浙江省生境质量时空演变与生态红线评估

生境质量是反映生物多样性状况与局地生态功能的重要指标,在高质量发展背景下研究区域生境质量的时空演变具有重要意义。以浙江省为研究区,基于InVEST模型、热点分析及地理探测器模型探究生境质量的时空演变与影响因素,并利用生境质量结果对浙江省生态红线开展了定量评估。结果表明:(1)2000-2015年,浙江省生境质量均值呈减速下降趋势,空间上形成了西北、西南、中东高和东北、中部低的分布格局;生境退化度呈现"中心-外围"的圈层辐射结构。(2)热点分析显示,生境质量与生境退化度在乡镇尺度上集聚特征相似、冷热点空间分布趋势相反。(3)地理探测分析发现,地形(高程、坡度)是影响浙江省生境质量的主要因素,植被因素(NPP、NDVI)的贡献度随时间推移逐渐增大;浙江省生境质量空间分异受到自然因子与社会经济因子的协同作用。(4)浙江省生态红线的生境质量整体较高且稳定,不同红线类型的生境质量存在差异;高生境质量区与生态红线的错位区域主要分布在浙西南、西北部山区,而北部、中部以及东部相对较少。基于此,对生态红线调整、区域生态功能区划提出对应的策略,以期提升浙江省生态空间管控。     

基于空间面板STIRPAT模型的水足迹影响因素分析——以山东省为例

随着中国水资源供需矛盾加剧，虚拟水成为地区水资源管理中不可或缺的一环，为提高地区水资源综合利用效率和探索水资源区域一体化管理提供了新思路。采用"自下而上"法核算了山东省17个城市农业、工业、生活、生态与灰水足迹，在分析2009-2018年水足迹时空分布规律基础上，综合运用探索性空间数据分析方法、面板数据STIRPAT模型和空间杜宾模型，揭示了水足迹的空间自相关特征，量化分析了人口数量、富裕程度、技术进步、城镇化和产业升级等影响因素对水足迹的本地影响效应与空间溢出效应。结果显示：①2009-2018年山东省水足迹总量均呈现波动上升的变化趋势；空间布局上呈现东部沿海和西部平原水足迹高，中部山地水足迹低的特点。②山东省水足迹具有正向的空间自相关性，相比地理位置相邻，水足迹的空间相关性受人口数量因素影响更大，表现出明显的"高高"聚集和"低低"聚集特征，但是受到经济因素的主要影响，区域间水足迹空间相关性随时间发展逐渐下降。③人口数量是山东省水足迹增长的重要来源，经济增长是推动各地区间水资源竞争关系的最重要因素。城镇化能够缓解本地水资源压力，技术进步和产业升级不仅能缓解本地水资源压力，而且通过空间溢出效应有效缓解临近地区水资源压力，是实施水资源区域一体化管理策略的重要着眼点。     

一个具暂时免疫且总人数可变的传染病动力学模型

建立了一个具常恢复率和接触率依赖于总人数的SIRS传染病动力学模型，讨论了系统平衡点的存在性和稳定性，对双线性传染率的特殊情形，给出了传染病平衡点的全局稳定性结论，推广和改进了已有的相应结果。     

免疫细胞浸润在非小细胞肺癌诊断与预后中的应用

免疫细胞浸润对癌症的诊断与预后有着重要意义。文中收集TCGA数据库已收录的非小细胞肺癌肿瘤与正常组织基因表达数据,利用CIBERSORT工具得到22种免疫细胞占比来评估免疫细胞浸润情况。以22种免疫细胞占比为特征,用机器学习方法构建了非小细胞肺癌肿瘤与正常组织的分类模型,其中随机森林方法构建的模型分类效果AUC=0.987、敏感性0.98及特异性0.84。并且用随机森林方法构建的肺腺癌和肺鳞癌肿瘤组织分类模型效果AUC=0.827、敏感性0.75及特异性0.77。用LASSO回归筛选22种免疫细胞特征,保留8种强相关特征组成的免疫细胞评分结合临床特征构建了非小细胞肺癌预后模型。经评估及验证,预后模型C-index=0.71并且3年和5年的校准曲线拟合良好,可以对预后风险度进行准确预测。本研究基于免疫细胞浸润所构建的分类模型与预后模型,旨在对非小细胞肺癌的诊断与预后研究提供新的策略。     

基于享乐价格-结构方程双模型的西宁城市湿地生态系统服务价值及影响因素研究

湿地为城市发展提供巨大的生态系统服务，但其被市场“认可”的经济价值难以准确评估。以青海省西宁市城市湿地为例，筛选房屋结构、可达性、环境、湿地等10个因子，采用享乐价格模型对110个湿地周边社区样点的因子数据(2020年)进行分析，定量分析城市湿地被市场“认可”的价值量。采用断裂点理论和加权Voronoi图模型方法等，分析了湿地生态系统服务价值的空间影响范围；构建了湿地生态系统服务价值影响因素的结构方程模型，探究了影响湿地生态系统服务价值的主要因素。结果表明：(1)2020年湟水城市湿地的总价值达到3.367亿元，约有54.3%的生态系统服务通过房产被市场转化；(2)湟水湿地单位面积的生态系统服务价值为151.916元/m~2,生态系统服务价值由大到小排列：火烧沟(1.632亿元)>海湖湿地(0.710亿元)>宁海湿地(0.629亿元)>北川湿地(0.330亿元);(3)湿地生态系统服务价值占房产总价值的比例达到2.04%,位列10个因素中的第7位；线性函数模型结果显示，购买者对湿地的边际支付意愿是0.12元/m~2,即购买者愿意为房产与湿地之间的距离每缩小1m而多支付...     

碳储存变化背景下东营市海岸带生态系统保护修复

生态修复是指在不同人为干预程度下，协助已遭受退化、损伤或破坏的生态系统恢复的过程。我国海岸带地区资源丰富、位置优越，但过度的开发建设活动严重破坏了当地的生态环境，急需对受损的海岸带生态系统进行保护和修复。以东营市海岸带地区为例，运用InVEST模型对其2005、2010、2015和2018年4个时间段的碳储存功能进行评估并分析碳储存及"碳源碳汇"的动态变化，以间接反映出区域生态系统的稳定性和健康程度。结果表明，2005-2018年东营市海岸带碳储存功能持续减弱，13年间碳储存总量减少了1.341×10⁶ t，生态系统碳储存功能受到严重破坏，其中有8.68×10⁴ hm²生态系统碳储存功能评价等级为差和极差，空间上受损最为严重的区域主要分布在岸线附近的北部、东北部和东南部。按照东营市海岸带碳损失空间差异和生态系统演替规律，从3个方面提出相应的修复方案，包括加强恢复区保护力度、稳定碳储存能力，整顿辅助区粗放模式、塑造碳储存廊道和退还重建区滨海湿地、扭转碳损失趋势，以期通过改善和恢复研究区海岸带生态系统碳储存功能，实现对受损生态系统的有效保护和修复。     

武汉城市圈生态网络时空演变及管控分析

武汉城市圈正历经城乡发展转型升级和空间格局调整，生态用地受到一定挤压和切割占用，生态系统功能和景观生态格局受到一定程度的扰动，为贯彻生态文明建设和绿色低碳环保发展的要求，构建以生态廊道、生态节点所组成的整体城市圈的生态网络空间体系。基于形态学空间格局方法和最小累积阻力模型构建4个时期（1990、2000、2010和2018年）的生态网络，利用景观连通性指数和重力模型对源地和廊道进行重要性评价，并提出武汉城市圈生态网络管控的建议。结果表明：（1）1990-2018年，武汉城市圈生态源地总体上表现为逐渐减少的趋势，从16个减少为10个；从空间上看，大型源地斑块并未发生变化，主要分布在研究区南部和北部，林地和水域是生态源地的主要组成景观，但细碎斑块大量减少对区域生态网络具有较大影响。（2）4个时期研究区的生态廊道分别为66条、120条、99条和45条，廊道数量呈现减少的趋势；重要廊道主要分布在研究区北部和东南部，对南北之间的物质和能量交换具有重要作用。（3）景观连通性南北高东西低，中部地区受人类活动干扰综合阻力大，东西部生态节点较少，物种迁移阻碍较大。（4）通过建设踏脚石、修复生态断裂点和廊道差异化保护策略以增强区域景观连通性，促进生物多样性保护，提升生态网络的稳定性。"两型社会"试验区设置后武汉城市圈生态网络水平呈现优化态势，但生态源地之间的相互作用关系还有待增强。研究结果为城市圈未来的国土空间规划和重要生态系统保护和修复工程提供科学参考。     

基于InVEST模型的疏勒河流域碳储量时空变化研究

研究区域土地利用方式与生态系统服务碳储量的关系，对于区域生态系统保护及经济社会可持续发展具有重要意义。利用InVEST模型碳储量模块和CA-Markov模型，探究并预测疏勒河流域1990-2015及2015-2040年流域生态系统碳储量时空变化特征及其与土地利用方式之间的关系。结果表明：疏勒河流域1990、1995、2000、2005、2010、2015年碳储量分别为7.994×10⁸、7.996×10⁸、7.998×10⁸、8.038×10⁸、8.064×10⁸、8.071×10⁸t，呈逐年增加趋势，累计增加7.7×10⁶t。土地利用类型变化是导致生态系统碳储量变化的主要因素，未利用地向耕地和草地转化有利于碳储量增加，而草地向耕地和未利用地的转化则导致碳储量减少。疏勒河流域碳储量存在显著的空间格局，碳储量较高区域呈现"北部点状-中部带状-南部点状片状"特征，这种分布格局与流域土地利用类型紧密联系。预测表明至2040年疏勒河流域碳储量为9.128×10⁸t，较2015年增加13.1%，主要原因是草地、耕地和林地面积较大幅度增长，提高了流域内的碳储量。     

基于野外观测检验动物廊道选址模型的准确性——以白头叶猴为例

廊道构建是减少栖息地破碎化负面影响的重要策略之一。目前，已经有许多模型用于动物廊道的选址，而"选址模型是否能准确预测动物迁移的实际发生位置"一直是保护生物学最为关注的问题。最小成本路径模型（LCP）和条件最小成本廊道模型（CMTC）是两种较为常用的廊道选址模型。以白头叶猴（Trachypithecus leucocephalus）为目标物种，分别运用LCP和CMTC模拟生成白头叶猴迁移廊道，将模拟结果与野外观测廊道进行对比，检验两种方法的准确性。结果表明：与野外观测实际廊道相比，LCP模型模拟结果的完全准确率为46.7%，部分准确率为20%，完全不准确率为33.3%；CMTC模型模拟结果的完全准确率为26.7%，其余73.3%为部分准确，无完全不准确的结果；总体上看，CMTC廊道的准确率较LCP高，因而CMTC模型模拟白头叶猴实际迁移廊道位置的准确性优于LCP模型。输入"源"要素类型、阻力面栅格尺度设定、栖息地土地利用类型变化以及动物迁移行为复杂性4个因素是影响该模拟结果准确性的主要原因。     

Process-oriented ecological modeling approach and scientific workflow system

A scientific workflow system is designed specifically to organize, manage and execute a series of research steps, or a workflow, in a given runtime environment. The vision for scientific workflow systems is that the scientists around the world can collaborate on designing global-scaled experiments, sharing the data sets, experimental processes, and results on an easy-to-use platform. Each scientist can create and execute their own workflows and view results in real-time, and then subsequently share and reuse workflows among other scientists. Two case studies, using the Kepler system and BioVeL, are introduced in this paper. Ecological niche modeling process, which is a specialized form of scientific workflow system included in both Kepler system and BioVeL, was used to describe and discuss the features, developmental trends, and problems of scientific workflows.