遥感在生物多样性研究中的应用进展

随着人口的持续增长, 人类经济活动对自然资源的利用强度不断升级以及全球气候变暖, 全球物种正以前所未有的速度丧失, 生物多样性成为了全球关注的热点问题。传统生物多样性研究以地面调查方法为主, 重点关注物种或样地水平, 但无法满足景观尺度、区域尺度以及全球尺度的生物多样性保护和评估需求。遥感作为获取生物多样性信息的另一种手段, 近年来在生物多样性领域发展迅速, 其覆盖广、序列性以及可重复性等特点使之在大尺度生物多样性监测和制图以及评估方面具有极大优势。本文主要通过文献收集整理, 从观测手段、研究尺度、观测对象和生物多样性关注点等方面综述了遥感在生物多样性研究中的应用现状, 重点分析不同遥感平台的技术优势和局限性, 并探讨了未来遥感在生物多样性研究的应用趋势。遥感平台按观测高度可分为近地面遥感、航空遥感和卫星遥感, 能够获取样地-景观-区域-洲际-全球尺度的生物多样性信息。星载平台在生物多样性研究中应用最多, 航空遥感的应用研究偏少主要受飞行成本限制。近地面遥感作为一个新兴平台, 能够直接观测到物种的个体, 获取生物多样性关注的物种和种群信息, 是未来遥感在生物多样性应用中的发展方向。虽然遥感技术在生物多样性研究中的应用存在一定的局限性, 未来随着传感器发展和多源数据融合技术的完善, 遥感能更好地从多个尺度、全方位地服务于生物多样性保护和评估。     

新一代遥感技术助力生态系统生态学研究

随着气候变化和人类活动的加剧, 生态系统正处于剧烈变化中, 生态学家需要从更大的时空尺度去理解生态系统过程和变化规律, 应对全球变化带来的威胁和挑战。传统地面调查方法主要获取的是样方尺度、离散的数据, 难以满足大尺度生态系统研究对数据时空连续性的要求。相比于传统地面调查方法, 遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度的特点, 弥补了传统地面调查方法空间观测尺度有限的缺点。遥感通过分析电磁波信息从而识别地物属性和特征, 反演生态系统组成、能量流动和物质循环过程中的关键要素, 已逐渐成为生态学研究中必不可少的数据来源。近年来, 随着激光雷达、日光诱导叶绿素荧光等新型遥感技术以及无人机、背包等近地面遥感平台的发展, 个人化、定制化的近地面遥感观测逐渐成熟, 新一代遥感技术正在推动遥感信息“二维向三维”的转变, 为传统样地观测与卫星遥感之间搭建了尺度推绎桥梁, 这也给生态系统生态学带来了新的机遇, 推动生态系统生态学向多尺度、多过程、多学科、多途径发展。因此, 该文从生态系统生态学角度出发, 重点关注陆地生态系统中生物组分, 并分别从生态系统类型、结构、功能和生物多样性等方面, 结合作者在实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态, 阐述遥感技术在生态系统生态学中的研究现状并指出我国生态系统遥感监测领域发展方向及亟待解决的问题。     

卫星遥感监测产品在中国森林生态系统的验证和不确定性分析——基于海量无人机激光雷达数据

准确获取森林结构参数对森林生态系统研究及其保护有着重要意义。卫星遥感数据作为获取大尺度森林结构参数的重要数据源, 已被制作成各种植被监测产品并被应用于森林质量状况变化评估、森林生物量估算以及森林干扰和生物多样性监测等研究。然而, 这些卫星遥感植被监测产品针对中国复杂多样的森林区域缺乏有效验证, 在不同林况和地形条件下的不确定性也不明确。激光雷达具备高精度三维信息采集的优势, 在国内外已被广泛用于森林生态系统监测和卫星遥感产品验证。为此, 该研究利用在中国114个样地收集的153 km²的无人机激光雷达数据, 构建了我国森林结构参数验证数据集, 并以此为基础对3套全球遥感监测产品(全球叶面积指数(GLASS LAI)、全球冠层覆盖度(GLCF TCC)、全球冠层高度(GFCH))进行了像元尺度的验证, 并分析了其在不同坡度、覆盖度和林型条件下的不确定性。研究结果表明: 与无人机激光雷达获取的叶面积指数、覆盖度以及冠层高度相比, GLASS LAI、GLCF TCC、GFCH在中国森林区域均存在一定的不确定性, 且受林况和地形因素影响的程度不一致。对GLASS LAI和GLCF TCC影响的最大因素分别为林型和覆盖度; 而GFCH则更易受地形坡度和覆盖度的影响。     

基于16S rRNA基因测序技术分析猪链球菌2型感染BALB/c小鼠粪便样本中微生物的变化

【目的】通过研究粪便样本的微生物特点间接探讨猪链球菌2型感染BALB/c小鼠后肠道微生物的变化。【方法】本研究采用IlluminaMiSeq测序技术,测定了健康小鼠和猪链球菌2型感染小鼠粪便中微生物16S rRNA V3-V4区序列,并对群落结构和多样性进行了比较分析。【结果】多样性分析表明,感染组和对照组小鼠的粪便中微生物多样性和群落组成均不相同,存在较大的差异,感染组展示了较高的物种丰度和种群差异性。在门水平上,相对于对照组,感染组增加厚壁菌门和拟杆菌门等有益微生物比例,以提高机体免疫力,但也同时增加了变形杆菌等条件致病菌的比例,增加了疾病发生的可能性。在科水平上,感染组和对照组优势菌均含有瘤胃菌科,但其所占细菌总序列的比例存在较大的差异,分别占感染组和对照组细菌总序列的36.58%和11.02%。在属水平上,感染组和对照组的优势菌属类别及占总微生物比例存在显著的差异。感染组主要以瘤胃菌科UCG-002和乳酸杆菌属为优势菌属,对照组以螺旋体科GWE2-31-10和密螺旋体属2为优势菌属。综上,BALB/c小鼠感染猪链球菌2型后存在肠道微生态失调。【结论】通过本研究,不仅对猪链球菌2型感染后小鼠的粪便微生物多样性和组成种类有了一定的认识,而且为今后筛选有益微生物、通过调整微生物治疗猪链球菌2型感染提供了依据。     

PDCD4和DNMT1在卵巢上皮性癌中的表达及其临床意义

目的:检测PDCD4和DNMT1在正常卵巢组织、卵巢良性肿瘤组织、卵巢上皮性癌组织中的表达,并探讨其临床意义。方法:采用免疫组化法检测20例正常卵巢、25例卵巢良性肿瘤、40例卵巢上皮性癌组织中PDCD4和DNMT1的表达情况,分析其与卵巢上皮性癌临床病理参数之间的关系。结果:正常及良性卵巢组织中PDCD4的阳性表达率明显高于卵巢癌组(P0.05),卵巢癌的FIGO分期越高,PDCD4的表达越低,卵巢癌的病理分化程度越低,PDCD4的表达也越低,PDCD4的表达与卵巢癌的组织类型、腹水、年龄、是否绝经无关。正常及良性卵巢组织中DNMT1的阳性表达率明显低于卵巢癌组(P0.05),卵巢癌的病理分化程度越低,DNMT1的表达越高,但其与卵巢癌的FIGO分期、组织类型、腹水、年龄、是否绝经均无关。卵巢癌中DNMT1的与PDCD4的表达呈显著负相关(P0.05)。结论:PDCD4和DNMT1在卵巢癌中的表达呈负相关,PDCD4的表达下调和DNMT1的表达上调可能在卵巢癌的发生及发展中起重要作用。