巨桉扩展蛋白EgrEXPA8和EgrEXPA10基因的克隆和表达特性分析

为探讨扩展蛋白在桉树生长发育中的作用,以在桉树初生生长到次生生长转换转录组测序中筛选出的差异表达基因EgrEXPA8和EgrEXPA10为基础,从巨桉(Eucalyptusgrandis)中克隆了2个扩展蛋白基因EgrEXPA8和EgrEXPA10,分别编码249和244个氨基酸,属于亲水蛋白,但Egr EXPA8稳定性高于Egr EXPA10。q RT-PCR分析表明,Egr EXPA8和Egr EXPA10基因均在幼叶和茎尖组织中表达量较高,在木质部和韧皮部表达量较低;且在茎顶端初生生长阶段表达量较高,而在下部次生生长节间表达量较低,可能其主要参与巨桉的初生生长或者负调控次生生长;另外在盐胁迫、茉莉酸甲酯处理下其均被抑制表达;而在水杨酸、缺硼、缺磷处理下均上调表达。这说明EgrEXPA8和EgrEXPA10在巨桉响应逆境胁迫时起到重要作用,且呈现出相似的调控方式。     

试论华南药用植物在城市及乡镇绿化中的作用

我国是“药用植物之乡”。本文概述了在华南地区约有4000种药用植物,其中约380种是城市及乡镇主要与常见的绿化用植物,这些用于绿化的药用植物不但在美化,而且还在净化环境中均起着重要的作用。本文分别列举出若干分布华南的药用植物,有作为庭园观赏或作行道树的速生乔木及配合其立体绿化用的灌木,包括藤状灌木;还有花檀用的花卉与草坪植物;另外有室内观赏的阴生植物;棚架或屋外遮阴用的木质或草质藤本;绿篱植物;护坡或护堤植物;水域或沼地观赏植物等。此外,文中还建议对若干药用,但系珍稀、濒危植物宜结合庭园绿化提供其适宜的生态环境,扩大种植面积,以保护与增加其种质资源。     

青藏高原城市扩展过程的区位因素——基于随机森林的多尺度分析

过去几十年，青藏高原快速的城市扩展过程给生态环境带来了严重威胁。区位因素会影响城市扩展的空间格局，进而改变其对区域生态环境的影响。因此，认识青藏高原城市扩展过程的区位因素特征对于保护区域生态环境具有重要意义。在全区、生物群区和生态区3个尺度上分析了区位因素对青藏高原城市扩展过程的影响。基于长时间序列城市土地数据分析青藏高原城市扩展过程。利用随机森林模型分析青藏高原城市扩展区位因素特征。研究表明，青藏高原在1990-2020年期间经历了快速的城市扩展过程。全区城市土地面积从277.4 km²增加到974.9 km²，增长了2.5倍。对青藏高原城市扩展影响最大的区位因素高程对城市扩展的重要性不断下降。与之相对，铁路因素的重要性迅速上升，其重要性从2.15%增长到10.56%，增加了3.9倍。然而，铁路建设在促进青藏高原城市发展的同时，也会对区域内近三成的濒危物种产生影响。因此，在青藏高原未来城市发展过程中，既要重视铁路对城市扩展带动作用，也要注意减少铁路对区域生物多样性的影响，进而促进高原的可持续发展。     

基于生境质量的绿洲城镇空间扩展模拟研究——以黑河中游地区为例

绿洲是生态环境极为脆弱的区域。实现绿洲城镇化与生态安全的双赢,是干旱区面临的重大问题。传统城镇空间扩展模拟研究,只是单向考虑了城镇发展趋势,而较少兼顾区域生境质量的约束。利用1992、2000、2008、2015年四期Landsat TM、ETM+、OLI遥感影像数据,以黑河中游地区为例。从城镇空间扩展与生态环境协调发展的角度出发,通过InVEST模型与SLEUTH模型的结合,将生境质量的评估结果融入到城镇扩展模型中,对研究区2015—2030年城镇扩展的土地利用变化格局进行模拟。研究表明:①生境质量整体较低,质量阶序和退化程度分异明显。高、中等级生境质量区域主要分布在黑河干流沿线和绿洲核心区,分别占5.69%、32.77%,生境退化程度高;低等级生境质量区域主要分布在戈壁荒漠区和城镇建设区,占61.54%,生境退化程度低。②生境质量对城镇空间扩展的约束作用显著。相比较无生境质量约束,2030年城镇建设用地面积和占用生态用地面积分别减少了27.08%、63.61%,并且,城镇斑块间连接性较好、集聚程度高,以"填充式"扩展为主。③城镇空间扩展总体体现了生境质量的要求。2030年新增城镇建设用地主要占用中、低等级生境质量区域,分别为34.88%、63.36%。绿洲平原区和山前洪积扇区生境质量约束较强,较2015年仅增长了51.53%、48.31%;绿洲边缘区生境质量约束性低,较2015年增长了110.18%,是未来城镇发展的潜力区。研究结果为绿洲城镇与生态环境协调发展提供科学依据。     

区域尺度城镇扩张的情景模拟与生态效应——以广西西江经济带为例

以快速城镇化的广西西江经济带为案例区,以生态重要性和开发建设适宜性为情景、利用最小累积阻力模型对城镇扩张进行模拟,进而从区域生态系统服务功能变化角度定量分析两种情景的生态效应差异。结果表明,经济带东西两翼地区生态重要性较高,中部地区开发建设适宜性较高。中小城镇在生态重要性情景中获得了较大的发展机遇,而大城市在开发建设适宜性情景下扩张更快。相同扩张强度下,生态重要性情景的区域生态系统服务功能总量下降较少,除食物生产功能外的其他各项服务功能呈现类似格局。随着扩张强度增加,两种情景下生态系统服务功能下降量之间的差异逐渐增大,从0.5%强度下的1.09亿元增大到10.0%强度下的4.05亿元。基于生态重要性的扩张情景对于保护生态环境、维持开发与保护之间的平衡更加有利,是一种相对合理的扩张方式。为开展区域层面城镇扩张情景模拟分析提供了参考,也为未来调控城镇扩展格局提供了优化情景和科学依据。     

基于增强回归树和Logistic回归的城市扩展驱动力分析

研究城市扩展驱动力对于准确判断城市发展规律,剖析演化过程和预测城市未来扩展趋势具有重要意义,同时也能为制定合理的调控政策提供指导。以沈阳市1997—2010年城市建成区变化作为因变量,选取三大类10种驱动因子,利用增强回归树(BRT)和Logistic回归两种方法分析影响城市扩展的主要驱动力。结果表明:(1)BRT分析得到影响沈阳城市扩展的驱动因子从大到小依次是:距1997年城区距离、距河流距离、数字高程模型DEM、距高速公路和铁路距离、土地利用类型、开发区规划、GDP、人口密度、坡向和坡度;(2)Logistic回归分析得到影响沈阳城市扩展的前8位驱动因子依次是:开发区、距1997年城区距离、DEM、距高速公路和铁路距离、人口密度、距河流距离、农村居民点和坡度;(3)距1997年城区距离、DEM、距高速公路和铁路距离是影响沈阳城市扩展的主要驱动力,均位于主要因子的前四位;(4)总体来说,沈阳城市扩展受邻域因子影响最大,而自然因子的影响相对较小,社会经济因子则只有开发区和农村居民点对城市扩展影响较大。     

P197E与ep8叠加突变对扩展青霉脂肪酶热稳定性的影响

为提高脂肪酶的热稳定性,作者利用重叠延伸PCR对扩展青霉脂肪酶(PEL)基因进行了体外定点突变,构建了P197E(即将第197位的脯氨酸突变为谷氨酸)与随机突变体ep8叠加突变的重组质粒pPIC3.5K-ep8-P197E。将该质粒电转化至毕赤酵母Pichiapastoris GS115中,进行异源表达。与野生型酶和单点突变酶PEL-ep8的酶学性质比较,结果表明:叠加突变体PEL-ep8-P197E在40°C温育处理30min后,残余酶活分别比野生型PEL和随机突变体PEL-ep8提高了42.13%和37.3%。叠加突变体PEL-ep8-P197E的Tm值为41.51°C,比野生型酶PEL提高了2.81°C,比随机突变体脂肪酶PEL-ep8提高了2.25°C。通过对脂肪酶PEL的叠加突变,提高了该酶的热稳定性,并为结构与功能的进一步研究提供了材料。     

思茅松中幼人工林的生物量碳计量参数

通过开展思茅松中幼人工林样地调查,基于实测数据计算了相关碳计量参数并研究了碳计量参数与相关林分因子的关系.结果表明:1)思茅松中幼人工林生物量转化与扩展因子(BCEF)的平均值为0.5483 Mg·m~(-3)(n=30,95%置信区间:0.5357～0.5609),低于政府间气候变化专门委员会(IPCC)的缺省值.BCEF和平均树高(H)、林分形高(FH)、蓄积量(V)和林龄(A)存在显著负相关(P<0.05).BCEF和平均胸径(D)负相关,但相关不显著(P>0.05).BCEF和N(林分密度)正相关,但相关不显著(P>0.05).BCEF值与林分因子的关系函数拟合效果不佳.2)思茅松中幼人工林生物量扩展因子(BEF)的均值为1.78378(n=30,95%置信区间:1.71714～1.85043),高于IPCC缺省值.BEF和D、H、FH、V和A存在极显著的负相关(P<0.01),与N存在显著的正相关(P<0.05).BEF与A和V的关系以二次曲线函数形式拟合效果较好,与N的关系则以双曲线形式较好,与FH、H和D的关系以幂函数较好.3)思茅松中幼人工林的根茎比(R)均值为0.2400(n=30,95%置信区间:0.2194～0.2606),与IPCC缺省值基本一致.R与D、H、FH、V和A有极显著的负相关关系,与N有显著的正相关关系.R与D、H、FH、V和A的关系以二次曲线的形式拟合效果较好,与N的关系则以双曲线形式拟合较好.     

近20年来苏州市城乡用地扩展及其内部特征

利用苏州市1984、1995、2000和2003年4个时段的TM数据,分别提取了城、镇、村3级用地并对其扩展过程与变化规律进行了分析。结果表明,20年间苏州市区非农建设用地面积不断扩大,扩展强度急剧提高。2003年苏州市非农建设用地总面积比1984年扩大了2.9倍,年均扩展面积810hm2。在时间序列上,非农建设用地的增长具有明显加速趋势。城、镇、村3级用地的空间变化表现为建成区>建制镇>行政村。对比城镇用地(建成区与建制镇用地之和)扩展与行政村用地扩展发现,城镇因具有较强的经济、人口等中心聚集功能,而比乡村更加能集约利用土地。换言之,加快城镇化建设有利于缓解长三角地区(甚至全国)日益加剧的城市化建设占地与农业耕地资源之间的矛盾。同时,乡村用地的紊乱无序、缺少规划的现状应引起相关部门的重视,及时整理以提高土地利用效率。     

脉冲耦合神经网络的并行加速优化算法研究

并行编程技术可以有效提高算法的执行效率。文中分别利用CPU的单指令多数据流扩展指令集（Streaming SIMD Extensions,SSE）技术和多核并行编程技术,对脉冲耦合神经网络（Pulse Coupled Neural Network,PCNN）分割算法进行并行编程优化,以减少算法的运行时间。实验结果表明,SSE技术以及多核并行编程技术大大加快了PCNN分割算法的运行速度,有效提高了算法的执行效率,在一定程度上解决了该方法计算量大、耗时多的问题,具有应用于医学图像处理的潜在价值。