识别和量化海湾水体硝态氮污染,对管理海湾水体环境至关重要.东山湾是福建省东南沿海重要的半封闭海湾,湾头漳江河口和湾口分别存在红树林和珊瑚礁生态系统,同时也伴随着海水养殖等人类活动影响.本研究通过测定海湾表层水体理化参数、稳定同位素(δ15N-NO3-、δ18O-NO3-和δ15N-NH4+),结合Mix-SIAR同位素混合模型等统计方法,定量化分析漳州东山湾表层水体硝态氮污染.结果表明:东山湾表层水体叶绿素a和溶解无机氮浓度呈现较为明显的梯度变化,表现为由漳江河口向东山湾湾口方向逐渐下降,叶绿素 a、NH4+、NO3-和 NO2-浓度的最大值分别为 45.2 μg·L-1、52.67 μmol·L-1、379.2 μmol·L-1 和 3.93μmol·L-1;表层水体NH4+和NO3-的氮、氧同位素值则表现为明显的空间异质性.MixSIAR模型结果显示,东山湾表层水体潜在氮源主要来源于漳江河口的淡水输入、养殖废水以及地下水等,其中漳江河口淡水输入的贡献最大,占25.2％,养殖废水、地下水以及城市污水分别占24.6％、19.0％和15.1％.可见,漳江河口淡水输入是东山湾表层水体硝酸盐最主要的来源.

目的:制备靶向转铁蛋白受体（TfR）的多肽分子探针 99Tc m-组氨酸-精氨酸-脯氨酸-酪氨酸-异亮氨酸-丙氨酸-组氨酸（简称 99Tc m-T7），并评估其在荷瘤裸鼠模型micro SPECT/CT显像中的效果。 方法:采用间接标记法，在共配体N-三（羟甲基）甲基甘氨酸和乙二胺二乙酸的协同下，制备 99Tc m-T7。采用流式细胞术测定人胰腺癌PANC-1细胞和人乳腺癌MX-1细胞表面TfR的表达水平，采用体外细胞结合及细胞竞争抑制实验评估 99Tc m-T7体外结合TfR的亲合力及特异性。构建荷瘤裸鼠模型，注射 99Tc m-T7后进行micro SPECT/CT显像及生物学分布实验。采用离体组织放射性磷屏自显影成像及组织病理学检查，观察TfR的表达情况。2组间的比较采用独立样本 t检验。 结果:成功制备了分子探针 99Tc m-T7，其标记率>95%，分别在与生理盐水、胎牛血清的混合液中孵育4 h后的放射化学纯度为（95.3±0.3）%和（90.6±0.4）%。流式细胞术实验结果显示，PANC-1细胞与TfR单克隆抗体的结合率为（98.9±0.1）%，而MX-1细胞与TfR单克隆抗体的结合率为（0.2±0.1）%。体外细胞结合实验结果表明，PANC-1细胞与 99Tc m-T7共孵育60 min后结合率达到峰值[(16.12±0.01)%]，高于MX-1细胞[（1.20±0.01）%]，且二者间的差异有统计学意义（ t=28.67， P<0.001）；细胞竞争抑制实验结果表明，PANC-1阻断组与 99Tc m-T7的结合率降低至（2.40±0.01）%，与PANC-1实验组的差异有统计学意义（ t=26.91， P<0.001）。荷瘤裸鼠体内micro SPECT/CT显像结果显示， 99Tc m-T7可从血液中迅速清除，主要通过肾脏排泄。PANC-1荷瘤裸鼠模型在注射 99Tc m-T7后30 min时肿瘤轮廓显示清晰，肿瘤/肌肉比值达2.80±0.22。生物学分布实验结果显示，肿瘤及各脏器对 99Tc m-T7的摄取[每克组织百分注射剂量率（%ID/g）]与显像结果一致，且 99Tc m-T7在PANC-1细胞中的摄取[（0.55±0.18）%ID/g]高于MX-1细胞[（0.16±0.11）%ID/g]，差异有统计学意义（ t=6.42， P<0.001）。放射性磷屏自显影结果显示，在注射 99Tc m-T7 30 min后，相较于MX-1细胞，PANC-1细胞显著摄取 99Tc m-T7 ；在正常组织脏器中，以肾脏摄取最为显著，其次为肝脏。苏木精-伊红染色法及免疫组织化学染色法结果显示，肿瘤实质内未见明显坏死，在PANC-1细胞中TfR呈高表达，而在MX-1细胞中TfR呈低表达。 结论:成功制备了靶向TfR的特异性多肽分子探针 99Tc m-T7，其在荷瘤裸鼠模型中具有良好的显像效能，有望为在体监测肿瘤TfR的表达提供新的影像学手段。

明晰常绿与落叶乔木的水分来源及竞争关系,可为区域生态恢复过程中树种的选择和种植方式提供理论依据.本研究以兰州市南山绿化工程区大洼山常绿乔木侧柏(Platycladuss orientalis)和落叶乔木白榆(Ulmus pumila)为对象,测定其木质部及土壤和降水的氢氧稳定同位素比值,利用贝叶斯混合模型和相似性比例指数分析了侧柏和白榆对不同深度土层土壤水的利用特征.结果表明:除7月和10月外,深层(70～100 cm)土壤水是侧柏和白榆的主要水分来源,其贡献率分别为55.82％和58.90％;7月侧柏和白榆转为吸收浅层(0～20 cm)土壤水,贡献率均达90％以上;10月侧柏转为吸收中层(20～70 cm)土壤水,而白榆同时利用深层(70～100cm)和中层(20～70cm)土壤水.侧柏和白榆在整个生长季内除7月外,对水分的竞争不强烈,可在同一生境下同时种植.

流域径流过程及其组分来源识别是水资源合理利用的前提.为明确植被类型对流域径流组分的影响与定量贡献,本研究以山西吉县蔡家川主沟流域及5个不同植被类型小流域为研究对象,监测2场典型降雨产流过程及其氢氧同位素时空变化特征,探讨小流域径流过程差异及其组分来源.结果表明:在中雨条件下,事件水对各个流域河道流量的贡献率为封禁森林(94.3％)＞蔡家川主沟(83.1％)＞农牧复合(64.3％)＞人工-次生林(52.4％)＞农地(0.3％)＞次生林(0.0％);而在小雨条件下,人工-次生林(52.4％)＞封禁森林(58.5％)＞农地(40.6％)＞次生林(15.8％)＞农牧复合(12.5％)＞蔡家川主沟(9.3％),次生林、封禁森林小流域事件水对径流贡献率大于人工林,次生林具有更强的径流调蓄能力.封禁森林、农牧复合流域在中雨强度条件下事件水的贡献率大于小雨强度条件,而农地、人工-次生林、次生林流域则相反.事件水对林地小流域径流贡献率大于农地小流域,可能与农地小流域沟口建有淤地坝有关.本研究结果可为晋西黄土区水源涵养和径流变化归因分析提供科学依据.

目的 评估老年人5年间蛋白质需要量的变化情况.方法 在2017年14名老年人蛋白质需要量研究的前期基础上,纳入其中4名老年人(70～80岁)作为研究对象,采用指示剂氨基酸氧化法再次评估老年人蛋白质需要量.设7个蛋白质水平,分别为0.1、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5和1.8g/(kg.d).每个蛋白质水平前2天均给予维持膳食.第3天进行稳定同位素研究,在氨基酸配比膳食的基础上,采用L-13C-苯丙氨酸作为指示剂,伴随氨基酸配比膳食口服摄入体内,当L-13C-苯丙氨酸的代谢在体内达到稳态时,收集呼出气、尿液样本.通过测定样本中标记氨基酸动力学参数,构建待测蛋白质摄入量和标记氨基酸氧化率的非线性混合效应模型,曲线拐点对应的蛋白质摄入量即为该研究人群的蛋白质平均需要量.结果 根据4名老年人不同蛋白水平下呼气中13CO2的产生率可以获得老年人蛋白质平均需要量为1.05(95％CI0.51～1.60)g/(kg.d).采用蛋白质平均需要量推算推荐摄入量的变异系数进行推算后获得蛋白质推荐摄入量为1.31(95％CI0.64～2.00)g/(kg.d).结论 老年人的蛋白质需要量在5年间有所提高,肌少症可能是导致老年人蛋白质需要量增加的主要原因.

确定植物种的生态恢复适用性对绿化物种选择具有重要意义.本研究基于氢氧稳定同位素技术,以兰州市南山相似生境下狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)和柠条锦鸡儿(C.forshinskii)为对象,采用直接对比法和贝叶斯混合模型(MixSIAR)对生长季两种锦鸡儿的水分来源差异进行定性和定量分析.结果表明:两种锦鸡儿有多个吸水层,是非单一水源植物,生长季狭叶锦鸡儿主要吸水层位具有月份差异性,而柠条锦鸡儿除了 9月,其他月份主要水源均来自中深层(70～130 cm),贡献率达80％以上;降水发生后,狭叶锦鸡儿会转为利用表层(0～30 cm)土壤水,柠条锦鸡儿对降水响应不敏感;柠条锦鸡儿的主要吸水层位较为稳定,面对干旱胁迫时狭叶锦鸡儿能转换主要吸水层,具更灵活的吸水方式,干旱适应性优于柠条锦鸡儿,作为干旱区的绿化物种优势更为突出.

西部露天煤矿区气候干旱,提高矿区植物利用深层土壤水是矿区生态环境恢复的重要步骤,明晰微生物生态修复技术下植物根系及土壤水分分布特征对于矿区生态重建具有重要意义.为了探讨接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对玉米根系形态及土壤水分分布的影响,本研究以饱和粉质黏土作为隔水层,砂土作为土壤层来进行室内土柱试验,共设置了不种玉米不接种AMF(CK)、种植玉米不接种AMF(YM)、种植玉米接种AMF(YF)3个试验处理,并在试验过程中对土壤水分分布和植物生长相关指标进行监测.结果表明:试验前期接菌处理下土壤平均含水率比不接菌处理低 14.5%,而试验后期接菌处理比不接菌处理高 20.1%,同时还发现 97.4%的玉米根系主要分布在0-40 cm的土层中.与不接种AMF处理相比,接种AMF的玉米细根的根长度、根体积和根表面积占比分别增加 4.4%、1.2%和 2.6%.通过直接对比法和贝叶斯混合模型分析表明,接菌处理下玉米对中层土壤(10-50 cm)水分吸收为 47.1%,而不接菌处理对该层土壤水分吸收则为 35%.这些结果表明接种 AMF 能提高植物对土壤中层水的利用比例.研究结果可作为西部露天煤矿区土地复垦与生态恢复提供科学依据和技术支撑.

植物水分利用在生态系统水文循环及其生产力中起着重要作用.气候变化下寒温带森林水分胁迫逐渐加剧,对其典型树种水分利用特征的研究有助于理解寒温带森林生态系统的稳定性及可持续性.以大兴安岭北部典型树种兴安落叶松(Larix gmelinii)(L)和白桦(Betula platyphylla)(B)为研究对象,利用稳定同位素技术测定降雨、木质部水和土壤水中氢氧稳定同位素值(δD和818O),揭示不同水源δD和δ18O值的分布特征,并利用多源线性混合模型及树干边材液流通量,分析不同水源对2树种的利用率和利用量,揭示生长季兴安落叶松和白桦生长季水分利用特征变化.结果表明:(1)研究区的大气降雨和土壤水同位素均受蒸发的影响发生了一定程度的分馏,且土壤水同位素分馏程度存在树种间的差异,兴安落叶松分馏程度大于白桦.(2)降雨和蒸发对2个林分土壤含水率和土壤水稳定同位素值在上层土壤(0-10cm)影响强烈,而对中下层影响较小,且各层土壤水稳定同位素值表现出显著差异(P＜0.05).(3)在5月和9月兴安落叶松和白桦主要利用上层土壤水分,对上层土壤水分的利用率分别为 64.7％、61.3％(L);61.5％、66.0％(B),日均利用量分别为 2.00kg/d、1.10kg/d(L);6.74kg/d、2.75kg/d(B).在6-8月兴安落叶松和白桦主要利用下层(20-40cm)土壤水分,对下层土壤水分的利用率分别为44.5％、48.1％、70.3％(L);49.3％、63.6％、74.7％(B),日均利用量分别为 2.58kg/d、2.76kg/d、3.89kg/d(L);12.69kg/d、14.77kg/d、14.19kg/d(B)生长季两树种表现出相似的水分来源,但对各土层土壤水的利用率存在差异,这种差异主要表现在6-8月白桦对下层土壤水的利用率显著大于兴安落叶松.这些发现说明在未来水分胁迫加剧的情况下,兴安落叶松比白桦具有更高的环境适应性.

选取珠江上游深水型水库龙滩水库为研究对象,于2019年4、7、10月和2020年1月4个季节采集了水库支流表层水、库区分层水和下泄水,分析其水化学参数、SO42-浓度及δ34SSO4与δ18OSO4同位素组成,基于冗余分析和贝叶斯稳定同位素混合模型等手段,阐明了筑坝拦截影响下的水动力条件改变对龙滩水库水体硫循环的影响.结果表明:龙滩水库SO42-的主要来源是硫化物矿物氧化(以O2或Fe3+为电子受体),此外,还包括大气降水、人为源.筑坝拦截后,水体SO42-浓度以及δ34SSO4和S18OSO4值波动范围显著增大.筑坝蓄水会导致水体相对水柱稳定度(relative water column stability,RWCS)升高,在较高的RWCS条件下,水库内部的硫化物氧化和硫酸盐还原等过程显著增强,因此,RWCS是驱动水库硫循环的重要水动力因素.本研究有助于深入理解水库内部硫酸盐迁移转化过程的水动力驱动机制,为深水型水库水资源科学利用与保护提供理论依据.

为调查山谷型水库的鱼类群落营养结构及其食物资源利用情况,基于碳(δ13C)、氮(δ15N)稳定同位素技术研究了湖北省洈水水库2020年夏季与秋季鱼类群落结构特征,并运用贝叶斯混合模型评价4种潜在碳源(颗粒有机物、陆生植物、周丛藻类和有机碎屑)对不同食性鱼类的贡献.结果表明:洈水水库鱼类群落的营养结构存在季节差异,鱼类群落的营养层次(NR)、基础食物来源(CR)、生态位总空间(TA)、群落的整体密度(NND)、聚集均匀程度(SDNND)和核心生态位空间(SEAc)等参数为夏季高于秋季,表明夏季食物源多样性高、营养冗余程度低、食物网结构更加复杂而稳定.洈水水库夏季和秋季鱼类均依赖外源性碳源,但两个季节的利用方式存在显著差异(P＜0.05).整体上,陆生植物在两个季节对洈水水库鱼类的碳源贡献最大,但夏季周丛藻类为次重要碳源,秋季有机碎屑为次重要碳源,颗粒有机物(POM)在两个季节均不重要.夏季和秋季对外源碳的依赖程度最高的鱼类均为黄尾鲴(碎屑食性鱼类),对外源碳的依赖程度最低的鱼类为鳙(滤食性鱼类)和团头鲂(植食性鱼类).在夏季和秋季共有的9种鱼类中,肉食性鱼类(鳜、蒙古鲌)、杂食性鱼类(鲤、鲫)与碎屑食性鱼类(黄尾鲴)营养级变化显著.夏季鱼类营养级范围为2.5-3.5,平均3.01,而秋季鱼类营养级范围为2.9-3.8,平均3.32.基于稳定同位素技术分析不同食性鱼类的营养级发现,秋季鱼类的营养级普遍高于夏季(P＜0.05).研究揭示洈水水库鱼类夏季和秋季的碳源利用存在显著差别,鱼类的营养级秋季普遍高于夏季,这主要是由于洈水水库秋季的低水位不利于陆生植物进入水生食物网,鱼类食物资源竞争加剧、捕食作用加强所致.基于贝叶斯混合模型分析鱼类食物资源的利用情况表明:植食性鱼类和杂食性鱼类的鱼苗投放时间应选在早春(2-3月),碎屑食性鱼类鱼苗的投放时间在秋、冬季更加合适,这将为研究山谷型水库鱼类群落的营养结构及渔业结构调整方案提供科学依据.