A new approach to the design of uniquely folded thermally stable proteins

A new computer program (CORE) is described that predicts core hydrophobic sequences of predetermined target protein structures. A novel scoring function is employed, which for the first time incorporates parameters directly correlated to free energies of unfolding (deltaGu), melting temperatures (Tm), and cooperativity. Metropolis-driven simulated annealing and low-temperature Monte Carlo sampling are used to optimize this score, generating sequences predicted to yield uniquely folded, stable proteins with cooperative unfolding transitions. The hydrophobic core residues of four natural proteins were predicted using CORE with the backbone structure and solvent exposed residues as input. In the two smaller proteins tested (Gbeta1, 11 core amino acids; 434 cro, 10 core amino acids), the native sequence was regenerated as well as the sequence of known thermally stable variants that exhibit cooperative denaturation transitions. Previously designed sequences of variants with lower thermal stability and weaker cooperativity were not predicted. In the two larger proteins tested (myoglobin, 32 core amino acids; methionine aminopeptidase, 63 core amino acids), sequences with corresponding side-chain conformations remarkably similar to that of native were predicted.     

建设国际大都市的广州市区园林绿化

运用生态学方法,分析了广州市公园林生物群落、生态质量及空间分布特征．在此基础上,提出了建设广州国际大都市园林绿化的建议．     

广州市越秀公园鸟类多样性与保护对策

对广州市越秀公园鸟类的多样性进行了调查,共记录鸟类43种,隶属8目20科。其中留鸟27种,夏候鸟2种,冬候鸟8种,其它繁殖鸟6种。对夏冬季及不同生境的鸟类群落特征进行比较分析,得到夏季鸟类的数量、密度、优势度都比冬季高,而多样性指数和均匀性指数却比冬季低;南秀湖畔大草坪、金印游乐场、竹林、南秀树林、南秀湖和环市路旁6种生境中鸟类的种类、数量和多样性差异较大,以金印游乐场鸟类的多样性最高。根据公园内不同环境鸟类多样性状况提出了保护对策。     

景观格局指数间相关关系对植被覆盖度等级分类数的响应

运用景观指数进行景观格局分析已成为景观生态学的主要研究方法。但是,由于景观本身的复杂性以及景观格局指数之间的相关性,其应用与发展受到制约。选用面积/周长/密度、形状和蔓延度等3类共28个指数,以广州市中心城区为研究区域,以TM遥感影像为数据源形成植被覆盖度等级图,在景观类型水平上探讨各类型内指数之间的相关性及其对景观分类数的敏感程度。相关性分析表明:景观格局指数间都存在一定的相关性,但是相关程度差异较大,其中面积/周长/密度类指数间的相关性最强,蔓延度类指数其次,形状类指数间独立性相对较强。敏感性分析结果显示:117个指数对的相关关系都随景观分类数发生变化,根据其变化类型和程度,可以分为简单型、分段型、复杂型等3种指数关系响应的类型,分别包括12、31和74对指数;敏感曲线还表明4或5是指数对之间相关关系最敏感的分类数;不仅如此,分类数对景观格局指数之间相关关系的影响程度因景观格局指数所属的类别而异,面积/周长/密度类型指数不敏感,其次是蔓延度类指数,最敏感的是形状类指数;最后,研究结果表明景观格局指数间的相关性对分类数的敏感性存在较大的空间变异。     

基于GIS的广州市中心城区城市森林可达性分析

城市森林是城市中主要的生态功能景观,已经成为城市生态环境建设的主体。基于居民方便获取城市森林服务的要求,根据大型城市森林斑块、道路网和街区单元数据,利用ArcGIS9.2的Network Analyst工具,分析了广州市中心城区在2km步行距离内街区单元到达城市森林斑块的可达性以及城市森林斑块的承载力,并结合航片解译的树冠覆盖数据对具有不同可达性的街区单元进行了分析。分析结果表明：广州中心城区的外环高速以内的区域范围,分别有73%、46%和18%的的街区单元在步行2km、1km和0.5km距离内能够到达大型城市森林绿地斑块。从街区单元的行政归属看,以越秀区的街区可达性最好,而海珠区和原芳村区的街区可达性较差。研究范围内,0.5km内不能到达大型城市森林斑块且树冠覆盖超过30%的街区类型中,以公共管理单位类型为主,单位绿化对于树冠覆盖的贡献率大;而绝大多数以住宅类型为主的街区单元的树冠覆盖率低于10%,其中64%的街区树冠覆盖率低于5%。以街区单元为基本对象进行可达性度量,分析城市森林斑块现状分布和服务状况,并结合其树冠覆盖特征,可以明确需要重点关注区域的空间分布,可为广州市在较小尺度上的城市森林空间布局优化提供参考。     

广州市景观湖微囊藻的分类学研究

于2008年3月至2009年4月,对广州市区若干景观湖水体的微囊藻属(Microcystis)进行分类学研究。共观察到11种微囊藻,分别是铜绿微囊藻(M. aeruginosa Kützing)、放射微囊藻(M. botrys Teiling)、坚实微囊藻(M. firma Kützing)、水华微囊藻(M. flosaquae Wittrock)、鱼害微囊藻(M. ichthyoblabe Kützing)、挪氏微囊藻(M. novacekii Komárek)、苍白微囊藻(M. pallida (Farlow) Lemm.)、假丝微囊藻(M. pseudofilamentosa Crow)、史密斯微囊藻(M. smithii Komárek & Anagnostidis)、绿色微囊藻(M. viridis A. Braun)和惠氏微囊藻(M. wesenbergii Komárek),对它们的形态学特征进行描述,并比较这些种类间的形态区别。     

The use of CO2 flux time series for parameter and carbon stock estimation in carbon cycle research

Data assimilation (DA) is increasingly being employed to estimate the parameters and states of terrestrial ecosystem models from eddy covariance measurements of net carbon (C) fluxes. The length of the observation time series used varies for each study. The impact of these differences has not been quantified explicitly. Therefore, in this study, we investigate the importance of the time series length relative to observation noise and data gaps. Different length synthetic time series are used to determine the parameter and C stocks of a simple ecosystem C model. Two commonly used DA schemes are tested: the sequential Ensemble Kalman Filter (EnKF) and a batch Metropolis Markov chain Monte Carlo algorithm. Longer time series improve both the parameter and C pool estimates of the EnKF, while adversely affecting those of the Metropolis algorithm. For both DA approaches, the length of the time series has more influence on the parameter and pool estimates than the level of random noise or amount of data. In this study, the EnKF provides more robust parameter and C pool estimates than the Metropolis algorithm. Optimized parameters and states are often used as the basis for forecasting future responses. Despite having better parameter and C pool estimates, EnKF forecasts estimates have much larger uncertainties than the Metropolis algorithm forecast estimates. Finally, we suggest that the structure of simple box models, as used in this study, introduces a large degree of equifinality into DA. Neither DA scheme correctly accounts for the equifinality, but our results suggest that it is particularly problematic for the batch Metropolis algorithm.     

地形对植被生物量遥感反演的影响——以广州市为例

目前植被生物量遥感反演研究中的地形校正主要是校正地形变化对地表反射率的影响,较少考虑地形起伏引起的像元面积与实际地表面积的差异,而这种差异将导致植被生物量估算结果的偏差.在生物量遥感反演的基础上,结合地表面积计算模型和物质守恒定律,建立了生物量地形校正模型,定量分析和讨论了地形起伏对广州市植被类型面积提取和生物量准确估算的影响.结果表明:地形校正前后全市针叶林、阔叶林、草地、灌木林和园地面积分别增加6.18％、3.70％、2.86％、1.92％和1.29％;在综合分析区域生物量遥感反演中的各种不确定性的基础上,建立的各植被类型的生物量模型均具有较高精度,相关系数均接近或者超过0.9,可以满足生物量反演的要求;全市植被生物量呈现出东、北高,西、南低的分布格局,像元实际代表的林地(阔叶林和针叶林)平均生物量为61.86t/hm2,高于珠三角区域生物量平均值,但与亚热带林的顶级群落生物量水平有较大差距,林地生物量还有较大的增长空间;经过校正地形变化引起的像元面积和实际地表面积差异对生物量提取结果的影响后,植被总生物量比校正前增加了5.82％,5种植被类型的总生物量有不同程度的增加,阔叶林、针叶林、草地、灌木林和园地分别增加了7.74％,4.76％、3.34％、2.50％和1.58％.与其它的表面积计算模型相比,利用的像元地表面积模型具有较高的精度,可以满足生物量遥感估算中地形校正的需要.     

广州外来入侵植物

根据野外调查及相关文献资料,初步探讨了广州市外来入侵植物的种类组成、分布生境、生长特性、危害以及来源.结果表明:广州市现有外来人侵植物73种,隶属于27科59属,其中菊科(19种)、禾本科(8种)、豆科(7种)和苋科(7种)植物占了入侵植物总种数的56.2%.生活型分析发现,在广州有分布的外来入侵植物中,陆生草本植物最多(58种),其次为灌木(10种)、水生草本(3种),乔木种类最少(2种),它们主要生长在人类干扰比较频繁的低海拔地区.另外,基于对外来入侵植物目前在野外的生长和分布状况等生态学特性进行分析,可大致将它们对本地生物多样性危害程度分为3级,其中危害严重的有11种,危害中等的有25种,危害较轻的有37种.从原产地分析来看,61种来自于热带美洲地区,占广州外来入侵植物总种数的83.6%.与国内其他地区外来入侵植物进行比较发现,广州和广西共有种数最多,有62种,然而,对已经造成严重危害的外来植物种类,在数量上广州与香港、深圳和广西相同种类较多,分别有8种、7种和6种.对广州市目前外来植物的入侵风险(潜在威胁)的评估结果表明,对一些在其它地区已经造成严重危害的外来植物,应当加强监控,防止入侵扩散并造成重大生态灾难.还对广州市外来植物入侵的主要途径及防治策略做了简要分析和说明.     

广州市公园耐湿草本植物及其造景应用

选择广州市具有较长的自然式缓坡驳岸,且植物养护管理良好的6个公园为研究对象,调查其耐湿草本植物种类及其景观应用情况,分析广州公园耐湿草本植物造景的特点与存在的问题。研究表明,在调查区域内共记录有耐湿草本植物77种（含变种、变型和品种）,隶属26科52属,其中一年生草本26种,多年生草本50种,蕨类1种;常用的耐湿草本植物以低矮型和中型草本为主。广州公园的耐湿草本植物应用于水边造景有以下四个特点：①色彩调和,展现水乡风光;②线条变化,增添湿地趣味;③适地适草,体现热带特色;④自然种植,创造观景效果。广州公园建设宜考虑适当增加地带性的多年生耐湿草本植物种类。