某焦化场地土壤中多环芳烃分布的三维空间插值研究

为准确界定污染场地土壤中多环芳烃在3维条件下的污染分布范围和受污染土方量,选择我国某焦化污染场地苯并(a)芘分布为研究对象,对比研究Krig-3D、IDW-Shepard、IDW-(Franke/Nielson)以及Nearest Neighbor 4种3维插值方法对界定污染范围的不确定性影响。结果表明,不同3维插值模型计算结果差异较大,交叉验证结果显示Krig-3D插值模型插值精度最高,插值结果能较真实地反映场地实际污染情况。通过修复目标对比确定进一步表明,基于4种插值模型计算所得的污染土壤土方量分别为8.51×105、5.62×105、7.12×105、1.09×106m3,选择合理的插值模型将对预测污染范围的不确定性产生重要影响。研究结果对分析污染范围和修复治理过程土方量确定提供重要参考。     

森林-农业景观格局变化的社会-生态系统模拟模型方法进展

社会-生态系统（SES）模拟模型是景观格局分析和决策的有效工具,能表征景观格局变化的社会-生态效应及景观决策的复杂反馈机制。文献综述了森林-农业景观格局的SES模型方法进展发现：（1）多数模型对景观过程与社会经济决策的反馈关系分析不足;（2）应集成多种情景模拟和景观效应分析方法,完善现有SES模型的理论方法基础;（3）通过集成格局优化模型和自主体模型会有效改进SES模型功能,具体途径包括：集成情景-生态效应的景观格局模拟方法、完善景观决策的理论基础、加强集成模型的不确定性分析、降低模型复杂性和综合定性-定量数据等。研究结果有助于理解多尺度森林-农业景观格局在社会-生态系统中的重要作用,能更好地支持跨学科集成模型开发与应用。     

天山林区六种灌木生物量的建模及其器官分配的适应性

灌木全株生物量估算模型的构建仍存在一定困难,对灌木生物量在器官分配上所体现的适应性研究也不够充分。以天山林区6种常见灌木为研究对象,在天山的东段、中段、西段林区分别设置样地进行群落调查,由此以全株收获法取得6种常见灌木若干标准株的全株、根、枝、叶及各径级根的生物量,将D~2H(地径平方与高度的乘积)与V(冠幅面积与高度的乘积)分别选为估测模型的自变量,通过回归分析法建立了各种灌木全株生物量的最优估算模型,然后比较了此6种灌木全株生物量在营养器官上分配差异以及根系生物量在径级上的分配差异。结果表明:(1)天山林区6种常见灌木中,小檗(Berberis heteropoda Schrenk)、忍冬(Lonicera hispida Pall.ex Roem.et Schuet.)、栒子(Cotoneaster melanocarpus Lodd.)的全株生物量约为8.48—9.01 kg,蔷薇(Rosa spinosissima L.)、绣线菊(Spiraea hypericifolia L.)、方枝柏(Juniperus pseudosabina Fisch.et Mey.)的全株生物量约为2.71—3.20 kg;(2)蔷薇、绣线菊、栒子的全株生物量最优估测模型是以V为自变量的函数,小檗、忍冬、方枝柏的全株生物量最优估测模型是以D~2H为自变量的函数,各模型R~2值均在0.850以上,且在P0.05水平上达到显著,模型模拟结果达到了较高的准确度;(3)6种灌木全株生物量在根、枝上的分配比重差异不显著,仅在叶上的分配比重有差异(P0.05);根系生物量在径级上的分配均呈现随根系径级下降而减少的规律,6种灌木在径级大于2 mm根上的分配比重存在差异(P0.05,径级大于20 mm根为P0.01水平);(4)6种灌木全株生物量在营养器官上的分配差异以及根系生物量在径级上的分配差异均体现了各物种对其生境选择的适应策略。     

环境减灾卫星多光谱CCD影像自动几何精纠正与正射校正系统

我国环境减灾光学卫星(HJ)多光谱CCD影像由于具有高时空分辨率、大幅宽等优势,能够提供同一区域不同生长阶段的植被信息,是提取具有生态学意义土地覆盖及开展植被生理生态参量反演的重要数据源之一。然而,目前该数据产品的几何定位不准确及山区地形畸变误差使其难以满足应用需求。高定位精度是遥感影像信息提取、参数反演与应用分析的前提,遥感影像的几何精纠正与正射校正是遥感数据预处理面临的首要问题。在分析国内外卫星影像自动化处理系统研究现状的基础上,结合HJ CCD影像幅宽大的特点,构建了HJ CCD影像的自动几何精纠正与正射校正处理系统。与目前商业软件相比,自动几何精纠正与正射校正处理系统采用了自动化的控制点搜索与过滤方法,能有效提高控制点选取的效率与精度。同时,结合DEM数据,系统自动拟合卫星飞行路径并纠正由偏离星下观测导致的山体位移。系统应用结果表明,自动几何精纠正和正射校正系统能够有效的提高处理效率,节省人力和时间成本。该系统已被成功应用于全国生态十年(2000—2010年)变化遥感调查与评估专项土地覆盖遥感监测的环境减灾卫星多光谱遥感影像预处理工作。     

蛋白质结构比较的微分几何方法

本文提出了一种利用蛋白质主链结构的微分几何描述实现蛋白质结构比较的新方法,即用主链的曲率和扰率刻划蛋白质结构有局部构象,再按动态规划算法实现最佳比较。通过对珠蛋白,天冬氨酸蛋白酶和丝氨酸蛋白酶的多重比较表明这个方法既适用于近缘同源蛋白又适用于近缘同源蛋白又适用于远缘同源蛋白的结构比较。     

白桦4CL蛋白结构分析及同源建模

利用生物信息学方法分析白桦4CL蛋白的氨基酸组成、等电点、疏水/亲水区、跨膜区及二级结构等蛋白质性质;并同拟南芥、水稻和毛白杨的4CL蛋白进行对比,进行同源性分析;利用生物信息学软件对其空间结构进行了模拟,得到了可靠的分子生物学模型,并根据模型对白桦4CL蛋白功能进行预测,为今后测定白桦4CL蛋白生物学功能奠定了理论基础。     

桃拉综合征病毒中国株ZHZC3全基因测序及分子结构预测

设计8对引物分片段扩增桃拉综合征病毒中国分离株ZHZC3全基因组,病毒两末端序列采用末端快速扩增方法(RACE)获取。扩增产物克隆到pMD18-T载体并测序,用DNAstar软件拼接全序列及同源性比较。结果显示ZHZC3全序列除去3′poly(A)尾,由10202个碱基组成,有两个开放阅读框,分别编码2107和1011个氨基酸的聚蛋白。与美国参考株HI94相比,在编码区没有核苷酸的缺失和插入,但在5′UTR缺失3个A,两者整体核酸同源性达97.9%。ORF1中ZHZC3与HI94及巴西株(BLZ01)的核酸同源性分别为97.6%、97.7%,在ORF2中ZHZC3与HI94、BLZ01的核酸同源性则分别为98.3、97%。与国外株ORF2的部分序列比较发现:ZHZC3和中国台湾株均与美国株HI94同源性最高。克隆分析6株TSV中国大陆株主要结构蛋白CP2基因,发现其编码的氨基酸存在三个高变区,中国大陆株更有其独特的氨基酸变异模式,312(S),449(A),451(Q)和468(H)。表明该病毒的整体变异性不高,但中国的流行株已形成其自己的遗传演变特征。在此基础上,利用生物学软件对CP2蛋白功能域和三维结构进行了预测,为进一步分析CP2蛋白结构与功能关系奠定了基础。ZHZC3株是第一个测定全序列的TSV中国株。     

生态能质(eco-exergy)在水生生态系统建模和评价中的应用

生态能质(eco-exergy)是指系统从给定状态达到热力学平衡状态所做的功,可以度量生态系统的复杂生物化学组分及生态结构。系统具有的能质越大,有序化程度越高,稳定性也越强。生态能质和比生态能质(specific eco-exergy)指标能够评价水生生态系统健康状况,对水生生态系统演替阶段具有指示作用。本文阐述了生态能质的定义、生态学意义以及生态能质值和权重因子fi值的计算方法。对生态能质作为功能函数在水生生态系统结构动力学模型(structural dynamic models,SDMs)中以及作为生态指标在生态系统健康评价、生态恢复研究中的实际应用进行了总结。最后探讨了生态能质指标的局限性以及未来的发展。此外,文中建议将eco-exergy和specific eco-exergy统一翻译为生态能质和比生态能质。     

分化抑制蛋白N端保守域结构预测及其基因突变体的构建

目的：对分化抑制蛋白（Id）家族的N端序列进行保守性结构分析,并构建其基因突变体。方法：用ClustalX（1.81）软件对Id蛋白家族中的3个成员（Id1～Id3）的N端序列进行同源性分析,用Swiss-PdbViewer3.7（SP5）软件模拟高同源区域中关键性氨基酸突变前后的三维结构模型;用PCR方法将突变点引入Id序列,再通过重叠PCR方法扩增出全长编码序列,酶切与测序确证突变序列的准确性。结果：Id1～Id3蛋白的N端存在一个由11个氨基酸残基形成的高度保守的环-螺旋（Loop-Helix）结构,将其中最保守的丝氨酸与亮氨酸分别突变为甘氨酸与缬氨酸,将突变后的Id基因序列重组到pGEX原核表达载体中。结论：在Id1～Id3蛋白N端识别了一个保守的Loop-Helix结构,为深入研究其协同的功能特征提供了结构依据;突变其中的丝氨酸为研究Id蛋白潜在的磷酸化修饰及相应功能特征的改变奠定了基础。     

水资源投入产出方法研究进展

从扩展建模技术、系数调整2条线索回顾国内外的水资源投入产出研究进展, 并讨论水资源的投入产出研究的不足和发展趋势。因为水资源投入产出表反映的是水资源与经济结构的关系,如果研究人员自己编制一张水资源投入产出表是不容易的事情。通常情况下都是以研究地域的投入产出表为基础,与其他模型相结合来研究水资源投入产出,但是水资源投入产出建模技术因为数据的限制而只能建立年度模型,具有很强的前提假定,使得投入产出建模技术缺乏灵活性,因而在运用中有对模型改进的必要。水资源投入产出扩展建模技术在这些方面就分别形成了与地区投入产出表结合的投入产出建模技术、与水资源供给相结合的投入产出扩展建模技术、与延长表结合的投入产出扩展建模技术。时效性缺乏一直就成为影响IO模型研究的最主要的瓶颈之一,为此,对各种用于建立新的 IO 表技术的研究一直受到普遍的重视。目前, IO 表系数调整方法已从消耗系数不变的系数调整方法、以RAS为代表的比例法, 发展到多种手段相结合的优化法。算法的改进和求解非线性规划问题的大量计算机软件的出现使得非线性优化模型得到了广泛的应用。