Biome-BGC模型模拟阔叶红松林碳水通量的参数敏感性检验和不确定性分析

生态过程模型的发展为研究者在长时间序列和区域尺度的研究提供了便利, 但模型模拟的准确性受到模型自身结构、模型参数估计合理性的影响。敏感性分析能够定量或定性筛选出对模型模拟结果影响较大的敏感参数, 是模型参数校准过程中的重要工具, 也是建模和应用的先决条件。该文以阔叶红松林为研究对象, 采用全局敏感性分析方法——傅里叶幅度灵敏度检验扩展法(EFAST)对Biome-BGC模型的生理生态参数进行了敏感性分析, 分别分析了红松(Pinus koraiensis)和阔叶树的净初级生产力(NPP)、蒸散(ET)对参数变化的敏感性。结果表明: (1)模拟红松NPP的不确定性高于阔叶树, 但二者的模拟ET的不确定性均较小。阔叶树的NPP和ET对生理生态参数的敏感性总体上都小于红松。(2)无论是红松、阔叶或其他植被类型, 模拟NPP均表现出对叶片碳氮比、细根碳氮比、比叶面积(SLA)和冠层截留系数的敏感性, 这4个参数的高敏感性主要是由模型自身结构所决定的, 与植被类型和研究地区的关系较小。对模拟ET而言, 细根与叶片碳分配比、新茎与新叶碳分配比和SLA均是影响红松和阔叶树ET的敏感参数, 但红松ET主要受参数与参数间的二阶或多阶交互作用的间接影响, 而阔叶树ET则主要是受到敏感参数直接效应的影响。(3)除了上述影响红松和阔叶树碳水通量的共性参数外, 诸如核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶中叶氮含量、叶片与细根周转率、所有叶面积与投影叶面积之比等也是对模拟结果有影响的重要参数, 但是其敏感程度随物种不同和研究区不同而不同, 所以这类参数可以根据具体情况进行参数本地化, 对于其他不敏感参数则可以采用模型缺省值。     

景观格局指数相关性的幅度效应

以TM遥感图像为数据源,选择江苏盐城大丰地区一块1764km2的研究区,运用地理信息系统技术处理得到该研究区的景观类型图,选取景观水平上4种类型的32个景观指数进行计算,分析了不同幅度对景观指数间相关关系的影响。结果表明:随着研究幅度由0.5km到14km的逐渐增加,同类型景观指数间相关性幅度效应最为显著的为面积、周长、密度指数,其次是蔓延度、指数和形状指数,最后是多样性指数;不同类型景观指数间相关关系的幅度效应中,面积、周长、密度指数与其他类型指数间的相关关系较好,形状指数与多样性指数间的相关性则较差;且大部分景观指数间相关关系发生质变的空间幅度为3km×3km后,且随着研究幅度的增加,大部分发生质变的指数逐渐表现出不相关。该研究为不同幅度下景观指数的选取提供了参考。     

变温对甘蓝夜蛾生长发育和繁殖的影响

【目的】明确自然变温环境对甘蓝夜蛾Mamestra brassicae生长发育和繁殖的影响,深入研究其对环境温度的适应性。【方法】在13~25℃(日平均19℃), 16~28℃(日平均22℃), 19~31℃(日平均25℃), 22~34℃(日平均28℃)和25~37℃(日平均31℃) 5个梯度变温条件下,以大豆Glycine max植株叶片为寄主材料饲养甘蓝夜蛾卵,测定其各虫态发育历期、发育速率、成虫繁殖力及发育起点温度和有效积温。【结果】变温范围为13~25℃时甘蓝夜蛾发育历期最长,世代发育历期为65.93 d,显著长于其他变温处理。且随温度升高,其发育历期缩短,变温范围为22~34℃时,该虫发育历期最短,世代发育历期为38.46 d,显著短于其他变温处理。在变温范围为25~37℃时,该虫不能正常完成个体发育。在日平均温度(T)19~28℃范围内(最大温差12℃),甘蓝夜蛾卵、幼虫及蛹期的发育速率随温度升高而加快,且各个虫态发育速率(V)拟合方程均符合线性方程模型：V_卵期=0.125+0.048T, V_幼虫期=0.023+0.012T, V_蛹期0.027+0.013T, V_成虫=0.073+0.47T。甘蓝夜蛾雌雄成虫的寿命随着日平均温度的升高而逐渐缩短,雌雄成虫寿命在日变温范围13~25℃时最长,分别为7.91 d和8.00 d;在变温范围22~34℃时最短,分别为3.00 d和3.57 d。甘蓝夜蛾卵、幼虫、蛹、成虫发育起点温度分别为7.98, 6.54, 9.36和10.78℃,有效积温依次为87.00, 607.36, 351.51和108.52 d·℃。16~28℃的变温范围更适合甘蓝夜蛾种群的生存与繁殖,其种群趋势指数I为117.81。【结论】甘蓝夜蛾属于偏低温适应性害虫,对高温环境适应能力较低。研究结果为进一步研究甘蓝夜蛾自然种群发生规律及其发生期、发生量预测预报提供了科学依据。     

人体脉搏的测量与分析

人体脉搏信息反映了人体内部各器官的健康状态。本文介绍了一种用压力传感器实现脉搏测量的系统设计及测量方法,并对测量的脉搏信号进行了频谱分析和讨论,其分析结果与人体生理状况是相符的。     

A型肉毒杆菌毒素水凝胶去神经支配作用的定量研究

目的：探讨改变剂型后的A型肉毒杆菌毒素（BTXA）的生物活性是否存在,并对其去神经支配作用进行定量分析。方法：SD大鼠36只,随机分成4组。A~D组随机一侧腓肠肌肌内注射BTXA水溶液0.1 ml（5U）、BTX-A水凝胶0.1 ml（12.5U）、0.1 ml（5U）及0.1 ml（2U）,对侧腓肠肌肌内注射0.1 ml相应溶剂。于用药前、用药后5d、2周、3周、1个月、2个月及3个月分别测定双侧腓肠肌复合动作电位（CMAP）,并记录波幅。结果：不同时间段用药侧与对侧腓肠肌CMAP波幅的下降幅度比较有非常显著性差异（P〈0.01）,用药后的用药侧与对侧腓肠肌CMAP波幅的下降幅度均明显高于用药前（P〈0.01）;各组间的用药侧与对侧CMAP波幅的下降幅度比较有非常显著性差异（P〈0.01）,A组及B组的下降幅度明显高于C组及D组（P〈0.01）,A组及B组比较则没有显著性差异,C组的下降幅度高于D组（P〈0.01）。结论：水凝胶剂型的BTXA不仅保存了其去神经支配的生物活性,且表现明显的量效关系和时效关系。     

三种稻飞虱在高温变温下的生态表现

在大型人工气候箱内模拟自然高温变温(27℃-38℃)下研究褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱等3种稻飞虱种群的表现,并以恒温28．3℃为对照。发现3种稻飞虱的卵孵化率在变温下暴露5天,10天后,除白背飞虱卵孵化率在10天处理下比对照下降30％外,其他几种处理均和对照无显著差异;从发育历期来看,各虫种卵的发育速率随变温处理时间的延长而加快;3种稻飞虱若虫在变温处理5天后,褐飞虱,白背飞虱和灰飞虱的生存率依次为20％,30％和55%,明显低于对照;变温处理10天后,白背飞虱无一个体生存;褐飞虱比对照低75％．灰飞虱低50％;褐飞虱和白背飞虱雌成虫寿命明显比对照短;灰飞虱雌成虫的产卵量各处理间无显著差异,但白背飞虱和褐飞虱的产卵量在变温处理8天后,仅为对照的40％和80％,变温处理15天后,分别为对照的15％和54％。     

高温对二化螟实验种群生长、存活和繁殖的影响

以2 7℃和30℃恒温为对照,研究了平均温度在2 7～2 9.2℃内的5种变温条件下(每天2 0 h的适温2 7℃和12 :0 0～16 :0 0的高温处理,分别为日最高气温2 7℃、30℃、33℃、36℃、4 0℃)二化螟实验种群的发育历期、存活率和繁殖力的影响,组建了特定年龄生命表和繁殖力生命表。结果表明高温可导致二化螟种群的发育速率延缓、存活率和生殖力下降,主要表现在幼虫历期随日最高温度的升高而延长,36℃时延至12 d以上;在日最高气温高于33℃时,其存活率从2 7℃时的30 .3%降至36℃时的13.1%和4 0℃时的5 .5 % ,繁殖力也从30℃时每雌产卵量14 8.7粒减至36℃时的70 .5粒。因此,夏季异常高温可能是二化螟田间种群数量增长的一个重要抑制因子     

利用温度调节实现新型重组菌高效转化甘油为D-乳酸

油脂水解来源的甘油将是未来发酵工业主要原料之一.文中探索D-乳酸高产大肠杆菌Escherichia coli CICIM B0013-070菌株不同培养温度下好氧与厌氧代谢甘油的特征后,建立并优化了一种新型D-乳酸变温发酵工艺,甘油到乳酸的得率由64％提高到82.6％.另外,在B0013-070中引入了温度诱导型乳酸脱氢酶的转录系统,甘油到乳酸的得率进一步提高到88.9％.     

驯化温度与急性变温对南方鲇幼鱼皮肤呼吸代谢的影响

为了考查鱼类皮肤呼吸代谢的温度反应特征,在不同驯化温度(10、20、30℃)及双向急性变温(10→20℃、20→30℃、10→30℃;20→10 ℃、30→20℃、30→10℃)条件下采用自行设计的皮肤呼吸代谢装置测定麻醉后南方鲇(Silurus meridionalis)幼鱼的皮肤耗氧率(MO2skin)及鳃部耗氧率(MO2gill),并计算整体耗氧率(MO2total).研究显示:南方鲇幼鱼的MO2skin占MO2total 的16.4％-19.0％,随着驯化温度的升高,MO2skin上升的幅度显著低于MO2total(P＜0.05),MO2skin占MO2total的比例则呈下降趋势;急性升(降)温组的MO2skin与升(降)温前驯化温度组相比显著升高(降低)(P＜0.05),却与相应温度驯化组的MO2skin无显著性差异(P＞0.05);急性变温组MO2skin的Q10值与驯化温度组的差异不显著(P＞0.05),却显著低于MO2total的Q10值(P＜0.05).通过相关资料比较发现,南方鲇幼鱼MO2skin占MO2total的比例处于中上水平.研究表明,在驯化温度和急性变温条件下,实验鱼的MO2total分别存在代谢补偿反应和急性胁迫反应;MO2skin与MO2total的温度反应不同,它既不是一个完全的化学反应过程,也不是生物反应过程,而更倾向于是一个物理的扩散过程.     

TDZ和KNO3对芋试管球茎诱导的影响

与浓度为5.0 mg·L-1的6-BA相比,浓度为0.2 mg·L-1的TDZ (thidiazuron)可以显著提高4个品种芋的单瓶试管球茎的个数.浓度为50 mmol·L-1的KNO3对芋试管球茎数量影响不大,但对鲜重有较大影响,单瓶试管球茎的鲜重提高幅度为12.9%.