生态系统科学研究与生态系统管理

中国科学院地理科学与资源研究所生态系统学科以生态系统生态学研究为核心,通过研制生态系统观测和模拟分析的技术和方法,探索解决区域性/大尺度生态学问题的理论和方法,监测生态系统变化,认知生态系统变化规律,推动生态系统生态学、生物地理生态学、全球变化生态学和生态信息科学技术的发展,创新生态系统管理模式,服务于国家和地方的生态建设、应对全球变化及区域可持续发展。面向国家重大需求,在中国华北平原农业区、南方红壤丘陵林业区、青藏高原农牧区以及黄土高原区等典型区域开展生态系统管理技术与模式的集成与创新研究,着力解决国家生态文明建设和应对全球气候变化中的重大生态学问题,推动区域生态系统管理领域的科技进步。围绕生态系统生态学学科前沿,着重在① 生态系统联网观测、模拟与信息管理,② 生态系统结构、过程与功能,③ 生态系统空间格局与机制,④ 生态系统对全球变化的响应与适应,⑤ 生态系统管理与生态系统服务等五大主要研究方向,系统开展生态系统生态学前沿理论和实践的创新研究,研究成果处于国内和国际生态学研究的科学前沿。     

敦煌-格尔木铁路沿线风动力环境特征

敦煌-格尔木铁路沿线地形复杂、起沙因素多变、沙源丰富,沙害问题日益严重。目前对其风沙活动规律还未有研究,不利于防沙工作的开展。为此,通过对自北向南的5个观测点（S1、S2、S3、S4、S5）风速和风向的观测、计算和分析,利用平均风速、起沙风况及输沙势对敦格铁路沿线的风动力环境特征进行研究。结果表明：S5、S4和S3的风况对铁路风沙灾害防治意义较大。S5年平均风速、起沙风频率和输沙势最大,春季风沙活动最为强烈,且风向单一、风力强劲,风沙运动方向基本与铁路垂直,沙粒易在铁路附近堆积。S4夏季风沙活动最为强烈;S3春季风沙活动最为强烈,且风向单一,S4和S3的风沙运动方向与铁路夹角小于90°,附近沙源广阔,铁路易受风沙侵蚀,阻碍交通运营。     

乡土资源在高中地理教学中的应用尝试

乡土资源融入高中地理教学,不仅能够激发学生的学习兴趣,培养学生的综合思维,还能提高学生的地理实践能力。结合《普通高中地理课程标准(2017年版)》的相关要求,文章尝试性地利用乡土资源设计高中地理教学案例、编制地理试题和开展地理实践活动等。     

海南昌江沿岸海域石珊瑚的物种多样性及其分布

2009年3月,采用水下照相及摄像方法,对海南昌江沿岸海域的石珊瑚物种多样性、分布及覆盖度进行了调查.结合历史资料,共发现石珊瑚10科15属28种和1未定种.其中鹿角珊瑚属（Acropora）、角蜂巢珊瑚属（Favites）、叶状珊瑚属（Lobophyllia）等为优势类群,常见分布珊瑚种类有角孔珊瑚（Gonioporasp.）、标准蜂巢珊瑚（Favia speciosa）、五边角蜂巢珊瑚（Favites pentagona）、多孔鹿角珊瑚（Acropora millepora）、十字牡丹珊瑚（Pavona decussata）、伞房叶状珊瑚（Lobophyllia corymbosa）等.石珊瑚主要分布于海尾镇三联村以南海域,覆盖率最高为12%.本次调查在海南昌江沿岸海域记录的珊瑚种类数多于以前的记录,但少于海南南岸的三亚鹿回头,也少于北部的广西涠洲岛、广东徐闻、香港等海域,随着调查次数的增加,预计会有更多的种类被发现.该海域是北部湾珊瑚幼虫交流的中间过渡区,对珊瑚礁的保护与恢复具有重要意义.     

基于SAR多普勒质心频移的海面流场迭代反演算法

为了克服SAR多普勒质心频移法反演海面流场时风场贡献去除困难的难题,本文提出了基于M4S模型的弦截下山法,利用其迭代计算局部区域的海面流场;然后估算整幅SAR图像中风场对多普勒速度的风贡献因子7;最后去除风场对多普勒速度的贡献.将该算法用于Radarsat-2数据反演海面径向流速,并利用匹配的实测数据验证反演精度.研究...     

Enhanced a novel β-agarase production in recombinant Escherichia coli BL21(DE3) through induction mode optimization and glycerol feeding strategy

Agarases are hydrolytic enzymes that act on the hydrolysis of agar and have a broad range of applications in food,cosmetics and pharmaceutical industries. In this study, a glycerol feeding strategy based on induction mode optimization for high cell density and β-agarase production was established, which could effectively control acetate yield. First, exponential feeding strategy of glycerol with different overall specific growth rates(μ) was applied in the pre-induction phase. The results showed that the low μ(μ=0.2) was suggested to be the optimal for cell growth and β-agarase production. Second, the effects of induction temperature and the inducer concentration on cell growth and β-agarase production were investigated in the post-induction phase. When induced by isopropyl-β-d-thiogalactoside(IPTG), the strategy of 0.8 mmol/L IPTG induction at 20℃ was found to be optimal for β-agarase production. When cultivation was induced by continuous lactose feeding strategy of 1.0 g/(L·h), the β-agarase activity reached 112.5 U/mL, which represented the highest β-agarase production to date.Furthermore, the β-agarase was capable of degrading G. lemaneiformis powder directly to produce neoagarooligosaccharide, and the hydrolysates were neoagarotetraose(NA4) and neoagarohexaose(NA6). The overall research may be useful for the industrial production and application of β-agarase.     

HHT-EEMD用于IGS站高程时间序列分析

利用经验模态分解（EMD）和整体经验模态分解（EEMD）方法,将BJFS站2000~2015年高程时间序列进行分解,发现其不仅存在1 a、0.5 a、0.25 a、2个月、1个月以及长周期等周期项,还存在以往方法很难探测出来的近似2 a周期信号。与EMD分解结果对比,整体经验模态分解可以明显减弱模式混叠现象。对各分量进行Hilbert 变换（HHT）,得到时间-频率-能量的Hilbert 频谱图。结果表明,年周期和2 a周期变化是高程运动的主要贡献项。利用小波变换方法对比验证EEMD的分解结果表明,与小波分析相比,EEMD重构信号与高程序列差异的RMS更小,证明了HHT-EEMD方法在数据资料分析过程中的有效性。对环境负载及GRACE负载造成的测站位移进行功率谱分析得出,环境负载确实会造成IGS站高程时间序列的1 a、0.5 a以及季节性运动,GRACE负载还验证了2 a信号的存在。     

基于SLAF-seq技术开发蓝圆鲹微卫星标记及跨物种扩增检测

采用基于高通量测序平台的SLAF-seq技术开发蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)微卫星标记,从获得的1 450个四至六碱基重复微卫星位点中随机挑选93个位点进行引物合成和多态性检测,最终开发出31个多态性微卫星标记.群体遗传学检测结果表明,31个位点的等位基因数为4~29(均值13.48),观测杂合度(Ho)为0.281~0.875(均值0.650),期望杂合度(He)为0.557~0.958(均值0.838),多态信息含量值(PIC)为0.456~0.939(均值0.803),表明所开发的31个微卫星位点均具有较高的多态性.Hardy-Weinberg平衡检测表明,17个位点符合HWE("哈迪-温伯格"平衡),且各位点间不存在连锁不平衡现象.跨物种扩增结果显示,分别有27、20、20、18、9个微卫星标记在颌圆鲹(Decapterus macarellus)、长身圆鲹(Decapterus macrosoma)、无斑圆鲹(Decapterus kurroides)、竹荚鱼(Trachurus japonicus)及金带细鲹(Selaroides leptolepis)中具有较好的通用性.本研究开发的多态性长碱基重复微卫星标记可为蓝圆鲹渔业资源的科学管理和保护提供有力的遗传学评估手段,亦可为圆鲹属和鲹科鱼类系统进化研究提供新的分析手段.     

基于Cyt b基因序列的南海北部蓝圆鲹群体遗传多样性研究

为了解南海北部蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)的群体遗传变异特征,本研究利用线粒体DNA Cyt b基因部分序列对9个群体共203个个体进行群体遗传多样性和遗传结构分析.结果显示:在722 bp长的Cyt b部分序列中,共检测出52个多态位点,定义25个单倍型;群体的单倍型多样性(h)为0.577±0.036,核苷酸多样性(π)为0.001 55±0.001 12,整体遗传多样性呈中等偏低水平,其中雷州半岛和海南岛以东5个群体的遗传多样性水平明显高于以西的4个北部湾群体.单倍型系统发育树和网络图均未表现出与地理位置相对应的谱系结构,单倍型网络图呈以主体单倍型为中心的星状结构.群体间的Fst值为-0.077~0.018,且统计检验均不显著(p0.05).分子方差分析(AMOVA)表明,遗传变异全部来源于群体内个体间.Tajima's D值和Fu's Fs值均为显著负值,核苷酸不配对分布呈明显的单峰分布.南海北部蓝圆鲹群体约在29 000a前可能发生过扩张事件,导致遗传多样性呈现高h、低π模式;9个群体间的遗传分化并不显著,符合是一个随机交配种群的假设,但9个群体的遗传多样性水平却表现出明显的地理趋势,提示将南海北部蓝圆鲹作为单一种群进行渔业管理需持谨慎态度.