城市遥感生态指数的创建及其应用

城市生态与人类生活息息相关,快速、准确、客观地了解城市生态状况已成为生态领域的一个研究重点。基于遥感技术,提出一个完全基于遥感技术,以自然因子为主的遥感生态指数（RSEI）来对城市的生态状况进行快速监测与评价。该指数利用主成分分析技术集成了植被指数、湿度分量、地表温度和建筑指数等4个评价指标,它们分别代表了绿度、湿度、热度和干度等4大生态要素。通过在福州主城区的应用表明,RSEI指数可以定量地评价和对比城市的生态质量,方便地进行时空动态变化分析。由于所选的指标完全基于遥感信息,容易获得,且计算过程无需人工干预,因此结果客观可靠、可比性强。     

基于综合气象干旱指数的石羊河流域近50年气象干旱特征分析

借助数理统计理论和GIS空间分析技术,利用综合气象干旱指数(composite index,CI),根据石羊河流域5个气象站1961-2010年实测气象资料,对石羊河流域近50a的干旱在时空上的变化特征进行分析.首先计算了各站历年逐日的CI指数,统计近50 a各站点出现的干旱过程、各时段的干旱事件,在此基础上分析了石羊河流域干旱发生的频率、覆盖范围和强度和不同等级干旱发生的多年平均日数.分析结果表明:(1)石羊河流域四季干旱发生频率均呈现北高南低的空间分布规律;在四季中,夏季干旱发生频率最高,冬季频率最低;极小值都在乌鞘岭,极大值略有不同:春、夏、冬季干旱发生频率极大值在民勤,秋季极大值在武威.(2)石羊河流域有大范围干旱发生的年份夏季和秋季较多分别有22 a、11a,冬季最少只有4a.(3)石羊河流域不同等级干旱日数总体上呈现夏季多冬季少、北部多南部少的规律,和降水量的空间分布有较好的负相关性.(4)干旱发生成因除了主要受东亚季风和西南季风的影响外,还应考虑到径流的影响.研究结果与实际情况相符,可为相关部门根据本地区干旱特征制定相应抗旱对策提供理论依据.     

季风进退和转换对中国褐飞虱迁飞的影响

利用近30年NCEP/NCAR 逐日气象再分析资料及中国褐飞虱逐候灯诱数据,分析季风指数与褐飞虱迁入量的时空关系,以探明季风进退和转换对我国褐飞虱迁入的影响。研究表明:(1)常年3月中、下旬是我国偏北季风转换为西南季风的时期,西南季风开始后的4月上旬是褐飞虱第1次大规模北迁的时期,第1次大规模北迁的主降区为华南稻区和西南稻区,随后迁向其北的其他稻区。(2)6月中旬-8月中旬是偏南季风指数达最大值的时期,也是各稻区褐飞虱北迁峰次最多、迁入量最集中的时期。(3)8月下旬至9月中旬为偏南季风向偏北季风的转换时期,也是褐飞虱北迁的终见期、南迁的始见期,第1次大规模南迁发生在这一时期内,主降区为江淮稻区和江岭稻区。(4)9月下旬至10月中旬是偏北季风的快速增强期、偏南季风的快速衰退期,也是褐飞虱南迁的高峰期。(5)10月下旬开始偏南季风撤出我国大陆,而偏北季风控制我国大陆,由北到南各稻区依次开始出现褐飞虱迁入的终见期。(6)褐飞虱异常发生年份中西南季风北上的早迟决定了褐飞虱在我国迁入始见期的早晚,而偏北季风南下的早迟则决定了我国褐飞虱迁入终见期的早晚。(7)迁入始见期滞后于西南季风的变化,迁入终见期滞后于偏北季风的变化,它们滞后的时间都为1-3候(即5-15d)。     

小兴安岭白桦次生林叶面积指数的估测

叶面积指数(LAI)是量化冠层结构最常用的参数之一,准确估测LAI对森林生态系统结构特性的研究具有重要意义.利用半球摄影图像法和LAI-2000法及半球摄影图像法结合凋落物法估测了小兴安岭白桦次生林LAI及其动态变化.首先对该林型叶凋落末期(11月初)的半球摄影图像进行合理校正(包括木质部分所占比例α,冠层水平集聚指数ΩE,校正值作为该时期常绿树种的真实LAI(LAIt),结合各调查期的凋落物数据,得到落叶季节(7-11月)的LAIt,并以该值为参考值,对比分析了两种光学仪器法估测值.结果表明:两种光学仪器法在LAI最大时期低估(分别低估2.83％、6.20％),其他时期显著高估(平均高估118.13％、89.34％),但两种光学仪器法与探讨方法估测值存在很好的相关性:LAIt=-1.1393+1.0934·LAIHP,R2=0.80; LAIt=-0.1712+0.6259·LAILAI-2000,R2=0.83.研究结果可为将来方便、快捷、准确的估测白桦次生林的LAI提供参考.     

新疆喀纳斯国家自然保护区植被叶面积指数观测与遥感估算

叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)是重要的植被结构参数,调控着植被与大气之间的物质与能量交换,在生态环境脆弱的我国西北部开展植被LAI的研究对阐明该地区植被对气候变化和人类活动的响应特征具有重要的科学意义.利用LAI-2200和TRAC仪器观测了新疆喀纳斯国家级自然保护区森林和草地的有效叶面积指数(LAIe)和真实LAI,构建了其遥感估算模型,生成了研究区LAIe和LAI的空间分布图.在此基础上,分析了LAI随地形因子(海拔、坡度、坡向)的变化特征,探讨了将其应用于估算研究区森林生物量密度的可行性,并评估了研究区MODIS LAI产品的精度.结果表明:研究区阔叶林、针阔混交林、针叶林、草地LAIe的平均值分别为4.40、3.18、2.57、1.76,LAI的平均值分别为4.76、3.93、3.27、2.30.LAIe和LAI的高值主要集中分布在湖泊和河流附近;植被LAI随海拔、坡度和坡向的变化表现出明显的垂直地带性的特点.LAI随海拔和坡度的增加呈现先增加后减小的变化趋势,坡向对针叶林和草地LAI的影响明显,但对阔叶林和针阔混交林LAI的影响较弱;森林生物量密度(BD)随LAI增加而线性增加(BD=44.396LAI-25.946,R2=0.83),研究区森林生物量密度平均值为120.3 t/hm2,估算的总生物量为5.0×l06 t;MODIS LAI产品与利用TM数据生成的LAI之间具有一定的相似性(森林R2=0.42,草地R2=0.53),但森林和草地的MODIS LAI产品分别比利用TM数据生成的LAI偏低16.5％和24.4％.     

红细胞成熟脱核机制的研究

面对解决血液来源匮乏的问题,开发新的血源已经成为当前医疗中的迫切需要,其中一种重要的手段就是体外产生功能性的红细胞,而脱核是关键的一步．虽然目前的研究表明已经可以在体外条件下产生成熟的脱核红细胞,但是诱导分化的效率相对比较低．不仅如此,我们对红细胞脱核机制研究的并不是很清楚．本文对于目前研究比较成熟的三种脱核理论,包括细胞凋亡学说、不对称分裂学说、膜泡运输理论,以及脱核过程中重要的蛋白质、microRNA进行了阐述,并对体外制备血细胞的前景进行了展望．     

山西稀有濒危植物脱皮榆群落的种间分离

通过对山西太岳山脱皮榆群落1 hm²样地内出现的14种乔木进行调查,在应用ArcGIS软件分析每个个体的最近邻体植株的基础上,采用N×N最近邻体列联表及其2×2列联表截表的方法和Pielou分离指数计算分析了脱皮榆群落的种间分离规律,并根据种间分离情况以及物种对环境的适应方式,利用PCA排序将样地中14个物种进行了生态种组的划分。结果表明:（1）该群落中出现的14种乔木构成的91个种对中,随机毗邻种对占绝大多数（74.73%）,正分离种对较少（23.07%）,负分离种对极少（2.20%）,群落趋于稳定。（2）群落的种间分离在不同种之间存在着一定的差异,脱皮榆仅与其他树种随机毗邻;正分离常发生在群落中的优势种之间,而负分离常发生在群落中的伴生种之间。（3）种间分离与群落的生境异质性和物种的生态需求具有密切的关系,即两个具有不同生境要求的物种之间常常发生正分离,而具有相同或相似生境要求的物种之间常常发生负分离。（4）脱皮榆群落中14种乔木可划分为3个生态种组。研究认为,脱皮榆群落内物种的总体分离规律为全面不分离。由生境异质性、物种间不同的生物学特性和生态需求为基础的种间关系可能是维持太岳山脱皮榆群落稳定共存的机制之一。     

吉林省农业气象干旱灾害的风险分析及区划

利用1961-2010年吉林省50个站气候观测资料、1981-2010年干旱灾情和农业经济资料,基于灾害风险系统分析理论、农田水分平衡法和综合灾害风险指数法,在分析干旱对吉林省农业影响致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防旱减灾能力的基础上,应用加权综合法得到不同单元的综合风险度指数;基于GIS技术,开展了干旱对吉林省农业影响的风险区划.结果表明:致灾因子危险性的高值区分布在西部的白城和松原大部分地区,孕灾环境敏感性的高值区分布在白城地区、松原地区、四平地区北部和通化地区南部,承灾体脆弱性的高值区主要分布在经济较发达的松原大部分地区、长春大部分地区、四平地区等,防旱减灾能力的高值区分布在松原、长春、四平、吉林和通化市区及其周边地区.考虑各因子的综合风险度,干旱对吉林省农业影响的风险可分为高风险、次高风险、中等风险、次低风险和低风险5个等级,其中,高、次高风险主要分布在吉林省中西部的白城、松原、长春和四平地区.     

不同品种荔枝对荔枝蒂蛀虫引诱活性成分的研究

首次采用顶空单滴液相微萃取(HS-SDME)结合气质联用(GC-MS)法,对比分析对荔枝蒂蛀虫具有不同引诱力的4个品种荔枝(妃子笑＞黑叶＞糯米糍＞桂味)成熟果实的果皮、幼果的挥发性物质.结果表明:挥发物组成和含量在不同荔枝品种间、同一品种荔枝不同组织间差异显著.2-乙基-1-己醇、α-姜黄烯、姜烯、β-甜没药烯、β-倍半水芹烯及β-杜松烯等6个物质主要存在于易感虫荔枝品种中,(E)-β-金合欢烯与(Z)-β-金合欢烯只存在于妃子笑成熟果实的果皮中,故初步推测这8个化合物按照一定比例复配组合后的混合物,可能是荔枝吸引荔枝蒂蛀虫的活性物质.     

丝裂原活化蛋白激酶对卵母细胞减数分裂成熟和排卵的调控作用及机制

丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号通路是一条从酵母到人中都高度保守的信号转导途径,广泛地存在于各种真核细胞中。近30多年来的研究表明,在几乎所有物种的雌性生殖细胞发育和减数分裂成熟过程中,该信号通路都发挥着至关重要的作用。特别是在包括人、小鼠和家畜的哺乳动物中,MAPK信号通路在卵母细胞恢复减数第一次分裂过程中被激活,调控纺锤体组装和细胞周期进程,并在颗粒细胞中介导促性腺激素的生理作用,促进卵丘扩展、排卵和黄体形成。虽然MAPK信号通路在雌性生殖过程中发挥着如此广泛的生理功能,并且这些功能在进化过程中高度保守,但是对于其作用机制,特别是其直接作用靶分子,在很长一段时间没有被充分研究清楚。近些年,基于一些新的基因编辑小鼠模型和理论研究成果,以及各种组学技术的广泛应用,人们进一步揭示了MAPK在减数分裂恢复过程中直接磷酸化激活RNA结合蛋白——胞质聚腺苷酸化原件结合蛋白1 (cytoplasmic polyadenylation element-binding protein-1,CPEB1),促进母源m RNA的poly(A)尾延伸,介导蛋白翻译激活。这些研究结果不但构成了目前本领域哺乳动物卵母细胞成熟和排卵机制的基本理论,也对本领域其他相关研究提供了可借鉴的研究思路。结合本研究组和其他科学家近年来的系统研究工作,我们对MAPK与卵母细胞成熟和排卵的研究进行了历史回顾,介绍了当前研究进展,提出了新近出现但尚未解决的科学问题,包括MAPK在颗粒细胞中对m RNA翻译和降解的调控,以及对翻译起始复合体、m RNA加尾酶的直接磷酸化激活等。