Institutional Repository of Xinjiang Institute of Ecology and Geography, CAS
Not a member yet
7341 research outputs found
Sort by
策勒绿洲典型经济林种树干液流特征及生产水足迹研究
No full text塔里木盆地南缘是新疆绿洲的主要分布区域， 绿洲内部传统经济作物和经济林分布广泛。 近些年在经济利益的驱使下，塔南地区农业种植结构正在由传统农作物向经济林果的转变，这导致绿洲农业水资源消耗出现新的变化特征。因此，为了维持绿洲农业可持续发展，需要对新转变下绿洲农业的耗水规律及其特征进行研究。 通过掌握绿洲农业水资源的耗散规律实现量入为出， 对绿洲农业水资源的分配管理以及保持绿洲的稳定性有重要意义。本研究依托策勒国家站，以当地主要经济树种核桃（Juglandis） 以及矮化红枣（Ziziphus jujuba Mill） 为研究对象， 利用 TDP 热扩散探针技术，对核桃以及矮化红枣的液流活动进行长期监测， 研究液流变化特征； 同时记录试验地的环境因子， 分析两种果树的树干液流对环境因子的响应；结合水量平衡方程对果树在田间尺度的蒸散发耗水量进行推算， 并计算两种果树的生产水足迹。 通过对典型果树的耗水特征及生产的水足迹揭示， 可以为绿洲农业水资源优化配置提供理论及应用支撑。 主要结果如下：1）两种果树树干液流活动有明显的昼夜与季节特征。 树干液流活动白天强烈，晚上维持较低水平，呈现“日单峰” 变化曲线； 两种果树在夏季的液流活动最强烈，其次是春季，秋季则相对平稳。在三种主要影响树干液流的环境因子中，太阳辐射强度以及大气温度与液流活动之间成正比，相对湿度与之成反比； 对果树的树干液流影响最大的环境因子分别是太阳辐射强度、 大气温度、 相对湿度。2） 在晴天、 雨天以及沙尘天气条件下，矮化红枣树干液流日累积量分别为6.9、 4.07 以及 6.6kg； 核桃树干液流日累积量分别为 32.2、 29.7 以及 32.4kg。在春季、 夏季以及秋季不同的三个时期，矮化红枣在植株尺度上的蒸腾耗水量分别为 2.6、 6.36 以及 3.96kg；核桃在植株尺度上的蒸腾耗水量分别是 14.8、 29.6 以及 13.6kg。 根据果树在植株尺度蒸腾耗水量与其胸径之间的换算关系，外推计算得到矮化红枣树在田间尺度上的年均蒸腾耗水量为 342.7m³/亩， 核桃树在田间尺度上的年均蒸腾耗水量是 87.23m³/亩。3）基于水量平衡方法结合水足迹计算理论，计算得到一个生长期内， 基于实际耗水量的核桃生产水足迹为 2.43m³/kg，基于总需水量的核桃生产水足迹为1.90m³/kg； 基于实际耗水量的红枣生产水足迹为 4.31m³/kg，基于总需水量的红枣生产水足迹为 3.66m³/kg。与棉花、玉米等传统作物的生产水足迹相比，核桃以及矮化红枣的种植优势并不明显
新疆阿尔泰山鸟类多样性研究
No full text阿尔泰山地区的鸟类研究工作虽然一直都在进行，但是缺乏对该地区鸟类多样性的整体评价。本研究的目的在于利用多样性指数评估该地区的鸟类多样性，为科学有效的监测与保护该地区的生物多样性提供可靠的依据。2015~2017年间，采用样线法与样点法在阿尔泰山进行实地野外调查，并结合相关文献给出该地区的鸟类名录。基于野外调查数据进行优势种分析、多样性分析、相似性分析。通过t检验和单因素方差分析（One-way ANOVA）对分析结果进行显著性检验。并得出以下主要结论：阿尔泰山地区共有鸟类21目，63科，176属，358种。居留型以夏候鸟为主，共172种；留鸟83种；旅鸟65种；冬候鸟21种；迷鸟21种。阿尔泰山鸟类种类以古北界种类为主（共249种），占总数的69.56%。同时具有一定比例的广布种（102种，28.48%）和东洋界物种（7种，1.96%）。可细分为7种区系分布类型，包括全北型、古北型、中亚型、高地型、东北型、东洋型、广布型。依然以古北界的分布型为主，其中古北型最多（108种），占总数的30.17%，其次是全北型68种，占总数的18.99%；中亚型36种，占总数的10.06%。阿尔泰山地区优势种共有9种：角百灵（Eremophila alpestris）、树麻雀（Passer montanus）、赤麻鸭（Tadorna ferruginea）、白鹡鸰（Motacilla alba）、家燕（Hirundo rustica）、家麻雀（Passer domesticus）、岩鸽（Columba rupestris）、紫翅椋鸟（Sturnus vulgaris）、黑鸢（Milvus migrans）。常见种137种，少见种72种以及偶见种33种。多样性指数计算结果表明，阿尔泰山鸟类多样性较高，而且年际变化平稳。阿勒泰市、哈巴河县、布尔津县、富蕴县、福海县和青河县之间物种组成很相似，相似性指数最高的两个县是富蕴和福海，而相似程度最低的两个县是阿勒泰和青河。F指数的比较结果：阿勒泰市的结果最高（34.06），哈巴河县的结果最低（30.49）。G指数的比较结果，最高值为福海县（4.79），最低值为富蕴县（4.69）。各县的G-F指数结果相近。阿尔泰山地区存在过度放牧、矿区开采、训鹰民俗、旅游开发、森林老化、围栏开垦等问题，不利于当地生态环境以及多样性的保护。物种杂交问题对于当地鸟类多样性的影响有待于进一步研究
新疆棉花物候遥感监测
No full text以全球变暖为主要特征的气候变化已成为全球关注的重要问题，农业是对气候变化最为敏感的产业之一，农作物生长季的季节周期对环境变化敏感，农作物物候的重现时间反映农田生态系统对环境因子的响应，对研究农业和气候变化的关系意义重大。新疆是我国最大的优质原棉生产基地，选取棉花作为研究对象进行物候时空特征分析对于深入了解气候变化对新疆农业的影响机制具有典型性，为农业生产、田间管理提供理论支撑以及更有效的应对气候变化。本文基于2001-2016 连续 16 年的 MOD09Q1 数据计算获取 NDVI 时序数据，利用Savitzky-Golay(S-G)滤波重构 NDVI 时序曲线，以动态阈值法提取新疆大地块棉花的生长季开始期、生长季结束期、生长季长度信息，并分析新疆棉花物候时空变化特征及其对气温变化的响应。结果表明：① 2001-2016 年棉花生长季开始期整体呈现为南疆早北疆晚的空间分布格局， 主要集中在 5 月中旬到 6 月上旬， 其中南疆棉花生长季开始期集中于 5 月上旬到 5 月下旬，北疆棉花生长季开始期集中于 5 月下旬到 6 月上旬； 2001-2016 年棉花生长季结束期整体呈现为北疆早南疆晚的空间分布格局， 主要集中在 10 月中到 11 月中旬， 南疆集中于 10 月底到11 月中， 而北疆集中于 10 月中下旬； 2001-2016 年棉花生长季长度整体呈现为北疆短南疆长的空间分布格局，主要集中在 140-180 天,南疆多为 150-180 天，北疆多为 140-150天；② 2001-2016年南疆棉花平均生长季开始期呈现为显著延迟，延迟幅度为 0.478d/y，北疆棉花平均生长季开始期延迟趋势不明显，没有通过显著性检验。全疆有 59.63%棉花面积呈现延迟趋势， 南北疆呈延迟趋势比例接近，分别为 60.77%、 58.02%； 2001-2016 年南疆棉花平均生长季结束期提前趋势不明显，没有通过显著性检验，北疆棉花平均生长季结束期显著提前， 提前幅度为0.736d/y。全疆有 65.72%棉花面积呈提前趋势， 南北疆各自提前比例为 50.84%、86.71%； 2001-2016 年南北疆棉花平均生长季长度显著缩短， 其变化幅度分别为0.609d/y、 0.996d/y。 全疆 74.45%棉花面积呈现出缩短趋势，南北疆研究区内缩短趋势面积占 64.59%、 88.36%。③ 棉花物候期与气温因子相关性分析结果表明，棉花物候主要受气温影响： 生长季开始期与 15℃初日呈正相关，与生长初期平均气温表现为负相关性； 生长季结束期则主要与 10℃终止日呈显著正相关。上述研究成果有助于宏观了解气候变化对新疆棉花的影响， 为各植棉区合理利用气候资源，并有效应对气候变化带来的影响提供科学依据，保证新疆棉花提质增效
基于河湖联调的开孔河流域水资源优化配置
No full text水资源安全是保障内陆河流域社会经济与生态环境协调发展的基本因素。然而在干旱区，由于下垫面和气候的作用，水资源在内陆河流域的时空分布极度不均，自然禀赋的特殊性和脆弱性容易导致旱涝事件多发、生态环境脆弱、水资源浪费严重和利用率不高等各种供需水的矛盾和问题。水资源的循环过程对气候变化最为敏感，在未来气候变化的影响下，将导致降水强度变化、蒸发增加、冰川退化等一系列问题，从而恶化干旱区水资源紧张状况；另外，由于人口的急剧增加，经济发展速度持续加快，对地区用水行业造成巨大的压力。全球气候模式（GlobalClimateModels，GCMs）对未来情景预估具有显著的效果，本文根据政府间气候变化专门委员会IPCC第五次评估报告推荐的未来温室气体典型浓度排放情景（Representativeconcentrationpathways，RCPs），结合历史1961~2010年的气象观测数据，把降尺度GCM输出数据输入水文模型，以便对未来气候变化情景进行模拟，从而分析未来水资源变化情景。以旬为时间尺度，选取了开都-孔雀河流域为研究区，考虑不同县市生产、生活、生态用水在不同用水时期的需水量，同时计算各地区市政、畜牧、二三产业、农业、生态等用水单元获得单位水量时的综合效益和未获得相应水量时的损失，对未来不同气候情景各用水行业进行时空水资源优化。首先，在基于对径流量统计分级的随机来水情境下，采用二阶段区间优化算法，对流域不同用水单元按照经济和生态综合效益最大化进行配置；其次，在上述研究的基础上，针对地区水资源时空分布不均的问题，利用湖泊对河川流量的调节作用，进行河湖水资源联合调度;采用线性规划方法有计划地规划湖（库）蓄水和下泻，使丰水期水资源不至浪费，又缓解了枯水期水量紧缺的状况，从而使不规律的河川来水在最大程度上匹配区域需水规律，以全年用水净收益最大为目标，计算不同的用水时期博斯腾湖蓄水和下泻水量；在对河湖联合调度蓄水和下泻研究的基础上，优化各旬市政、畜牧、二三产业、农业、生态等用水行业的水资源配置，实现水资源的精细化利用，从而达到缓解干旱区水资源紧张状况提升水资源利用效率的目的。主要结论如下：（1）随机来水时全区在中等来水水平历史模拟的收益为1553.77×108~3401.19×108元·a-1；河湖调度方法中2009年全区收益经济生态综合收益1908.30×108元·a-1，其中农业收益96.92×108元·a-1，第二产业384.94×108元·a-1，第三产业102.74×108元·a-1，分别为2009年实际收益的1.47倍、1.24倍、1.17倍。（2）在随机来水时RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5情景缺水量最大的月份都在6月，分别2.15×108~2.89×108m3、2.54×108~3.07×108m3、2.70×108~3.23×108m3、2.86×108~3.35×108m3；与之相比，河湖联合调水情况下缺水量最大的月份出现在7月为1.83×108m3，通过以上数字对比说明河湖联合调度能有效调节流域用水、提高水利用效率，在河流来水水量相对丰富和相对匮乏的的时期，湖泊的调蓄能力显得尤为突出。（3）与随机来水情境对比，河湖水联合调度可以避免1、2、11、12等月份水资源的浪费，并为4、5、8、10等水资源量相对短缺的月份增加供水，以实现水资源的高效利用，发挥最大的经济和生态综合效益。</p
基于水文响应单元下流域土地利用/覆被变化对水文过程影响研究——以阿克苏河流域为例
No full text受到全球气候变化以及人类活动的双重影响，干旱、半干旱区面临着一系列的生态问题，比如水资源短缺、植被退化、水土流失严重等，阿克苏河流域作为典型内陆河—塔里木河的主要水源，对阿克苏河流域下游和塔里木河干流的生态环境、社会经济等方面起到非常重要的作用，但是由于阿克苏河流域草地退化和耕地扩张增加了水文循环过程的不确定性。为了进一步了解干旱区土地利用/覆被变化对水文过程的影响，本论文结合“青年千人计划”《塔里木河流域缺资料区域的水文建模方法》，以阿克苏河流域作为研究区域，通过分析同一时间段内阿克苏河流域的地表覆被类型的变化、降水变化以及径流量的变化趋势，厘清土地利用/覆被变化和降水变化与径流变化的相关关系，阐明其影响，并利用基于水文响应单元的 SWAT 模型模拟不同土地利用/覆被变化的水文过程响应情况，以期为阿克苏河流域土地利用管理和水资源调控提供理论依据。主要研究成果如下：（1）研究时段内阿克苏河流域稀疏草地、落叶阔叶林、灌木林、湿地、冰/雪覆被类型呈减少趋势，草甸、草原、水体、建设用地、裸地、水田和旱地呈增加趋势；稀疏草地、草原、草甸覆被类型有 80%以上分布在海拔 2000 m 至 4000 m 区域，而耕地则主要分别在 1000 m 至 2000 m 的区域，裸地有 60%分布在 3500 m至 4000 m 的区域；耕地 90%以上分布在平原、微斜坡和缓斜坡，即坡度小于 5°以下，而草地主要分布在斜坡和陡坡上，即坡度在 5°-35°之间；所有土地利用/覆被类型在四个坡向上均有分布，虽然比例相差不多，但阴坡所占比例相对较大；而从空间转换来看，稀疏草地主要转出为裸地、耕地和草原等。（2）研究时段内阿克苏河流域降水量呈显著上升趋势（p_value<0.05），但上升趋势并不一致；通过分析沙里桂兰克、协合拉、源流之和、西大桥、上下游径流之差五个径流指标的线性趋势，发现前四者均呈现显著增加趋势（p_value<0.05），而上下游径流之差虽有增加趋势，但不显著（p_value=0.1035），说明下垫面环境可能已发生变化；利用双累积曲线法和 Mann-Kendall 检验法将阿克苏河流域研究时段划分为参考时段（1961-1990 年）和显著变化时段（1991-2011 年）两个阶段，40.89%的径流变化是由土地利用/覆被变化引起的，而其余的 59.11%来自于降水变化的影响，不过统计方法并未考虑人工建筑（堤坝等）对水文过程影响，因此导致高估气候变化和低估土地利用/覆被变化对径流变化的影响。（3）基于水文响应单元的 SWAT 模型模拟阿克苏河流域水文过程，通过 LH-OAT算法和 SUPI-2 算法对流域模型参数进行敏感性分析，发现降水梯度、温度梯度、相关融雪因子等参数对流域非常敏感；通过多尺度土地利用/覆被数据的模型结果对比发现阿克苏河流域 90 m 土地利用/覆被数据是流域模型适宜尺度；利用阿克苏河流域适宜尺度土地利用/覆被数据输入模型，模拟流域的径流量在日尺度、月尺度以及年尺度上与实测径流拟合效果均比较满意。总体上，相关性系数 R2以及纳什效率系数 ENS 均在 0.6 以上，相对误差小于 20%。（4）通过分析基于水文响应单元的 SWAT 模型对流域土地利用/覆被变化的水文响应的模拟缺陷，提出了一套子流域分割法来优化 LUCC 水文响应分析的准确度；通过设置不同情景（荒漠化、耕地扩张、草地恢复）和对比阿克苏河流域变化期和基准期土地利用/覆被变化对水文过程影响，发现春季洪峰量有明显增加，地表径流组分中坡面径流贡献比例增大，说明稀疏草地的退化和裸地与耕地扩张有增加地表径流的影响，并且改进后方法削弱了增加的量；此外在空间上可以看出改进后方法对坡面径流变化区域有较大影响
中亚地区气候极值时空变化特征及影响因素研究
No full text全球变暖已经毋庸置疑并预期仍将持续， 气候变化直接导致全球中纬度大部分陆地区域和湿润的热带地区的极端气候事件发生不确定性的增加。 其中， 中亚地区是全球中纬度地带最干旱的地区， 对全球气候变化影响极为敏感， 导致极端气候事件发生的频率和强度的增加，区域面临的自然灾害风险上升。 由于中亚五国地区缺乏基础气象站点观测数据资料， 导致气候极值相关研究成果匮乏。 作为中国“新时期丝绸之路”建设的核心地带， 中亚地区的极端气候事件相关研究亟待加强。 本文通过综合运用站点观测数据和栅格数据，对中亚地区气候极值的时空变化趋势及其特点进行了研究；通过 9 种突变检测方法对中亚地区气候极值的突变时间进行了检测，并试图寻找最适合中亚地区的气候极值突变检测方法； 围绕大气环流因素和地理位置因素，对影响气候极值变化的主要自然因素进行了探索；探讨了中亚地区极端气候事件灾害风险管理与适应策略。1. 以 CRU 数据为基础，运用 PLS 模型对 1957-2016 年期间中亚地区的 11 个气候要素指标数据进行了时空变化趋势分析，结果表明：（1）中亚地区与气温相关的气候要素指标在时间变化上整体表现出显著的、连续的变暖趋势， 年平均气温（Tmp）以 0.32 ºC/10a 的速率显著上升， 在春季的增温速率（0.41 ºC/10a） 最快也最为显著，日最低气温的升高（0.36ºC/10a） 对全区变暖做出了主要贡献；从空间上看，全区呈现出普遍的、广泛的升温趋势，其中在北疆地区、图尔盖低地-咸海-克孜勒库姆沙漠一带地区这两个核心区域增温速率最快。（2） 与降水相关的气候要素指标在时间变化上表现出明显的湿润趋势， 连续湿润天数表现出显著的减少趋势， 年总降水量（Pre）以 2.02 mm/10a 的速率不显著的增加。 从空间上看，新疆地区整体湿润程度增加， 但在哈萨克斯坦北部地区、图尔盖高原-图尔盖低地-咸海-克孜勒库姆沙漠一带地区以及土库曼斯坦西南部有干旱趋势。2. 以站点日气象观测资料数据为基础，对 1957-2005 年期间中亚地区 17 个气候极值指标进行了时空变化趋势分析，结果显示：（1） 中亚地区气温极值时间序列和空间范围变化总体上呈现出显著的变暖趋势。年平均气温（Tav）、年平均最高气温（Txav）和年平均最低气温（Tnav） 分别以 0.032 ºC/a， 0.024 ºC/a 和 0.041 ºC/a 的速度显著（p<0.01）上升。 其中， 那些源于最低气温提取的指标比源于最高气温提取的指标变暖速率更快，在空间变化上也呈现出更显著的广泛的变暖趋势。（2） 中亚地区总降水显著增加，连续干旱天数显著减少，强降水和单日降水强度显著增加。降水极值空间分异特征呈现出了很高的变化多样性和异质性，并呈现较低的显著性水平，受地形和位置影响显著，显示出显著变化的站点多分布在天山山脉、哈萨克丘陵、里海沿岸平原、克孜勒库姆沙漠等附近地区。（3）通过分析发现 CRU 数据的五个气象指标（Tmp、Tmx、 Tmn、 Frs 和 Pre） 与站点观测数据提取的气候极值指标（Tav、 Txav、 Tnav、FD0 和 Prcptot） 变化趋势相近。3. 探讨了突变检测方法的应用和中亚地区气候极值的突变时间，结果发现：（1）气候极值指标在不同时间序列内突变时间不同，突变时间只有在确定的时间尺度才有意义，并且会随着时间序列尺度的变化，一些平常点会随着时间和数据层次的升、降进化出现漂移。（2） 根据 8 种突变检测方法对中亚地区 10 个气候极值指标的检测结果显示， Yamamoto 法最为准确，其次依次是 MTT， Cumulative Deviation， the WorsleyLikehood Ratio 和 Cusum。因此，中亚地区的气候极值突变研究建议综合使用上述 5种方法来最终确定突变时间。（3） 突变检测结果显示，在 1957-2005 年期间，中亚地区的 5 个降水极值指标的突变时间全部发生在 1986 年；而 5 个气温极值的突变时间呈现出多样性，其中年平均气温的突变时间发生在 1987 年。（4） 通过广义极值分布方法发现中亚地区气候极值的重现期值主要集中于 10 年周期及以下。4. 本文探索了大气环流因素、地理位置和地形因素对中亚地区气候极值的影响，结果发现：（1） 在 1957-2005 年期间，本文选取的 10 个大气环流因子中最影响中亚地区 17 个气候极值指标变化的是西伯利亚高压（SH） 和青藏高原指数 B（TPI-B）。（2） 1957-2016 年期间， 通过对中亚地区 5 个气候极值指标的变化率与相应高程、经度和纬度进行相关性分析发现，除了年平均气温的变化率与海拔高度没有显著的相关关系以外， 年最高和最低气温、 年霜冻天数和年总降水量这四个指标的变化率都与Ele 呈现出显著相关的关系。同期， 5 个极值指标的变化率都与经度和纬度显示出显著的相关关系。 在不同的海拔高度带上，不同的气候极值指标与纬度和经度的相关性也不同。 气候极值的影响因素分析有待于做更细致全面的深入分析
碘代消毒副产物细胞毒性作用及其相关机制研究
No full text碘代消毒副产物（Iodo-DBPs）是一种新型的未受控消毒副产物。目前已鉴定出 20 种碘代消毒副产物，其中 15 种已在氯化消毒水中检测到，大量的毒理学研究表明，碘代消毒副产物（Iodo-DBPs）与氯代和溴代消毒副产物相比，具有更强的细胞毒性和遗传毒性。近年来碘代消毒副产物的形成及毒理效应研究受到越来越多学者的关注。本文选用 HepG -2 细胞和 CaCo-2 细胞对其中 8 种Iodo-DBPs 毒性作用及其相关机制进行了研究。 结果如下：1） 通过倒置显微镜观察碘乙腈（IAN）对两种细胞形态的变化，结果表明6μM IAN 染毒 HepG-2 和 CaCo-2 细胞 24h 后，细胞形态均发生明显变化，处理组 HepG-2 细胞皱缩变圆明显，且细胞间连接松弛；处理组 CaCo-2 细胞正常形态消失，细胞边缘缩小模糊，可见大量细胞碎片和悬浮的死细胞，细胞受到严重的损伤。通过 MTT 实验表明， 8 种 Iodo-DBPs 都会对 HepG-2 细胞和 CaCo-2 细胞的细胞增值率产生影响，与浓度和时间的变化有着明显的效应关系。暴露浓度增加或暴露时间延长，都会使细胞增殖率呈现明显下降趋势。2） 通过检测细胞内活性氧（ROS）、丙二醛（MDA）和总谷胱甘肽（GSH）产生量， RT-PCR 检测 NRF-2 及其下游抗氧化基因 GCLC 的表达量， Western Blot检测 NRF-2 和 GCLC 蛋白表达水平，了解 8 种 Iodo-DBPs 对细胞氧化损伤影响。结果表明 8 种 Iodo-DBPs 均会诱导 HepG-2 细胞和 CaCo-2 细胞产生大量活性氧ROS，并且生成量的高低与细胞毒性大小趋势一致； 8 种 Iodo-DBPs 暴露 HepG-2细胞后，丙二醛含量明显升高，且 8 种 Iodo-DBPs 暴露于 HepG-2 细胞产生 MDA大小顺序为 IAA > IAN > BCIM> TIM> BDIM> DBIM> CDIM> DCIM；随着Iodo-DBPs 浓度的增加，细胞内 GSH 先是处于缓慢的减少状态，当 Iodo-DBPs浓度升高到一定值时，细胞内 GSH 含量也急剧下降； Iodo-DBPs 会致使 HepG -2细胞启动控制氧化还原反应的元件 Nrf-2，并调控下游基因 GCLC 的表达以维持细胞内氧化-还原相对稳定的状态并且促使胞内氧化损伤的发生。3） 通过流式细胞仪检测细胞凋亡率， RT-PCR 检测促凋亡基因 Bax 和抑凋亡基因 Bcl-2 表达水平，以及 Western Blot 检测 Bax、 Bcl-2、 caspase-3 蛋白表达水平，研究结果表明，暴露于 Iodo-DBPs 中的 HepG-2 细胞和 CaCo-2 细胞会引起细胞凋亡，细胞凋亡受暴露剂量影响，浓度越高，凋亡现象越明显。其中，HepG-2 细胞凋亡率的大小排序为： IAN > IAA > DCIM > CDIM > BCIM >DBIM > TIM >BDIM； CaCo-2 细胞凋亡率的大小排序为： IAA > IAN > BDIM >DCIM > DBIM > CDIM > TIM >BCIM。高剂量的 Iodo-DBPs 是加剧 HepG-2 细胞和 CaCo-2 细胞凋亡的主要原因，且 CaCo-2 细胞的凋亡率明显高于 HepG-2 细胞凋亡率。 8 种 Iodo-DBPs 急性染毒 24 小时对 HepG-2 细胞中基因 Bax 和 Bcl-2的表达均上调，且 Bax/Bcl-2 值相比对照组均增加。总结这 8 种 Iodo-DBPs 诱导的凋亡是通过线粒体通路形成的。 Iodo-DBPs 暴露可导致 Bax 和 Caspase-3 蛋白表达上调，且呈现浓度依赖性增加。 Iodo-DBPs 暴露可导致抑凋亡基因 Bcl-2 蛋白表达下调。可以推测这 8 种 Iodo-DBPs 使两种细胞产生氧化应激有可能是诱导细胞凋亡的原因
克拉玛依城市外围梭梭与柽柳群落退化的主导因子分析
No full text本文通过对克拉玛依城市外围区域的梭梭与柽柳群落不同退化程度的物种组成、生物多样性指数等特征及降水、土壤、地下水等环境因子进行调查。运用主成分分析法，阐明影响梭梭与柽柳群落退化的主导环境因子， 并进行恢复对策分析，为以后克拉玛依市外围荒漠植物群落生态恢复提供科学依据和技术支撑。研究结果如下：（1） 研究区域的梭梭和柽柳群落的物种组成以灌木和草本为主，植物种类较少。随着退化程度的加深，草本植物重要值逐渐减小，灌木植物重要值逐渐增大，群落生物多样性减少。在重度退化程度几乎无草本，仅存严重衰败的梭梭、柽柳；（2）影响梭梭群落退化的主导环境因子为土壤质地、土壤总盐含量和土壤有机质含量。土壤总盐增加及土壤有机质减少，会导致梭梭群落物种组成趋向单一，群落多样性减少。土壤总盐及土壤有机质条件相同时，砂土区梭梭群落幼苗较多，壤土区重度退化程度开始出现无叶假木贼更新，植被由梭梭群落向无叶假木贼群落演替；（3）影响柽柳群落退化的主导环境因子为地下水埋深、地下水矿化度。随着地下水位降低及地下水矿化度增加，柽柳群落物种种类及数量逐渐减少，多样性逐渐减少，仅在邻近湿地及洪水漫溢区域有部分柽柳幼苗。而在重度退化程度区域，出现部分梭梭更新幼苗，植被由柽柳群落向梭梭群落演替；（4）研究区梭梭群落生态恢复应以提升盖度为重点，参考梭梭群落不同区域的水分条件、土壤质地差异，在中度、重度退化区域，选取梭梭进行补水种植，对于土壤盐分含量过高区域，可选取盐穗木进行种植。未退化及轻度区域灌溉补水恢复梭梭盖度。柽柳群落生态恢复应以保持水土为重点，中度、轻度退化区域可考虑利用洪水资源进行柽柳群落恢复。在重度退化区域，考虑到柽柳群落开始向梭梭群落演替的趋势，恢复植物可选用梭梭，利用城市中水资源进行补水种植
元素地球化学记录的博斯腾湖地区环境演变及影响因素研究
No full text元素能在地球表层大气、水、土壤等各种环境介质中进行迁移转化，最终汇集于湖泊中，经过长年累月的沉积作用而形成湖泊沉积物。湖泊沉积物作为湖泊-流域物质的“汇”，作为一种良好信息载体，被广泛应用于重建气候以及湖泊环境特征等研究。湖泊沉积物中各元素来自于湖泊流域内岩石和土壤风化物、人类活动排放物以及大气沉降物等，其地球化学特征能反应不同时期流域环境演化（气候、水文）的特征和人类活动的强度，是研究人类活动和气候变化对区域环境变化的贡献的重要手段。本文选取干旱区博斯腾湖为对象，利用数理统计方法、经典地统计学方法、半方差函数模型、标准化方法等建立了博斯腾湖流域的重金属元素地球化学基线值；通过有序聚类分析、地球化学校正、 Nemerow 综合污染指数法分析了沉积物元素地球化学特征，揭示了近百年来博斯腾湖流域元素地球化学的演变历史，反映气候变化和人类活动的影响，丰富天山湖泊生态环境数据库，为湖泊生态环境保护提供科学参考。本文已经取得的研究结果如下：（1）将测定博斯腾湖流域表土元素的含量与新疆土壤背景值相比，结果表明重金属元素 Cr、 Cd、 Hg 平均含量略高于背景值，其余的平均含量均低于背景值。除了 Al为弱变异外，其他 13 种元素均为中等变异程度。大多数重金属元素集中分布在农田、交通干线、城镇附近以及河流沿岸等地方。（2）本文结合统计学方法和地统计学方法对表土元素空间分布的影响因素进行分析， Fe、 Mn、 V、 Cr、 Co、 Zn、 As 受结构性因素控制，并且其空间自相关性良好。 Cu、 Cd、 Pb 变程较小，仅在小范围内存在空间相关性，说明整体结构还在，受区域随机因素（农业灌溉、交通、工业生产）影响较大。（3） 地球化学基线作为区分自然环境和人为活动的重要参照，本文选取标准化方法并以 Fe 为标准元素， 建立 Mn、 V、 Zn、 Cr 等 11 种重金属元素地球化学基线值，除了 Cd、 Hg 之外，其余均小于新疆土壤背景值。建立的 11 种重金属元素的地球化学基线值作为该流域的背景值，以反映该区域的元素地球化学特征及重金属污染情况。（4）采用地球化学校正、 有序聚类分析方法， 结合粒度、有机碳等指标分析，博斯腾湖近 150 年来的环境演变过程以 1950 年为界限划分为两个主要阶段。I 阶段：对应岩芯 32～41 cm 段，时间为 1868 年～1950 年。 该阶段反映在经济发展比较落后的时期，人为来源的流域重金属汇入量少，气候变化（气温、降水）是影响流域环境演化的主导因素。 II 阶段：对应岩芯 1～37 cm段，时间为 1950～2014 年，随着焉耆盆地的大开发的进行，流域内工农业快速发展，导致 P、 Pb、Cd、 As 等元素明显富集，表明受人类活动影响为主。（5）采用 Nemerow 综合污染指数法和 Hankson 潜在生态风险评价法对重金属进行风险评价。 Nemerow 法的结果显示，湖泊岩芯沉积物仅 Cd 元素的 Pi值高达 2.67，综合 P 值为 1.99，存在轻微污染，其余元素在警戒线内。Hankson 法结果显示 Cd 的 Eir 值高达 81.0， 存在轻微风险； 综合 RI 值高达107.08，存在轻微风险。总体来看，博斯腾湖的重金属污染程度较低， 归因于该流域工农业生产等人类活动的影响程度小，经济欠发达
东天山草地植物碳同位素空间格局及其与气候因子的关系
No full text植物碳同位素组成 δ13C 能够在一定的时空分布上有效映射自然界碳循环规律特征，为进一步理解陆地生态系统中碳循环机理特征提供基础信息。查清植物δ13C 的空间分布规律及其对环境气候因子的响应机理将有益于全面深化解析全球气候变化背景下草地生态系统碳循环的反馈机制，并为科学认识和预测未来气候变化条件下草地生态系统的演进及发展模式提供科技支撑。本论文以中国新疆东天山巴里坤草地作为研究区域，基于中国国家气象局数据库，并结合野外样地调查与室内仪器检测，在群落水平上，重点分析讨论了植物叶片 δ13C 的空间分异特征及其对气候因子的响应，研究基本确定了影响植物叶片 δ13C 空间格局的主要控制要素。论文的主要研究结果如下：（1）通过对本研究区植物 δ13C 在不同器官、不同生活型以及不同草地类型间的特征及差异分析，发现中国新疆东天山巴里坤草地群落水平 C3 植物叶片δ13C 的分布区间和分异程度均不及物种水平。实验结果还显示，不同生活型（主要是草本与半灌木植物）植物叶片 δ13C 与环境各指标间的差异存在截然相反的特征，这表示植物自身形态特征和其水分利用效率很可能会受外界其他因素扰动，间接使得叶片 δ13C 值发生变化，由此造成了植物叶片 δ13C 在不同生活型间存在较大差异的情况出现。（2）对比分析本研究区不同草地类型之间植物叶片 δ13C 值的特征及差异，结果显示，与隐域性低地草甸草原类抑或是高寒草甸草原类的草本植物相比，草原化荒漠类草地中的半灌木及杂类草的生境更加干旱，草本植物叶片 δ13C 值也相对较高，这也在一定程度上说明了植物为了适应更为干旱、水分胁迫较大的生境条件，其自身生理生态方面所作出的一种调节，结合第一条结论可以看出环境与植物之间保持着相互影响又相互适应的生存方式。（3）通过对该研究区不同分布位置的植物叶片 δ13C 进行分析，结果显示，植物叶片 δ13C 值随海拔的升高而减小，这与前人在其他地区所得出的研究结果并不相同，我们认为形成这一区别的原因可能有两方面：一方面在于局地环境、各种空间尺度下植物叶片碳同位素组成所具有的独特特征的形成要素不尽相同；另一方面，不同区域、不同生境条件下的植物类型存在较大差异，由此也会影响不同研究区植物叶片 δ13C 值空间格局的差异性。（4）通过对该研究区不同草地类型的植物叶片 δ13C 值分析，基本查明大气压强在影响植物叶片δ13C空间格局所有指标之中所占的比重最大。同时还发现，植物群落水平叶片 δ13C 值的波动程度以及与气候指标的相关性低于单一物种，换言之，当外界气候条件有所更替时，首先是与单一植物种碳同位素组成发生不同程度的作用，可若从群落方面进行分析，很大概率下群落作为一个整体会维持较为稳定的特征。（5）根据本文对植物叶片 δ13C 与叶片主要营养元素的分析，本研究区植物叶片 δ13C 与叶片主要营养元素包括元素比率之间的关系存在较大差异。其中，植物叶片 δ13C 与叶片氮 N、碳磷比 C/P 以及氮磷比 N/P 之间呈正相关关系；与叶片碳 C 之间并未表现出明显的相关性甚至还存在负相关性；而与叶片磷 P 和碳氮比 C/N 之间则表现为负相关关系；植物叶片钾 K 与植物叶片 δ13C 之间呈显著的负相关关系。一言以蔽之，在本研究区群落水平植物叶片 δ13C 随各类环境指标的变化率小于物种水平，这也意味着在全球气候变化条件下，生物多样性可能会对维持生态系统碳循环的稳定很有助益。另一方面，外界条件还可以影响植物叶片营养元素与光合作用效率、改变植物叶片的气孔导度或土壤氮有效性的关系，也就会在不同程度上改变植物叶片 δ13C 与叶片各主要营养元素之间的关系