空间植物学研究现状及趋势

空间植物学研究是人类涉足太空,开发太空产业的关键学科之一,因为,植物在太空中生长、繁殖是人类永久进入太空的必须条件。空间物理环境与地面有很大差异,其主要特点是:长期微重力状态(10~_-3)—10~(-6)g),没有昼夜节律变化,含有宇宙辐射,特别是地球上难于获得的高能重粒子(HZE)辐射,超真空和超洁净;地球表面的物理环境的显著特点     

森林更新与空间异质性

森林更换是一个重要的生态学过程,一直是森林生态系统动态研究中的主要领域之一。森林更新受物理环境、自然干扰、人为干扰、更新树种特性、树种对干扰的反应等因素及其相互作用的影响。这些生物和非生物的因素随空间和时间而不断变化,构成了森林的空间异质性和时间异质性,使森林更新具有空间和时间上的变化特点,表现在异质性的格局和过程中。探索森林更新与空间异质性的内在规律,可揭示空间格局对更新的生态学过程的潜在作用机制。本文主要综述了近年来有关森林更新与空间异质性研究的主要内容和一些观点,分析了更新中空间异质性的来源,着重评述了空间异质性的生境及更新树种的反应、小尺度的空间异质性与更新动态、林分中光有效性的空间异质性与更新格局以及土壤和更新的空间异质性尺度的关联性等方面的研究。     

微生物相互作用中的空间自组织

微生物在全球生态系统中占据着重要地位, 其中一个重要的研究领域是微生物与环境(包括无机环境与生物环境)之间的相互作用。在生态相互作用过程中, 微生物常常通过自组织形成特定的空间模式。微生物的空间模式在种群稳定性、群落动态变化以及维持合作行为方面具有重要作用。本文中, 我们梳理了当下对微生物空间自组织及其所形成的空间模式的研究内容, 首先介绍什么是空间自组织, 再根据生态相互作用类型对自组织的空间模式进行描述, 其中重点讨论合作与竞争中的空间模式, 接着关注微生物空间自组织的过程, 最后我们指出空间自组织对整个群体的结构和功能稳定具有重要意义。研究微生物种群间相互作用中的空间模式, 有助于探索维持合作行为的新机制, 进而为微生物共生系统的构建提供新的理解。     

返地卫星搭载引起蛋白核小球藻性状分离

对于生物体来说,空间环境具有不同于地面的若干作用因素,如微重力,强辐射,超净等。其中,微重力因子的作用在空间生物学研究中占有突出的地位。地面上一切物体都受到重力(lg)的作用,生物体在漫长的进化过程中产生出一定的机制适应着地球的重力环境。离开地球的重力场,从低等到高等许多生物的生命过程都发现有明显     

空间转录组技术研究进展

空间转录组技术旨在对细胞的基因表达进行定量测量,同时提供细胞在组织空间的具体位置信息.与传统的转录组技术相比,空间转录组技术能获得细胞在组织生理环境下真实的基因表达特征,以及与微环境的关系,进一步推进对正常和病理状态下细胞特性的理解.近年来,空间转录组技术的发展取得了重要的进展,检测的细胞通量、转录本数量和质量不断提高...     

空间生命科学研究的热点——植物的向重性

简要介绍了植物向重性研究的概况,以及近年来有关太空微重力环境对植物生长发育和代谢影响的研究结果,并阐述了植物向重性研究在空间生命科学中的重要意义。     

行为的结构、刚性和多样性

有关动物行为的定义、结构和多样性是一个被长期忽视的研究领域。然而,动物行为多样性不仅是一个生物多样性基础理论问题,也与濒危动物的成功保护有关。本文定义了动物行为以及行为的刚性与弹性,探讨了行为表达的空间条件以及生境因素与行为多样性之间的关系。我们发现雌雄大熊猫个体在较大的活动空间里的发情行为表现的频次及活动频率显著地高于那些在较小的空间里的雌雄个体,说明活动空间对雄性或雌性大熊猫的发情行为有显著影响。圈养空间影响麋鹿的社会行为、通讯行为和聚群行为。圈养在小圈中的麋鹿没有出现同性聚群现象,当圈养麋鹿野放后即表现出这种现象。圈养环境中长大的动物个体由于缺乏行为的表达空间,仅仅表现出刚性大的行为,丧失了许多弹性大的行为,从而导致动物行为的多样性下降。对那些生活在开阔草原和荒漠上的野生有蹄类动物实施迁地保护时,必须考虑其逃逸空间,为那些动物建立自然保护区时,则必须考虑其迁移空间。此外,动物行为的多样性与生境元素有关。我们应当给圈养动物提供复杂而多样的环境,以增加圈养野生动物表达寻找食物、建立领域、筑巢和避开不利环境等行为的可能性,维持濒危个体的行为多样性。     

地理信息系统及其在动物空间行为研究中的应用

空间属性是动物行为的重要特征,也是行为生态学研究中必须要面对的难题之一。地理信息系统(Geographic Information System,GIS)具有强大的空间分析功能,它在动物行为生态学研究中得到了越来越广泛的应用,如生境选择、领域分析、迁徙路线、活动节律等。本文较系统地阐述了GIS的原理以及在行为生态学研究中所涉及的基本概念和原理,对近年来利用GIS进行的行为生态学研究做了回顾和总结,并对其未来的发展进行了展望。     

最近邻体法及其在昆虫分布格局研究中的应用

空间分布格局是种群在空间相对静止的散布状况,它揭示了种群个体某一时刻的行为习性和诸环境因子的迭加影响,以及种选择栖境的内禀特性和空间结构异质性程度。在估计种群密度的抽样调查、确定试验数据的统计分析方法及考察受害形成过程和决定必需防治密度时,空间分布格局的确定是必不可少的。目前,     

空间环境对石刁柏幼苗向性生长及代谢过程的影响

以石刁柏（ＡｓｐａｒａｇｕｓｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓＬ．）作为实验材料,在我国空间生物学研究中,首次在空间完成了高等植物种子萌发至幼苗的生长过程。研究了空间飞行后,幼苗的光合及某些代谢过程的变化。主要结果如下：空间飞行幼苗根的生长走向明显不同于地面对照,表现出对微重力的反应。幼苗返回地面后继续培养,其生长速度快于地面对照。空间飞行样品耗氧量高于地面对照,而乙烯释放量低于地面对照。空间飞行返回地面后的植株,其光能吸收和转能效率与地面对照相比无明显变化;过氧化物酶同工酶活性有所下降,并出现一条新酶带（Ｒｆ＝０．４５）;ＡＴＰ含量低于地面对照。     

地理信息系统及其在动物空间行为研究中的应用

空间属性是动物行为的重要特征，也是行为生态学研究中必须要面对的难题之一。地理信息系统(Geographic Information System，GIS)具有强大的空间分析功能，它在动物行为生态学研究中得到了越来越广泛的应用，如生境选择、领域分析、迁徙路线、活动节律等。本文较系统地阐述了GIS的原理以及在行为生态学研究中所涉及的基本概念和原理，对近年来利用GIS进行的行为生态学研究做了回顾和总结，并对其未来的发展进行了展望。     

自然保护区空间特征和地块最优化选择方法

自然保护区是保护物种和生态系统的有效方式,用于建立自然保护区的资源却是稀缺的,这就提出这样的问题：1)自然保护区在空间上应具有什么特征才是有效的;2)如何从许多备选地块中选择一部分组成自然保护区对稀缺资源进行最优化分配。为促进物种生存繁衍,在地块选择时应考虑保护区空间特征。这篇文章综述了该领域最近的研究进展,重点介绍了结合各种空间特征的保护区地块最优化选择模型。介绍了4个主要的空间特征：1)连续,2)间隔和距离,3)边界和集约,4)面积以及核心区和缓冲区。以前用启发式算法求解这些问题,但研究已显示该法不能保证资源的最优化分配。空间特征也可用线性整数规划模拟,用最优化软件求得最优解。目前的线性整数规划模型和软件还不能有效解决大型的保护区地块选择问题,计算效率易成为实际应用的瓶颈。文章概括了我国目前自然保护区设计领域的研究状况和面临的问题,最后讨论了该领域新的研究方向。     

相互作用的集合种群研究动态

在集合种群水平上,两个或更多物种可以生活在同一个斑块网络中而没有相互作用.但在很多情况下,种间的相互作用会影响种群的迁移率、灭绝率和侵占率,从而调节相应物种的集合种群动态.这方面的研究主要有集合种群水平上物种之间的竞争、捕食以及在没有任何环境异质性的条件下物种在空间上聚集分布的产生和维持等.综述了近年来关于集合种群水平上的竞争,捕食者和猎物系统以及捕食与复杂空间动态的最新研究成果.     

对6个国外城市街道规划设计导则的解析——“如何规划步行友好的城市街道开放空间？”

本文将“如何通过街道规划设计,营建步行友好的城市开放空间环境,提高居民生活质量？”作为研究视角,抽取了6个国外城市街道规划设计导则中与“如何规划设计步行友好的城市开放空间？”密切相关的内容,根据相关导则编制的逻辑将内容进行提炼、归纳和重组。针对中国通过改善街道步行环境建设高品质城市的诉求以及相关导则中缺少对使用者需求关注的现状,提出了将需求调查纳入规划规定环节、从环境特征角度出发进行街道分类与定位、关注地域特征与集约性生态设施的环境营造方法以及提升步行道功能多样性和空间相容性的建议。     

基于无人机影像的草方格生态恢复区植被空间格局演化研究

理解植物群落组成结构的演化对于阐明荒漠化的过程与驱动机制、制定有效的干旱区生态系统恢复措施具有重要价值。研究干旱区植物群落的空间格局的演化过程有助于深入理解荒漠化和生态恢复的过程与机理。目前大量研究关注于植被退化过程中的群落组成结构变化,而对于生态恢复过程中的植物群落空间格局演化的研究尚不多见。干旱区生态系统中植物通常较为稀疏且个体较小,准确提取植物的分布往往需要分辨率极高的遥感数据。近年来,低空无人机遥感技术的快速发展为精细尺度上植被空间格局的研究提供重要技术支持。利用2 cm空间分辨率的低空无人机遥感数据结合地面群落调查,在精细尺度上研究了宁夏沙坡头草方格生态恢复区内植物群落的空间格局变化。研究结果表明,沙坡头地区草方格生态恢复工程实验区域,相对于未实施生态恢复工程的裸露沙丘区域,植物物种多样性和植被盖度显著提高。恢复工程实施4年后,平均植被盖度增加3倍,物种丰富度增加1倍。在植被恢复过程中,随着植被盖度的增加,植被斑块表现出规模上升、破碎化程度下降、形状复杂化、空间自相关减弱等格局特征变化。这些空间格局特征的变化表明大型植被斑块趋于恢复,整体微环境的改善有利于单独生长的植物个体存活,整体上生态系统退化为裸地的风险降低。利用低空无人机遥感手段,对草方格生态恢复工程的植被恢复过程进行了详细、高分辨率的空间格局调查及分析,结合地面群落调查,从多个方面证明了草方格生态恢复措施的有效性。基于无人机的系统格局连续长期监测有助于深入理解干旱区生态恢复机理,对于科学开展荒漠化生态恢复措施也具有重要价值。     

爬行动物：动物认知领域的新兴模式生物

20世纪由于非生态相关性的实验设计及不适宜的环境条件限制,爬行动物一直被人们误解为认知能力低下的脊椎动物。自21世纪始,动物认知领域迎来新契机,有关爬行动物认知的研究数量激增。现有的研究发现,爬行动物具有一系列不亚于哺乳动物和鸟类的认知技能,表现出空间记忆、社会学习、数质鉴别甚至工具使用等多方面的能力。近20年来,爬行动物凭借其丰富的物种数量、繁多的生殖策略、社会类群多样等优点逐渐走进研究人员视野,填补了动物认知领域的空白,有希望成为认知领域新的模式生物。本文针对近年来爬行动物认知研究的部分方向进行了总结和梳理,论述了爬行动物在认知研究的空间认知、数质鉴别、社会认知等方面作为模式生物的巨大潜力,并对爬行动物认知研究未来可能的发展方向提出了思考与展望。     

空间分子生态学——分子生态学与空间生态学相结合的新领域

分子标记、基因流、种群空间动态是当前生命科学研究中的热点领域。RFLPs、RAPDs、微卫星等新的分子标记的不断涌现,促进了这些领域的飞速发展。对种群空间动态研究中的等级岛屿模型、距离隔离模型、脚踏石模型、集合种群模型等方面许多令人瞩目的进展做了介绍。同时还介绍了遗传距离、基因流及其测度、基因突变模型、3S技术、空间精确性种群模型和基因频率的空间自相关等热点领域。最后,就空间分子生态学存在的问题与前景进行了讨论,指出了空间分子生态学可能的发展方向。     

福建省主要入侵植物空间分异及其影响因素

在实地调查数据的基础上,本研究结合GIS空间分析技术和地理探测器模型,分析福建省入侵植物空间分布情况,以及地理与社会环境因子及其交互作用对入侵植物分布的影响.结果表明:福建省共记录入侵植物82种,其中,优势科为菊科,小蓬草、藿香蓟和空心莲子草出现频次最高.沿海区域的入侵植物物种数量多于内陆区域,福州和厦门为福建省外来入侵植物的两大热点地区.入侵植物在不同海拔均有分布,但入侵植物的种类随着海拔的升高总体呈下降趋势.地理探测器分析显示,自然环境因子中降水和社会经济因子中路网密度、人口密度是入侵植物空间分布的主要影响因子.各因子的空间交互作用会正向影响入侵植物的空间分布,这反映出入侵植物空间分布影响要素的复杂性.综上,将地理探测器应用到入侵植物研究领域是可行的,筛选出的环境指示因子可用于监测福建省入侵植物的适生区,从而为采取有效的防控措施提供科学依据.     

空间分析方法在微生物生态学研究中的应用

微生物生态正在受到越来越多的关注,对其研究也渐趋深入。然而由于微生物个体微小的特点及研究手段的限制,多数研究还停留在探索阶段,研究方法也在不断完善当中。近年来,较多的研究开始探讨空间因素在微生物多样性和分布中的影响,对空间分布的探讨有助于更好地认识生态过程,是一种有力的研究手段。微生物空间分析方法已经成为微生物生态学领域中重要的研究方向之一,我国空间方法在微生物生态研究中的应用还没有得到普遍的重视。从不同研究角度出发,结合空间统计的作用,对空间统计方法在微生物生态研究中的应用的必要性及现状做了评述。介绍了空间自相关性的检验,方差图,Mantel检验,Kriging插值等方法在微生物生态研究中的应用,并论述了微生物研究中的尺度问题。这一梳理,对丰富微生物生态学研究中的新方法、新手段具有一定价值。     

空间环境下肠道菌群失调的研究进展

空间环境中的特殊因素会导致航天员肠道菌群及其代谢产物的失调，对机体会产生系统性的生理影响。本文综述了近年来太空飞行/模拟空间环境对肠道菌群及其代谢产物影响的研究进展。太空飞行/模拟空间环境（space flight/simulated space environment，SF/SPE）可导致侵袭性致病菌的增多及有益菌的减少，肠道炎症加剧与通透性增加，也会引起菌群的有益代谢物减少或有害代谢物增加，进而导致机体内代谢的紊乱，或可诱发其他系统的损伤，从而不利于航天员的健康与工作效率。总结太空飞行/模拟空间环境对肠道菌群产生的影响，可为该领域的后续研究与航天员的在轨健康防护提供科学依据。