中国超大城市空气污染和人体健康 (APHH-Beijing) 中英联合研究计划 最终报告

Chinese versio

用便携式光谱仪同步测定和计算光强和光质的新方法

外界光强和光质对植物的影响在植物生理生态研究领域中一直受到高度关注。而测定光强的光量子计不能测定光质;测定光质的光谱仪不能直接测定光强,两者均不能同步测定光强和光质。该文作者建立了一个基于光谱仪测定条件的能量与光量子的经验转换公式,用4只不同波长的窄带发光二极管(LED)光源结合光量子计(LI-190SB)对便携式光谱仪(Ava Spec-ULS2048×64)所获得的光谱进行了快速标定,实现了用便携式光谱仪同步直接测定光量子通量密度和光质的目的。在自然光照条件下,采用转换公式计算出光量子通量密度(PPFD)与实测的PPFD之间误差在–2%–5%范围内,证实了这种方法的可靠性。通过这个新方法,可以极大地拓宽便携式光谱仪的适用范围:1)实验室内或野外只需用便携式光谱仪即可对光源及植物生长的光强和光质环境进行同步精确测定和计算;2)可以计算光谱仪测定范围内任意波长区段的光量子通量密度;3)无需采用标准光源即可获得绝对辐射(光)通量值。因此,这项技术在植物生理生态研究领域具有广阔的应用前景

‘紫枝’玫瑰(Rosa rugosa ‘Zi zhi’)开花过程花青素相关化合物及代谢途径分析

【目的】分析‘紫枝’玫瑰5个开花时期花瓣中的花青苷、类黄酮苷和类胡萝卜素的种类和含量,推定‘紫枝’玫瑰花的花青苷代谢途径,为探讨玫瑰花色的呈色机理和花色育种提供参考。【方法】以‘紫枝’玫瑰不同开花时期的花瓣为试材,用高效液相色谱(HPLC)和超高效液相色质联用分析法(UPLC-DAD-Q-TOF-MS)对其花青苷、类黄酮苷和类萝卜素进行结构推定和定量分析,结合化学反应过程推测‘紫枝’玫瑰花青苷代谢途径。【结果】在‘紫枝’玫瑰中鉴定出8种花青苷、16种类黄酮苷和β-胡萝卜素,没有检测到叶黄素;花青苷主要以芍药素、飞燕草素、矢车菊素和天竺葵素的双糖苷为主,四类花青苷都在花蕾期和初开期相对含量最高;检测到芍药苷的两种甲基化衍生物,没有发现飞燕草苷的甲基化衍生物;类黄酮苷以槲皮素和山萘酚的糖苷化、酰基化和甲基化的衍生物为主。定量分析显示,芍药苷和飞燕草苷占‘紫枝’玫瑰总花青苷含量的90%以上;芍药苷含量在‘紫枝’玫瑰开花过程中随花色变浅而降低,飞燕草苷在开花过程含量变化不大;芍药苷和飞燕草苷的比例(Pn/Dp)随花色变浅而降低。【结论】‘紫枝’玫瑰花中含有芍药素、飞燕草素、矢车菊素和天竺葵素,这四类花青素在半开期之前完成全部积累,盛开期后只降解不合成。芍药素是形成‘紫枝’玫瑰花色的主要成分。‘紫枝’玫瑰的花青苷代谢途径中,甲基酶(Rr AOMT)的催化作用有底物特异性

Fault Detection of AUV Resource Exploration System Based on Multi-block Information Extraction

针对&ldquo;潜龙二号&rdquo;AUV在实际航行过程中,资源勘查系统传感器数据有着多重变量相关性、故障类型多样、受运行状态和环境变化影响数值变化大以及噪声强等问题,提出一种新的基于多块信息提取的主元分析(PCA)故障检测方法.首先,针对变量之间的多重相关性,通过滑窗和相关系数的方法提取变量间相关性信息;然后,根据变化率在不同运行状态和环境下基本稳定的特点,对于不同类型故障,分别提取变化率信息和变化率信息的各阶统计量累积误差信息;最后,基于提取的特征信息建立3个子块,对每个子块分别建立PCA模型并进行检测,将检测的结果通过中值滤波去噪后,用贝叶斯推断进行融合.通过对&ldquo;潜龙二号&rdquo;实际运行数据进行检测,验证了该方法的有效性.</p

Fault Detection of AUV Resource Exploration System Based on Multi-block Information Extraction

针对&ldquo;潜龙二号&rdquo;AUV在实际航行过程中,资源勘查系统传感器数据有着多重变量相关性、故障类型多样、受运行状态和环境变化影响数值变化大以及噪声强等问题,提出一种新的基于多块信息提取的主元分析(PCA)故障检测方法.首先,针对变量之间的多重相关性,通过滑窗和相关系数的方法提取变量间相关性信息;然后,根据变化率在不同运行状态和环境下基本稳定的特点,对于不同类型故障,分别提取变化率信息和变化率信息的各阶统计量累积误差信息;最后,基于提取的特征信息建立3个子块,对每个子块分别建立PCA模型并进行检测,将检测的结果通过中值滤波去噪后,用贝叶斯推断进行融合.通过对&ldquo;潜龙二号&rdquo;实际运行数据进行检测,验证了该方法的有效性.</p

消落带生态系统氮素截留转化的主要机制及影响因素

消落带是陆地与水体(河流、湖泊、水库、湿地以及其他特殊水体)之间的生态过渡带,具有独特的生态水文学和生物地球化学过程,是截留和转化NH4+、NO3-等非点源氮素进入水体的最后一道生态屏障.整合已有相关研究成果发现:1)植物固持作用改变氮素在土壤-植被-土壤-大气中相对存在位置;2)微生物反硝化作用将氮素从系统内永久性地去除,是消落带生态系统氮素截留转化的主要机制,但其相对贡献率仍有很大的不确定性.在不同流域背景条件下,影响消落带生态系统氮素生物地球化学循环的主要生态因子变化较大,很难确定地下水位高低、植被状况、微生物属性和土壤基质等哪一个生态因子是驱动消落带生态系统氮素循环的关键因子.研究方法的局限性、大的时空尺度数据的缺乏及对植被宽度认识的模糊性,是导致消落带生态系统氮素截留转化结果变异性大的主要原因.因此,应在消落带生态系统具体研究区位环境因子基础上,利用数学模型、GIS、RS等分析方法及同位素示踪和气体联用测定等定量分析技术,从不同时空尺度研究消落带生态系统氮素的循环与转化规律,以实现消落带生态系统氮素截留转化最优化,为消落带生态系统的科学管理提供理论基础

神农架世界自然遗产地两片区间连通的可行性分析与技术设计

促进与维持孤立栖息地斑块之间的生境连接,确保物种与生态系统功能的有效交流,是生物多样性与生态系统保护的核心问题之一。神农架世界自然遗产地以其丰富的动植物多样性和独特的生物生态过程,维持着北亚热带山地生态系统的功能和稳定性,是全球同纬度山地生态系统的杰出代表。但神农架遗产地由相互隔离的两片组成,且有一条加装护栏的国道209横穿其间,使得遗产地的生态系统和物种处于生态隔离状态。本研究在收集整理历史资料和实地踏查基础上,分析论证了神农架遗产地两片间野生动植物交流和生态系统功能连通的可行性及其技术方案。结果表明:神农架遗产地两片区间间隔距离为3.0~13.4 km,植被类型和生态系统丰富多样,植被覆被率高达97%,可满足廊道、踏脚石、野生动物通道建设的基础条件,同时辅以拆除护栏可有效消除209国道的阻隔作用,具备构建"廊道—踏脚石—通道"生境连通的镶嵌式格局、进而确保了两片区间景观结构与生态功能有效连接的可行性;通过建设2条条状廊道、4处踏脚石廊道、4座野生动物通道、拆除209国道护栏的45%,结合已起到下涵式通道作用的7座已建桥梁,可满足两片区间物种和生态功能有效连通的技术要求,具有实际建设的可实施性。神农架遗产地"廊道—踏脚石—通道"镶嵌式的生境连通网络,可促进两片区间的有效连通,增强物种与生态系统的抗干扰能力和稳定性。应尽快细化完善方案,全面启动神农架遗产地两片间连通工程的实施。项目建成后,应建立相应的监测与预警系统,研制应急预案,实现其连通功能的长效发挥