基于3S的塔里木河干流生态水平动态监测及生态需水研究

【目的】应用3S、数据仓库等技术,动态监测并分析塔里木河干流1999～2004年生态水平的动态变化特征,定量估算相应生态水平下天然植被的生态需水量,为流域生态修复及生态用水决策提供科学依据。【方法】对从塔里木河流域管理局获取的多维多时相遥感数据源,通过数据预处理、分类体系划分、解译、专题提取、建库及定性定量分析等步骤,得到研究区生态水平动态变化数据;应用潜水蒸发原理,计算相应生态水平下天然植被的生态需水量。【结果】随流域治理及应急输水工程的展开,塔里木河干流天然植被分布面积呈逐年增长趋势,各优势性植被类型多度有所增加,盖度响应明显,其中以中、下游草地植被类型最明显;相应生态水平下天然植被生态需水量逐年增加,这主要由中、下游草地面积和盖度增加所致。【结论】进一步验证了流域水文过程与生态响应之间的密切耦合关系,且随流域生态环境的改善及生态水平的提高,生态需水量发生相应变化。因此,在目前流域竞争用水前提下,科学制定合理的生态水平目标,对于确保水资源配置中的生态用水至关重要。     

基于FAO-56双作物系数法估算农田作物蒸腾和土壤蒸发研究——以西北干旱区黑河流域中游绿洲农田为例

【目的】确定中国西北干旱区黑河流域中游绿洲农田蒸散量并区分作物蒸腾和土壤蒸发,为制定合理的作物灌溉制度和提高区域水资源利用效率提供依据。【方法】本文利用中科院临泽内陆河流域研究站绿洲内部大田玉米地2009年的小气候和土壤蒸发等综合观测试验数据,运用FAO-56和ASCE推荐的两种时间步长的四种不同形式的Penman-Monteith模型估算了甘肃临泽绿洲玉米农田2009年参考蒸散量,并结合FAO-56双作物系数法估算了其实际蒸散量。【结果】4种P-M模型FAO-56-PM 24h、ASCE-PM 24h、FAO-56-PM 0.5h及ASCE-PM 0.5h和双作物系数法估算的实际蒸散量依次为672.1、766.2、991.2和805.6 mm。【结论】利用涡动相关数据及小型蒸渗仪实测数据对其进行了检验,结果表明,使用FAO-56-PM 24h模型估算参考作物蒸散量的参考作物蒸散-双作物系数法能够较好估算研究区的蒸散量并有效地区分农田作物蒸腾和土壤蒸发。2009年研究区域农田制种玉米的耗水量大约为671.2 mm,日均蒸散量为4.1 mm,其中作物蒸腾累积量为498.5 mm,土壤蒸发累积量为172.7 mm,分别占蒸散量的74.2%和25.8%。     

去乙酰化酶SIRT1基因在猪不同发育阶段卵泡颗粒细胞中的表达规律研究

【目的】分析去乙酰化酶SIRT1基因在猪不同发育阶段卵泡颗粒细胞中的表达规律,为进一步了解SIRT1基因在猪卵泡发育中的调控机制奠定基础。【方法】采集猪卵巢,分离卵泡颗粒细胞,根据直径将其分为≤1.5mm,1.5~≤3.0mm,3.0~≤5.0mm,5.0mm 4个组,利用免疫组织化学方法分析SIRT1蛋白在不同发育阶段卵泡颗粒细胞中的表达定位,利用qRT-PCR和Western blotting方法分析SIRT1基因在不同直径卵泡颗粒细胞中mRNA和蛋白的表达量。【结果】SIRT1蛋白在不同发育卵泡颗粒细胞中均有表达,随着卵泡的发育,SIRT1蛋白表达量逐渐升高,其在原始卵泡中表达量最低,在其余卵泡中表达量较高。SIRT1mRNA及其蛋白在不同直径的卵泡中表达趋势一致,在直径1.5~≤3.0mm卵泡中的表达量极显著高于其他直径卵泡(P0.01)。【结论】SIRT1基因在不同卵泡中的表达具有规律性,与猪卵巢卵泡发育具有潜在的相关性。     

全天候区域地表蒸散发反演——以黑河流域为例

【目的】蒸散发是生物圈、岩石圈、水圈、冰雪圈和大气圈中水分循环和能量传输的重要控制因素。为克服区域尺度方法的主观性和站点尺度方法难以反映气象因子空间异质性的局限,文章以中国境内黑河流域为研究区域,使用2012年6月1日至9月15日的MODIS数据与CLDAS格网气象数据探索区域尺度全天候蒸散发遥感反演。【方法】该文利用逐像元地表温度—植被指数特征空间方法和Penman-Monteith公式分别估算晴空像元和有云像元的地表蒸散发,实现了区域尺度全天候蒸散发遥感反演。在分析研究区CLDAS气象数据的精度基础之上,利用MODIS数据反演的短波辐射来替代CLDAS气象数据中的短波辐射,作为全天候地表蒸散发的输入参数。最后,利用黑河流域4个不同站点实测的地表蒸散发数据对反演值进行验证。【结果】利用MODIS短波辐射代替CLDAS气象数据中的短波辐射,能够显著提高蒸散发的反演精度,4个站点反演值与实测值之间的平均均方根误差为76.3 W/m2。【结论】利用MODIS数据和CLDAS数据可以获得区域尺度的全天候蒸散发。在缺乏短波辐射数据或短波辐射数据精度较低的情况下,利用MODIS数据反演得到的短波辐射作为蒸散发模型的参数输入,能较大地提高蒸散发的反演精度。     

基于Landsat 8影像的策勒县域典型时期日蒸散量时空分布格局分析

【目的】估算地表蒸散量有利于水资源合理分配与管理,为水资源可持续发展提供依据。【方法】利用Landsat 8遥感数据集,在ENVI遥感图像处理软件的支持下,结合气温、风速、气压、日照时数等气象数据,应用SEBS模型估算2016年3月27日、5月21日、7月24日、9月10日新疆策勒县的蒸散发量。【结果】估算结果时间上存在秋季春季夏季的变化规律,典型季节的4 d蒸散发量分别为:3.885,4.095,4.701和4.511mm/d;其空间变化趋势为:北部荒漠区南部山区中部平原区。【结论】利用彭曼公式计算的结果与对SEBS的估算结果进行比较,SBES模型的结果是合理的。     

基于地表温度—植被指数特征空间的荒漠化草原表层土壤含水量反演

【目的】研究地表温度-植被指数特征空间的荒漠化草原表层土壤含水量反演状况。【方法】以2014年和2015年的3期MODISL1B数据构建地表温度Ts-植被指数NDVI的特征空间,拟合出特征空间的干、湿边方程,计算温度植被干旱指数(TVDI)。对TVDI与同期野外不同深度的实测土壤含水量数据进行回归分析,建立TVDI估测土壤水分的模型,并对模型进行验证。【结果】TVDI与各层实测土壤含水量数据都有一定程度的相关性,相关系数在0.5以上。TVDI模型对研究区0~10cm、0~20cm、0~30cm深度的土壤含水量反演相对误差均不大,且相对误差随着土壤深度的增加而增大。TVDI模型的土壤含水量遥感反演中,3期0~10cm深度的土壤含水量反演值与实测值的相对误差平均值均在10%左右。【结论】TVDI模型可以更为准确地反映研究区内土壤表层0~10cm深度的含水量空间变异特征及分布状况。     

贵州赤水河流域植被指数时空变异研究

利用MODISNDVI数据,评估贵州赤水河流域2001-2018年植被指数时间变化规律和空间分布特征,为区域生态演变和环境保护提供参考依据.研究结果表明,贵州赤水河流域植被指数总体呈波动上升趋势,由2001年的0.789提升至2018年的0.842,提升幅度6.64%,年平均增长率为0.003.各县域NDVI增长速率由大到小依次为:大方县、金沙县、七星关区、仁怀市、播州区、桐梓县、习水县、赤水市.贵州赤水河流域2001-2018年NDVI指数降低的面积占8.3%,其中以仁怀市、桐梓县、习水县植被指数降低的面积比例较大,分别为12.05%,10.75%和10.53%,毕节市所辖七星关区、大方县和金沙县植被指数上升的面积比例较大,分别为61.2%,76.6%和77.5%.各县域NDVI平均值以赤水市最高,为0.845,仁怀市NDVI平均值最低,仅0.797.     

黑河中游农业水资源多目标优化配置

针对黑河流域中游地区为追求经济发展而向黑河干流取水量过大导致的黑河下游地区地表水流量减少、生态环境恶化等问题,对该地区社会、经济等与水资源优化配置相关的资料数据进行收集、整理与分析,考虑地表径流随机性特征,构建考虑经济、社会、资源的灌溉水资源多目标优化配置模型,并使用层次分析法与线性加权法进行多目标问题求解。结果表明:将优化后的配水方案应用于黑河中游地区,其灌溉用水比实际节约3.358×10~8 m~3,水分生产力提升0.380 kg/m~3,用水费用节省3.89×10~7元,可以达到节水增产的目的,为该地区水资源管理部门提供一个满足可持续发展的农业水资源配置方案,同时,为类似地区的农业水资源优化配置提供方法依据。     

黄河中游不同流域尺度土壤侵蚀评价

黄河中游是黄河流域土壤侵蚀最严重的区段,基于GIS和RS技术,利用2000—2010年黄河中游土地覆被数据、气象数据和地形数据等,提取了该区2000—2010年植被覆盖度,应用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)计算了逐年土壤侵蚀模数,探讨了土壤侵蚀与植被覆盖度间的相关关系,并分析了不同生态系统、不同流域尺度土壤侵蚀时空变化特征。结果表明:(1)黄河中游植被覆盖度在空间上呈西北低东南高的分布特征,在时间上呈波动上升趋势,且植被覆盖度与土壤侵蚀模数之间存在负相关关系;(2)研究区2000—2010年各生态系统的土壤侵蚀强度在减弱,侵蚀状况明显好转;(3)黄河中游二级流域的土壤侵蚀量在2000—2010年间均有不同程度的减少;(4)在整个研究时段内,三级流域中的沣河、伊河及黑河流域的土壤侵蚀量在增加,其他流域的土壤侵蚀在减少。研究结果对黄河中游地区的水土保持措施具有一定的指导意义,同时,多尺度土壤侵蚀评价方法及通过剔除降雨因素实现以植被为主导因子的土壤侵蚀评价方法也可为其他地区的土壤侵蚀评价提供借鉴。     

黑河流域土壤理化性质分布特征

以黑河流域纵向梯度(上游、中游、下游)不同植被覆盖条件下的土壤作为研究对象,通过野外调查取样和数据分析相结合的方式,系统地分析了该流域土壤理化性质特征。结果显示:黑河流域土壤密度、pH值、电导率在黑河流域表现为下游中游上游,且3个指标在黑河流域上游﹑中游及下游具有显著差异性;沙粒含量不论在上游﹑中游还是下游,都是占主要组成成分的。其中,沙粒的含量在黑河下游表现最高,为84.93 g·kg~(-1),且显著大于上游和中游的含量。粉粒的含量在中游表现最高,为29.30 g·kg~(-1),且黑河流域上游、中游及下游的粉粒含量具有显著差异性;黑河流域土壤全碳量和全氮量表现为上游中游下游,差异显著。由此可知,黑河上、中、下游土壤理化性质差别较大。     

神经毒素基因RjAa17f在Sf9细胞中的表达及活性分析

【目的】在昆虫草地贪夜蛾细胞(Sf9)中表达一种能专一阻断昆虫钠、钾离子通道的神经毒素基因RjAa17f。【方法】运用杆状病毒真核表达系统表达RjAa17f毒蛋白,并用蛋白质印迹对其进行检测;测定RjAa17f毒蛋白引起健康棉铃虫中肠膜电位的变化,并对其毒力进行测定。【结果】通过重组杆状病毒质粒的转染和Western blot检测验证,神经毒素基因RjAa17f的重组Bacmid已经成功转染到Sf9细胞中,且在Sf9中表达出与预测大小一致的RjAa17f目的蛋白;此毒蛋白作用于棉铃虫中肠3~12h后,中肠膜电位与CK相比差异显著,且随着作用时间的延长,棉铃虫中肠膜电位呈逐步升高的趋势,作用9h以后,升高的幅度逐渐降低,趋于平缓。RjAa17f毒蛋白对棉铃虫的LD50为108.12μg/g。【结论】在Sf9细胞内表达出了有活性的RjAa17f毒蛋白,且该毒蛋白对棉铃虫中肠膜电位有显著改变。     

广东地区口蹄疫病毒VP1和3A基因的序列分析

【目的】了解广东地区口蹄疫病毒(FMDV)的遗传变异情况,为我国FMDV流行病学的研究及防控提供基础数据。【方法】对2015—2016年间收集的广东地区猪的病料进行FMDV VP1和3A基因的扩增测序和序列分析。【结果】11株O型FMDV均属耿马谱系毒株,7株A型FMDV均属Asia型毒株。11株O型FMDV的VP1基因与流行毒株相比,GD-MM-3株与O/BY/CHA/2010株序列相似性最高,为95.3%;GD-1株、GD-MM-1株和GD-MM-3株与O/MYA/1/98株序列相似性最高,为90.8%。7株A型FMDV的VP1基因与流行毒株相比,A/GDMM/CHA/2013株与GD-3株序列相似性最高,为99.8%;A/HuBWH/CHA/2009株与GD-3株序列相似性最高,为91.4%。11株O型FMDV的3A蛋白不存在氨基酸的缺失,7株A型FMDV的3A蛋白存在较多氨基酸的缺失。【结论】广东部分地区FMDV基因型复杂,预防控制困难。     

基于蚁群算法的水资源优化配置博弈分析

【目的】运用博弈理论分析流域内水资源开发利用过程中各用水地区的行为和收益问题。【方法】提出市场经济与宏观调控相结合的水资源配置模式,建立各用水地区追求自身收益最优的同时,实现全流域水资源合理分配的博弈模型,为实现水资源的协调发展提供支持。将该模型应用于黑河流域,运用蚁群算法实现模型的最优求解,并与线性规划法所得结果进行了比较。【结果】利用建立的水资源优化模型,通过水权和水资源费的调节,有效约束了黑河流域内各县(区、旗)的取水量,有利于解决水资源分配过程中的用水冲突,在保证黑河流域公共水权为1.2亿m3的基础上,流域总收益达到0.936亿元。【结论】运用流域水资源优化配置博弈模型进行水资源优化配置,可以有效保证流域的公共水权,激发各地区节水和开发新水源的动力。     

玛纳斯河流域草地生态功能区划研究

【目的】根据草地的生产力状况及生态服务功能,对玛纳斯河流域草地进行生态功能区划,为区域草地资源的优化利用提供依据。【方法】以玛纳斯河流域为例,利用遥感影像解译数据以及植被调查监测数据,借鉴前人构建的草地生产力指数、草地生态服务功能价值指数和草地生态功能分区模型,对玛纳斯河流域的草地进行生态功能区的划分。【结果】(1)草地生产力指数水平最低的为温性荒漠类(沙质荒漠)、温性草原化荒漠类和温性草甸草原类,最高的为山地草甸类和高寒草甸类和温性荒漠。(2)生态系统服务功能最重要的主要是高寒草甸类和山地草甸类。(3)玛纳斯河流域草地从空间上可划分为3种功能区,生态保护功能区主要包括温性草甸草原类、山地草甸类和温性荒漠类(沙质荒漠);经济功能区面积最大,包括温性荒漠草原类、高寒草甸类、温性荒漠类和温性草原化荒漠类;混合经营管理功能区主要是温性草原类。【结论】不同的草地类型其生产力状况以及生态服务功能的价值有所差异,综合考虑生态系统服务功能与经济发展,对草地进行合理的利用。     

重庆喀斯特地区NDVI变化的影响因素

【目的】区域植被指数是评价其生态系统的重要指标。喀斯特地区生境脆弱,对气候变化和人类活动均较敏感,易遭受破坏且恢复困难。本研究探讨气候要素与植被变化之间的关系,通过残差分析分离人类活动对植被的影响,定量评估其贡献。【方法】基于2001-2014年归一化植被指数数据、气象数据及土地利用数据,采用趋势分析法、偏相关分析。【结果】重庆喀斯特地区近14年NDVI整体呈现波动上升趋势,年增长率为0.0048/年,研究区内78.9%的区域植被增加,17.14%的区域植被变化不明显,只有不到4%的区域植被出现退化;气候变化对植被的影响远高于人类活动,气温的相关性高于降水,主要表现为正相关;其中气候变化的贡献率为94.6%,人类活动贡献率为5.4%;研究区实际NDVI值与模拟NDVI值之间的平均残差为0.0397。【结论】人类活动对植被的影响表现为正向,重庆针对喀斯特地区的生态恢复工程已初见成效。     

黑河流域下游绿洲-荒漠梯度上的植被数量特征

根据野外样方调查,以实际测量区域内各物种植株的多种指标为依据,分析黑河下游乌兰图格断面中植被的盖度、重要值（P_i）沿垂直于河道方向的梯度分布规律。结果表明：在垂直于河道方向上,乌兰图格断面植被总盖度呈现先增加后减小的趋势,并根据盖度值划分出1 200 m以内为河岸绿洲区、2 200~3 700 m为荒漠过渡区、4 300 m以外为荒漠区;从重要值（P_i）上观察乔、灌、草的分布规律,发现绿洲区近河道处胡杨占据生存优势,一定距离后草本占优势;荒漠过渡区和荒漠区灌木占据生存优势。同时分析乌兰图格断面植被盖度与土壤平均质量含水量的关系发现,在荒漠过渡区和荒漠区,两者具有一定的相关性。选取土壤水分、植被盖度分别为自变量和因变量,建构回归模型,利用SPSS软件进行分析,发现两者间的关系可用回归方程很好地反映出来。     

日粮能量水平对1.5～3.5月龄獭兔免疫性能及肝脏IFN-γ表达的影响

【目的】研究日粮不同能量水平对獭兔免疫性能及IFN-γ表达量的影响,为獭兔饲养能量标准的制定提供科学依据。【方法】将160只1.5月龄獭兔随机分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4组,每组40只,分别饲喂消化能为9.7,10.5,11.3和12.1MJ/kg的4种日粮(各日粮其他营养成分一致);预试期7d,正试期2个月;每个月采样1次,进行相关免疫指标的测定。【结果】在日粮能量水平为9.7~11.3 MJ/kg时,獭兔的免疫器官指数、免疫球蛋白含量以及肝脏IFN-γ表达量均随日粮能量水平的升高呈现出一定的规律性。2.5月龄时,Ⅰ组与Ⅳ组肝脏指数、脾脏指数、IgG含量以及肝脏IFN-γ表达量的差异均达到了显著水平(P0.05)。3.5月龄时,Ⅰ组与Ⅲ组的脾脏指数、IgG和SIgA含量及Ⅰ组与Ⅳ组的肝脏IFN-γ表达量均差异显著(P0.05)。【结论】在日粮能量水平为9.7~11.3MJ/kg时,日粮能量水平的升高能够增大獭兔的免疫器官指数,促进獭兔免疫球蛋白的分泌以及肝脏IFN-γ的表达,獭兔日粮较适宜的消化能水平为11.3MJ/kg。     

水约束下乌兰察布盟林草植被的需水量分析

乌兰察布盟地处中国北方农牧交错带,属于干旱半干旱地区,水资源短缺已成为该地区生态环境修复和经济发展的重要制约因素。文章对该地区水资源特点及存在问题进行了分析,采用统计年鉴资料计算出其草地和林地面积,并分别采用水量平衡法、定额法求出草地和林地植被需水量为120.63亿m3,生态缺水10.83亿~11.37亿m3;据此提出了该地区基于生态需水的林草植被建设措施。     

基于时间序列的三江源区生物量遥感检测模型研究

以三江源区为研究区,利用2006~2009年每年8月份的野外采样数据并结合同期的EOS/MODIS数据建立了草地总生物量、可食产草粮与归一化植被指数（Normolized Differential Vegetation Index,NDVI）、修改的土壤调整植被指数（Modified Soil Adjusting VegetationIndex,MSAVI）、增强型植被指数（Enhanced Vegetation Index,EVI）之间的3种（线性、乘幂和指数）关系模型,并进行了比较。研究结果表明：3种模型能够对草地总生物量、可食产草粮进行较好的估算;3种植被指数对草地总生物量、可食产草粮均具有较高的相关性,可用于对草地总生物量、可食产草粮的估测;3种植被指数对草地总生物量的估算好于可食产草量。     

胰岛素诱导牛成肌细胞成脂分化的研究

【目的】建立稳定成熟的牛成肌细胞胰岛素诱导成脂分化体系,为肉牛肉脂品质的改良提供参考。【方法】取1日龄荷斯坦公牛犊后腿肌肉,用Ⅳ型胶原酶消化法分离成肌细胞,用胰岛素诱导成肌细胞成脂分化,以未添加胰岛素的培养基为对照组,检测成肌细胞成脂分化过程中细胞形态的变化,并分析与成肌细胞和脂肪细胞分化相关基因(C/EBPα、C/EBPβ、C/EBPδ、PPARγ、Myf5、MyoD)分别诱导第3,6,9,12,15天相对表达量的变化,分析牛成肌细胞的诱导分化情况。【结果】成功分离培养了牛原代成肌细胞。胰岛素处理组细胞中脂滴的油红O染色明显,C/EBPβ、C/EBPδ、PPARγ和MyoD相对表达量明显增高,C/EBPα和Myf5基因相对表达量则下降;用DMEM高糖培养基+体积分数10%胎牛血清(FBS)培养时,C/EBPs基因相对表达量总体高于DMEM高糖培养基+体积分数20%FBS+体积分数10%马血清(HS)。【结论】成功分离并鉴定了牛成肌细胞,建立了适于牛成肌细胞的体外培养体系,用胰岛素诱导成肌细胞成脂分化效果好。