石河子大学学报

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机械·电子·电气

基于结构参数与传输距离优化的含中继MCR-WPT系统抗偏移性能研究

陈海潮, 马欣欣, 龚立娇, 曾兆权

2025, 43(5): 529-537. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.21.015

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针对含中继线圈磁耦合谐振式无线输电系统中结构参数优化复杂,以及线圈偏移对系统传能的显著影响,本文设计了一种基于结构参数与传输距离优化的抗偏移系统。先通过理论分析建立了线圈结构参数与系统传输效率的数学模型,结合联合仿真对线圈参数进行优化,确定了线圈最佳结构参数组合;然后探讨中继线圈位置和接收线圈偏移对系统传能的影响,确定了维持系统90%以上传输效率的抗偏移阈值;最后搭建实验平台进行系统抗偏移性能验证,实验结果表明:当中继线圈与收发线圈等间距、接收线圈横向偏移在半径0~30%、角度偏移在0~60°时,对系统传能影响较小,并且与现有系统相比,该系统在保持高效传能的同时降低了生产成本,具有良好的应用前景。

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水利·建筑

EPS自保温砌块填充墙RC框架抗震性能研究

单超, 袁康, 周晗

2025, 43(5): 538-548. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.21.018

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为探究EPS自保温砌块填充墙RC框架的抗震性能,本文对1榀1/2缩尺空框架试件和1榀EPS自保温砌块填充墙RC框架进行拟静力试验,对比了两者的破坏模式,从滞回特性、骨架曲线、承载力、延性、刚度退化及耗能能力等方面分析其抗震性能差异。试验结果表明:EPS自保温砌块填充的墙体呈现X型裂缝破坏模式,在加载全程表现出良好的整体性。EPS填充墙的应用使框架结构初始刚度提高约69%,同时极大提升了其水平承载力与位移延性系数;基于本文试验数据和加气混凝土填充墙RC框架文献数据,对比了两类砌块填充墙RC框架的破坏现象,提出了EPS自保温砌块填充墙RC框架在地震作用下不同性能水准的层间位移角限值。

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水利·建筑

芯吸排水管作用下盐渍土路基水盐迁移特征

朱春生, 郝智晨, 员兰, 张莎莎

2025, 43(5): 549-559. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.21.014

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为探究芯吸排水管在盐渍土路基中的作用机制及其对水盐迁移特性的影响,以G217公路绿洲漫灌区盐渍土路基为研究对象,考虑到特殊地理环境的耦合作用,开展了不同初始含盐量下的地下水位-冻融循环模拟试验,揭示了芯吸排水管在复杂工况下的排水性能及其对路基水盐迁移和变形的调控机制。研究结果表明:芯吸排水管凭借其优异的吸水、持水及耐盐性能,能够有效阻滞地下水位波动和冻融循环引发的水盐积聚,在芯吸排水管作用下,随着深度增加,土层含水率先降低后增加,且初始含盐量的增加会加剧含盐量波动,但对深层土体的水盐积聚影响有限。当含盐量从2%增至4%时,路堤浅层(10 cm、20 cm)含水率分别变化了-68.9%和0.02%,含盐量峰值增加了11.5%、26.3%,而深层(30 cm)含水率减少了15.1%,含盐量峰值增加了80.4%。此外,敷设在路基冻结深度以下的芯吸排水管通过优化路基温度响应,显著缓解了盐-冻胀变形,5次冻融循环后未出现累积融沉现象。该研究结果可为盐渍土地区公路路基排水工程设计与建造提供技术参考。

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水利·建筑

基于ASFSSA-LSSVM-ABKDE的建筑材料价格波动风险分析与动态管控方法研究

赵立伟, 陆红梅, 从明智, 魏永好

2025, 43(5): 560-568. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.21.013

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为积极防范因建筑材料价格波动带来的工程造价风险,本研究通过Pearson相关性分析验证了建筑材料价格对单方造价的影响,基于自适应螺旋飞行麻雀搜索算法(ASFSSA)、最小二乘支持向量机(LSSVM)、自适应带宽核密度估计(ABKDE)的耦合预测模型对建筑工程单方造价进行预测,验证建筑材料价格波动对单方造价的影响,并基于自回归积分滑动平均模型(ARIMA)提出动态阈值预警系统,对建筑材料价格异常波动进行实时监测与预警,进一步创新性地提出了基于极端价格差的风险缓冲机制。结果表明:ASFSSA-LSSVM-ABKDE预测模型的预测值与真实值接近,均方误差、均方根误差与残差标准差分别为0.134、0.367和0.371,模型预测精度高、预警灵敏、缓冲机制合理。

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医学·药学

通过加权基因共表达网络和机器学习识别心力衰竭发展中的关键基因

范诗语, 马克涛, 张幼怡

2025, 43(5): 569-579. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.018

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目的本研究旨在通过加权基因共表达网络分析(weighteal gene co-expression network analysis,WGCNA)以及机器学习算法鉴定心力衰竭(heart failure,HF)发展过程中的关键基因。方法从GEO数据库中获得数据集GSE141910作为训练集,GSE17800和GSE79962作为验证集。通过WGCNA以及3种机器学习算法筛选出与HF相关的关键基因。在线单细胞转录组学数据库分析关键基因在心脏中的细胞分布。免疫浸润分析关键基因与心脏免疫细胞丰度的相关性。使用ROC曲线下面积(area under curve,AUC)评估关键基因与HF的相关性。数据集GSE17800和GSE79962对筛选到的关键基因进行验证。对关键基因在主动脉功缩窄术(TAC)构建的小鼠心力衰竭模型以及血管紧张素Ⅱ(ANGⅡ)诱导的成纤维细胞转分化模型中的表达进行了qPCR验证。结果通过WGCNA结合机器学习筛选到3个关键基因,分别是FRZB,ITIH5和SEZ6L。单细胞组学检索结果显示:FRZB,ITIH5和SEZ6L均高表达于心脏成纤维细胞。免疫浸润分析显示FRZB,ITIH5和SEZ6L的表达与成纤维细胞的数量呈正相关且在HF组中3个基因与成纤维细胞的相关性相较于CON组明显升高。ROC曲线分析显示FRZB,ITIH5和SEZ6L对HF鉴别诊断AUC分别为(0.989,0.973,1.000)。在数据集GSE17800中的验证结果显示,FRZB,ITIH5和SEZ6L在扩张性心肌病患者(dilated cardiomyopathy,DCM)组中表达明显上调,在数据集GSE79962中,FRZB,ITIH5在DCM组中明显上调。qPCR结果发现,小鼠心力衰竭模型以及ANGⅡ诱导的成纤维细胞转分化模型中FRZB,ITIH5和SEZ6L表达都明显增加。结论在HF的发生发展中,FRZB,ITIH5和SEZ6L可能作为关键基因参与到HF发生发展中。

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医学·药学

TMEM101高表达促进肝细胞癌恶性进展的临床预后及分子机制研究

耿玉庆, 赵彬, 董丹, 许军英, 姜慧娇, 叶萱, 吴向未, 陈雪玲

2025, 43(5): 580-587. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.019

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目的探讨跨膜蛋白101(transmembrane protein 101, TMEM101)基因在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)中的表达特征、临床预后价值及其对肿瘤恶性生物学行为的影响。方法基于TCGA-LIHC和GEO数据库(GSE76427、GSE84402)分析TMEM101在HCC与癌旁组织的表达差异及其与临床病理参数、预后的相关性;通过KEGG/GO富集分析预测TMEM101参与的通路,通过TRRUST数据库筛选与转录相关的调控因子;体外实验采用siRNA敲低TMEM101,通过qPCR、Western blot、CCK-8、Transwell及凋亡实验检测Huh-7和HepG2细胞的增殖、侵袭迁移及凋亡变化。结果 TMEM101在HCC组织中表达显著上调(P<0.01),与肿瘤分期、分级、T分期及不良预后(OS/DFS缩短,P<0.05)相关;功能富集显示其调控RNA分解代谢和细胞周期通路,可能受HNF4A、PPARA等癌基因转录调控;敲低TMEM101可抑制肝癌细胞增殖、侵袭和迁移(P<0.01),并促进凋亡。结论 TMEM101通过促癌通路驱动HCC进展,其高表达说明患者预后不良,可能成为治疗HCC的新靶标。

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医学·药学

紫草素调控内质网应激途径诱导急性髓系白血病早幼粒细胞分化

昌潇, 陈鹏, 马雨贤, 张波

2025, 43(5): 588-595. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.021

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目的研究紫草素(shikonin,SK)通过调控内质网应激通路诱导急性髓系白血病早幼粒细胞分化的作用机制。方法使用NOD/SCID小鼠,通过尾静脉注射HL-60细胞构建白血病模型,评价紫草素对于白血病动物的治疗效果,细胞水平利用CCK-8法检测HL-60细胞活性,Giemsa染色检测细胞核形态、硝基蓝四氮唑(NBT)还原试验、ER-Tracker Red染色,探究紫草素调控内质网应激的作用。通过转录组测序技术筛选差异表达基因,结合RT-qPCR和Western blotting进行进一步机制探究。结果紫草素干预后,小鼠各脏器炎性细胞浸润的病理状态得到改善。转录组测序揭示了89个与内质网应激相关的差异表达基因,主要涉及蛋白质加工等信号通路,其中DDIT3和CEBPA为关键靶点。SK以剂量依赖性方式抑制HL-60细胞增殖,促进核形态变化,增强NBT还原活性和内质网荧光,同时改变相关基因和蛋白的表达。SK显著下调pdi和perk基因及其蛋白表达,上调cebpa、grp78和ire1基因及其蛋白表达。使用内质网应激抑制剂牛磺熊去氧胆酸(tauroursodeoxycholic acid,TUDCA)处理后,HL-60细胞的核分裂和NBT还原能力受到抑制,相关基因和蛋白表达也相应减少。结论 SK能够诱导细胞内质网应激,上调IRE1表达,抑制PDI蛋白表达,并促进CEBPA蛋白表达上调,从而启动HL-60细胞的分化过程。

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医学·药学

不同浓度纳米级羟基磷灰石对骨髓间充质干细胞的影响

苏绚丽, 李震昊, 王美艳, 杨剑, 吴向未, 张宏伟, 贺誉凡, 牛三强, 石豪杰

2025, 43(5): 596-603. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.022

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目的探讨不同浓度的纳米级羟基磷灰石(Nano-Hydroxyapatite, nHAPs)对骨髓间充质干细胞(Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells,BMSCs)的凋亡及钙化的影响。方法本实验将2MCF、4MCF、6MCF浓度的nHAPs与BMSCs共培养3 d,采用CCK-8法检测细胞增殖活性、流式细胞术检测细胞凋亡率、茜素红染色法检测细胞钙沉积情况、qRT-PCR法检测细胞凋亡及钙化的基因表达水平、Western印记法检测细胞凋亡调控蛋白的表达水平。结果不同浓度的nHAPs(2MCF、4MCF、6MCF)均能显著抑制BMSCs的增殖能力。此外,随着nHAPs浓度的升高,BMSCs的凋亡率显著增加,同时随着钙沉积的显著增多。这些观察结果在统计学上显示出显著性差异(P＜0.05);用4MCF浓度的nHAPs作用于BMSCs,与空白对照组比较,nHAPs能够上调OPN、BMP-2、Caspase3、Bax蛋白表达水平,下调Bcl-2蛋白表达水平,差异具有统计学意义(P＜0.05)。结论不同浓度nHAPs对BMSCs均有抑制增殖和促进凋亡的作用,且浓度越高越能抑制BMSCs的增殖,促进其凋亡、钙化。

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医学·药学

CST4对SGC-7901细胞增殖、迁移和侵袭的影响

侯健, 李静

2025, 43(5): 604-613. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.024

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目的生信分析胱抑素4(cystatins,CST4)在胃腺癌患者中的表达及预后情况,体外细胞实验检测CST4对SGC-7901细胞增殖、迁移和侵袭的影响。方法肿瘤基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)用于分析CST4在胃腺癌组织与癌旁组织中的表达差异。利用R包建立诊断的受试者工作特征(receiver operating characteristic curve,ROC)曲线,用于分析CST4对胃腺癌的诊断价值。使用R语言软件分析CST4表达与胃腺癌患者预后及免疫细胞浸润的关系。体外培养SGC-7901细胞,上调/下调CST4后,CCK8实验和平板克隆实验验证CST4对SCG-7901细胞增殖能力的影响;划痕实验和Transwell实验检测CST4对SCG-7901细胞迁移和侵袭能力的影响;蛋白印记(Western Blot,WB)实验检测CST4对SGC-7901细胞中上皮型钙粘蛋白(E-cadherin)和神经型钙粘蛋白(N-cadherin)表达的影响;WB实验检测SCG-7901细胞PI3K/AKT通路中关键蛋白表达的变化。结果生信分析结果表明,CST4在胃腺癌组织中的表达水平高于癌旁组织(P<0.001)。ROC曲线分析表明,CST4可成为胃腺癌组织的诊断标志物(AUC=0.944)。R语言软件分析表明,高表达CST4的胃腺癌患者预后差。反之,低表达CST4的胃腺癌患者预后好(P<0.05)。免疫细胞浸润结果分析表明,CST4的表达水平与免疫细胞浸润丰度相关。CCK8、平板克隆、划痕、Transwell实验的结果显示,上调/下调CST4可促进/抑制SCG-7901细胞增殖、迁移和侵袭(P<0.05)。WB结果表明,上调/下调CST4会使E-cadherin蛋白表达量降低/增加(P<0.01),N-cadherin蛋白表达增加/降低(P<0.01)。WB结果表明,相比于对照组,上调/下调CST4后p-PI3k和p-AKT蛋白表达量增加/降低,p-PI3K/PI3K和p-AKT/AKT的比值升高/降低(P<0.05)。结论 CST4可调控SGC-7901细胞增殖、迁移和侵袭的能力。

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农业·林业

矮壮素对硬粒小麦茎秆倒伏抗性及木质素合成影响

何绍冬, 甘长波, 康文婧, 罗霄, 孔广超

2025, 43(5): 614-629. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.23.014

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倒伏是影响小麦生产的主要因素,研究矮壮素对硬粒小麦倒伏抗性以及木质素合成的影响,可为硬粒小麦高产稳产提供技术支持。本研究以2个硬粒小麦品系(SD-1和SD-2)为材料,在拔节前期叶面喷施500、1 000、1 500、2 000 g·hm^-2矮壮素,调查了灌浆末期硬粒小麦茎秆形态、质量指标和茎秆解剖结构特点,以及处理后不同时期茎秆木质素含量及其相关酶(苯丙氨酸转氨酶、酪氨酸解氨酶、4-香豆酸辅酶A连接酶、肉桂醇脱氢酶)的活性变化。结果表明,随着矮壮素浓度增加,2个硬粒小麦品系的株高、重心高度、基部节间长度、倒伏指数及杆型指数均呈降低趋势,基部茎秆抗折力、充实度、密度、第2节间茎粗及壁厚逐渐增加,茎秆机械组织层数和大、小维管束数目逐渐增多,木质素含量及其相关酶活性逐渐升高,当矮壮素达到1500 g·hm^-2时,继续增加矮壮素浓度对上述指标影响不再显著。1 500 g·hm^-2矮壮素处理显著提高基部茎秆抗折力34.8%~54.1%,降低倒伏指数和杆型指数27.8%~30.4%与5.0%~17.0%;株高与重心高度分别降低了3.5%~6.1%、4.4%~7.5%,茎粗与壁厚分别增加了4.3%~14.2%与3.9%~6.7%,第2节间茎秆充实度、鲜密度和干密度分别增加了27.4%~43.9%、11.4%~19.8%和20.9%~38.2%;基部第2节间机械组织层数、厚度和大、小维管束数目与面积分别增加了5.6%~7.4%、14.6%~16.9%、2.4%~2.6%、4.0%~5.4%。1 500 g·hm^-2矮壮素处理后5~10 d苯丙氨酸转氨酶、酪氨酸解氨酶、4-香豆酸辅酶A连接酶、肉桂醇脱氢酶活性分别较CK提高了22.1%~28.4%、19.9%~21.1%、18.2%~19.1%、11.3%~22.4%;木质素总含量增加了25.2%~43.4%;千粒重增加了2.8%~5.0%,籽粒产量增加了1.4%~2.2%,但较CK无显著差异。因此,拔节前期叶面喷施矮壮素可增强木质素合成、强化解剖结构、调控茎秆形态和质量,提高硬粒小麦茎秆倒伏抗性,其中以1 500 g·hm^-2矮壮素效果最佳。本研究为硬粒小麦高产高效生产提供了技术参考。

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农业·林业

亏缺灌溉条件下滴施硅肥对甜菜生长和产量的影响

杜佩函, 周红亮, 王晨, 黄丽雅, 郝雨辰, 许鹏杰, 狄海龙, 刘政, 陈浩, 樊华

2025, 43(5): 630-636. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.23.020

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本研究针对干旱区水资源短缺制约甜菜生产的问题开展大田试验,探究亏缺灌溉条件下滴施硅肥对甜菜生长和产量的影响。试验于2023年在中国气象局乌兰乌苏农业气象试验站进行,设置充分灌溉(100%ETc,W1)和亏缺灌溉(60%ETc,W2),在W2条件下又设置0 kg·hm^-2(W2Si0)、15 kg·hm^-2(W2Si1)、38 kg·hm^-2(W2Si2)和75 kg·hm^-2(W2Si3)4个施硅量处理。结果表明,亏缺灌溉条件下甜菜的株高、生物量、光合势、抗氧化酶活性(SOD、CAT)分别比充分灌溉处理降低12.68%、9.80%、16.17%、25.11%。在亏缺灌溉条件下,甜菜上述指标随施硅量增加而增加,W2Si3处理最佳,其株高、生物量、光合势、抗氧化酶活性分别较W2Si0处理增加12.43%、15.51%、26.80%、17.65%,但W2Si3与W2Si2处理之间的块根产量差异不显著,且与W1处理也无显著差异。因此,在兼顾作物产量和成本的情况下,选用W2Si2处理最佳。本研究为甜菜节水抗旱栽培提供了理论与技术支撑。

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生物·食品·环境

外源甘氨酸甜菜碱对乌拉尔甘草旱害缓解效应的研究

李浩田, 马淼

2025, 43(5): 637-647. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.23.021

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干旱缺水是制约西北干旱区栽培甘草产业可持续发展的限制瓶颈,本研究采用盆栽试验探究了根施甜菜碱对乌拉尔甘草幼苗旱害的缓解效应及其在干旱胁迫下对甘草药材提质增产的应用潜力。研究结果显示外源甜菜碱可有效缓解干旱对乌拉尔甘草幼苗的胁迫影响,其中40 mmol·L^-1甜菜碱的缓解效果最显著,能显著提高叶片抗氧化酶活性、增加渗透调节物质含量,使甘草体内H₂O₂、O₂^-和丙二醛的含量以及叶片相对电导率分别降低了51.86%、26.35%、30.96%和42.69%;并改善了叶绿素荧光特征,使叶片气孔导度和净光合速率分别提升了130.38%和103.69%;同时有效地改善了甘草的根系形态,显著促进了甘草营养器官的生长,使甘草药用器官(根系)的生物量及其甘草苷、甘草酸以及总黄酮的含量分别提升了347.61%、53.81%、60.09%和46.35%。结构方程模型分析结果显示施用外源甜菜碱通过提升细胞抗氧化酶活性、渗透调节能力、降低氧化损伤来增强光合性能,从而促进了乌拉尔甘草幼苗的生长、药用器官的产量与药用次生代谢产物的积累,起到了显著的提质增产效果。

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畜牧·兽医

绵羊清道夫受体MARCO原核表达及组织表达分析

鲁子岳, 王钢, 范文雨, 薛嘉熹, 张秦川, 盛金良, 贺笋, 孙延鸣, 张彦兵

2025, 43(5): 648-654. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.22.028

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目的本研究旨在制备绵羊胶原样结构巨噬细胞受体(Macrophage receptor with collagenous structure, MARCO)多克隆抗体,分析MARCO蛋白在不同组织中的表达水平。方法本研究通过实时荧光定量PCR的方法来对绵羊各组织中MARCO的mRNA表达水平进行相对定量分析,并在BL21大肠杆菌中诱导表达,离心获得MARCO重组蛋白包涵体沉淀,利用MARCO包涵体蛋白免疫小鼠制备多克隆抗体,通过ELISA和Western blot测定抗体的效价和特异性,利用Western blot检测绵羊各组织中的MARCO蛋白表达水量。结果 MARCO mRNA在各组织中都有表达,在肺脏、淋巴结和扁桃体中MARCO转录水平相对较高;成功诱导表达MARCO重组蛋白,免疫获得的抗体效价较高,特异性强;MARCO蛋白在肺脏、肝脏、脾脏和淋巴结均有表达,但在肺泡巨噬细胞、肾脏与小肠中表达量较低,几乎不表达。结论本研究首次证实绵羊MARCO蛋白在肺泡巨噬细胞不表达,在肺脏、淋巴结中高水平表达,也为进一步研究MARCO蛋白功能提供检测手段。

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数学·物理·化学

破碎化生境对食物网稳定性的影响

张荣, 周帅

2025, 43(5): 655-660. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2025.23.018

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生境破碎化对种群动态变化具有重要影响,为研究食物网对破碎化生境的响应机制,构建了包含4个物种的2种食物网结构模型:简单食物链和杂食食物网,接着对比分析了在均匀场假设和破碎化生境下2种结构模型的差异。结果表明:食物网结构对种群续存能够产生影响;破碎化生境下杂食食物网共存种类相较于均匀场假设更多;简单食物链不受捕食压力和偏食的影响,而杂食食物网对捕食压力和偏食的响应取决于食物网类型和物种生存环境;物种2和物种3的迁移率之比对2种结构的食物网均能产生明显影响。总的来说,相对于简单食物链,杂食性增加了系统对栖息地破坏的稳定性,利于种群共存。研究结果丰富了食物网物种共存理论,对提高物种多样性具有指导意义。

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