外来入侵杂草假苍耳在新疆地区的适生性分析及风险评估

【目的】假苍耳是一种恶性入侵杂草,预测其在新疆地区的潜在适生区并进行风险评估,旨在为其科学防控提供参考。【方法】采用MaxEnt模型与Arc GIS 10.4软件进行分析,预测假苍耳在新疆的潜在分布区,并划分风险等级。运用多指标综合评估方法,对假苍耳的危害风险性进行综合分析评估。【结果】假苍耳在新疆的适生区主要在北疆地区,适生区范围较广。高适生区主要包括克拉玛依市、昌吉回族自治州北部及塔城地区中部。年平均温(bio1)、最干季平均温(bio9)、最冷季平均温(bio11)及最热季平均温(bio10)是影响假苍耳分布的主要环境因子。假苍耳的危险性综合评价值为2.238,属于高度危险的有害生物。【结论】假苍耳目前在新疆仅分布在塔城地区,预测结果表明其在北疆地区继续扩散的趋势较大,需要提前制定好相应的管理和控制措施。     

体外功能性肺组织模型构建、调控及在肺纤维化和COVID-19中的应用

肺纤维化是很多肺部疾病发生发展过程中出现的病理现象。近年出现的2019冠状病毒病(coronavirus disease 2019, COVID-19)引发的呼吸系统综合征也会出现弥漫性肺泡损伤,并诱发肺纤维化。因此,开展肺纤维化和COVID-19体外模型构建与调控研究在肺部疾病治疗和药物筛选方面意义重大。目前,现有研究已建立了多种体外肺组织二维、三维细胞培养模型,本文将全面概述这些模型的构建方法,并结合这些模型在肺纤维化及COVID-19中的应用研究,对体外肺组织模型在药物传递、高通量药物筛选及发病机制研究等生物医学领域中的应用前景进行综述,为其进一步研究提供参考。     

奶制品质量安全感知、行业信任与消费行为研究

基于2016年北京、天津、石家庄（下文简称“京津石”）三市600户城乡调查数据,采用结构方程模型分析奶制品质量安全感知对于家庭牛奶、酸奶消费的影响机制,结果表明：奶制品质量安全感知的提高会显著增加家庭牛奶的消费量,但对酸奶的影响不明显。牛奶和酸奶均属于正常品,价格的提升会导致其消费量下降,酸奶相较于牛奶对价格的变动更为敏感。同时,奶制品行业信任的提升会对质量安全感知造成正向影响。消费者不同的家庭人口特征会对质量安全感知、行业信任和奶制品消费造成不同的影响。根据结论,该研究对奶制品行业各主体提出了相关建议,以期通过行业整体的努力来提升消费者的奶制品质量安全感知,进而增加区域内的奶制品消费。     

基于激光雷达数据的物种分布模拟: 以美国加州内华达山脉南部区域食鱼貂分布模拟为例

生态位模型通过拟合物种分布与环境变量之间的关系提供物种空间分布预测, 在生物多样性研究中有广泛应用。激光雷达(LiDAR)是一种新兴的主动遥感技术, 已被大量应用于森林三维结构信息的提取, 但其在物种分布模拟的应用研究比较缺乏。本研究以美国加州内华达山脉南部地区的食鱼貂(Martes pennanti)的分布模拟为例, 探索LiDAR技术在物种分布模拟中的有效性。生态位模型采用5种传统多类分类器, 包括神经网络、广义线性模型、广义可加模型、最大熵模型和多元自适应回归样条模型, 并使用正样本-背景学习(presence and background learning, PBL)算法进行模型校正; 同时对这5种模型使用加权平均进行模型集成, 作为第6个模型。此外, 一类最大熵模型也被用于模拟该物种的空间分布。模型的连续输出和二值输出分别使用AUC (area under the receiver operating characteristic curve)以及基于正样本-背景数据的评价指标F_pb进行评价。结果表明, 仅考虑气候因子(温度和降水)时, 7个模型的AUC和F_pb平均值分别为0.779和1.077; 当考虑LiDAR变量(冠层容重、枝下高、叶面积指数、高程、坡度等)后, AUC和F_pb分别为0.800和1.106。该研究表明, LiDAR数据能够提高食鱼貂空间分布的预测精度, 在物种分布模拟方面存在一定的应用价值。     

印度野牛在中国的分布及其栖息地适宜性分析

印度野牛(Bos gaurus)在中国分布在云南省南部和西藏藏南地区。2016年2-3月和2016年11-12月, 我们在西双版纳州、普洱市及高黎贡山区域开展印度野牛调查, 并对藏南地区进行文献调研, 共获得47处印度野牛有效出现位点数据。目前云南地区印度野牛种群数量约180-210头, 面临着严重的生存危机; 在高黎贡山未发现印度野牛。利用印度野牛分布位点数据, 选取地形、土地覆被类型、人类足迹指数、距水源和道路距离以及气候共5类14种因子作为自变量建立MaxEnt生态位模型, 通过模拟云南和西藏印度野牛的适宜分布区, 分析各环境因子对该物种分布的影响。结果表明: 模型预测精度较高, 平均AUC (area under the curve)值为0.994。印度野牛潜在适宜栖息地可划分为高适宜、次适宜、低适宜和不适宜4个等级。高适宜栖息地主要分布在云南省西双版纳和藏南地区, 其中西双版纳部分镶嵌有次适宜和低适宜栖息地斑块, 面积为4,987 km²; 藏南部分高适宜栖息地面积为13,995 km²。次适宜栖息地主要分布于云南省南部、高黎贡山区域以及藏南高适宜栖息地区的边缘, 总面积为32,778 km²。低适宜和不适宜栖息地区连接成片, 位于云南省中部、北部地区和藏南地区北部。Jackknife检验结果显示, 季节温度变化和等温线对印度野牛潜在分布区的影响较大, 而地形因子和降水变化的影响较弱。遥感地物分类结果表明: 橡胶林等人工经济林的种植占据了西双版纳野牛的适宜栖息地, 降低了景观连接度。建议管理部门加大对天然林的保护力度, 控制橡胶林等人工林在野牛适宜栖息地的扩张, 提高景观连接度, 以促进该物种种群的恢复。     

基于最大熵模型的不同尺度物种分布概率优化热点分析: 以红色木莲为例

单一空间尺度构建的最大熵(maximum entropy, MaxEnt)模型是否具有代表性, 是MaxEnt模型应用与发展中面临的重要问题。本研究基于有效的地理分布位点数据, 利用最小凸多边形法(the minimum convex polygon method)在三江并流、云南省及全国3个空间尺度下分别识别了红色木莲(Manglietia insignis)的建模区域, 并进一步建立MaxEnt模型: 使用ROC曲线分析法与遗漏率(omission rate, OR)检验评估MaxEnt模型预测精度; 基于ArcGIS分析分布概率及其热点区域的分布趋势, 并通过分区统计工具Zonal识别潜在适宜分布区域的质心位置; 采用刀切法检验环境因子贡献率。结果表明: (1)不同尺度下红色木莲的MaxEnt模型都有良好的预测效果, 三江并流、云南省及全国尺度下的AUC值分别为0.936、0.887和0.930, OR值分别为0.18、0.15和0.20; (2)各尺度红色木莲的适生区格局呈现一致性分布趋势, 集中在独龙江、怒江和澜沧江3个流域; (3) 3个空间尺度下红色木莲的地理分布受不同环境因子影响, 存在着尺度依赖效应。由此可见, 红色木莲在不同空间尺度下的预测模型有着稳定的性能表现与良好的预测效果。此外, 我们建议在野外实地调查与野生生物资源保护中加强对普通物种的关注, 在预测物种地理分布的研究中将MaxEnt模型与热点分析结合使用。     

基于Horton 模型的涟江流域马尾松林冠截留模拟

喀斯特地区林冠截留对降水再分配和水源涵养起到重要的作用。以涟江流域马尾松为研究对象, 以植被截留观测数据为基础, 基于Horton 模型建立涟江流域马尾松林冠截留模型。结果表明: 观测期内, 涟江流域降雨总量为520.67 mm, 叶面积指数平均为0.39; 马尾松林冠截留总量的模拟值为67.79 mm, 与实测值误差16.55 mm, 两者间的决定系数(R²)为0.75, 模型模拟效果较好; 流域内马尾松林冠截留量占全年降水总量的17.04%, 且流域林冠截留空间分布呈现由东北部向南部递减的规律, 流域内黄壤与石灰土上的马尾松林冠截留量较大, 而不同地貌对林冠截留量的影响较小。总体而言, 构建的模型能达到较好的模拟效果, 涟江流域马尾松林具有较强的林冠截留作用。     

基于Maxent 生态位模型的水葫芦在中国的适生区预测

水葫芦(Eichhornia crassipes), 原产南美洲,是目前世界上危害最严重的多年生水生杂草之一。利用Maxent 模型进行水葫芦的适生区预测,并运用ROC(Receiver operating characteristic)曲线进行结果分析,同时, 使用刀切法检测环境变量对该物种分布的重要性。结果显示, 训练集和测试集的AUC 值分别为0.949 和0.878, 表明该模型的预测效果良好。预测结果显示水葫芦在我国的适生区为贵州、广西、广东、湖南、福建、江西、重庆、四川、云南、浙江、上海、湖北、海南、台湾、西藏、安徽及江苏等省市局部地区,而西藏、安徽和台湾目前还没有记录却也进入适生区, 属于易受入侵区域。且逐渐向周边可生长区蔓延。同时, bio1(年平均温度)、bio6(最冷月份最低温度)、bio9(最干燥季节平均温度)和bio11(最冷季节平均温度)这4 个环境变量对水葫芦分布的影响比较大。加强其适生区和可生长区的防控和监测,对防治水葫芦的传播有重要意义。     

滦河流域景观格局变化对水沙过程的影响

以滦河流域为研究区域,基于SWAT模型模拟1976—2012年滦河流域的水沙过程,分析2000年京津风沙源治理项目实施前后流域产水产沙时空格局变化;研究1980—2010年流域景观格局变化特征,揭示景观格局变化的水沙响应;应用Spearman相关分析法分析流域景观格局变化对水沙过程的影响。结果表明:与20世纪80年代相比,2010年流域林地和建设用地增加,其他用地类型减小;流域景观集中程度提高、连通性变优、优势斑块显著、形状趋于规则、多样性减少、破碎化程度降低、景观类型向非均衡方向发展;流域年均地表径流减少9mm,产水量增加5.44mm,产沙减小1.59t/hm~2;地表径流减少区域占全流域89.32%,产水量增加区域占76.71%,产沙量减少区域占93.89%;地表径流、产水、产沙与林地面积呈负相关,产水与草地面积呈正相关,地表径流、产沙与农业用地面积呈正相关;地表径流、产水、产沙与景观形状、Shannon′s均匀度、景观分离度呈正相关,与蔓延度、最大斑块指数呈负相关;产水、产沙与斑块密度和Shannon′s多样性指数呈正相关;工程治理后,流域年均径流量与产沙量显著下降,产水产沙高值区显著缩小,产沙关键区域仍需治理。     

北京山区侧柏-荆条系统水分来源对降雨事件的响应

分析了北京鹫峰山区侧柏、荆条枝条水及其潜在水分来源的氢氧同位素特征,运用IsoSource模型解析侧柏、荆条系统水分利用来源的季节变化及其对降雨事件的响应.结果表明:旱季初期(4月)研究区0～20 cm土层富集土壤水¹⁸O值,20 cm以下该值则随着土层深度增加逐渐减小,侧柏主要利用前2～3 d降雨补充的0～30 cm层土壤水;旱季末期(6月)侧柏和荆条分别利用当天雨水补充的0～10和10～30 cm层土壤水;雨季(7月)侧柏利用前期降水补给的0～40 cm层土壤水(59.3%)和近期降水(12.5%),荆条则利用近期降雨供给的0～30 cm层土壤水;侧柏的土壤水分来源逐月加深,至生长季末(11月)其主要利用60～80 cm层土壤水(前2～3 d降雨补给),而荆条枝条水δ¹⁸O值远离各水分来源δ¹⁸O值.两物种对水分的竞争压力小,适应本区域气候特征,尤其在应对特大暴雨等极端天气时,植物系统垂直分布的水分来源能够有效分流洪峰,减小暴雨瞬时破坏力.