藏狐家域功能分区及其生物学特性比较

家域是野生动物生态学研究中重要的基础概念之一,对家域的研究有助于认识动物在特定时期的生态学需求和采取的生活史对策.     

家域研究进展

家域是动物行为学和保护生物学的重要概念之一,它在动物对资源环境的适应与选择,种群密度及社会关系等生态学过程研究中有着重要的作用.对家域的内涵、特征、估算方法(包括取样方法,样本含量,位点数据自相关,模型评价等)等方面进行阐述,总结了家域估算模型的发展过程及发展方向,评述了3种主要家域估算模型的优势与不足,并结合最新的理论和应用,对未来的研究方向提出建议.     

森林景观的历史变域研究进展

历史变域概念产生于20世纪90年代,是森林生态系统管理的重要概念之一,可以为生态系统管理提供参考和目标。总结了历史变域领域近期的研究热点:火烧的历史变域研究从定量化火烧特征开始,进而探讨火烧特征的影响因素,并且从火烧特征的单一影响因素向多影响因素、从单一尺度向多时空尺度研究发展;森林景观历史变域研究由描述景观的单一结构特征深入到揭示综合结构特征及功能特征。方法的新进展包括:评估历史数据的误差、探索采样和数据分析方法、重视火疤木数据的多时空特征、以及发掘整合多种来源的历史数据。模拟自然干扰的森林管理是历史变域概念的重要应用之一,最近的研究集中在为森林管理提供更加全面的模拟自然干扰的干扰参数,并且强调这些参数的空间异质性;同时,该管理模式也面临挑战和质疑:气候变化条件下历史变域的概念是否仍旧适用?森林管理是否能够真正达到自然干扰的效果?分析了我国的研究现状,提出发展建议。     

青海省都兰县藏狐家域范围及重叠度

2006年9月21日至10月21日、2007年1月14～20日、2月6～12日和3月13日至4月8日,应用无线电追踪技术对青海省都兰县沟里乡3只藏狐(2雄,1雌)进行追踪定位,采用Kernel方法计算了3只藏狐的家域面积,确定了该物种的核域,并探讨了不同藏狐个体间家域及核域的重叠状况.结果表明,沟里乡藏狐平均家域面积为6.4±0.4 km2,平均核域面积为1.6±0.2 km2,核域约占家域总面积的1/5～1/4.3只藏狐总体家域面积相差不大,藏狐家域及核域均有一定程度的重叠,家域重叠程度约为50%～60%,核域重叠程度则远远减小,约为7%～20%.     

道路建设对野生动物的影响域研究进展

道路建设对生态环境产生了复杂而深刻的影响,具有多要素、时空动态变化特征。基于景观生态学视角,景观生态学之父、美国哈佛大学Richard TT Forman教授提出道路影响域概念。道路建设对野生动物的影响域研究是道路影响域研究的重要组成部分。本文从研究方法、研究结果等方面总结了国内外研究进展,并结合我国道路生态学发展实际,提出两点建议:以生态敏感区域为案例(如吉林省长白山区、内蒙古草原区、云南省三江并流区和高原湿地区),深入探索道路建设对野生动物的影响域研究的学术空白领域;结合生态敏感区域道路建设实际,积极将研究成果应用于道路建设实践,指导生态敏感区域道路建设,为资源节约型与环境友好型交通建设服务。     

两种核域估算方法在野生藏狐家域研究中的比较

核域是野生动物重点利用、含有更多居所、隐蔽场所及依赖性食物资源的区域。关于核域的确定和划分一直存在争议,且很难找到客观的并能准确展示动物生物学信息的数理统计方法。2006 年4 月,2006 年9 ～10月和2007 年1 ～4 月,我们共记录青海省都兰县沟里乡3 只藏狐的199 个活动位点,通过固定核空间(Fixed kernel)和调和平均值(Harmonic mean)模型,结合独立区域法的计算原理,估算藏狐的核域,并对两种估算方法进行比较分析,以确定更理想的核域数学模型。研究结果表明:(1)两种估算方法中核域面积均受到家域总面积的影响,固定核空间法的核域面积受家域总面积影响较大,而且变量系数不稳定; (2) 随着样本量的增加,固定核空间法估算的核域面积逐渐减小,而调和平均值法则增大,前者从数理统计上更好地描述了藏狐对家域资源的利用分布,后者更符合客观实际;(3)调和平均值法在划定家域边界时容易包括不属于家域范围的区域,而在估算核域时可以在一定程度上克服该缺陷;(4)调和平均值法能够真实地反应动物的活动中心,估算的核域中包含有更多的活动位点。因此,尽管在估算藏狐核域时固定核空间法有稳定的计算结果等优点,调和平均值法为更理想的核域估算模型。     

西藏东南部地区马麝家域的研究

运用三维空间中的家域模型及其计算分析方法,结合全球定位系统和电子计算机计算技术,讨论了西藏东南部地区马麝的家域形态、面积及其不同性别与季节的差异。马麝的家域近圆形,不同时间它们虽有沿海拔高度的垂直迁移现象,但整个活动中心变化不大。夏季时,马麝的家域面积较小,进入秋冬季节则显著增加;其中,无性别特异性的普遍增加与秋冬季节的食物减少有关,而不同性别的变化比例差异与繁殖活动相联系。     

红耳龟在广东古田保护区的家域研究

于2010年9月至2012年6月,在广东古田保护区内利用无线电遥测技术,对保护区内21只红耳龟的家域进行研究。结果表明:红耳龟家域为5.25 hm2±8.66 hm2,核域为1.26 hm2±1.73 hm2。红耳龟的家域和核域面积在繁殖期显著大于非繁殖期,雄性的在繁殖期显著大于非繁殖期,雌性的在繁殖期和非繁殖期无显著性差异,但在繁殖期大于非繁殖期。雄性的和核域在繁殖期显著大于雌性,在非繁殖期不存在显著性差异,但雄性的都大于雌性的。家域大小与其身体大小之间没有显著相关性。     

解纤维梭菌纤维小体黏附域与锚定域相互作用的差异性

黏附域(cohesin)与锚定域(dockerin)的相互作用是纤维素酶复合体-纤维小体(cellulosome)组装的基础,该作用是自然界已知最强的相互作用力之一。为解析纤维小体的装配机制,本研究以解纤维梭菌(Ruminiclostridium cellulolyticum)纤维小体为研究对象,通过Pull-down和等温滴定量热(ITC)的方法,分析并比较不同簇的3个黏附域与7个锚定域之间的相互作用。结果表明,不同簇黏附域与锚定域的相互作用具有显著差异。其中,Coh1与Doc-0729的相互作用最强,K_a为10⁸ M^-1,Coh7与Doc-0729、0931作用力强,K_a为10⁷ M^-1,而Coh8与Doc-0931、1656、0752作用强,K_a也达到10⁷ M^-1。总之,Doc-0729、0931、1656与3个Coh的结合力均较高。本研究揭示了纤维小体黏附域与锚定域的组装具有偏爱性...     

关于生态场的几点评述

依据植物生态场的系统研究资料,对生态场的概念、场的特征函数、生态场的图形以及生态场对植物相互作用的解释进行了评述.阐明了生态场的最基本属性是物质性,目前的研究水平尚不能确定生态场是否是有别于一般物理场的特殊形式的场.对生态场的基本特征函数-生态势模型给予了形式与模型参数估测方面的评述,表明两种生态势模型各有一定的特点与优越性.作者强调,生态场更具生态学的方法论意义,应用生态场对植物相互作用形式与过程的分析描述,具有定量化、综合性与直观化特点.生态场的绘图为生态学研究开辟了新的途径,特别是应用生态场理论分析群体植物的动态变化过程(由互利共存到干涉竞争)会有合理的定量解释.     

关于生态场的几点评述

依据植物生态场的系统研究资料,对生态场的概念、场和特征函数、生态场折图形以及生态场对植物相互作用的解释进行了评述。阐明了生态场的最基本属性是物质性,目前的研究水平尚不能确定生态场是还是有别于一稻物理场的特殊形式在场,对生态场的基本特征函数－生态热模型给予了形式与模型参数体测方面的评述,表明两种生态势模型各有一定的特点与优越性。作者强调,生态场更具生态学的方法论意义,应用生态场对植物相互作用形式与过     

Path-finding in real and simulated rats: assessing the influence of path characteristics on navigation learning

A large body of experimental evidence suggests that the hippocampal place field system is involved in reward based navigation learning in rodents. Reinforcement learning (RL) mechanisms have been used to model this, associating the state space in an RL-algorithm to the place-field map in a rat. The convergence properties of RL-algorithms are affected by the exploration patterns of the learner. Therefore, we first analyzed the path characteristics of freely exploring rats in a test arena. We found that straight path segments with mean length 23 cm up to a maximal length of 80 cm take up a significant proportion of the total paths. Thus, rat paths are biased as compared to random exploration. Next we designed a RL system that reproduces these specific path characteristics. Our model arena is covered by overlapping, probabilistically firing place fields (PF) of realistic size and coverage. Because convergence of RL-algorithms is also influenced by the state space characteristics, different PF-sizes and densities, leading to a different degree of overlap, were also investigated. The model rat learns finding a reward opposite to its starting point. We observed that the combination of biased straight exploration, overlapping coverage and probabilistic firing will strongly impair the convergence of learning. When the degree of randomness in the exploration is increased, convergence improves, but the distribution of straight path segments becomes unrealistic and paths become 'wiggly'. To mend this situation without affecting the path characteristic two additional mechanisms are implemented: a gradual drop of the learned weights (weight decay) and path length limitation, which prevents learning if the reward is not found after some expected time. Both mechanisms limit the memory of the system and thereby counteract effects of getting trapped on a wrong path. When using these strategies individually divergent cases get substantially reduced and for some parameter settings no divergence was found anymore at all. Using weight decay and path length limitation at the same time, convergence is not much improved but instead time to convergence increases as the memory limiting effect is getting too strong. The degree of improvement relies also on the size and degree of overlap (coverage density) in the place field system. The used combination of these two parameters leads to a trade-off between convergence and speed to convergence. Thus, this study suggests that the role of the PF-system in navigation learning cannot be considered independently from the animals' exploration pattern.     

濒危植物桫椤个体生态场梯度的研究

通过构建濒危植物桫椤(Alsophila spinulosa)个体生态场梯度模型,研究桫椤个体生态场梯度的变化特征.随着与场源距离的增加,桫椤个体生态场梯度先逐渐升高,达到最大值后又逐渐降低并收敛于零,其变化形式符合Rayleigh分布.不同地段的桫椤种群个体场梯度大小变化幅度不同,最大场梯度值以及出现最大场梯度时的作用妹距离亦不相同.随作用距离增加,场梯度的收敛速度差异增大.     

Building self-avoiding lattice models of proteins using a self-consistent field optimization

We present an algorithm to build self-avoiding lattice models of chain molecules with low RMS deviation from their actual 3D structures. To find the optimal coordinates for the lattice chain model, we minimize a function that consists of three terms: (1) the sum of squared deviations of link coordinates on a lattice from their off-lattice values, (2) the sum of “short-range” terms, penalizing violation of chain connectivity, and (3) the sum of “long-range” repulsive terms, penalizing chain self-intersections. We treat this function as a chain molecule “energy” and minimize it using self-consistent field (SCF) theory to represent the pairwise link repulsions as 3D fields acting on the links. The statistical mechanics of chain molecules enables computation of the chain distribution in this field on the lattice. The field is refined by iteration to become self-consistent with the chain distribution, then dynamic programming is used to find the optimal lattice model as the “lowest-energy” chain pathway in this SCF. We have tested the method on one of the coarsest (and most difficult) lattices used for model building on proteins of all structural types and show that the method is adequate for building self-avoiding models of proteins with low RMS deviations from the actual structures. © 1996 Wiley-Liss, Inc.     

稻萍鱼螺群落食物链的模拟方法

在田间试验和网室内系统测定的基础上,对稻萍鱼螺生态系统的群落结构和食物链行为进行了数学模拟．用插值法解析了稻萍群落模型;并在此基础上用差方方程Q_(t 1)=Q_te~-J_t表达了群落中的萍鱼食物链关系．所得的数学模型通过计算机运行后,得出了优化的群落食物链结构并成功地应用于实践．     

人体电磁兼容系统与电磁场处理水--Ⅲ.电磁水对人体电磁场的作用

《人体电磁兼容系统与电磁场处理水》一文分三篇写。第一篇“Ⅰ.人体电磁兼容系统”,讨论了人体体内电磁场;第二篇“Ⅱ·电磁水的特性”,讨论了电磁水的电磁场。二文均已发表于《生物磁学》。本文是第三篇,讨论电磁水电磁场对人体电磁场的作用,重点阐明饮用电磁水后,主要是电磁水的电磁场作为入射场与体内场发生迭加作用,产生耦合电磁场,从而实现其对体内场的调节作用,达到维系身体健康的目的。由于有关水的问题非常复杂,动态性强,故大多数关于耦合场的研究均服从于“统计学规律”。     

Calculation of Externally Applied Electric Field Intensity for Disruption of Cancer Cell Proliferation

It is already known that electrostatic, magnetostatic, extremely low-frequency electric fields, and pulsed electric field could be utilized in cancer treatment. The healing effect depends on frequency and amplitude of electric field. In the present work, a simple theoretical model is developed to estimate the intensity of electrostatic field that damages a living cell during division. By this model, it is shown that magnification of electric field in the bottleneck of dividing cell is enough to break chemical bounds between molecules by an avalanche process. Our model shows that the externally applied electric field of 4?V/cm intensity is able to hurt a cancer cell at the dividing stage.     

一种估算草地贪夜蛾卵块中卵粒数量的简易方法

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda (Smith)是2019年发现入侵我国的一种重要的外来害虫,对我国粮食种植业造成严重威胁。明确虫情是做好草地贪夜蛾预测预报和制定科学防控策略基础。在田间调查中需要一种简便、快速估计落卵量的方法,以明确田间虫口数量。本研究在实验室条件下收集草地贪夜蛾雌虫产于玉米叶片上的卵块,记录了每个卵块的长、宽、层数和卵粒数量,获得了卵块面积,建立了卵粒数量与卵块面积的指数函数模型：Y=e(2.1596×0.00832X),并依据该模型提出了根据卵块面积测算卵粒数量的分级表。该方法为田间调查中卵块卵粒数量量的快速估计提供了参考。     

同心圆感受野去抑制特性的数学模拟

以感受野外周区内各亚区之间的抑制性相互作用为基础,提出了一个能描述视网膜神经节细胞传输特性的数学模型,此模型能很好地解释传统感受野外大范围去抑制区产生的机制。当用来处理亮度对比边缘时,它既能很好地增强边缘对比,又可有效地提升被传统感受野中心／外周拮抗机制所滤除了的区域亮度对比和亮度梯度信息。本文也用不同空间频率的光栅和真实图像检验了模型的空间频率传递特性,并与其它模型进行了比较。