遥感在生物多样性研究中的应用进展

随着人口的持续增长, 人类经济活动对自然资源的利用强度不断升级以及全球气候变暖, 全球物种正以前所未有的速度丧失, 生物多样性成为了全球关注的热点问题。传统生物多样性研究以地面调查方法为主, 重点关注物种或样地水平, 但无法满足景观尺度、区域尺度以及全球尺度的生物多样性保护和评估需求。遥感作为获取生物多样性信息的另一种手段, 近年来在生物多样性领域发展迅速, 其覆盖广、序列性以及可重复性等特点使之在大尺度生物多样性监测和制图以及评估方面具有极大优势。本文主要通过文献收集整理, 从观测手段、研究尺度、观测对象和生物多样性关注点等方面综述了遥感在生物多样性研究中的应用现状, 重点分析不同遥感平台的技术优势和局限性, 并探讨了未来遥感在生物多样性研究的应用趋势。遥感平台按观测高度可分为近地面遥感、航空遥感和卫星遥感, 能够获取样地-景观-区域-洲际-全球尺度的生物多样性信息。星载平台在生物多样性研究中应用最多, 航空遥感的应用研究偏少主要受飞行成本限制。近地面遥感作为一个新兴平台, 能够直接观测到物种的个体, 获取生物多样性关注的物种和种群信息, 是未来遥感在生物多样性应用中的发展方向。虽然遥感技术在生物多样性研究中的应用存在一定的局限性, 未来随着传感器发展和多源数据融合技术的完善, 遥感能更好地从多个尺度、全方位地服务于生物多样性保护和评估。     

基于站点的生物多样性星空地一体化遥感监测

科学制定生物多样性保护和恢复政策, 需要空间上连续、时间上高频的物种和生境分布以及物种迁移信息支持, 遥感是目前能满足该要求的有效技术手段。近年来, 遥感平台和载荷技术高速发展, 综合多平台、多尺度、多模式遥感技术, 开展基于站点的星空地一体化遥感观测试验, 可以对地表进行时空多维度、立体连续观测, 为生物多样性遥感监测提供了新的契机。本文总结了使用遥感技术监测生物多样性的主要方法, 回顾了典型的星空地一体化遥感观测试验。综述以往研究发现, 一方面, 现有遥感试验还缺少对生物多样性直接监测指标的观测, 另一方面, 生物多样性遥感监测方法也缺少星空地多维立体观测平台的支撑, 亟需加强两者的融合, 开展基于站点的生物多样性星空地一体化遥感监测研究。以设于我国四川王朗大熊猫国家级自然保护区内的王朗山地生态遥感综合观测试验站为例, 展示了星空地一体化遥感综合观测试验平台在生物多样性监测中的应用潜力。星空地一体化遥感观测可以提供物种和生境的综合定量信息, 与生态模型有机结合, 可以刻画生物多样性的时空格局与动态过程, 有助于挖掘过程机理, 提高生物多样性监测的信息化水平。     

分子模拟技术及其在生物分离中的应用

分子模拟技术是借助计算机进行微观过程观测的研究工具,广泛应用于生物、材料、化学、化工和物理等领域的研究.本文简要介绍分子模拟的基本流程,着重介绍模型构建和模拟方法,最后以疏水电荷诱导色谱界面过程的分子动力学模拟为例阐述分子模拟在生物分离中的应用     

面向生态系统评估的多源数据融合体系

基于生态系统服务功能的生态系统评估是识别生态环境问题、开展生态系统恢复和生物多样性保护、建立生态补偿机制的重要基础,也是保障国家生态安全、推进生态文明建设的重要环节。生态系统评估涉及生态系统多个方面,需要多要素、多类型、多尺度的生态系统观测数据作为支撑。地面观测数据和遥感数据是生态系统评估的两大数据源,但是其在使用时常存在观测标准不一、观测要素不全面、时间连续性不足、尺度不匹配等问题,给生态系统评估增加了极大的不确定性。如何融合不同尺度的观测数据量化生态系统服务功能是实现生态系统准确评估的关键。为此,从观测尺度出发,阐述了地面观测数据、近地面遥感数据、机载遥感数据和卫星遥感数据的特点及其在问题,并综述了这几类数据源进行融合的常用方法,并以生产力、固碳能力、生物多样性几个关键生态参数为例介绍了“基于多源数据融合的生态系统评估技术及其应用研究”项目的多源数据融合体系。最后,总结面向生态系统评估的多源数据融合体系,并指出了该研究的未来发展方向。     

中国科学家参与完成“水稻基因组序列全图”

新华社北京8月11日电综合新华社驻伦敦记者曹丽君、总社记者张忠霞报道,日本、美国、中国等多国科学家在11日出版的英国Nature杂志上报告说,他们已绘制完成了“水稻基因组序列全图”,其覆盖率和精确度均远远高于此前发表的草图。据称,这是目前在高等生物中最精确、最完整的测序工作之一。     

中国森林生物多样性监测网络有力支撑生物群落维持机制研究

正物种共存机制是当前群落生态学的研究热点之一,生态学家提出了众多理论和假说来解释某一特定群落中的物种如何共存.大型森林动态样地途径为研究物种共存机制提供了独特的研究平台,实地观测、控制实验及建模则为生态学家提供了量化共存机制的工具.为了推动中国的森林生物多样性维持机制研究,中国科学院生物多样性委员会于2004年组织有关研究所的科研人员和院外相关单位的合作者,参照全球森     

生物标志物及其在生态系统研究中的应用

生物标志物是环境和地质体中记载着原始生物母质分子结构信息的有机化合物, 其含量可以指征特定生物来源对天然有机质的相对贡献, 其组成和同位素信息还可以记录有机质的转化及环境信息。与传统元素及组分分析相比, 生物标志物为研究天然有机质的来源、动态变化和转化特征提供了具有高度专一性和灵敏度的工具, 因此, 近年来被广泛地应用于生态学和生物地球化学研究中。特别是, 与生态系统观测以及控制实验相结合, 生物标志物在揭示微生物的活性与碳源变化、土壤有机碳的稳定机制及其对全球变化的响应等方面显示了广阔的应用前景。近些年开发的生物标志物单体同位素分析也在生态系统碳氮周转与食物网研究等方面显示了巨大的研究潜力。基于此, 该文综述了生态系统研究中常用的生物标志物的种类、分析方法和应用方向, 总结了生物标志物研究目前存在的问题, 并对未来的研究方向进行了展望, 旨在为使用生物标志物的生态学和环境科学研究者提供参考。     

生物标志物及其在生态系统研究中的应用

生物标志物是环境和地质体中记载着原始生物母质分子结构信息的有机化合物,其含量可以指征特定生物来源对天然有机质的相对贡献,其组成和同位素信息还可以记录有机质的转化及环境信息。与传统元素及组分分析相比,生物标志物为研究天然有机质的来源、动态变化和转化特征提供了具有高度专一性和灵敏度的工具,因此,近年来被广泛地应用于生态学和生物地球化学研究中。特别是,与生态系统观测以及控制实验相结合,生物标志物在揭示微生物的活性与碳源变化、土壤有机碳的稳定机制及其对全球变化的响应等方面显示了广阔的应用前景。近些年开发的生物标志物单体同位素分析也在生态系统碳氮周转与食物网研究等方面显示了巨大的研究潜力。基于此,该文综述了生态系统研究中常用的生物标志物的种类、分析方法和应用方向,总结了生物标志物研究目前存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望,旨在为使用生物标志物的生态学和环境科学研究者提供参考。     

瓦屋山大熊猫发现记

与熊猫故乡雅安山水相连的四川瓦屋山自然保护区,关于国宝大熊猫的传闻、发现与保护历程,同样流光溢彩,其对大熊猫的发现首先值得记述. 只闻其声,不见其影 中华人民共和国成立之前,除了云游或驻山的僧倡、道士与当地的猎人和采药者对"研究"部分动植物感兴趣,最先运用近现代动植物分类方法科学考察瓦屋山生物的是欧洲人.据资料考证,瓦...     

生物序列拼接及其算法

生物序列拼接是鸟枪法(shotgun)测序中的一个重要环节.主要介绍了生物序列拼接及其研究中所涉及的一些基本问题,概述了两类主要的生物序列拼接算法,分析了其各自的特点,并对其进行了比较.     

水对生物驻极体猪骨压电系数d_（33）测量影响的研究

研究了水在生物驻极体的压电过程中的作用,通过测量猪肩胛骨和软骨组织的纵向压电系数ｄ３３得出的结论是：水不仅能影响压电系数的测量,而且对压电效应的产生也起很大作用。水的含量及存在状态不同,压电系数也不同。     

Identifying the spatial scale of density-dependent interaction of predators with schooling fish in the southern Labrador Current

Previous work along the coast of Newfoundland has shown that aggregative responses of puffins, Fraiercula arctica , and common guillemots, Uria aalge , to schooling fish, primarily capelin, Mallotus villosus , occur at spatial scales of 2-6 km. The present work tests the hypothesis that coastal upwelling results in aggregation of capelin at this scale, and that the scale of interaction with predators can be predicted from wind-driven coastal upwelling. An observational experiment in 1987 showed that a relatively simple physical model could be used to predict the spatial scale of upwelling, that schooling fish aggregate at this scale after upwelling, that aggregation of schooling fish at the scale of upwelling decays as upwelling relaxes, and that the spatial association of puffins and guillemots with schooling fish reaches a maximum at this scale. These results suggest that relatively simple physical theory can, in some cases, be used to identify the spatial scale of interaction of predators with prey.     

A method for assessing factors influencing'false check'formation in fish scales

Scales are widely used to determine both the growth rates and the age of fish. Their use in this method of scale reading is however complicated by the occurrence of false checks. It has been difficult to investigate the particular environmental factors that normally cause these interruptions in growth because it usually takes many weeks before a check can be detected and the growing scale is a complex system. A technique has therefore been devised in which a scale is isolated from the fish and used to measure its metabolism of radioactive glycine. This gives a measure of protein synthesis which correlates well with the normal growth of the scale and of the whole fish. It is, however, a measurement of the'instantaneous growth rate'of the fish instead of one compounded over a long period of time and it thus opens up the possibility of investigating specific environmental factors that might cause changes in growth. The effects of handling, low oxygen levels, starvation, light and temperature changes have been studied by this technique. It has been shown that handling has the most marked effect but that oxygen levels and starvation also have direct effects that could induce false checks.     

"Instantaneous" growth rates of fish scales and their use in studies of fish populations

A technique has been devised for measuring the incorporation of ¹⁴C-glycine into fish scales. This provides an indication of the rate of growth of the scale at the time of sampling. The growth of fish scales is classically considered to be related to the growth of the whole fish' hence the method devised has been used to investigate aspects of fish growth in a number of environmental situations.     

鲤鱼鱼鳞在盐酸脱钙过程中的变化

鱼鳞主要由表层的钙化层和内部的胶原纤维层构成,为提取鱼鳞胶原蛋白,首先要脱除鱼鳞表面的钙化层。本文主要研究鲤鱼鱼鳞在盐酸脱钙过程中的变化。鱼鳞在盐酸脱钙过程中外部形态首先发生变化,钙化层溶解变薄,鱼鳞的柔软性增加。随着脱钙过程的进行,盐酸逐渐渗透到鱼鳞内部。经过盐酸处理后鱼鳞的力学性质发生很大的改变,断裂强度大大降低,只有原始鱼鳞的1/3~1/4。说明鱼鳞中以羟基磷灰石为主要成分的无机物层对保护鱼鳞起到了很大的作用,也为鱼鳞坚韧的质构发挥了重要的作用。     

Solving parasite-related problems in cultured freshwater fish

The importance of parasitoses in freshwater fish culture grows parallel with the development of fishbreeding. Especially in intensively cultured fish populations one has to reckon with outbreaks of parasitoses. Although parasite-related problems are different in cultures of salmonids, carp, tilapias, catfishes, eels and ornamental fish protozoan parasites are in general of greatest importance. Among protozoans, myxozoan parasites deserve attention as recent research on this group has brought several new results. Regarding the control of parasitic fish diseases, biological methods might be successful together with prevention and a broader scale of effective medicines.     

基因工程鱼生长激素的生产研究

以P_RP_L,Trp启动子在大肠杆菌中表达鲤鱼生长激素重组DNA,经过高密度发酵.包涵体的提取,恢复天然结构。每升发酵可碍2g鱼生长激素。在上海地区以浸渍方法处理对虾苗并在人工饲料中添加鱼生长激素,提高虾苗的存活率并增加产量,提高了饲料的转化率。     

南极鳕鳞片表面结构的光镜和扫描电镜的观察

本文对南极鳕鳞片表面结构进行了光镜和扫描电镜形态学的初步研究。观察同一鱼体上圆鳞和栉鳞的各自形态,论述了两种鳞片年轮的特点及鳞峭、鳞沟、鳞棘等的特征。经过观察分析,认为年轮的断裂型即为生殖轮,生殖轮的出现将是性成熟的标志。     

长江中游干流鱼类群落构建机制分析

研究选取长江中游5个采样点(宜昌、枝江、荆州、汉南、湖口)为代表, 采用系统发育群落结构方法分析了不同空间尺度下长江中游鱼类群落的构建机制。结果表明: (1)空间聚类分析显示, 在65%的相似性水平上, 所有样点可以划分为3个Group: GroupⅠ(宜昌)、GroupⅡ(枝江+荆州)和Group Ⅲ(汉南+湖口);在55%的相似性水平上, 所有样点可以划分为2个Group: Group A(宜昌)和Group B(枝江+荆州+汉南+湖口), 且聚类分析结果与采样点的空间分布相符合。(2)在不同空间尺度下, 鱼类群落构建机制存在差异: 从地区采样点尺度来看, 荆州江段鱼类群落表现为竞争作用主导群落构建, 其余采样点鱼类群落均为环境过滤作用;从区域尺度来看, 宜昌江段鱼类群落表现为环境过滤作用的建群机制, 其余4个采样点在扩大空间尺度后, 即分为Group A和Group B的情况下, 其鱼类群落构建机制转变为物种间竞争作用。因此, 长江中游干流鱼类群落构建机制表现了地区环境和空间尺度的共同作用。由于水流湍急, 宜昌始终表现为环境过滤作用。其他江段在采样点尺度多数表现了环境过滤作用, 但是在宏观的空间尺度上, 却由于空间异质性的增加, 容纳了远缘的物种, 群落构建机制转换为竞争作用。这样的转变有别于陆生植物中由小尺度竞争作用转为大尺度环境过滤作用的情况。     

Weedbeds and big bugs: the importance of scale in detecting the influence of nutrients and predation on macroinvertebrates in plant‐dominated shallow lakes

1. The scale of investigations influences the interpretation of results. Here, we investigate the influence of fish and nutrients on biotic communities in shallow lakes, using studies at two different scales: (i) within‐lake experimental manipulation and (ii) comparative, among‐lake relationships. 2. At both scales, fish predation had an overriding influence on macroinvertebrates; fish reduced macroinvertebrate biomass and altered community composition. Prey selection appeared to be size based. Fish influenced zooplankton abundance and light penetration through the water column also, but there was no indication that fish caused increased resuspension of sediment. 3. There were effects of nutrients at both scales, but these effects differed with the scale of the investigation. Nutrients increased phytoplankton and periphyton at the within‐lake scale, and were associated with increased periphyton at the among‐lake scale. No significant effect of nutrients on macroinvertebrates was observed at the within‐lake scale. However, at the among‐lake scale, nutrients positively influenced the biomass and density of macroinvertebrates, and ameliorated the effect of fish on macroinvertebrates. 4. Increased prey availability at higher nutrient concentrations would be expected to cause changes in the fish community. However, at the among‐lake scale, differences were not apparent in fish biomass among lakes with different nutrient conditions, suggesting that stochastic events influence the fish community in these small and relatively isolated shallow lakes. 5. The intensity of predation by fish significantly influences macroinvertebrate community structure of shallow lakes, but nutrients also play a role. The scale of investigation influences the ability to detect the influence of nutrients on the different components of shallow lake communities, particularly for longer lived organisms such as macroinvertebrates, where the response takes longer to manifest.