μ-原钙黏蛋白(MUCDHL)在糖尿病小鼠肾脏中的作用和联系。方法:(1)选取12周龄的db/m小鼠和db/db小鼠各6只,正常饮食喂养至16周,Western blot检测肾组织纤维连接蛋白(FN)、Ⅲ型胶原(Col-Ⅲ)、上皮钙黏素(E-cadherin)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、HNF4A、Snail和MUCDHL的蛋白水平,免疫组织化学染色观察FN、HNF4A和MUCDHL蛋白的表达及分布情况。(2)体外培养小鼠肾小管上皮细胞(mRTEC),分为正常糖(NG)组、高糖(HG)组、过表达对照组(NG+vector组和HG+vector组)、过表达组(NG+OE-MUCDHL组、HG+OE-MUCDHL组、NG+OE-HNF4A组和HG+OE-HNF4A组)、敲减对照组(NG+control组和HG+control组)和敲减组(NG+si-MUCDHL组、HG+si-MUCDHL组、NG+si-HNF4A组和HG+si-HNF4A组),Western blot检测相关指标的蛋白水平。结果:(1)与db/m组相比,db/db组体重、血糖和尿白蛋白/肌酐比值均显著升高(P<0.05),提示db/db小鼠有明显肾损伤;与db/m组相比,db/db组FN、Col-Ⅲ、α-SMA和Snail蛋白表达升高,E-cadherin、HNF4A和MUCDHL蛋白表达降低(P<0.05);MUCDHL主要表达在肾小管上皮细胞顶端膜,FN主要表达在肾小管间质,HNF4A主要表达在肾小管细胞浆和细胞核。(2)与NG组相比,HG组FN、Col-Ⅲ、α-SMA和Snail蛋白表达升高,E-cadherin、HNF4A和MUCDHL蛋白表达降低(P<0.05);过表达MUCDHL后FN、Col-Ⅲ、α-SMA和Snail蛋白表达降低,E-cadherin和MUCDHL蛋白表达升高(P<0.05),HNF4A表达不变;敲减MUCDHL后相关指标表达与上述效应相反(P<0.05),HNF4A表达不变;过表达HNF4A可使MUCDHL表达增加,其余指标的表达变化与过表达MUCDHL一致;敲减HNF4A表达可使上述效应反转(P<0.05);MUCDHL可能是HNF4A的下游靶基因。结论:HNF4A和MUCDHL在糖尿病小鼠肾小管中表达降低。HNF4A可能通过上调MUCDHL的表达延缓糖尿病肾病肾纤维化进程。

毛乌素沙地植被NDVI时空变化特征及其驱动因子分析

本研究基于MODIS数据和气象数据,采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall趋势检验和Hurst指数等方法研究了毛乌素沙地植被NDVI时空变化特征及其驱动力分析。结果表明,毛乌素沙地整体年均NDVI总体呈现波动上升趋势,其增长速率为0.007·a^(-1),空间分布呈现自西北向东南逐渐增大的趋势,未来毛乌素沙地NDVI主要以反向特征为主,占比为71.66%。NDVI与降水量和平均气温的相关性均呈现正相关性。降水量是影响毛乌素沙地植被生长的驱动因子。

毛乌素沙地杨柴液流变化对气象因子的响应

采用FLOW32-1K (Thermal Dissipation Probe)热平衡包裹式液流仪对毛乌素沙地杨柴(Hedysarum leave)植株液流速率进行了连续监测,同步监测灌木林地内气温、太阳辐射、相对湿度和饱和水汽压差(VPD)等气象因子,探讨了在不同时间尺度下杨柴植株液流特征及其与气象因子的关系。结果表明:(1)不同径级(3—4 mm、4—6 mm和>6 mm)杨柴植株的日平均液流速率分别为5.61 g/h、9.29 g/h、35.30 g/h,平均日液流量分别为(134.72±82.48)g/d、(223.06±152.20)g/d、(847.23±403.38)g/d。不同天气条件下的树干液流速率晴天>阴天,液流速率变化呈“昼高夜低”,不同月份表现为8月>7月>9月。(2)影响晴天和雨天杨柴植株液流的首要气象因子都是太阳辐射,小时尺度下,太阳辐射、气温、相对湿度和饱和水汽压共同解释杨柴液流的75%以上,在日尺度下,气象因子可以共同解释其80.8%以上;且随着时间尺度增大,进入回归方程的气象因子个数呈减小趋势,但气象因子对杨柴液流变化的解释度呈增加趋势。研究在未来不能进行连续观测的条件下,通过气象因子和预测模型来估算杨柴液流变化,进而可指导毛乌素沙地植被恢复与水资源管理。

毛乌素沙地杨树人工林林下植物群落特征

[目的]研究人工林林下植物群落特征及其与林分因子的关系,对沙地植被恢复成效的评价和人工林管理具有重要意义。[方法]本研究以毛乌素沙地杨树人工林群落为研究对象,调查研究林下植物群落特征,并重点探讨了林分郁闭度、密度等林分因子对林下植被的影响。[结果]研究区杨树人工林林下共发现植物32种,隶属于12科28属,其中豆科、禾本科、菊科植物最多,占总植物种的62.51%;林下草本植物生活型以多年生草本植物为主,占总物种的78.13%,植物水分生态类型以旱生、中旱生植物为主,占总物种数的75.00%,其次为旱中生和中生植物;林下草本层Margalef丰富度指数变化范围为1.20~3.17,Simpson优势度指数变化范围为0.48~0.88,Shannon-Wiener多样性指数变化范围为0.95~2.34,Pielou均匀度指数变化范围为0.16~0.48,林龄32年生时林下物种多样性最高;结构方程模型结果显示林分郁闭度和密度与林下灌木层盖度之间存在负效应关系,人工林郁闭度较高时,林下无灌木层形成。林分郁闭度的增加有利于草本层的发育,而林分密度与草本层盖度、地上生物量、物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数之间存在负效应关系,灌木层对草本层的影响与乔木层相似。[结论]毛乌素沙地杨树人工林林下草本植物多样性较高,灌木种类较少,其大小受郁闭度和密度等林分因子的影响较明显。适当调控林分密度和结构,将有利于毛乌素沙地杨树人工林林下物种多样性的维持和近自然改造。

毛乌素沙地乌审旗不同降水年份ET_(0)变化特征及影响因子分析

本文探究毛乌素沙地乌审旗丰水年、平水年及欠水年潜在蒸散量(ET_(0))的变化特征,可为水资源短缺地区植被结构优化、植被合理布局及水资源合理利用提供依据。根据对乌审旗3个气象站连续监测数据的筛选,采用相关性分析法及多元回归法,分析不同降水年份潜在蒸散量变化特征,并探讨各气候因子对毛乌素沙地的影响。结果表明:(1)ET_(0)存在明显的季节性变化,年际内变化呈单峰曲线,在6—8月间达到峰值;(2)湿润度随着月份的增加出现波动性增大现象,波动趋势均与降水量有高度一致性,且二者之间呈极显著正相关关系。(3)平均温度是该区ET_(0)的主要影响因子,贡献率为56.78%;其次是风速,贡献率为15.69%;再次是日照时数和相对湿度。相对湿度对ET_(0)起到了抑制作用,而平均温度、风速和日照时数对ET_(0)有正向推动作用,温度升高与湿度下降导致潜在ET_(0)增大。

毛乌素沙地不同林龄杨柴灌木林土壤呼吸及其影响因素

为探究沙漠化逆转过程中林地土壤呼吸速率和通量变化趋势及其主要影响因子,本文选择毛乌素沙地林龄为9 a、18 a和30 a杨柴人工灌木林和未造林流动沙地(CK),用Li-8100A土壤碳通量监测系统对土壤呼吸速率进行定位观测,并对主要环境影响因子进行了测定。结果表明:(1)土壤呼吸速率和通量均在植物生长季5—10月呈现出先升高后降低的单峰曲线变化规律,最高值出现在7月。(2)土壤呼吸速率和通量随杨柴林龄增长呈持续增加趋势,而呼吸速率温度敏感性(Q10)则呈持续下降趋势。生长季5—10月杨柴林各样地土壤呼吸平均速率大小为:30 a(2.16μmol·m^(-2)·s^(-1))>18 a(1.98μmol·m^(-2)·s^(-1))>9 a(1.41μmol·m^(-2)·s^(-1))>CK(0.24μmol·m^(-2)·s^(-1));土壤呼吸碳通量值大小顺序为:30 a(365.74 g C·m^(-2))>18 a(313.63 g C·m^(-2))>9 a(218.66 g C·m^(-2))>CK(40.08 g C·m^(-2))。(3)CK、9 a和18 a样地土壤呼吸速率季节性变化主要受土壤温度和水分的耦合作用(P<0.01),而30 a样地的主控因子为土壤温度(P<0.01)。(4)土壤呼吸碳通量与植被生物量、土壤有机碳和全氮含量均呈显著正相关关系(P<0.05)。

沙漠化逆转过程中毛乌素沙地土壤风蚀可蚀性影响因子的变化特征

[目的]揭示毛乌素沙地沙漠化逆转过程对土壤风蚀可蚀性的影响,为该区风蚀防治和生态重建提供科学参考。[方法]选取1986—2021年共8期遥感影像,以ENVI 5.3和ArcGIS 10.7为平台对毛乌素沙地不同时期土地沙漠化进行反演,同时构建研究区2021年沙漠化差值指数(DDI),并按照自然断裂法将毛乌素沙地土地分为非、轻度、中度、重度和极重度5种沙漠化类型代表沙漠化逆转的不同阶段。根据反演结果,应用空间代替时间的方法,对不同沙漠化类型土壤进行样品采集,并对土壤机械组成、土壤有机质含量、土壤结皮、植被因子等土壤风蚀可蚀性影响因子进行测试分析。[结果]毛乌素沙地1986—2021年沙漠化整体呈逆转趋势,沙漠化土地面积由1986年的47877.81 km^(2)缩减至2021年的45914.06 km^(2),以56.11 km^(2)/a的速率逆转。该区土地沙漠化可分为3个时期:1986—2001年为沙漠化发展期,土壤黏粒、粉粒百分含量、有机质含量呈降低趋势,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈增加趋势;2001—2011年为沙漠化显著逆转期;2011—2021年为沙漠化稳定逆转期,逆转期内,土壤黏粒、粉粒百分含量和有机质含量呈增加趋势,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈降低趋势,且逆转程度越大,各因子变化速率也越快;随着沙漠化程度减弱,土壤黏粒、粉粒百分含量、有机质含量呈线性增加趋势,递增率分别为1.55%,7.08%和1.98%,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈线性下降趋势,递减率分别为8.62%,0.13%和0.23%。[结论]毛乌素沙地沙漠化逆转过程使土壤结构变细,结皮发育,植被增加,土壤抗蚀性增强,对土壤风蚀起到显著抑制作用。

葡萄籽原花青素通过Nrf2调节糖尿病大鼠肾组织GSTM的表达

目的:研究葡萄籽原花青素(GSP)对糖尿病大鼠肾保护作用的分子生物学机制,为GSP治疗糖尿病肾病提供实验依据。方法:雄性Wistar大鼠尾静脉注射0.1%链脲佐菌素(STZ)建立糖尿病大鼠模型,成模后随机分为糖尿病组(DM组)和糖尿病GSP治疗组(GSP组,GSP 250 mg.kg-1.d-1),另设正常对照组(C组)。观察24周后测量大鼠体重、收缩压、肾重/体重和24 h尿蛋白定量;采血测定空腹血糖(FPG)、尿素氮(BUN)、肌酐(SCr)和糖基化血红蛋白(HbA1c);观察糖尿病大鼠肾脏病理改变,并应用Western blotting和免疫组化法测定肾组织谷胱甘肽S-转移酶μ亚型(GSTM)和核因子E2相关因子2(Nrf2)的表达。结果:实验开始时3组大鼠体重无明显差异(P>0.05),24周时DM组大鼠较C组大鼠体重显著下降(P<0.01),治疗后GSP组大鼠体重较DM组增加,但无显著差异(P>0.05)。第24周时DM组大鼠与C组相比较,收缩压、FPG、HbA1c、肾重/体重、24 h尿蛋白定量、BUN和SCr水平显著升高(P<0.01)。治疗后GSP组大鼠与DM组比较FPG和HbA1c水平降低,但无显著差异(P>0.05),收缩压、24 h尿蛋白定量和肾重/体重显著降低,(P<0.01),BUN和SCr水平显著降低(P<0.05)。GSP组肾组织病理改变较DM组改善。GSTM和Nrf2表达在DM组表达较C组上调,在GSP组治疗后回调(P<0.05)。结论:GSP可能通过Nrf2下调GSTM表达而起肾保护作用。

毛乌素沙地凝结水动态变化及其影响因子的研究

基于2002年5～10月间运用直接称重法对毛乌素沙地臭柏（Sabina vulgaris Ant．）群落林间空地的0—1．5cm表层土壤凝结水连续观测资料，分析讨论了凝结水的日变化和季节变化特征以及影响凝结水形成的环境因子。结果表明：毛乌素沙地天然臭柏群落内各月均有凝结水发生，并且可从午后持续至翌日清晨，但各月间凝结水量和凝结持续时间有所不同。5月份凝结水持续时间最短，凝结水量也最少；而9月份凝结水持续时间最长，凝结水量也最多。影响毛乌素沙地凝结水形成的主要环境因子有风速、大气相对湿度、气一地温差及其相互作用。其中，风速与凝结量间存在较高相关性，而气温能否趋近或降至露点产生土壤凝结水是决定夜间水分凝结量的一个关键因素。

自然和人为因素对毛乌素沙地沙漠化的耦合作用

通过主成分分析方法研究了不同因子对沙漠化的贡献。结果表明,自然因素是该沙地沙漠化的主要驱动力,以气温变化的驱动力最大;人口密度也是沙漠化的主要驱动力,以耕翻为主人为活动对沙漠化驱动作用较大。

卡氏小鼠种群数量变动特征及其与环境因子的关系

本文报道卡氏小鼠（Ｍｕｓｃａｒｏｌｉ）种群数量变动特征及其与环境等因子的关系。种群数量年间变动较大，季节变化一般出现２个高峰，分别在５－６月和１１月，与农作物的成熟、收获以及小鼠繁殖活动有关。１月份的种群数量多寡及２、３月份的月平均气温高低，对当年５月份种群数量有密切关系。本文提出了３个回归方程式，可初步估计当年５月的种群数量。

单株油蒿蒸腾耗水特征及其与环境因素的关系

[目的]探究油蒿的蒸腾耗水规律及其对环境因子的响应,旨在为固沙植被建设提供科学依据。[方法]利用野外大型称重式蒸渗仪于2014年6—9月底对单株油蒿的蒸腾过程进行连续观测,并同步监测了土壤含水量及相关气象因子。[结果]油蒿单日蒸腾强度曲线在晴天表现为双峰曲线,而在阴雨天双峰曲线不明显;研究期间,单株油蒿蒸腾耗水量为101.66mm,日平均蒸腾强度为0.83mm/d。蒸渗仪内土壤蒸发量106.05mm,日平均土壤蒸发强度为0.87mm/d,试验期间蒸散量占降雨量的82.98%。降雨可以维持油蒿正常生长,并对土壤水分进行一定补充;油蒿蒸腾强度与空气相对湿度(p<0.01)、空气温度(p<0.01)、太阳净辐射(p<0.01)和20cm深度土壤体积含水量(p<0.05)具有很好的相关性,且相关性依次减小。[结论]油蒿蒸腾耗水日变化明显,其蒸腾速率受土壤水分状况、气象条件及自身生理特征等因素的影响。

毛乌素沙地典型县域土地沙漠化过程研究

在近58 a的时间尺度上,以毛乌素沙地偏农区的榆阳区和偏牧区的乌审旗作为研究对象,选择农牧业人口数量、牲畜数量、耕地面积和降水量、蒸发量、大风日数作为驱动土地沙漠化的社会因子和自然因子,建立土地沙漠化因子综合影响系数模型,研究两地区土地沙漠化的因子影响系数、社会因子影响系数、自然因子影响系数及综合影响系数演变状况。结果表明:榆阳区土地沙漠化因子的影响系数大小排序为农牧业人口数量、耕地面积、降水量、蒸发量、牲畜数量、大风日数;乌审旗的影响系数大小排序为农牧业人口数量、牲畜数量、耕地面积、降水量、蒸发量、大风日数。两地区土地沙漠化社会因子影响系数呈上升趋势,社会因子是导致两地区土地沙漠化的主要推动力。

应激性胃黏膜损伤发病机制的研究进展

应激性胃黏膜损伤(stress-induced gastricmucosal lesions)是由于手术创伤、休克、烧伤等应激引起胃黏膜保护机制与损伤机制发生失衡而出现的以溃疡或糜烂为特征的严重并发症.其病理表现为胃黏膜广泛而表浅的糜烂,发病机制复杂,尚未完全阐明.目前认为是由神经内分泌失调、胃黏膜保护屏障受损、损伤因子增强、细胞凋亡等多因素共同作用的结果.本文对此作一简要综述.

毛乌素沙地沙木蓼茎干液流规律研究

植物的茎干液流量表征其蒸腾耗水量,能够准确反映单株植物的蒸腾作用和水分利用状况。利用Dynamax茎流测量系统和自动气象站对毛乌素沙地人工灌木树种沙木蓼的茎干液流变化及其周围的环境因子进行观测。研究结果表明,(1)沙木蓼茎干液流日变化呈多峰线型,昼夜变化明显,夜间仍有低值液流;晴天液流速率较大,变化幅度也大;阴雨天液流速率变化幅度较小但波动剧烈。(2)整个生长季沙木蓼总液流量为428.83L,5—10月沙木蓼日平均液流量为2.6395L/d。(3)沙木蓼液流速率变化趋势与环境因子变化趋势基本吻合。相关分析表明,影响沙木蓼茎干液流变化的主要环境因子为太阳总辐射、空气温度、空气相对湿度和风速。

反馈网络中电位器对调节器性能的影响

通过对各种类型的调节器中含有电位器时传递函数的求解分析,得出接入电位器后对调节器的比例放大系数、微分时间常数及积分时间常数的影响结果,并使多种调节器在形式上得到了统一,根据需要可方便地调节电位器使其性能达到设计的需要.

毛乌素沙地东南缘植被NDVI时空变化及其对气候因子的响应

了解植被生长对气候变化的响应是厘清生态系统动态关系的重点。基于1990—2018年气象数据和归一化植被指数(NDVI),应用偏相关分析与地理探测器等方法,分析了在生长季,毛乌素沙地东南缘不同类型植被年均NDVI的变化趋势,探讨了年均气温与年总降水量对各类型植被的影响。结果表明:(1)1990—2018年生长季研究区植被年均NDVI显著与极显著增加面积达97.9%,整体生态环境质量大幅度改善。2005年之前植被年均NDVI增速缓慢,此后以0.011·a^(−1)的速率发生了突变增加,其中灌丛类植被年均NDVI增长幅度最大。(2)2000年为年总降水量与年均气温的趋势突变点,突变前年总降水量以-5.510 mm·a^(−1)的速率减少,此后以5.541 mm·a^(−1)的速率增加,且主要依赖于大雨雨量的增加;年均高温与年均低温在突变前上升速率分别为0.122℃·a^(−1)与0.230℃·a^(−1),突变后,年均高温下降速率为-0.014℃·a^(−1),而年均低温上升速率为0.022℃·a^(−1)。(3)在植被年均NDVI缓慢增长阶段(1990—2005年),年均低温对植被影响较大,与不同类型植被年均NDVI多呈显著正相关;在植被年均NDVI快速增长阶段(2006—2018年),年总降水量与不同类型植被年均NDVI呈显著正相关,大降雨事件的频发使得降水量对于植被的生长起主导作用。年总降水量与年均气温尤其是年均低温的交互作用是促进植被生长的关键。