三种群食物链系统的耗散性控制

利用两种特殊的耗散性控制：H∞－控制和无源化性控制,对三种群食物链系统进行了研究。首先,对三种群食物链系统进行了H∞－控制,获得了使闭环系统在正平衡点处全局渐近稳定的控制律。其次,利用无源化控制,得到了使闭环系统全局渐近稳定的控制律范围。     

一类具有混合时滞的捕食被捕食模型的耗散控制（英文）

本文研究了一类具有离散时滞和分布时滞的捕食被捕食系统的耗散控制问题,讨论了捕食被捕食系统的正平衡点的局部稳定性和Hopf分支,并给出平衡点局部渐近稳定的充分条件.将捕食被捕食系统转化为Cohen-Grossberg神经网络模型,选取适当的Lyapunov函数,运用线性矩阵不等式的方法,设计状态反馈控制器,使得神经网络闭环模型耗散,从而使原捕食被捕食系统变成耗散系统.最后通过数值算例说明了方法的可行性.     

一类不确定双线性广义系统的非脆弱无源控制

研究了一类带有不确定性和时滞的双线性广义系统的无源控制问题,利用Lyapunov泛函方法,通过求解线性矩阵不等式得到了具有非脆弱性的带记忆的状态反馈控制器的显示表达,保证闭环系统广义二次稳定且具有最大耗散率的无源性.给出最大耗散率的计算步骤的同时得到了使系统具有无源性的控制器.最后用数值例子说明了得到定理的有效性.     

森林生态系统发展和植物种群变化的热力学过程

随着生态学的发展,人们对自然生态系统的认识逐渐从对自然现象的记录、描述,发展为对机制的系统认识。热力学定律为人们提供了认识系统发展规律的理论基础,但在生态系统中的应用还处于起步阶段。基于前人关于生态系统可用能的研究。探讨了森林生态系统和植物种群变化的热力学过程。在生态系统水平上,把可用能耗散分为了植物耗散和环境耗散两个部分,并探讨了这两个过程之间的关系。第一次明确地提出蒸散是植物耗散的主要部分。在植物种群水平上,“可用能储存”与“可用能耗散”是决定植物竞争力的关键因子,在同一区域相同条件下,拥有更大可用能耗散能力的物种应当被优先选择。因此,群落中的优势物种应当比同层次的伴生种具有相对高的生长速度和更强的蒸腾能力。研究试图在热力学理论体系与实际生态系统的生理生态过程之间建立了纽带和桥梁,为开展森林生态系统的健康评估、深刻认识植物与环境的关系、以及评价物种竞争能力提供新的理论视野。     

叶绿体PSⅡ光能耗散机制的研究进展

植物的光合作用包括光能固定和过剩光能的耗散两个方面,在光能耗散方面,除了人们以前所认识的光呼吸、Mehler反应等生化机制外,近几年人们发现在光合系统Ⅱ（PSⅡ）复合体内还存在三种光能耗散方式：a．围绕PSⅡ的电子循环;b．与类囊体膜的能量化和叶黄素循环有关的热耗散;c与PSⅡ反应中心异质化及D1蛋白修复循环有关的能量耗散机制．     

RNAi的触发机制及其在哺乳动物基因功能分析中的应用

RNAi是外源和内源性dsRNA在细胞内诱导具有同源序列的基因瞬时或稳定表达抑制的现象,是一种在实验室中进行基因功能分析的强大工具.本文将对RNAi的触发机制、哺乳动物细胞内触发RNAi的3种触发子(siRNA、shRNA、shRNAmir)及RNAi在基因功能分析中的研究进展作一综述.     

具有迁移效应的Hassell-Varley-Holling捕食者-食饵系统的持续生存

研究具有迁移效应的Hassell-Varley-Holling功能性反应的捕食者-食饵模型,得到了系统耗散性和持续生存的条件.     

两种杜鹃花属植物对长期遮阴后全光照环境的生理响应及其光保护机制

植物通过提高光能利用能力和光保护途径以响应环境光强的增加, 但不同植物对环境光强增加的生理响应存在差异, 从而导致植物对光环境的适应性不一致。为探讨植物对光环境变化的生理响应及其适应机制, 该文以遮阴条件下培养1年的2种杜鹃属(Rhododendron)植物比利时杜鹃(R. hybrida)和杜鹃(R. simsii)为材料, 对其由遮阴后转入全光照下培养5天时的叶片叶绿素荧光参数及其快速光曲线变化进行了比较研究, 以期从叶片吸收光能分配和光保护机制的角度探讨这2种植物对光环境变化的适应机制。结果表明: 全光照降低了喜阴植物比利时杜鹃叶片的光化学反应和热耗散能力, 且其吸收光能分配于光化学反应和调节性能量耗散部分的比例减少, 导致光系统II反应中心过量激发能积累, 造成了叶片光抑制甚至光破坏。杜鹃作为耐阴喜光植物对光环境变化具有较强的适应性, 具有较高的光化学反应、热耗散和环式电子传递能力等内在生理特性; 在遮阴和全光照两种光环境下均能维持较高的吸收光能在光化学反应和调节性能量耗散部分的分配比例, 从而保护了光合机构的正常运行, 是其全光照强光未造成叶片光抑制的原因。     

喀斯特地区石漠化治理的理论模式探讨

基于恢复生态学的基本原理,提出了石漠化形成与治理的触发模型：生态系统所固有的推动自我发展的能力,称为主导力;使生态演替顶级偏离预定态的干扰因素,称为触发因子;主导力与触发因子相互作用,共同决定了生态演替的终态.石漠化是一系列恶性触发的结果,而石漠化治理,则是通过“人为设计”的生态恢复手段,激发生态系统“自我设计”的功能,从而实现生态恢复的良性触发过程. 以湘西凤凰县喀斯特石漠化生态系统恢复治理为例,对触发模型进行了初步检验. 结果表明,以触发模型为指导的恢复措施明显改善了土壤的理化性质,显著提高了植被覆盖率与植物多样性,与当地石漠化生态系统形成了良性触发,初步验证了触发模型的科学性.     

BP-MSM混合算法及其在森林自疏规律研究中的应用

森林自然稀疏机制一般是非线性的、动态的.人工神经网络具有逼近任意非线性映射的特性.本文阐述了人工神经网络模拟森林自疏机制的可行性和不足之处,并提出了基于改进单纯形法的神经网络模型(BP-MSM混合算法)的基本原理和算法,结合山杨天然林和杉木人工林自疏实例说明了其应用.森林自疏实例应用结果表明,BP-MSM混合算法模拟森林自然稀疏机制是理想的,模拟精度较高,从而继承和发展了人工神经网络方法与理论,丰富了森林自然稀疏规律研究方法.     

用耗散结构理论对莫高窟园林用水的分析

通过莫高窟园林用水的调查,发现平均灌溉量为8366mm,远高于敦煌农田的灌水量2250mm,并且全部通过土壤表面蒸发和植物蒸腾耗散掉了.这就出现了一个实际用水量很高的地方,它仍然表现为缺水的悖逆现象.而且也远大于以水面为基础当地的耗散量2486mm.应用 Penman的蒸散指数、Thornthwaite的蒸散指数、Holdridge生命地带指标等进行比较研究,结果仍然不能解释莫高窟存在的现象.通过对于莫高窟的温度、光照、湿度、风速、热量、土壤结构、浇灌方式等与水分耗散有关的因子进行深入的调查与分析后,发现这个现象与耗散结构理论相吻合.应用耗散结构理论解释了在莫高窟园林用水中存在的一个似非而是的问题.水的耗散结构理论对西北干旱地区的水资源利用有重要意义.应用耗散结构理论与前人对水分耗散方面的研究并不矛盾,完全可以在这一理论指导下统一起来,有望建立起统一的水分耗散应用模型.同时对与耗散结构理论相关的熵问题进行了探讨,认为这个问题与时间问题一样,是认识的主体——人的心理错觉,并没有物质上的实质.     

紫茎泽兰光合特性对生长环境光强的适应

测定了不同光强下生长的紫茎泽兰叶片最大净光合速率(Pmax)、叶绿素荧光参数、光合色素含量和比叶重(SLW),探讨了其光适应能力及生理生态学机制．强光下(100％相对光强)紫茎泽兰发生了轻度光抑制,Pmax、SLW、类胡萝卜素含量和日间热耗散升高,但热耗散能力没有提高．强光下紫茎泽兰通过：1)加强日间热耗散和活性氧清除能力以及光系统Ⅱ反应中心可逆失活来耗散过剩光能;2)增大P～以增加光能利用;3)提高SLW,降低单位干重叶绿素含量以减少光能吸收3个途径避免了光合机构光破坏．弱光下(36％、12．5％和4．5％相对光强)紫茎泽兰日间热耗散很小,SLW降低,但P～较高,这有利于其增加光能吸收和利用效率．紫茎泽兰能在很大的光强范围内有效地维持光合系统正常运转,这可能是其表现较强入侵性的原因之一．     

一种滤除医学影像噪声的混合滤波算法

目的：医学影像在获取、存储、传输过程中会不同程度地受到噪声污染,这极大影像了其在临床诊疗中的应用。为了有效地滤除医学影像噪声,提出了一种混合滤波算法。方法：该算法首先将含有高斯和椒盐噪声的图像进行形态学开运算,然后对开运算后的图像进行二维小波分解,得到高频和低频小波分解系数。保留低频系数不变,将高频系数经过维纳滤波器进行滤波,最后进行小波系数重构。结果：采用该混合滤波算法、小波阚值去噪、中值滤波、维纳滤波分别对含有混合噪声的医学影像分别进行滤除噪声处理,该滤波算法去噪后影像的PSNR值明显高于其他三种方法。结论：该混合滤波算法是一种较为有效的医学影像噪声滤除方法。     

一种滤除医学影像噪声的混合滤波算法

目的:医学影像在获取、存储、传输过程中会不同程度地受到噪声污染,这极大影像了其在临床诊疗中的应用。为了有效地滤除医学影像噪声,提出了一种混合滤波算法。方法:该算法首先将含有高斯和椒盐噪声的图像进行形态学开运算,然后对开运算后的图像进行二维小波分解,得到高频和低频小波分解系数。保留低频系数不变,将高频系数经过维纳滤波器进行滤波,最后进行小波系数重构。结果:采用该混合滤波算法、小波阈值去噪、中值滤波、维纳滤波分别对含有混合噪声的医学影像分别进行滤除噪声处理,该滤波算法去噪后影像的PSNR值明显高于其他三种方法。结论:该混合滤波算法是一种较为有效的医学影像噪声滤除方法。     

生态系统与耗散结构

1977年,比利时著名科学家伊·普里高津成功地提出耗散结构理论,荣获了诺贝尔奖。普里高津的理论告诉我们:“一个远离平衡态的复杂系统,各元素的作用具有非线性特点,正是这种非线性的相关机制,导致了大量离子的协同动作,突变而产生有序结构。”普里高津的耗散结构理论,研究系统怎样从混沌无序的动态向稳定有序的结构组织演化及其规律,故也称为非平衡系统自组织理论。这一系统理论的奇葩,对于生态系统的深入研究将起到不可估量的作用。同时,这一理论使我们对生态     

飞机草和兰花菊三七光合作用对生长光强的适应

测定了干季不同光强下生长的飞机草和兰花菊三七叶片最大净光合速率(Pmax)、荧光动力学参数、叶绿素含量和比叶重(LMA),研究了两种植物适应光环境的策略,探讨了其与入侵性的关系.100%光强下,两种植物主要通过降低捕光色素复合体Ⅱ的含量减少光能吸收,提高Pmax增加光能利用维持叶片能量平衡,而它们的热耗散能力并不强,均显著低于其它光强下的值.100%光强下,提高类胡萝卜素含量是飞机草耗散过剩能量的有效策略,而兰花菊三七可能有其它耗散途径.4.5%光强下仅飞机草能够存活,它通过降低LMA、维持很低的日间热耗散和较高的光合系统Ⅱ非环式电子传递效率适应了弱光环境.推测对强光环境较强的适应能力是入侵植物的共性之一,但这种能力强不一定入侵性大.     

内毒素结合蛋白的研究进展

革兰阴性菌的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是引起内毒素休克的重要触发剂.近年来的研究发现,在内毒素血症的发生、发展过程中,内毒素结合蛋白(endotoxin binding protein,EBP)及其受体系统是机体识别和调控内毒素作用的关键机制,内毒素的许多生物学效应可能就是通过其增敏或抑制作用而实现的.本文就内毒素结合蛋白与LPS作用关系的研究进展作一综述.     

RNA干扰技术在哺乳动物中的应用

RNA干扰(RNAi)是生物界普遍存在的一种抵御外来基因和病毒感染的进化保守机制.RNAi是由双链RNA触发的转录后基因沉默机制,具有序列特异性,在哺乳动物细胞中,RNAi由21～23个核苷酸组成的双链RNA引发.小干扰RNA(siRNA)可以在体外合成或通过表达载体在哺乳动物细胞内合成.由于RNAi技术具有快速、简单和特异性强等特点,在基因功能研究、抗病毒治疗和抗肿瘤治疗等方面有广泛的应用前景.     

基于联合锋电位-局部场电位的整合野调制特性研究

整合野调制在生物视觉系统的图形背景分离和轮廓检测中具有重要作用。为了研究整合野空间频率调制特性,首先测定单个神经元的感受野范围和整合类型,挑选出要研究的抑制性神经元;然后,用匹配追踪算法和希尔伯特变换提取Spike触发的伽马频带LFP瞬时能量;最后,将Spike触发的伽马频带LFP(local field potential,LFP)瞬时能量用于分析神经元的整合调制特性.对在大鼠初级视觉皮层(primary visual cortex,V1区)采集的96个神经元进行统计分析,实验结果表明:1)Spike触发的伽马频带LFP瞬时能量可以作为分析V1区整合野调制特性的有效指标;2)基于Spike触发的伽马频带LFP瞬时能量所获得的抑制指数要显著高于通过Spike发放率以及伽马频带LFP功率的结果(P0.001),并且整合野的调制规律性更加明显,个体适用性更好。     

高锶离子亲和力传感蛋白介导CALYX突触囊泡异步和自发释放

突触囊泡在钙离子(Ca2+)触发下释放神经递质普遍存在着同步和异步两种形式.突触囊泡膜蛋白(synaptotagmin 2,Syt-2)已被证实是Calyx of Held突触囊泡同步释放的Ca2+传感蛋白,而相关的异步释放Ca2+传感蛋白还有待于探索.虽然锶离子(Sr2+)因其物理和化学性质都接近Ca2+,且能触发更多的囊泡异步释放成分而成为研究异步释放机制的常用工具,但有关Sr2+触发异步释放的机制存在着争议.本文在胞外以Sr2+替换Ca2+的条件下,通过对野生型(WT)和Syt-2敲除型(Z2B-/-)小鼠Calyx突触囊泡自发和诱发释放的电生理特性分析,发现Syt-2是介导Sr2+诱发的突触囊泡快速释放的传感蛋白,但不是介导Sr2+相关神经递质异步释放和自发释放的传感蛋白;而未知的触发囊泡异步释放的传感蛋白相比Syt-2对Sr2+具有更高的亲和力,同时也介导突触囊泡的自发释放.这一研究为探索并最终发现触发囊泡异步释放的未知传感蛋白提供了新的线索.