Back to the future: reflections and directions of South African marine bioinvasion research

Biological invasions continue to increase around the world, with impacts on many coastal marine systems. Here we review the South African marine invasion literature which, despite the field being relatively new, has grown to have significant presence in both the local and international arenas. Of the 79 papers reviewed, 70% focused on the establishment and spread of alien species, with modes of transport and introduction largely overlooked. An emphasis was also apparent towards field studies, in particular survey work, with few experimental studies. The overwhelming majority of papers focused on a single species, the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis, reflecting the scale of this invasion and the tractable nature of rocky shores as study systems. With the exception of this one species, the impacts of marine alien species have rarely been quantified. We suggest that future research extends the taxonomic coverage of present work and develops a better understanding of the mechanisms of introduction, establishment and spread of marine alien species. Through an experimental approach, the drivers of altered ecological patterns and processes resulting from invasions should be addressed, providing insight into associated impacts. This approach will maintain the local applicability and international relevance of South African marine invasion research.     

温石棉通过活性氧激活线粒体通路诱导A549细胞凋亡的机制研究

探讨活性氧(reactive oxygen species,ROS)在温石棉激活线粒体通路诱导A549凋亡中的作用。采用不同浓度温石棉粉尘染毒人肺上皮细胞(A549)后,MTT法检测细胞存活率,流式细胞术检测ROS抑制剂N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine,NAC)预处理前后的细胞凋亡率、胞内ROS水平及线粒体膜电位,Western Blot法检测各组细胞半胱天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)、p53蛋白表达水平。实验结果显示,温石棉可降低A549细胞存活率,呈现时间-剂量效应关系;NAC可显著减少胞内ROS水平、阻止线粒体膜电位下降,并下调caspase-3、p53蛋白的表达水平,抑制部分细胞凋亡的发生。表明ROS可通过诱导p53蛋白过表达,激活线粒体凋亡通路,诱导A549细胞发生凋亡。     

日照港和邻近锚地及其入境船舶压舱水中浮游植物群集结构的特征

根据2003年10月到2004年3月间日照港和邻近锚地水域及其船舶压舱水中的浮游植物调查资料,对浮游植物的群集结构和压舱水对其影响进行了初步研究。结果表明,日照港的浮游植物群集主要由温带沿岸性物种组成,以硅藻为主,还有少量的甲藻。对比船舶压舱水中浮游植物群集发现:压舱水中浮游植物群集和本地群集结构有很大的差异,有害物种在压舱水中所占的比例较高。     

山东南部近海秋季长蛇鲻相对资源量的分布及其影响因素

为探究长蛇鲻(Saurida elongate)的生态习性和分布规律,并为长蛇鲻资源的合理利用与养护提供科学依据,本文根据2016年秋季在山东南部近海进行的渔业资源与环境调查数据,分析了该海域长蛇鲻的分布特征,研究长蛇鲻成体、幼体的分布差异,并利用广义可加模型(GAM)研究其分布与生物因子和环境因子的关系。结果表明,长蛇鲻成体与幼体的分布存在差异,成体分布范围广,幼体主要分布在30 m等深线及以浅水域。GAM模型的结果表明,饵料生物、底层水温、水深和底层盐度是影响长蛇鲻相对资源量分布的主要因子。成体、幼体的分布与影响因子的关系差异极显著(P<0.01)。长蛇鲻成体的相对资源量随饵料生物和底层水温的增加表现为先上升后下降的趋势,而幼体呈现一致上升趋势;成体和幼体的相对资源量随水深增加均呈下降趋势;幼体相对资源量随底层盐度增加有明显上升趋势,而盐度对成体的影响不显著。本研究认为山东南部近海是长蛇鲻的重要栖息地,水温和盐度是成体和幼体分布差异的可能原因。     

基于LSH方法的珊瑚礁鱼类竞争压力查询和资源分配方法

基于海洋大数据查询技术的珊瑚礁鱼类保护策略是海洋科学研究的重要课题, 其中鱼群竞争状况对鱼类保护具有重要意义。研究鱼群竞争状况就必须模型化鱼群与珊瑚礁的依赖关系。作为一个简单有效的大数据模型, 图模型是表达这个关系的实用模型。文章提出表达珊瑚礁鱼类种群和珊瑚礁资源依赖关系的竞争图建模方法, 并提出基于局部敏感哈希(Local Sensitive Hashing, LSH)的鱼类种群竞争压力竞争图查询方法, 得到鱼类种群的实时竞争压力状况; 然后根据LSH查询结果, 分析出需要优先保护的鱼类种群; 最后对这些需要优先保护的鱼类种群设计了基于构建人工礁的资源分配方法, 使得区域内珊瑚礁鱼类总体竞争状况改善。     

海洋经济红藻江蓠科的分类研究现状及存在的问题

江蓠科红藻是重要的经济海藻,用途十分广泛。然而,近年来受分子生物学技术引入等的影响,其分类学地位引起了极大争议。针对这个问题,本研究以争议比较大的江蓠属(Gracilaria)、拟江蓠(龙须菜)属(Gracilariopsis)和多穴藻属(Polycavernosa)为对象,总结归纳了其物种多样性、国内外研究进展、存在的问题、学者试图解答的问题以及部分自己的研究结果。以期为该类群的研究提供相对详细、客观的参考数据。     

甘肃酒泉荒漠戈壁灌木群落优势物种生态位特征

了解物种利用资源和占据生态空间的能力,对维持完善和科学保育荒漠戈壁植物群落的多样性具有重要意义。在综合反映各生态因子作用的群落类型和海拔梯度组合而成的两条资源轴上,测度分析了甘肃酒泉荒漠戈壁灌木群落主要优势种的生态位特征。结果表明：(1)在群落类型和海拔梯度两条资源轴上,红砂（Reaumuria songarica）、泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa）和合头草（Sympegma regelii）的重要值和生态位宽度均较大,说明这些物种适应能力强,能够较好地利用环境资源,分布范围大,作为荒漠戈壁灌木群落中的广域种具有重要的生态地位和作用。(2)荒漠戈壁优势物种间的生态位重叠值多数较小,在群落类型和海拔梯度资源轴上生态位重叠值小于0.5的分别占总种对的62.63%和77.89%。生态位宽度大的物种之间一般生态位重叠值较高,物种利用资源能力强且存在竞争关系;然而,生态位宽度较小的物种与其他物种之间的生态位重叠程度较低,不同物种在环境资源的需求上产生互补,可以和谐共存;生态位宽度小的物种之间生态位重叠值仍较高,物种分布呈斑块现象;因此,生态位重叠与生态位宽度之间无显著相关性。(3)荒漠戈壁优势物种间总体表现为不显著的正关联,表明该植被群落结构及其物种之间处于稳定共存的状态。     

城市中心体系研究的理论基础与分析框架

“经济—空间”视角下城市中心体系的理论与实证研究之间缺少相互衔接的分析框架。论文通过对经典理论的系统归纳与演绎,建立整体视角下理解城市中心体系形成与发展的理论框架,将城市中心体系的发展规律概括为空间竞争和空间联系2个机制,体现在本地服务功能和非本地功能的空间组织过程,分别形成等级网状结构和专业化点状结构,并相互融合形成“半网格”的城市中心体系,扮演着本地与宏观区域结构之间的“转换发动机”。最后探讨了对实证研究的若干启示,提出城市中心的定义和识别方法应注意与理论研究相互衔接;认为城市中心的本地/非本地功能特征及相应的发展机制亟待实证;认为中心及其空间影响的调控潜力是制定规划政策的前提。     

Tree species identification within an extensive forest area with diverse management regimes using airborne hyperspectral data

Information on tree species composition is crucial in forest management and can be obtained using remote sensing. While the topic has been addressed frequently over the last years, the remote sensing-based identification of tree species across wide and complex forest areas is still sparse in the literature. Our study presents a tree species classification of a large fraction of the Białowieża Forest in Poland covering 62 000 ha and being subject to diverse management regimes. Key objectives were to obtain an accurate tree species map and to examine if the prevalent management strategy influences the classification results. Tree species classification was conducted based on airborne hyperspectral HySpex data. We applied an iterative Support Vector Machine classification and obtained a thematic map of 7 individual tree species (birch, oak, hornbeam, lime, alder, pine, spruce) and an additional class containing other broadleaves. Generally, the more heterogeneous the area was, the more errors we observed in the classification results. Managed forests were classified more accurately than reserves. Our findings indicate that mapping dominant tree species with airborne hyperspectral data can be accomplished also over large areas and that forest management and its effects on forest structure has an influence on classification accuracies and should be actively considered when progressing towards operational mapping of tree species composition.     

新型测绘背景下的大学生技能竞赛与教学改革

新型测绘是未来测绘行业发展的趋势,在分析目前全国大学生测绘技能大赛与高校测绘教学现状的基础上,构建面向新型测绘的技能竞赛体系,并根据新型测绘的基本构架设计对应的理论与实践教学模块和基本的理论教学改革方案,提出基于CDIO模式进行测量实践教学改革,以实现技能竞赛引导下的创新性、应用性人才培养。