北京地区气候变化和植被的关系——基于遥感数据和物候资料的分析

 气候变化对陆地生态系统的影响及其反馈是全球变化研究的焦点之一。本文利用1951～2000年的气温、降水等气候资料、1982～2000年的NOAA/AVHRR遥感数据和1951～2000年北京春季物候的代表性指标——山桃（Prunus davidiana）始花的物候数据,分析了在年际和年内时间尺度上北京地区各气候参量与植被变化之间的关系。结果显示：植物生长与温度之间的关系远比其与降水之间的关系密切;各气候参量和植被生长状况之间的关系因时间尺度而不同。1)月际水平上,具有显著生态学意义的气候指标对植被生长状况的影响更明显。2)温度与NDVI指标的相互作用最大为零时滞：年际水平上,影响时效约为1年;月际水平上,约为1个月。3)植物物候期与温度之间的关系远比其与降水之间的关系密切。年际尺度上,气候参量和植物物候期的相互作用是同时的,其中气温的影响时效为2年;月际尺度上,实际温度和植物物候期的相互作用时效约为1个月。     

东北地区植被物候对气候变化的响应

使用1982—2003年GIMMS-NDVI数据和气候数据,借助GIS空间分析和统计分析方法,分析了东北地区不同植被物候期与气候变化的关系。结果表明:22年东北地区年均温度以升高趋势为主,年降水量以减少趋势为主;针叶林、针阔叶混交林、阔叶林、草甸和沼泽植被生长季开始日期提前受春季温度升高影响显著(P<0.05)。春季降水对植被生长季开始日期变化影响较小,仅对针叶林生长季开始日期的推迟有显著的影响(P<0.05)。植被生长季结束日期受温度变化影响较小,仅草原植被生长季结束日期提前受秋季温度降低影响显著(P<0.05)。降水对东北地区植被生长季结束日期的变化影响高于温度。随着秋季降水量的减少,针阔叶混交林、草原和农田植被生长季结束日提前(P<0.05)。草丛生长季结束日期提前受夏季降水减少的影响显著(P<0.05);农田生长季结束日期提前亦受夏季和9月降水量减少的显著影响(P<0.05)。阔叶林和沼泽植被生长季延长受春季温度升高影响显著(P<0.05);灌丛植被生长季缩短受春季降水量减少影响显著(P<0.05);草丛和农田植被生长季延长受夏季降水量增加影响显著(P<0.05)。     

祁连山不同植被类型的物候变化及其对气候的响应

基于1982—2006年GIMMS NDVI和2000—2014年MODIS NDVI遥感数据,利用double logistic拟合方法提取了1982—2014年祁连山区不同植被的生长季始期、生长季末期和生长季长度3个重要的物候参数,分析了不同植被物候期的时间变化趋势、空间分异特征及对气候因子的响应。结果表明:(1)祁连山区不同植被的生长季始期和生长季末期随年际变化表现出波动提前或推迟,其中沼泽植被的变化波动最大;草甸植被、灌丛植被、阔叶林植被和栽培植被生长季长度出现延长趋势;(2)祁连山区植被生长季始期集中在5月初,其中阔叶林植被生长季开始最早,荒漠植被生长季开始最晚,植被生长季末期集中在9月,栽培植被生长季结束较早,荒漠植被、沼泽植被生长季结束较晚,植被生长季长度集中在110—140 d,其中阔叶林植被、针叶林植被生长季长度较长,而荒漠植被、高山植被生长季长度较短;(3)祁连山植被物候期变化趋势的空间分布表明植被生长季始期、生长季末期主要表现为提前不明显和推迟不明显,生长季长度主要表现为缩短不明显和延长不明显;(4)物候要素与气候要素相关性表明前期温度的积累有利于植被的开始生长,但当年3月的降水量对植被生长季始期同样有重要作用,不同植被生长季末期与8月、9月温度相关性较大,而与10月、11月降水的相关性较大。     

基于生态地理分区的大兴安岭植被物候时空变化

植被与气候的关系十分密切,植被物候可作为全球气候变化的指示器.大兴安岭位于我国最北部,对气候变化较为敏感,研究该区植被物候的时空变化对评估全球变化对陆地生态系统的影响具有重要意义.依据中国生态地理区划图,将大兴安岭划分为4个生态研究区域,本文利用GIMMS NDVI 3g遥感数据集分析1982—2012年大兴安岭整体及各生态地理分区植被物候变化.结果表明: 研究期间,所有分区植被生长季开始日期均表现为提前趋势,生长季结束日期均表现为推迟趋势.植被物候对气候因子变化敏感,尤其是对气温的敏感程度高于降水,其中,北段山地落叶针叶林区植被生长季开始日期与春季温度呈显著负相关;除南段草原区外,其他3个分区植被生长季结束日期均与秋季降水呈显著负相关.从整体来看,植被物候随海拔、纬度的变化趋势明显.     

东北地区植被物候期遥感模拟与变化规律

使用1982—2003年GIMMS-NDVI数据,借助GIS空间分析功能,提取东北地区不同植被NDVI时间序列数据,使用分段式Logistic函数模拟了东北地区不同植被物候期,分析了1982—2003年不同植被物候期的变化趋势。结果表明:针叶林、阔叶林、草丛、草甸和沼泽植被生长季开始日期提前,生长季延长,其中沼泽植被生长季开始日期提前和生长季延长的趋势明显,针叶林次之;结束日期的变化趋势表现不一,针叶林和沼泽植被生长季结束日期推迟,阔叶林、草丛和草甸植被呈现微弱提前趋势;针阔混交林、灌丛、草原和农田植被生长季开始日期推迟,生长季缩短,其中农田植被生长季开始日期推迟和生长季缩短的趋势明显,草原次之;针阔混交林、灌丛、草原和农田4种植被生长季结束日期呈现提前的变化趋势,其中灌丛结束日期的提前趋势明显。     

藏北高原植被物候时空动态变化的遥感监测研究

利用遥感数据提取的植被物候格局及时空变化特征能很好地反映区域尺度上植被对全球变化的响应。目前关于青藏高原地区植被物候的少量报道基本上是基于物候站点的观测记录展开分析的。该文基于非对称高斯拟合算法重建了藏北高原2001-2010年的MODIS EVI (增强型植被指数)时间序列影像, 然后利用动态阈值法提取整个藏北高原2001-2010年植被覆盖的重要物候信息, 包括植被返青期、枯黄期与生长季长度, 分析了植被物候10年间平均状况的空间分异特征以及年际变化情况, 并结合站点观测记录分析了气温和降水对植被物候变化的影响, 结果表明: (1)藏北高原植被返青期在空间上表现出从东南到西北逐渐推迟的水平地带性与东南高山峡谷区的垂直地带性相结合的特征, 近60%区域的植被返青期提前, 特别是高山地区; (2)植被枯黄期的年际变化不太明显, 大部分地区都表现为自然的年际波动; (3)生长季长度的时空变化特征由植被返青期和枯黄期二者决定, 但主要受返青期提前影响, 大部分地区生长季长度延长; (4)研究区内不同气候区划植被物候的年际变化以那曲高山谷地亚寒带半湿润区和青南高原亚寒带半干旱区的植被返青期提前和生长季延长程度最为明显; (5)基于气象台站数据分析气候变化对物候的影响发现, 返青期提前及生长季延长主要受气温升高的影响, 与降水的关系尚不明确。     

中国东北城乡植被物候时空变化及其对地表温度的响应

以中国东北地区的沈阳、长春、哈尔滨3个大城市及其周边的乡村为研究单元,在像元尺度上采用小波变换法对长时间序列中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)增强植被指数(Enhanced Vegetation Index, EVI)数据滤除噪声数据后重建平滑的EVI曲线,基于EVI曲线,采用动态阈值法提取出研究区2009—2016年植被关键物候期参数指标,即植被生长季开始时间(Start of Growing Season, SOS)和结束时间(End of Growing Season, EOS),分析各研究单元植被物候时空变化特征及其对地表温度的响应特征。结果表明:各研究单元SOS和EOS值的空间分布图存在明显的城乡差异。每一个像元所属的实际位置距离城区中心越近,其SOS值越小,EOS值越大,表明植被生长季开始日期早结束日期晚,整个植被生长期时间变长。各研究单元植被物候参数指标的年际变化趋势具有一定的相似性,即SOS随时间均呈现出提前趋势,且城区和乡村的SOS年际变化趋势保持一致,变化速率各不相同。研究区2012年的SOS值是研究时段内的最大值,从植被物候期反映来看,该年是一个最冷年,这与当年受寒潮影响,出现暴雪,低温等极端天气的气候现象相吻合。各研究单元年均地表温度(Land Surface Temperature,LST)与对应的植被关键物候期参数均有显著的相关性,SOS与LST呈显著负相关,EOS与LST呈高度正相关。即植被物候同期的平均温度越高,植被生长季的起始时间越早,结束时间越晚。     

京津冀地区植被物候时空变化及其对城市化的响应

温度在调节植被物候的变化中起着重要作用,气候变暖和城市化均会对温度产生影响进而影响植被物候。基于京津冀地区2001—2020年的归一化植被指数(NDVI)时间序列影像,参照物候观测站点监测数据,采用动态阈值法提取出研究区关键物候参数,即生长季始期(SOG)、生长季结束期(EOG)和生长季的长度(LOG),分析近20年京津冀地区耕地、林地、草地不同植被的物候时空变化特征及其城乡差异,从而探讨植被物候对城市化的响应。结果表明：(1)耕地SOG分布呈现双波峰现象,林地和草地的SOG相对集中,3种植被的EOG的分布均较为集中;2001—2020年京津冀大部分地区的SOG提前,EOG推迟,LOG呈现延长的态势。(2)从城乡梯度物候差异的空间分布特征来看,整体而言耕地、林地、草地3种植被类型的城区物候与农村相比都存在SOG提前,EOG推迟的情况,并且城区与农村的物候差异幅度要明显大于城乡过渡带与农村的物候差异。(3)从城乡梯度物候差异的时间分布特征来看,2001—2020年间,研究区中新老城区、城乡过渡带和农村的SOG提前,EOG推迟,LOG延长,但耕地、林地、草地3种植被物候参数的城乡差异在逐年...     

植物物候变化研究进展

全球变化背景下,植物物候对气候变暖的响应已经成为研究热点。本文就植物物候对温度、水分、光照等气象因子的响应做了总结,并对国内外物候研究方法进行概述,特别是综合了近年来国内物候变化研究的文献,对我国植物春季物候变化情况作了统计:全球变化对我国大部分地区植被的影响主要是生长季提前,但新疆干旱区植被生长季开始日期在区域尺度上没有显著提前或者延迟趋势。由于物候研究方法的差异以及研究尺度的不同,在一定程度上弱化了研究结果的可比性,建议我国应基于目前的中国通量观测网以及各级生态监测网络,建立统一的物候监测平台,同时完善通量数据提取植物物候信息的方法,特别是阈值判定标准,为分析植物物候响应气候变化提供参考。     

北半球中高纬度地区近30年植被春季物候温度敏感性

北半球气候变暖导致植被春季物候开始日期显著提前, 温度对春季物候的促进作用是一个过程事件而非瞬时事件, 且存在空间差异。该研究在以前研究的基础上, 进一步分析温度对植被物候的作用方式, 并探讨春季物候温度敏感性的空间特征及影响因素。利用GIMMS3g卫星植被指数产品, 采用5种方法提取1982-2009年植被春季物候, 并结合格网气象数据计算植被春季物候的温度敏感性, 着重分析自然植被春季物候温度敏感性与环境因素的关系。结果表明, 温度是北半球植被春季物候的主要制约因素, 54%的像元显示温度最大效应发生在物候开始当月和之前一个月。温度主导的春季物候的像元中, 91.3%的像元指示早春温度对物候开始的促进作用。植被春季物候的温度敏感性存在空间异质性, 随着区域环境因素的不同, 年际温度标准差、累积降水量和辐射对植被春季物候温度敏感性都具有各自或协同的调控作用。     

ERRs and cancers: effects on metabolism and on proliferation and migration capacities

ERRs are orphan members of the nuclear receptor superfamily which, at least for ERRα and ERRγ display important roles in the control of various metabolic processes. On other hand, correlations have been found between the expression of ERRα and γ and diverse parameters of tumor progression in human cancers. Whereas it is tempting to speculate that ERR receptors act in tumors through the regulation of metabolism, recent data have suggested that they also may directly regulate tumor proliferation and progression independently of their effects on metabolism. The two aspects of tumoral functions of ERR receptors are the purpose of the present review.     

基于秩和检验与SVM的基因特征选取与分类方法

研究了如何提取基因图谱信息的方法问题,提出一种新的基因"标签"提取方法.该方法采用秩和检验法选取基因"标签",得到不同显著性水平下基因"标签"的数目,然后将秩和检验法和分类信息指数相结合,在与基于SVM建立的分类模型比较后,提取最合适的基因"标签",再结合分类信息指数重复数次对这些基因"标签"选取主基因,最后用SVM检验主基因选取及分类的准确率,发现准确率有所提高,说明该方法的有效性.     

乙醇与乙醛对心脏的影响及其可能机制的探讨

通过研究乙醇、乙醛对离体心脏和神经干的影响,探讨乙醇、乙醛对心脏作用的可能机制.用不同浓度的乙醇和乙醛处理牛蛙蛙心灌流标本和坐骨神经标本,用BL-420 系统对给药前后心脏的心率和振幅以及神经干最小刺激强度作记录.乙醇和乙醛可以引起神经兴奋性的改变从而影响神经冲动的传导,而且其影响具有明显的量效依赖关系,低浓度的乙醇和乙醛能使神经的兴奋性增加,高浓度则降低;乙醇对心脏的心率和振幅均有抑制作用,低浓度的乙醛对心脏心率和振幅有促进作用,高浓度的乙醛对心脏造成不可恢复的损伤.乙醇、乙醛对心脏的影响效果不同,但两者均可直接影响及通过神经而间接影响心脏的活动.     

微量元素锌和超氧化物歧化酶对产蛋鸡影响的研究

结果表明：与对照相比,加锌Ⅱ组鸡的产蛋率高（P＜0．05）,破壳率低（P＜0．01）;加锌Ⅱ组鸡的产蛋率高（P＜0．01）,破壳率降低（P＜0．01）,蛋重增加（P＜0．05）饲料消耗减少,Ⅱ组与Ⅲ组比较,生产性无显著差异。Ⅱ组和Ⅲ组肝中GOT和GPT、血清中AKP酶活性显著增加（P＜0．01）肝中AKPⅡ组明显上升（P＜0．05）,Ⅲ组显著提高（P＜0．01）,SOD酶活性Ⅱ明显增加（P＜0．05）,Ⅲ组显著上升（P＜0．01）,Ⅱ组与Ⅲ组比较,肝中GOT和AKP存在显著差异（P＜0．01）。其它酶活性各组间无明显差异（P＜0．05）。鸡蛋中的锌含量Ⅱ和 Ⅲ组大幅度上升（P＜0．01）,Ⅲ组磷脂降低（P＜0．05）,Ⅱ组不受影响（P＜0．05）。铁和各种氨基酸含量无明显变化（P＜0．05）。肝脏、肺脏、肌肉和翅羽中的锌含量Ⅱ组和Ⅲ组显著增加（P＜0．01）能脏中的锌含量Ⅱ组明显上升（P＜0．05）,Ⅲ组显著提高（P＜0．01）,心脏、脾脏和卵巢无显著影响（P＜0．05）。     

Thoughts on the origin and nature of life and intelligence on earth

Believing, for good reasons, that our Universe engenders the occurrence of Life, it is probable that Life appeared more than once on young planet Earth. The universality of our genetic code indicates though, that only one line produced a population that was cellular, autopoietic, responsive intelligently (i.e., to its advantage) to its environment, and capable of reproduction. Its evolution took time during which other intermediate or incipient forms of life disappeared. Trying to retrace ab initio the preceding chemical evolution on our young planet, we may not repeat the chemistry which led to our line. One can argue that it may be profitable to attempt to construct artificial life forms using the kind of building blocks that we learned to know through studying the chemistry of our life. Independently, computers are being built, or are planned, which possess memory that can be used appropriately (intelligently), and which to some extent can repair and reproduce themselves. Such Life does not depend on our biochemistry. However, these machines do perform as yet only partly along the lines of our human intelligence which is guided by self-awareness and a sense of individual integrity, and are thereby not equipped to search for Understanding and Self-expression.     

Studies on growth and metabolism of Oenococcus oeni on sugars and sugar mixtures

AIMS: To study the effect of sugars and sugar mixtures on the growth kinetics of Oenococcus oeni NCIMB 11648 in batch culture with the aim of producing a high cell productivity system for starter cultures. METHODS AND RESULTS: The growth of O. oeni was investigated on single sugars (glucose, fructose or sucrose) and their mixtures (glucose-fructose, glucose-sucrose or fructose-sucrose). Better growth was obtained on sugar mixtures compared with growth on a single sugar. The production system of O. oeni biomass was investigated in batch culture with or without pH control with respect to kinetics, specific growth rate and biomass yield. The effect of pH and substrate concentration on fermentation balances and ATP yield were determined. The optimal growth of O. oeni was achieved on the glucose-fructose mixture (9 g l(-1), 1 : 1) at pH 4.5 and 25 degrees C with pH control, with highest cell volumetric productivity (7.9 mg cell l(-1) h(-1)), biomass yield (0.041 g cell g(-1) sugar) and specific growth rate (0.066 h(-1)). CONCLUSIONS: The limitations to the growth of O. oeni were pH and inhibition by end product resulting in poor utilization of the medium with low cell yields. The cell productivity of the system can be improved by the appropriate use of mixed sugar growth medium. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: This study uniquely showed that appropriate sugar mixtures with the correct environmental conditions can significantly improve the productivity of O. oeni cultures.