目的:探讨急性创伤性颅脑损伤(TBI)后突触形成相关蛋白突触关联蛋白(Snap)25、神经突触素(Synapsin)1和线粒体功能异常相关蛋白单胺氧化酶B(Maob)、NADH脱氢酶(辅酶Q)Fe-S蛋白(Ndufs)2在大鼠海马组织中的表达及其意义。方法:采用大鼠可控性皮质打击伤(CCI)建立中度TBI模型，CCI后48 h(CCI组， n＝13)为急性期观察点；假手术组( n＝13)与CCI组处理步骤一致，仅不打击皮质。采用超高效液相色谱和同位素标记相对与绝对定量(iTRAQ)蛋白质质谱分析CCI组( n＝5)与假手术组( n＝5)海马组织之间的差异蛋白。采用生物信息学方法分析差异蛋白的细胞组分、生物进程和分子功能，并进行经典通路富集分析及疾病功能富集分析。采用透射电子显微镜观察两组海马组织神经元核和线粒体的超微结构变化。采用蛋白质免疫印迹法(WB)检测Snap25、Synapsin1、Maob以及Ndufs2蛋白的表达。 结果:蛋白质质谱数据结果显示，与假手术组相比，CCI组上调的差异蛋白共55种(差异倍数≥1.50)，下调的差异蛋白共110种(差异倍数≤0.65)。生物信息学分析结果显示，富集的经典通路包括突触形成信号通路[－ log10( P值)＝7.29]和线粒体功能障碍信号通路[－ log10( P值)＝4.06]等；突触形成信号通路中富集了Snap25和Synapsin1等蛋白；线粒体功能障碍信号通路中富集了Maob和Ndufs2等蛋白。透射电子显微镜观察发现，CCI组出现神经元核固缩、线粒体嵴断裂。WB检测结果显示，与假手术组( n＝5)比较，CCI组( n＝5)Snap25(分别为0.594±0.025、1.000±0.141， t＝4.92)、Synapsin1(分别为0.597±0.077、1.000±0.100， t＝5.56)、Maob(分别为0.528±0.042、1.000±0.160， t＝4.94)以及Ndufs2(分别为0.549±0.057、1.000±0.131， t＝5.45)蛋白的相对表达量均下降，差异均具有统计学意义(均 P<0.01)。 结论:突触形成相关蛋白Snap25、Synapsin1和线粒体功能异常相关蛋白Maob、Ndufs2在急性TBI大鼠海马组织中的表达下降，可能参与TBI的发病机制。

目的:建立海产品中有机结合氚(OBT)与 14C的联合处理检测方法，分析测量过程中不确定度的来源并进行评定，实现海鱼、海虾、海蟹、海贝和海藻等不同种类海产品中的OBT和 14C的快速、准确测定。 方法:采用六道管式燃烧装置结合自制六通玻璃管，研究联合氧化燃烧与收集海产品中OBT和 14C的方法；分析评定元素分析、氧化燃烧、液体闪烁计数测量等过程中引入的不确定度。 结果:建立了5管合并收集OBT、单管收集 14C的联合分离方法，－110℃冷阱收集条件下氢的燃烧回收率得到有效提升，样品转移时的损耗更少，收集碳所需氢氧化钠、氯化铵和氯化钙等试剂的用量大大降低。联合分离5.0 g样品中氢和碳(包含所有氢和碳的同位素)，葡萄糖中氢和碳的燃烧回收率分别为98.7%和93.1%，5种海产品中氢和碳的燃烧回收率分别为92.5% ～ 97.3%和82.7%～96.3%，3次平行性实验相对标准偏差均<5%，表明该方法具有良好的准确性和精密度。样品计数是结果不确定度的主要来源，其次为元素含量分析和计数效率。 结论:本研究建立的海产品中OBT和 14C联合分离体系燃烧回收率高、处理时间短、分离效果好、获得量足，可有效减少样品使用量，能满足海产品放射性污染健康风险评估要求。

目的 建立低于气体同位素质谱仪检测限的氢气中低水平氚浓度的测量方法.方法 通过自研的催化氧化装置利用铂疏水催化剂将氢气合成为水,并考察不同实验条件对氢气转化率的影响;然后用液闪分析方法对合成水中的氚浓度进行分析;最后根据合成水的测量结果推算出氢气中的氚浓度.结果 固定氢气流量,氢气转化率随反应温度的升高而升高、随氧气流量的增大先升高后减小,经条件优化,氢气可完全转化.在反应温度 110℃、氧氢流量100 mL/min条件下,将HT体积分数在(1×10-7～2×10-14)范围内的氢气合成为水并用液闪测量,测量精度优于 2%.结论 该方法可以用于HT含量低于同位素质谱仪检测限的氢气中氚浓度的测量,为低温精馏工艺分离能力的计算提供数据支撑.

青藏高原水分循环研究是一个受到广泛关注的热点问题,但流域尺度内水分运移的研究相对薄弱.本文基于氢氧稳定同位素技术(δ2H和δ18O)研究了青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站(海北站)的典型流域内的降水、浅层地下水、中层地下水、沼泽水、泉水、河水、湖水和土壤水的时空变异,利用MixSIAR模型定量分析各水体的水分来源与交换.结果表明:海北站小流域不同水源氢氧稳定同位素特征存在显著差异,湖水和降水同位素值变幅大于其他水体,湖水同位素富集程度高于其他水体;浅层地下水(3 m)是小流域水源涵养发挥的重要调节库,泉水是浅层地下水的地表表现形式;土壤水是小流域重要的水源涵养体,是大气降水-浅层地下水(3 m)-中层地下水(20 m)垂向交换的过渡,土壤水、浅层地下水通过横向径流向河流、沼泽进行水分补充.本研究可为高寒小流域水文模型的优化和水资源利用提供依据.

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.

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.

北方土石山区因年内降水不均,常出现季节性干旱.探究降水对侧柏(Platycladus orientalis)液流特征与水分来源的影响,对构建稳定生态系统具有重要意义.该研究以北京山区侧柏人工林为研究对象,利用热扩散式边材液流探针技术(TDP)和氢氧同位素示踪技术对不同控水处理的侧柏进行观测,同步监测气象、土壤水分含量等环境因子.结果表明:(1)侧柏液流量呈现二倍降水与自然降水＞一半降水＞无降水.(2)降水增加土壤相对有效含水率(REW),进而提高侧柏液流对环境因子的响应程度,侧柏液流主要受饱和水汽压差(VPD)的影响,太阳辐射(Rs)与风速(WS)影响程度较低.(3)侧柏水分来源特征随降水梯度呈规律性变化,随土壤含水量升高,其水分来源逐步向浅层土壤转变.对比降水前后,除无降水区内侧柏水分来源无明显变化外,其他处理区侧柏均在降水后增加了对0-40 cm土壤水的利用比例,当降水后自然降水区与二倍降水区的土壤处于相对含水量较高时期,这种变化更为明显.综上所述,侧柏根据降水和土壤水分的变化调整液流运动和吸水深度,这种自适应特性有利于其度过极端干旱胁迫和生存.

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.