气候和土地利用变化影响下生态屏障带水土流失趋势研究

受气候和地形等诸多因素影响，我国"两屏三带"国家生态屏障带中的川滇-黄土高原区域和南方丘陵带水土流失十分严重，自然灾害频发。但是，针对川滇-黄土高原区域和南方丘陵带水土流失时空格局变化，特别是未来气候变化和土地利用变化影响下水土流失变化趋势的研究很少。因此，本研究以川滇-黄土高原区域和南方丘陵带为研究对象，利用修正土壤流失方程（RUSLE）定量分析了该区在2000-2015年水土流失的时空变化规律及其影响因素，并预测了在RCP2.6和RCP4.5的未来气候情景下及土地利用变化条件下水土流失的变化趋势。研究结果表明：（1）黄土高原地区在植被恢复的积极作用下，水土流失显著缓解；（2）川滇地区的西南部因植被盖度的增长和降雨的减少水土流失显著缓解，但四川省境内人口密集区农田面积增加以及降水增加造成水土流失大幅度加剧；（3）南方丘陵带受降水增加影响导致了部分区域的水土流失恶化；（4）在未来气候变化情景下，由于大部分地区降雨将减少使土壤侵蚀趋于缓解，但四川、黄土高原和南方丘陵带大部分地区仍然面临未来农田面积增加带来的水土侵蚀压力。考虑到未来气候变化情景下降雨减少的趋势，建议在黄土高原地区提高草地在土地利用类型中的占比，在减少耗水量的同时维持地表盖度，缓解水土侵蚀；此外，各区域仍需控制农田面积，而且需通过加强坡耕地上保水保土耕作措施降低农田区域的土壤侵蚀压力。     

大孔吸附树脂对金银花叶茎藤总黄酮的吸附性能

从金银花叶茎藤中提取总黄酮并用D-101大孔吸附树脂进行纯化,研究了D-101大孔吸附树脂对总黄酮的吸附及解吸附特性。结果表明,D-101树脂对金银花叶茎藤总黄酮分离纯化的最佳工艺参数为:上样液黄酮浓度0.538 mg/mL,静置吸附时间80 min,料液比1∶5(g∶mL),pH 2,流速为2 mL/min,以60 mL 75%的乙醇溶液洗脱,黄酮解吸率为94.5%,纯化后黄酮纯度为84.5%,是粗提液黄酮含量(16.8%)的5倍。金银花叶茎藤总黄酮在D-101树脂上的吸附等温线符合Langmuir等温吸附方程。吸附热力学参数表明吸附过程为自发、放热过程,吸附动力学可用Pseudo-second-order模型较好地拟合,30℃时其表观吸附速率常数为1.034×10-2g/mg.min。     

检测大肠杆菌群体生长动力学过程4种方法的比较

用浊度测定、菌落形成数计数（CFU）、流式细胞计数（FCT）,以及MTT还原测脱氢酶活力4种检测方法,测定了E．coliCVCC249群体的生长量,并通过Logistic模型、Sigmoid模型,以及正态分布方程拟合由上述生物量所表征的群体生长动力学过程曲线．结果表明,对浊度和流式检测数据,Logistic和Sigmoid方程可给出较好的拟合度,而对CFU法和脱氢酶活力检测法,仅有正态分布方程能呈现更好的拟合．通过应用有限时域向前差分的方法,消除不能增殖的休止细胞对浊度生长过程曲线的影响,以模拟菌群增殖的过程曲线．在此基础上,求得菌群生长的即时速度（advancingvelocity,Vad。）和即时速度的瞬变率,以此为据将E．coliCVCC249生长过程划分为线性增长期、指数增长期、指数减速期、线性减速期,以及衰亡期5个阶段．此外,对新的划分生长阶段的方法与经典方法的不同,以及R。（拟合决定系数）能否作为确定模型是否拟合的唯一判据,进行了讨论．     

广义神经传播方程非协调类Wilson元的超收敛分析及外推

在半离散格式下研究了广义神经传播方程的非协调类Wilson有限元方法．利用该单元相容误差比协调误差高一阶的特殊性质和双线性元的高精度分析技巧,得到了相应的超逼近性质和超收敛结果．进一步地,构造了一个新的外推格式,并借助于该单元相容误差比协调误差高两阶的特殊性质,由此导出了能量模意义下具有O（h3）阶的外推效果．     

避难所对七星瓢虫捕食桃蚜功能反应的影响

自然情况下的捕食是以植物为中介发生的。作者采用植物模型作为捕食环境,测试了单纯的物理因素(避难所)对七星瓢虫Coccinella septempunctata L.捕食桃蚜Myzus persicae(Sulzer)的功能反应的影响。结果表明,避难所的存在能造成七星瓢虫捕食量和捕食率极显著下降,对雄虫的影响显著比雌虫强,且在中等猎物密度时影响更为突出。Logistic回归分析发现,七星瓢虫雌虫和雄虫无论避难所是否存在,功能反应类型均为HollingⅡ型。避难所不存在的情况下,雌、雄成虫的圆盘方程分别为N a=1.0259 N0/(1+0.003078 N0)和N a=0.9246 N0/(1+0.002127 N0),避难所存在的情况下,其圆盘方程分别为N a=0.9500 N0/(1+0.00342 N0)和N a=0.6463N0/(1+0.002262 N0)。避难所的存在能导致两性成虫瞬时攻击率极显著下降,但仅雄虫处置时间极显著延长,说明雄虫在环境异质性较高时捕获猎物更困难。     

基于扩展耗模型的可持续发展水平区域空间差异——以中国31个省市为数据源

将区域作为一个以人类生产和消费为中心的社会-经济-自然复合生态系统,构建了一种基于生物物理视角的生态热力学方法,从整体角度对区域的可持续发展水平进行定量评价。该方法囊括了维持复合生态系统运转过程中的自然资源投入、人力资源投入和环境污染损害成本投入等三种要素,完善了可持续发展评价以及绿色GDP核算中人力资源投入和环境成本的价值体现。然后以我国为例,核算了我国31个省市2006—2015年间可持续发展水平的时间动态,并以各省为边界,计算了2015年的区域可持续发展水平差异。计算结果显示:(1)十年间,我国整体上的可持续发展水平在逐步提高,能反映出我国生产率水平的提高和资源利用效率的提高;(2)从要素投入看,自然资源投入仍然占主要,但比例在逐渐降低。环境成本投入比例呈逐步降低趋势,说明环境保护取得了成效。另外,在2010年后,人力资源投入比例增加很快,反映了我国经济发展中劳动力成本上升明显。(3)各省市的计算结果差异较大,在不考虑区域间进出口的情况下,从GDP产出角度,北京的可持续发展水平最高,西藏最低。通过将本文的评价结果与绿色发展指数的评价结果进行比较,发现具有较好的一致性。建立的方法框架是对能值分析方法的扩展和完善,在今后的研究中,还需要继续对该方法框架中没有考虑全面的因素加以考虑,以便于更全面客观地反映区域的可持续发展水平。     

未折叠蛋白质的普遍初始热力学亚稳态

探索和理解蛋白质折叠问题一直是分子生物学、结构生物学和生物物理学的终极挑战.未折叠的蛋白质应该存在一种普遍初始热力学亚稳态,否则无法解释蛋白质是如何在剧烈的热振动干扰下完成快速精确折叠的.本文通过分析水溶液环境和蛋白质折叠的相关性,揭示了一种由水分子屏蔽效应引起的未折叠蛋白质的普遍初始热力学亚稳态,该亚稳态的存在是水溶液环境中水分子的物理性质决定,并赋予未折叠蛋白质抵抗热扰动和避免错误折叠的能力.我们通过研究已发表的实验数据和建立分子模型,找到了该初始热力学亚稳态存在的相关证据,并推测了该亚稳态导致蛋白质精确折叠的相关物理学机制.     

海绵城市规划政策及建设适宜措施研究

为了更好地推动海绵城市的建设与实施,促进城市内部雨洪管理模式与城市生态环境的发展,本研究梳理了中国海绵城市政策的发展历程,以华南地区的海绵城市为主要研究对象, 并以4种海绵城市相关专业专家为调查对象,从环境危机感、责任归属感、优点认同、政策拥护以及海绵城市的建设措施方面进行问卷调查。首先建立“危机—行为”理论模型并利用结构方程分析法揭示相关专业人员对环境问题的意识、对海绵城市政策的拥护程度数理关系。其次,分析适宜华南地区建设的海绵城市措施,得出“竖向结合天然河道”的建设措施具有最高的区域针对性。同时,基于区域发展现状与区位环境特征,提出可融入政策的措施制定方法,为相关政策与实施策略的制定提供依据和参考。     

基于多Agent仿真解析处理剩余污泥的微生物电解池种群互作关系

【背景】微生物电化学系统耦合了电化学反应和厌氧消化过程,在处理剩余污泥同时实现能源回收,成为具有应用前景的技术之一。揭示电活性生物膜和活性污泥种群互作机制,有助于进一步调控和强化系统性能。高通量核酸测序技术研究微生物群落具有投入大、耗时长和不可预测的缺点,开展微生物群落动态仿真可以更有效地预测群落结构与功能。【目的】研究厌氧消化和生物电化学系统的微生物种间热力学与动力学的演化规律。在考虑电子供体、电子受体、温度、pH值等生态条件下,分析底物的电子流向及微生物群落结构的动态变化。【方法】通过对剩余污泥处理的微生物电解池(Microbial electrolytic cell,MEC)建立一个多Agent仿真(Multi-agent-based simulation,MAS)模型,评估MEC对底物氧化电子转移的能量效率和传质效率,模拟微生物群落结构实时变化,同时耦合动力学和热力学分析;揭示影响MES运行的电子流向决定性因素及相应的微生物种群,为复杂污染物生物处理系统中种间互作和动力学研究提供基础依据。【结果】通过MAS模拟,确定MEC污泥处理工艺的最佳能量传递效率与传质效率为η=0.2,ε=0.5,MAS结合热力学与动力学参数模拟微生物的群落动态与实验组有较高的吻合性。在长期的运行中,微生物电化学系统中丙酮酸没有积累。【结论】证实了MAS结合热力学与动力学参数可以预测微生物的群落动态,并进行实时监测。研究表明多Agent仿真为微生物群落结构动态变化提供了一种新的研究方法,该方法与高通量核酸测序技术进行校验和联用,为人工和自然生态系统中微生物种群预测与评估研究提供一个新的手段。