在地面进行微重力生物学实验模拟用的回转器

生物的生长、发育都处于重力作用之下。解除重力的作用,以研究重力对生物的效应,有助于阐明生命科学中的许多基本问题。到了空间时代,人们才可能使生物较长时间处于微重力条件之下进行此类研究。     

洱海漂浮草垫的物种组成及分布

研究通过调查洱海2017年夏季和冬季漂浮草垫的物种组成及分布模式, 探究洱海在水位上升过程中, 哪些挺水植物更易形成漂浮草垫而存活下来。夏季共调查到漂浮草垫18个, 植物分属15科, 18属, 24种, 冬季共调查到漂浮草垫22个, 植物分属13科, 17属, 22种, 形成洱海漂浮草垫的植物共15科, 19属, 26个物种。草垫下水体中总氮(TN)、总磷(TP)、溶解性总磷(TDP)都明显高于开阔水域的(P<0.05), 而开阔水域的溶氧(DO)明显高于草垫下水体的(P<0.05)。结果表明在夏季和冬季漂浮草垫面积大小与其组成草垫的物种数和漂浮草垫生物量都呈显著正相关(P<0.01), 而在夏季和冬季漂浮草垫面积大小与漂浮草垫单位面积平均生物量相关性都不显著(P>0.05), 漂浮草垫面积大小与漂浮草垫下最长根在夏季相关性显著(P<0.01), 而在冬季相关性不显著(P>0.05)。漂浮草垫主要分布在离岸距离60 m以内以及水深不超过2 m的水域, 漂浮草垫面积大部分都小于600 m2(夏季占87%, 冬季占95%), 每个漂浮草垫的物种数都小于10个, 漂浮草垫下最长根主要分布在40—120 cm。组成漂浮草垫的物种中菰(Zizania latifolia)的频度和相对生物量在夏季和冬季(频度: 夏季-73.33%, 冬季-66.67%; 生物量: 夏季-43.38%, 冬季-41.91%)都是最高的, 说明菰相比其他挺水植物更容易形成漂浮草垫从而避免洱海水位上升对其生长和繁殖的影响, 这可能是菰成为洱海单优挺水植物的主要原因。而菰比其他挺水植物更容易形成漂浮草垫的机制则需要更进一步的研究。     

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。     

基于地面LiDAR数据的塔里木河下游胡杨林结构参数反演

以塔里木河下游天然胡杨林为研究对象,利用Riegl VZ-1000型地面激光扫描仪(Terrestrial Laser Scanning, TLS)获取离河道不同距离的8个样方内513棵胡杨的三维点云数据,通过建立冠层高度模型、Hough变换等方法获取单木株数和结构参数,并与传统的每木检尺实测数据和无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)低空影像进行对比,验证激光雷达方法的测树精度;对TLS获取的胡杨树形参数进行相关性分析,并建立关系模型;探讨不同水胁迫条件(不同离河道距离,不同地下水埋深)对胡杨单木结构参数的影响;最后按不同径级划分胡杨的年龄,得出各龄级胡杨所占比例。结果表明:(1)TLS能够高精度获取不同密度和长势的胡杨单木株数和结构参数,单株准确分割比率为94%—100%,相对于UAV低空影像更为准确;(2)TLS获取的胡杨树高(Tree height,TH)、胸径(Diameter at breast height, DBH)、冠幅直径(Crown diameter,CD)和冠幅面积(Crown area,CA)与传统实测值拟合度R~2较高,分别为0.95、0.97、0.77和0.84,表明实测数据和TLS获取数据无明显差异;(3)胡杨CD、CA分别与TH呈显著正相关,其相关性系数为0.73、0.67;基于此构建了胡杨TH与CD的关系模型,即TH=2.6274×CD~(0.706),R~2为0.64;(4)根据径级划分胡杨年龄段可知,DBH为15—30 cm的近熟林比例最大,占8个样方内监测胡杨总株数的47%,表明胡杨种群年龄结构相对稳定并总体态势良好,呈现了生态输水对塔河下游胡杨种群恢复有明显的促进作用。总之,激光雷达技术能够客观反映胡杨树形结构参数,可替代耗力、耗费、耗时的传统实测方法,为时时掌握胡杨林生长发育、长势动态以及多尺度、多时相生态耗水研究提供高精度信息,为干旱区荒漠河岸林的有效保护与可持续管理提供科学依据。     

三峡库区多年高水位运行对消落带狗牙根生长恢复的影响

为深入了解三峡库区多年高水位运行对消落带优势植物生长恢复的影响,分别于2008年和2017年定量调研了库区长寿段消落带狗牙根(Cynodon dactylon)种群的变化,探讨了库区高水位运行对消落带狗牙根萌发、生长和物质分配的影响。结果表明,多年的高水位运行导致不定芽形成和萌发显著被促进,形成更多的分株;高水位运行导致狗牙根分株的株高、茎宽和叶片数被显著抑制,而叶长和种群的总叶片数被显著促进,且随着消落带水位的降低叶长呈降低趋势,而叶宽和总叶片数呈增加趋势;高水位运行导致狗牙根种群匍匐茎和地下茎的茎长、茎节数和总茎长均被显著促进,且随着消落带水位降低匍匐茎茎长和茎节数呈显著的降低趋势,而地下茎茎长和茎节数呈增加趋势;高水位运行导致狗牙根地下茎储存的干质量呈增加趋势,而分株和匍匐茎的干质量呈降低趋势,而且在种群物质分配中地下茎所占的比例呈增大趋势,低水位狗牙根种群的分株和高水位种群的匍匐茎所占的比例也呈增加趋势。因此,狗牙根不仅具有很强的耐淹和生长恢复能力,也具有很强的拓殖能力,可以作为库区中低位消落带恢复和重建的主要原生物种。     

地下水位对黄河三角洲柽柳根系生长的影响

为揭示黄河三角洲柽柳根系生长特征对地下水位的响应规律,明确柽柳生长适宜的地下水位,在咸水矿化度（6 g/L）下,模拟设置0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8 m共7个地下水位。测定分析栽植柽柳土柱的水盐参数与根系生长指标。结果表明：在咸水矿化度下,地下水位可显著影响土壤水盐变化,从而影响柽柳根系的生长。随地下水位的降低,土壤含水量、含盐量和土壤溶液绝对浓度显著降低。在高水位（≤0.6 m）下,柽柳根系生长受水盐胁迫影响显著,柽柳根长、根径、侧根数、总生物量、侧根生物量、根系连接长度均较低,拓扑结构呈叉状分支;中水位（0.9 m）时,土壤水盐条件适宜,柽柳侧根数、根径、二级侧根和毛细根生物量达到最大值,拓扑结构由叉状分支向鱼尾形分支过渡;低水位（≥1.2 m）下,土壤水盐含量低,柽柳根系总生物量、主根生物量、一级侧根生物量和根系平均连接长度在1.2 m水位达到最大值后降低,拓扑结构呈鱼尾形分支。柽柳根系生长与地下水位密切相关,柽柳通过改变根系生长和调整构型来适应不同土壤水盐和地下水位条件。高水位（≤0.6 m）下柽柳以降低根系生长深度,增加分叉,调配各组织器官的生物量来适应水盐胁迫;中水位0.9 m下土壤水盐条件最适宜柽柳生长;低水位（≥1.2 m）下柽柳主要受土壤干旱胁迫而使根系向下生长,增加根系连接长度,以此扩大资源获取效率。柽柳根系生长及根系构型对咸水矿化度下不同地下水位表现出较强的适应性和可塑性。     

自由生命的激流

汗马自然保护区(以下简称汗马)地处我国湿润地区边缘,虽然紧邻内蒙古草原半干旱区,但水资源极其丰富,这在我国东北地区是难能可贵的,也是大多数人难以想像的。我们的汗马之行是在2012年夏季,正是水流丰沛的季节。穿行在保护区里,水流的哗哗声常常萦绕在耳畔,静谧或奔腾的     

通往风景园林行业的BIM之路——数字化竖向设计教育

随着全球建造业向数字化全面转型,建筑信息模型（BIM)的教学将是未来几年风景园林设计与实施的重要主题。介绍了风景园林专业BIM的教学方法和数字化竖向设计及其应用在BIM场地设计项目中的重要性。数字化竖向设计是实现BIM的途径。风景园林教育必须在其教学中讲解BIM建模方法和过程。     

显微镜下减压联合前路Zero-P治疗颈椎病的早期临床疗效分析

目的:探讨前路颈椎显微镜辅助下精准减压联合前路椎间隙Zero-P融合器置入治疗颈椎病的早期临床疗效。方法:回顾性分析2016年6月至2018年1月我院收治的43例颈椎病患者,处理节段共73个;患者均行显微镜辅助颈椎前路减压、髓核切除、Zero-P置入融合内固定术。记录患者手术节段、手术时间,术中失血量及并发症。手术前,术后1个月、3个月、6个月、末次随访时的颈部及上肢疼痛视觉模拟评分(Visual Analogue Scale,VAS)、颈部日本骨科协会评分(Japanese Orthopedic Association,JOA)和颈椎残障功能指数(Neck Disability Index,NDI),并采用配对t检验对不同时间点的评分进行分析,评估临床疗效。并同期行颈椎X线、CT及MRI检查,测量和评估椎间隙高度、颈椎Cobb角的改变情况和邻近节段异位骨化形成(Adjacent Level Ossification Development,ALOD)。结果:所有患者术后均获得随访,随访时间12-18个月,平均(14.9±2.2)个月。平均手术时间(82.2±20.9)min,失血量(91.5±33.7) m L;未发生神经和血管损伤等严重并发症。与术前相比,患者术后1个月、3个月、6个月及末次随访时的VAS评分、JOA评分、NDI评分、椎间隙高度及Cobb角均明显改善,差异有统计学意义(P0.05)。但术后随访时间点比较,差异无统计学意义(P0.05)。术后出现轻度吞咽困难2例,中度和重度吞咽困难各1例。随访期间,所有患者均获椎间骨性融合,未发生Zero-P融合器松动、滑脱或断裂,椎体未出现继发性骨折。结论:显微镜辅助颈椎前路椎间盘切除、Zero-P融合器置入治疗颈椎病,能够精准的去除神经脊髓组织的压迫,术后短期和中期临床疗效良好,同时显微镜下止血、术中出血少;视野清晰、手术安全性高。     

浙江天童常绿阔叶林林冠结构与群落物种组成的关系

森林林冠结构能改变林下微气候条件, 可能会形成独立于地面生境的空间结构, 进而影响群落物种组成差异。该研究利用机载激光雷达获取浙江天童20 hm²常绿阔叶林样地的高精度林冠结构信息, 初步探讨了林冠结构与群落物种组成差异的关系, 结果表明: (1)未考虑林冠结构时, 独立于地面生境的空间结构是天童样地群落物种组成差异的重要影响因子, 在100 m²、400 m²、2 500 m²样方尺度上, 其对群落物种组成差异的解释率分别为25.2%、28.1%、8.0%。(2)考虑林冠结构后, 林冠结构使独立于地面生境的空间结构对群落物种组成差异的解释率降低了约1/3 (26.2%-36.0%)。(3)林冠结构因子中, 林冠高度对群落物种组成差异影响最大, 其次为林冠内部结构; 随样方尺度增大, 林冠高度对群落物种组成差异的影响降低, 林冠内部结构的影响逐渐增加。该研究结果证明了林冠结构是独立于地面生境的空间结构的主要驱动因子, 对天童植物群落物种组成差异具有不可忽视的重要作用。这些结果明晰了林冠结构因子中林冠高度和内部结构的重要性。