定量结构──活性相关研究进展

ＱＳＡＲ方法用于预测环境中化学品的归宿及其毒性与日骤增，本文着重研究ＱＳＡＲ方法在不同领域中的进展和成就，不仅论述了我们关心的ＱＳＡＲ文献进展本身，而且还讨论了它的基础部分。精选ＱＳＡＲ模式在生态毒理学中的应用以及物理化学性质的估算等，     

安宁河流域稻米生化品质的气候关系模型

利用粳稻品种“合系39”在安宁河流域无控制的地理分期播种试验稻米,在实验室进行稻米生化品质的化验分析;采用统计分析方法,研究了气候生态因子与稻米生化品质的定量关系,找出影响稻米生化品质各组分的关键时期,建立综合关系模型.研究结果表明: 1)气候生态条件对生化品质不同组分影响的关键因子和关键时期不同,一些组分的关键期在齐穗前,一些在齐穗后,一些则从齐穗前持续到齐穗后; 2)温度是影响稻米生化品质含量的主要气候因素,蛋白质、氨基酸和直链淀粉含量与关键期的温度呈直线负相关,支链淀粉含量与关键期的温度呈抛物线关系; 3)温度日较差、日照时数与蛋白质、氨基酸、直链淀粉呈负相关,与支链淀粉呈正相关. 图4表2参10     

The Effect of Fragment Shape and Species' Sensitivity to Habitat Edges on Animal Population Size

Abstract:  Habitat fragmentation causes extinction of local animal populations by decreasing the amount of viable "core" habitat area and increasing edge effects. It is widely accepted that larger fragments make better nature reserves because core-dwelling species have a larger amount of suitable habitat. Nevertheless, fragments in real landscapes have complex, irregular shapes. We modeled the population sizes of species that have a representative range of preferences for or aversions to habitat edges at five spatial scales (within 10, 32, 100, 320, and 1000 m of an edge) in a nation-wide analysis of forest remnants in New Zealand. We hypothesized that the irregular shapes of fragments in real landscapes should generate statistically significant correlations between population density and fragment area, purely as a "geometric" effect of varying species responses to the distribution of edge habitat. Irregularly shaped fragments consistently reduced the population size of core-dwelling species by 10–100%, depending on the scale over which species responded to habitat edges. Moreover, core populations within individual fragments were spatially discontinuous, containing multiple, disjunct populations that inhabited small spatial areas and had reduced population size. The geometric effect was highly nonlinear and depended on the range of fragment sizes sampled and the scale at which species responded to habitat edges. Fragment shape played a strong role in determining population size in fragmented landscapes; thus, habitat restoration efforts may be more effective if they focus on connecting disjunct cores rather than isolated fragments.     

Evaluating Effects of Habitat Loss and Land-Use Continuity on Ant Species Richness in Seminatural Grassland Remnants

Abstract:  Seminatural grasslands in Europe are susceptible to habitat destruction and fragmentation that result in negative effects on biodiversity because of increased isolation and area effects on extinction rate. However, even small habitat patches of seminatural grasslands might be of value for conservation and restoration of species richness in a landscape with a long history of management, which has been argued to lead to high species richness. We tested whether ant communities have been negatively affected by habitat loss and increased isolation of seminatural grasslands during the twentieth century. We examined species richness and community composition in seminatural grasslands of different size in a mosaic landscape in Central Sweden. Grasslands managed continuously over centuries harbored species-rich and ecologically diverse ant communities. Grassland remnant size had no effect on ant species richness. Small grassland remnants did not harbor a nested subset of the ant species of larger habitats. Community composition of ants was mainly affected by habitat conditions. Our results suggest that the abandonment of traditional land use and the encroachment of trees, rather than the effects of fragmentation, are important for species composition in seminatural grasslands. Our results highlight the importance of considering land-use continuity and dispersal ability of the focal organisms when examining the effects of habitat loss and fragmentation on biodiversity. Landscape history should be considered in conservation programs focusing on effects of land-use change.     

密度泛函方法预测二英类化合物(PCDD/Fs)的正辛醇/水分配系数

在B3LYP/6-31G水平上全优化计算了多氯代二苯并—对-二英和多氯代二苯并呋喃(PCDD/Fs)系列物的分子结构;基于得到的分子结构描述符,依据修正的线性溶解能理论,分别建立了PCDDs和PCDFs的正辛醇/水分配系数的定量结构-性质关系模型(R2分别为0.985和0.966),并用交叉验证法对模型进行了验证(q2分别为0.983和0.936),用t-检验对各变量进行了检验.检验结果表明,模型的预测能力优于AM1法、单苯环氯取代指数法和拓扑量子方法得出的模型.     

菌渣中青霉素对蔬菜种子萌发的生态毒性效应

为推动青霉素菌渣环境安全利用技术规范的建立,以油麦菜、油菜、白菜和生菜4种蔬菜为研究对象,以种子发芽率、幼苗鲜质量、芽长和根长为毒性敏感指标,研究了不同处理组〔ρ（PG）分别为10、100、200、400、800、1 200、1 600、2 000、2 400、3 200和4 000 mg/L〕和对照组的青霉素（Penicillin,简称“PG”）对4种蔬菜种子萌发的生态毒性响应关系.结果表明:①与对照组相比,各处理组4种蔬菜种子发芽率之间均无显著性差异（P>0.05）;当ρ（PG）≥1 200 mg/L时,油菜种子的芽长增长率在60%左右,且与对照组相比具有显著差异（P < 0.05）;在ρ（PG）为200 mg/L时,生菜鲜质量达到最大值（0.29 g）,较对照组增加了10.37%,白菜鲜质量在ρ（PG）为400 mg/L时达到最大值,较对照组增加了5.76%,而在试验浓度范围内,各处理组4种蔬菜种子的根长均随着ρ（PG）的增大表现出逐渐增强的抑制作用.②PG对4种蔬菜的根长抑制率剂量-效应关系均符合Allometric模型,即y=axb〔其中,x为ρ（PG）,y为根长抑制率,a和b均为常数〕.③油麦菜、油菜、白菜和生菜4种蔬菜对PG的根长半抑制浓度（IC₅₀）分别为1 675.11、995.67、3 736.40和2 510.24 mg/L,4种蔬菜根长抑制率对PG的敏感程度表现为油菜>油麦菜>生菜>白菜（P < 0.05）.研究显示,与油麦菜、白菜和生菜相比,油菜更适合作为PG的生态毒性指示植物.      

2007—2015年中国农村居民点用地与农村人口时空耦合关系

系统研究中国农村居民点用地与农村人口的时空耦合关系,是优化农村土地资源配置的重要理论基础。论文利用人口统计数据与土地调查数据,基于弹性系数模型,分析了我国农村居民点用地面积与农村人口数量的时序变化特征、空间分异规律和耦合关系类型,研究主要结果如下：1）2007—2015年,全国农村居民点用地以1.94%的年均增长率快速增长,8 a间共增加257.27万hm²;2）我国农村常住人口人均居民点用地面积和农业户籍人口人均居民点用地面积分别以年均4.61%和1.98%的速度增长,两者差距以年均16.2%的速度逐年拉大;3）农村居民点用地面积与农村常住人口数量耦合类型在全国尺度上为G类（用地面积增加,人口数量减少,且前者增长率小于后者）失调发展类型,在省域尺度上都是失调发展类型,主要是G类和H类（用地面积增加,人口数量减少,且前者增长率大于后者）失调类型。农村居民点用地面积与农业户籍人口数量的耦合类型在全国尺度上为H类失调发展类型,全国93.55%的省份为失调发展类型,失调类型以A类（用地面积增加,人口数量增加,且前者增长率大于后者）和H类为主。研究结果表明：2007—2015年间,中国农村居民点用地面积与农村人口数量耦合关系呈现失调发展态势,并具有明显的空间异质性特征。论文研究结果可以为优化农村土地资源配置、促进农村人地关系协调发展提供科学依据。     

基于距离-密度关系的典型垃圾处理设施布局指数研究

基于较高空间分辨率的人口分布(LandScan)和人口活动(Weibo)数据,结合全国垃圾处理设施信息,构建了距离-密度关系曲线,并据此提出了垃圾处理设施布局指数。通过距离-密度关系曲线可分析处理设施潜在环境影响暴露水平的分布情况,而布局指数则从空间覆盖的角度定量测定其影响水平的大小,形成了一种可开展跨地区、跨类型设施布局影响对比研究的手段。基于此方法,以北京、上海为例,对两市共计32座垃圾处理设施的影响水平进行分析和比较。     

醇酚类化合物毒性的QSAR研究

化合物毒性与描述符通常呈现为非线性关系,量子化学计算的化合物分子描述符中包含诸多无关特征与冗余特征.最大相关最小冗余(m RMR)是应用较广泛的特征选择方法,但当前的m RMR对连续型因变量不适用,且存在相关性测度与冗余性测度不可比的缺陷.定量构效关系(QSAR)研究中因变量(毒性)与自变量(描述符)多为连续型变量,本文以非线性的距离相关系数(d Cor)取代线性的Pearson相关系数(R),在非线性条件下实现了相关性测度与冗余性测度可比,由此提出了新的特征选择方法 m RMR-d Cor.3个醇酚类化合物毒性QSAR数据集的分析表明,基于m RMR-d Cor选择特征的支持向量回归(SVR)模型独立预测Q2分别为0.954、0.941、0.981,明显优于参比模型与文献报道,m RMR-d Cor选择的多数保留分子描述符得到文献报道支持.m RMR-d Cor在化合物QSAR、定量构质关系等研究中有广泛应用前景.     

磁化率对城郊耕地土壤重金属污染的指示研究——以许昌市为例

为探讨磁化率对土壤重金属污染的指示作用,利用磁化率仪和X射线荧光光谱仪对许昌市的城郊耕地土壤样品磁化率和重金属含量进行定量分析。结果显示,许昌城郊耕地土壤磁化率为35×10~(-8)~126×10~(-8)m~3/kg,平均值为94×10~(-8)m~3/kg,频率磁化率变化范围在4.7%~11.6%之间,平均值为7.9%。土壤中Pb、Cu、Zn、Cr含量分别为18.35~53.29、18.66~43.86、55.88~169.81和60.28~82.13μg/g,平均值分别超过背景值1.31、1.23、1.41、1.11倍。磁化率与Pb和Cu呈显著正相关,与Zn和Cr相关性不显著,表明磁化率可以指示Pb和Cu含量。土壤的污染负荷指数为0.95~2.03,平均值为1.24,表明许昌城郊耕地土壤重金属污染主要为中度污染水平,土壤磁化率与重金属污染负荷指数呈显著正相关,磁化率可以指示土壤重金属污染水平。