麻雀两性羽色的比较

鸟类对色彩有较强的区分能力。基于鸟类视觉模型的研究发现,在人类看来类似的羽色,在鸟类眼中存在差别。本研究通过量化麻雀（Passer montanus saturatus）羽毛的反射光谱以及身体量度和喉部、耳羽的黑色斑块面积,比较其在雌鸟和雄鸟之间的差异。研究发现,麻雀雌鸟和雄鸟的身体量度、喉部和耳羽的斑块面积在繁殖季和非繁殖季均无显著差异。基于鸟类的视觉模型,麻雀头顶、喉部、耳羽、腰部的羽色,在雌鸟和雄鸟间无明显分化。基于上述结果,我们认为麻雀的雌鸟和雄鸟在外形上没有表现出性二型。     

变藻蓝单体亚基的光谱特性,量子产率和荧光寿命

分离出具有荧光活性的变藻蓝蛋白的两种亚基α、β,这两种亚基的分子量分别为１７６００和１８０００。在高浓度的脲、β－巯基乙醇和低ｐＨ值（５．０）的条件下蛋白发生变性,没有荧光,复性后,最大吸收峰分别在６１０ｎｍ和６１６ｎｍ,荧光发射峰分别位于６４０ｎｍ和６４３．９ｎｍ。α亚基的荧光强度比β亚基的高得多,二者的荧光量子产率分别为０．６０和０．２６,荧光寿命相差的也很大,α亚基的荧光寿命为１．４ｎｓ而β亚基的为１．０ｎｓ,讨论了蛋白与发射团构象的作用关系及其对光谱学性质的影响。     

一种酵母细胞生长现象的实时单细胞拉曼光谱观察

用拉曼镊子观察单个即发活性干酵母(Saccharomy cescerevisiae)细胞在2.0%葡萄糖溶液中的活化过程,收集其拉曼光谱。结果发现,在某一批次的产品中,酵母细胞的1364cm-1峰强度随着细胞的活化而显著增加,531cm-1、652cm-1、1053cm-1等源自葡萄糖或葡萄糖基的信号峰也会随细胞的生长而增强,随后增强的还有1432cm-1、1448cm-1、1561cm-1等源自脂类物质的峰,而源自蛋白质及脂类的1000cm-1、1445cm-1、1655cm-1等峰的信号强度基本不变,酵母细胞代谢活跃的标志峰1603cm-1也基本不变。该批次产品中,10次实验有7次观察到上述现象,而在别的批次产品中并没有观察到该现象。用单细胞拉曼光谱实时记录了这一特殊的生长现象。     

β-谷甾醇烟酸酯的制备

采用酯化反应,将烟酰氯和β-谷甾醇合成了β-谷甾醇烟酸酯,并用红外光谱和质谱对其进行了分析。结果表明,酯化反应的最优工艺条件为mol(β-甾醇):mol(烟酰氯):mol(吡啶)= 1:3:5;反应温度91℃;反应时间6 h;用95%的乙醇进行重结晶,产率可达到75%以上;红外光谱和质谱分析表明合成产物为β-谷甾醇烟酸酯。     

基于可见光波段包络线去除的湿地植物叶片叶绿素估算

研究采用芦苇和香蒲叶片光谱及实测叶绿素含量数据,选取波段谱带范围为可见光波段400—760nm(为了避免近红外波段受叶片水分含量的影响,降低构建模型的稳定性),利用相关分析与逐步回归分析的统计学分析方法,建立叶面尺度下不同包络线去除衍生转换光谱:BD(band depth)、CRDR(continuum-removed derivative reflectance)、BDR(band depth ratio)、NBDI(normalized band depth index)与叶绿素含量估算模型。通过对入选波段的统计表明在550—750nm,特别是700—750nm(红边)波段范围内产生了较多的有效波段,是今后进行生物参量反演的重点波段范围。舍一交叉验证结果表明芦苇、香蒲和混合样本绿素含量估测的最佳模型分别为BD、CRDR和NBDI模型,其交叉验证决定系数依次为0.87、0.83和0.81,交叉验证均方根误差RMSE依次为0.16、0.15和0.33。并在此基础上利用独立样本非参数检验和多因子方差分析,探讨相关因素对于叶绿素含量估算模型精度的影响。结果表明物种差异、数据类型差异对于叶绿素回归模型的影响较大,而光谱类型差异及光谱数据与数据类型交互作用对于回归模型精度的影响较小。     

湿地土壤全氮和全磷含量高光谱模型研究

氮磷是湿地生态系统土壤中的重要营养元素,其对湿地植被生长、湿地生态系统生产力、区域富营养化变化、湿地环境生态净化功能等具有重要的影响作用。研究氮磷营养物质在湿地土壤中的分布变化特征,对湿地生态系统评估、恢复和管理具有重要的意义。以中国高纬度地区面积最大的滨海芦苇湿地——盘锦湿地为研究区,采用不同建模方法(再抽样多元逐步回归模型bootstrap SMLR和再抽样偏最小二乘回归模型bootstrap PLSR)和光谱变换技术(包络线去除CR、光谱一阶微分FD和光谱倒数的对数LR),分别建立了湿地土壤全氮和全磷含量的估算模型。基于湿地土壤实测光谱,模拟高光谱Hyperion数据和多光谱TM数据,在此基础上进行湿地土壤营养元素含量估算。对比所建反演模型的估算精度,探讨高光谱遥感技术对湿地土壤营养元素组分的估算能力和适用性。研究结果表明:bootstrap PLSR相比于bootstrap SMLR建模方法,其对研究区湿地土壤全氮和全磷含量的估算获得了较高精度;对盘锦湿地土壤全氮含量的估算,最高估算精度产生于CR光谱变换技术结合bootstrap PLSR建模;对湿地土壤全磷含量的估算,最高估算精度产生于原光谱数据结合bootstrap PLSR建模;模拟高光谱数据Hyperion对湿地土壤全氮和全磷含量的估算精度均高于模拟多光谱数据TM,模拟Hyperion的估算精度更接近于实测光谱的估算精度。     

闽江口湿地土壤全氮含量的高光谱遥感估算

氮是湿地生态系统重要生源要素,基于高光谱(350~2500 nm)遥感数据对其进行估算以实现湿地土壤全氮(TN)含量无损、快速和准确定量化具有重要意义。选取闽江河口湿地为研究区,于2013年5月,沿潮滩(高潮滩到中潮滩)采集16个土壤剖面80个样本,室内测定其光谱反射率和TN含量,并基于原始反射率(R)和光谱指数(比值指数RI、归一化指数NDI和差值指数DI)建立土壤TN含量高光谱估算模型,并进一步分析反射光谱与铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、有机质(SOM)和电导率(EC)之间的关系,以期揭示河口湿地土壤TN含量估算的机理。结果表明:土壤光谱反射率在350~600 nm,表现为高潮滩中潮滩,而在600~2500 nm,表现为高潮滩中潮滩;闽江河口湿地土壤TN含量与R在500 nm附近相关关系较好,并在490 nm有最大相关系数(-0.508);RI、NDI和DI大大提高了反射光谱与土壤TN含量的相关关系,其相关系数较高区域集中在600~1000 nm的波段组合,以RI(590,640)、RI(610,940)、NDI(940,590)、NDI(940,610)、DI(640,920)和DI(640,940)相关关系表现较好,能较好地实现研究区湿地土壤TN含量反演,其估算与检验模型r~2均大于0.610,RMSE均小于0.208,其中以RI(610,940)估算精度最好,估算与检验模型r~2分别为0.832和0.631,RMSE分别为0.178和0.202;闽江口湿地土壤TN含量与SOM含量密切相关是土壤TN含量估算的重要机理,而NH_4~+-N、NO_3~--N和盐分含量对其估算精度影响不大。     

遥感技术在鸟类生态学研究中的应用

获取鸟类活动及生境信息是鸟类生态学研究的基础, 而遥感技术弥补了传统野外调查方法的缺陷, 提供了获取多种信息的新途径。应用遥感技术的鸟类生态学研究热点从最初的种群行为观察, 到栖息地选择, 再到生境适宜性、破碎化及人为干扰探究等, 随着技术的不断发展也在扩展和变化。不同波段或组合下的遥感技术各有所长。光学遥感应用广泛, 尤其是信息量较大的红外波段图像和作为野外鸟巢及物种活动监测常用工具的红外相机; 多光谱图像常用于栖息地制图以及地物识别, 高空间分辨率的数据甚至可对鸟类种群进行直接计数; 高光谱数据则可对光谱特征相似的地物进行更为精确的区分和反演; 激光雷达遥感主要用于栖息地植被结构的三维探测, 为了解鸟类栖息地选择提供更好的依据。微波遥感在飞鸟探测上应用颇多, 近年来多极化数据在复杂栖息地精确制图上也具有优势, 但成本较高、解译复杂且推广度较低。在实际应用中, 遥感数据时空尺度的选择会影响研究结果, 部分遥感反演参数也缺乏生态学意义。多源遥感数据的结合应用能够提升制图分类的精度, 实现数据的时空分辨率互补, 优化鸟类生态研究所需参数。未来的遥感技术在鸟类生态学中的应用应致力于提供更加明确的光谱信息、相对简便的解译方法, 以及更为合理的多源数据组合方式等。     

昆明高校园林植被光合及光谱特性研究

植物生理与光谱特性是植物生态学研究的重要内容之一, 利用GFS-3000 和SVC 对云南师范大学呈贡校区10种园林植物的光合特性和光谱特性进行测量, 并进行数据分析。结果表明: (1)气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)日变化相似, 呈现“单峰”或“双峰”的变化趋势, Pn 乔木高于藤本植物, 藤本植物略高于灌木; 胞间CO₂ 浓度(Ci)和气孔限制值(Ls)整体上呈现不同程度波动变化; 正午乔木Pn 下降主要受气孔限制影响, 傍晚则主要受非气孔限制影响; 八角金盘(Fatsia japonica.)主要受气孔限制影响, 洒金叶珊瑚(Aucuba japonica)和常春藤(Hedera jelix)则受非气孔因素的影响。(2)最大净光合速率(Amax)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)总体上乔木大于灌木和藤本植物, 表观量子效率(AQE)整体上为灌木和藤本植物高于乔木。(3)PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)最大的是八角金盘, 最小的是广玉兰(Magnolia grandiflora), 荧光淬灭参数qP 和NPQ 最小的均为枇杷(Eriobotrya japonica)。(4)归一化植被指数(NDVI)、红边(λre)、光化学植被指数(PRI)与Pn、Gs、Tr 呈现较显著的相关性, 与Ci 相关性较低; 叶绿素归一化指数(chlNDI)、水波段指数(WBI)与Pn、Gs、Tr、Ci 之间表现出较低相关性; 植被衰老反射指数(PSRI)与Pn、Tr 之间相关性较高, 与Gs 和Ci 的相关性较低。光合特性与光谱特性的这种关系, 可为园林植被管理和生态监测提供参考。     

穿透雨减少下锐齿栎叶片光合色素季节动态及其反射光谱响应

通过林地穿透雨排除的方法模拟降雨减少,测定河南宝天曼自然保护区锐齿栎叶片光合色素含量与反射光谱的季节变化,对减雨处理造成的光合色素变化及其反射光谱的变化进行了定量分析,并探讨了水分控制条件下反射光谱对叶片光合色素变化的响应机制.结果表明: 锐齿栎叶片的光合色素含量和色素比率均呈现明显的季节变化.减雨样地与对照样地叶片的光合色素含量和比率在生长季的各个时期存在差异,其中,叶片叶绿素b(Chl b)含量的差异显著,说明Chl b对减雨处理的敏感性最高,叶片类胡萝卜素(Car)含量的差异较小,说明Car对减雨处理的敏感性相对较弱.550 nm处的光谱反射率对色素季节变化的响应最敏感,以其构造的简单比值指数(SR_750,550)与叶片Chl a、Chl b、总Chl和Car含量的正相关关系显著,光化学反射指数(PRI)与叶片Car/Chl的负相关关系显著.550 nm处的光谱反射率对减雨处理造成的色素变化响应最为敏感.SR_750,550对减雨处理造成的叶片Chl a、Chl b和总Chl的含量变化表现敏感(P<0.01),对Chl a/b的变化不敏感.PRI对减雨处理造成的叶片Car/Chl变化表现敏感(P<0.01).