基于MaxEnt模型预测气候变化下杉木在中国的潜在地理分布

为研究杉木在中国的分布特征及其对气候变化的响应模式,本研究基于现有分布记录,应用最大熵(MaxEnt)模型和地理信息系统方法,结合气候、地形等环境要素,预测杉木在当前和未来气候变化下的潜在适生区。结果表明: 影响杉木分布的最主要因素是年平均降水量,在当前气候下,杉木适生区合计面积328万km²,占全国陆地总面积的34.5%,低、中和高适生区分别占18.3%、29.7%与52.0%。在未来气候情景下,杉木生长的适宜性在我国总体上呈上升趋势,适生区面积随气候变化增大,且明显向北扩张,南方湿润亚热带地区形成集中连片高适生区。模型经受试者工作特征曲线检验,训练集平均受试者工作特征曲线下面积为0.91,可信度高。     

海州湾春季短蛸的栖息分布特征及其与环境因子的关系

近年来,我国近海多种重要渔业资源处于不同程度的衰退状态,而短蛸具有生命周期短、生长迅速的特点,在我国近海经济渔获产量中占重要地位。然而,有关短蛸的栖息分布特征及其与环境因子的关系尚缺乏研究,不利于更好地保护和利用其资源。本研究根据2011年和2013—2017年春季海州湾的渔业资源和环境因子调查数据,采用随机森林模型、人工神经网络模型和广义提升回归模型3种机器学习方法分析了短蛸的栖息分布特征及其与环境因子的关系。结果表明: 随机森林模型的拟合效果和预测能力在3种模型中优势较大,选择该模型进行分析表明,底层水温、水深和底层盐度对短蛸的栖息分布有较大影响。短蛸的相对资源密度随底层水温、水深和底层盐度的增加均呈先上升后下降趋势。根据FVCOM模型模拟的环境数据,应用随机森林模型预测了短蛸在海州湾海域的栖息分布,发现短蛸主要分布在34.5°—35.8° N、119.7°—121° E之间的海域。     

一种基于数码相机图像和群落冠层结构调查的草地地上生物量估算方法

草地地上生物量是影响其生态系统功能最重要的因素之一, 也是草地生态学研究中不可或缺的监测指标。草地地上生物量监测多采用收割法进行, 但这种破坏性取样方法会对研究区域带来巨大干扰, 尤其是面积较小的长期定位监测或者控制实验研究样地, 从而使得地上生物量监测的频次受到很大限制。因此, 通过获取某些原位易测变量, 建立地上生物量的估算方法具有重要意义。该研究依托内蒙古典型草地刈割控制实验平台, 通过数码照片获取不同土地利用方式下的植被覆盖度, 并对样方内的叶面积指数、植被高度、物种多样性等参数进行了测定, 最后利用一元回归模型、逐步回归模型和随机森林模型对地上生物量进行估算。结果表明, 植被覆盖度、叶面积指数、植被平均高度、植被最大高度和物种丰富度是影响地上生物量的主要驱动因素。通过构建适宜于本地的逐步回归模型, 可以实现草地地上生物量的准确预测。在该研究区域中, 预测模型的决定系数(R²) = 0.91, 均方根误差(RMSE) = 35.60 g·m^-2。该研究提供了一种快速、准确且非破坏性测定草地地上生物量的方法, 可作为传统收割法的有效补充。     

三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用与展望

太阳辐射是森林生态系统功能与服务得以维持并发展的基础, 对森林中的辐射传输过程进行建模对于理解森林生态系统过程具有重要意义。近年来, 三维辐射传输模型的迅速发展使得冠层辐射能量分布格局与动态的准确模拟成为可能。为更好地理解三维辐射传输模型以使其更有效地服务于森林生态系统研究, 该文从模型的原理、应用及发展趋势3个角度展开论述。首先简要介绍了辐射度方法、光线追踪法等森林三维辐射传输模型常用的原理及目前代表性的模型, 然后总结了三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用, 最后对模型未来如何通过提高易用性、增加多模型耦合等方式更好地应用于森林生态系统研究进行了展望。随着森林生态系统大数据的积累与过程模型的不断完善, 三维辐射传输模型将在未来森林生态理论研究与实践中发挥更加重要的作用。     

通过食谱分析探讨田螺山与梁王城遗址先民对渔业资源的利用

对渔业食用资源的利用是人类生业经济的重要方面,然而至今尚无专文介绍如何定量分析渔业食物资源在先民食物结构中所占的比例。本文采用利用同位素传递信号重建食谱(FRUITS)模型,以田螺山遗址与梁王城遗址已发表的先民和动植物稳定同位素数据为例,对先民食物结构中的多种食物资源比重进行分析。结果显示,梁王城遗址渔业资源在食谱中占5%~22%;田螺山遗址淡水渔业资源在食谱中占5%~20%,而海洋渔业资源在10%以下。     

稳定同位素质量平衡混合模型的性能评估

稳定同位素技术可以用于消费者营养溯源,以确定多种营养来源对消费者营养的贡献比重。因此,稳定同位素质量平衡混合模型已经是消费者营养溯源分析的必要方法之一。通常使用贝叶斯混合模型来估计不同营养来源的贡献;此类模型提供了每个营养来源对消费者的贡献比例的概率分布特征。然而,混合模型拟合结果的好坏,及其与实际生态学理论的匹配水平,是模型性能的重要评价内容。例如,模型在不能很好地解析营养来源贡献时,仍将返回默认先验结果,给模型解释带来困难。为直接避免同位素构建消费者营养溯源分析中的诸多技术问题,文章将综述在拟合和评估贝叶斯混合模型时遵循的最佳实践。因此,文章基于实测的同位素数据集(蒙古鲌Culter mongolicus mongolicus同位素数据集),通过识别消费者营养功能类群特征、改变营养来源先验信息特征,构建系列贝叶斯模型;通过比较模型总体性能、实测值与预测值差异,及先验信息和后验信息差异等多种模型性能评价方法,来描述模型性能评价的方法和过程。通过这些方法的综合运用,将进一步提高消费者营养溯源准确性,为更深刻地认识食物网规律提供科学支撑。     

四川省粮食增产的贡献因素分析及粮食安全对策研究

目的：粮食增产贡献因素分析对于推动粮食综合产能提升和保障粮食安全具有重要意义。方法：运用对数平均迪式指数分解法（LMDI）,对2014—2019年期间四川省粮食增产情况及贡献因素进行量化分析。结果：（1）四川省粮食产量实现增产主要得益于水稻、玉米、薯类的增产,三者对于全省粮食的增产贡献率分别为11.12%、66.38%、34.18%,薯类生产对全省粮食增产贡献作用不断提升。（2）单产和复种指数提升对于四川省粮食增产有着显著的正向效应,其中单产提升对粮食的增产贡献达到90.94%,是粮食增产的最主要贡献因素;耕地变化和粮作比例变化对于粮食增产有着负向效应,特别是粮作比例的下降对于粮食减产的影响较为显著。（3）播种面积和单产水平对于不同粮食品种的增产贡献影响存在显著差异性。结论：提出了四川粮食安全发展的对策建议。     

几种椎间盘退变动物模型的建立和应用

椎间盘退变是一种年龄相关的退行性疾病,是引起下腰痛的主要因素,严重影响病人的生活质量,并显著增加家庭的经济负担。目前,缺少椎间盘退变的有效干预和治疗手段,部分原因是其发病机制尚未阐明。椎间盘退变动物模型的构建对于阐明该疾病的病理机制至关重要。椎间盘退变是一个复杂的过程,受机械应力、结构损伤、生物化学与基因表达等多种因素的影响。本文总结了应用异常机械应力、结构损伤、生物化学或化学诱导和基因敲除等方式构建的椎间盘退变动物模型。生物力学是维持椎间盘稳态的重要因素,异常的机械应力会导致椎间盘退变。同时,椎间盘退变常伴随结构性损伤,椎间盘结构破坏也会导致椎间盘发生退变。此外,生物化学或化学诱导和关键基因敲除也会导致椎间盘退变。本文按照造成异常机械应力的因素将机械应力模型分为加压模型和失稳模型;按照椎间盘结构将结构损伤模型分为髓核与纤维环损伤模型和软骨终板损伤模型。总结了生物化学或化学诱导模型以及新型的基因敲除模型。讨论了不同类型椎间盘退变动物模型的可能应用和局限性。     

福建省多花黄精生态适宜性区划研究

通过研究多花黄精(Polygonatum cyrtonema)的生态适宜性,为其野生资源保护及人工规范化栽培提供依据。收集237份多花黄精分布位置和55个生态因子,导入最大熵(MaxEnt)模型运算,结合地理信息系统(GIS)分析其适合生长区域。结果表明,影响多花黄精生态适宜性的主要生态因子是3月降水量、年均降水量、6月降水量、5月降水量、4月降水量、2月降水量和最冷季降水量,在福建省具有广泛适宜生长区域。模型预测结果可靠,可为多花黄精野生资源保护提供参考,并为其科学种植提供指导。     

中国传统虫茶的历史渊源及药用价值与食用安全性研究概貌

中国传统虫茶是指用于制作茶叶代用品的某些昆虫的排泄物,主产于我国湖南、贵州和广西的一些山区,在当地已流传数百年之久,属于当地传统的特色农产品。在我国古代文献中,尽管对昆虫粪便直接用于茶用的描述非常罕见,但在古代医学书籍中,昆虫粪便的药用记载非常普遍。从20世纪90年代中期到现在的20多年间,中国传统虫茶的研究文献不断增多。特别是在虫茶的食品安全性,生物活性物质种类及其对某些实验动物模拟疾病预防和治疗方面的研究,已经取得了长足的进展,并已发现了多种生物活性物质和临床治疗效果或疗效迹象。这些研究成果为中国传统虫茶的传承和开发提供了重要依据。本文主要综述了我国关于虫茶的历史渊源,药用价值和食品安全性的科学研究概貌。时间跨度从公元992年到公元2018年。