黄土高原刺槐细根生长模型

通过室分析方法建立了细根表面积密度随土层深度变化的房室模型,并根据黄土高原人工刺槐林细根的调查数据,从数值上验证了模型S=Ah~B（C＋Dh＋Eh~2＋Fh~3）是房室模型的简化形式,还进一步建立了黄土高原刺槐细根生长关于土层深度和时间的动态生长模型.经验证,该模型能准确地计算黄土高原不同水分生态区及不同时间和土层的刺槐细根表面积密度,具有很高的应用价值.     

最大信息熵原理与群体遗传平衡

建立了用最大信息熵原理推导群体遗传平衡定律的统一数学模型,并给出了模型的统一解,此解正是Hardy-Weinberg定律所给出的平衡群体的基因型频率,说明当群体信息熵达到最大时,群体基因型频率不再变化,即达到“平衡”。这证明了最大熵分布就是Hardy-Weinberg平衡分布。Hardy-Weinberg平衡定律与最大信息熵原理的内在一致性说明,杂交和随机交配是一个不可逆过程,使群体基因型信息熵增大,无序性增,是选择和近亲交配使群体的信息熵降低,有序性增加,育种过程实际就是调节群体信息熵的过程。过程信息熵的含义是表示一个概率分布的不确定性,最大熵原理意味着在一定的约束条件,选择具有最大不确定性的分布,从而其分布是最为随机的。最大熵原理在信息,工程,天文,地理,图像处理,模式识别等自然科学和社会科学领域都有广泛的成功应用,本文从群体遗传学角度证明了这一原理具有普遍适用性。熵是描述系统状态的函数,而最大熵原理则表明了系统发展变化的趋势,系统的最终状态必然是熵增加至最大值的状态,对于任何系统都是如此。因此,群体遗传系统的平衡定律可以统一用最大熵原理进行判定和描述;任意群体的基因型信息熵在随机交配世代传递时有不断增加的趋势;在一定约束条件下基因型信息熵达到最大值时,就称之为达到遗传平衡。本文将信息论原理应用于群体遗传学研究,揭示了基因信息熵的生物学意义,并表明可以用信息学和控制论的原理和方法来研究群体遗传学问题。     

基于结构方程模型的吴起县农业生态经济系统耦合关系

基于2008年吴起县农户调查资料,利用结构方程模型对吴起县农业生态经济系统耦合关系进行了分析.结果表明:具有相关关系的农业资源和产业态势对系统耦合有一定影响,其影响系数分别为0.14和1.00;农业资源与产业态势之间的相关系数为-0.11,说明吴起县的产业发展并非建立在对农业资源有效利用基础之上,农业资源对经济效益的变化没有直接作用;产业的发展主要建立在对农业资源之外的能量和物质的开发利用上,导致产业态势对经济效益的直接路径系数为-2.95,总的路径系数仅为0.23.从农业生态系统与经济系统的关系及其耦合的角度看,目前研究区农业系统建立在不稳定的、较少依赖于本系统资源的耦合态势下,即在农业生态经济系统良性耦合机制的建立与形成过程中潜伏了较大危机.为此,需要提高牧草等农业资源的利用率,发展林草及其相关产业.     

农业生态经济系统耦合过程模型的建立及应用

基于"一般系统论中系统演化"的思想、"Thornes关于植被和土壤侵蚀耦合模型"等思路,构建了农业生态经济系统耦合过程的基础模型和扩展模型。通过该模型能够揭示农业"生态—经济"的互动过程、确定农业经济系统影响生态系统的临界点,这对于开发利用农业资源、制定农业生态经济系统可持续发展方案具有重要的现实意义。以纸坊沟流域20余年农业生态经济系统演变资料为基础,借鉴已有研究结果,通过对"模型"参数的计算,建立了反映纸坊沟流域不同情境下农业生态经济系统耦合过程模型,结果表明:按照农业生态经济系统现状演变轨迹,农业生态系统自我调节的临界点为en(t)=1.22×el(t);如果继续完善系统循环,强化"林草资源-畜牧业"链网,在生态系统阈值范围内可增强经济系统功能;如果停止"退耕"而出现复垦,生态系统自我调节的临界点变为en(t)=0.69×el(t),单位生态系统功能减弱。为此,必须稳定退耕还林工程,促进农业资源合理、高效利用,加速产业优化升级,这样方能实现农业生态经济系统健康、持续发展。     

黄土丘陵半干旱区柠条林株高生长过程新模型

黄土丘陵半干旱区柠条林的株高生长不随时间单调增加,在生长末期因生长动力小于生长阻力,株高随时间小幅度减小。采用宁夏固原上黄生态站柠条林的生长观测资料,以经典Logistic方程为基础,添加了生长阻力因素,建立了柠条林生长的改进模型,使得生长速率在生长末期出现负值;并以高密度柠条成林多年生长观测数据为依据,建立了连年生长模型。用数学建模和统计检验的方法对数据进行处理,其结果表明,改进模型较Logistic方程具有更高的拟合度和相关系数。建立的模型与传统生长方程不同,由于微分方程中引入了阻力因子,故生长曲线中存在极值坐标且不具有严格单调性。将多年的株高生长曲线综合到一个坐标系内后,新模型中位置参数a与内禀生长率b的比值随着生长呈现逐渐增大的趋势。改进模型的生长顶点出现在8月,与柠条林株高的实际生长过程吻合;计算了新模型的生长顶点与生长期结束时的株高的差值,并将该值记为生长损失。由于柠条林的灌丛较为矮小,在越冬时干梢现象对株高的影响不可忽略,该过程导致生长方程中第二年初始点小于第一年最末点;在考虑了该现象后所建立的连年生长模型中,2002年和2003年干稍现象的终止点位于2月,与植物生长的节律吻合。本研究为描述半干旱区灌木林生长过程提供了依据。     

粘膜系统鳞状细胞癌(SCC)相关蛋白(DCUN1D1)的表达、纯化和晶体生长

目的:SCCRO/RP42/DCUN1D1是粘膜系统鳞片状细胞癌(SCC)发生时人类基因组3q区域扩增的潜在靶标之一,其蛋白作用机制尚不清楚,本文拟通过表达并大量纯化SCC相关蛋白DCUN1D1用于蛋白结晶以求获得其三维结构。方法:使用人肝脑组织RNA反转录产物为模板扩增出DCUN1D1基因cDNA片断并将其克隆至原核表达载体PGEX-6P-1中,通过IPTG诱导获得大量可溶性表达,再经过GST亲和层析和Sephadex G-200层析柱纯化。结果:获得了纯度95%以上的蛋白,采用悬滴气相扩散法筛选蛋白晶体,获得显微镜下可见的微晶。结论:初步得出DCUN1D1晶体生长条件及范围,为解析DCUN1D1的三维结构并进一步认识其生物功能奠定了基础。     

两对等位基因群体熵的性质

研究了两对等位基因群体熵的性质,并对位点多样度D与基因相对信息量多样度S′(G)进行了比较研究．结果表明,在遗传变异的度量上,位点多样度D与基因相对信息量多样度S′(G)具有一致性,且S′(G)还具有信息学内涵．     

通用选择指数的通径分析化模型

通过对各种选择指数的通径分析化模型进行系统化的研究,建立了通用选择指数的通径分析化模型,并给出了各种选择指数及其通径分析化的统一表示形式．用该模型可以充分利用各种信息来源,特别是在对各种信息来源需作各种约束时,为选种和评定优种提供了行之有效的计算方法和统一程序,避免了在实际应用中因计算体系不同而导致的混乱．     

70年来陕西省纸坊沟流域农业生态经济系统耦合态势

"农业生态经济系统耦合"的研究与实践对于实现农业产业与资源相一致,建立持续、高效的农业生态经济系统具有重要的意义.耦合度可以阐明农业经济系统与农业生态系统互动关系,判定农业生态经济系统耦合态势.在分析陕西省纸坊沟流域农业生态经济系统耦合关系的基础上,参照系统科学等理论及相关研究结果建立了农业经济系统与农业生态系统耦合度模型,并计算和分析了该流域70a来的耦合度.结果表明,农业生态经济系统的耦合过程可以划分为4个阶段:Ⅰ.经济系统依赖生态资源进行原始化农业生产阶段;Ⅱ.农业生产掠夺式利用生态资源,生态系统供给能力不断减少阶段;Ⅲ. 农业经济系统与生态系统协调化发展阶段;Ⅳ.降低农业发展速度,促使生态系统重建阶段.纸坊沟流域从1938～2008年先后经历了第Ⅰ阶段、第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段.目前处于第Ⅲ阶段,但在"系统发展"过程中已潜伏了越来越大的危机,到2018年系统耦合突破"协调"界限,"相悖态势"将明显表现出来.为此,纸坊沟流域必须调整产业布局,发展草畜产业,进行产业升级,优化产业结构,实现农业生态经济系统协调、持续发展.     

一种新的DNA序列进化距离及其应用

为了研究核苷酸变异,通过DNA序列的同源率,建立了DNA序列进化的动力学方程,进而得到了一种新的物种间进化距离dy(选择进化距离).由于核苷酸替代模型有很多,选用其中的4种模型,计算出其相应的选择进化距离dy,该进化距离包含了4种模型下的p距离、替代率为常数的距离d和替代率服从Г分布的Г距离dG.进一步根据动力学方程的特点,将模型转化为一元线性回归问题,用最小二乘法求得选择模型中的动力学参数b和各核苷酸位点每年的平均替代速率r.以16个物种的线粒体基因序列为例,说明这种新的进化距离并通过构建不同进化距离下的基因进化树来对各进化距离进行比较.结果表明:选择进化距离dy是一种有效的构建进化距离的方法.