珠三角国家森林城市群生态安全格局变化与空间优化识别

识别生态安全格局(ESP)对于区域经济可持续发展和生态保护平衡具有重要意义。面向珠三角国家森林城市群规划建设,应用形态学空间格局分析(MSPA)、电路理论、空间设计网络分析(sDNA)等方法,通过构建珠三角森林城市群建设前后的生态廊道网络,识别了景观形态、拓扑连通性及其指示的生态格局时空演变,结合规划功能区的土地利用变化和网络连通特征,探讨了珠三角森林城市群生态安全格局空间优化的识别结果。研究结果表明:(1)2015、2020年生态景观形态变化,生态源地核心(core)类型面积和生态廊道长度占比明显增加,分别为14.97%、0.40%,生态斑块聚集与连通增加是当前生态格局变化的主要特征;(2)珠三角的东部、西部森林生态屏障和南部沿海生态防护带(两屏一带)的连通性潜力明显增加,高、中高、中低连通性的生态廊道占比分别增加2.65%、6.98%和8.25%,形成合理提升的生态网络连通结构。(3)集成生态源地重要性与生态廊道连通性、生态断裂点的优化目标,从生态点-线-面基质构建优先保护修复区识别准则,结果识别得到优先保护的重要生态源地面积为14656.06km^(2),优先修复的生态廊道有930.69km及246个断裂点,进一步为空间优化识别与安全格局提升探明路径。总体上,2020年珠三角森林城市群建设提升了“两屏一带”的生态安全格局,生态源地与网络连通性的增加揭示了城市群中心生态格局的提升和沿海防护带生态修复优化空间的识别结果,指示了加强城市群与沿海生态廊道建设的必要性,从工程修复视角为森林城市群生态安全格局识别与空间优化提供科学参考依据。

半配对的多模态询问哈希方法

多模态哈希能够将异构的多模态数据转化为联合的二进制编码串。由于其具有低存储成本、快速的汉明距离排序的优点,已经在大规模多媒体检索中受到了广泛的关注。现有的多模态哈希方法假设所有的询问数据都具备完整的多种模态信息以生成它们的联合哈希码。然而,实际应用中很难获得全完整的多模态信息,针对存在模态信息缺失的半配对询问场景,该文提出一种新颖的半配对询问哈希(SPQH),以解决半配对的询问样本的联合编码问题。首先,提出的方法执行投影学习和跨模态重建学习以保持多模态数据间的语义一致性。然后,标签空间的语义相似结构信息和多模态数据间的互补信息被有效地捕捉以学习判别性的哈希函数。在询问编码阶段,通过学习到的跨模态重构矩阵为未配对的样本数据补全缺失的模态特征,然后再经习得的联合哈希函数生成哈希特征。相比最先进的基线方法,在Pascal Sentence,NUS-WIDE和IAPR TC-12数据集上的平均检索精度提高了2.48%。实验结果表明该算法能够有效编码半配对的多模态询问数据,取得了优越的检索性能。

生态监测时空信息微服务:架构、技术与应用——以南岭国家站为例

随着物联网、大数据等新一代信息技术和生态系统与生物多样性监测领域的深度融合,持续汇聚的海量、多源异构、多模态时空大数据资源的高效管理与智能应用具有重要意义。以南岭森林生态系统国家野外科学观测研究站(简称“南岭国家站”)积累的时空监测大数据为研究对象,设计了面向森林生态系统与生物多样性监测的时空信息微服务架构,阐明了微服务划分与封装、数据抽取方法等关键技术,研发了南岭国家站生态系统与生物多样性监测时空数据管理平台,有效管理和分析了南岭国家站的时空大数据资源。测试与应用分析表明,森林生态系统与生物多样性监测时空信息微服务架构能够满足生态监测大数据高效管理的核心应用需求,提升了生态监测时空数据资源的科学管理效率,可为森林生态系统与生物多样性监测时空大数据管理提供有力的新工具。

中国内蒙古自治区荒漠化程度监测数据集(2001-2021年)

中国内蒙古自治区地处中国内蒙古高原,是蒙古高原在中国境内的主体区域,也是我国荒漠化和沙化监测的重点区域,土地荒漠化和沙化严重。开展区域年度荒漠化监测是掌握荒漠化动态变化,全面分析荒漠化成因等方面研究的基础。研究基于内蒙古自治区范围内2001年至2021年的MODIS数据,选取FVC、MSAVI、LST、TVDI指标,通过信息叠加分析、分类、判别等工作生成不同气候分区各指标判别值,再根据原国家林业局荒漠化监测气候分区规定,基于各指标判别值,生成内蒙古4个气候区的2001-2021年荒漠化程度年度监测数据。本数据集可为荒漠化变化、驱动机制等方面的研究提供数据支撑。

基于地理探测器模型的珠三角植被覆盖度时空变化驱动力分析

[目的]探究珠三角植被覆盖度空间分布和时空变化的驱动力,为该地区生态环境的保护提供科学参考。[方法]基于Landsat 5 TM和Landsat 8 OLI数据,利用像元二分模型反演珠三角2000,2005,2010,2015和2020年5个时期的植被覆盖度,分析珠三角植被覆盖度的空间格局和时空变化的过程。并结合5个时期的年降水量、年均温度、人口密度和土地利用,采用相关系数和地理探测器等方法开展研究。[结果](1)珠三角植被覆盖度在空间上表现为中部较低,边缘区域较高的分布格局,在佛山市、中山市、珠海市、广州市西南部、东莞市和深圳市较低,肇庆市、江门市和惠州市较高。植被覆盖度总体上表现为改善的趋势,改善的面积比例为64.99%,在时间上存在阶段性的差异,2010—2015年期间高植被覆盖度(80%以上)增长的面积最明显;(2)影响因素对植被覆盖度的驱动有明显的区域差异性,年降水量和土地利用程度起抑制作用的面积大于起促进作用的面积,年均温度和人口密度起促进作用的面积大于起抑制作用的面积;(3)植被覆盖度空间格局因子探测表明土地利用程度的解释力最强,交互探测表明年均温度与土地利用程度交互作用的解释力最高,年降水量、年降水量与年均温度交互作用的解释力在2000,2005,2010,2015和2020年5个时期的时间序列上表现为减弱的趋势,其余影响因素及其交互作用的解释力都呈现上升的趋势。植被覆盖度时空变化因子探测也表明土地利用程度变化的解释力最强,而交互探测表明年降水量变化与土地利用程度变化交互作用的解释力最高。[结论]土地利用程度是影响珠三角植被覆盖度时空变化的主导因素,人为影响不断增强,双因素的交互作用明显大于单因素的作用。

2000-2020年珠三角30 m空间分辨率植被覆盖度时空变化数据集

伴随着珠三角社会经济和人口密度的快速增长及城镇不断扩张,导致局部地区植被生境不断缩减,因此准确估计植被覆盖度、动态监测珠三角植被的分布格局和时空变化特征,对珠三角的生态安全至关重要。本研究在Google Earth Engine调用Landsat数据集,采用影像中值合成的方式获取研究区高质量无云影像,分别合成珠三角2000、2005、2010、2015和2020年5个时期的影像,保证植被覆盖度反演基础数据源的科学合理性;选择基于NDVI的像元二分法分别估测出珠三角5个时期的植被覆盖度,利用变异系数分析植被覆盖度变化的波动性,选用Slope趋势分析来探究植被覆盖度变化的时空变化特征,采用Hurst指数预测研究区植被覆盖度未来的发展趋势,系统地反映出珠三角地区植被覆盖度时空变化情况。本数据集通过高分辨率影像进行精度验证,精度为0.90,可为珠三角植被覆盖度分布格局和时空变化等方面的研究提供基础数据支撑。

大数据环境下林业资源信息云服务体系架构——设计与实证

为了应对林业资源信息管理在大数据时代面临的新机遇和挑战,解决智慧林业中林业资源信息服务体系架构设计与应用问题,基于云计算理论与技术,深入剖析了林业资源信息云服务的内涵及其基本特征,参照IEEE 1471 2000提出了林业资源信息云服务架构设计元模型,进而借鉴架构模式中的层架构模式设计思想,初步设计了林业资源信息云服务体系架构的总体结构和分布式协同部署模式,在国家林业局和辽宁省开展的林业资源监管服务系统构建过程中对体系架构的理论设计结果进行了实践应用和反馈修正。结果表明,林业资源信息云服务体系架构能够满足大数据环境下林业资源监管业务需求,具有良好的实用性和推广性。

银屑病患者骨髓CD34^+细胞Hes-1基因的表达研究

目的:观察银屑病患者骨髓CD34^+细胞Hes-1基因的表达。方法:以β-肌动蛋白为内参照,采用反转录(RT)-PCR法半定量检测24例银屑病患者及18名正常人骨髓CD34^+细胞Hes-1 mRNA的表达水平。结果:与正常对照组相比,银屑病患者组Hes-1mRNA表达水平明显升高,二者差别有统计学意义。结论:造血细胞发育过程中重要的转录因子Hes-1的高表达可能与银屑病患者骨髓造血细胞的增殖活性异常有关。

耳内镜下耳屏软骨膜修补鼓膜大穿孔的临床疗效分析

目的 探讨耳内镜下耳屏软骨膜在鼓膜大穿孔修补中的临床疗效。方法 回顾性分析2018年1月~2021年9月行耳内镜下耳屏软骨膜修补鼓膜大穿孔病例70例,对术后鼓膜穿孔愈合率、鼓膜愈合形态、听力改善情况随访至少1年。结果 夹层法病例术前与术后1年气导听阈分别为(53.54±2.18)dB HL、(38.62±2.24)dB HL;气骨导差分别为(35.53±2.31)dB HL、(17.06±2.36)dB HL,差异有统计学意义(P<0.01)。内置法病例术前与术后1年气导听阈分别为(51.76±6.02)dB HL、(35.83±4.61)dB HL;气骨导差分别为(32.65±6.72)dB HL、(15.86±5.19)dB HL,差异有统计学意义(P<0.01)。结论耳内镜下耳屏软骨膜修补大穿孔鼓膜,术后鼓膜穿孔愈合率高,愈合形态出色,听力恢复良好,是一种有效的手术方法,熟练掌握后可供临床选择和推广。

林业资源信息服务—内涵、模式与实证

大数据时代的林业资源数据已成为一种基础性资源,以林业资源信息服务的方式实现跨部门、跨行业的信息共享和业务协同。本研究明晰了林业资源信息服务的界定和基本特征,设计了林业资源信息服务的逻辑模式、架构模式和部署模式,通过在国家林业局和辽宁省开展的林业资源监管服务系统构建过程中对理论研究结果进行了实践应用和反馈修正,可为大数据环境下的林业资源信息服务体系及其关键技术的研究奠定一定的理论基础。

“3S”技术在森林资源二类调查中的应用

2004～2005年，引进和应用“3S”技术，在北京大兴区开展了森林资源二类调查，实现了从外业调查导航到数据测量录入再到统计成图的一体化无纸作业，文章介绍了该工作的整个过程和方法。

微RNA-155对皮肤间充质干细胞肝细胞生长因子及前列腺素E2基因表达影响的研究

目的 研究促炎微RNA(miR)-155对间充质干细胞(DMSCs)肝细胞生长因子(HGF)和前列腺素E2(PGE2)基因表达的影响。方法 采用贴壁法分离DMSCs,分别转染miR-155类似物(mimics)以及抑制物(inhibitors)用以构建高表达或低表达miR-155的DMSC细胞系,采用实时聚合酶链反应(PCR)法比较不同DMSCs HGF和PGE2的表达水平。结果 miR-155 mimics/inhibitor转染可有效地提高或降低DMSCs的miR-155表达水平,高表达miR-155促进HGF,抑制PGE2在DMSCs的表达,而低表达miR-155则抑制HGF,促进PGE2在DMSCs的表达,提示二者均直接或间接受miR-155的调控。结论 miR-155可调节DMSCs的HGF和PGE2表达水平,进而可能对DMSCs的功能产生影响,参与银屑病局部炎症反应的发生和发展。

银屑病患者皮损间充质干细胞同源异型盒B族基因表达情况的研究

银屑病是一种以T细胞为主介导的、多种免疫细胞、炎症因子共同参与的慢性炎症性皮肤病。虽然其发病机制目前尚未完全明确,但其主要发病特点已得到公认。间充质干细胞（MSCs）是由中胚层分化而来的一类具有高度增殖、自我更新及多向分化潜能的成体干细胞。

多源森林资源空间数据集成技术与应用研究

森林资源空间数据是开展林业基础科学研究的主要空间信息,丰富的、多源的、多时间尺度的空间数据能够全面展现森林资源和生态的变化状况,也是开展空间分析的基础。不同调查手段获取的森林资源空间数据包含不同的空间特质,以不同来源的森林资源空间数据为例,分析其内在特质及差异性表现形式,揭示森林中包含的各种因素之间的空间交互关系和内在变化规律。同时,本文通过森林资源空间数据的关联性分析,实现多源性森林资源空间数据的统一表达,为林业资源空间语义检索与共享服务提供空间信息支撑。

银屑病患者骨髓单一核细胞中端粒酶及其亚单位的表达

目的:观察银屑病患者骨髓单个核细胞(BMMNC)的端粒酶及其亚单位端粒酶逆转录酶(hTERT)mRNA的表达情况。方法:采用银染-端粒重复序列扩增(TRAP)法检测银屑病患者及正常人BMMNC端粒酶的表达,RT-PCR法检测患者及正常人hTERT mRNA的表达,同时以患者外周血单个核细胞(PBMC)作为自身对照。结果:30例患者骨髓中有4例呈端粒酶阳性,5例呈hTERT mRNA阳性,30例正常骨髓中有3例呈端粒酶阳性,6例呈hTERTmRNA阳性,患者外周血中未检测到端粒酶及hTERTmR-NA的表达。结论:骨髓中端粒酶的表达来源于造血细胞,银屑病患者和正常人骨髓中的端粒酶阳性率无显著差异,银屑病患者骨髓造血细胞增殖活性异常与端粒酶表达无关。

造血干细胞定向分化为T细胞的体外培养

骨髓造血干细胞在许多免疫功能紊乱性皮肤病如银屑病等的发病过程中,可能发挥着关键的作用。在体外适宜的微环境下将骨髓造血干细胞定向诱导分化为成熟的T淋巴细胞是研究骨髓在此类疾病发病机制中作用的重要步骤。本文结合目前国内外最新研究进展,综述了造血干细胞体外定向分化为T细胞的方法。

基于无人机影像VDVI指数的植被覆盖度估算--以陕西神木防护林工程研究区为例

为快速准确获取防护林工程区植被覆盖度特征,掌握植被生长和生态环境评价重要指标,利用无人机高时间频率获取、高空间分辨率的特点,在陕西神木的三北工程樟子松防护林研究区进行实验,构建无人机可见光RGB波段差异性植被指数(VDVI)和HSV变换植被指数(HSVVI),并与同区域GF-1卫星NDVI指数进行相关性分析,建立无人机研究区的植被覆盖度估算模型,快速计算出植被覆盖度结果。研究表明,VDVI指数与NDVI指数具有更高的相关性,非常适用于像元二分模型的植被覆盖度估算模型建立,通过地面调查的植被覆盖度实测值与模型估算值精度验证,决定系数R 2为0.8556,植被覆盖度估算精度达到81.35%,在研究区域得到较为理想的估算结果。由此也证明采用无人机影像可见光数据构建VDVI指数像元二分模型进行植被覆盖度估算是有效和准确的,可以为快速获取植被覆盖度特征服务。

中国三北防护林工程第二阶段生态效益综合评价

【目的】三北防护林工程第二阶段(2001—2020年)实施以来取得了巨大的生态效益,但局部地区仍然存在问题,甚至出现生态退化。以生态系统结构、质量、服务为核心,综合定量评价工程实施前后生态系统变化,厘清第四期(2001—2010年)和第五期(2011—2020年)工程对生态系统恢复的影响,为后续三北工程的滚动实施提供科学和有针对性的理论依据。【方法】基于“历史动态本底—恢复现状—恢复指数”的生态工程生态效益综合评估方法,以遥感解译反演和模型估算结果为基础,构建生态系统宏观结构变化指数(EMSCI)、质量变化指数(EQCI)、服务功能变化指数(ESCI)和生态系统恢复指数(ERI),全面评估三北防护林工程区生态系统类型结构、质量和关键服务功能的时空格局变化。利用空间叠加分析功能,厘清工程实施期间的生态系统变化过程,定量评价生态系统恢复程度。【结果】1)在三北防护林工程第二阶段,生态系统类型显著变动,整体动态度为12.22%,森林覆盖率持续增加,森林面积占比10.18%,且第四期增量(1.60万km^(2))大于第五期增量(0.69万km^(2))。2)生态系统质量显著改善,平均植被覆盖度和平均植被净初级生产力分别增加了3.77%和82.33 gC·m^(-2) a^(-1),增长率为24.50%和34.96%。生态系统质量持续转好面积占比20.15%。3)与本底期相比,生态系统服务功能全面提升,单位面积水源涵养量增长1.25万m^(3)·km^(-2),单位面积植被固碳量增长134.19 gC·m^(-2) a^(-1),单位面积土壤保持量增长6.76 t·hm^(-2) a^(-1),单位面积防风固沙量增长9.81 t·hm^(-2) a^(-1),分别提升了45.89%、34.96%、74.29%和24.96%。单位面积水蚀模数增加23.88%(因为近年来年均降水量比前期增加,造成侵蚀量和保持量均有所增加),风蚀模数下降25.58 t·hm^(-2) a^(-1),风沙侵蚀危害程度降低46.49%。生态系统服务功能持续转好面积占比15.83%。4)生态系统恢复状况良好,持续转好和保持稳定区域面积占比为21.95%和20.29%。【结论】三北防护林工程区经第二阶段多期连续实施重点生态工程,已取得显著成效。东北华北平原农区、内蒙古高原中部风沙区和黄土高原丘陵沟壑区的生态系统恢复良好,森林覆盖率提高,平均植被覆盖度增加,平均植被净初级生产力提高,单位面积水源涵养量、植被固碳量、土壤保持量和防风固沙量等生态系统服务功能明显转好。但西北荒漠区生态系统仍较脆弱,整体生态系统状况并未得到有效改善。在天山附近、准葛尔盆地、柴达木盆地、南疆盆地固沙农牧区、坝上高原、内蒙古西部荒漠半荒漠草原等生态系统脆弱区域,森林面积增长放缓,草地面积减少,荒漠面积增加,防治草地沙漠化仍为未来工程实施的重点。

基于LBS/SMS的生态公益林远程监管系统

提出基于LBS/SMS的远程监管方案,即集成无线网络、无线定位平台、移动终端和计算机信息处理平台,建立生态公益林远程监管系统;通过远程获取林地信息、实时定位跟踪护林员、向护林员发送决策指令和信息通告,实现对护林员和管护现场的远程监控管理;对系统的技术原理、逻辑架构和功能模块结构进行论述;最后,以北京延庆县为实验区,建立生态公益林远程监管系统。结果表明:系统方案是可行的,对节约生态公益林管理成本、提高管理效率具有显著作用。