特征形状分析方法在古生物学研究中的应用

一、前言1983年,美国古生物学家G. P. Lohmann发明了“特征形状分析”(eigenshape analysis)方法,用其分析、对比浮游有孔虫不同居群的形态,并取得了良好的结果(Lohmann, 1983;Malmgren, Berggen and Lohmann, 1984)。采用这种分析方法,可以从一个物种的一批标本中计算、重建出一批“特征形状”(eigenshape)来代表这批标本(或一个居群)的形状特征。通过对不同居群的“第一特征形状”(first eigenshape)的对比,可以发现不同居群的生物个体在形状上的主要差异。但是,运用这种方法来研究不同居群间的形态差异时,必须借助文字来描述它们的特征形状之间的差异,且无法定量地表示出,这些差异的大小,这就给进一步分析、利用形态对比的结果带来了困难.针对这一缺陷,笔者和S.M.Stanley在研究北美新第三纪海相双壳类的演化模式的过程中,提出了用“不重合面积百分比”(percentage of     

第六次北极科学考察海洋沉积物可培养细菌的多样性分析

【目的】研究北极海洋沉积物可培养细菌的菌种资源多样性。【方法】采用海水Zobell2216E培养基和涂布平板法对第六次北极科学考察获得的海洋沉积物开展细菌分离培养,通过16S rRNA基因系统发育分析了解可培养细菌的多样性。【结果】根据菌落形态特征,从40个站位的北极海洋沉积物样品中共分离并获得16S rRNA基因有效序列的细菌达445株;基于16S rRNA基因的相似性分析与系统发育研究结果表明,分离获得的细菌分属于细菌域的4个门、6个纲、13个目、28个科、49个属、91个种,其中γ-Proteobacteria占大多数;有12株与模式菌株的16S rRNA基因序列相似性小于97%,可能代表了6个潜在的细菌新物种;此次获得的细菌种类组成与以往第五次北极科考获得的相比,在属水平上差异较大。【结论】北极海洋沉积物中存在着丰富的微生物菌种资源,具有很多新型微生物仍未被发现,是亟待开发的微生物资源宝库。     

高浓度臭氧胁迫两种园林观赏草的逆境生理特征比较

以两种常见园林观赏草：白穗狼尾草（Pennisetum alopecuroides ‘White’）和拂子茅（Calamagrostis epigeios）作为试验材料,利用开顶箱（OTCs）模拟法,研究了不同高浓度臭氧（O₃,EO）：80 nmol/mol（EO-80）、120 nmol/mol（EO-120）和160 nmol/mol（EO-160）下两种观赏草叶片逆境生理特征的变化规律。结果表明：（1）短期（7 d）内随O₃浓度增加,白穗狼尾草叶绿素和类胡萝卜素含量较对照呈下降趋势,拂子茅较对照无显著变化。（2）在EO-120、EO-160下处理7 d时,两种观赏草叶片的净光合速率（P_n）和气孔导度（g_s）较对照显著下降,且白穗狼尾草下降的幅度均大于拂子茅。（3）不同高浓度O₃胁迫下,两种观赏草叶片丙二醛（MDA）含量较对照均有所升高,其中在EO-160下处理21 d时白穗狼尾草和拂子茅叶片MDA含量分别增加30.2%（P<0.05）和13.5%（P>0.05）,表明在EO-160浓度胁迫下白穗狼尾草受到的膜脂过氧化伤害大于拂子茅。（4）在EO-120和EO-160下处理21 d时,白穗狼尾草叶片可溶性蛋白含量较对照分别显著下降24.2%和43.1%,而拂子茅较对照分别下降19.0%和22.9%（P<0.05）。（5）与对照组相比,高浓度O₃下两种观赏草叶片的过氧化物酶（POD）活性随胁迫时间延长呈下降趋势,超氧化物歧化酶（SOD）活性呈先升后降。（6）综合以上生理特征比较及主成成分分析表明,佛子茅比白穗狼尾草更耐O₃,前者在O₃高污染地区可能会有更高的应用价值。     

基于CiteSpace的驱动力-压力-状态-影响-响应分析框架研究进展

基于1998-2019年Web of Science （WOS）数据库以及CNKI（中国知网）数据库收录的应用驱动力-压力-状态-影响-响应（DPSIR）分析框架的中英文文献,以信息可视化分析软件CiteSpace进行关键词共现聚类分析、文献共被引聚类分析及可视化图谱展现,对国内外学者应用DPSIR的研究进行系统分析。结果表明：（1）国内外DPSIR分析框架研究发展都经历了形成期-成长期-快速发展期3个阶段;（2）国内外框架应用侧重点不同,基于关键词共现聚类分析发现,当前国际研究热点在海洋及海岸带生态系统、生物多样性、决策系统构建等方面;国内热点在资源可持续利用、区域生态环境安全等方面;（3）国内外学者在DPSIR框架改进与完善方面侧重点不同,各有优势;国内研究应用方向分支少,较集中;（4）DPSIR框架国内未来应用重点可能在于人类社会及自然气候为主的驱动机制的探究。该研究可为国内拓展DPSIR应用领域、推动可持续发展战略提供参考。     

淮河流域蒸散发时空变化与归因分析

蒸散发（Evapotranspiration,ET）是联结土壤-植被-大气过程的纽带,对理解地表水热平衡至关重要。因此,量化分析ET时空变化特征、揭示其主要控制因子对区域用水管理和农业生产十分重要。利用遥感数据和气象数据,基于BEPS模型估算了1981-2019年的淮河流域ET,分析了该区域ET时空分布特征,并通过敏感度系数和贡献率方法对该区域的ET多年变化特征进行了归因分析,最后借助数值实验方法深入探究影响特湿润年（2003年）ET较低的主要原因。结果表明：（1）1981-2019年淮河流域多年平均ET为549.83 mm,其中夏季ET占全年ET的比值达到47.63%;1981年以来区域ET整体呈极显著上升趋势（4.41 mm/a,P<0.01）;季节上,除冬季外,其他三个季节的ET增幅均呈显著性增加（P<0.05）,四季增幅速率大小依次为：夏季>春季>秋季>冬季;空间上,中东部和南部ET较高,重心模型显示ET高值区域呈显著的由北向南的移动趋势;（2）归因分析结果表明,淮河流域ET对气温变化最敏感,其次为相对湿度、太阳总辐射、叶面积指数（LAI）和降水,但ET对LAI的正敏感性逐渐增强导致LAI的显著升高对流域ET年际变化贡献最大（44.5%）,其次是气温的升高（25.93%）;同时,LAI是春、夏、秋三季ET变化的主导因素,气温是冬季ET变化的主导因素;（3）数值实验显示高相对湿度是引起特湿润年（2003年）ET明显偏低的最主要因素,这与导致长时间序列ET变化的原因不同。因此,建议今后加强极端气候条件下ET变化的归因分析,为更有效地应对全球气候变化提供决策服务。研究结果能够为认识淮河流域环境变化对水循环影响及合理分配区域水资源提供科学参考。     

影响2型糖尿病患者血浆Aβ水平的多因素分析

摘要 目的：探讨影响2型糖尿病（T2DM）患者的血浆β-淀粉样蛋白（Aβ）水平的相关因素。方法：选取西安市第九医院内分泌科、老年病科住院的T2DM患者415例。另选取年龄、性别、受教育程度、大血管疾病史（心脏病史）相匹配,无糖尿病,并符合排除标准的患者176例为对照组（NC组）。使用ELISA检测血浆Aβ₄₀、Aβ₄₂水平,采用Pearson相关分析评估血糖与血浆Aβ₄₀和Aβ42水平的相关性,多元线性回归分析法评估Aβ₄₀和Aβ₄₂水平影响因素。结果：与NC组比较,T2DM组的患者空腹血糖（FBG）、糖化血红蛋白（HbA1c）、甘油三酯（TG）水平显著升高（P<0.05）,高密度脂蛋白（HDL）和低密度脂蛋白（LDL）水平显著降低（P＜0.05）;血浆Aβ₄₀水平明显升高（P=0.002）,但血浆Aβ₄₂水平明显降低（P<0.001）。与认知功能正常的T2DM患者相比,伴有认知功能异常的T2DM患者血浆Aβ₄₂水平显著降低（P=0.025）。T2DM患者FBG与血浆Aβ₄₂水平呈负相关（r =-0.099,P=0.016）;多元线性回归分析显示： HDL和TG水平是影响血浆Aβ₄₀含量的因素（P=0.002,P=0.027）,也影响血浆Aβ₄₂含量（P=0.004）。结论：T2DM患者血浆Aβ₄₀水平明显升高,而血浆Aβ₄₂水平明显降低,伴有认知功能异常的T2DM患者血浆Aβ₄₂水平明显降低。HDL和TG水平是影响血浆Aβ水平的因素。     

中国三江源国家公园与韩国智异山国家公园的对比研究

自1967年智异山被认定为韩国首个国家公园以来,韩国以国家公园为主体的自然保护地体系建设已历经50余年。这期间韩国在国家公园的建设中积累了大量经验,十分值得我国借鉴。选取我国首个国家公园体制试点——三江源国家公园和韩国首个国家公园——智异山国家公园为研究对象,对二者的管理现状进行了定性分析,并运用基于最优实践的国家公园管理能力评价方法对二者的管理能力进行了定量评价。研究表明:三江源国家公园的管理能力综合得分低于智异山国家公园,在体制建设、保障机制、资源环境管理、社区管理和科普教育五个方面均与智异山国家公园存在一定差距;智异山国家公园在资源本底调查、法制建设、多方参与、环境教育和游憩管理方面的管理能力十分突出,为三江源国家公园管理能力的提升提供了有益借鉴;三江源国家公园在生态补偿和制度约束方面具有比较优势,但在自然资源权属、资源本底调查、社区组织建设和游憩管理方面则亟待提升。在此基础上,针对三江源国家公园建设提出了强化科研支撑、健全多方参与制度、推进全民福利共享三项建议,针对我国国家公园体制建设提出了制定《国家公园法》、设置自然保护地顶层规划两项建议,以期促进三江源国家公园管理能力提升、推动我国国家公园体制建设。     

基于文献计量的城市空间结构与生态环境关联性研究

以Web of Science核心合集中1999-2020年期间发表的城市空间结构与生态环境关联性的文献为研究样本,运用文献计量的方法,主要借助VOSviewer和Citespace软件,厘清该领域研究的主要特征与进展。研究结果表明：城市空间结构与生态环境关联性研究的文献总量上呈现波动上升的趋势,尤其在近五年的波动骤增态势十分显著,成为地理学、城乡规划学、环境与生态学等学科交叉融合研究的重要方向之一;研究内容主要聚焦于城市空间结构与大气环境的关联性机理,具体涉及温室气体排放、空气污染和城市热岛效应,同时水环境、土壤环境以及生物多样性等方面也越来越受到重视而逐步成为研究热点。未来可围绕构建两者关联性框架和评估体系、面向生态环境问题的城市空间结构优化设计、两者发展变化的模拟和预测等核心问题展开研究。     

水分梯度下胡杨荒漠河岸林种内竞争及空间格局变化特征

为查明塔里木河下游不同水分梯度下胡杨种内竞争以及空间分布格局的变化规律,在塔里木河下游阿拉干断面选取3条样带,每条样带内依照水分梯度布设3个样方,采用Hegyi单木竞争模型与点格局等分析方法,探究了水分梯度下胡杨林种内竞争及空间格局变化特征。结果表明：1)塔里木河下游胡杨的最适竞争范围为10m; 2)胡杨竞争指数与胸径服从幂函数关系(P<0.001),胡杨竞争指数随对象木胸径的增加而逐渐减小,当对象木胸径达到20cm以上时,其竞争指数逐渐稳定,且维持在较低水平;3)随水分梯度的降低,胡杨林分竞争指数呈下降趋势;4)在塔里木河下游,胡杨空间格局主要为聚集分布,随空间尺度的增加,胡杨逐渐趋向于随机分布;5)随水分梯度的降低,胡杨空间格局由聚集分布逐渐转变为随机分布。水分是决定极端干旱区荒漠植被空间分布与结构的主要因子;在胡杨林分管理中,应充分考虑胡杨的种内竞争、空间格局及其与水分梯度之间关系,为塔里木河下游胡杨林的保护与更新提供科学依据。     

1985-2015年中国不同生态系统NDVI时空变化及其对气候因子的响应

植被是陆地生态系统不可或缺的部分,气候是影响其动态变化的重要驱动因素。因此,探究植被的时空变化及其与气候因子的响应关系,有助于理解陆地生态系统的内在演化机制。目前,不同生态系统尺度下的植被动态变化与气候因子的时间响应关系仍未被完整剖析。因此,为了厘清过去30年不同生态系统植被生长对气候因子的响应关系,利用GIMMS NDVI3g数据和气候资料数据,通过Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall检验分析了1985—2015年中国陆地NDVI的时空变化特征,结合时间序列相关分析探究了NDVI变化与降水、温度和饱和水汽压差的内部关联,探讨了中国不同生态系统植被与气候因子间的时间响应机制。结果表明：(1) 1985—2015年中国陆地植被呈现改善趋势,年均NDVI先减小后增加,拐点时间在1995年左右,整体变化率为0.5×10^-3/a。农田、森林和草地生态系统的植被显著改善的程度最高,湿地生态系统的植被退化趋势最显著。(2)中国陆地植被NDVI与气候因子的相关性存在明显的空间异质性,且受不同生态系统分区影响。内蒙古高原中部草地生态系统NDVI与降水...