目的 分析原发性胶质母细胞瘤(GBM)患者肿瘤组织中细菌相关特征基因,并研究肿瘤内细菌相关特征基因在GBM中的功能及作用机制.方法 采用基于癌症基因组图谱(TCGA)数据分析得到的原发性GBM瘤内细菌相关特征基因的公开数据,共152例.根据GBM患者总生存时间的中位数,将其分为低生存组(78例)和高生存组(74例).使用秩和检验评估组间α多样性的差异;采用非度量多维尺度(NMDS)分析和主坐标分析(PCoA)评估组间β多样性的差异;采用线性判别分析(LDA)比较两组GBM样本中丰富度存在显著差异的细菌种类.分别根据各差异细菌相关特征基因的相对丰富度将152例患者分为高丰富度组和低丰富度组,采用Kaplan-Meier法分析高丰富度组与低丰富度组患者生存率的差异.对与良好预后相关的高丰富度细菌相关特征基因GBM样本中显著上调的基因进行基因本体论(GO)生物过程功能注释和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;通过TCGA转录组测序数据集分析肿瘤免疫微环境景观,应用曼特尔检验分析免疫细胞浸润含量与预后相关细菌特征基因的相关性.所有数据分析均采用R软件,以P＜0.05为差异有统计学意义.结果 152例GBM组织中共鉴定出252种细菌相关特征基因,其中234种特征基因在低生存组与高生存组均存在,8种仅存在于低生存组,10种仅存在于高生存组.NMDS和PCoA结果显示,两组的β多样性的差异有统计学意义(P＜0.05).LDA显示,高生存组与低生存组的肿瘤组织中细菌相关特征基因的丰富度存在差异(P＜0.05),其中脆弱拟杆菌相关特征基因在高生存组的丰富度较高(P＜0.05),并与患者的总生存期呈正相关(x2=4.13,P＜0.05).功能富集分析显示,肿瘤内脆弱拟杆菌相关特征基因丰富度较高的患者肿瘤组织中高表达与免疫途径相关的基因(P＜0.05).曼特尔检验分析结果显示,原发性GBM肿瘤组织中脆弱拟杆菌相关特征基因的丰富度与M1巨噬细胞浸润呈正相关(P＜0.05).结论 脆弱拟杆菌相关特征基因在高生存原发性GBM患者肿瘤组织中的丰富度较高,并影响肿瘤的免疫微环境.

以产业兴旺、生态宜居等各方面协同推进为总要求的乡村振兴战略的实施,对于生态环境脆弱且发展落后问题突出的西南喀斯特广大乡村地区具有重要意义.合理的景观格局是乡村振兴的基础.以贵州典型喀斯特石漠化乡村为研究区,从类型和景观两个尺度选取 11 个景观格局指数,对研究区的景观类型分布、景观破碎度空间分布、景观多样性空间分布等展开研究,探明了研究区景观格局特征.在此基础上结合生态学理论和乡村振兴总体要求,提出研究区乡村景观优化思路.结果表明:(1)研究区景观类型可分为水田、坡耕地、有林地、疏林地、经果林、石漠化灌丛等10 类,其中坡耕地和石漠化灌丛是主要景观类型,石漠化灌丛是优势景观类型,道路、水系和居民点景观面积占比较小.(2)研究区西北部和西南部以人工景观的分布为主,景观破碎化程度高;北部石漠化景观集中连片分布,景观多样性和异质性指数较低.(3)从景观格局优化、产业结构调整两个角度对研究区乡村景观进行了优化,优化后形成了较为完善的生态网络格局,生态系统稳定性提升;种植结构的调整提升了景观结构复杂程度和土地利用价值,也优化了研究区的生态环境,为乡村旅游业的发展创造了条件.结果可为喀斯特地区乡村振兴规划及实施提供理论参考.

随着气候变化及人类活动,原本脆弱的荒漠草原迎来更大的荒漠化风险,其景观格局演变受到众多学者关注.选取 1990-2019 年Landsat影像数据为信息源,采用景观指数研究方法和GIS空间分析、格网技术手段,研究苏尼特右旗景观格局时空变化特征.结果表明:(1)研究区以草地为主题景观,其中天然草地景观为优势景观类型.1990-2005年主要是天然草地景观与沙地景观、盐碱地景观相互转化;2005-2019 年天然草地景观大范围转出为封育草地景观.(2)1990-2019 年景观破碎度增大,基质景观所占比例不断减少,斑块形状趋于复杂,丰富度增加,异质性增强,聚集连片度下降.(3)研究区中北部浑善达克沙地分布带 1990-2005 年沙化严重,破碎程度加大.干燥剥蚀层状高平原2005-2019 年受人类活动影响大,基质景观优势度下降,景观破碎程度增高,空间异质性增强.南部低山丘陵区除东南部耕地景观不断被分割,整体景观保持完整连续.研究结果可为苏尼特右旗的资源环境保护、利用与管理提供科学、合理的参考依据.

旅游景区作为在维持区域生态环境和发展区域旅游经济方面具有重要作用的生态系统,近年来水土流失、植被退化等生态环境问题突出,景区生态脆弱性监测评估重要性显现.本文使用多源影像构建了遥感生态脆弱性指数(RSEVI),以安徽省12个国家5A级景区为例,选取2010年、2015年和2020年研究景区生态脆弱性时空分异,并通过地理探测器模型进行驱动力分析.结果表明:安徽省5A级景区生态环境脆弱性分布整体上存在较大差异,景区内脆弱性以中度脆弱为主;大部分地文景观类景区与文化遗址类景区的生态脆弱性总体得到缓解,水域风光类及娱乐购物类景区则逐年恶化;不同景区间主导因素与主导交互因素存在差异,其中人类干扰指标与其他评价因子存在较强的交互作用.研究结果可为旅游景区生态环境评价和保护提供方法借鉴,为区域生态建设及治理规划提供依据.

快速城市化导致我国出现局域生态退化、生态空间被大量挤占等问题,生态安全面临严重威胁,东部沿海地区尤甚.识别生态网络可以维护生态系统的完整性和稳定性,对于保障脆弱生态系统和城镇化程度高的区域生态安全具有重要意义.已有研究较少考虑生境质量变化对研究区的影响,以及确定生态廊道宽度的方法尚未成熟,准确性和空间精度存疑.使用InVEST模型对2000年、2010年和2020年粤港澳大湾区生境质量的时空演化特征进行研究,并基于形态学空间格局分析的景观要素识别选取生态源地,根据长时间序列的景观连通性和生境质量评估划分生态源地等级;运用电路理论方法提取生态廊道位置和宽度范围,以及判别生态"夹点"与生态障碍点.研究发现:(1)2000-2020年粤港澳大湾区生境质量总体呈下降趋势,并呈现从中心向边缘递减的空间格局态势;(2)识别出117个生态源地,包括7个一级生态源地,13个二级生态源地和97个三级生态源地,总面积2597.72km2,占大湾区的46.39％;(3)生态廊道共243条,其中,一级廊道104条,二级廊道139条,总长度1273.84km;(4)生态"夹点"88个、生态障碍点188个,是重点保护和优先修复的关键.研究结论可为加强粤港澳大湾区生态空间管控和国土空间生态保护修复提供科学依据与参考.

喀斯特地区生态重要性与脆弱性并存,研究喀斯特断陷盆地景观生态安全格局演变对当地土地利用高效管理和生态修复具有重要意义.以云南、四川、贵州三省交界处的喀斯特断陷盆地为研究对象,基于 2000-2020 年土地利用数据,通过构建土地利用转移矩阵、计算景观格局指数和景观生态安全指数,系统分析土地利用、景观格局与景观生态安全水平的时空演变特征.结果如下:(1)林地、草地、耕地是研究区主要土地利用类型,面积占比超过 96%.土地利用变化主要发生在 2005-2010 年和2015-2020 年,空间上表现出整体稳定而局部变化剧烈的特点,以退耕还林还草和林地向草地转换为主,耕地面积在过去20 年共减少了 386.62 km2.(2)景观多样性与均匀度上升,景观蔓延度下降.林地的最大斑块面积比例下降而草地上升,多数用地的斑块密度上升而集聚度下降,土地利用结构整体优化,但破碎化趋势明显,尤其是林地、耕地和草地.此外,建设用地呈连片化扩张.(3)景观生态安全水平明显提升,一般安全及以上安全区面积占比由 2000 年的 62.35%上升到 2020 年的98.11%.在石漠化治理和生态保护的推动下,南部的生态安全水平大幅提高,推动空间格局从"北高南低"逐步转向"南北相对均衡".景观生态安全水平的空间集聚性明显,高-高值集聚区主要在北部而低-低值集聚区主要在南部,需进一步推动北部生态保护以保障其生态屏障功能的发挥,并加强南部生态修复来提升其生态安全水平.此外,需持续推进石漠化治理并合理调控当地经济发展与生态保护间的关系,来维持生态安全水平的长期稳定.

利用食草动物来管理自然保护地的植被平衡具有很大的应用潜力,一方面可提升动物的生态价值,另一方面通过控制取食规模,改变植被的生物多样性,达到对自然保护地生态平衡管理的目的.基于此于2021年6月5日引入4头麋鹿(2雄2雌),对野鸭湖自然保护区的"芦苇优势群落"采取保护性的生物控制研究,从项目的实施来看:1)单纯收割不能控制芦苇的生长扩张;对芦苇区系植物多样性的影响有限,未改变芦苇区系结构;2)麋鹿引入该区域后,通过取食、游泳、躺卧和踩踏等活动有效控制了芦苇和香蒲的过度扩张;1年后芦苇和香蒲面积下降了 21.96％,为三棱水葱、水蓼等提供了生长空间,逐渐形成了仍以芦苇和香蒲为主且更多样的湿地环境;3)增加滩涂和开阔水面等景观,使多样性指数进一步提升,未改变周边区系湿地生态结构;4)麋鹿迁入可降低野鸭湖"脆弱物种"芦苇区系的丰富度,由引入前的(r=3.67)下降到引入后的(r=1.97);麋鹿迁入提升了野鸭湖植被区系物种多样性,芦苇区系的多样性指数由引进前的(r=0.90)上升到引进后的(r=2.11);麋鹿引入的第一年结果显示,整个引入区域的植被多样性指数由r=0.51上升到r=0.91.麋鹿迁入造成野鸭湖芦苇区系植被均匀度显著下降,由引入前的(r=0.68)下降到引入后的(r=0.36).麋鹿迁入造成野鸭湖芦苇区系优势度下降:由引入前的(r=0.22)下降到引入后的(r=0.07).麋鹿迁入造成野鸭湖地上植物生物量下降:单位面积的地上生物量由引入前的(2334.78±841.36)g/m2下降到引入后的(732.16±245.10)g/m2;单位面积的地上可摄入干物质量由引入前的(201.87±73.11)g/m2下降到引入后的(57.65± 18.62)g/m2.引入前共记录到野生植物64种27科56属,引入后该区域共记录到野生植物76种29科64属,相比引入前植物种类数量略微上升.引入区植物区系分化强度有所变化,未表现出差异.引入前植物多样性保护价值指数为8.25;引入后为9.06,有所提升.

黄河流域内蒙古段是黄河流域生态最为脆弱的区段之一,同时又是内蒙古自治区的"经济增长极",对于地处干旱半干旱地区的内蒙古自治区具有不可替代的生态意义和社会经济意义.近年来,随着气候变化和人类活动的双重干扰不断加剧,黄河流域内蒙古段景观格局发生了巨大变化,土地利用转变对于区域景观生态风险的作用过程尚不够明确.研究利用景观生态学方法构建黄河流域内蒙古段景观生态风险评估体系,重点分析流域土地利用与景观生态风险格局演变特征,识别二者相互作用关系,以期揭示黄河流域内蒙古段景观生态风险与土地利用的响应规律.研究结果表明:黄河流域内蒙古段2000-2015年景观格局演替过程中人工类型显著增加,其中增加面积最为显著的类型依次为其他建设用地、城镇用地和水库坑塘;流域整体景观生态风险值偏高,风险值低于0.5的Ⅰ级景观生态风险区域不足流域面积的0.18％,十五年间流域景观生态风险均值在0.65-0.68之间,景观生态高风险区域占比有所降低,低风险区域占比同样出现了降低,中等风险区域面积大幅增加,改善明显区域主要分布在河套灌区和呼包鄂城市群;2000-2015年间黄河流域内蒙古段疏林地、高覆盖度草地、中覆盖度草地、水库坑塘和戈壁景观生态风险等级变化最为显著,流域景观生态风险的时空演替与不同类型土地利用类型景观生态风险演化特征,均能说明流域治理和生态整治对于流域生态保护的积极作用,同时也表明流域整体景观生态风险偏高,亟需进行生态安全格局优化.

高原湖泊流域是高原地区人类活动的重要载体,兼具高生态价值和高脆弱性的特点.随着高原湖泊流域城市化和工业化发展加速,湖泊面积萎缩,污染加剧,流域生态环境受损严重,引发了一系列生态环境问题,如水土流失、水污染、湿地退化、生境质量下降等.亟需开展生态修复以平衡经济发展与生态环境保护之间关系,而基于整体保护与系统治理思维诊断并修复生态修复优先区,是科学有序推进国土空间生态保护与修复的重要抓手.基于此,研究以高原湖泊流域典型代表滇池流域为例,利用人类足迹和景观生态风险模型定量评估生态系统所受负向干扰,以最小累积阻力模型和电路理论构建流域生态网络;提取生态网络受负向干扰较高的关键区域为生态修复优先区并提出针对性修复措施.研究表明:(1)滇池流域人类干扰和生态风险整体较高,人类干扰整体呈核心—边缘递减的圈层式分布,中高生态风险占据了绝大部分区域.人类交通网络大幅扩展了人类干扰和生态风险的强度和深度;(2)区域生态网络呈典型湖泊生态网络特点,38条生态廊道呈放射状或环状分布,连通湖区、山区两大生态空间内共23块生态源地,保障区域生态安全;(3)研究共提取生态源地修复优先区73.83km2,生态廊道修复优先区26.97km2,生态夹点修复优先区31处,根据不同生态修复优先区典型问题和空间分布特征,提出了点线面结合协同治理的修复策略.研究可为高原湖泊流域国土空间生态修复优先区识别、生态系统整体修复提升提供一定科学借鉴和参考.

针对研究区的生态环境特征(风力侵蚀、沙漠化、盐渍化严重、水力侵蚀严重),引入了大尺度景观格局指数(香农均匀性指数和蔓延度指数)和极端气候指数(极端高温日数、极端低温日数和极端降雨日数),构建了北方半干旱荒漠草原生态区生态脆弱性评价体系,进而分析和探讨了该地区近13年的生态脆弱性时空变化格局和驱动机制.结果表明,北方半干旱荒漠草原生态区的生态脆弱性总体上属于中度脆弱状态,呈现自西向东递减的趋势.2000-2013年,北方半干旱荒漠草原生态区生态脆弱性呈现减小趋势.近13年北方半干旱荒漠草原生态区的生态脆弱性时空变化格局受GDP密度、气温、降水、地形等因子影响显著.这些为北方半干旱荒漠草原生态区的生态环境修复及保护提供重要的科学支撑.