基于网络药理学研究石菖蒲-郁金治疗阿尔兹海默症的作用机制

目的：基于网络药理学研究石菖蒲-郁金治疗阿尔兹海默症（AD）的作用机制。方法：通过TCMSP数据库筛选石菖蒲、郁金的有效成分,找出其所对应的相关靶点,利用UniProt数据库进行靶点蛋白与基因名的转换,在DisGeNET中寻找AD的基因信息,借助韦恩图找到石菖蒲-郁金与AD相关联的核心靶点基因,利用DAVID数据库对核心靶点基因进行基因本体（GO）功能、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。使用Cytoscape 3.9.1、STRING软件构建可视化“疾病-通路-靶点-药物”网络图与蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络图,得到治疗AD的基因蛋白。结果：筛选获得石菖蒲-郁金有效成分19种,潜在靶点136个,关键靶点基因40个,其中以蛋白激酶1（AKT1）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、半胱天冬酶3（CASP3）、一氧化氮合酶3（NOS3）、氧化物酶体增殖物激活受体（PPARG）、氧化氢酶（CAT）等靶点作用较为突出。GO功能富集分析显示,GO功能条目主要有血管生成正调节、细胞核、质膜组成成分、序列特异性DNA结合等。KEGG通路富集分析发现,脂质与动脉粥样硬化通路在所有相关条目中关联性最强,对于治疗AD更有意义。结论：石菖蒲-郁金可以从多基因、多靶点、多途径治疗AD。     

浙东地形对台风“利奇马”极端降水的影响分析

利用自动站实时降水资料、NCEP再分析资料和多普勒雷达资料,结合中尺度数值模式WRF对台风\"利奇马\"在浙东地区产生的极端降水过程进行分析,重点研究了浙东地形对极端降水的影响。结果表明,\"利奇马\"影响期间,浙东强降水过程出现2个雨量峰值,依次由台风外层螺旋云带和台风中心附近的多个中尺度对流云团持续影响所造成,浙东地形对这一系列对流云团有明显的加强作用。浙东地区西部山脉对\"利奇马\"有阻滞和辐合抬升两方面作用,前者通过地形阻挡拖曳,延长强降水时长,后者通过山前显著的动力抬升作用和水汽辐合加强造成降水增幅。根据估算可知,括苍山脉在强降水阶段对暴雨的增幅可达11 mm·h~(-1),接近此时段内总雨量的2.5成。通过敏感性试验降低地形高度后,浙东地区辐合及上升运动减弱,雨量也明显减少,进一步验证了浙东地形是造成此次极端降水事件的重要原因。     

高分异花岗岩双胞胎元素解耦与稀土元素四分组效应机制

高分异花岗岩具有与稀有金属矿床伴生的特点,其成因及成矿专属性是近年来固体地球科学的研究热点。一些高分异花岗岩表现出特殊的地球化学特征,比如双胞胎元素对(主要指Nb-Ta和Zr-Hf)解耦、稀土元素四分组效应等。查明高分异花岗岩这些特殊地球化学特征的成因机制,能让我们更系统地认识高分异花岗岩成因。本研究通过总结前人关于双胞胎元素明显解耦的高分异花岗岩相关成果,来讨论结晶分异和水热反应在双胞胎元素解耦过程中的重要作用。双胞胎元素Nb-Ta的解耦是由角闪石、黑云母等矿物分离结晶以及后期富F流体作用引起,其中角闪石分离结晶对Nb-Ta解耦的影响大于黑云母; Zr-Hf解耦主要受控于锆石分离结晶;稀土元素四分组效应则是经历过高度结晶分异的岩浆在熔体–流体和流体–气体的分离作用后形成的,与独居石、褐帘石、磷钇矿和锆石等矿物分离结晶以及富Cl流体相关。稀土元素总量下降明显、轻重稀土元素比值降低以及强烈负Eu异常现象也与磷灰石、褐帘石、独居石等矿物的分离结晶以及流体活动有关。     

3种水文模型在淮河息县流域洪水模拟中的比较

CNMM-DNDC模型是本文作者团队研发的陆地高分辨率水文—生物地球化学过程三维模型。本文系统介绍了建模背景和理念、核心过程和模型特点、模拟功能和观测验证、多尺度区域或流域初步应用以及未来发展展望。自2018年刊发首个版本以来,该模型经过了多方面科学过程改进和模拟功能扩展,在元素化学反应、物质相变和机械迁移等基本物理、化学、生物过程层面,完成了对陆地表层系统碳氮磷水循环全耦合的精细刻画。迄今开展的观测验证表明,CNMM-DNDC模型基本普适于不同生物气候带（从热带到寒区多年冻土地带）的流域或区域长时间序列“三高”（时间、空间和过程高分辨率）综合模拟,实现对陆地生态系统的碳、氮、磷、水三维运移、水土流失、水力驱动溶解态和颗粒态碳氮磷横向迁移、碳氮温室气体和污染气体排放、生态系统生产力、水分蒸散发和水分能量平衡等众多可持续发展目标表征变量的预测。该模型广泛推广应用于多尺度区域或流域的复杂过程虚拟科学试验研究和服务于面向生态环境建设与减污降碳的优化调控决策,可望为协同落实联合国多个可持续发展目标提供先进的数值模拟技术支撑。

     

营养盐和重金属等环境因子对莱州湾浮游植物的影响

莱州湾是渤海典型海湾,沿岸工业区的存在产生大量营养盐和重金属等物质随黄河、小清河等多条河流汇入莱州湾,对浮游植物生长产生影响。本文于2020年8月对莱州湾开展海洋调查工作,研究了营养盐、重金属等环境因子的分布情况,及其对莱州湾浮游植物生长的影响。结果表明：沿岸黄河、小清河等带来的径流输入,导致黄河入海口(站位L1的E=1.25)和莱州湾西南部海域(站位L5、20的E值分别为16.96、1.14)呈现富营养化,整个调查海域约95%的站位存在磷的潜在限制;对应富营养化海域为浮游植物生物量高值区,有更高比例的甲藻物种数和赤潮种(中肋骨条藻、夜光藻和海洋原甲藻);重金属(铅和砷)处于理论上可能抑制浮游植物生长的浓度,但高营养负荷可能掩盖了重金属毒性,导致浮游植物生物量与重金属铅和砷呈现正相关。     

基于系统动力学模型的胶州湾海域承载力预测

基于胶州湾海域资源现状特点,本文从社会系统、经济系统、资源系统及环境系统来构建胶州湾海域承载力系统动力学模型,并设置两种情景(现状延续和高质量发展)来模拟预测胶州湾海域承载力关键变量的动态变化趋势。结果表明：在预测年份,人口总数、国内生产总值(GDP)总额及海洋产业产值继续呈现上扬趋势,海域承载力也逐渐提高;工业产值呈现下降趋势,其在现状延续情景下,下降幅度较大,而在高质量发展下,下降幅度变缓。总体而言,不同情景下各决策参数组合的发展趋势不同,在高质量发展情景下的参数组合更有利于改善海域承载力。     

天然海藻场沿岸表层沉积物有机质的分布特征与来源

海藻场是生物多样性最高的生态系统之一, 其内部的沉积物有机质是支撑海藻场生物多样性的重要物质基础之一。本研究以浙江省嵊山岛北部无人村沿岸的天然海藻场为研究对象, 在大型海藻凋落期6~8月采集沉积物和端元生物样本, 分析了沉积物样本的粒径组成、总有机碳 (TOC)、总氮(TN)、碳氮比值(C/N)和碳氮稳定同位素(δ¹³C和δ¹⁵N), 通过贝叶斯稳定同位素混合模型评估了沉积物有机质的来源及变化规律。结果显示, 1)海藻场沿岸沉积物中粉砂占比最大, 砂的占比最低, 沉积物类型为黏土质粉砂; 2)沉积物TOC、TN、C/N、δ¹³C和δ¹⁵N范围分别为0.70%~2.41%、0.11%~0.41%、5.53~6.48、–21.79‰~–19.60‰和1.56‰~4.26‰, 在空间分布上, TOC与TN含量均随离岸距离增加而下降; 3)沉积物粒径组成、C/N比值、δ¹³C和δ¹⁵N之间的关系显示沉积物有机质主要来源于大型海藻和浮游植物的混合贡献; 4)根据贝叶斯同位素混合模型计算结果显示, 大型海藻对沉积物有机质贡献率在2.30%~45.60%, 在空间分布上, 大型海藻对沉积物有机质的贡献率随离岸距离增加而下降; 5)海藻碎屑产生量和沉积物有机碳沉积量评估结果显示, 大型海藻产生的碎屑有机质中有11.98%进入海藻场及沿岸海域的表层沉积物中。本研究为评估海藻场碎屑的产生规模和时空分布, 以及渔业资源养护功能提供了数据支撑。     

原生煤岩组合体界面力学效应数值模拟研究

原生煤岩组合体界面是非均质的且包含大量复杂的微观结构。为透明求解非均质煤岩界面导致的复杂物理场,采用工业CT对原生煤岩组合体试件进行了扫描试验,重构了原生煤岩组合体界面三维模型,计算了非均质煤岩界面的分形维数;基于此建立了原生煤岩组合体数值模拟模型,模拟分析了单轴压缩条件下原生煤岩组合体的应力及损伤特征,并通过煤岩组合体单轴压缩试验结果验证了数值模拟规律的可靠性。研究结果表明：原生煤岩组合体界面具有复杂的微观结构且具有分形特征,分形维数能够反映界面宏观形态;单轴压缩状态下,原生煤岩组合体中垂向应力呈非均匀分布,煤岩界面的存在会在煤体中派生水平压应力,在岩石中派生水平拉应力,煤岩界面附近水平应力呈拱形分布;原生煤岩组合体的损伤破坏主要发生在煤体中,煤体的损伤首先发生在远离界面的煤体中并逐渐向界面处扩展,界面分形维数与试件出现初始损伤对应的轴压呈正相关;由于煤岩界面压应力拱的存在导致原生煤岩组合体整体的强度高于煤体,破坏后的煤体呈拱形分布。预期研究结果对于煤岩动力灾害防治具有一定意义。     

青藏高原东北缘祁连山中部精细地壳结构研究

作为一种能够精细揭示地球深部地质结构及构造特征的有效手段,深地震反射剖面技术目前已越来越多地应用于大陆及海洋地壳与岩石圈上地幔的探测中,被国际公认为地球深部探测的先锋技术。以横跨河北雄安新区的深地震反射剖面为研究对象,旨在揭示研究区的地壳结构与构造特征。结果表明：(1) 该地区地壳可分为上地壳和下地壳两部分,上地壳平均厚度约18 km,下地壳平均厚度约16 km,莫霍面平均深度约34 km。(2)上地壳内,结晶基底以上的沉积地层成层性好、地层反射能量强、结构特征复杂,断裂构造较发育、形态各异、错断深度不同、无深大断裂,主要断裂自SE向NW依次为牛东断裂、牛北断裂、容东断裂、容城断裂、容西断裂以及太行山山前断裂。(3)下地壳内,深地震反射剖面西北部和东南部受到不同构造应力作用,西北部和中部相对“透明”,反映雄安新区整体构造较为稳定;东南部存在较强的“叠瓦状”反射特征,反映下地壳横向非均质性和局部活跃的特征。上述研究为雄安新区总体规划与建设和构建万米“透明雄安”基础平台提供了可靠的数据支撑。

     

三峡库区凉水井滑坡成因及复活机制探讨

三峡库区首次175m试验性蓄水过程中,凉水井滑坡出现了险情,受到地质灾害防控、管理相关部门及社会各界的广泛关注。在对凉水井滑坡进行调查、勘查的基础上,基于对地形地貌、物质组成及地质结构等的分析,研究了该滑坡的成因机制; 结合数值模拟结果,探讨了该滑坡的复活机制。研究表明：（1）凉水井滑坡为一老滑坡,由两次滑移形成,是三峡水库运行过程中,受江水浸泡及水位变动影响,由上部滑体变形错动诱发复活的推移式滑坡; （2）在三峡库区蓄水运行的不同阶段,水位通过影响不同部位的滑带而降低滑坡整体稳定性; （3）由于滑体中前部厚度大,下部块石粒径巨大,块石与滑床间形成点接触,滑动面上产生砥柱作用,在中间相对较缓段产生较强的锁固效应,使得滑坡未发生失稳。