一种生长曲线的参数估计方法

本文在现有文献研究的基础上,对生长曲线的参数估计问题又作了进一步研究,给出了一种生长曲线参数估计的方法,并进行了示例计算．     

ROC曲线分析在评价入侵物种分布模型中的应用

生态位模型（ecological niche models,ENMs）已广泛应用于物种潜在分布区预测,ENMs的应用也为外来入侵物种的风险分析提供了重要的定量化分析工具,但如何评价不同模型之间的预测效果成了当今研究的热点问题。本文介绍了受试者工作特征（ROC）曲线分析在评价不同生态位模型预测效果中的应用原理和分析方法,并以一种植物病原线虫-相似穿孔线虫（Radopholus similis）为例,应用ROC曲线分析法对其5种模型（BIOCLIM,CLIMEX,DOMAIN,GARP,MAXENT）的预测结果进行了比较分析。5种模型的ROC曲线下面积AUC（Area Under Curve）值分别为0.810,0.758,0.921,0.903和0.950,以MAXENT模型的AUC值最大,表明其预测效果最好;方差分析结果表明,除GARP与DOMAIN模型之间AUC值差异不显著外,其余各模型之间差异显著。     

京津冀地区污染物排放与城市化过程的耦合关系

我国快速的城市化发展不仅带来了经济的迅速发展和人口的大量聚集,同时也对资源和环境产生了巨大的影响。在城市化进程较为快速的城市群地区,城市化带来的生态环境胁迫尤为突出。以典型污染物为指标,定量研究了京津冀地区13个城市在2000年、2005年、2010年的工业和生活污染物的排放总量、人均排放量、排放效率、排放强度的时空特征,研究了经济发展与污染物排放的定量响应模式,以探讨污染物排放与城市化的耦合关系。研究发现:(1)京津冀地区的污染物排放空间分异特征显著,其中北京的生活污水、生活COD等污染物排放总量为地区内最高,唐山、天津、石家庄等城市的工业污染物排放高于其它城市。(2)北京、天津工业污染物的排放效率较高,人均排放量、排放强度低于其它城市。(3)2000—2010年间,京津冀地区的生活污水、工业废气、工业固废排放显著增加(P0.05),而其它生活和工业污染物排放量、排放效率和排放强度等呈显著下降趋势(P0.05)。(4)京津冀地区的工业废水、工业和生活SO2、生活烟尘、工业固废和工业废气等污染物的排放量与经济发展存在环境库兹涅兹曲线特征(R20.5,P0.05)。定量揭示了京津冀地区污染物排放的时空分布特征及其与城市化发展的关系,可为城市群区域污染物排放的管理及环境保护政策的制定提供科学参考。     

高脂饮食联合链脲佐菌素对小鼠糖脂代谢及炎症的影响

观察高脂饮食联合链脲佐菌素(STZ)对小鼠糖脂代谢及胰岛功能损伤的影响。将体质量为18~20 g的SPF级雄性C57BL/6J小鼠40只,随机分为对照组和模型组,每组20只。对照组小鼠饲喂对照饲料,模型组小鼠饲喂高脂饲料。1周后,禁食16 h,测量小鼠体质量与空腹血糖;尾静脉采血,分离血清;每周1次,连续4周。4周后,对照组小鼠腹腔注射柠檬酸缓冲液,模型组小鼠腹腔注射STZ,剂量为40 mg·kg~(-1),每天1次,连续3 d。继续饲养2周后,测量随机血糖,以小鼠血糖≥16.7 mmol·L~(-1)者即判定为2型糖尿病。对照组及2型糖尿病小鼠经腹腔注射葡萄糖以进行糖耐量试验。与对照组同一时间的体质量和血糖进行比较,模型组小鼠体质量、血糖均升高,除第1周血糖外,差别均有统计学意义(P0.05)。采用重复测量方差分析,发现喂养时间对体质量(F=200.831)和血糖(F=7.025)均有影响,差异有统计学意义(P0.05);不同喂养时间对低密度脂蛋白(F=30.793)、甘油三酯(F=34.027)和高密度脂蛋白(F=30.793)均有影响,差异有统计学意义(P0.05)。不同饲料喂养与不同喂养时间对体质量和甘油三酯存在交互作用(P0.05)。比较糖耐量曲线发现,成模小鼠较对照组小鼠糖耐量降低。采用ELISA试剂盒检测小鼠血清中TNF-α含量,成模小鼠的TNF-α含量高于对照组,差异有统计学意义(P0.05)。高脂饮食可导致C57BL/6J小鼠糖脂代谢紊乱,给予STZ后引起了小鼠糖耐量降低及炎症损伤,高脂饮食联合STZ可提高小鼠2型糖尿病模型的成模率。     

木本植物水力学结构之导管长度研究进展

导管作为多数被子植物木质部水分运输的主要通道, 了解其结构及功能对研究被子植物水力学特性及植物对环境的适应性有着重要的作用。导管长度作为导管解剖特征之一, 对水分运输的安全性及有效性有着重要的影响。该文概述了导管长度测量及计算的方法, 导管长度在种内及种间的分布, 导管长度与导管直径的关系, 导管长度与导水率的关系及导管长度对建立栓塞脆弱曲线的影响, 并对未来导管长度的研究工作重点提出了建议: 1)改进灌注物质, 使灌注更加充分且更利于观察、提高计算精度、发展活体动态测量技术; 2)建立导管在植物不同器官及整体的分布网络以及不同生活型、不同地区的导管长度数据库; 3)对导管直径在导管方向的变化, 导管长度与其他导管特性之间的关系进行研究; 4)光学测量建立栓塞脆弱曲线技术的兴起, 可为解决离心机法建立栓塞脆弱曲线的真实与准确与否的争议提供新的方向。更深入地了解导管长度在植物水力功能中担负的角色, 可以为耐旱、抗旱品种选育提供理论基础。     

基于Maxent 生态位模型的水葫芦在中国的适生区预测

水葫芦(Eichhornia crassipes), 原产南美洲,是目前世界上危害最严重的多年生水生杂草之一。利用Maxent 模型进行水葫芦的适生区预测,并运用ROC(Receiver operating characteristic)曲线进行结果分析,同时, 使用刀切法检测环境变量对该物种分布的重要性。结果显示, 训练集和测试集的AUC 值分别为0.949 和0.878, 表明该模型的预测效果良好。预测结果显示水葫芦在我国的适生区为贵州、广西、广东、湖南、福建、江西、重庆、四川、云南、浙江、上海、湖北、海南、台湾、西藏、安徽及江苏等省市局部地区,而西藏、安徽和台湾目前还没有记录却也进入适生区, 属于易受入侵区域。且逐渐向周边可生长区蔓延。同时, bio1(年平均温度)、bio6(最冷月份最低温度)、bio9(最干燥季节平均温度)和bio11(最冷季节平均温度)这4 个环境变量对水葫芦分布的影响比较大。加强其适生区和可生长区的防控和监测,对防治水葫芦的传播有重要意义。     

入侵植物喜旱莲子草和本地种接骨草光合生理特征对增温响应的差异

利用红外加热器模拟增温,比较入侵植物喜旱莲子草和本地种接骨草的光合特性对增温响应的差异,以预测气候变暖背景下入侵植物的入侵潜力,并为筛选替代控制植物提供依据。结果表明:增温导致喜旱莲子草和接骨草的叶绿素a/b值分别比对照显著提高6.21%和降低5.55%。无论增温与否,接骨草的叶绿素b含量显著高于喜旱莲子草,而叶绿素a/b值则相反。增温导致喜旱莲子草净光合速率显著提高9.23%,由于气孔导度增大引起蒸腾速率大幅度增加,使得其水分利用效率比对照显著降低10.64%。增温仅导致接骨草的气孔导度显著增加10.95%,而对其他气体交换特征无显著影响。对照条件下,尽管接骨草的气孔导度和胞间CO_2浓度分别显著低于喜旱莲子草7.03%和4.57%,但是前者的净光合速率和水分利用效率分别显著高于后者10.30%和11.92%。增温条件下,两种植物的净光合速率和气孔导度无显著差异,由于接骨草的蒸腾速率显著低于喜旱莲子草18.02%,故其水分利用效率显著高于后者26.45%。增温、物种及其两者的交互作用对光补偿点、光饱和点、最大净光合速率、暗呼吸速率和初始量子效率等光响应参数影响均不显著。总之,对照条件下,接骨草凭借较高的叶绿素b含量、净光合速率和水分利用效率,比喜旱莲子草具有更强的光合能力。但增温后,接骨草的光合优势被削弱。研究从光合生理角度证明接骨草有望作为喜旱莲子草的替代控制植物,但是未来气候变化背景下喜旱莲子草的入侵潜力可能增强。     

合肥市大气能见度变化特征及其影响因素

利用2013年10月至2015年6月合肥市大气能见度的观测资料以及同期观测的气象要素和PM_2.5、PM₁₀浓度的资料,在全面分析大气能见度影响因子的基础上,重点探讨相对湿度(RH)、PM_2.5和PM₁₀浓度与大气能见度的关系.结果表明: 研究期间,合肥市大气能见度与RH的相关性最高.当RH<60%时,随着RH的增大,PM_2.5和PM₁₀浓度与大气能见度的相关系数也逐渐增大;当RH>60%时,颗粒物浓度与大气能见度的相关系数呈递减趋势;当50%≤RH＜60%时,PM_2.5和PM₁₀浓度与大气能见度的相关系数最大.RH较高时,大气能见度主要受RH影响,反之,颗粒物浓度对大气能见度的影响较大.当RH>70%时,大气能见度等值线变化幅度较大,RH对大气能见度的影响加强.根据RH、PM_2.5和PM₁₀浓度与大气能见度的拟合公式,非线性拟合模型优于多元线性拟合模型,可以较好地模拟大气能见度的变化规律.     

一种基于E-index方法区分复杂性状的分析工具

目前,生物遗传学领域在区分复杂性状的研究上正面临着巨大挑战,许多方法都被用来应对这项挑战,其中分子标记法,QTL作图法和序列分析法等就是用来区分控制复杂性状基因的主要应对策略。测定生物复杂性状对于研究生物多样性具有重要意义,也是进一步研究基因控制性状作用机理的重要途径,但是,现有的方法并不成熟也不完善,因此给有效区分复杂性状带来了一定难度。近年来,由于生长曲线能够有效地描述复杂性状,基于生长曲线来区分复杂性状的方法是目前常用的方式,Functional Mapping(FM)就是其中具有代表性的一种方法。在过去的十年间,FM方法是复杂性状区分效果最好的,但不能有效处理非单调类型的生长曲线。Earliness index(E-index)方法的问世,解决了非单调类型的曲线不能有效识别的难题,它能够将任意生物类型的复杂性状发展过程描述为生长曲线并加以区分。基于E-index方法的原理,开发了一套Eindex Application(EIA)分析工具,该工具中集成了E-index方法,利用生物数据可视化技术动态绘制生长曲线,包含数据获取、数据处理和结果输出等功能,为遗传工作者的研究提供了良好平台。仿真实验的结果证明了EIA分析工具具有高效、实时和准确的性能,是区分复杂性状的有力工具。     

青岛崂山湾人工鱼礁区底层游泳动物群落结构特征

基于2015年5月至2016年1月在青岛崂山湾人工鱼礁区的调查数据, 采用Margalef种类丰富度指数(d)、Shannon-Wiener多样性指数(H')、Pielou均匀度指数(J)、丰度/生物量曲线、等级聚类分析、SIMPER相似性百分比分析和非度量多维尺度排序(NMDS)分析, 对底层游泳动物群落结构和多样性进行研究。调查期间共捕获游泳动物61种, 隶属34科, 其中鱼类36种, 甲壳类22种, 头足类3种。优势种为日本蟳(Charybdis japonica)、许氏平鲉(Sebastes schlegelii)、大泷六线鱼(Hexagrammus otakii)、斑头鱼(H. agrammus)和星康吉鳗(Conger myriaster), 其中日本蟳(26.91%)和许氏平鲉(26.74%)的生物量占绝对优势。礁区游泳动物的渔获量和渔获种类数均多于对照区, 月平均单位捕捞努力量渔获量(CPUE)最高值出现在5月, 达到735.74 ± 316.59 g·net^-1·d^-1。游泳动物群落组成的特征值上, 7、8月的多样性指数较高, 但鱼礁区和对照区无显著差异(P>0.05)。丰度/生物量曲线表明, 5、6月游泳动物群落处于严重受干扰状态, 11月和次年1月群落处于相对稳定状态。聚类分析表明, 除1月外, 各月份不同区域的样方相似性都较高, 5、6月三亩前礁区的相似性最高, 达到86.21%。