基于决策森林特征基因的两种识别方法

应用DNA芯片可获得成千上万个基因的表达谱数据。寻找对疾病有鉴别力的特征基因 ,滤掉与疾病无关的基因是基因表达谱数据分析的关键问题。利用决策森林方法的集成优势 ,提出基于决策森林的两种特征基因识别方法。该方法先由决策森林按照一定的显著性水平滤掉大部分与疾病类别无关的基因 ,然后采用统计频数法和扰动法 ,根据所选特征对分类的贡献程度对初选的特征基因作更加精细地选择。最后 ,选用神经网络作为外部分类器对所选的特征基因子集进行评价 ,将提出的方法应用于 4 0例结肠癌组织与 2 2例正常组织中 2 0 0 0个基因的表达谱实验数据。结果表明 :上述两种方法选出的特征基因均具有较高的疾病鉴别能力 ,均可获得最优特征基因子集 ,基于决策森林的统计频数法优于扰动法。     

黄土丘陵区林草景观界面雨后土壤水分空间变异规律

对黄土丘陵区刺槐林-草地景观界面上雨后土壤表层(0～10 cm)和亚表层(10～20 cm)水分的空间变异规律进行了研究.经典统计学分析表明,草地两层的土壤含水量分别高于林地;林草界面两层的土壤含水量均为弱变异程度,并具有明显的生态梯度.移动窗口法分析表明,林草界面对土壤表层和亚表层的水分影响范围为边界两侧4 m、3 m,影响域分别为8 m、6m.地统计学分析表明,草地两层土壤含水量空间分布均表现为纯块金效应,林地两层均可拟合成线性模型,而林草界面两层均可拟合成球状模型;林草界面土壤表层、亚表层水分空间依赖性和空间自相关较强,其空间结构异质性明显高于林地和草地.克立格制图描述的林草界面土壤水分的空间分布格局为从边界处向两侧的一定距离范围内,土壤含水量呈条带状分布,而在较远的距离,水分的空间分布呈现出几个明显的斑块状.     

森林凋落物动态及其对全球变暖的响应

综述了森林凋落物研究的进展,森林凋落物动态的研究随研究方法的改进而不断深化。制约凋落物分解速率的因素有内在因素即凋落物自身的化学物理性质和外在因素即凋落物分解过程发生的外部环境条件,如参与分解的异养微生物和土壤动物群落的种类、数量、活性（生物类因素）和气候、土壤、大气成分等（非生物类因素）。讨论了全球变暖可能引起的凋落物量和凋落物分解的变化。气温上升可能引发植被分布、物候特征和制约凋落物分解因素的改变,影响森林凋落物动态,最终影响森林生态系统物质循环的功能。     

河北北部、内蒙古东部森林-草原交错带生物多样性研究

河北北部、内蒙古东部森林－草原交错带富于高的生物多样性。在森林－草原交错带森林草甸区森林斑块的数量最多,其次为森林带,再次为森林－草原交错带草甸草原区,草原带没有森林斑块。植物群落的α多样性在森林群落和草原群落表现不同,森林群落从森林带到草原带依次减低;草原群落则表现出在森林－草原交错带植物多样性高,特别是在森林草甸区最明显,在森林－草原交错带β多样性指数较高,表现在β多样性指数在森林－草原交错带     

中国东部亚热带森林土壤呼吸的时空格局

土壤呼吸是陆地碳循环中仅次于全球总初级生产力的第二大碳通量途径, 揭示土壤呼吸的时空格局对整个陆地碳循环具有重要意义。该文在中国东部亚热带季风气候区, 按纬度梯度由南向北选取深圳梧桐山、杨东山十二度水保护区、宁波天童山3个区域作为研究对象, 于2009年8月至2010年10月测定了不同季节各个区域内代表性植被类型的土壤呼吸速率及地下5 cm处土壤温度, 旨在初步了解中国东部亚热带森林地区土壤呼吸的时空格局及其影响因素。结果显示: 3个区域的土壤呼吸速率均存在显著的季节变化, 其变幅为2.64-6.24 μmol CO₂·m ^-2·s^-1, 总体趋势和地下5 cm处土壤温度的季节变化一致, 均为夏季最高冬季最低; 土壤温度的变化可以解释不同样地土壤呼吸季节变化的58.3%-90.2%; 各样地全年的Q₁₀值从1.56到3.27; 通过离样地最近的气象站点的日平均气温与试验样地地下5 cm处土壤温度之间的线性正相关关系推算出日土壤温度的变化, 利用土壤呼吸速率和地下5 cm处土壤温度之间的指数关系, 估算出各样地全年的土壤CO₂通量为1 077-2 058 g C·m^-2·a^-1, 在全球所有生态系统类型中处于较高水平。     

中国北方5种栎属树木多度分布及其对未来气候变化的响应

植物分布与气候之间的关系是预估未来气候变化对生态系统影响的实现基础。以往的物种分布模型通常以物种的分布区或者分布点的物种存在数据作为物种分布的响应变量。相较于物种存在数据, 多度反映了一个物种占用资源并把资源分配给个体的能力, 更能衡量物种对区域生态系统的影响。该研究通过野外调查获取了华北及周边地区1 045个样方的栎属树木多度, 利用广义线性模型、广义加性模型和随机森林模型模拟栓皮栎(Quercus variabilis)、麻栎(Q. acutissima)、槲栎(Q. aliena)、锐齿槲栎(Q. aliena var. acuteserrata)和蒙古栎(Q. mongolica) 5个树种多度的地理分布及未来2个不同时期(2050年和2070年)的潜在分布。结果表明: 随机森林模型对5个栎属树种的多度的拟合结果要优于广义线性模型和广义加性模型; 典型浓度路径(RCP) 8.5下的5个栎属树种在未来两个时期的多度变化幅度都要大于RCP 2.6下的变化, 在超过一半面积的区域中麻栎、槲栎、锐齿槲栎和蒙古栎的多度减少, 其中内蒙古东北部和黑龙江北部地区是5种栎属植物多度减少的集中分布地区。未来气候变化背景下, 需要加强对这几个区域的监测与物种保护。     

四川小寨子沟森林群落物种多样性的环境梯度分析

运用去势典范对应分析法(DCCA),分析了四川小寨子沟自然保护区森林群落物种多样性指数与环境因子的关系.结果表明,群落物种多样性表现为草本层>灌木层>乔木层;海拔高度是群落乔木层物种多样性分布格局的主导因素,随着海拔高度的上升,乔木层物种丰富度和多样性下降,而均匀度没有明显变化;土壤有机质和土壤全氮代表的土壤养分状况决定着灌木层和草本层物种多样性的分布格局.地形因子(如坡度、坡向等)与物种多样性没有明显的关系.     

猫儿山三种森林类型林下植物叶片与土壤化学计量特征

为探究猫儿山不同森林类型林下植物叶片与土壤化学计量特征,揭示其林下植物适应策略。该文对猫儿山针阔混交林(ZK)、常绿阔叶次生林(CLC)和常绿阔叶林(CL)林下草本层和灌木层主要植物叶片与土壤的化学元素含量进行测定,分析其化学计量特征及其相互之间的内在联系。结果表明:(1)从总体上看,草本层和灌木层植物叶片的C、N含量差异不显著,草本层植物叶片P、K含量极显著高于灌木层,N:P显著低于灌木层; 草本层植物更易受N限制,灌木层植物更易受P限制且其N和P利用效率更高; 不同森林类型之间的灌木层植物叶片化学计量差异不显著,草本层植物叶片N含量、C:N和C:P差异显著,针阔混交林草本层植物的养分利用效率较高。(2)3种森林类型的土壤C、N含量显示,CL>CLC>ZK且彼此之间差异极显著,针阔混交林土壤的P含量最高而C:P、N:P最低。(3)针阔混交林的土壤显著影响林下植物部分叶片化学计量,另外2种森林类型的土壤影响不显著。综上认为,猫儿山不同森林类型的土壤化学计量存在显著或极显著差异,林下不同层次的植物对营养元素的需求以及环境适应策略不同; 针阔混交林土壤对林下植物叶片化学计量影响较强,由于有机质分解效率较低导致土壤受N限制,因此应加强针阔混交林的N素管理。该研究结果为森林管理提供了数据支持。     

基于地统计学和CFI样地的浙江省森林碳空间分布研究

基于浙江省2009年CFI固定样地数据、森林资源规划设计调查林相图,利用地统计学方法对浙江省森林碳空间分布进行了模拟分析。结果表明,CFI固定样地数据用于省域范围的森林碳汇空间特征研究是合适的。数据显示,浙江森林植被平均碳密度为22.07Mg/hm2;与四川、福建、海南等地相比,平均碳密度较低。受人类活动、自然环境等因素影响,浙江省森林碳分布主要表现为:总体上森林碳密度空间变化趋势自西向东逐渐降低,与自然空间(海拔、地势等)趋势一致。基于地统计学和CFI固定样地,对省域范围的森林资源空间分布的研究,可以为省域森林碳汇管理提供依据,为我国特别是亚热带南方集体林区利用国家CFI数据进行大区域同类研究提供借鉴。     

啄木鸟科内谱系生物地理学新探

啄木鸟群体共包含254种,但早期对啄木鸟的分类学研究局限于形态学、行为学和鸣唱法等方向,分子研究结果又彼此存在差异,因此啄木鸟分类系统目前还有争议。分子数据的大量累积为啄木鸟系统发育的研究提供了条件。利用从GenBank获取的ND2基因序列,对啄木鸟科179种啄木鸟采用NJ法、MP法以及ML法分别进行了分子进化树构建,同时用NJ法重建了Picumnus属分子进化树。此外又利用cytb基因序列采用NJ法对Dryobates属和Picoides属进行分子进化树重建。我们的结果显示,姬啄木亚科Picumnus属新大陆物种彼此的进化关系仍需进一步研究,而该属唯一一种旧大陆种P.innominatus,种内遗传差异在种间水平依然显著,这说明其种内遗传差异一直被低估了。在啄木鸟亚科内,Hemicircus属和Nesoctites属为姐妹关系,而Geocolaptes olivaceus插入了Campethera属支系中,并非与其构成姐妹群体。此外,一些姐妹群在新旧大陆上的分布,推测这种分布可能与第四纪冰川有关。啄木鸟从旧大陆向新大陆迁移,在第四纪冰川作用下不断发生分布范围的扩张与收缩,最终形成现存的分布格局。