电突触耦合神经元的相位同步及放电节律的转化

研究了两个参数失配较大情况下,处于不同放电模式的两个电突触耦合Hindmarsh-rose(HR)神经元的相位同步问题,发现在适当耦合强度下可以实现相同步并呈现出复杂的放电节律.利用峰峰间期(Interspikeinterval,ISI)和平均放电频率证实了相同步的发生,给出并分析了不同放电状态的神经元在电突触耦合下实现相同步后的神经放电节律.从相同步的角度显示,神经元同步后呈现簇放电特征或峰放电特征,除与两耦合神经元独自放电模式有关外,还与电突触耦合强度有一定的内在关系.     

几何形态计量学在昆虫自动鉴定中的应用与展望

几何形态计量学着重研究的是生物形态的拓扑结构信息,不受标本大小和形状变化的影响,是进行昆虫自动鉴定的一个新的手段。本文首先介绍了传统形态计量学和几何形态计量学两种昆虫自动鉴定的方法,并着重介绍了轮廓分析法和标志点分析法等几何形态计量学的分析方法,以及目前开发的几何形态计量学昆虫自动鉴定软件,简述了该方法应用于昆虫自动鉴定的工作流程,最后对几何形态计量学在昆虫自动鉴定方面的未来发展进行了展望。     

多聚环氧化合物预处理异体移植静脉顺应性实验研究

目的研究多聚环氧化合物(polyepoxy compound,PC)预处理的人离体大隐静脉的顺应性。方法PC与戊二醛(Glutaradehyde,GA)分别对人的离体大隐静脉预处理,并记录三种静脉随内压变化的投影几何参数(面积、周长、长轴和短轴),通过对三种静脉的投影几何参数在不同内压下的变化进行研究,比较两种方法处理的血管顺应性的差异,新鲜静脉(Fresh)作为对照。结果三种静脉在相同内压变化时的投影几何参数变化,各组之间的差异无统计学意义(P>0.05)。结论PC不影响血管的顺应性。     

小麦和玉米叶片光合-蒸腾日变化耦合机理

植物叶片光合-蒸腾耦合是陆地生态系统碳-水耦合的基础.已有研究将叶片光合-蒸腾耦合笼统归因于气孔的共同控制作用,缺乏对其耦合机理的全面分析.选择华北地区大田作物冬小麦(C3)和夏玉米(C4)为研究对象,分别在小麦开花期和玉米拔节期选择典型晴天进行叶片光合蒸腾日变化观测(8:00-18:00).结果发现:1)光合速率(An)、蒸腾速率(Tr)以及光合有效辐射(PAR)、叶片表面温度(T)和气孔导度(gs)均表现出单峰日变化特征,峰值出现在正午前后;2)An-Tr具有极显著线性正相关关系(小麦和玉米的相关系数分别为0.75**和0.92**,回归直线斜率分别为1.99和3.62);3)PAR、T和gs与An和Tr有线性正相关关系;4)PAR-An与PAR-Tr、T-An与T-Tr、gs-An与gs-Tr的回归直线形态非常相似.分析认为:1)在光合-蒸腾耦合特征方面,C3作物小麦和C4作物玉米叶片光合-蒸腾都有明显的线性耦合关系,但两者的耦合关系特征存在明显差异,玉米的An-Tr线性回归斜率要明显大于小麦;2)在光合-蒸腾耦合机理方面,日变化中PAR、T和gs同时受太阳辐射调控与An、Tr发生趋向相同、形态相似且近似同步的变化,因此PAR-An与PAR-Tr、T-An与T-Tr、gs-An与gs-Tr具有形态相似的线性关系,这保证了在PAR、T和gs等调控因子发生较大变化的日变化过程中光合-蒸腾保持良好的线性耦合关系.     

基于负载变化健控理论的线圈耦合系数k的测定

负载变化键控(Load—Shift—Keying)也被称为反射调制^[1]。LSK运用于耦合线圈中次级线圈阻抗的变化能经耦合反射至主线回路并对主线圈回路产生影响这一性质,从而通过调制负载阻抗来实现信号的传递。线圈的耦合系数七是表征线圈间耦合程度的参量。本文在介绍负载变化键控制原理的同时,提出了对实际回路中线圈耦合系数七的测算方法。     

干旱与湿润区流域时变水热耦合参数的归因分析

气候变化和下垫面条件的改变共同影响着流域的水热耦合状况,定量剖析其影响对研究变化环境下流域水量平衡和能量分配具有重要意义。以往多数研究只做了定性分析,对不同影响因素的定量贡献研究甚少。基于此,以干旱区无定河流域和湿润区汉江上游为研究区域,在Budyko框架下,估算了干旱与湿润区流域的时变水热耦合参数,并通过逐步多元回归模型、敏感性和贡献率分析,定量归因了水热耦合控制参数的演变,并将干旱与湿润区流域做了对比分析。结果表明：干旱与湿润区流域的水热耦合参数在1970-2013年间均呈显著上升趋势;不同气候区水热耦合参数变化的主导因子不同,干旱区无定河参数对降水和植被覆盖度（NDVI）具有较高的敏感性,且NDVI的变化主导着参数的变化（贡献率为89.5%）;湿润区汉江上游参数的变化对气温、有效灌溉面积（EIA）和NDVI更敏感,其中,EIA主导着参数的变化（贡献率为83.1%）;总体来说,下垫面的变化是无定河和汉江上游水热状况改变的驱动因素。     

保定市生产性生态承载力与生态功能耦合协调度时空分异

生态承载力与生态功能对区域均具有正向支撑作用,二者存在一定的相互影响,探讨其交互耦合关系,可以客观反映区域经济发展与生态环境的协调程度。基于国内外生产性生态承载力研究成果,结合生态保护红线划定方案对水土保持、水源涵养、防风固沙、生物多样性维护四项生态功能的评价方法,测算和分析保定市2010年和2017年的人均生态承载力及其与各类生态功能的耦合协调度及其影响因素。结果表明：①2010年和2017年保定市总生态承载量和人均生态承载力均有所提升,保定市生态经济性支撑作用不断提高,其中耕地和草地对其贡献最大;空间分布上由北向南递减,市区承载力最低;②各类生态功能高值区主要集中于保定市西北地带,水源涵养功能最强,两年间变化不大;③人均生态承载力和生态功能的耦合协调度时序变化不大,空间上以生态功能格局为基础,生态承载力的变化导致结果存在偏移;根据耦合结果可将保定市土地和生态功能支撑力的协调程度分为3个层次,低承载低耦合区、高承载高耦合区和低承载高耦合区;④经济社会发展水平、自然禀赋、区域发展战略等因素对保定市各类耦合协调度的分布和变化带来了主要影响。研究成果将为综合建设保定市生态可持续发展提供理论参考。     

经皮能量传输系统的可靠性设计

本文讨论体外对体内植入式系统进行射频供电的方法,空间失配对供电效率的影响,并提出了一个具有较高供电可靠性的经皮能量传输系统的设计方案。     

治沟造地背景下延安市农业生态经济系统耦合发展分析

治沟造地是继退耕还林工程后延安市实施的又一项重大生态环境治理工程。研究治沟造地工程背景下延安市农业生态经济系统耦合关系的发展变化,对科学评价治沟造地工程生态经济效益和黄土高原地区农业生态经济协调与可持续发展具有重要意义。本研究通过构建农业生态经济系统耦合协调度模型和耦合度模型,定量分析了2010—2018年延安市农业生态与农业经济系统的综合评价指数变化、耦合协调状态及耦合度演变趋势。结果表明: 2010—2018年间,延安市农业生态系统综合评价指数和农业经济系统综合评价指数均呈现S型增长曲线,两者变化趋势较为一致;农业生态经济系统耦合协调度指数由0.51增长至0.72,耦合协调状态由初级协调水平发展为良好协调水平,说明该区域农业生态与经济关系不断改善,系统耦合关系向相互协调的方向发展;研究期间,延安市农业生态经济系统耦合演变过程较为复杂,系统耦合趋势经历了“衰退耦合、协调耦合、修复耦合、协调耦合”阶段,2018年耦合关系处于经济快速增长的协调发展阶段。治沟造地工程促进了农业生态经济系统的耦合协调发展,但其生态经济效益具有一定的滞后性。     

大城市城乡耦合地域空间演变及其景观格局——以无锡市为例

基于城乡耦合关系,选择无锡市城市化地域过程和空间范围动态变化显著的城乡耦合地域作为研究实体,综合RS、GIS及景观生态学分析方法,确定1984～2008年5个时段城乡耦合地域范围,并揭示其动态演变过程.在此基础上,研究不同时期城乡耦合地域范围内景观生态格局及其响应变化.结果表明,快速城市化地区城市连续建成区的扩张导致耦合地域同幅扩展;耦合地域内建设用地比例随着耦合地域向外推移和扩展而持续增加,并且其内部的主要建设用地斑块结构稳定性呈现先降后升的特征;耦合地域空间演变引起各类型景观格局密度指数相应变化,建设用地景观增加导致生态景观整体趋于破碎化;而耕地景观相邻边界的主导地位在快速丧失的同时建设用地相邻边界主导地位不断增强,以边界镶嵌度EPD表征的景观交错分布程度不断提高.     

城市生态系统能-水-食物-土地-气候的“物理量与政策效果”双维耦合研究综述

城市生态系统内部各组分之间存在着错综复杂的关系,任一组分的变化会对其他组分产生不同程度的影响.快速的城市化进程带来了一系列影响城市可持续发展的问题.若想从根本上消除这些可持续发展隐患,需要采用“耦合”方法.本文明晰了“耦合”的3种应用情景及相应定义表述,同时对城市耦合理论发展脉络进行梳理,分别从物理耦合视角及政策效果耦合视角进行能-水-食物-土地-气候变化(EWFLC)五系统两两分析总结.从物理耦合视角解读发现,目前的耦合研究大多集中在城市尺度,并且主要针对两个系统之间的直接耦合关系,间接耦合关系研究相对缺乏,两系统的关联多会对社会和经济产生积极影响.从政策效果耦合视角来看,目前针对五系统的政策多面向直接解决目标系统问题,政策实施的中间目标大多可量化,且政策效果评估大多含有多个指标.在此基础上,本文提出了可同时结合物理耦合及政策效益耦合的城市EWFLC五系统分析框架,旨在帮助城市开展政策遴选,实现城市可持续发展.     

城市生态系统能-水-食物-土地-气候的“物理量与政策效果”双维耦合研究综述

城市生态系统内部各组分之间存在着错综复杂的关系,任一组分的变化会对其他组分产生不同程度的影响.快速的城市化进程带来了一系列影响城市可持续发展的问题.若想从根本上消除这些可持续发展隐患,需要采用"耦合"方法.本文明晰了"耦合"的3种应用情景及相应定义表述,同时对城市耦合理论发展脉络进行梳理,分别从物理耦合视角及政策效果耦合视角进行能-水-食物-土地-气候变化(EWFLC)五系统两两分析总结.从物理耦合视角解读发现,目前的耦合研究大多集中在城市尺度,并且主要针对两个系统之间的直接耦合关系,间接耦合关系研究相对缺乏,两系统的关联多会对社会和经济产生积极影响.从政策效果耦合视角来看,目前针对五系统的政策多面向直接解决目标系统问题,政策实施的中间目标大多可量化,且政策效果评估大多含有多个指标.在此基础上,本文提出了可同时结合物理耦合及政策效益耦合的城市EWFLC五系统分析框架,旨在帮助城市开展政策遴选,实现城市可持续发展.     

大肠杆菌中转录-翻译耦合的机制

在大肠杆菌（Escherichia coli,E. coli）等原核生物中,转录和翻译往往是耦合的,这种耦合通常表现在转录和翻译的互相调控上,如转录极性、转录衰减和转录-翻译速率的同步。间接耦合和物理耦合是耦合的两种模式。由警报素（alarmone）(p)ppGpp维持的间接耦合可能需要DksA和TufA蛋白的辅助。物理耦合分为NusG或RfaH因子介导的耦合和非因子条件下产生的“碰撞”耦合。响应于压力的转录或翻译的变化会引发几种耦合模式间的相互转变。耦合对于基因正常表达是必要的,其解除将引发转录终止、R环形成、复制-转录冲突、mRNA切割等不利的事件。结构生物学的相关技术已经清晰地展示了部分耦合的表达体（expressome）的结构细节和特征,这些技术联合多组学分析等方法将提供关于耦合的更深层次的见解。重要的是,对耦合的研究或许会为靶向抗菌药物的开发带来新的思路。     

库蠓亚属6种库蠓翅形变化分析及亲缘关系探讨

本研究基于几何形态学测量分析方法对库蠓亚属6种库蠓(渐灰库蠓Culicoides grisescens、光胸库蠓Culicoides impunctatus、日本库蠓Culicoides nipponensis、灰黑库蠓Culicoides pulicaris、刺螫库蠓Culicoides punctatus、天祥库蠓Culicoides tienhsiangensis)的翅脉形态进行定量分析,以探讨6种库蠓种间的亲缘关系。首先对库蠓亚属6种、24头标本翅脉使用几何形态学标点法标记12个地标点,并通过普氏叠加、典型变量分析法、聚类分析法等对6种库蠓翅进行比较分析以及种间亲缘关系探讨。结果显示,翅形变化与亲缘关系结果一致,即6种库蠓的翅形均有显著差异(P<0.05),其中光胸库蠓和渐灰库蠓的翅形变化最小,亲缘关系最近,而日本库蠓与其他5种库蠓的翅形变化最大,亲缘关系最远。初步证实了几何形态学能够做为一种辅助工具对蠓科昆虫进行种间关系及分类研究。     

黄土高原土壤水分-有机碳-微生物耦合作用研究进展

黄土高原植被恢复后土壤水分、有机碳和微生物群落发生了非同步性演变。土壤微生物是各种生命活动的载体,在土壤水-碳耦合过程中参与了一系列的氧化与还原反应,因此,土壤微生物在水-碳耦合关键过程中起着重要的调节作用,三者存在着密切的耦合关系。尽管关于植被恢复后土壤水分和有机碳变化的研究已开展较多,但是由于土壤微生物活动和群落结构复杂性和易变性,这给土壤微生物介导的水-碳耦合研究带来了相当大的困难。迄今为止,黄土高原植被恢复后土壤水、碳、微生物三者之间的耦合关系缺乏总体性的融合,大多数研究只能假设各个生物化学过程是相对独立的,对土壤水、碳、微生物耦合的认知仍存在局限性。由此,首先对黄土高原植被恢复进程、土壤水分过程和有机碳变化分别进行了综述,结合已有的理论和证据进一步概括了黄土高原土壤有机碳、微生物群落对降水格局的响应。最后整合植被、土壤和微生物界面等关键生态过程,总结了黄土高原土壤水-碳-微生物耦合界面过程,采用HYDRUS-2D模型(水文过程模型)和ORCHIDEE模型(生态系统碳模型),并融入土壤微生物种群生长动态,基于稳定碳、水同位素技术和DNA探针技术,初步构建了黄土高原土壤水-碳-微...     

三峡库区人类活动强度与景观格局的耦合响应

人类活动和景观格局是人地系统中两大要素的重要表征,探析人类活动强度与景观格局的耦合变化特征对揭示区域人地关系的演变意义重大。为弥补当前对人类活动强度与景观格局耦合响应研究的不足,构建了山区人类活动强度与景观格局耦合演变模型,提出了综合显性—隐性人类活动强度指数,定量评价了三峡库区腹地奉节县2000—2020年的人类活动强度,并通过双变量空间自相关模型探讨了综合人类活动强度与景观格局的空间耦合特征。研究表明：(1)奉节县的综合人类活动强度在时间上由2000年的11.59%增加为2020年的12.48%,在空间上表现为整体收缩,局部增强的特点,另外人类活动强度和景观格局的空间分布与奉节县的地形梯度密切相关;(2)奉节县的人类活动强度与景观格局空间耦合变化表现出协调型、拮抗型、逐渐协调型和逐渐拮抗型四种类型;(3)影响奉节县综合人类活动强度与景观格局的耦合变化的重要因子为距聚落距离、距县行政中心距离、高程等,社会经济因素逐渐成为区域社会生态系统演变主导因素;(4)三峡库区腹地人类活动强度与景观格局存在耦合响应,且其耦合响应具有一定的多样性和特殊性。三峡库区腹地通过沟谷土地集约化来换取山区的生...     

黄土丘陵区纸坊沟流域农业生态经济系统耦合过程分析

农业生态经济系统耦合指农业生态系统与农业经济系统按照其固有的互动关系,在人类适当干预和调控下所形成的有机统一体,其耦合态势可以依据农业资源与农业产业之间的循环链网结构予以表示.纸坊沟流域农业生态经济系统经历了“系统耦合→系统相悖→系统耦合→高层次上系统局部相悖”的过程,流域中农民的需求、国家宏观政策、经济手段和行政手段对农业生态经济系统耦合态势的调控和干扰是引起这一变化的主要因素.针对纸坊沟流域农业生态经济系统耦合过程中存在的问题,今后应建立以林草及其相关产业为中心的耦合体,建设农业生态经济系统优化耦合模式.     

几何形态学方法及其在动物发育与系统进化研究中的应用

简要回顾了几何形态学的发展历史,介绍了30多年来该领域使用的主要方法及其在生物发育与进化研究中的实际应用。除目前应用最为广泛的标点法和轮廓线法外,基于三维数据的表面特征分析和有限元分析也在该领域得到推广。这些方法可运用于分析两性分化、异速生长、种群分化、种上进化以及复杂功能结构的形态集成等科学问题。几何形态学与生物信息学的综合运用还将有利于探讨表型变化与遗传物质变化的相关性。随着生物成像技术和海量数据计算技术的进步,几何形态学将由目前以二维数据为主的研究向三维重建和分析的方向发展。     

干旱区城市化与生态环境交互耦合的规律性及其验证

在分析干旱区城市化与生态环境交互耦合关系的基础上,系统阐述了城市化与生态环境之间的交互耦合函数、耦合轨迹、耦合类型和耦合阶段,并以河西走廊为例,对干旱区城市化与生态环境交互耦合的规律进行了验证.在干旱区城市化与生态环境之间,既有相互胁迫的过程,也有相互促进的环节,它们之间是一种在交互胁迫中相互促进的动态耦合关系;这种耦合关系在其演化周期内呈现出双指数函数的变化规律,其耦合演化轨迹是一条双指数曲线;在城市化与生态环境的交互耦合过程中,可能会出现低级协调型、生态主导型、同步协调型、城市化滞后型、逐步磨合型、城市化超前型、生态脆弱型、低级磨合型和不可持续型等九种基本耦合类型,并经历低水平协调、拮抗、磨合、好转和高水平协调等5个耦合阶段.河西走廊各城市城市化与生态环境交互耦合的演进过程符合双指数函数的变化规律,其耦合轨迹均呈现出双指数曲线的变化形式;嘉峪关市属于逐步磨合型,目前处于好转阶段;金昌市属于城市化超前型,处于磨合阶段;酒泉市属于生态主导型,处于拮抗阶段;张掖市属于同步协调型,处于拮抗阶段;武威市属于生态脆弱型,处于拮抗阶段;玉门市属于低级磨合型,处于好转阶段;敦煌市属于生态脆弱型,处于拮抗阶段;河西走廊属于生态脆弱型,处于拮抗阶段.     

生态系统服务功能与景观格局耦合协调度研究——以武陵山区退耕还林工程为例

生态系统服务功能与景观格局演变关系极为密切,研究生态系统服务功能与景观格局的耦合协调度对于区域发展具有重要意义。以武陵山区退耕还林工程为例,参照国家标准和行业标准,采用分布式测算方法、景观格局指数分析和耦合协调度模型等方法,旨在揭示武陵山区退耕还林工程生态系统服务功能与景观格局二者耦合协调关系。结果表明:(1)2005—2017年间武陵山区退耕还林工程各项生态服务功能物质量均以15倍左右速度增长,生态系统服务空间分布格局最佳区域由西部地区逐渐向东南扩大;(2)武陵山区景观演变存在时空差异,1995—2005年景观格局变化更为明显,变化区域集中在中西部地区,2005—2015年与之相比,景观格局变化空间上更为分散;(3)武陵山区退耕还林工程生态系统服务与景观格局演变存在较高水平的耦合以及高水平的协调性。研究结果可为武陵山区土地利用规划及退耕还林工程进一步实施提供科学依据。