“山地-绿洲-荒漠”复合系统土地利用变化的生态系统服务权衡与协同效应——以张掖市为例

开展复合生态系统土地利用变化的生态服务效应研究可为优化国土空间格局和强化生态系统管理提供重要的基础依据。以干旱区"山地-绿洲-荒漠"复合系统的典型区域张掖市为例,基于1987年、2000年和2018年3期土地利用数据,以乡级行政区为基本单元,引入相对优势度指数划分山地、绿洲、荒漠子系统,研究复合系统的土地利用变化特征及生态系统服务权衡/协同效应。结果表明：（1）张掖市复合系统呈现地域分异特征,由南部山地系统,中部绿洲系统和北部荒漠系统构成;山地系统以林地和草地为主,绿洲系统以耕地和建设用地为主,荒漠系统以未利用地为主。（2）从时间上看,2000-2018年各系统的土地利用变化更强烈,其中,绿洲系统的耕地面积增加量最大,为363.08km²,荒漠系统的建设用地面积增加幅度最大,为78.23%。各系统土地利用转移模式为：山地系统以草地转耕地为主,绿洲系统和荒漠系统以未利用地转耕地为主。（3）张掖市复合系统的生态服务价值呈增加趋势,其中,荒漠系统生态服务价值量的增幅最大,各子系统的价值量之间的关系表现为山地系统 > 绿洲系统 > 荒漠系统,耕地对各系统生态服务价值贡献量最大。（4）张掖市土地利用变化的协同效应大于权衡效应,其中荒漠系统的生态服务之间均为协同关系,山地系统中供给服务与其他服务呈现权衡关系,占比32.73%,绿洲系统中调节服务与其他服务呈现权衡关系,占比18.18%。     

食品级乳酸菌表达系统研究进展

乳酸菌表达系统是近几年发展起来的食品级高效表达系统。乳酸菌具有益生菌特征,因此该表达系统与其他细菌表达系统相比有很多优点。介绍了糖诱导表达系统、噬菌体Φ31爆发式诱导的表达系统、乳链球菌素调控表达系统、温控表达系统等的研究进展,以及这些系统的应用前景。     

酵母双杂交衍生系统

酵母双杂交系统是在酵母体内分析蛋白质蛋白质相互作用的基因系统,由Fields等人于1989年首次建立并得到广泛地应用。十余年来,随着酵母双杂交迅速推广,不断涌现出一些衍生系统,其中包括酵母双杂交的二元诱饵系统,逆向双杂交系统,非转录读出特点的双杂交系统(如Sos蛋白招募系统、PI3K介导的靶蛋白识别系统和断裂泛素为基础的双杂交系统)以及转录激活因子与其相关蛋白之间的相互作用的双杂交系统(如以polⅢ为基础的杂交系统和RTA系统)等。它们的建立在很大程度上克服了传统酵母双杂交系统的局限性,扩大了被研究的蛋白质的范围,提高了系统的灵敏度。     

系统遗传学与生物技术-细胞分子生物系统的分析与合成

生物系统的科学与工程是整合系统论、实验、计算和工程方法的交叉学科研究与应用.系统生物学、系统医学,建立在系统科学和数学模型基础上,采用分子、组学生物技术和计算、生物信息技术,以及基因合成与转基因生物技术等研究生物系统原理和规律.系统遗传学与系统生物技术是研究天然与人工生物系统的基因系统与蛋白质系统构成细胞的软件信息与硬件运行系统的机理与方法.合成生物学、系统生物工程也是建立在系统科学和数学模型基础上,应用于生物系统原理设计虚拟计算机信息软件和仿生人工机器硬件、人造工程生物体和基因信息系统等.     

枣粮间作系统节肢动物群落组成与时序动态

为揭示枣粮间作系统中枣园和农田两个亚系统节肢动物群落的关系,将枣粮间作系统区分为枣园亚系统和农田亚系统进行节肢动物生态调查并分析时序动态.调查共发现节肢动物14 936头,分属3纲、14目、96科,其中枣园亚系统个体5 992头,分属3纲、14目、82科,农田亚系统个体8 971头,分属3纲、14目、80科,且枣园、农田两个亚系统节肢动物群落的结构存在一定差异.对系统进行时间序列的最优分割可将其划分为4个不同的时期,即麦田亚系统衰落期、系统物种增长期、系统发展稳定期、系统动荡衰落期.系统主要天敌物种在4个阶段中表现出相互迁移的特性,且两个亚系统寄生性天敌物种对另一系统的害虫存在着制约作用.枣粮间作系统中枣园和农田两个亚系统节肢动物群落间的物种迁移和相互作用对提高系统的稳定性和控害能力有积极意义.     

一类非线性环链系统的混沌反控制

针对一类系统—非线性环链系统,利用非线性反馈控制的方法,研究了该系统的混沌反控制问题.该方法不需计算Lyapunov函数,从而降低了混沌反控制的计算量.仿真结果表明了该系统可快速有效地跟踪给定的混沌系统,充分的显示了该系统的优势.     

城市系统碳循环:特征、机理与理论框架

城市是地表受人类活动影响最深刻的区域,城市系统碳循环在全球和区域碳过程中具有重要的地位和作用.提出了城市“自然-社会”二元碳循环的概念,探讨了城市系统碳循环的一般特征;分析了城市系统碳循环的内部机理,主要包括:城市系统碳储量和碳输入/输出通量的主要过程和途径、城市系统碳储量、碳通量和碳流通的生命周期分析、城市系统碳输入和碳输出的类型划分等;提出了基于系统层次划分和碳流通过程的城市系统碳循环的研究框架,分析了城市自然系统和城市经济系统的主要碳流通过程和环节,构建了城市系统碳循环研究的思路和理论框架;最后提出了城市系统碳循环领域未来的研究重点.     

基于能值的污水处理系统环境影响分析

污水处理厂及其“产物”(处理水和脱水污泥)的处理处置系统共同构成了污水处理综合系统,它从整体上涵盖了污水处理的全过程.污水处理综合系统在构建和运行的过程中主要包括两方面的环境影响:1)物质资源的消耗;2)排放污染物对环境的危害,而后者在既往有关的污水处理系统分析中往往被忽略.为了更全面地了解污水处理过程的环境影响状况,本文以能值分析理论为基础对污水处理综合系统进行分析,同时,结合生态足迹理论对系统的可持续性进行分析.结果表明:水体污染物的环境影响能值远大于大气污染物,且主要受氨氮排放量的影响;污水处理综合系统的能值消耗主要为废物流能值和本地可更新资源能值;“处理厂系统+填埋系统”的能值利用效率最高,“处理厂系统+中水回用系统+焚烧系统”的能值利用效率最低;“处理厂系统+中水回用系统+填埋系统”的环境可持续性最好,而“处理厂系统+焚烧系统”的可持续性最差.     

草地农业生态系统中的系统耦合与系统相悖研究动态

综述了草地农业生态系统中系统耦合与系统相悖的内涵及其发展过程 ,该领域的研究前沿与发展趋势。草地农业生态系统的种间耦合、不同生产层之间的纵向耦合、不同草地农业生态系统之间的横向耦合、系统的界面过程与系统耦合、生物的时间地带性与系统耦合是草地农业生态系统中的系统耦合与系统相悖理论与实践研究的 5个前沿领域。对系统相悖量化工作将是今后系统耦合、系统相悖理论研究的关键 ,综合运用多种非线性科学方法解决草地农业生态系统的系统耦合和系统相悖的数量化工作可能是系统耦合和系统相悖理论研究和实践的一个非常有前途的方向。     

跨学科概念“系统及系统模型”的内涵与教学建议

系统及系统模型是科学教育高度关注的跨学科概念之一,它体现了人们认识复杂世界的方式。系统是根据研究目的人为界定的,它是有关联的物体或元件组成的有秩序整体,包含边界、组分及组分间的相互作用。其中组分与相互作用的总和作为系统的结构,与系统的功能之间互为因果。系统模型是描述和理解系统的有效工具,它根据研究目的对系统进行了必要的假设和近似,以突出系统的本质特征,但这些假设和近似会影响到系统模型的可信度和准确度。在基础教育理科课堂中以系统模型作为认知工具,并对系统及系统模型概念进行外显化的教学,将促使学生深入理解学科知识,提升课堂教学的质量。     

区域经济-环境复合生态系统协调发展动态评价——以连云港为例

经济与环境协调发展评价是发展中国家可持续发展领域研究的热点问题。目前协调评价的模型取得了新的进展,但在应用方面多集中在现状评价,预测的案例较少;另外现有的研究多以经济子系统的发展水平与环境子系统的发展水平进行协调性评价,忽略了发展潜力这一重要变量。以连云港为分析案例,把发展潜力作为重要变量与发展水平变量相结合计算得到的综合发展指数纳入经济与环境协调评价模型中,并尝试根据系统历史与现状协调发展的演变规律运用GM(1,1)灰色模型预测系统未来的协调发展状态。现状评价与未来的预测结果表明:(1)1996—1999年连云港经济与环境系统从低级共生向环境资源的粗放利用转变;(2)2000—2006年,经济与环境的关系进入快速调整期,经济-环境复合生态系统综合发展指数不断增强,协调程度较上一阶段变化稳定;(3)到2007—2009年,环境对经济的限制作用将又逐渐显现;(4)2010—2015年,经济-环境复合生态系统整体协调度和综合发展指数都相应处于快速上升阶段。综合来看,1999年以后连云港经济-环境复合生态系统的协调度均处于0°以下,说明连云港在经济快速发展的初期往往是以环境破坏为代价的,因此在以后的发展中应主要处理好经济发展与环境保护的速度和公平问题。     

中国沿海省区海洋绿色发展测度及影响机理

海洋绿色发展是海洋高质量发展的重要内容,坚持生态优先和资源可持续的绿色发展模式对于海洋可持续的意义重大。在梳理了海洋绿色发展概念与内涵基础上,以沿海11省市为研究对象,基于2006-2017年沿海各省市的面板数据,建立海洋绿色发展评价指标体系,通过可变模糊识别模型对海洋绿色发展水平进行测度,并运用Arcgis软件和马尔可夫空间模型对其进行时空演变分析,最后运用面板数据模型进行影响因素分析。结果表明：①2006-2017年我国海洋绿色发展水平一直保持增长趋势,总体提高了19.6%,但整体仍呈中等水平,且地区差异明显。在空间分布上,空间集聚特征依然明显,东南沿海地区总体海洋绿色发展水平相对较高,西南和东北部分地区海洋绿色发展水平相对较低。②从时空演化特征来看,上海、天津、山东的海洋绿色发展水平相对较高,河北、广西的海洋绿色发展水平相对较低。区域背景对海洋绿色发展类型转移具有显著影响,高水平区域背景对海洋绿色发展水平增长具有辐射、促进作用,而低水平区域背景对增长具有制约、减缓作用。③从外部因素来看,政府调控、陆域经济水平和开放程度对海洋绿色发展有正向显著影响,环境治理有负向显著影响;从内部因素来看,海洋产业结构、海洋管理和海洋资源利用都有正向显著影响。根据总结以上结论,针对不同地区的海洋绿色发展情况提出不同的发展途径与对策,为海洋绿色发展提供科学的参考依据。     

植物MYB转录因子在花药发育中的调控作用

MYB转录因子作为最大的转录因子家族之一,参与植物的生长发育、胁迫反应、产物代谢等过程,在植物花的发育特别是花药发育过程中发挥着重要的调控作用。花药的发育在植物繁殖后代中起关键作用,文中就MYB转录因子在花药绒毡层发育、花药开裂、花粉发育、糖类物质和激素途径等方面对花药发育过程中的调控作用进行总结,以期为植物花药发育调控机制及调控网络的深入研究提供可行的参考。     

东北地区绿色发展水平时空动态演变与障碍因素

以"人地协调"发展理念和"过程+格局+机制"思维范式为切入点,构建了基于DPSIR模型的绿色发展水平指标体系,运用熵权TOPSIS模型、障碍度模型和GIS空间可视化等方法对2008-2017年东北地区各城市的绿色发展水平时空分异特征与障碍因素进行实证研究。结果表明：①研究期内东北地区各城市绿色发展水平总体呈现从"小差距低水平"逐渐向"大差距高水平"转变的时序特征,空间分布大致呈现自北向南阶梯式递减的格局特征,且空间集聚效应显著。②东北地区各城市经济发展水平与绿色发展水平之间并非完全呈正相关关系,即,经济发展水平越高的城市,绿色发展水平不一定越高;而经济发展水平较低的城市,绿色发展反而达到较高的水平。这可能与区域资源环境承载力的大小有关。③东北地区各城市绿色发展水平时空分异的作用机制不尽相同,其中,资源禀赋条件、经济发展状况、政府投资规模在绿色发展水平的变化中起着重要的作用,同时也是导致东北地区绿色发展水平不同阶段呈现不同进化特征的主要原因。     

福建省生态环境与高质量发展耦合关系及驱动机制

研究生态环境与高质量发展耦合关系时空演变及驱动机制,对实现可持续发展、构建生态文明体系和建设美丽中国具有重要意义。综合构建了生态环境-高质量发展指标体系,运用耦合协调度模型、空间马尔科夫链和BP神经网络-地理加权回归组合模型,系统探讨2005-2020年福建省生态环境与高质量发展耦合关系的时空演变及驱动机制。结果表明：（1）研究期间,福建省生态环境指数整体稳定,而高质量发展指数呈现先降低后上升的变化趋势,二者在空间上的组合关系整体呈现错位特征。（2）福建省县域生态环境与高质量发展指标之间的耦合关系呈先降低后上升的趋势,且呈现明显的空间异质性。（3）协调发展和绿色发展是驱动生态环境质量提高的关键因素,其影响程度呈"圈层式"空间分布特征。     

WOX转录因子在植物发育中的作用

WOX(WUSCHEL-related homeobox)转录因子与植物发育密切相关,包括植物胚胎发育和体胚发生、花和根发育、愈伤组织的形成和维持,以及干细胞维持等过程。越来越多的研究表明WOX在植物发育过程中扮演着极其重要的角色。WOX调控植物发育的机理研究在促进植物发育以及构建植物良好表型等研究提供了突破口。本文主要对WOX调控植物发育的相关研究进行综述,并结合表观遗传学调控,探讨了WOX调控植物发育的过程,以期为WOX转录因子调控植物的作用机制提供启示。     

基于NLPCA-GSO可持续发展评价——以环渤海区域为例

区域可持续发展水平、发展的持续性和系统的协调性是区域可持续发展定量评价研究的三角构架,而在传统上基于各子系统主成分分析结果直接进行形色各异的加权计算对可持续发展评价而言是有待商榷的。提出了非线性主成分分析和施密特正交化(NLPCA-GSO)相耦合的方法评价区域的可持续发展水平来弥补传统方法的不足,并由此建立区域发展持续性模型和可持续发展系统协调度模型,再以环渤海区域为实证分析其2001—2010年的可持续发展状况。结果表明:基于NLPCA-GSO的可持续发展水平模型可以很好地弥补传统主成分分析及对各子系统结果的综合评价的不足;区域发展持续性模型、协调性模型和区域可持续系统变化的滤波分析形象地揭示区域可持续发展的实质和内涵;实证研究表明环渤海区域在研究时段内可持续发展水平有所上升,而环境子系统持续性的下降是引起区域发展持续性和系统协调度的变化的主要原因。研究结果可丰富区域可持续发展评价的方法学,也可为环渤海区域的可持续发展研究奠定基础。     

俄罗斯东部城镇化与生态环境协调发展的时空演变特征

以俄罗斯东部地区为对象,结合PES和PSR模型分别构建其城镇化和生态环境的评价指标体系,结合熵值赋权、变异系数赋权的综合确权法测算城镇化和生态环境的发展水平,利用耦合协调度模型探讨二者协调发展程度,划分其阶段类型。研究表明：2005-2018年,（1）俄东部城镇化发展水平呈上升趋势,经济城镇化的贡献份额最大;生态环境发展水平呈小幅下降态势,生态环境压力的影响作用最大;二者的耦合协调度呈增长趋势,但整体处于基本不协调阶段,其内部由城镇化滞后转变为系统均衡发展。（2）西伯利亚联邦区的城镇化发展水平高于远东联邦区,二联邦区生态环境发展水平差距较小,西伯利亚区协调发展程度略强于远东区;西伯利亚区内部由城镇化滞后→系统均衡发展,远东区内部始终为城镇化滞后。多数联邦主体处于基本不协调阶段、高级协调的数量最少。（3）空间上,城镇化、生态环境、二者协调发展度均呈"西高东低"的格局特征,核心高值区分布在新西伯利亚州-阿尔泰边疆区-克麦罗沃州-克拉斯诺亚尔斯克边疆区-伊尔库茨克州的串联区,边缘低值区位于阿尔泰共和国和楚科奇自治区。最后探讨了促进俄东部城镇化和生态环境协调发展的具体对策。     

长三角区域经济社会与生态环境协调发展时空特征及相关性

地区间发展不平衡是制约区域协调发展战略落实的重要障碍之一。基于2010—2019年长三角区域41个地级市的面板数据,构建了包含经济发展、科教事业、基础建设、人民生活、资源环境5个子系统的区域协调发展指标体系,借助GeoDa和ArcGIS软件,运用区域协调发展测度模型、探索性空间数据分析等方法,探讨区域协调发展的时空演变特征及各要素内部相关性。结果表明: 从区域发展的角度来看,长三角区域的发展协调性逐年增强。2010—2019年,上海市、苏州市等地区的经济发展、科教事业水平领先于其他城市,皖西北地区、舟山市、黄山市发展协调程度较弱。从空间自相关的角度来看,长三角区域各子系统平均自相关程度依次为人民生活＞经济发展＞资源环境＞科教事业＞基础建设。其中,经济发展与科教事业的全局莫兰指数呈下降趋势,科教事业没有呈现出显著相关性,基础建设的莫兰指数基本处于较低水平,不同年份浮动程度较大,人民生活在空间上具有明显的高-高与低-低集聚特征,资源环境的全局莫兰指数呈现“V”字形分布。经济建设和科教事业是与区域协调发展相关性最强的两种因素。     

基于主体功能区的长江经济带绿色发展评价与问题区域识别

长江经济带已成为我国推进绿色发展的重要阵地。基于主体功能区视角,构建以水系统为纽带的长江经济带绿色发展评价指标体系,采用综合加权法、空间自相关、耦合协调度模型等方法探究2018年长江经济带130个城市绿色发展及各子系统耦合协调水平的空间格局,并对绿色发展的问题区域进行分类识别。结果表明：(1)长江经济带绿色发展水平呈由下游、中游至上游递减趋势;各主体功能区绿色发展指数表现为优化开发区>限制开发区>重点开发区。(2)绿色发展各子系统耦合协调度值位于0.365—0.656之间,多处于濒临失调和勉强协调的临界区间,耦合协调水平整体偏低。(3)从长江经济带整体来看,长江中上游地区绝大部分城市绿色发展主要受资源利用和产业发展水平偏低,及由此带来的生态和生活问题限制,且长江中上游地区各省会或直辖市对区域内其他城市绿色发展带动能力不足。从主体功能区视角来看,优化开发区以生态问题为主,仅上海和嘉兴两市;重点开发区以生态和生产问题为主,集中于武汉都市圈和成渝双城经济圈内部;限制开发区以生产和生活问题为主,主要位于省际边界型城市地区。最后综合问题识别结果,分别对长江经济带各主要问题区域绿色发展...