SIR传染病模型的参数反演

本文将Adams微分方程数值求解方法和神经网络技术相结合,提出了一种适合于SIR传染病模型参数反演的新方法,该方法可以根据不同的传染病类型和传染病发展的不同阶段反演得到SIR模型参数,从而为分析疫情的发展、制定和评判控制措施提供依据.最后本文以北京2003年公布的SARS疫情数据,采用上述方法进行参数反演,计算结果表明反演参数得到的SIR模型计算结果与实测数据相吻合.     

青霉素钠对萼花臂尾轮虫适合度的促进作用及其与藻密度的关系

以萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）为受试动物,在1.0×10⁶（较低）、2.0×10⁶（中等）和4.0×10⁶个细胞/mL （较高）的斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）密度下,研究了不同浓度（0、200、400、600、800和1000 μg/L）的青霉素钠对轮虫各生命表统计学参数的影响。结果表明,与各藻密度下的对照组相比,当藻密度为2.0×10⁶个细胞/mL时,200-1000 μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的生命期望和世代时间分别延长了40.67%-70.67%和34.04%-50.23%（P<0.05）,净生殖率和内禀增长率分别提高了204.35%-358.70%和36.26%-62.09%（P<0.05）;藻密度的降低或升高均显著降低青霉素钠对轮虫存活、生殖和种群增长的促进幅度。1.0×10⁶ 个细胞/mL的斜生栅藻密度下,400 μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的生命期望延长了21%（P<0.05）,200-400μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的世代时间延长了23.15%-33.13%（P<0.05）,200-600和1000 μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的净生殖率分别升高了40%-81.05%和41.05%（P<0.05）;但4.0×10⁶个细胞/mL的斜生栅藻密度下,各青霉素钠处理组中轮虫的所有生命表统计学参数均与对照组之间无显著性差异（P>0.05）。藻密度对轮虫的生命期望、净生殖率、内禀增长率和后代混交率均具有显著性影响（P<0.01）,青霉素钠浓度对轮虫的世代时间、净生殖率和内禀增长率均具有显著性影响（P<0.05）,藻密度和青霉素钠浓度的交互作用对轮虫的生命期望、净生殖率和内禀增长率也具有显著性影响（P<0.05）。在实验设置的青霉素钠浓度范围内,1.0×10⁶个细胞/mL藻密度下轮虫的生命期望、世代时间和净生殖率与青霉素钠浓度之间均具有显著的剂量-效应关系（P<0.05）;2.0×10⁶个细胞/mL藻密度下,轮虫的生命期望、世代时间和内禀增长率与青霉素钠浓度之间均具有显著的剂量-效应关系（P<0.05）。本研究结果提示,环境相关浓度的青霉素钠不会对萼花臂尾轮虫的存活、生殖和种群增长产生显著性影响。     

南渡江上游海南半鲿生物学参数估算

为研究海南半鲿(Hemibagrus hainanensis Tchang 1935)种群生物学及资源动态特征, 2019年1—12月于南渡江上游采集358尾海南半鲿, 其体长范围为42—289 mm, 体质量范围为1.14—282.79 g。利用FiSAT Ⅱ软件中ELEFAN I法估算南渡江上游海南半鲿种群参数, 其资源变动趋势则通过Beverton-Holt动态综合模型进行评估。结果显示: von Bertalanffy生长方程所描述的各参数值分别为L_∞=304.5 mm、K=0.49、t₀=–0.29, 体质量的生长拐点为t=1.95, 即TL=202.9 mm。利用Pauly经验公式和长度变换渔获曲线法分别估算出: 自然死亡系数(M)为1.05, 总死亡系数(Z)为1.22, 捕捞死亡系数(F)为0.17及资源开发率(E)为0.14, 表明其资源未处在过度捕捞状态。研究结果填补了南渡江上游海南半鲿的种群生长特性及动态特征基础资料的空白, 为其种群资源恢复和保护策略的制定提供理论依据。     

基于叶绿素荧光参数的小麦叶片叶绿素相对含量估算方法

叶绿素含量是植物学和农业相关研究领域常用的生理指标。叶绿素含量和叶片光合功能密切相关,但是现有的叶绿素含量的测定方法无法实现叶绿素含量和光合功能的同步测定和关联分析。为解决该问题,本研究通过测定35个小麦品种旗叶的SPAD值和叶绿素荧光诱导动力学曲线,分别使用不同时间的快速叶绿素荧光动力学曲线的荧光值,以及33个常用荧光参数与对应叶片的SPAD值进行相关性分析,建立线性回归模型,并使用室内和大田两组数据对回归模型进行验证。结果表明: 通过叶绿素荧光参数RC/CS_m建立的线性模型能够较好地预测叶片的SPAD值,可以用于非严重逆境胁迫下小麦叶片叶绿素相对含量的估算,从而丰富无损测定小麦叶绿素相对含量的方法,简化试验流程,实现小麦光合功能和叶绿素含量的同步测定与分析。     

柽柳灌丛关键物候参数多种植被指数遥感提取的适用性——基于CO2通量观测和Sentinel-2数据

本研究以额济纳绿洲四道桥超级站为研究区,结合2018—2019年涡度通量、气象数据和2017—2020年Sentinel-2遥感影像,分析通量塔总初级生产力(GPP)与环境因子的关系,评估12种遥感植被指数对柽柳灌丛长势模拟和关键物候参数提取的适用性。采用7参数双逻辑斯蒂函数(DL-7)+全局模型函数(GMF)拟合GPP和各植被指数生长曲线,并逐年提取生长季始期(SOS)、生长季峰期(POS)和生长季末期(EOS)3种关键物候参数。结果表明: 有效积温(GDD)和土壤含水量是影响柽柳灌丛物候动态的主要环境因子。与2018年相比,2019年由于气温较低,SOS前的积温累积速率较慢,柽柳灌丛需要更长时间的热量积累来进入生长季,从而导致2019年SOS比2018年晚。在SOS与POS之间,2018和2019年水热条件相似,但2019年POS比2018年晚8 d,可能是2019年SOS较晚所致。POS以后,2019年较高的GDD和较低的土壤含水量使柽柳灌丛遭受水分胁迫,导致其生长季后期时间缩短。标准化的Sentinel-2植被指数与10:00—14:00 GPP均值的线性回归结果表明,宽波段植被指数中的增强型植被指数和窄波段植被指数中的叶绿素红边指数、倒红边叶绿素指数、红边归一化植被指数(NDVI705)能够较好地反映与柽柳灌丛GPP具有较高的一致性。柽柳灌丛SOS和EOS的遥感提取结果表明,Sentinel-2窄波段植被指数比宽波段植被指数的准确性更高,尤其是修正叶绿素吸收反射率指数提取SOS最准确,MERIS陆地叶绿素指数提取EOS最准确;Sentinel-2宽波段植被指数提取POS的准确性更高,尤其是两波段增强型植被指数和植被近红外反射率指数最准确。综合所有物候参数来看,NDVI705综合表现最佳。     

高温对温室草莓光合生理特性的影响及胁迫等级构建

以草莓品种“红颜”为材料,采用人工控制试验对草莓苗进行动态高温(32 ℃/22 ℃,35 ℃/25 ℃,38 ℃/28 ℃和41 ℃/31 ℃;日最高温/日最低温)胁迫(2、5、8和11 d)处理,以28 ℃/18 ℃为对照(CK),测定各处理下草莓叶片的光合生理参数。通过主成分分析提取关键参数,并以此计算高温胁迫指数(Z),划分高温胁迫等级。结果表明:1)随着温度的升高,胁迫时间的延长,叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)、光饱和点(LSP)、最大净光合速率(P_max),表观量子效率(AQE)和最大光化学效率(F_v/F_m)呈下降趋势,而光补偿点(LSP)和暗呼吸速率(R_d)呈上升趋势。2)高温阻碍PSⅡ中心类囊体能量的传递(ΔW_OK＞0),加速PSⅠ末端电子受体库的还原速率,在胁迫第11天时,除32 ℃外,其他高温处理下的放氧复合物(OEC)均失活。3)各高温处理下活性氧物质(H₂O₂含量和O₂^-·产生速率)和丙二醛含量(MDA)随胁迫天数增加呈上升趋势。4)各高温处理下保护酶活性和可溶性蛋白含量随着胁迫天数的增加呈现先上升后下降趋势。通过主成分分析提取Chl a、P_max、F_v/F_m和MDA作为关键指标,并计算Z值,将高温胁迫划分为正常(1≥Z>0)、轻度(2≥Z>1)、中度(3≥Z>2)、重度(4≥Z>3)和特重(Z>4)5个等级。研究结果可为温室草莓高温灾害防御及小气候环境优化调控提供依据。     

污染物环境生态效应评价研究进展

总结了污染物环境生态效应评价的关键环节--生态受体选择、反应终点和评价参数确定等研究现状,分析讨论了这些环节目前存在的问题和今后的研究方向.个体和种群层次上的生态受体研究较为深入,相应的反应终点研究也较为成熟,但群落和系统层次上的生态受体研究较少,相应的反应终点还不能完整的表征其结构与功能发生的变化.应用能够完整反映生态系统功能及结构组织状态的反应终点,以生态系统为受体进行污染物环境生态效应评价是今后的研究方向.基于假设检验的NOEC只是一个实验设计浓度,不能构造置信区间;ECx由不同的数学模型计算的结果差异较大,置信区间随效应值x的降低而增大.研究综合假设检验与数学模型各自优点的评价参数估算方法是污染物环境生态效应评价的重要研究内容.     

黑松三种菌根苗根系构型差异及其与生长的关系

为探讨林木不同菌根根系亚宏观结构对植物生长的影响,将黑松(Pinus thunbergii)分别接种黄色须腹菌(Rhizopogen luteous,简称Rl)、彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,简称 Pt2)和美味牛肝菌(Boletus edulis,简称Be)3种外生菌根菌,研究了不同菌根苗根系构型的差异及其与黑松生长的关系.结果表明,黑松3种菌根苗的根系参数(主根长、侧根总级数、一级侧根数量及直径、吸收根分布的范围、吸收根的数量及比表面积等)均比对照有不同程度的增加,且与黑松生长呈一定的正相关性;黑松不同处理菌根苗的根系整体构型差异显著:在生长最好的Rl菌根苗根系中,主根与侧根间具不同夹角的一级侧根分布均衡,且横向生长(80～90°)的侧根较多,其它角度(60～80°和<60°)的一级侧根依次递减,使整个根系呈""型,有效扩大了根系吸收的空间范围;生长相对较差的Be菌根苗其根系不同角度的一级侧根分布不均或80～90°的侧根较少;Pt2菌根苗生长较好,其根系构型界于前二者之间;而生长差的对照苗根最少,几乎没有80～90°的一级侧根.由此可见,不同菌根菌可通过影响根系的结构发育而影响黑松苗木的生长.     

两种烟草对烟夜蛾实验种群和自然种群增长的影响

烟夜蛾对黄花烟草的产卵趋性显著高于普通烟草,为明确亲代成虫的产卵选择行为对其后代种群增长的影响,分别在室内和自然条件下,应用生命表技术测定了两种烟草对烟夜蛾的生长发育和存活、食物的转化和利用以及种群增长的影响.结果表明:(1) 室内(26±1)℃、(75±5)% R.H和16L:8D光周期条件下,与普通烟草相比,黄花烟草上幼虫的发育历期显著延长,1～3龄各期幼虫的存活率及雌蛾产卵量显著降低,种群净增殖率(R0=16.1086)和内禀增长率(rm=0.0848)减小.(2) 6龄幼虫对两种烟草的相对取食量(RCR)和近似消化率(AD)无显著差异,但是对黄花烟草的利用率(ECI)、转化率(ECD)及其相对生长率(RGR)显著下降.(3) 第二代烟夜蛾在普通烟田的种群数量呈上升趋势(I=1.0325＞1),而在黄花烟田呈下降趋势(I=0.6577＜1),第三代烟夜蛾种群在两种烟田均呈下降趋势,但普通烟田的种群增长(I=0.4571)大于黄花烟田(I=0 3592).这些结果表明,黄花烟草较不适合烟夜蛾的繁殖和种群增长,其寄主适合性不如普通烟草.     

通过快速荧光动力学曲线探测白黄瓜光系统Ⅱ的热激胁迫效应

以耐热性较强的短粗型白黄瓜和长棒型白黄瓜为试材,并以耐热性较差的‘新泰密刺'和耐热性较强的‘津春4号'为对照品种,经热激胁迫后采用植物效率仪PEA测试,进行光系统Ⅱ(PSⅡ)快速叶绿素荧光诱导动力学分析(JIP-test)及其热稳定性的热力学分析.随着热激胁迫温度的升高(在30～57 ℃下5 min),表现为PSⅡ的最大光化学效率Fv/Fm、单位面积的光合机构含有的反应中心数目RC/CSo、放氧复合体活性ρk呈"S"型下降趋势;单位反应中心以热能形式耗散的能量DIo/RC呈"S"型上升趋势.综合分析反映出热激胁迫下PSⅡ反应中心的可逆失活、放氧复合体(OEC)的钝化和热耗散的三重机制在保护PSⅡ防止光抑制中起到重要作用.热激胁迫温度超过30 ℃时ρk就开始下降;超过40 ℃时RC/CSo开始下降;超过44 ℃以上,PSⅡ热耗散能力DIo/RC才表现出增加;超过51℃时,会加重耐热性较差的新泰密刺品种PSⅡ热耗散机构对PSⅡ保护的负担.通过标准状态变性自由能变ΔGD计算的变性中点温度Tm表明,PSⅡ蛋白复合体的热稳定性优于PSⅡ反应中心复合体热的稳定性和放氧复合体(OEC)的热稳定性.对于Fv/Fm、RC/CSo、和ρk的Tm均呈现出津春4号耐热性较强,新泰密刺耐热性较差,长棒型白黄瓜和短粗型白黄瓜耐热性居中.