蛋白质双向电泳图像分析

随着人类基因组计划的接近完成,蛋白质组（proteome）研究成为新的热点.其中高分辨率的双向电泳（two-dimensional gel electrophoresis,2-DE）技术使对组织或细胞的整个蛋白质组的综合分析成为可能.近年来这一技术有了很大的改进和提高,特别是图像分析系统,算法更为先进,功能日益强大,操作也更简便,为大规模研究提供了良好的工具.使用新一代的2D图像分析系统,对离体培养的雪旺氏细胞的蛋白质样品双向电泳结果进行了初步分析,探讨了在图像扫描、点检测、背景消除、匹配、结果报告和数据分析各步中的技术问题,并报告了进行2D图像分析的体会.     

湖州市生态资产遥感测量及其在社会经济中的应用

 该文利用高空间分辨率Landsat 7 TM卫星影像及中空间分辨率MODIS卫星影像获取生态系统类型、质量状况等参数,计算湖州市各类生态系统的净第一性生产力(Net primary  productivity, NPP),结合地理属性数据及统计数据计算出各类生态系统的生态资产,并应用于当地社会、经济活动分析。结果表明：1) 4年间湖州市林地、水田、灌丛、裸地4 类占有明显优势,占全市的面积比例平均达87%以上,草地、水域/湿地、旱地3类占全市面积的13%左右;2) 湖州市生态资产平均为203.33亿元·a^-1,森林对生态资产的平均贡献率为 73.22%,森林及耕地在全市的生态资产构成中占主要地位,各县(区)的生态资产呈波动递减,平均生态资产依次排列为：安吉县(91.76亿元·a^-1)>长兴县(41.33亿元·a^-1)>吴兴区(29.31亿元·a^-1)> 德清县(28.27亿元·a^-1)>南浔区(12.66亿元·a^-1); 3) 4年中生态资产在国民经济中的比重由大到小排列均为：安吉县＞长兴县＞德清县＞市辖区,但各县（区）生态资产占GDP的比重均逐年下降（市辖区仅在2002年略高于2001年,但4年中总体趋势也在下降）;4年中人均及地 均生态资产均按安吉县＞德清县＞长兴县＞市辖区的顺序排列。各县(区)人均及地均生态资产与国民生产总值的变化均呈相反趋势,即经济发展相对较快的地方,其人均及地均占有的生态资产相对低,同时其人均及地均污染水平高,这些都反映出目前当地经济增长特点,即经济高速发展的同时也带来了较为严重的环境问题。     

干旱区土壤盐渍化特征空间建模

当前,土壤盐渍化以及因灌溉引起的土壤次生盐渍化问题是我国干旱、半干旱区所面临的主要生态环境问题。在特征空间理论的支持下,以波谱分解技术为基础,以Landsat-TM、Landsat-ETM+多光谱遥感影像和野外调查数据为基础数据源,通过分析干旱区土壤盐渍化对地表生物物理特征的影响,探讨了表征盐渍化过程与地表生物物理特征之间的规律及定量关系,进而利用土壤盐渍化遥感监测中关键的3个指标——经过波谱分解技术获得的直接表征盐渍化的土壤盐渍化光谱、间接表征盐渍化的植被覆盖度和土壤水分含量协同构建了二维特征空间支持下的土壤盐渍化遥感监测模型VSSI(Vegetation fraction and Soil fraction Soil Index)、SVSI(Soil water contents and Vegetation fraction Soil Index)、SSSI(Soil water contents and Soil salinization fraction Soil Index)和三维特征空间支持下的土壤盐渍化遥感监测模型SVWSI和SDI。研究结果表明:基于三维特征空间建立的SVWSI(Soil salinization fraction-Vegetation fraction-Water contents Soil Index)和SDI(Soil Distance Index)模型对不同盐渍化程度土壤的敏感程度要高于基于传统二维特征空间建立的VSSI、SVSI和SSSI模型。其中,SVWSI和SDI模型与实测0—10 cm土壤盐分含量决定系数分别为R2=0.8325和R2=0.8646,这充分说明基于高维数特征空间所构建的土壤盐渍化遥感监测模型能更准确地反映盐渍化土壤地表盐量组合及其变化信息,且指标简单、易于获取,对于今后干旱区区域大尺度盐渍地信息提取以及动态监测研究具有重要意义。     

定量遥感反演作物水势的原理及其应用

在利用能量平衡原理估算蒸腾速率的基础上,结合大气水势和叶、气阻抗的估算,建立叶水势的遥感估算模型.应用CI-301光合作用仪观测的作物生理参数和气象参数,验证了叶水势的遥感反演精度,分析了叶水势对干旱-半干旱区气候干旱和作物生理干旱的响应敏感程度.结果表明:叶水势是反映作物干旱情况的较好指标,它不仅能够反映作物生理干旱特征,也能够反映气候干旱特征;叶水势反演结果的相对误差为3.2%～17.3%,说明遥感估算的叶水势可以用于干旱监测中,以评估作物水分胁迫.在甘肃省的干旱年份2005年,5月的叶水势为-2～-3 MPa, 6月的叶水势为-2 MPa左右,其反映的干旱程度与植物种类有关.     

1997—2003年广州市土地利用变化遥感监测研究及动态分析

分析了前人在土地利用研究中所用到的技术方法的基础上,利用广州市1997年和2003年的Landsat TM影像,在遥感和地理信息系统软件的支持下对广州市1997～2003年的土地利用/土地覆盖信息进行了提取并进行了统计分析,同时从土地利用变化的数量、速度、空间转移和区域差异等几个方面探讨广州市这6年来的土地利用变化规律以及其转化机理。通过本研究可以得出:(1)广州市1997～2003年间的土地利用变化状况处于一个平稳变化的阶段,其变化速度和强度都相对比较弱;(2)广州市各类土地利用类型变化存在着明显的区域差异,同时各类土地利用类型之间的转化强度不是很明显。     

应用遥感技术对福州上空气溶胶的研究

大气气溶胶光学厚度是影响空气质量的重要因素之一,利用MODIS遥感影像对福州市城市上空的气溶胶光学厚度进行反演,采用了6S大气辐射模式对红通道、蓝通道和2.1通道做敏感性试验,表明了福州适宜采用暗像元法反演气溶胶光学厚度.建立了利用MODIS影像对福州城市上空的气溶胶光学厚度进行遥感反演模式,并与同期福州市地面3个空气质量监测站的PM10浓度值进行比较.结果表明福州城市气溶胶光学厚度与PM10质量浓度存在着较高的相关性,城市上空气溶胶光学厚度高值区集中在市中心商业区和郊区的工业带区,低值区主要分布为较高海拔且高植被的山区,福州的地形不利于气溶胶颗粒的输出和转移.     

黑嘴鸥繁殖栖息地动态遥感监测

以江苏盐城国家级自然保护区核心区为研究区,结合黑嘴鸥巢址GPS点,利用1992、2002和2007年Landsat TM遥感影像作为主要信息源,借助地理信息空间分析技术,在获取栖息地植被类型信息的基础上,采用非等密度亚像元模型反演碱蓬植被覆盖度信息,提取研究区黑嘴鸥适宜繁殖栖息地动态变化情况,并进一步对其进行预测.结果表明,15a间,在自然和人为的双重干扰下,研究区内碱蓬滩面积由4772.3 hm2减少到4062.2hm2,年变化率为-47.34 hm2/a.碱蓬植被覆盖度均值由1992年的(27.6±3.8)%增长到2002年的(35.4±2.0)%,至2007年达到(53.1±4.5)%.同时,利用2002、2007年黑嘴鸥巢址GPS位点,提取对应年份黑嘴鸥繁殖栖息地碱蓬群落覆盖度,其均值分别为(35.08±4.8)%和(37.58±7.6)%,无差异显著性(P=0.066).结合黑嘴鸥繁殖栖息地选择的水源和干扰距离等因子,叠加分析表明核心区黑嘴鸥适宜繁殖栖息地面积由1992年的2063.1 hm2小幅增加到2002年的2158.0 hm2(4.6%),到2007年间大幅减少到1723.1 hm2(-20.2%),年降幅高达86.97 hm2/a.按照2002～2007年碱蓬覆盖度变化率水平计算,盐城保护区核心区黑嘴鸥适宜繁殖栖息地将在19.8a后全部消失.有关研究成果,可为保护区黑嘴鸥及其繁殖栖息地的保护、管理与恢复提供科学依据,同时也为特定栖息地的监测方法提供参考.     

中国草原产草量遥感监测

根据MODIS遥感数据和同期地面调查数据,对我国2005年草原产草量进行了系统估算。用MODIS数据计算全国草原的归一化植被指数NDVI,针对6个不同类型草原区建立了NDVI和地面样方的产草量之间的关系模型,用这些模型推算全国草原产草量分布。结论如下：（1）2005年我国草原有3个牧草高产中心,分别位于东北呼伦贝尔草原、锡林浩特草原和大兴安岭西麓;青海东部、四川西北部和甘肃中南部以及新疆西北部;（2）2005年全国草原干草总产量达到29421．39万t,平均单产达到829．67kg／hm^2干草;（3）2005年干草产量位列前7位的省区依次是内蒙古、青海、新疆、四川、西藏、黑龙江和甘肃;例如,内蒙古因草原面积大而成为我国第一大草原牧草生产省,2005年有6037．08万t干草;（4）总产草量位于前5位的草地类型依次为高寒草甸类、温性草原类、低地草甸类、温性草甸草原类与山地草甸类;（5）2005年8月份全国草原产草量与2004年同期相比总体持平;各草原大省的变化情况分别为：青海、甘肃2省区的草产量略有增加,青海增加了9．02％、甘肃增加了3．63％;内蒙古减少约3％;西藏、新疆和四川3省区基本与2004年同期持平。研究结果对我国草原监理、草原畜牧业发展和草地生态系统研究具有较大的参考价值。     

拉萨市城关区近50年城市扩展过程对自然生境质量的综合影响

拉萨市城关区建设用地紧邻拉鲁湿地国家级自然保护区,导致城市发展与自然生境保护间的矛盾十分突出。全面揭示该地区城市扩展过程对自然生境质量的影响对于优化城市景观格局、保护生物多样性具有重要意义。为此,定量评价了该地区1968—2019年城市扩展过程对自然生境质量的综合影响。基于锁眼卫星遥感数据、Landsat系列遥感影像和Google Earth遥感数据获取了该地区土地利用/覆盖变化信息。结合空间叠加和模型模拟量化了城市扩展过程对自然生境质量的影响。结果表明,拉萨市城关区近50年城市扩展过程不断加快,城镇建设用地面积从9.78 km~2增加到67.67 km~2,增加了近6倍。城市扩展过程导致自然生境质量加速下降,近50年下降了12.69%。自然生境质量同时受到城市扩展过程的直接影响和间接影响。在各类自然生境中,林地和湿地的生境质量下降尤为明显,分别下降了96.59%和49.21%。其中,林地主要被城镇建设用地直接占用,湿地则主要受城市扩展过程的间接影响。因此,需要同时关注城市扩展过程对自然生境的直接占用和间接影响,采取有效措施协调城市建设与生物多样性保护,促进区域可持续发展。     

柴达木盆地蒸散发遥感估算与耗水有效性评价

陆面蒸散发(ET)是自然生态系统水分耗散的主要方式,准确把握其时空变化特征,对于区域水资源合理利用与生态环境保护具有重要意义。针对我国西北干旱内陆区实测资料匮乏的现状,基于MODIS产品,构建了具有时空二维属性的地表温度-植被指数特征空间,实现了柴达木盆地陆面蒸散发的时空连续估算;在此基础上,进一步分离土壤蒸发与植被蒸腾,开展研究区自然生态系统耗水有效性评价。结果表明:(1)柴达木盆地近九年多年平均ET为188.75 mm,受降水空间分布格局影响,ET具有明显的从东南向西北减少趋势;(2)土壤蒸发与植被蒸腾多年平均值为171.06 mm和14.26 mm,后者年内峰值出现时间总体比前者晚1个月,具有滞后效应;(3)盆地陆地生态系统多年平均耗水总量为430.94亿m³,其中高效、中效和低效耗水的占比分别为6.55%、52.57%和40.88%。在区域尺度以时空连续的方式揭示了ET水分消耗的有效性,可为基于ET水资源管理目标的实现提供重要科学支撑。