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新烟碱类杀虫剂吡虫啉和啶虫脒对人神经母细胞瘤SK-N-SH细胞的毒性作用

生态毒理学报 2021年第5期16卷 59-69页

作者：黄钰婷李敬尧张琪王丹周群芳卢晓霞地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京大学城市与环境学院北京100871 中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085

吡虫啉和啶虫脒是目前使用较广的2种新烟碱类杀虫剂,它们在环境、食品和人体样品中的普遍残留,对人体健康构成威胁,但目前关于其对人的神经毒性仍知之甚少。本文以人神经母细胞瘤SK-N-SH细胞为模型,采用体外细胞实验,研究不同浓度吡虫... 详细信息

吡虫啉和啶虫脒是目前使用较广的2种新烟碱类杀虫剂,它们在环境、食品和人体样品中的普遍残留,对人体健康构成威胁,但目前关于其对人的神经毒性仍知之甚少。本文以人神经母细胞瘤SK-N-SH细胞为模型,采用体外细胞实验,研究不同浓度吡虫啉和啶虫脒暴露对细胞活力、细胞形态、烟碱型乙酰胆碱受体(nAChRs)α7亚基的mRNA和蛋白表达、乙酰胆碱酯酶活性以及氧化应激的影响,为这2种杀虫剂的健康风险评价提供依据。实验中,先将SK-N-SH细胞分别暴露于不同浓度的吡虫啉和啶虫脒24 h,通过测定细胞活力,确定2种杀虫剂的10%抑制浓度(IC_(10))值。在此基础上,设定3个梯度的低暴露浓度(0.01、0.1和1 mmol·L^(-1))和溶剂对照,研究吡虫啉和啶虫脒对SK-N-SH细胞其他指标的影响(暴露24 h后)。细胞活力、氧化损伤和乙酰胆碱酯酶活性分别用相应的试剂盒测定,细胞形态用倒置光学显微镜观察,nAChRsα7亚基的mRNA和蛋白表达分别用RT-qPCR和Western Blot测定。结果表明,吡虫啉和啶虫脒的IC_(10)值分别约为1.5 mmol·L^(-1)和2.0 mmol·L^(-1)。1 mmol·L^(-1)吡虫啉对nAChRα7的mRNA表达和蛋白表达均显著提高,对乙酰胆碱酯酶活性有显著抑制,并引起细胞显著的氧化应激(P<0.05)。0.1 mmol·L^(-1)吡虫啉对乙酰胆碱酯酶活性有显著抑制(P<0.05)。1 mmol·L^(-1)啶虫脒对nAChRα7的mRNA表达和蛋白表达均有显著提高(P<0.05)。为进一步揭示吡虫啉的影响,对0.1 mmol·L^(-1)吡虫啉暴露组和溶剂对照组细胞进行了转录组分析,发现吡虫啉暴露对一些神经退行性疾病相关基因及其他一些重要通路相关基因有显著影响。本研究证明,吡虫啉和啶虫脒在非致死浓度条件下会对细胞产生一系列显著影响,吡虫啉的影响大于啶虫脒。

关键词：吡虫啉啶虫脒 SK-N-SH细胞急性毒性神经毒性 nAChRα7亚基

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新烟碱类杀虫剂对非靶标生物毒性效应的研究进展

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生态毒理学报 2020年第1期15卷 56-71页

作者：张琪赵成卢晓霞于波黄钰婷地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京大学城市与环境学院北京100871

新烟碱类杀虫剂是目前全球市场占有率最高的一类杀虫剂,它们选择性作用于昆虫烟碱型乙酰胆碱受体,以往普遍认为其对非靶标生物毒性较低。然而,越来越多的证据表明,新烟碱类杀虫剂的暴露会对非靶标生物造成负面影响。本文综述了新烟碱类... 详细信息

新烟碱类杀虫剂是目前全球市场占有率最高的一类杀虫剂,它们选择性作用于昆虫烟碱型乙酰胆碱受体,以往普遍认为其对非靶标生物毒性较低。然而,越来越多的证据表明,新烟碱类杀虫剂的暴露会对非靶标生物造成负面影响。本文综述了新烟碱类杀虫剂对水生生物、非靶标昆虫、鸟类和哺乳动物等多种非靶标生物的毒性,以及对人类健康的影响。新烟碱类杀虫剂对各类生物均具有急性致死毒性,但不同物种之间半数致死浓度(LC50)或半数致死剂量(LD50)差别较大,由低至高依次为昆虫(0.01~2.38 mg·L^-1,3.7~81 ng·bee^-1)、甲壳动物(0.59~37.75 mg·L^-1)、鱼类(1.2~241 mg·L^-1)、鸟类(15~>2000 mg·kg^-1)和哺乳动物(82~>5000 mg·kg^-1)。新烟碱类杀虫剂对非靶标生物的亚致死毒性表现在降低繁殖力和生长速度、降低活动性、影响神经系统、扰乱代谢平衡、损伤DNA等。总体上看,吡虫啉的毒性最高,呋虫胺和烯啶虫胺的毒性较低。啶虫脒、噻虫啉、噻虫嗪和噻虫胺的毒性大小顺序随物种不同而不同。对于水生生物和非靶标昆虫,噻虫啉和噻虫胺的毒性较高,而对于鸟类和哺乳动物,啶虫脒的毒性较高。最后针对现有研究的不足,提出了今后的研究方向,以期为该类杀虫剂的风险评估和合理施用提供科学依据。

关键词：新烟碱类杀虫剂非靶标生物毒性效应研究进展

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坝上地区退耕还林还草措施对土壤细菌的影响

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土壤 2022年第2期54卷 307-313页

作者：林权虹田地高菲葛星霏丁月泓马素辉洪剑明任东首都师范大学生命科学学院北京100048 北京林业大学林学院国家林业局森林经营工程技术研究中心北京100083 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

以河北坝上地区实施退耕还林还草18年后的耕地、林地、灌丛和草地为研究对象,通过测定土壤理化性质并结合氯仿熏蒸浸提法和高通量测序技术,分析了坝上地区退耕还林还草措施对土壤微生物生物量、细菌多样性和群落结构特征的影响。结果发... 详细信息

以河北坝上地区实施退耕还林还草18年后的耕地、林地、灌丛和草地为研究对象,通过测定土壤理化性质并结合氯仿熏蒸浸提法和高通量测序技术,分析了坝上地区退耕还林还草措施对土壤微生物生物量、细菌多样性和群落结构特征的影响。结果发现:林地的土壤含水量有微弱下降趋势,但不同植被恢复类型下土壤中的碳、氮、磷、钾等元素含量无显著差异。耕地中的土壤微生物生物量碳、氮均显著低于其他植被恢复类型。不同退耕措施下的土壤细菌群落组成均以酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为主。与耕地相比,林地、灌丛和草地土壤中细菌OTU多样性、群落丰富度和多样性呈下降趋势,但土壤细菌的群落结构组成尚未发生明显改变。研究结果表明在坝上地区实施退耕还林还草措施显著提高土壤微生物生物量,但对土壤细菌丰富度和多样性的影响不大。

关键词：退耕还林工程高通量测序微生物生物量细菌群落细菌多样性

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黄河流域高质量发展的途径探讨——生态-文化-经济融合发展、分区与统筹

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黄河文明与可持续发展 2021年第1期17卷 71-87页

作者：许学工北京大学城市与环境学院、地表过程分析与模拟教育部重点实验室

基于黄河流域的特点和国家战略需求,本文认为,生态-文化-经济融合发展是实现黄河流域高质量发展的一条途径。根据内部的差异,把流域分为四个区域进行研究,对每个区域,都结合其流域生态功能、地域文化、城市群、经济结构和特点进行了生态... 详细信息

基于黄河流域的特点和国家战略需求,本文认为,生态-文化-经济融合发展是实现黄河流域高质量发展的一条途径。根据内部的差异,把流域分为四个区域进行研究,对每个区域,都结合其流域生态功能、地域文化、城市群、经济结构和特点进行了生态-文化-经济融合发展的探讨。在此基础上,提出黄河流域整体统筹协调的主要措施。

关键词：黄河流域生态文化经济融合高质量发展

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京津冀地区农业源氨排放的时空格局与减排潜力

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农业环境科学学报 2021年第10期40卷 2236-2245页

作者：吾拉哈提·阿达力别克展晓莹周丰居学海习斌黄宏坤靳拓许丹丹北京大学城市与环境学院北京100871 北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业农村部农业环境重点实验室北京100081 农业农村部农业生态与资源保护总站北京100125

京津冀地区不合理的肥料和粪便管理造成了大量的氨排放,促进了该地区PM2.5的上升。本研究基于排放因子法和高分辨率活动数据建立了京津冀地区2015—2019年的氨排放清单,阐明了该地区农业源氨排放的总量和来源、时间变化、空间格局以及... 详细信息

京津冀地区不合理的肥料和粪便管理造成了大量的氨排放,促进了该地区PM2.5的上升。本研究基于排放因子法和高分辨率活动数据建立了京津冀地区2015—2019年的氨排放清单,阐明了该地区农业源氨排放的总量和来源、时间变化、空间格局以及减排潜力。结果表明:2015—2019年京津冀地区年均农业源氨排放量为429.1 Gg·a^(-1),玉米种植、尿素施用和室内圈舍是氨排放的主要来源;农业源氨排放量逐年下降,其中种植业贡献了75%的减少量。京津冀地区农业源氨排放呈现“南高北低”的格局,50%的县(区、市)贡献了80%以上的排放。提高作物氮利用率可以大幅降低种植业的氨排放(57.5%),采用酸性碳酸钙替代饲料中的碳酸钙则可以有效降低畜禽养殖业的氨排放(26%~53%)。

关键词：京津冀氨排放排放清单时空格局氨减排

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陆地生态系统野外增温控制实验的技术与方法

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植物生态学报 2020年第4期44卷 330-339页

作者：朱彪陈迎北京大学生态研究中心北京大学城市与环境学院北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

由于人类活动导致的碳排放急剧增加,工业革命以来全球地表温度显著增加约1℃,未来全球气候还将持续变暖,到21世纪末最高可升温4℃。这种前所未有的气候变化不仅影响陆地植被的适应策略,也深刻影响生态系统的结构和功能。其中陆地生态系... 详细信息

由于人类活动导致的碳排放急剧增加,工业革命以来全球地表温度显著增加约1℃,未来全球气候还将持续变暖,到21世纪末最高可升温4℃。这种前所未有的气候变化不仅影响陆地植被的适应策略,也深刻影响生态系统的结构和功能。其中陆地生态系统碳收支对全球变暖的反馈,是决定未来气候变化强度的关键因素,因此全球已经开展了大量的生态系统尺度的野外增温控制实验,研究生态系统碳收支对气温升高的响应,从而提高地球系统模型的预测精度。然而由于增温技术和方法的不同,不同研究的结果之间难以进行比较。该文系统总结了常见的野外增温技术和方法,包括主动增温和被动增温,阐述了其优缺点、适用对象以及相关研究成果。同时简要介绍了野外增温控制实验的前沿研究方向——新一代野外增温技术(包括全土壤剖面增温和全生态系统增温)和基于新一代增温技术开展的野外增温联网实验。

关键词：陆地生态系统模拟增温增温技术碳收支深层土壤

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基于小时温度数据的北京市热岛时空变化与土地利用分析

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北京大学学报（自然科学版） 2020年第5期56卷 939-949页

作者：周小康李靖赵昕奕北京大学城市与环境学院教育部地表分析与模拟重点实验室北京100871 北京市气象台北京100089

利用2016年北京市自动观测站的逐时气象要素数据,排除复杂天气影响,筛选出微风、晴朗的10月23日全天为研究时段。采用ANUSPLIN空间化插值软件和百分位法定义城市热岛,探究北京市热岛24小时移动路径与空间分布格局特征,分析热岛逐小时变... 详细信息

利用2016年北京市自动观测站的逐时气象要素数据,排除复杂天气影响,筛选出微风、晴朗的10月23日全天为研究时段。采用ANUSPLIN空间化插值软件和百分位法定义城市热岛,探究北京市热岛24小时移动路径与空间分布格局特征,分析热岛逐小时变化与土地覆被的关系,得到如下结果。1)北京市秋季晴天热岛强度存在日变化规律,其中18:00—23:00时段的热岛强度增长速率最大为0.48ºC/h。2)日内不同时刻热岛分布存在差异,水平分布形态有以下3种范式:单中心式热岛、多中心式热岛和辐射状热岛。3)不同时刻热岛分布区内6种土地利用类型的面积占比不同,白天热岛分布区无代表性土地利用类型,不同时刻热岛区6种土地利用类型的百分比结构差异大;夜晚热岛分布区土地利用类型以建设用地为主,不同时刻热岛区6种土地利用类型的百分比结构差异小。4)热岛日内变化与土地利用的关系:00:00—03:00,热岛逐时移动面积小,且移动区6种土地利用类型的占比无明显变化;03:00—07:00,热岛向林地占比增多、建设用地占比减小的区域移动;07:00—09:00,热岛向林地占比减小、耕地与建设用地占比增大的区域移动;09:00—15:00,热岛整体向东移动,建设用地占比减小、耕地占比增大;15:00—19:00,热岛移回建设用地占比增大的区域;19:00—22:00,热岛移动区内6种土地利用类型的占比无明显变化;22:00—23:00,热岛向耕地占比增大、建设用地占比减小的区域移动。

关键词：自动气象站逐时温度数据百分位法热岛日内变化土地利用

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河北省植被覆盖变化及对生态建设工程的响应

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北京大学学报（自然科学版） 2020年第4期56卷 755-764页

作者：朱丽君蒙吉军李江风北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 中国地质大学(武汉)公共管理学院武汉430074

在分析河北省2000-2015年植被覆盖变化特征的基础上,结合地形、气候和社会经济数据,通过构建空间计量模型识别研究区植被变化的影响因素,进而利用人工神经网络量化生态建设工程对植被变化的影响程度。结果表明,河北省南部及东北部的植... 详细信息

在分析河北省2000-2015年植被覆盖变化特征的基础上,结合地形、气候和社会经济数据,通过构建空间计量模型识别研究区植被变化的影响因素,进而利用人工神经网络量化生态建设工程对植被变化的影响程度。结果表明,河北省南部及东北部的植被指数比西北部高,研究时段内大部分地区植被得到改善,NDVI基本上不变、增加和降低区域的比例分别为15.14%,61.75%和23.11%。2000年植被NDVI分布的影响因素主要有海拔高度、人均GDP和人口密度,起消极作用;2015年影响因素增加降水量和生态建设工程造林量,起积极作用。生态建设工程对植被NDVI的影响绝大部分为正值,且多为轻度改善,显著改善地区分布在承德市和张家口市,这些地区也是NDVI变化值和生态建设工程造林量(EPA)变化值的热点区域。生态建设工程对NDVI的影响为负值的情况主要出现在张家口市的西北部地区、秦皇岛和唐山市的东部地区以及南部的城市建成区。研究结果可为科学评价河北省生态建设工程绩效提供依据,为区域生态环境保护和植被恢复提供支持。

关键词： NDVI 生态建设工程人工神经网络空间计量模型河北省

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氮磷添加对树木生长和森林生产力影响的研究进展

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植物生态学报 2020年第6期44卷 583-597页

作者：冯继广朱彪北京大学生态研究中心北京大学城市与环境学院北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

人为活动所导致的氮、磷输入和大气氮、磷沉降使生态系统中的氮、磷可利用性大幅提高,对陆地生态系统的碳循环过程产生了显著影响。树木生长和森林生产力在全球碳循环中发挥着重要作用,它决定着陆地碳固存的大小和方向。目前,在全球范... 详细信息

人为活动所导致的氮、磷输入和大气氮、磷沉降使生态系统中的氮、磷可利用性大幅提高,对陆地生态系统的碳循环过程产生了显著影响。树木生长和森林生产力在全球碳循环中发挥着重要作用,它决定着陆地碳固存的大小和方向。目前,在全球范围内开展了很多氮、磷添加调控树木生长和森林生产力的野外控制实验,但是研究结果并不一致,受到多种生物、环境和实验处理条件等因素的影响。该文从野外氮添加和磷添加实验的文献数量、实验数量及其全球空间分布三个方面概述了氮、磷添加对树木生长和森林生产力影响的研究现状,并总结了氮、磷添加实验中树木生长和森林生产力的评估方法,包括相对生长速率和绝对增长量。基于相关的研究结果,阐述了氮、磷添加影响树木生长和森林生产力的调控因素及其潜在影响机制,包括气候、树木径级与林龄、植物功能性状(共生菌根类型、树木固氮属性和保守性与获得性性状)、植物和微生物相互作用关系、区域养分沉降速率和实验处理条件等。最后,基于当前的研究进行了系统总结,并指出今后需要加强的几个方面的研究,以期为后续研究提供参考:树木生长响应氮、磷添加的生理学机制,树木各部分生长对氮、磷添加响应的权衡与分配,植物功能性状在调节与预测树木生长响应氮、磷添加中的作用,树木之间的竞争关系如何调控氮、磷添加对树木生长的影响,以及开展长期的和联网的氮、磷添加对树木生长和森林生产力影响的野外控制实验。

关键词：养分限制树木生长生态系统生产力植物功能性状植物与微生物相互作用氮沉降磷沉降

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乡村振兴水平时空特征及其影响因素——以广东省为例

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水土保持通报 2023年第6期43卷 369-379页

作者：吴钊骏吴大放李升发梁逸璇高子雅黄思喻黄思凯广州大学地理科学与遥感学院广东广州510006 北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 广东省科学院广州地理研究所广东省遥感与地理信息系统应用重点实验室/广东省地理空间信息技术与应用公共实验室广东广州510070 高州市禾生农业有限公司广东茂名525200

[目的]综合评测广东省各地级市乡村振兴水平及其子系统发展水平,探究其在2017—2021年的时空演变特征与影响机制,为乡村振兴工程的持续推进提供科学参考。[方法]基于产业兴旺、生活富裕、乡风文明、治理有效和生态宜居5个子系统构建测... 详细信息

[目的]综合评测广东省各地级市乡村振兴水平及其子系统发展水平,探究其在2017—2021年的时空演变特征与影响机制,为乡村振兴工程的持续推进提供科学参考。[方法]基于产业兴旺、生活富裕、乡风文明、治理有效和生态宜居5个子系统构建测算体系,运用TOPSIS法测评广东省乡村振兴水平;运用冷热点分析法探究广东省乡村振兴水平与各子系统发展水平的时空演变特征;运用地理探测器分析乡村振兴的主要影响因素与各因子交互作用规律。[结果](1)研究时序内,广东省乡村振兴水平小幅度上升,同时研究单元的演变类型以等级跃升为主,珠三角地区始终为高值单元聚集区。各子系统发展水平变化相对一致,但研究单元的类型演变存在明显差异。(2)研究时序内,研究单元的各类属性整体上均以热点聚集为主要联系类型,且各属性的高值聚集区始终是珠三角地区。(3)2017—2021年,广东省乡村振兴的主要影响因素为财政支撑、产业优度和经济基础,各因子的交互类型在两个研究年均为非线性增强或双因子增强。[结论]研究时段内广东省乡村振兴水平呈现小幅提升,各子系统发展水平则具有不同的演变态势,但均存在明显空间异质性,同时乡村振兴是多元要素共同驱动的结果。

关键词：乡村振兴时空特征影响因素广东省

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