生态安全格局的构建有助于减缓生态系统退化和生物多样性丧失,对生物多样性保护具有重要意义.现有研究中生态源地识别的主观性较强且源地边界破碎,生态廊道对景观连通性的贡献程度也有待明确.因此,以宁夏沿黄河城市带为例,首先利用空间连续小波变换识别综合生态系统服务突变点,获取生态源地,进而基于电路模型评估功能连通性以提取生态廊道,最后量化生态廊道的连通贡献.结果显示,生态源地占研究区总面积的41.51％,其中草地占比83.27％.相比于直接提取综合生态系统服务高值区,基于空间连续小波变换识别的生态源地能较好的反映局地生态系统特征,并将景观形状指数和分形维数分别降低67.20％和8.06％,减少生态源地边缘长度从而受到外界干扰的可能性更小.生态廊道占研究区总面积的7.42％,是物种迁徙等生态过程的关键通道,有效地增强了区域景观连通性,将等效可能连通性指数和等效整体连通性指数分别提升41.76％和68.68％.生态安全格局主要位于研究区边界地段,整体呈两带分布,为宁夏沿黄河城市带阻挡周围的沙漠,保障中部的城市发展和粮食安全.然而,研究区范围内自然保护区仍存在较为严重的生态系统服务和功能连通的保护缺口.各区域的生态安全格局具备不同的生态功能,需要有针对性的差异化保护、修复与管理.

跟踪野生动物可以了解它们的生态习性和种群动态.自动化的、高效准确的目标跟踪算法对于野生动物保护具有重要意义.由于东北虎(Panthera tigris altaica)生存环境复杂,行动方式隐蔽且具有快速运动的特点,拍摄到的图像可能存在运动模糊问题,难以捕获清晰稳定的画面.因此,监测东北虎种群的难点在于实现自动准确地跟踪东北虎个体.在实际环境中,由于光照变化、遮挡、相似性干扰等问题的存在,导致错误跟踪东北虎个体.针对这些问题,本文提出了一种基于注意力特征融合的孪生网络跟踪框架,旨在实现对实际复杂场景中东北虎个体的准确跟踪.基于孪生网络的视觉目标跟踪框架将目标跟踪视为相似性学习问题,本文对传统基于孪生网络的跟踪架构进行改进,将注意力特征融合嵌入主干网络ResNet50中进行特征提取.为了增强模型对跟踪场景中发生极端尺度变化的东北虎个体的关注度,本文在注意力特征融合模块中引入了多尺度通道注意力机制,以适应不同的东北虎个体状态和环境变化.实验结果表明,本文的方法与当前的先进跟踪器相比取得了更优的跟踪性能,跟踪成功率和精确度分别达到了72.5％和93.9％,相比基准跟踪算法分别提高了4.1％和2.3％,证明本文的跟踪方法可以在复杂的实际场景下为自动高效地监测东北虎提供一种有效的方案.

全球气候突变导致干旱事件频发,进而易引发严重的植物衰退甚至死亡,聚焦植物尤其是树木死亡的生理学机制并期望基于此评估及预测气候变化导致植物死亡风险已成为热点话题.植物通过调整内在生理代谢过程,例如通过调节渗透物质的含量,来平衡渗透势、维持细胞膨压、调节植物激素的信号水平,诱导植物气孔开放程度降低,有利于植物保存水分、调控植物水通道蛋白的表达,进而保持体内水分稳定并对干旱胁迫做出快速响应.这些生理过程中的每一环调节都为了确保水分运输的效率和安全性,增加植物抗旱性以及生态系统稳定性.植物的抗旱性不仅体现在生理代谢方面的调节,还表现在植物水力特性与解剖结构间相辅相成.当植物改变水力特性的同时,其茎叶会在解剖结构上做出调整以满足植物在干旱环境下水分供需平衡,从而降低植物蒸腾水分散失、增强细胞储水并提高生存能力.植物应对水分胁迫的策略通常与水分消耗和碳获取之间的平衡有关,明晰植物水分消耗与光合碳获取间存在平衡关系的性状特征便于更好地理解植物的水分利用策略.然而,植物表现出的任意单一性状特征的强弱都无法代表整个植物适应逆境的优劣,未来只有通过将植物更多性状特征进行相互关联,以具有代表植物水力功能、结构以及与光合能力相关的综合性状为重点,把众多相互关联的性状合理纳入模型系统,才能在大尺度上预测不同植物在干旱环境下的生存风险与生态分布.综述了干旱胁迫下植物生理代谢机制,同时阐述了植物水力特性与解剖结构及光合作用的关系,在现有研究基础上指明植物水力模型发展的重要意义,促进植物综合性状在水力模型与其他模型中的应用.这为评估当前生态系统中植物生存风险以及未来生态系统的健康水平提供依据.

矿质土壤呼吸是土壤碳库向大气排放CO2的重要通道,在调节陆地生态系统碳循环方面发挥着关键作用,对土壤温度、土壤湿度和底物有效性等环境因子有较高的敏感性.环境因子的变化会影响矿质土壤呼吸及其温度敏感性,从而改变全球碳平衡.本文综述了环境因子对矿质土壤呼吸及其温度敏感性的影响研究成果,发现在不同生态系统中环境因子对矿质土壤呼吸及其温度敏感性的影响具有显著差异,指出环境因子能够直接影响矿质土壤呼吸及其温度敏感性,同时也能通过影响土壤微生物生物量和群落结构、胞外酶活性和土壤孔隙度等对矿质土壤呼吸及其温度敏感性产生间接影响.基于综述结果,提出了以后的研究展望:1)结合多种观测技术和方法研究环境因子对矿质土壤呼吸的影响;2)探究多种环境因子的交互作用对矿质土壤呼吸的影响;3)在不同时间和空间尺度上开展环境因子对矿质土壤呼吸影响的研究;4)完善矿质土壤呼吸及其温度敏感性的预测模型;5)加强新近光合产物的底物供应对矿质土壤呼吸及其温度敏感性调控作用的研究.

根据2015-2016年在胶州湾进行的渔业资源与生态环境调查数据,利用Ecopath with Ecosim 6.5(EWE)软件构建了胶州湾生态通道模型,分析了现阶段该海湾生态系统营养结构、能量流动过程和生态系统总特征.结果表明:胶州湾生态通道模型共由21个功能组组成,各功能组营养级范围为1～4.383,渔获物平均营养级为2.023,以菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)为主;胶州湾生态系统的能量流动主要以牧食食物链为主,占系统能量来源的59％.生态网络分析表明:系统能量主要分布在6个营养级,来源于初级生产者的能量转化效率为16.22％,来自碎屑的转化效率为15.76％,系统平均转化效率16.35％.胶州湾生态系统总初级生产力与总呼吸量的比值为2.518,系统处于不成熟状态.

土壤微食物网是碎屑食物网中与土壤生态过程密切相关的一部分,通过取食资源基质直接或间接地参与养分循环过程,影响陆地生态系统功能.本文从土壤微食物网的组成、结构和生态功能等方面综述了近年来土壤微食物网的研究进展.通过对土壤微食物网的能量通道及营养级联效应的介绍,阐述了土壤微食物网在碳(C)、氮(N)转化、凋落物分解和植物生长等方面的重要作用.针对目前的研究现状,提出未来土壤生态学研究应与高通量测序及稳定同位素技术相结合;通过构建模型进一步加强对土壤食物网结构和功能的研究,从而深入揭示地下生态过程及其对地上植物生长的反馈作用机理.

黄河口邻近水域是著名的贝类生产区,四角蛤蜊、菲律宾蛤仔、文蛤等是该海域重要的增养殖品种.目前,贝类底播养殖最高年产量达30万t,实现产值15.4亿元.然而,贝类过度增殖,将引起海域环境的变化,继而导致贝类死亡率的增加,影响生态系统的健康.因此,基于生态系统的贝类生态容量评估至关重要.本研究利用Ecopath with Ecosim软件构建了黄河口邻近水域生态系统营养通道模型,在此基础上分析了该生态系统功能群间的相互影响、生态系统的总体状态,并评估了贝类的生态容量.结果表明:系统的总初级生产量/总呼吸(TPP/TR)为3.45、总初级生产量/总生物量(TPP/B)为38.91,同时具有较低的循环指数(FCI=0.028)、较高的剩余生产量961.24 t·km-2·a-1和较低的系统连接指数(CI=0.38),说明该系统目前处于发育的不稳定期.贝类生物量的增加对虾虎鱼、虾类和蟹类有正影响,对中上层鱼类、底层鱼类、海蜇、浮游动物等功能群有负影响.当前贝类的生物量是5.5 t·km-2,有一定的增殖潜力.模型估算得出的贝类生态容量是18.22 t·km-2,该研究结果可为黄河口邻近水域渔业资源的可持续发展提供管理依据.

基于2014-2016年青岛崂山湾人工鱼礁区的生物资源调查数据,利用Ecopath with Ecosim(EwE)软件构建崂山湾人工鱼礁区生态系统生态通道模型(Ecopath),系统分析了崂山湾人工鱼礁区生态系统的能量流动规律和结构特征,估算了栉孔扇贝的养殖容量.该模型由17个功能组组成,基本涵盖了崂山湾人工鱼礁区生态系统能量流动的主要过程.生态网络分析表明,生态系统各功能组的营养级范围为1.0-4.255,星康吉鳗占据了营养级的最高层.能量流动主要有5级,各营养级平均能量传递效率为10.8％,其中来自初级生产者的能量效率为9.8％,来自碎屑的传递效率为10.9％;系统总流量为14256.510 t km-2 a-1,其中68％的能量来自碎屑供给;系统的总初级生产量/总呼吸量为1.127,系统联结指数为0.293,杂食指数为0.333,表明崂山湾人工鱼礁区生态系统成熟度较高,食物网结构较复杂,系统内部稳定性较高.关键种指数分析结果显示,许氏平鲉具有较高的关键指数和相对总影响,表明其可能在当前生态系统中扮演重要的生态角色.吊笼养殖栉孔扇贝生态容纳量为189.679 t/km2,在维持生态系统平衡和稳定的前提下,当前现存量最大可增加18.55％.

渭干河-库车河绿洲(以下简称渭-库绿洲)是我国西北干旱区典型的荒漠绿洲区,维护其生态安全,是实现绿洲可持续发展的重要保障.以1997年、2006年及2016年3期Landsat TM影像数据为主要数据来源,构建渭-库绿洲景观生态安全评价模型,对近20年来研究区的景观生态安全时空特征进行分析.利用最小阻力模型,以水域、林草地为生态源地,将生态安全水平、海拔和坡度作为阻力因子生成最小累计阻力面,划分生态功能区,识别生态廊道和生态节点,从点、线、面综合视角进行景观格局优化.结果 表明:(1)1997-2016年渭-库绿洲生态安全区域面积呈波动变化,相对安全区域面积在不断增加,临界安全、敏感和风险区域面积呈减小趋势,景观生态安全度在空间分布上由高到低呈内向外扩展的态势.(2)研究区景观生态安全的Moran's I值分别为0.6479、0.7049、0.6587,景观生态安全值的空间集聚性呈先增加后降低的趋势;局部空间自相关主要以高-高聚集和低-低聚集类型为主,呈现出“同质聚集、异质分离”的特点.(3)景观格局优化中选取的生态源地占绿洲总面积的12.76％,构建的绿洲生态廊道基本贯穿整个研究区,关键廊道连接了绝大多数的绿洲生态源地,辅助廊道是连接没有与关键廊道连接的源地之间的通道,识别的生态节点主要分布在绿洲生态廊道的薄弱环节处,共计36个.将划分的生态缓冲区、生态连通区、生态过渡区、生态边缘区5个功能区和生态源地、生态廊道及生态节点景观组分相结合,并提出优化建议,以期为维持及进一步改善该绿洲生态环境提供科学依据.

目的 探讨消炎汤通过调节肠道微生态的变化对慢性盆腔炎大鼠的治疗作用.方法 采用子宫内注射苯酚胶浆建立大鼠慢性盆腔炎模型,造模2周后ig消炎汤5、10、20g/kg,连续14d,观察大鼠子宫内膜形态,qPCR检测子宫组织中细胞间黏附分子(ICAM-1 mRNA)表达情况,并采用16S rRNA高通道测序观察慢性盆腔炎大鼠肠道菌群的构成和比例.结果 各给药组中充血水肿现象少见,且炎症浸润程度好于妇科千金片组.与模型组相比,消炎汤各剂量组子宫组织中ICAM-1 mRNA的表达均有下调,尤以消炎汤20 g/kg组为甚(P＜0.01).与模型组相比,消炎汤20 g/kg组Simpson指数显著上升(P＜0.05).给予消炎汤治疗后肠道菌群多样性、丰度均得到一定程度改善,但未见统计学差异.与模型组相比,消炎汤10、20 g/kg组乳杆菌、梭状芽孢杆菌OUT比例有不同程度升高.治疗后,消炎汤20、10 g/kg组OUT比例较模型组明显下降.结论 消炎汤能够明显改善慢性盆腔炎大鼠子宫的炎症程度,有效减少黏连的发生,作用机制与其调节肠道微生态影响雌激素代谢有关.