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不同生活环境下小熊猫皮质醇和肠道微生物的变化规律

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兽类学报 2024年第4期44卷 427-435页

作者：赵星马锐吴蔚李明喜陈超周延山洪明生齐敦武西华师范大学西南野生动植物资源保护教育部重点实验室南充637002 成都大熊猫繁育研究基地四川省濒危野生动物保护生物学重点实验室成都610081

肠道微生物群落易受环境压力的影响,其结构的相对稳定对维持动物机体健康至关重要。皮质醇作为一种应激激素不仅能反映动物应激状况还影响动物的肠道微生物结构,然而小熊猫肠道菌群和粪便皮质醇之间的共变机制尚未被研究。为此,我们通... 详细信息

肠道微生物群落易受环境压力的影响,其结构的相对稳定对维持动物机体健康至关重要。皮质醇作为一种应激激素不仅能反映动物应激状况还影响动物的肠道微生物结构,然而小熊猫肠道菌群和粪便皮质醇之间的共变机制尚未被研究。为此,我们通过比较不同生活环境下(圈养、散养和野生)小熊猫粪便皮质醇和肠道微生物结构的差异,以期阐明其皮质醇和肠道微生物的变化规律。结果发现:(1)圈养环境下皮质醇浓度最低(71.1±21.6)ng/g,散养环境下其浓度为(111.3±5.6)ng/g,而野生环境下最高,为(5094.8±5383.9)ng/g。同时,散养环境下的小熊猫肠道微生物Shannon指数最高(6.178),其次是野生环境下(5.535),圈养环境下最低(3.449)。(2)圈养小熊猫皮质醇浓度与大肠杆菌志贺氏菌属(Escherichia⁃Shigella)呈显著负相关(P环境显著影响小熊猫的肠道微生物组成和粪便皮质醇浓度,减少环境的变化频率和强度能有效降低其应激性,维持肠道菌群的健康稳定,这将为小熊猫种群的健康管理提供技术支撑。

关键词：小熊猫肠道微生物 16S rRNA测序皮质醇应激

洞庭湖流域碳储量变化对未来气候和政策的响应

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环境科学 2024年

作者：王惠王凌霞李忠武侯应龙聂小东湖南师范大学地理科学学院洞庭湖流域生态环境变化与固碳增汇湖南省重点实验室湖南大学环境科学与工程学院环境生物与控制教育部重点实验室

为探究气候变化与不同管理政策背景下陆地生态系统碳增汇潜力，以我国洞庭湖流域为例，采用PLUS模型和《2006年IPCC国家温室气体清单指南》模拟预测未来40年间不同气候-政策情景下陆地生态系统碳储量变化.结果表明：①2020～2060年间，... 详细信息

为探究气候变化与不同管理政策背景下陆地生态系统碳增汇潜力，以我国洞庭湖流域为例，采用PLUS模型和《2006年IPCC国家温室气体清单指南》模拟预测未来40年间不同气候-政策情景下陆地生态系统碳储量变化.结果表明：①2020～2060年间，自然发展情景和经济协调情景下建设用地快速扩张，林地大量减少；生态优先情景主要是由草地转入林地.②2020年洞庭湖流域总碳储量为3.6×109t，到2060年自然发展情景下碳储量仅增加2.3×108t，经济协调情景和生态优先情景下分别增加4.5×108t和4.7×108t，验证了实施生态保护政策是促进碳增汇的有效途径.③碳储量变化结果表明，加大耕地和草地的土地管理投入以及实施渐进式造林有利于保持持续碳汇.控制建设用地的扩张并划定规划开发区，有利于减少碳损失.研究结果可为优化土地管理提供新颖的方法和政策意见.

关键词：土地利用 PLUS模型碳储量政策优化多情景模拟

温度对短额负蝗成虫存活率及抗氧化酶活性的影响

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环境昆虫学报 2024年

作者：李文博 Nawaz Haider Bashir 李新畅田睿林史树森张星陈欢欢曲靖师范学院/生物资源与食品工程学院吉林农业大学植物保护学院承德市农林科学院内蒙古师范大学生命科学与技术学院内蒙古自治区高等学校生物多样性保护与可持续利用重点实验室

为明确不同温度对短额负蝗Atractomorpha sinensis成虫存活率以及体内抗氧化酶活性的影响。在24～40℃温度范围内，将短额负蝗健康成虫分组，分别置于生化培养箱处理4 h。测定各温度处理下成虫存活率和抗氧化酶（SOD、CAT、POD）的活性... 详细信息

为明确不同温度对短额负蝗Atractomorpha sinensis成虫存活率以及体内抗氧化酶活性的影响。在24～40℃温度范围内，将短额负蝗健康成虫分组，分别置于生化培养箱处理4 h。测定各温度处理下成虫存活率和抗氧化酶（SOD、CAT、POD）的活性、总抗氧化能力（T-AOC）以及丙二醛（MDA）含量的变化。成虫存活率在24～34℃范围内均高于50%，其他温度处理成虫存活率明显降低。试验温度范围内短额负蝗体内3种抗氧化酶活性随温度升高呈先增后减趋势。32℃时雌、雄成虫的SOD、POD和CAT酶活值最高。T-AOC活性与MDA含量与抗氧化酶活性变化趋势相似，二者均在34℃时达最高。短额负蝗对不同温度的适应性存在差异，温度过高不利于其种群存活，此现象与其体内抗氧化酶活性密切相关。短额负蝗雌成虫抗氧化酶活性高于雄成虫，更能适应温度的变化。

关键词：短额负蝗温度抗氧化酶活性总抗氧化能力丙二醛环境适应性

缺陷诱导电子-金属载体相互作用加速固液界面Fenton反应

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 247-258页

作者：毛海舫刘洋许振民卞振锋上海应用技术大学化学与环境工程学院上海201418 上海师范大学资源化学教育部重点实验室稀土功能材料上海市重点实验室上海200234

水体污染物的深度氧化去除是环境领域的研究热点.芬顿反应作为典型的高级氧化技术(AOPs)被广泛用于水中有机污染物的去除.对于非均相芬顿反应,催化剂表面Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环是决定其活性的主要因素.Fe^(3+)还原的关键在于接受额外电... 详细信息

水体污染物的深度氧化去除是环境领域的研究热点.芬顿反应作为典型的高级氧化技术(AOPs)被广泛用于水中有机污染物的去除.对于非均相芬顿反应,催化剂表面Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环是决定其活性的主要因素.Fe^(3+)还原的关键在于接受额外电子,因此电子是提升芬顿反应效率的关键.传统非均相催化剂由于表面“惰性”,限制了固液界面电子的传递,导致Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环效率处于较低的水平.因此设计一种具有高效界面电子传递性能的催化剂对提高芬顿反应效率至关重要.本文通过简易的酸处理法,成功合成了富含缺陷的NH_(2)-UiO-66(d-NU)材料,并将其用于水中有机污染物的去除.核磁共振氢谱(1H NMR)、热重分析(TG)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线吸收精细结构(EXAFS)等多种表征证明了酸处理诱导NH_(2)-UiO-66上缺陷结构的形成.光电流、电化学阻抗和时间分辨瞬态荧光光谱结果表明,缺陷结构的形成可有效促进光生电子-空穴的分离.与不含缺陷的NH_(2)-UiO-66(NU)相比,d-NU在光芬顿氧化过程中表现出更优的4-CP去除效率,其降解动力学速率常数是NU的11倍,极大地加速了4-CP的去除进程.实验及理论计算结果表明缺陷的形成破坏了Zr配位结构的几何对称性,导致Zr位点电荷密度的不对称分布.该不对称结构有利于Fe^(3+)富集到Zr-O簇上,并通过电子-金属-载体相互作用(EMSI)形成Zr‒O‒Fe桥键,促进催化剂固液界面电子的传输,提高催化剂界面Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环效率.实际应用实验结果表明,在d-NU/Fe^(3+)/H_(2)O_(2)光芬顿体系中,环境水体中常见无机离子对4-CP的降解影响很小.同时,d-NU/Fe^(3+)/H_(2)O_(2)光芬顿体系能够对多种有机污染物保持较高的去除效率,且催化活性在经过10次循环后没有明显的衰减,说明d-NU具有较好的抗离子干扰性、降解多种污染物的普适性和结构稳定性.通过液相色谱-质谱监测确定了4-CP的降解途径,并通过毒理学模拟4-CP及其降解生成中间体的生物毒性,结果表明,4-CP降解过程中形成的中间体的综合毒性低于4-CP.综上,本研究揭示了MOF基芬顿催化剂中金属氧簇的配位关系对芬顿反应的作用机制,提出了富含缺陷的MOFs与Fe^(3+)之间电子转移的作用机制,为进一步开发高效芬顿催化剂提供了新思路.

关键词：缺陷 NH_(2)-UiO-66 三价铁还原电子-金属支撑作用芬顿反应

土壤水分及其垂直分布对内蒙古草原冰草和冷蒿竞争的影响

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生态学报 2024年第6期44卷 2495-2503页

作者：孔茹洁卫洁陈清赵英冯星星天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室天津300387 天津师范大学地理与环境科学学院天津300387 鲁东大学资源与环境工程学院烟台264025

内蒙古退化冷蒿草原围封恢复演替3—4年,植物群落更替出现半灌木冷蒿(Artemisia frigida)向禾草冰草(Agropyron cristatum)群落突然转变的现象,这对内蒙古草原植被恢复具有积极的作用,但目前关于冰草-冷蒿演替和竞争机制的研究鲜见报道... 详细信息

内蒙古退化冷蒿草原围封恢复演替3—4年,植物群落更替出现半灌木冷蒿(Artemisia frigida)向禾草冰草(Agropyron cristatum)群落突然转变的现象,这对内蒙古草原植被恢复具有积极的作用,但目前关于冰草-冷蒿演替和竞争机制的研究鲜见报道。水分作为草原植被生长的主要限制因子,是影响群落演替的重要因素。气候干旱和过度放牧导致草原土壤水分垂直分布发生明显变化。由于冰草和冷蒿的根系分布深浅不同,土壤水分垂直变化可能会影响冰草-冷蒿的竞争。为探讨土壤水分及其垂直分布对冰草和冷蒿竞争的影响,本盆栽试验设置冰草、冷蒿单种以及混种处理,并进行不同土壤深度(0—30cm,30—60cm)的水分处理(上干下湿、上湿下干、上干下干),结果表明:(1)与冷蒿相比,冰草受土壤水分变化影响显著,相对于上干下干处理,冰草在湿润(上干下湿或者上湿下干)处理的地上、地下生物量均显著增加,而冷蒿没有显著变化;(2)上干下湿和上湿下干处理间,冰草、冷蒿的地上、地下总生物量和根长差异均不显著;(3)不同水分处理,冰草和冷蒿的根系均可分布在30—60cm土壤中,且土壤30—60cm层冰草单种的根生物量和根长显著高于冷蒿单种;(4)相对竞争强度和竞争攻击力系数表明:湿润处理冰草的竞争力大于冷蒿;上干下干处理冷蒿的竞争力大于冰草。土壤水分变化引起冰草、冷蒿的明显竞争,上湿下干与上干下湿处理间冰草与冷蒿竞争力差异不显著。由于冰草和冷蒿均为多年生物种,冰草-冷蒿的竞争实验仍需在今后的研究中反复地验证。

关键词：冰草冷蒿水分竞争

基于环境DNA技术的黄河流域下游山区河流大型底栖动物群落多样性特征及其影响要素分析

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湖泊科学 2024年第2期36卷 523-535页

作者：赵茜潘福霞李斌臧小苗丁森山东师范大学生态与环境研究院济南250358 中国科学院海洋研究所青岛266071 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012

河流生物群落组成由多种环境因子共同作用形成,但其影响机制尚不清楚。本研究基于环境DNA技术,选择黄河流域下游4条山区河流(锦绣川、锦阳川、锦云川和三川汇合后河流)的10个样点开展大型底栖动物监测。结果发现:不同溪段水质状况有所差... 详细信息

河流生物群落组成由多种环境因子共同作用形成,但其影响机制尚不清楚。本研究基于环境DNA技术,选择黄河流域下游4条山区河流(锦绣川、锦阳川、锦云川和三川汇合后河流)的10个样点开展大型底栖动物监测。结果发现:不同溪段水质状况有所差异,锦云川盐化程度(以电导率EC表征)和营养盐浓度较高,锦阳川抗生素浓度较高,锦绣川水质较好。山区河流大型底栖动物群落组成差异明显,锦绣川以水生昆虫为主,软体动物占比较低。其中,昆虫纲的大蚊(Tipula abdominalis)、天角蜉(Uracanthella punctisetae)和寡毛纲的顠体虫(Aeolosoma sp.)是造成锦绣川与其他河流大型底栖动物群落结构差异的关键物种。冗余分析和变差分解分析结果表明,盐化、营养盐和抗生素均会对大型底栖动物群落组成产生影响。其中,EC的解释率为22.86%,营养盐中的TP、NH_(3)-N和TN的解释率分别为20.12%、13.25%和7.81%;此外,盐化可与营养盐和抗生素通过耦合效应对大型底栖动物群落组成产生影响,贡献率分别为21.60%和16.20%;抗生素与营养盐的贡献率为19.60%。逐步判别回归模型结果显示,Margalef指数(d)受盐化(EC)和营养盐(NH_(3)-N和NO_(3)^(-)-N)的共同影响;随着河流中EC浓度升高,d与NH_(3)-N之间的正响应关系及其与NO_(3)^(-)-N之间的负响应关系显著增强。因此,多环境因子对水生生物的影响不容忽视,在大型底栖动物生物多样性保护中应关注各类环境因子的影响贡献。

关键词：环境DNA 多环境因子耦合效应大型底栖动物山区河流黄河流域下游

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我国常用湖泊营养状态指数研究进展与展望

湖泊科学 2024年第4期36卷 987-1000,I0001页

作者：宋子豪邹伟桂智凡许海蔡永久中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008 湖北师范大学城市与环境学院黄石435002

湖泊(包括自然湖泊和人工水库)富营养化已成为世界性的环境问题,营养状态指数是目前最流行的富营养化水平量化方法。然而,不同营养状态指数的基本逻辑和适用水体等方面存在明显差异,不当选取可能会造成营养水平和相关水华风险的错误估计... 详细信息

湖泊(包括自然湖泊和人工水库)富营养化已成为世界性的环境问题,营养状态指数是目前最流行的富营养化水平量化方法。然而,不同营养状态指数的基本逻辑和适用水体等方面存在明显差异,不当选取可能会造成营养水平和相关水华风险的错误估计,并引发湖泊保护和修复措施的错位。鉴于此,本文对我国常用营养状态指数的构建思路、共性和差异以及不确定性来源等进行了综述。总体来看,营养状态指数基本构建思路分3种:1)Carlson指数型(如TSI),以透明度(SD)为核心参数,使用SD的2倍变化对应指数的10分差值,假定SD为64 m时记为指数值0分;2)改良TSI指数型(如TSIm),以叶绿素a(Chl.a)为核心参数,使用Chl.a的2.5倍变化对应指数的10分差值,假定Chl.a 1000μg/L对应该指数100分;3)营养足迹指数型(如TFI),该指数亦使用Chl.a指示藻类生物量,Chl.a的e倍关系对应藻类生物量的二倍变化和指数10分差值,假定Chl.a为10μg/L时对应该指数50分。根据上述假设得出对应的基础参数评估方程,然后均以基础参数(SD或Chl.a)与衍生参数间的经验方程“直接替换”获得衍生参数的评估方程。如上可知,营养状态指数均体现了数值增大表征藻类初级生产力和伴随的水华风险提高的共性,同时本文也从:1)数据集属性和基础指标评估方程获取的方法;2)衍生指标评估方程获取的统计原理;3)分项指标的权重设置方式3个方面分析营养状态指数之间的差异性。未来展望方面,首先,鉴于当前营养状态指数均属于通用性指数,因而建议未来基于上述3种基本类型开发因地制宜的营养状态指数,实现湖泊藻类生产力和水华风险的精准指示;其次,营养状态指数的生态学依据是藻类限制因子理论,营养状态指数各分项指标(即基于总氮、总磷、SD和Chl.a)的差异可以指示初级生产力的限制因子,建议未来开展营养状态指数分项指标差异机制研究,以指导藻类水华防控措施精准施策;再次,除富营养化外,湖泊生态健康受损往往也与其它压力有关,建议未来开展湖泊生态健康对富营养化和其他压力的综合响应机制研究,制定服务于湖泊生态系统健康提升的精准调控路径。本文目的并非将营养状态指数的通用属性“复杂化”,而是旨在阐明营养状态指数的“前世今生”,进而为广大湖泊富营养化相关人员使用指数时提供参考,也希望为我国湖泊营养状态精准量化、后续保护和修复措施的精准实施提供科学依据。

关键词：营养盐藻类水华富营养化生态修复湖泊生态系统健康

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广西掌突蟾属新纪录——侗掌突蟾

野生动物学报 2024年第2期45卷 456-460页

作者：曹宇阳蒋瑛王绍能车静伍春莲吴云鹤西华师范大学西南野生动植物资源保护教育部重点实验室南充637009 中国科学院昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室和云南省高黎贡山生物多样性重点实验室昆明650223 银竹老山资源冷杉国家级自然保护区管理处桂林541499 猫儿山国家级自然保护区管理处桂林541316

2016年4月4日,在广西桂林市猫儿山安堂平(25°54'42.21″N,110°27'54.93″E)采集并测量掌突蟾属(Leptobrachella)4只标本(1♀:KIZ 027219;3:KIZ 045761,KIZ 045711,KIZ 027220),标本浸泡于75%乙醇溶液中保存于中国科学院昆明动物研究所博物馆。该蛙体型中等(雄性体长26.92~30.60 mm,雌性体长39.16 mm,表1),趾间微蹼,有侧缘膜,腹部白色,两侧有棕色雾状斑点,背部有细小的白色颗粒,前伸贴体时胫跗关节前达眼中部,具肩腺、股腺和腹侧腺,无犁骨齿,吻端和眼间有相互垂直的白色条纹,符合侗掌突蟾(Leptobrachella dong)的鉴定特征[1],且系统发育分析显示所采集标本与模式产地标本聚成单支系,支持率为0.96/89(图1)。

关键词：模式产地掌突犁骨齿吻端中国科学院缘膜鉴定特征猫儿山

地表灰尘和路侧土壤中铂族元素的污染特征分析及生物可给性研究——以贵阳市为例

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环境科学学报 2024年

作者：姜涛王济蔡雄飞王胜利戴聪贵州师范大学地理与环境科学学院贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地

为减轻温室气体排放，汽车中引入了铂族元素（PGEs）尾气催化剂，造成道路灰尘和路侧土壤中Pt、Pd和Rh的过量累积，对生态环境和人体健康产生严重威胁.本研究针对贵阳市南明区和云岩区内土壤和灰尘样本，进行PGEs全量分析和体外模拟肺... 详细信息

为减轻温室气体排放，汽车中引入了铂族元素（PGEs）尾气催化剂，造成道路灰尘和路侧土壤中Pt、Pd和Rh的过量累积，对生态环境和人体健康产生严重威胁.本研究针对贵阳市南明区和云岩区内土壤和灰尘样本，进行PGEs全量分析和体外模拟肺液实验.结果表明：研究区内Pt、Pd和Rh存在非常严重的累积现象，土壤中的PGEs的含量总体高于灰尘，累积趋势为Pd>Rh>Pt.喀斯特地形地貌的影响使得灰尘中的PGEs颗粒物在研究区内短时间内长距离输送且不易扩散.由于研究区内机动车尾气催化器类型与北京和香港不同，导致PGEs的累积趋势也不同.基于体外模拟肺液实验，酸性环境会促进PGEs在肺中浓度增加.虽然PGEs在肺中的生物可给性的相对大小顺序为Pt>Rh>Pd，但灰尘中的Pd含量远高于Pt和Rh，使得Pd对当地居民产生的潜在健康风险最高.因此，严格控制交通排放、改善能源结构是降低PGEs污染影响的重要途径.

关键词：铂族元素灰尘土壤生物可给性喀斯特