脑空间信息学——连接脑科学与类脑人工智能的桥梁

提出脑空间信息学是示踪、测量、分析、处理和呈现跨层次多尺度脑空间信息数据的一门综合与集成的科学.讨论了脑空间信息学的研究内容、技术体系和关键科学问题,分析了其学科定位,展望了其应用前景.以显微光学切片断层成像为核心的全脑网络可视化技术体系的建立,标志着脑空间信息学这一新兴交叉学科日臻成熟.基于具有明确时空尺度和位置信息的神经元类型、神经环路和网络、血管网络等三维精细脑结构与功能大数据,提取跨层次、多尺度的脑连接时空特征,脑空间信息学将帮助科学家更好地破译脑功能与脑疾病,并推动类脑人工智能的发展.     

空间—行为关联视角下的社区街道空间微更新研究——以天津市西北角回民社区为例

从空间—行为关联视角出发,以天津市西北角回民社区街道为研究对象,运用行为注记、问卷与访谈等方法进行实地调研。基于调研数据分析,总结社区街道各类空间的构成特征,并利用代表性空间内行为研究数据,从人群行为、空间类型分析各类空间中行为与空间要素的关系,进而提出街道空间的微更新原则。以此为切入点从“保留”与“改造”2个层面提出社区街道空间优化策略,并探讨参与式更新模式,为城市更新提供参考与依据。     

恢复力视角下的乡村空间演变与重构

乡村生产、生活、生态空间重构是中国乡村发展转型的重要途径。恢复力是指系统吸收干扰、经历变化和重组后,仍然保持原有功能、结构、特性和反馈的能力。梳理社会-生态系统恢复力、乡村社区恢复力、空间恢复力相应概念,借助宏观生态学领域中的恢复力相关概念阐释乡村空间演变过程,可以在深化乡村空间演变与重构理论内涵的同时更有效的理解乡村空间的演变过程和重构目标。乡村空间重构并不只是国土或规划层面的景观空间优化,而需要站在强化社会-生态系统恢复力的角度,从乡村空间演化机制入手,提升乡村空间演化动力从而驱动空间重构。将乡村空间的演变阶段嵌入社会-生态系统适应性循环过程中,将作为当前国际研究热点的社会-生态系统恢复力研究引入乡村地理学研究领域,从而进一步扩展了学科研究视角,完成乡村空间演变与重构的理论抽象。     

山东省自然生态空间系统化识别与差异化管控研究

在城市化背景下,生态系统受到来自人类社会日益严重的威胁,自然生态空间遭到破坏。对自然生态空间进行识别与管控可以更好地建设和保护国土空间生态资源,促进生态保护与社会经济耦合协同发展,保障区域的生态安全。融合多源数据及方法,从生态服务重要性和生态环境敏感性两方面评价和识别生态源地的空间范围;基于最小累积阻力模型（Minimum Cumulative Resistance,MCR）提取关键和优化生态廊道,系统化识别山东省自然生态空间并进行差异化管控。研究结果表明：山东省生态源地集中分布在鲁中山区和胶东半岛地区,总面积为21165.10 km²,关键生态廊道和优化生态廊道长度分别为1078.32、511.25 km,土地利用类型以耕地和林地为主,主要分布在鲁中山区和鲁北平原区,可形成联系紧密的生态网络。本研究将自然生态空间划分为生态源地、生态保育区、其它生态用地三种类型,根据不同空间类型提出具有针对性的分类管控措施,为自然生态空间的系统化识别与管控提供理论参考和方法保障,能够更好地实现省级国土空间规划的战略性、协调性目标。     

基于网络分析的城市生态空间结构优化——以常州市为例

经济社会的高速发展带来城市的快速扩张,造成城市生态空间的萎缩和生态功能的下降,城市生态安全受到严重威胁。系统研究城市生态空间结构,提出针对性保护和优化措施,对于城市的可持续发展具有重大意义。本研究以常州市为研究区,考虑城市生态空间的自然生态功能和社会服务功能两方面,构建基于自然生态的“源地-廊道”与基于人文生态的“供给-需求”两类生态网络,对于源地廊道生态网络,主要从节点重要性、网络连通性与稳定性进行定量分析,对于供给需求生态网络,主要从节点重要性、供需均衡与稳定性进行定量分析。结果表明: 常州市主城区源地廊道生态网络的连通性与稳定性水平不高,供给需求生态网络的稳定性水平一般且存在服务供给与需求的空间错位。从连通性与稳定性提升角度,提出新增12个源地节点与57条廊道的源地廊道生态网络优化方案;从供需均衡与稳定性提升角度,提出新增22个供给节点的供给需求生态网络优化方案。对比初始源地廊道生态网络,优化网络连通性水平提升10%,稳定性提升0.05;对比初始供给需求生态网络,优化网络的服务水平提升4%,网络稳定性提升0.10。最后,综合两类生态网络,分别针对现状保护斑块与新增节点两类对象,提出了保护与管理实施方案。     

观看、在场与公共视觉伦理影响：论当代景观空间的剧场性

当风景园林与戏剧艺术相关联时,并非仅指代表象化的、空洞无味的形式语言,而是可以具备更丰富、更深层的关系。对深层关联的剖析和揭示,有助于从多个视角进行学科认知和帮助设计实践。将“剧场性”一词置于风景园林学科语境时,可以从 “在场”和“观看”两个层面进行解读：形式向度上,它以观者身体的出席为实现前提;内涵向度上,它强调观看行为背后的意图与观念。不仅如此,在工业与科技崛起、社会关系产生变革的时代背景下,公共空间关系也相应变化,公共视觉的建构与传播成为实现社会伦理影响的重要手段。相应地,公共景观空间作为承载全民性“在场”的“观看”行为的剧场性空间,需要考虑如何通过营造手段实现大众意识的引导。基于以上内涵关联,以“剧场性”作为切入视角便会发现,社会公正、审美引导和潜在信息传播可以被提炼为当代景观空间营造中公共视觉伦理转向的3个关键词。它们的价值在物质空间中以视觉话语的形式体现,而隐含在其后的公民权利宣言和自然伦理教育与引导,则以无形的方式传播到更远的地方。     

居民自发更新视角下的北京胡同绿色空间微更新研究——大栅栏片区的探索

北京旧城胡同具有悠久的绿色空间营造传统,而社区居民作为绿色空间更新的主体,拥有极大的自发性和能动性。随着北京“留白增绿”等政策的推进,基于居民自发更新的“自下而上”的绿色空间微更新越来越得到重视,充分发挥居民自发性对于社区生活原真性留存、景观管理和维护、社区力量凝聚具有重要意义。首先梳理大栅栏片区社区营造的组织形式发展过程,分析现存胡同绿色空间的类型与组织模式,阐明更新过程中面临的诸多挑战。之后结合实地调研成果重点分析居民自发更新下胡同种植空间、搭建材料与植物选择的特征。最后,结合具体实例从组织形式、绿化模式和思路创新3个方面探讨居民自发更新视角下的胡同绿色微更新的实现途径,总结绿色空间微更新的经验。     

景观生态学：生态系统的空间异质性

许多生态现象对空间异质性与空间镶嵌体内的流很敏感,作为一门涉及空间动态变化（含有机体流、物质流和能量流）和受控于异质性镶嵌体内生态流方式的学科,景观生态学提供了探索空间异质性和揭示空间格局怎样控制生态过程的新途径。景观生态学是一门研究空间格局对生态过程相互作用的科学,它促进了空间关系模型和理论的发展、空间格局与动态方面新型数据的采集以及生态学中很少强调的对空间尺度的检验。从生态学发展史来看,为方便或简化起见,空间被假定为同质的,研究过程中的尺度也被强调为均质的,这样异质性就成为一种不受欢迎的复杂…     

种群行为对疾病空间传播动态的影响

依据基于个体的空间模拟模型,文章构建了食饵感染疾病的一类捕食-食饵系统,并从特征调节的食饵偏好、寄生导致的宿主繁殖率下降以及捕食者对食饵资源的转换等方面研究种群行为的改变对疾病空间传播动态与生物控制的影响。其中,文章采用了无标度网络、小世界网络、随机网络以及规则格子等四种空间网络结构来明确网络异质性对疾病空间动态的影响。模拟结果显示,特征调节的捕食种群对食饵偏好的改变以及对食饵资源的转换行为显著影响了疾病的流行与捕食者的数量。不同网络结构下,疾病的流行与捕食者的数量之间均呈现显著的负相关性,这也说明捕食者对疾病的生物控制有不可忽视的作用;而寄生调节的宿主生长率对疾病的传播和捕食者数量产生较为微弱的影响。另外,空间网络拓扑结构的异质性对疾病的流行率也产生显著影响,网络结构异质性的增加将不利于局部感染作用的发生,从而抑制疾病的空间传播。最后,斑块发生率的模拟结果揭示,虽然网络节点的度越高越有利于局部相互作用的发生,但是已感染食饵为了权衡感染与捕食风险的正负作用,其斑块发生率呈现先增加后减弱的趋势。总之,种群的行为与网络空间结构的异质性均可作为控制疾病传播的有效策略,具有一定的研究意义。     

微生态学的中国进程和学科结构探析——兼论中医药微生态学CSCD

微生态学在中国的发展始于20世纪50年代初大连医学院的人体菌群研究,经历了学科孕育期、学科初创期和学科扩张期3个发展阶段。从1988年中国第一部微生态学标志性专著问世以来,微生态学在30多年的演进历程中分化衍生出一系列分支学科,成为包含概观微生态学科、系统微生态学科、专类微生态学科、人体微生态学科、医疗微生态学科的学科门类。中医药微生态学作为微生态学在中国的“地标”性分支学科,在理论、实验和学科探索中都获得了可喜成果,今后需要积极拓展研究的广度和深度,加强学科元研究。     

基于日常生活视角的公共空间微更新研究—以武汉原俄租界为例

反思武汉原俄租界规划发展中所产生的问题,提出从日常生活视角出发,采用动线观察、PSPL等调研方法,对武汉原俄租界公共空间进行重新解读与分析。总结出弹性设置、微增设计、低技更新3种公共空间微更新策略的同时,认为通过公共空间选点更新的不断累积会完成对公共空间系统的更新,并选取一个公共空间节点进行了具体操作。     

基于社区营造的城市公共空间微更新探讨

随着城市建设进入由增量转向存量的阶段，渐进式的微更新成为城市更新和改造的主要模式。以公众参与为基础、微小社区空间和公共空间设施为改造对象的局部更新方式，成为激发城市活力、提升建成城市公共空间品质的新方式。主要以北京、上海为例，对城市微更新的发展背景加以分析，对微更新背景下的城市公共空间的多重含义进行阐述，在此基础上总提出基于社区营造的城市公共空间的微更新途径，分别是边缘空间的整合和触媒方式的选择、场地历史文脉原真性的挖掘和社区居民社会生活方式的保护、多方协作的开放沟通平台和责任规划师制度的建立。     

空间脑科学研究的回顾与展望

人类大脑是自然界最复杂的系统之一.大脑结构与功能之谜是人类认识自身的终极疆域,对于推动科技创新发展与人类文明进步具有极其重要的意义.载人航天是现代科技革命的重要领域之一,美国、俄罗斯等航天大国已利用空间资源开展脑科学研究.我国空间站的建设,将提供空间脑科学研究的系统创新平台,极大地推进中国空间脑科学计划进程.本文综述了在空间环境或模拟空间环境下,脑发育及生物学机制、认知规律与机制、生物节律和睡眠对脑功能的影响、群脑协同等方面的空间脑科学研究进展,并简述和展望了我国空间脑科学研究的发展方向.     

空间生物技术研究取得进展

空间生物技术研究取得进展柯为空间生物技术的研究从两方面进行：一方面宇航员本身对太空环境──失重条件下的适应能力、生命代谢活力及其变化,对物质循环的利用以及机体内部微生态平衡等等;另一方面随宇航旅行的其他各种生命体及其形态、生理、生化、遗传特性等经太空旅行后可能发生的变化以及它们的适应性,从中选择优良性状的品种,服务于人类。     

景观空间异质性对生态系统服务形成与供给的影响

景观空间异质性与生态系统服务的关系极为密切,适当调整景观空间异质性有助于生态系统服务的持续形成与稳定供给。研究景观空间异质性和生态系统服务形成与供给之间的相互影响作用及响应机制具有重要的理论与现实意义,是保护生物多样性、管理生态系统服务与优化景观空间配置的基础。现有研究大多在不同尺度上探讨了景观格局与生态过程或生态系统服务间的相互影响关系,而缺乏景观格局-生态过程-生态系统服务三者间有效联结等方面的研究。景观空间异质性是怎样直接或间接地作用于生态系统服务形成与供给的,目前还没有一个较为明确的解释。因此,通过分析国内外文献,回顾了景观格局或景观空间异质性与生态系统服务之间关系的研究进展、研究内容和研究方法;从景观组成、景观构型的变化入手,讨论了景观空间异质性对生态系统服务形成与供给的影响及其强度,并认为景观组成异质性变化能够直接影响生态系统服务,而景观构型异质性变化会通过改变生态过程而间接影响生态系统服务;阐述了景观空间异质性在影响生态系统服务形成与供给的同时,也使生态系统服务在空间上产生了异质性分布,并从自然因素和人为因素两个方面对其进行解释;强调了尺度问题在景观空间异质性与生态系统服务研究中的重要性;最后,明确了对生态系统服务形成与供给的景观空间异质性影响研究不仅有助于生态系统服务的维持与调节,也能更深层次地揭示其中的生态学意义。     

基于景观空间指标与移动窗口的济南城市空间格局变化

应用高分辨率遥感数据,基于ArcGIS、FRAGSTATS软件平台,采用移动窗口、转移矩阵和梯度分析结合的方法,定量分析了1996—2009年济南市城市土地利用景观空间指标,特别是建设用地的空间格局及其变化特征。结果表明,移动窗口方法能更好地挖掘城市土地利用变化过程,并将其更加准确地与土地利用格局变化相连接;在研究时段内,济南市城市建设用地迅速增加,而城市绿地和农业用地明显减少;该市建设用地的空间发展不均匀,城市发展呈现不规则同心圆结构,这与济南城市发展的政策导向、城市绿地空间的宜人性以及特殊的地理形态紧密相关。研究结果将有利于指导城市土地利用的规划和城市自然资源的管理与保护。     

利用开放式教学空间实施生物学教、学、研实践活动

开放式生物学教学空间因其场地开放、课程开放、参与主体开放等特点,是学校开展多元化学科教学研实践活动的重要条件.充分开发利用学校地域性教学资源优势,拓展学科教学空间,推进国家课程的校本化实施,能更大程度地落实新课改的教学理念.阐述如何基于"提升学生综合素质、着力发展核心素养"的教育理念,以建设开放式的生物学教学空间为引,...     

干扰与生态系统演替的空间分析

演替不光是生态系统在时间序列上的替代过程,而且也是生态系统在空间上的动态演变。演替的空间属性有演替系列的格局、范围、尺度、演替方向和速率、稳定的程度、多样性、以及在自然和人为干扰下的恢复等。干扰破坏了生态系统的稳定性,形成生态系统结构和功能的破损,使生态系统处于一种过渡状态。但是干扰也是生态系统演替的外在驱动力,自然的和人为的干扰引起的生态系统的对称性破缺,推动了系统的进化和演变。外界因素作用于生态系统的干扰因子包含了很多种类,如火、风倒、洪水、病虫害、人类活动等。干扰的属性有范围、频度、季节、强度、损害度、返回时间和循环周期。讨论了这些干扰的类型和生态系统演替所具有空间的特征,并且介绍了干扰和生态系统演替空间分析常用的方法,如空间解绎和辨识、空间统计分析、空间格局分析和地理信息系统的空间分析、以及空间模拟。利用了一些典型的实例来深入阐明空间分析在干扰和生态系统演替中的应用。利用美国加利福尼亚北部火干扰的历史和空间分布的记录,进行了火干扰的空间分析的研究;用Spies等在美国俄勒冈州西部1972～1988年的多时段的变化的实例说明了收获干扰的影响;利用俄勒冈州东部山地的主要两个虫害(山地松树甲虫(Mountain Pine Beetle)和云杉蚜虫(Spruce Budworm))22a的数据分析了病虫害干扰的空间分布格局及其与海拔、温度、降水和植被类型的关系。在生态系统演替的空间分析方面,以美国俄勒冈州西部的历史和现实植被演替格局的分析为例,讨论了如何利用空间分析方法研究区域尺度生态系统的演替,同时比较了历史和现实植被的空间格局指数的变化;用两个实例来说明空间分析在辨识大陆和国家尺度生态系统变迁中的应用,一个是美国原生的老森林(Old～growth)植被从1620年到1920年,300a的空间格局变化,另外一个是加拿大植被从1600年到2000年,大约400a的空间分布变化。最后,对生态系统演替的空间分析的一些重要问题作了探讨,例如：空间分析可否帮助确定地带性顶极群落;如何将外貌与成分结合更好地识别生态系统演替的空间格局与演变趋势;以及如何利用空间分析研究由于人类活动干扰加剧所造成的生态系统自然演化规律的异化。     

文化景观维护视野下德国历史性文化景观的两种方法论： 清单盘点与空间区划

中欧国家当前面临诸多发展问题,诸如地区差异化、农业土地面积矛盾加剧、高密度区域土壤退化及多样性丧失等,引发了学术界的关注。从20世纪90年代开始,德语背景下的 “文化景观维护”概念建立。利用历史地理学、考古学与遗产保护学以及空间与区域规划等学科的综合方法,对国土和区域空间内的文化景观进行分析和研究。文化景观维护概念以“永恒的圆环”理论模型体现,并分为分析与评价、保护与阐释、规划与管理3个主要步骤。基于此基本概念,文化景观维护大致分为2个研究方法范本：清单盘点与空间区划。范本一：历史性文化景观的对象清单盘点,就是对一定的限定区域内的文化景观要素和结构的系统化收集分类和评价方法。又分两种不同类型： Gunzelmann的复杂型“历史性文化景观”的分析法与Burggraaff和Kleefeld的 “文化景观物质分析”法。范本二：文化景观的区域化,旨在从专家角度对历史性文化景观进行标记、注释、分类和简要的特征化。又细分为类型化和个性化2个类型,并结合案例说明。最后指出：对两种研究方法的应用,不仅要客观地分析各种因素,而且还要考证在特定政治背景下的适用性。     

中国陆域地表人类活动与自然环境的空间关系研究

在人类活动主导人地矛盾的当代背景下,从空间关联角度测度人类活动与自然环境相互作用是推动区域可持续发展的基本前提。以2015年数据为基础,通过选取特征变量构建综合测度指标体系,利用小波多尺度分析、双变量局域空间自相关、人地系统耦合协调度模型等方法多层次刻画中国陆域地表人类活动与自然环境的空间相关关系、空间匹配关系、空间耦合关系。研究结果表明:①人类活动与自然地理基础的空间相关关系随着地域尺度增大而趋于增强,说明自然环境条件对人类活动格局的基础性作用;②人类活动与自然资源支撑的空间匹配关系呈现非均衡性特征,华北地区人类活动规模与自然资源支撑空间错位显著、区域可持续发展面临严峻挑战;③人类活动与自然环境承载的空间耦合协调度从东南向西北递减,调整人类活动的结构与方式是化解区域人地矛盾的理性选择。