干旱区荒漠稀疏植被覆盖度提取及尺度扩展效应

选择线性混合像元分解模型、亚像元模型、最大三波段梯度差法模型以及修正的三波段梯度差法的2个变异模型来提取植被覆盖度,结合地面实测数据,探讨了提取干旱区荒漠稀疏植被覆盖度信息的适宜模型,并以简单平均法模拟了不同尺度的覆盖度影像,通过尺度上推检验了模型在MODIS尺度上的反演效应.结果表明：线性混合像元分解模型反演覆盖度的精度高于其他模型,适于稀疏植被地区,但端元的正确选取较难,从而影响其运用;亚像元分解模型是一个通用模型,植被分类图越精细,通过亚像元分解模型得到的覆盖度精度越高,但这也同时意味着该模型需要测定大量的输入参数;最大三波段梯度差法的算法简单、易于操作,其在农田等中高植被覆盖区及裸土区的预测值与实测值接近,但对干旱区稀疏植被的估计精度偏低;修正后的三波段最大梯度差法模型在稀疏植被覆盖区的预测值与实测值基本一致,在不同尺度上反演的覆盖度信息与实测值的一致性较好.该方法可有效提取干旱区低覆盖度植被信息.     

黑河下游地下水波动带地下水与植被动态耦合模拟

采用对数正态分布模型,基于2006年黑河下游的野外实测数据,建立了研究区胡杨和柽柳植被盖度与地下水埋深的模型,并模拟了研究区的潜在植被.结果表明：黑河下游胡杨的最适宜地下水位和平均地下水位分别为2.6和3.6 m,柽柳则分别为2.0和3.0 m;胡杨的高盖度分布区主要集中在河道两侧的区域,而柽柳则可以在研究区的大部分区域以较高的盖度生存,对于研究区当前的地下水埋深而言,柽柳应该是最适宜生存的物种之一;研究区胡杨和柽柳的潜在植被空间分布与现状分布的相似性分别为43.4%和55.6%,导致相似程度不高的主要原因为土壤中存在的石膏盐盘层阻碍了土壤水分的垂直运动.     

盐度对黄鳝摄食节律和排粪时间的影响

室内研究了不同盐度(0、2、4、6、8、10和12 g·L^-1)对经过摄食驯化的黄鳝摄食节律和排粪时间的影响.结果表明：盐度对黄鳝的摄食节律没有显著影响（P>0.05）,但不同时段的摄食比例存在极显著差异(P<0.01),每昼夜只有1个摄食高峰期.黄鳝排粪分批次完成,不同盐度下其批次不同.在盐度为0（对照）、2、8、10和12 g·L^-1条件下黄鳝均为3批排粪,在盐度4和6 g·L^-1下排粪批次分别为4批和5批.不同盐度下黄鳝的同批排粪时间均存在极显著差异(P<0.01),对照组的前3批排粪时间极显著高于其它组(P<0.01),即对照组前3批排粪相对推迟4～25 h.研究结果将为盐碱、滩涂水域人工养殖黄鳝的摄食管理和水质调控提供理论依据.     

基于样带的唐古特白刺灌丛沙包空间格局尺度研究

黄河河岸与库布齐沙漠之间生态过渡带上的唐古特白刺(Nitraria Tangutorum)灌丛沙包由于遭受到不同程度的破坏而表现出一定程度的退化,空间格局尺度从一定程度上表征了其破碎化程度。我们分别应用样方方差法,小波分析,分维,谱分析以及空隙度分析等方法对鄂尔多斯高原北缘唐古特白刺灌丛沙包的空间格局尺度进行了比较研究,旨在选出适合分析干旱半干旱区白刺灌丛沙包空间格局尺度的方法,并确定研究区内唐古特白刺灌丛沙包的空间格局尺度,为保护唐古特白刺灌丛沙包提供科学依据。结果表明:(1)TTLQV法得到的格局尺度过大,而小波分析得到的格局尺度过小,分维分析得到的格局尺度除了相对较小之外,趋势也不明显,因此都不适合分析干旱半干旱区白刺灌丛沙包的空间格局尺度;(2)而3TLQV,tQV,谱分析和空隙度分析所得到的结果则相对容易接受,其大小顺序是:3TLQV>tQV>空隙度分析>谱分析;(3)独贵塔拉、呼和木独和巴拉贡唐古特白刺灌丛沙包的空间格局尺度分别为16.7～27.1m,10.2～25.0m和8.8～17.0m,这一结果将有助于在今后的研究中合理地确定研究范围和尺度。     

不同尺度下城市景观综合指数的空间变异特征研究

在GIS与RS技术支持下,采用5 m分辨率的SPOT遥感图像数据,从城市土地利用角度,利用半变异函数对不同尺度的景观多样性、聚集度与分维数的空间变异进行了定量分析.结果表明,不同尺度下3种指数的空间变异具有相似特征,各个尺度上都具有空间依赖性,尺度越小,空间依赖性越大,空间变异的细节更显著,空间自相关性对总体变异的贡献逐渐增加,但尺度过小,有时会破坏景观内部结构.不同指数的半变异函数模型在相同尺度上差异显著,说明不同景观指数在不同尺度下的半变异函数模型不具可比性.就研究上海市内部土地利用结构而言,1 km的幅度是较合适的空间尺度.景观指数空间变异特征是尺度的函数,尺度对景观格局的影响不能忽视.景观综合指数对尺度响应的生态过程揭示了上海城市空间结构的规律性:在小尺度上的复杂无规律性,中尺度上的多中心性和大尺度上的圈层结构性,但各个尺度是相互依赖的,没有绝对界限.     

保安湖—湖湾大型水生植物群落格局的研究

用地质统计学中的半方差和双对数半方差图对保安湖-湖湾(黄风口)的大型水生植物群落格局进行了研究,在不同的尺度上对群落及其主要组成种类的空间异质性进行了定量的描述。结果表明:保安湖黄风口大型水生植物群落的双对数半方差图存在线性区域,群落具有分形特征(自相似性).在不同的尺度下,群落和各组成种类空间格局具有不同的分形维数值,异质性程度存在差异。但其异质性程度不高,建议进行群落调查时,样方尺度应取520m;单一种群调查时的样方尺度取380m.       

高黎贡山南段海拔梯度森林乔木层时空动态

研究群落物种组成和多样性的时空动态对揭示生物多样性的分布规律以及预测全球变化情景下生物多样性的变化趋势具有重要意义。然而,在山地生态系统中,不同海拔梯度的森林群落物种多样性和系统发育多样性如何随着时间尺度的变化仍不清楚。该研究以高黎贡山南段东、西坡海拔梯度(960～2 878 m)森林群落固定监测样带的17个样方为研究对象,基于2004、2008和2013年乔木层(DBH ≥ 5 cm)重调查数据,分析样方内物种组成、物种多样性和系统发育多样性的时空动态变化。结果表明:(1)沿着海拔梯度,物种多样性呈现单峰分布格局,系统发育多样性呈现上升的趋势,系统发育结构呈现聚集到离散或者随机的结构。(2)在时间尺度上,森林乔木层在物种多样性和系统发育多样性上并未发生显著性变化。然而,系统发育结构随着时间的推移呈现更加聚集的趋势。(3)在海拔梯度上,东坡低海拔区域(960～1 381 m)的森林群落样方呈现显著的物种丧失,其植被完全被耕地所替代。其中,诃子(Terminalia chebula)、麻栎(Quercus acutissima)、清香木(Pistacia weinmanniifolia)、枳椇(Hovenia acerba)和假香冬青(Ilex wattii)等为主要的丧失物种。相反,物种获得主要集中在西坡低海拔的样方,群落中丰富度显著增加的物种主要为曼青冈(Cyclobalanopsis oxyodon)、华山矾(Symplocos chinensis)和台湾杉(Taiwania cryptomerioides)等。据此,我们推测高黎贡山海拔梯度森林乔木层的群落结构和多样性的动态变化在中高海拔受群落演替和气候变化的制约,而在低海拔主要受人类活动的影响。该研究结果加深了对高黎贡山亚热带常绿阔叶林植物群落动态变化的认识,也有助于该地区精准保护策略的制定。     

多约束代谢网络模型的研究进展

基于约束的基因组尺度代谢网络模型(genome-scale metabolic models,GEMs)分析已被广泛应用于代谢表型的预测.而实际细胞中代谢速率除计量学约束外,还受到酶资源可用性和反应热力学可行性等其他因素影响,在GEMs中整合酶资源约束或者热力学约束构建多约束代谢网络模型可以进一步缩小优化解空间,提升细...     

数字细胞模型的研究及应用

组学分析技术的发展推动生物学逐渐成为一门以数据分析为中心的科学。依托生物数据在细胞整体系统水平建立数字细胞模型,对于理解细胞系统组织原理和生命产生进化规律,预测各种环境和基因扰动对细胞功能的影响并指导设计人工生命具有重要意义,因此数字细胞的构建模拟设计已成为合成生物学的核心研究内容与底层支撑技术。本文重点对天津工业生物技术研究所创立十年来在数字细胞研究方面的进展进行回顾介绍,重点包括基因组尺度代谢网络模型的构建、质控以及其在途径设计和指导菌种代谢工程改造方面的应用,进一步结合近年来细胞模型研究的前沿趋势,对整合多种约束的模型的构建和分析研究方面的最新成果进行了介绍,最后对数字细胞研究的未来发展方向进行展望。数字细胞技术将与基因组测序、合成和编辑等合成生物学前沿技术一起提升人们对生命进行读写改创的能力。     

人工杉木林林分空间结构参数分析及相关性研究

基于南平松溪林场九个人工杉木林标准地的实测数据,对人工杉木林林分空间结构参数进行了评价和相关性分析,为制定杉木林和其他纯林林分空间结构优化和调整措施奠定基础.采用n=4确定林木的空间结构单元,用大小比数、角尺度和竞争指数等3个林分空间结构参数分析杉木林的林分空间结构特征.结果表明,9个标准地的杉木林大小比数都接近中庸状...