新区开发建设及其生态效应——以雄安新区为例

雄安新区自2017年设立为国家级新区以来，已进行了大量的开发建设，但迄今尚未见对开发建设所产生的生态效应的研究报道。因此，选取2017年和2020年的Landsat 8影像，分别代表雄安新区未开始建设和建设3年后的两个时期来对此进行对比。利用遥感空间信息技术反演出2017—2020年雄安新区开发建设以来主要地表覆盖类型的变化，并采用遥感生态指数(RSEI)对这些地表覆盖类型变化产生的生态效应进行评估。结果表明：(1)雄安新区2017—2020年间的开发建设已使建筑用地面积增加了60.01 km²,水体面积增加了8.95 km²,植被面积减少了69.29 km²。雄安新区现阶段的开发建设主要集中在区内的容城县和雄县，而安新县的开发强度较小。(2)雄安新区2017—2020年间开发建设的生态效应体现在生态改善面积大于退化面积，生态等级良好以上的面积占比有所提升。因此，新区的生态质量总体略有上升，RSEI均值从0.668上升到0.677。但3个县的表现不一，雄县和安新县的生态有所提升，而容城县则略有下降。(3)雄安新区虽经开发...     

雄安新区生态系统热消减功能研究

雄安新区作为国家确立不久的新区,建设绿色生态宜居新城区是其重大规划目标之一。近几年城市化进程加快,城市面貌变化大,城市热岛效应愈发严重,而城市生态系统中的蓝绿空间能够提供温度调节功能,消减并改善城市热环境。基于Landsat遥感数据和土地利用数据,分析生态斑块的降温效益并模拟了雄安新区生态系统的热消减功能。结果表明：（1）雄安新区各类水体中湖泊的降温距离最大,为350 m,降温幅度为1.29℃;绿地中其他林地和园地的降温距离最大,为300 m,降温幅度分别为0.79℃和0.62℃。（2）不同生态斑块温度与景观格局指数有一定的相关性,其中相关性较强的有面积（AERA）、周长（PERIM）、周长面积比（PARA）和最小邻近距离（ENN）指数,且不同类型斑块有不同的景观格局指数阈值,在阈值范围内温度呈下降趋势,城市蓝绿空间规划建设过程中可以参考各生态斑块的景观格局指数阈值开展工作。（3）雄安新区生态系统的热消减量在0.4-5.63℃之间,热消减能力突出的区域主要集中在白洋淀附近,其中湖泊发挥的作用最强,其次为分布在建成区的部分林地和草地,河渠的热消减能力相对较低,热消减能力最弱的是分布在雄安新区北边建成区的少量草地和林地。     

基于城市地表参数变化的城市热岛效应分析

以不透水面、植被、水体为代表的地表参数的变化决定了城市的热环境质量.针对福州从一个非"火炉"城市一跃成为中国新三大"火炉"之首,对福州市1976-2006年间的地表参数变化及其对城市热环境的影响进行研究.通过Landsat卫星影像反演了福州市1976、1986、1996、2006年的不透水面、植被、水体、地面温度等主要地表参数,并对其进行空间叠加分析和相关关系的定量分析.研究发现:不透水面对地面温度的影响可接近或超过植被和水体之和,查明了福州城市主要地表参数在这30a里发生的变化及其对城市热环境的影响.总的看来,城市地表不透水面斑块的增加和集聚、植被和水体面积的减少和破碎,以及通风不畅,是造成福州成为"火炉"城市的主要因素.     

城市不透水面与相关城市生态要素关系的定量分析

城市空间的快速扩展已使得原来以植被为主的自然景观逐渐被人工不透水建筑物所取代,并对区域乃至全球的生态系统造成了明显的影响.因此,准确了解城市不透水面及其与植被、水体、城市热环境的相关关系对于城市的科学规划和城市生态系统的修复具有重要的意义.以福州市为例,采用遥感空间信息技术,获得了城市不透水面、地表温度、植被和水体的信息,并对它们的关系进行了定量分析.发现了城市不透水面与地表温度之间的关系并不是一种简单的线性关系,而是一种很显著的指数函数关系,说明高不透水面比例地区的升温效应要明显高于低不透水面比例地区.多元统计分析表明不透水面是引发城市热岛的最重要因子.     

城市地表温度与关键景观要素的关系

利用Landsat ETM+遥感影像,提取上海市外环线范围内的地表温度、不透水面率、归一化差值植被指数、改进的归一化差异水体指数,定量研究地表温度与城市关键景观类型之间的关系.结果表明:地表温度与不透水面率呈显著的线性正相关( R2=0.837);地表温度与归一化差值植被指数和改进的归一化差异水体指数呈非线性关系,但地表温度与正的归一化差值植被指数和正的改进的归一化差值水体指数呈显著线性关系.鉴于归一化差值植被指数和改进的归一化差异水体指数大于0时才能真正代表植被和水体,因此,建议今后研究地表温度时使用正的归一化差值植被指数和改进的归一化差异水体指数;地表温度与不透水面率、归一化差值植被指数和改进的归一化差值水体指数的多元线性回归分析表明,不透水面起着增温作用,植被、水体起降温作用,植被较水体的降温作用大.     

区域综合生态风险评价框架——以雄安新区为例

构建区域生态风险评价框架有助于清晰地识别、评估、模拟、预测与管理区域生态风险,进而为区域生态安全网络构建和生态安全格局保障提供支撑。雄安新区的建设,使该区域面临巨大的土地利用变化,对区域生态系统的结构和功能产生不可忽视的影响,洪涝和干旱灾害对雄安新区及其周边区域生态系统具有显著的威胁。以雄安新区为例,构建包含暴露-响应关系、人为源和自然源相结合的区域综合生态风险评价框架,分别对城市化和气候变化背景下的雄安新区土地利用变化、洪涝灾害、干旱灾害三类胁迫引起的区域生态风险进行了评价和预测,确定其生态风险空间分布特征及变化趋势。结果表明：(1)从时间序列上来看,由于气候变化导致洪涝、干旱等自然灾害的影响,加上雄安新区的土地利用变化,雄安新区的生态风险在2025年后有所上升,但有序的规划和良好的地类配置使得雄安新区起步区在2025年后生态风险程度下降;(2)从空间上看,雄安新区风险高值区主要集中在白洋淀区以西和以南,以及新区东北部部分区域。最后,从土地利用管理、洪涝和干旱灾害预防等角度提出了生态风险防控对策：(1)雄安新区应坚持对土地利用的合理规划和严格管理,切实防止土地的无序利用,密切关注景观...     

城市地表热力景观格局时空演变——以长春市为例

城市热环境问题是城市气候和区域气候研究中的热点,其对城市空气质量和公共健康等有着深远影响,严重威胁城市的可持续发展。以长春市为例,基于3期Landsat ETM+影像数据(2006、2010和2014),应用覃志豪单窗算法和线性光谱混合模型获取长春市区夏季地表温度、长春市不透水面盖度和植被覆盖率,构建热力景观动态度指数,分析了2006—2014年长春市热力景观格局的时空变化特征,并探讨地表温度与不透水面盖度和植被覆盖率的关系。结果表明:研究区城市热环境整体呈恶化趋势,地表平均温度年均增长0.15℃;热力景观整体变化更为剧烈,2006—2010年热力景观综合动态度为45.39%,2010—2014年热力景观综合动态度为52.64%;城市地表高温等级热力斑块面积和数量都增大,并向郊区扩张,热力景观整体呈现破碎化;低温等级为长春市变化最为剧烈的地表温度等级,城市地表热力性质复杂化。此外,统计分析表明:长春市的不透水面每增加1%,地表温度上升0.06—0.07℃;植被覆盖率每增加1%,地表温度下降0.07—0.08℃,植被对地表温度的影响力大于不透水面。     

城市扩张过程中不透水面空间格局演变及其对地表温度的影响——以乌鲁木齐市为例

伴随着城市热岛问题的日益显现,关于不透水面与地表温度的关系研究成为热点。在遥感技术的支持下,以乌鲁木齐市主城区为研究对象,从不透水面出发,分别对不透水面类型、变化强度进行研究,探讨不透水面的时空变化特征。引入景观生态学理论,分析不透水面景观类型的空间格局及规律。以反演的地表温度为基础,分析了不透水面相关变量与地表温度的关系。结论如下:(1)研究区不透水面指数主要集中在0.3—0.7之间,占总面积的90%以上;(2) 2000年以来,15.89%的区域不透水面指数连年下降,分布在主城区,20.07%的区域不透水面指数连年上升,分布在城市的郊区,增长区域的幅度主要集中在10%以下;(3)不透水面的景观类型多样性减弱,以中、高覆盖区为主,其中高覆盖区的聚集指数最高,高达87.71,不透水面类型斑块形状由复杂向规则化推移;(4)研究区地表温度,增温明显,2000年地表温度均值25.94℃,2016年地表温度的平均值高达35.51℃;(5)不透水面对地表温度影响,存在阶段性、正负相关的交替性特征,整体表现为"M"形状;(6)不透水面类型面积百分比、不透水面类型景观指数对地表温度的影响相对复杂、差异明显,不能从单一的不透水面覆盖分析对地表温度的影响。     

基于“三生空间”的雄安新区土地利用功能转型与生态环境效应研究

基于"三生空间"土地利用功能转型与生态环境效应的研究是雄安新区完善区域生态功能的理论基石。从雄安新区"生产-生活-生态"的土地利用功能分类入手，解译1988、1998、2008和2018年4期遥感影像获取雄安新区土地利用变化数据，计算生态环境质量指数和土地利用转型生态贡献率，定量分析雄安新区"三生空间"的时空演变及其功能转型的生态环境效应。研究表明：①1988-2018年，雄安新区土地利用变化主要表现为生活用地面积持续增加，共计增加了82.35 km²，生产用地面积先升后降，累计增加了50.34 km²，生态用地面积大幅下降，共计减少了132.70 km²。②雄安新区土地利用功能转型转出面积最大的为水域生态用地，转出面积共计94.36 km²，占总转出面积的41.06%，转入面积最大的是农业生产用地，共计135.91 km²，占总转入面积的近三分之二，其他它用地类型均有一定程度的相互转换。③雄安新区生态环境质量指数呈现波动减少的变化趋势。沙地等生态质量指数较低的其他生态用地转入农业生产用地是雄安新区生态环境质量改善的主导因素，占生态环境正效应贡献率的67.04%；农业生产用地以及城镇和农村生活用地对水域生态用地的占用，则是导致生态环境质量恶化的重要因素，占到生态环境负效应贡献率的75%以上。总体看来，过去三十年雄安新区生态环境恶化趋势大于生态环境改善趋势。因此，定量研究过去30年土地利用功能转型特征及其生态环境效应演变规律，有助于为雄安新区生态文明建设的推进提供数据支撑。     

北京、天津和石家庄城市地表覆盖组分与结构特征对地表温度的影响

城市地表覆盖组分与结构特征直接影响城市地表温度和热岛强度,已成为当前城市规划与城市生态学研究的热点之一。本文以北京、天津和石家庄为研究区域,基于Landsat-8 OLI/TIRS遥感影像提取城市地表覆盖,反演城市地表温度,利用城乡梯度分析、多尺度分析及景观格局指数等方法,分析了城市地表覆盖组分与结构特征对地表温度的影响。结果表明:北京、天津和石家庄不透水地表面积分别为1103.86、610.33和326.75 km2,但北京市不透水地表比例最低,为46.70%;城市内裸土的地表温度最高,其次为不透水地表和植被,水体最低;沿城乡梯度方向上,地表温度与不透水地表比例呈显著正相关,与植被比例呈显著负相关,植被覆盖比例每上升10%,地表温度下降0.4～0.6℃;随着空间分析尺度的增大,城市不透水地表和植被比例与地表温度的相关系数呈现先增大后稳定的变化趋势;城市不透水地表、植被的斑块大小、形状以及聚集度对地表温度具有显著影响,聚集度的影响最大。城市绿地在城市热岛调节中发挥着重要作用,建议在城市中合理规划城市不透水地表与植被绿地比例和空间布局,提升城市生态系统服务和人居环境质量。     

Loss of Yme1L perturbates mitochondrial dynamics

Yme1L is an AAA protease that is embedded in the mitochondrial inner membrane with its catalytic domain facing the mitochondrial inner-membrane space. However, how Yme1L regulates mammalian mitochondrial function is still obscure. We find that endogenous Yme1L locates at punctate structures of mitochondria, and that loss of Yme1L in mouse embryonic fibroblast (MEF) cells results in mitochondrial fragmentation and leads to significant increased ‘kiss-and-run'' type of mitochondrial fusion; however, Yme1L knockdown (shYme1L (short hairpin-mediated RNA interference of Yme1L)) cells still remain normal mitochondrial fusion although shYme1L mitochondria have a little bit less fusion and fission rates, and the shYme1L-induced fragmentation is due to a little bit more mitochondrial fission than fusion in cells. Furthermore, shYme1L-induced mitochondrial fragmentation is independent on optic atrophy 1 (OPA1) S1 or S2 processing, and shYme1L results in the stabilization of OPA1 long form (L-OPA1); in addition, the exogenous expression of OPA1 or L-OPA1 facilitates the shYme1L-induced mitochondrial fragmentation, thus this fragmentation induced by shYme1L appears to be associated with L-OPA1''s stability. ShYme1L also causes a slight increase of mitochondrial dynamics proteins of 49 kDa and mitochondrial fission factor (Mff), which recruit mitochondrial key fission factor dynamin-related protein 1 (Drp1) into mitochondria in MEF cells, and loss of Drp1 or Mff inhibits the shYme1L-induced mitochondrial fragmentation. In addition, there is interaction between SLP-2 with Yme1L and shYme1L cells retain stress-induced mitochondrial hyperfusion. Taken together, our results clarify how Yme1L regulates mitochondrial morphology.     

Effects of increasing the number of players and memory size in the iterated Prisoner's Dilemma: a numerical approach

The Prisoner''s Dilemma has become a paradigm for the evolution of altruistic behaviour. Here we present results of numerical simulations of the infinitely iterated stochastic simultaneous Prisoner''s Dilemma considering players with longer memory, encounters of more than two players as well as different pay-off values. This provides us with a better foundation to compare theoretical results to experimental data. We show that the success of the strategy Pavlov, regardless of its simplicity, is far more general by having an outstanding role in the iterated N-player N-memory Prisoner''s Dilemma. Besides, we study influences of increased memory sizes in the iterated two-player Prisoner''s Dilemma, and present comparisons to results of experiments with first-year students.     

Hamilton's rule meets the Hamiltonian: kin selection on dynamic characters

Many biological characters of interest are temporal sequences of decisions. The evolution of such characters is often modelled using dynamic optimization methods such as the maximum principle. A quantity central to these analyses is the ''Hamiltonian'' function, named after the mathematician William R. Hamilton. On the other hand, evolutionary models in which individuals interact with relatives are usually based on Hamilton''s rule, named after the evolutionary biologist William D. Hamilton. In this article we present a generalized maximum principle that includes the effects of interactions among relatives and we show that a time-dependent (dynamic) version of Hamilton''s rule holds involving the Hamiltonian. This result brings together the power and generality of both the maximum principle and Hamilton''s rule thereby providing a natural framework for understanding the evolution of ''dynamic'' characters under kin selection.     

斜纹夜蛾核多角体病毒(SpltNPV)基因组EcoR I-G片段的序列分析

斜纹夜蛾核多角体病毒(SpltNPV)基因组EcoR I-G片段全长7 450bp,包括7个开放读码框vp39、lef-4、cg30、p91、vp33、tlp20、AcMNPV ORF81同源基因和一个同源区(hr).基因组排列比较分析发现,这些基因在基因组中的排列,在所有已知序列的杆状病毒中都比较保守.     

巨噬细胞特异性启动子/抗菌肽PR39基因腺病毒载体的构建及其表达

旨在构建由巨噬细胞特异性启动子调控的抗菌肽PR39基因腺病毒表达载体,检测目的基因在小鼠巨噬细胞RAW264.7中的表达。PCR扩增巨噬细胞启动子/抗菌肽PR39成熟肽基因序列,插入腺病毒穿梭载体pAdTrack中,重组穿梭质粒(pAdTrack-SP/PR39)与腺病毒骨架(pAdEasy-1)共转化大肠杆菌BJ5183,通过细菌内同源重组产生重组腺病毒载体(pAd-SP/PR39)。pAd-SP/PR39经PacI线性化后转染293细胞,包装出重组腺病毒(Ad-SP/PR39)。Ad-SP/PR39感染小鼠巨噬细胞RAW264.7,经RT-PCR和免疫细胞化学检测PR39的靶向表达特异性。成功构建了由巨噬细胞特异性启动子调控的抗菌肽PR39基因腺病毒表达载体。包装出的重组腺病毒仍然能感染小鼠巨噬细胞且高效表达抗菌肽PR39。构建的重组腺病毒能够在巨噬细胞中表达抗菌肽PR39基因,为靶向表达抗菌肽在胞内菌感染治疗中的应用奠定了基础。     

CMY-39型AmpC酶新基因亚型的序列分析与原核表达

目的对弗劳地枸橼酸杆菌所产CMY-39型AmpC酶新基因亚型进行基因克隆和重组表达。方法以产CMY-39型AmpC酶新基因亚型的弗劳地枸橼酸杆菌总基因组DNA为模板,PCR扩增CMY-39,将其克隆入pGEM-T载体后测定该核苷酸序列,再将CMY-39基因克隆到pET-32 a（＋）系统进行重组,重组菌在大肠埃希菌BL21中表达,SDS-PAGE电泳鉴定酶蛋白的表达。结果 PCR扩增出大小为1 146 bp的基因片段,与GenBank上CMY-39的基因序列同源性为99%。大肠埃希菌BL21转化pET-32 a（＋）/CMY-39重组质粒后,AmpC酶三维试验为阳性。此基因能在大肠埃希菌中大量表达,SDS-PAGE电泳显示,蛋白分子质量大约为60 kD。结论此基因为CMY-39新基因亚型,登陆号为HM565135;成功表达重组的CMY-39型酶,为进一步做酶动力学及酶的其他分子生物学特性研究奠定了基础。     

斜纹夜蛾核多角体病毒VP39-GST融合蛋白的原核表达

用PCR的方法扩增得到斜纹夜蛾核多角体病毒（Spodoptera litura multicapsid nucleopolyhedrovirus,SpltMNPV）vp39全长基因。将其克隆至原核表达载体pGEX-4T-1上,构建重组表达质粒pGEX-4T-vp39,转化大肠杆菌BL21（DE3）,在1 mmol/L异丙基硫代-β-D-半乳糖苷（IPTG）诱导下超量表达了与理论预测值相符的一个约60 kD的VP39-GST融合蛋白。VP39-GST融合蛋白的成功表达为进一步研究VP39在病毒侵染过程中与宿主细胞成分或病毒粒子蛋白间的相互作用奠定了基础。     

PR-39,一种多功能的抗菌肽

PR－39（proline-arginine-rich)是哺乳动物体内的一种含有39个氨基酸残基的小分子抗菌肽,因其富含脯氨酸而得名。分子量小（4719．7）,结构稳定,具有广谱抗菌活性。近年来许多实验研究表明,PR－39在抗肿瘤,组织修复等方面同样具有生物学作用。     

城市小尺度生态基础设施的设计方法——以雄安新区启动区为例

高速的城市化进程带来一系列生态破坏和环境污染等可持续发展挑战，需要在城市规划阶段尽量规避这些风险。生态基础设施建设倡导生态系统修复和环境协同治理的理念，是新兴城市化背景下指导城市规划的一种有效手段。目前，国内外生态基础设施建设在宏观尺度研究比较系统，而在小尺度的研究相对欠缺。我国社区等小尺度生态基础设施建设，由于规模较小，缺乏网络化构建，导致了建设后雨水内涝、面源污染问题仍层出不穷。构建了一种城市小尺度生态基础设施的设计方法和技术流程，以雄安新区启动区为研究区开展生态基础设施设计：（1）基于实际调研与理论研究分析场地现状，综合考虑自然要素、物理感知、心理感知、生态过程等相关因素构建"廊道为骨，斑块为节"的生态基础设施体系；（2）辨识区域主要动物活动、迁徙以及保护植物多样性等功能生态斑块，构建串联全城提供多种功能的系统性廊道、增加城市内部生态系统服务的结构性廊道、将生态系统服务渗入城市肌理的局部功能性廊道；（3）从景感满意度和年径流总量控制率2个方面进行生态基础设施建设预期效果评估。研究结果有助于缓解雄安新区建设所面临生态环境问题，保障人居生活环境品质，并为今后城市建设工作提供参考。