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湿地不同优势水生植物湖泊中浮游植物群落结构特征及其驱动因子分析

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环境科学 2024年第10期45卷 5811-5821页

作者：李玉鑫杨宋琪叶其炎万开明邓宇婷赵腾董培昌周灵王锦娜吴忠兴西南大学三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆市三峡库区植物生态与资源重点实验室重庆400715 河西学院甘肃省微藻技术创新中心河西走廊特色资源利用重点实验室张掖734000 张掖黑河湿地国家级自然保护区管理局张掖734000

湿地生态系统中,小型浅水湖泊作为重要的水陆过渡带,通常栖息着不同生长型水生植物.然而,不同水生植物占优的浅水湖泊之间浮游植物群落是否存在差异及其关键驱动因子尚不清楚.基于此,于张掖国家湿地公园选取了挺水植物芦苇(LL)、沉水植... 详细信息

湿地生态系统中,小型浅水湖泊作为重要的水陆过渡带,通常栖息着不同生长型水生植物.然而,不同水生植物占优的浅水湖泊之间浮游植物群落是否存在差异及其关键驱动因子尚不清楚.基于此,于张掖国家湿地公园选取了挺水植物芦苇(LL)、沉水植物穿叶眼子菜(CL)和浮叶植物睡莲(SL)为绝对优势种的3个小型湖泊,每个湖泊设置了5个采样点位,并于2022年6~11月间进行了9次调查.期间,3类湖泊间表现出明显的生境差异性.共鉴定出浮游植物7门93属237种,其中LL、CL和SL湖泊分别检出189种、151种和147种.优势藻类:尖状肘形藻(Ulnaria acus)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、极小曲丝藻(Achnanthidium minutissimum)、谷皮菱形藻(Nitzschia stagnorum)、放射舟形藻(Navicula radiosa)和裸甲藻(Gymnodinium aeruginosum)为3类湖泊共有;凹顶鼓藻(Euastrum ansatum)和点形平裂藻(Merismopedia punctata)为CL湖泊特征优势种;披针舟形藻(Navicula lanceolala)为LL湖泊特征优势种;赛萨特拟内丝藻(Encyonopsis cesatii)、二峰短缝藻(Eunotia diodon)和普通桥弯藻(Cymbella aequalis)为SL湖泊特征优势种.同时,3类湖泊优势藻种的生态位宽度、生态位重叠格局和种间联结特征均存在显著差异.主坐标分析(PCoA)和置换多元方差分析(PERMANOVA)发现3类湖泊之间藻类群落组成差异显著(P<0.001).基于相似或相异距离矩阵的多元回归分析(MRM)表明,浮游植物群落在3类湖泊间的异质性受NO_(3)^(-)-N和pH的正向影响而受溶解氧(DO)的负向影响,同时还与四尾栅藻、尖状肘形藻、谷皮菱形藻、假鱼腥藻、点形平裂藻、极小曲丝藻6个优势物种的丰度密切正相关.研究结果表明,不同生长型水生植物通过塑造生境异质性,影响同生境下浮游植物群落的组成、结构及稳定性.因此,在湿地建设和管理中选择特定生长型水生植物进行水生生态系统恢复,将有助于有效调节水体生境状态和浮游植物群落结构特征.

关键词：水生植物浮游植物群落生长型生态位种间联结

再生水补给水体与天然水体浮游植物群落结构差异及其驱动因子分析

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环境科学学报 2024年

作者：田雅琦李凤娟李魁晓杨宋琪王依琳王蒙北京城市排水集团有限责任公司北京城市排水集团有限责任公司科技研发中心河西学院甘肃省微藻技术创新中心河西走廊特色资源利用重点实验室北京朝阳公园开发经营有限公司北京市十三陵水库管理处

再生水作为景观补水源，在解决水资源短缺问题方面具有重要意义，然而其潜在的生态影响仍需进一步评估.为阐明再生水对受纳景观水生态健康的影响，本研究分别选取了北京市典型的以再生水与天然水为主要补给水源的河湖，对其水环境及浮... 详细信息

再生水作为景观补水源，在解决水资源短缺问题方面具有重要意义，然而其潜在的生态影响仍需进一步评估.为阐明再生水对受纳景观水生态健康的影响，本研究分别选取了北京市典型的以再生水与天然水为主要补给水源的河湖，对其水环境及浮游植物进行了为期一年4个季度的调查.结果表明，北京市再生水补给水体关键营养盐指标氮、磷、化学需氧量（COD）均显著高于天然水补给水体（p 5）.两类水体检出浮游植物种类数接近（再生水为147种，天然水为155种），但密度差异大，其中，天然水中硅藻门种类密度占比最高（48.10%），其次为绿藻门（25.11%）和蓝藻门（20.33%），而再生水中蓝藻门种类密度占比达62.91%，其次为硅藻门（23.2%）.优势种方面，再生水中蓝藻门的假鱼腥藻（Pseudanabaena sp.）、点形平裂藻（Merismopedia punctata）、细小平裂藻（M. minima）占据明显优势，说明再生水更有利于蓝藻增殖.多样性指数结果显示，再生水香农-威纳多样性指数（3.31±0.14）、辛普森多样性指数（0.80±0.03）和Pielou均匀度指数（0.69±0.16）均显著低于天然水体（分别为3.87±0.11,0.88±0.01和0.80±0.01），说明再生水中浮游植物群落稳定性相对较差.相关性分析和RDA表明，水体的物理因子氧化还原电位（ORP）、水温（WT）和浊度（TUR）是引起天然水体浮游植物群落变化的关键因素，而氮、磷营养盐则是再生水体浮游植物群落变化的关键驱动因子.

关键词：再生水与天然水环境因子浮游植物群落结构

不同水文条件下光养生物膜藻类对氮、磷营养盐的响应

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水生态学杂志 2024年第3期45卷 94-102页

作者：杨宋琪赵璐欧阳添纪璐璐罗光宏吴忠兴河西学院甘肃省微藻技术创新中心甘肃省河西走廊特色资源利用重点实验室甘肃张掖734000 西南大学三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400715

揭示生物膜藻类对河流水体流态与营养盐的响应,为河流生物膜藻类研究及生物多样性保护提供依据。在微型跑道池模拟流水(0.5 m/s)和静水(0 m/s)条件的基础上,通过设置不同浓度氮(1.51、2.51和5.51 mg/L)、磷(0.1、0.2和0.4 mg/L)及氮磷... 详细信息

揭示生物膜藻类对河流水体流态与营养盐的响应,为河流生物膜藻类研究及生物多样性保护提供依据。在微型跑道池模拟流水(0.5 m/s)和静水(0 m/s)条件的基础上,通过设置不同浓度氮(1.51、2.51和5.51 mg/L)、磷(0.1、0.2和0.4 mg/L)及氮磷比(8、16和32)环境培养野外采集的原位生物膜并铺设人工基质,探究流速差异和营养浓度对河流光养生物膜藻类物种组成及密度的影响。非度量多维排序(NMDS)分析结果表明,无论流速还是非流速环境下,原位和建群生物膜藻类群落在不同氮、磷和氮磷比环境中均呈现明显分离(P<0.001),且建群生物膜中各分组藻类群落具有更明显的差异。双因素方差分析结果表明,磷与流速单一及交互效应显著影响藻类的生长及建群(P<0.001);而氮处理中,氮与流速的交互效应仅对建群生物膜藻类影响显著(P<0.001)。同时,还发现生物膜中硅藻、蓝藻和绿藻的生长对营养盐与流速变化的响应并不一致,其中非流速-高氮、磷营养盐更适宜于蓝藻和绿藻的生长。总之,差异流速和氮、磷浓度变化影响了光养生物膜藻类的响应模式,且建群初期的生物膜藻类对外界环境变化敏感。

关键词：流速差异氮磷浓度氮磷比光养生物膜藻类

祁连山青海云杉林空气负氧离子浓度变化及其对气象因素的响应研究

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西北林学院学报 2024年第4期39卷 163-169页

作者：王斌许尔文袁浩王顺利敬文茂马雪娥甘肃省祁连山水源涵养林研究院甘肃张掖734000 甘肃省祁连山森林生态系统野外科学观测研究站甘肃张掖734000

为更好地助力祁连山国家森林康养产业发展,选取祁连山排露沟流域分布的青海云杉林为研究对象,利用固定式大气负氧离子浓度自动监测仪和自动气象站,对其林内的空气负氧离子浓度与温度、相对湿度和降雨量等气象因素进行分析。结果表明,1)... 详细信息

为更好地助力祁连山国家森林康养产业发展,选取祁连山排露沟流域分布的青海云杉林为研究对象,利用固定式大气负氧离子浓度自动监测仪和自动气象站,对其林内的空气负氧离子浓度与温度、相对湿度和降雨量等气象因素进行分析。结果表明,1)祁连山青海云杉林内空气负氧离子浓度年平均值为1429 cm^(-3),变化范围120~3480 cm^(-3),变异系数43.3%。2)春、夏、秋季负氧离子浓度分布均呈“W”形变化趋势,而冬季负氧离子浓度分布呈“M”变化趋势。春、秋、冬季负氧离子浓度峰值均出现在8:00-11:00,而夏季负氧离子浓度峰值出现在19:00-23:00。3)空气负氧离子浓度日变化平均值变化规律为夏季>春季>秋季>冬季,其中冬季变化幅度最小,夏季变化幅度最大。4)Pearson相关系数法分析表明,降雨量和相对湿度与负氧离子浓度均呈极显著性正相关(P0.05);负氧离子浓度与温度、相对湿度、降水量均呈线性关系,其中与温度的线性函数拟合效果差;负氧离子浓度随相对湿度和降水量的增加呈递增趋势。

关键词：空气负氧离子青海云杉林气象因素祁连山

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水氮互作对河西绿洲灌区玉豆带状复合种植玉米产量及水氮利用效率的影响

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玉米科学 2024年第7期32卷 73-82页

作者：邓浩亮潘小番兰雪梅王勤礼肖让滕安国雷联河西学院土木工程学院/河西走廊水资源保护利用研究所甘肃张掖734000 河西学院/甘肃省食用菌菌糠资源化利用工程研究中心甘肃张掖734000 河西学院农业与生态工程学院甘肃张掖734000 民乐县洪水河管理处甘肃民乐734500

以玉米陇单6号为研究对象,通过田间试验,采用灌水和施氮2因素交互设计,按照农田实际蒸散量(ETc)设置3个灌溉水平,分别为80%ETc、100%ETc、120%ETc(W1、W2、W3),每个灌水量下设置4个施氮量水平,分别为不施氮、施氮230、340、450 kg/hm^(2... 详细信息

以玉米陇单6号为研究对象,通过田间试验,采用灌水和施氮2因素交互设计,按照农田实际蒸散量(ETc)设置3个灌溉水平,分别为80%ETc、100%ETc、120%ETc(W1、W2、W3),每个灌水量下设置4个施氮量水平,分别为不施氮、施氮230、340、450 kg/hm^(2)(N0、N1、N2、N3),共12个处理。在玉米各生育期测定光合生理指标,收获后测产和子粒品质并计算水氮利用效率。结果表明,同一施氮水平或灌溉水平下玉米净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均随施氮量或灌水量增加而提高。适宜的水氮配比可显著改善玉米品质,提高玉米产量和水氮利用效率。利用主成分分析法进行评价,表明N3W3处理综合效应最佳,玉米最佳灌溉定额为428.60~493.33 mm、施氮量为450 kg/hm^(2)。

关键词：玉米水氮互作带状复合种植水氮利用效率

清肺通络方对急性肺损伤后大鼠肺纤维化的影响

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河西学院学报 2024年第5期40卷 21-26页

作者：张娟娟刘亚宁孙超蔡文艳龚丽程东香马玮玮王锦河西学院甘肃张掖734000

目的:探索清肺通络方对内毒素诱导的急性重度肺损伤大鼠早期肺纤维化的抑制作用。方法:大鼠随机分为6组:空白组,模型组,地塞米松组、清肺通络方低、中、高剂量组(10,20,30g·kg^(-1))。苏木素-伊红染色观察肺组织病变,Masson染色分析肺... 详细信息

目的:探索清肺通络方对内毒素诱导的急性重度肺损伤大鼠早期肺纤维化的抑制作用。方法:大鼠随机分为6组:空白组,模型组,地塞米松组、清肺通络方低、中、高剂量组(10,20,30g·kg^(-1))。苏木素-伊红染色观察肺组织病变,Masson染色分析肺纤维化程度。ELISA实验检测各组大鼠血浆中IL-1β和TNF-α的水平。结果:急性肺损伤大鼠血浆中TNF-α和IL-1β表达水平显示:模型组大鼠IL-1β和TNF-α水平高于空白组(P5),清肺通络方各组(10,20,30g·kg^(-1))大鼠血浆中IL-1β和TNF-α水平均低于模型组(P5),清肺通络方各组(10,20,30g·kg^(-1))大鼠血浆中IL-1β和TNF-α水平均低于地塞米松组(P>0.05),清肺通络方各组(10,20,30g·kg^(-1))之间无显著统计学差异(P>0.05)。苏木素-伊红染色检查显示:地塞米松组和清肺通络方各组肺组织病理损伤程度明显较模型组减轻,肺泡腔及肺泡隔结构尚存,肺泡间隔存在局部变厚,肺泡较少存在融合。Masson染色结果显示:模型组大鼠肺组织中可见大量被染成蓝色的胶原纤维沉积区域,其纤维化程度相较于地塞米松组和清肺通络方各组明显增加,地塞米松组大鼠肺组织仅有少量的区域被染成蓝色,纤维化程度最轻,地塞米松组和清肺通络方各组其纤维化程度与空白组相比无明显差异或差异较小。结论:清肺通络方可降低急性肺损伤后大鼠血浆炎性因子IL-1β和TNF-α水平,抑制急性肺损伤后早期肺纤维化程度。

关键词：清肺通络方急性重度肺损伤大鼠肺纤维化影响

基于Citespace对矿山修复研究领域的可视化分析

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农业与技术 2024年第4期44卷 78-81页

作者：袁浩许尔文赵维俊王斌敬文茂赵晶忠王荣新武秀荣马雪娥张克海甘肃省祁连山水源涵养林研究院甘肃张掖734000 甘肃祁连山森林生态系统国家定位观测研究站甘肃张掖734000 甘肃省祁连山森林生态系统野外科学观测研究站甘肃张掖734000 甘肃祁连山森林生态监测与评估国际科技合作基地甘肃张掖734000

为了明确矿山修复领域的研究现状和发展趋势,基于中国知网数据库检索了2003—2023年该领域的文献,利用CiteSpace软件对近20年的发文量、发文研究机构以及关键词进行了可视化分析,共纳入文献1907篇,结果表明,我国矿山修复领域发文量整体... 详细信息

为了明确矿山修复领域的研究现状和发展趋势,基于中国知网数据库检索了2003—2023年该领域的文献,利用CiteSpace软件对近20年的发文量、发文研究机构以及关键词进行了可视化分析,共纳入文献1907篇,结果表明,我国矿山修复领域发文量整体呈上升趋势,其中2022年发文最高;发文作者形成以张绍良、余振国、李健、涂美义、王志强为代表的5个较大研究合作网络;研究机构形成了以中国地质大学、自然资源部、中国自然资源经济研究院、中国地质环境监测院、中国自然资源航空物探遥感中心为中心的6个较大合作网络;关键词聚类及突现表明当下研究热点为生态修复,矿山公园,绿色矿山建设等。

关键词：矿山修复可视化分析 CiteSpace 文献计量分析

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基于GPU加速的溃坝洪水演进模拟研究

水电能源科学 2024年第3期42卷 20-24页

作者：康永德李伟许尔文任小凤王荣新闫春鸣敬文茂兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 甘肃省祁连山水源涵养林研究院甘肃张掖734000

溃坝洪水演进与淹没范围快速模拟,对指导抢险救灾至关重要。为此,引入GPU加速技术,构建了一套高效高分辨率溃坝数值模型,与经典三驼峰溃坝试验对比发现,模拟结果与试验结果非常吻合,并利用该模型模拟了典型溃坝洪水演进及溃口流场、溃... 详细信息

溃坝洪水演进与淹没范围快速模拟,对指导抢险救灾至关重要。为此,引入GPU加速技术,构建了一套高效高分辨率溃坝数值模型,与经典三驼峰溃坝试验对比发现,模拟结果与试验结果非常吻合,并利用该模型模拟了典型溃坝洪水演进及溃口流场、溃后水位变化情况。结果表明,模型能较好地模拟溃坝洪水演进,较好捕捉溃口发展过程及泥沙输移。t=200 s时溃决流量出现小峰值4 m3/s,t=450 s时,溃决流量出现最大峰值13.8 m3/s;随着下泄流量增大,溃口加速侵蚀和冲刷并逐渐连通,溃口由0.21 m扩大至0.40 m。GPU加速比约为CPU的10.33~13.75倍,且网格数越多,加速效果越明显。

关键词：溃坝水动力模型洪水演进 GPU加速

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模式蓝藻FNR蛋白的生物信息学及进化分析

河西学院学报 2023年第5期39卷 45-53页

作者：殷亮王代玮韩雪雪王丽娟刘海燕罗光宏河西学院甘肃省微藻工程技术研究中心/甘肃省微藻技术创新中心河西学院农业与生态工程学院甘肃张掖734000

FNR蛋白是蓝藻光能转换和能量代谢中的核心蛋白质,为了掌握该蛋白的生物信息学信息及其进化关系,选择具有研究和应用价值的7种模式蓝藻来源的FNR蛋白作为材料,以氨基酸序列为基础,采用ProtParam、Sompa、SWISS-MODEL及MEGA11等生物信息... 详细信息

FNR蛋白是蓝藻光能转换和能量代谢中的核心蛋白质,为了掌握该蛋白的生物信息学信息及其进化关系,选择具有研究和应用价值的7种模式蓝藻来源的FNR蛋白作为材料,以氨基酸序列为基础,采用ProtParam、Sompa、SWISS-MODEL及MEGA11等生物信息学工具对蓝藻FNR蛋白的结构、功能及进化关系进行分析。结果表明:蓝藻FNR蛋白均属于胞内表达的单亚基蛋白,无信号肽,无跨膜结构域。其氨基酸数目在370-440个之间,分子量在45 kD左右,理论等电点在5.5-6.0之间,不稳定性指数在40%左右,蛋白序列中存在保守的FAD及NADPH结合结构域及C末端的RWHVETY保守基序。蛋白的二级结构元件中,α-螺旋和β折叠比例在20%-30%之间,无规卷曲比例较高,普遍在47%左右。FNR蛋白的三级结构具有高度的结构相似性,蛋白质的N端普遍存在一段无序的无规卷曲结构,且暴露于蛋白质核心结构外侧。进化分析表明蓝藻FNR蛋白属于独立的进化分支,与高等植物来源的FNR蛋白的亲缘关系更近。本研究结果有助于深化对FNR蛋白的结构和功能的理解,同时也为FNR蛋白在藻类合成生物学的研究和应用提供参考。

关键词：蓝藻铁氧还蛋白-NADP+-氧化还原酶生物信息学多序列比对进化分析