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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023069
摘要:
针对一类含有常数型状态约束的互联非线性系统，提出一种基于自适应动态规划(adaptive dynamic programming，ADP)的分散镇定方法．引入边界函数对原系统进行坐标变换将状态约束系统转化为无约束系统．对转化后的系统构造独立子系统和改进的代价函数，将鲁棒分散镇定问题转化为最优调节问题．构建局部评判神经网络并采用策略迭代算法求解哈密顿–雅可比–贝尔曼(Hamilton-Jacobi-Bellman，HJB)方程，进而得到近似最优镇定律．通过李雅普诺夫稳定性理论证明了本文所提方法可使闭环互联系统和局部评判神经网络估计误差动态最终一致有界．数值仿真结果验证了所提出分散镇定方法的有效性．
针对一类含有常数型状态约束的互联非线性系统，提出一种基于自适应动态规划(adaptive dynamic programming，ADP)的分散镇定方法．引入边界函数对原系统进行坐标变换将状态约束系统转化为无约束系统．对转化后的系统构造独立子系统和改进的代价函数，将鲁棒分散镇定问题转化为最优调节问题．构建局部评判神经网络并采用策略迭代算法求解哈密顿–雅可比–贝尔曼(Hamilton-Jacobi-Bellman，HJB)方程，进而得到近似最优镇定律．通过李雅普诺夫稳定性理论证明了本文所提方法可使闭环互联系统和局部评判神经网络估计误差动态最终一致有界．数值仿真结果验证了所提出分散镇定方法的有效性．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023159
摘要:
基于神经影像的人脑连接组学研究表明孤独症患者脑功能网络连接模式呈现异常特征．然而，以往研究主要集中在静态功能连接方面，孤独症患者脑功能网络连接模式的多样性及其异常特征仍有待进一步阐明．本研究采用45名儿童（包括27名孤独症儿童和18名正常发育儿童，男性，6—10岁）的静息态功能磁共振影像，开展了全脑功能活动时间序列的本征微观态分析．研究发现，正常发育儿童与孤独症儿童的全脑自发功能活动均由6个活动模态所主导．每个主导模态具有不同的空间分布特征，并且对应于一种功能系统依赖的连接模式．相较于正常发育儿童，孤独症儿童在第一、第二以及第四主导模态上呈现功能连接的异常增强或者减弱，主要涉及视觉网络内连接，以及背侧注意网络与额顶网络、默认网络和视觉网络之间的连接．这些结果表明，孤独症儿童脑功能网络的异常连接模式存在多样性，为深入理解孤独症脑网络异常机制提供了新颖见解．
基于神经影像的人脑连接组学研究表明孤独症患者脑功能网络连接模式呈现异常特征．然而，以往研究主要集中在静态功能连接方面，孤独症患者脑功能网络连接模式的多样性及其异常特征仍有待进一步阐明．本研究采用45名儿童（包括27名孤独症儿童和18名正常发育儿童，男性，6—10岁）的静息态功能磁共振影像，开展了全脑功能活动时间序列的本征微观态分析．研究发现，正常发育儿童与孤独症儿童的全脑自发功能活动均由6个活动模态所主导．每个主导模态具有不同的空间分布特征，并且对应于一种功能系统依赖的连接模式．相较于正常发育儿童，孤独症儿童在第一、第二以及第四主导模态上呈现功能连接的异常增强或者减弱，主要涉及视觉网络内连接，以及背侧注意网络与额顶网络、默认网络和视觉网络之间的连接．这些结果表明，孤独症儿童脑功能网络的异常连接模式存在多样性，为深入理解孤独症脑网络异常机制提供了新颖见解．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023155
摘要:
在执行精确时间内产生预期眼动的任务时，猕猴的反应时间呈现双峰分布．对这一现象，本文设计了包含大脑皮层的顶内沟外侧区（lateral intraparietal area ，LIP）和辅助眼区（supplementary eye fields，SEF）、基底节（basal ganglia，BG）与上丘脑（superior colliculus，SC）在内的并行神经环路模型，通过计算模拟复现出双峰分布．本文探究了该分布的神经机制，发现SEF和LIP神经元群体之间的竞争过程导致了2个峰的出现，并且SEF脑区主要负责预期性眼动，主导了第1个峰的出现，LIP脑区主要负责由视觉刺激引发的反应性眼动，主导了第2个峰的出现．本文进一步地讨论了影响双峰分布形态的关键参数，从计算神经科学的角度上探索了时间预期执行的过程．
在执行精确时间内产生预期眼动的任务时，猕猴的反应时间呈现双峰分布．对这一现象，本文设计了包含大脑皮层的顶内沟外侧区（lateral intraparietal area ，LIP）和辅助眼区（supplementary eye fields，SEF）、基底节（basal ganglia，BG）与上丘脑（superior colliculus，SC）在内的并行神经环路模型，通过计算模拟复现出双峰分布．本文探究了该分布的神经机制，发现SEF和LIP神经元群体之间的竞争过程导致了2个峰的出现，并且SEF脑区主要负责预期性眼动，主导了第1个峰的出现，LIP脑区主要负责由视觉刺激引发的反应性眼动，主导了第2个峰的出现．本文进一步地讨论了影响双峰分布形态的关键参数，从计算神经科学的角度上探索了时间预期执行的过程．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023095
摘要:
在当前生态文明建设的大背景下，适应气候变化已经上升为加强生态文明建设、助力美丽中国建设与促进高质量发展的重要路径．积极适应气候变化事关城市可持续发展，雄安新区作为京津冀腹地的国家级新区，其气候安全对于国家重大区域战略尤为关键，开展适应气候变化工作具有典型性和示范性．本文研究综述了专家学者对雄安新区的气候变化形势预估，识别出雄安新区面临高温、暴雨洪涝等气候风险，总结得出：随着未来人口大规模增加与产业布局更新，人口暴露度增加、水资源承载力受限及对适应气候变化的认识及能力不足等方面是雄安新区开展适应气候变化面临的关键问题．基于此分析，未来雄安新区应立足于“千年大计”的战略定位，制定适应气候变化策略；强调以人为核心，构建适应气候变化协同治理机制，强化适应气候变化能力建设．
在当前生态文明建设的大背景下，适应气候变化已经上升为加强生态文明建设、助力美丽中国建设与促进高质量发展的重要路径．积极适应气候变化事关城市可持续发展，雄安新区作为京津冀腹地的国家级新区，其气候安全对于国家重大区域战略尤为关键，开展适应气候变化工作具有典型性和示范性．本文研究综述了专家学者对雄安新区的气候变化形势预估，识别出雄安新区面临高温、暴雨洪涝等气候风险，总结得出：随着未来人口大规模增加与产业布局更新，人口暴露度增加、水资源承载力受限及对适应气候变化的认识及能力不足等方面是雄安新区开展适应气候变化面临的关键问题．基于此分析，未来雄安新区应立足于“千年大计”的战略定位，制定适应气候变化策略；强调以人为核心，构建适应气候变化协同治理机制，强化适应气候变化能力建设．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023093
摘要:
高质量发展是中国式现代化建设的必由之路．本
高质量发展是中国式现代化建设的必由之路．本
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023149
摘要:
新冠疫情和俄乌冲突等突发事件使全球粮食贸易受到了严重冲击，粮食进口国如何采取适当措施应对粮食进口冲击，是控制粮食国际贸易风险的关键问题之一．本文参考2018年全球大米进出口贸易数据，构建了粮食国际贸易网络的演化博弈模型．通过模拟分析了进口国粮食贸易策略的关键参数“历史依赖度”对粮食进口冲击的影响．结果表明，过低的历史依赖度会导致贸易集中度较高，同时也会加大进口国受高强度冲击的概率．而过高的历史依赖度则会导致中度以上冲击的概率较高．因此，各进口国要控制粮食进口受冲击的风险，需要将历史依赖度保持在适当的水平．
新冠疫情和俄乌冲突等突发事件使全球粮食贸易受到了严重冲击，粮食进口国如何采取适当措施应对粮食进口冲击，是控制粮食国际贸易风险的关键问题之一．本文参考2018年全球大米进出口贸易数据，构建了粮食国际贸易网络的演化博弈模型．通过模拟分析了进口国粮食贸易策略的关键参数“历史依赖度”对粮食进口冲击的影响．结果表明，过低的历史依赖度会导致贸易集中度较高，同时也会加大进口国受高强度冲击的概率．而过高的历史依赖度则会导致中度以上冲击的概率较高．因此，各进口国要控制粮食进口受冲击的风险，需要将历史依赖度保持在适当的水平．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023153
摘要:
对北京师范大学系统科学学院自2013年建院以来所发表的“复杂网络建模及分析”相关研究工作进行了综述；根据不同网络类型，从网络结构和动力学分析这2方面介绍了在复杂网络领域理论研究所取得的重要成果；总结了社会经济系统和地球系统中应用复杂网络分析的主要成果；对北京师范大学系统科学学院复杂网络研究的领域发展方向提出了建议．
对北京师范大学系统科学学院自2013年建院以来所发表的“复杂网络建模及分析”相关研究工作进行了综述；根据不同网络类型，从网络结构和动力学分析这2方面介绍了在复杂网络领域理论研究所取得的重要成果；总结了社会经济系统和地球系统中应用复杂网络分析的主要成果；对北京师范大学系统科学学院复杂网络研究的领域发展方向提出了建议．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023049
摘要:
聚焦复杂系统：就涌现、因果以及因果涌现进行了定量描述；阐述了因果与涌现的联系；系统梳理了基于粗粒化和信息分解2种定量刻画因果涌现的方法，以及基于信息分解和神经信息压缩2种因果涌现辨识方法；详细介绍了各方法的基本原理、优缺点，以及相关应用等．基于粗粒化方法定义了因果涌现框架，其可应用于离散动力系统；利用信息分解方法求解时结果会依赖冗余信息；基于信息分解所提出的指标可识别数据中的因果涌现，且找到一个充分条件；基于数据驱动的神经信息压缩方法可扩展并应用于连续动力系统，并可自动提取不同层级的粗粒化函数以及构建不同层级的动力学，还可识别不同类型动力学系统的因果涌现；改进现有方法并用于识别更为复杂的系统与学习自动化分组，解决通用动力学大模型等问题．
聚焦复杂系统：就涌现、因果以及因果涌现进行了定量描述；阐述了因果与涌现的联系；系统梳理了基于粗粒化和信息分解2种定量刻画因果涌现的方法，以及基于信息分解和神经信息压缩2种因果涌现辨识方法；详细介绍了各方法的基本原理、优缺点，以及相关应用等．基于粗粒化方法定义了因果涌现框架，其可应用于离散动力系统；利用信息分解方法求解时结果会依赖冗余信息；基于信息分解所提出的指标可识别数据中的因果涌现，且找到一个充分条件；基于数据驱动的神经信息压缩方法可扩展并应用于连续动力系统，并可自动提取不同层级的粗粒化函数以及构建不同层级的动力学，还可识别不同类型动力学系统的因果涌现；改进现有方法并用于识别更为复杂的系统与学习自动化分组，解决通用动力学大模型等问题．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023136
摘要:
基于Google Earth Engine（GEE）云平台，使用Sentinel-2卫星影像数据，采用随机森林算法面向杭州城市湿地类型进行遥感分类研究．研究结果表明：在进行湿地类型细致分类时，相比于使用单一特征信息分类，多特征信息的组合可以显著提高分类精度．最佳特征组合包括传统光谱特征、红边光谱特征、变换特征、纹理特征和地形特征，其总体精度为81.2%，Kappa系数为0.75；不同特征信息对于不同湿地类型的提取具有重要作用，传统光谱特征对于滩地和养殖池的识别非常有利，而红边光谱特征和变换特征分别对草本沼泽和湖泊的识别更为有效．此外，红边光谱特征和纹理特征的组合有利于运河/水渠的识别．通过特征对比实验可为湿地精细化分类的案例研究提供参考，湿地分类结果可为杭州城市湿地信息的遥感识别提供数据支撑．
基于Google Earth Engine（GEE）云平台，使用Sentinel-2卫星影像数据，采用随机森林算法面向杭州城市湿地类型进行遥感分类研究．研究结果表明：在进行湿地类型细致分类时，相比于使用单一特征信息分类，多特征信息的组合可以显著提高分类精度．最佳特征组合包括传统光谱特征、红边光谱特征、变换特征、纹理特征和地形特征，其总体精度为81.2%，Kappa系数为0.75；不同特征信息对于不同湿地类型的提取具有重要作用，传统光谱特征对于滩地和养殖池的识别非常有利，而红边光谱特征和变换特征分别对草本沼泽和湖泊的识别更为有效．此外，红边光谱特征和纹理特征的组合有利于运河/水渠的识别．通过特征对比实验可为湿地精细化分类的案例研究提供参考，湿地分类结果可为杭州城市湿地信息的遥感识别提供数据支撑．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023154
摘要:
基于最近3次人口普查中的省际双边迁移数据进行复杂性探索研究．1）验证了中国区域人口迁移模式及演变；2）基于前期提出的系统性研究人口迁移的多边概率迁移模型，定量研究中国省际人口迁移的障碍．通过回归，我们揭示了影响区域流动障碍的基本要素，可以解释60％左右的迁移．其中，地理距离、迁入迁出地的发展指数、迁入迁出地的房价等对中国区域迁移的影响较为显著．最后，对中国5个热点迁入地（北京、上海、广东、浙江、江苏）进行了推力和拉力的全面分析，并讨论了其异同点．
基于最近3次人口普查中的省际双边迁移数据进行复杂性探索研究．1）验证了中国区域人口迁移模式及演变；2）基于前期提出的系统性研究人口迁移的多边概率迁移模型，定量研究中国省际人口迁移的障碍．通过回归，我们揭示了影响区域流动障碍的基本要素，可以解释60％左右的迁移．其中，地理距离、迁入迁出地的发展指数、迁入迁出地的房价等对中国区域迁移的影响较为显著．最后，对中国5个热点迁入地（北京、上海、广东、浙江、江苏）进行了推力和拉力的全面分析，并讨论了其异同点．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023098
摘要:
以重庆市黔江区为例，选取23个评价因子构建滑坡致灾因子数据库，利用地理探测器与皮尔逊-主成分分析2种因子筛选方法选择因子最优组合；基于Bayesian-LightGBM-SHAP混合模型进行滑坡易发性评价，并对模型精度进行验证，分析影响黔江区滑坡发生的主导因子．初始模型的AUC值为0.801，Person Correlation Coefficient-Bayesian-LightGBM模型AUC值为0.824，GeoDetector-Bayesian-LightGBM模型AUC为0.835；由因子重要性可知，多年平均降雨量、高程、POI核密度与距河流距离是滑坡发生的最主要因子，而输沙指数、水流动力指数与坡位对滑坡的发生影响较弱．因子筛选法-Bayesian-LightGBM相结合的混合模型能够提高模型的准确性，为构建合理因子数据库提供参考框架；通过与因子重要性的结合分析，验证了地理探测器能够准确探测各因子对滑坡发生的贡献值，突出各滑坡调理因子组合之间的相关性，从而探究各因子与滑坡之间的关系．
以重庆市黔江区为例，选取23个评价因子构建滑坡致灾因子数据库，利用地理探测器与皮尔逊-主成分分析2种因子筛选方法选择因子最优组合；基于Bayesian-LightGBM-SHAP混合模型进行滑坡易发性评价，并对模型精度进行验证，分析影响黔江区滑坡发生的主导因子．初始模型的AUC值为0.801，Person Correlation Coefficient-Bayesian-LightGBM模型AUC值为0.824，GeoDetector-Bayesian-LightGBM模型AUC为0.835；由因子重要性可知，多年平均降雨量、高程、POI核密度与距河流距离是滑坡发生的最主要因子，而输沙指数、水流动力指数与坡位对滑坡的发生影响较弱．因子筛选法-Bayesian-LightGBM相结合的混合模型能够提高模型的准确性，为构建合理因子数据库提供参考框架；通过与因子重要性的结合分析，验证了地理探测器能够准确探测各因子对滑坡发生的贡献值，突出各滑坡调理因子组合之间的相关性，从而探究各因子与滑坡之间的关系．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023145
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023152
摘要:
基于组合神经网络（LSTM-IPSO-BP）模型，研究中国碳排放强度的影响因素以及在未来人口数量和结构变动条件下中国碳排放强度的变化趋势．结果表明：1）中国未来人口数量的持续下降将会导致碳排放强度的增加，人口数量下降的速率与碳排放强度正相关；2）城镇化水平提高虽然会降低碳排放强度，但中国未来城镇化进程放缓会增加碳减排的压力；3）在现有各影响因素发展趋势下，特别是人口数量和结构变动的条件下中国将难以在2030年前实现碳达峰，这也表明未来10年中国政府需要加大碳排放政策的调控力度．
基于组合神经网络（LSTM-IPSO-BP）模型，研究中国碳排放强度的影响因素以及在未来人口数量和结构变动条件下中国碳排放强度的变化趋势．结果表明：1）中国未来人口数量的持续下降将会导致碳排放强度的增加，人口数量下降的速率与碳排放强度正相关；2）城镇化水平提高虽然会降低碳排放强度，但中国未来城镇化进程放缓会增加碳减排的压力；3）在现有各影响因素发展趋势下，特别是人口数量和结构变动的条件下中国将难以在2030年前实现碳达峰，这也表明未来10年中国政府需要加大碳排放政策的调控力度．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023156
摘要(10)
摘要:
本文旨在全面回顾统计物理学、复杂系统科学方法(如临界现象、网络理论、渗流、临界点分析和熵)以及机器学习等方法在复杂地球系统研究和应用方面的最新科学进展．这些方法的整合为理解地球系统的动力学提供了新的见解和视角．通过运用这些方法，可以更好地分析和建模地球系统中的相互关系和非线性效应，揭示系统的复杂行为和临界性质．
本文旨在全面回顾统计物理学、复杂系统科学方法(如临界现象、网络理论、渗流、临界点分析和熵)以及机器学习等方法在复杂地球系统研究和应用方面的最新科学进展．这些方法的整合为理解地球系统的动力学提供了新的见解和视角．通过运用这些方法，可以更好地分析和建模地球系统中的相互关系和非线性效应，揭示系统的复杂行为和临界性质．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023158
摘要:
通过全面梳理各种诠释与界定“新经济”概念的相关研究，指出当前有关“新经济”的界定标准存在模糊性．针对这个问题，通过分析当前各类被广泛认定为“新经济”产业中生产关系形态的转变趋势发现，“新经济”与传统经济的关键区别在于生产关系层面，即“新经济”表现为一系列涉及深层次社会生产组织形态与社会关系方面的变化，这些变化主要呈现为“新经济”在生产关系层面出现的一系列新元素，根据这些元素的有无，可界定 “新经济”产业，基于这些元素的发展程度进而提出一系列测度“新经济”的关键指标．
通过全面梳理各种诠释与界定“新经济”概念的相关研究，指出当前有关“新经济”的界定标准存在模糊性．针对这个问题，通过分析当前各类被广泛认定为“新经济”产业中生产关系形态的转变趋势发现，“新经济”与传统经济的关键区别在于生产关系层面，即“新经济”表现为一系列涉及深层次社会生产组织形态与社会关系方面的变化，这些变化主要呈现为“新经济”在生产关系层面出现的一系列新元素，根据这些元素的有无，可界定 “新经济”产业，基于这些元素的发展程度进而提出一系列测度“新经济”的关键指标．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023135
摘要:
利用河北太行山区东高昌村2016—2019年土地流转数据，运用ESL（energy system language）模型对河北太行山区土地流转前后过程进行模拟评价，基于土地利用情景和劳动力投入视角进一步模拟了土地流转后系统能量变动情况．结果表明：1）土地流转后农作物生物量、资本及生态环境相比土地流转前均有显著提升．10年后农作物生物量、资本和林地生物量分别达到土地流转前的12.97、2.10、36.54倍；50年后农作物生物量、资本和林地生物量分别达到土地流转前的15.34、4.23、39.22倍；100年后农作物生物量、资本和林地生物量分别达到土地流转前的26.79、7.39、66.60倍．2）改变种植结构的流转效果一般，但调整劳动力投入结构使土地流转后的南瓜生物量和资本呈现倒“U”型变化趋势，南瓜生物量在24年达到峰值，资本在48年达到峰值．投入当地劳动力使农作物生物量提高46.5%，资本提高212%，效果最为显著．
利用河北太行山区东高昌村2016—2019年土地流转数据，运用ESL（energy system language）模型对河北太行山区土地流转前后过程进行模拟评价，基于土地利用情景和劳动力投入视角进一步模拟了土地流转后系统能量变动情况．结果表明：1）土地流转后农作物生物量、资本及生态环境相比土地流转前均有显著提升．10年后农作物生物量、资本和林地生物量分别达到土地流转前的12.97、2.10、36.54倍；50年后农作物生物量、资本和林地生物量分别达到土地流转前的15.34、4.23、39.22倍；100年后农作物生物量、资本和林地生物量分别达到土地流转前的26.79、7.39、66.60倍．2）改变种植结构的流转效果一般，但调整劳动力投入结构使土地流转后的南瓜生物量和资本呈现倒“U”型变化趋势，南瓜生物量在24年达到峰值，资本在48年达到峰值．投入当地劳动力使农作物生物量提高46.5%，资本提高212%，效果最为显著．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023151
摘要:
本文介绍了什么是教育系统科学，强调了其研究方式是以系统思维为指引的系统分析方法和以科学思维为指引的科学研究方法，其所解决的问题是教育的问题．在此基础上，讨论了为什么教育需要系统科学——因为教育是一个多种类、多数量的主体通过其间丰富的联系构成的、具有很强整体性的系统．
本文介绍了什么是教育系统科学，强调了其研究方式是以系统思维为指引的系统分析方法和以科学思维为指引的科学研究方法，其所解决的问题是教育的问题．在此基础上，讨论了为什么教育需要系统科学——因为教育是一个多种类、多数量的主体通过其间丰富的联系构成的、具有很强整体性的系统．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023150
摘要:
重型卡车是城市货运系统的重要组成部分，研究城市重型卡车出行网络特征对于城市货运系统规划和管理具有潜在的参考价值．本文对中国4个典型城市的重型卡车出行网络开展统计特征分析．使用从重型卡车GPS轨迹数据中提取的出行链数据，建立了重型卡车个体出行网络，进而合并为群体出行网络．在重型卡车个体出行网络方面，发现网络连边组成的出行模体具有明显的异质性特征，节点返回步长近似服从截尾幂律分布，点权近似服从齐普夫定律，网络节点数量具有亚线性增长特征；在重型卡车群体出行网络方面，发现点权近似服从幂律尾分布，边权近似服从幂律分布，出行距离近似服从指数分布，边权与点权、距离之间的关系近似服从社会引力定律．对这些统计特征的形成机理进行了分析，并对城市重型卡车出行网络后续研究的若干问题进行了探讨．
重型卡车是城市货运系统的重要组成部分，研究城市重型卡车出行网络特征对于城市货运系统规划和管理具有潜在的参考价值．本文对中国4个典型城市的重型卡车出行网络开展统计特征分析．使用从重型卡车GPS轨迹数据中提取的出行链数据，建立了重型卡车个体出行网络，进而合并为群体出行网络．在重型卡车个体出行网络方面，发现网络连边组成的出行模体具有明显的异质性特征，节点返回步长近似服从截尾幂律分布，点权近似服从齐普夫定律，网络节点数量具有亚线性增长特征；在重型卡车群体出行网络方面，发现点权近似服从幂律尾分布，边权近似服从幂律分布，出行距离近似服从指数分布，边权与点权、距离之间的关系近似服从社会引力定律．对这些统计特征的形成机理进行了分析，并对城市重型卡车出行网络后续研究的若干问题进行了探讨．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023157
摘要:
扩散对于细胞内生物分子的运输至关重要，是各种生命过程的物理基础．由于细胞内部微环境的复杂性，其内部生物大分子的扩散呈现出异常扩散、空间异质性、各向异性等新奇动力学特性．然而，细胞内扩散动力学与胞内微环境空间维度之间的关系并不清楚．利用活细胞单分子荧光跟踪技术研究了细胞内量子点探针的扩散，定量分析了细胞内准二维扩散和丝状伪足内准一维扩散的动力学特征．研究发现相比于细胞内的准二维扩散，丝状伪足内的扩散速度更快，且扩散加速现象与丝状伪足的直径成反比，表明丝状伪足提供了一种更加有效的胞内物质运输途径．本研究不仅阐明了细胞内扩散动力学与胞内空间维度的关系，而且揭示了细胞通过亚细胞结构调控生物大分子运输的复杂机制．
扩散对于细胞内生物分子的运输至关重要，是各种生命过程的物理基础．由于细胞内部微环境的复杂性，其内部生物大分子的扩散呈现出异常扩散、空间异质性、各向异性等新奇动力学特性．然而，细胞内扩散动力学与胞内微环境空间维度之间的关系并不清楚．利用活细胞单分子荧光跟踪技术研究了细胞内量子点探针的扩散，定量分析了细胞内准二维扩散和丝状伪足内准一维扩散的动力学特征．研究发现相比于细胞内的准二维扩散，丝状伪足内的扩散速度更快，且扩散加速现象与丝状伪足的直径成反比，表明丝状伪足提供了一种更加有效的胞内物质运输途径．本研究不仅阐明了细胞内扩散动力学与胞内空间维度的关系，而且揭示了细胞通过亚细胞结构调控生物大分子运输的复杂机制．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023054
摘要:
基于《巴黎协定》中的自主贡献（Intended Nationally Determined Contributions）和全球盘点（Global Stocktake）机制，建立了带集体风险的多周期公共品博弈模型，应用子博弈精炼纳什均衡方法分析了当不同国家在禀赋、减排成本、气候风险等方面存在异质性时能否以及如何达成合作减排．研究发现若所有国家气候风险的加权平均达到或者超过减排目标系数，则可以通过构造Grim策略使合作成为子博弈精练纳什均衡，并且减排周期和国家数量的变化不会影响合作均衡的达成.
基于《巴黎协定》中的自主贡献（Intended Nationally Determined Contributions）和全球盘点（Global Stocktake）机制，建立了带集体风险的多周期公共品博弈模型，应用子博弈精炼纳什均衡方法分析了当不同国家在禀赋、减排成本、气候风险等方面存在异质性时能否以及如何达成合作减排．研究发现若所有国家气候风险的加权平均达到或者超过减排目标系数，则可以通过构造Grim策略使合作成为子博弈精练纳什均衡，并且减排周期和国家数量的变化不会影响合作均衡的达成.
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2022338
摘要:
利用2013—2021年共9期Landsat8影像，采用面向对象的监督分类方法，得到新区逐年土地利用与覆盖分类结果，进行LUCC分析及生态质量评价．结论：1）分类结果总体精度大于86.8%，K为 0.81~0.88，优于同期FROM-GLC及GLC_FCS全球分类产品；2）雄安新区设立至今耕地面积减少，不透水面和林地面积增长，蓝绿空间面积占比由12%增加至30%，雄安三县（雄县、容城县和安新县）建设严格遵循了新区《规划纲要》中植树造林、城市发展、湿地涵养3项不同的建设任务，各县主要土地利用覆盖变化分别为耕地向林地的转变、耕地与不透水面的相互转变以及耕地向水体和水生植被的转变；3）不透水面扩张与城市建设对生态质量的负面影响正逐步被森林覆盖率、蓝绿空间面积增加带来的正面影响所抵消．总体看，雄安新区土地利用/覆盖变化遵循新区规划要求，体现了经济社会发展和生态建设的成果．
利用2013—2021年共9期Landsat8影像，采用面向对象的监督分类方法，得到新区逐年土地利用与覆盖分类结果，进行LUCC分析及生态质量评价．结论：1）分类结果总体精度大于86.8%，K为 0.81~0.88，优于同期FROM-GLC及GLC_FCS全球分类产品；2）雄安新区设立至今耕地面积减少，不透水面和林地面积增长，蓝绿空间面积占比由12%增加至30%，雄安三县（雄县、容城县和安新县）建设严格遵循了新区《规划纲要》中植树造林、城市发展、湿地涵养3项不同的建设任务，各县主要土地利用覆盖变化分别为耕地向林地的转变、耕地与不透水面的相互转变以及耕地向水体和水生植被的转变；3）不透水面扩张与城市建设对生态质量的负面影响正逐步被森林覆盖率、蓝绿空间面积增加带来的正面影响所抵消．总体看，雄安新区土地利用/覆盖变化遵循新区规划要求，体现了经济社会发展和生态建设的成果．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023050
摘要:
基于磁性WSe2超晶格系统，探讨了非共振圆偏振光与栅极电压及其对隧穿、谷极化及自旋极化的影响；发现了单层WSe2的弹道输运操纵以及基于磁性WSe2的NM/FM/NM结的周期性阵列量子输运的调控．结果表明：通过增加势垒的数量，圆偏振光临界值可消除透射能隙；圆偏振光和栅极电压可视为一个透射阀,也可用于控制自旋和谷极化的敏感旋钮；发现了在WSe2超晶格中的克莱因隧穿是自旋-谷相关的；自旋-谷极化可以利用栅极电压和圆偏振光来调整和转换．
基于磁性WSe2超晶格系统，探讨了非共振圆偏振光与栅极电压及其对隧穿、谷极化及自旋极化的影响；发现了单层WSe2的弹道输运操纵以及基于磁性WSe2的NM/FM/NM结的周期性阵列量子输运的调控．结果表明：通过增加势垒的数量，圆偏振光临界值可消除透射能隙；圆偏振光和栅极电压可视为一个透射阀,也可用于控制自旋和谷极化的敏感旋钮；发现了在WSe2超晶格中的克莱因隧穿是自旋-谷相关的；自旋-谷极化可以利用栅极电压和圆偏振光来调整和转换．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2022361
摘要:
以西藏自治区和青海省为研究区，从土壤性状和技术条件评价耕地质量，识别其主导限制因子，探索其宏观影响因素，以期为提升耕地生产力、保障高原地区粮食安全提供支撑．基于主观和客观综合赋权确定指标权重，引入随机森林方法探索区域宏观自然—经济—社会因素影响．结果显示：西藏自治区和青海省耕地主要以中等地为主，面积占比为44.6%，中等地多为青海省的湟水谷地地区的坡耕地，较高的田面坡度制约了耕地高效利用．海拔和城镇距离对于高原地区整体耕地质量具有重要影响．在多数地区，海拔与耕地质量呈现出负相关关系；城镇距离对于耕地质量的影响存在空间差异；在藏中南和边疆带区，受到技术条件影响，高质量耕地往往布局在城市周边；在高原东北部河谷地区，邻近城市周边的耕地土壤质量更低，土壤退化更易发生．
以西藏自治区和青海省为研究区，从土壤性状和技术条件评价耕地质量，识别其主导限制因子，探索其宏观影响因素，以期为提升耕地生产力、保障高原地区粮食安全提供支撑．基于主观和客观综合赋权确定指标权重，引入随机森林方法探索区域宏观自然—经济—社会因素影响．结果显示：西藏自治区和青海省耕地主要以中等地为主，面积占比为44.6%，中等地多为青海省的湟水谷地地区的坡耕地，较高的田面坡度制约了耕地高效利用．海拔和城镇距离对于高原地区整体耕地质量具有重要影响．在多数地区，海拔与耕地质量呈现出负相关关系；城镇距离对于耕地质量的影响存在空间差异；在藏中南和边疆带区，受到技术条件影响，高质量耕地往往布局在城市周边；在高原东北部河谷地区，邻近城市周边的耕地土壤质量更低，土壤退化更易发生．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023035
摘要:
利用1961—2020年的再分析资料和中国台站观测降水数据集，研究了东部型El Niño事件发展期夏季对中国夏季极端降水的影响．结果表明，东部型El Niño在发展期夏季对中国极端降水的影响主要表现在中国东部地区，造成华北和江南地区极端降水减少，江淮地区极端降水显著增多．进一步分析其中的物理过程发现，当东部型El Niño事件处于发展期夏季时，赤道东太平洋出现显著的海表面温度（Sea Surface Temperature，SST）暖异常，西太平洋区域表现为冷异常，导致反气旋性环流异常．同时，西北太平洋区域存在SST暖异常，对应气旋性环流异常．异常的SST分布激发了“负-正-负（+ - +）”的东亚-太平洋型（East Asia-Pacific，EAP）波列异常，对应着“正-负-正（- + -）”的降水配置．在两个异常环流的交汇处有显著的辐合上升运动，为江淮地区带去了充足的水汽．而华北地区主要受到反气旋性环流和蒙古高压的共同控制，并受到来自高纬度地区的异常西北风影响，存在显著的辐散下沉运动，降水的动力条件不足．并且，在东部型El Niño事件发展期夏季，西太平洋副热带高压位置异常偏东，不利于江南地区降水的发生及水汽的输送，进一步造成江南地区极端降水减少．以上结果显示东部型El Niño事件在其发展期夏季对中国极端降水存在重要的影响，为区域极端气候预测提供了理论依据．
利用1961—2020年的再分析资料和中国台站观测降水数据集，研究了东部型El Niño事件发展期夏季对中国夏季极端降水的影响．结果表明，东部型El Niño在发展期夏季对中国极端降水的影响主要表现在中国东部地区，造成华北和江南地区极端降水减少，江淮地区极端降水显著增多．进一步分析其中的物理过程发现，当东部型El Niño事件处于发展期夏季时，赤道东太平洋出现显著的海表面温度（Sea Surface Temperature，SST）暖异常，西太平洋区域表现为冷异常，导致反气旋性环流异常．同时，西北太平洋区域存在SST暖异常，对应气旋性环流异常．异常的SST分布激发了“负-正-负（+ - +）”的东亚-太平洋型（East Asia-Pacific，EAP）波列异常，对应着“正-负-正（- + -）”的降水配置．在两个异常环流的交汇处有显著的辐合上升运动，为江淮地区带去了充足的水汽．而华北地区主要受到反气旋性环流和蒙古高压的共同控制，并受到来自高纬度地区的异常西北风影响，存在显著的辐散下沉运动，降水的动力条件不足．并且，在东部型El Niño事件发展期夏季，西太平洋副热带高压位置异常偏东，不利于江南地区降水的发生及水汽的输送，进一步造成江南地区极端降水减少．以上结果显示东部型El Niño事件在其发展期夏季对中国极端降水存在重要的影响，为区域极端气候预测提供了理论依据．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2022362
摘要:
在生态文明建设的新时代，传统行政区划原则和我国的行政区划调整实践对生态因素考虑不足，甚至与生态治理产生了冲突．本研究提出行政区划要注重生态原则，要以有利于生态保护和开发作为行政区划调整和优化的重要出发点．在生态意义重大的地区，行政区划调整应该成为提升生态治理、促进生态文明建设的重要手段．依据生态原则调整和优化行政区划，要充分发挥生态功能区划的指导作用．青藏高原是我国重要的生态安全屏障，但是行政区划的分割在一定程度上影响了生态治理，重要生态项目的规划建设也对现有的行政区划格局提出了挑战．未来应该考虑将行政区划调整作为促进青藏高原生态治理的手段，通过发挥行政区划的资源效应，提升青藏高原的空间治理能力，促进生态文明建设．
在生态文明建设的新时代，传统行政区划原则和我国的行政区划调整实践对生态因素考虑不足，甚至与生态治理产生了冲突．本研究提出行政区划要注重生态原则，要以有利于生态保护和开发作为行政区划调整和优化的重要出发点．在生态意义重大的地区，行政区划调整应该成为提升生态治理、促进生态文明建设的重要手段．依据生态原则调整和优化行政区划，要充分发挥生态功能区划的指导作用．青藏高原是我国重要的生态安全屏障，但是行政区划的分割在一定程度上影响了生态治理，重要生态项目的规划建设也对现有的行政区划格局提出了挑战．未来应该考虑将行政区划调整作为促进青藏高原生态治理的手段，通过发挥行政区划的资源效应，提升青藏高原的空间治理能力，促进生态文明建设．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2022327
摘要:
利用CLUMondo模型，探究了福建省在生态预期目标（生态效益最大化、并且森林蓄积量不低于目标值）、经济预期目标（满足经济发展目标、并且林地面积不减少）以及常规协调预期目标（生态、经济目标均按现状稳定发展）下土地利用的优化配置，得出如下结论：1）CLUMondo模型适用于福建省的土地利用/覆被变化模拟；2）福建省在未来尽可能保持现有林地面积的情况下实现经济发展，需要进一步提高森林管理水平，完善森林生态效益补偿制度；3）福建省应在未来优化城镇规划开发格局，加强城市、生态等主题功能区的集约高效发展，保证在经济发展的情况下生态环境得到可持续发展．本文的研究为促进福建省的经济发展、助力我国碳达峰目标的实现提供了参考．
利用CLUMondo模型，探究了福建省在生态预期目标（生态效益最大化、并且森林蓄积量不低于目标值）、经济预期目标（满足经济发展目标、并且林地面积不减少）以及常规协调预期目标（生态、经济目标均按现状稳定发展）下土地利用的优化配置，得出如下结论：1）CLUMondo模型适用于福建省的土地利用/覆被变化模拟；2）福建省在未来尽可能保持现有林地面积的情况下实现经济发展，需要进一步提高森林管理水平，完善森林生态效益补偿制度；3）福建省应在未来优化城镇规划开发格局，加强城市、生态等主题功能区的集约高效发展，保证在经济发展的情况下生态环境得到可持续发展．本文的研究为促进福建省的经济发展、助力我国碳达峰目标的实现提供了参考．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023133
摘要:
在全球变暖加剧的背景下，准确预估未来时期气候变化至关重要．本文基于最新发布的CMIP6（Coupled Model Intercomparison Project 6）中的15个GCM模式（Global Climate Model），在未来4种共享社会经济路径和典型浓度路径组合情景下，量化青藏高原地区气温和降水预估的不确定性．然后使用DT方法（Daily Translation），对CMIP6模式输出数据进行偏差校正．通过对比DT前后不确定性的大小，讨论偏差校正方法在降低气温和降水预估不确定性的潜力．结果显示，DT方法校正结果与实测值更为接近；气候预估不确定性从长期来看，模式不确定性占据主导地位，而情景不确定性和内部变异性的贡献相对较低；DT方法对于降低降水预估不确定性的效果较好，其中模式不确定性降低最多，对情景不确定性的大小影响不大，但影响了不确定性的相对贡献大小．综合来看，利用DT方法进行偏差校正能在一定程度上降低预估不确定性．研究结果可为揭示气候变化对高寒区水循环的影响机制提供科学依据．
在全球变暖加剧的背景下，准确预估未来时期气候变化至关重要．本文基于最新发布的CMIP6（Coupled Model Intercomparison Project 6）中的15个GCM模式（Global Climate Model），在未来4种共享社会经济路径和典型浓度路径组合情景下，量化青藏高原地区气温和降水预估的不确定性．然后使用DT方法（Daily Translation），对CMIP6模式输出数据进行偏差校正．通过对比DT前后不确定性的大小，讨论偏差校正方法在降低气温和降水预估不确定性的潜力．结果显示，DT方法校正结果与实测值更为接近；气候预估不确定性从长期来看，模式不确定性占据主导地位，而情景不确定性和内部变异性的贡献相对较低；DT方法对于降低降水预估不确定性的效果较好，其中模式不确定性降低最多，对情景不确定性的大小影响不大，但影响了不确定性的相对贡献大小．综合来看，利用DT方法进行偏差校正能在一定程度上降低预估不确定性．研究结果可为揭示气候变化对高寒区水循环的影响机制提供科学依据．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023064
摘要:
人工林生态服务功能评估是应用生态学领域研究的热点，也是数字生态和林业高质量发展的需求，本文以北京市八达岭林场人工林生态系统（混交林、针叶林、阔叶林）和天然灌木林为研究对象，以北京市森林资源规划设计调查资料（2004、2009、2014年）和八达岭林场碳通量实时监测为基础数据源，通过野外调查及典型样方观测，开展人工林生态服务功能评价，旨在探究森林生态系统结构优化和功能提升的森林经营建议．结果表明：1）从2004—2014年八达岭林场针叶林和灌木林面积增长率分别为40.48%和3.32%，而阔叶林和混交林分别减少46.33%和3.57%，林场仍以混交林（710.67 hm2）和灌木林（1175.67 hm2）为主．2）从2004—2014年阔叶林中椴树逐渐成为主要树种，2014年涵养水源量较2009年提高了1.55倍．油松作为混交林的优势树种，其涵养水源实物量2014年较2004年提高了67%．灌木林在2014年出现了较大幅度增加，涵养水源实物量较2004年都提高了1倍左右，其价值量也相应增加．固碳、释氧、提供负氧离子、滞尘和吸收污染物等调节服务功能及其价值均表现为混交林最高，针叶林次之，阔叶林最低（P>0.05）；各林分服务功能价值量与功能实物量变化趋势相同，灌木林固土和保肥功能优于其余3种林分，混交林和针叶林营养物质积累量和生物多样性优于阔叶林．3）从2004—2014年土壤保育（92.9%）、生物多样性（4.3%）及涵养水源功能（2.3%）对人工林生态服务功能的贡献率大于固碳释氧（0.4%）、森林防护（0.04%）和净化大气环境（0.02%）功能，其中混交林和针叶林对人工林生态服务功能贡献大于阔叶林和灌木林．由此可见，林分类型和林分面积是影响人工林生态服务功能强弱的主要决定因素．八达岭人工林经营应持续保持土壤保育功能，在保证生物多样性的情况下，应注重固碳增汇功能，建议将现有林分多调整为混交林和灌木林，营造“异龄复层”的理想人工林生态系统，逐渐提高北京八达岭人工林生态服务功能．
人工林生态服务功能评估是应用生态学领域研究的热点，也是数字生态和林业高质量发展的需求，本文以北京市八达岭林场人工林生态系统（混交林、针叶林、阔叶林）和天然灌木林为研究对象，以北京市森林资源规划设计调查资料（2004、2009、2014年）和八达岭林场碳通量实时监测为基础数据源，通过野外调查及典型样方观测，开展人工林生态服务功能评价，旨在探究森林生态系统结构优化和功能提升的森林经营建议．结果表明：1）从2004—2014年八达岭林场针叶林和灌木林面积增长率分别为40.48%和3.32%，而阔叶林和混交林分别减少46.33%和3.57%，林场仍以混交林（710.67 hm2）和灌木林（1175.67 hm2）为主．2）从2004—2014年阔叶林中椴树逐渐成为主要树种，2014年涵养水源量较2009年提高了1.55倍．油松作为混交林的优势树种，其涵养水源实物量2014年较2004年提高了67%．灌木林在2014年出现了较大幅度增加，涵养水源实物量较2004年都提高了1倍左右，其价值量也相应增加．固碳、释氧、提供负氧离子、滞尘和吸收污染物等调节服务功能及其价值均表现为混交林最高，针叶林次之，阔叶林最低（P>0.05）；各林分服务功能价值量与功能实物量变化趋势相同，灌木林固土和保肥功能优于其余3种林分，混交林和针叶林营养物质积累量和生物多样性优于阔叶林．3）从2004—2014年土壤保育（92.9%）、生物多样性（4.3%）及涵养水源功能（2.3%）对人工林生态服务功能的贡献率大于固碳释氧（0.4%）、森林防护（0.04%）和净化大气环境（0.02%）功能，其中混交林和针叶林对人工林生态服务功能贡献大于阔叶林和灌木林．由此可见，林分类型和林分面积是影响人工林生态服务功能强弱的主要决定因素．八达岭人工林经营应持续保持土壤保育功能，在保证生物多样性的情况下，应注重固碳增汇功能，建议将现有林分多调整为混交林和灌木林，营造“异龄复层”的理想人工林生态系统，逐渐提高北京八达岭人工林生态服务功能．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023051
摘要:
统计了91颗贫氢超亮超新星的光变特征，并结合3种供能模型进行了蒙特卡罗模拟，以探究实际观测对其能源机制的约束. 结果显示：这些超亮超新星在g波段的平均峰值绝对星等为（−21.34±0.8）等，上升和下降时标分别分布在7~79 d和14~114 d，并呈现显著正相关；模拟结果表明磁星和相互作用机制都可能为大部分超亮超新星供能，在相互作用模型中，基于壳层分布假设的模拟结果与观测符合得更好. 国内各大巡天项目（如CSST、司天工程）未来将探测到更多高红移超亮超新星，以期为相关科研人员深入了解宇宙中的恒星演化和爆炸过程提供重要数据.
统计了91颗贫氢超亮超新星的光变特征，并结合3种供能模型进行了蒙特卡罗模拟，以探究实际观测对其能源机制的约束. 结果显示：这些超亮超新星在g波段的平均峰值绝对星等为（−21.34±0.8）等，上升和下降时标分别分布在7~79 d和14~114 d，并呈现显著正相关；模拟结果表明磁星和相互作用机制都可能为大部分超亮超新星供能，在相互作用模型中，基于壳层分布假设的模拟结果与观测符合得更好. 国内各大巡天项目（如CSST、司天工程）未来将探测到更多高红移超亮超新星，以期为相关科研人员深入了解宇宙中的恒星演化和爆炸过程提供重要数据.
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023046
摘要:
面向心理学的研究对于创新型研究手段的需求，从数据收集和分析入手，剖析了人工智能技术在心理学研究中的应用趋势和潜在问题；梳理并分析了人工智能技术赋能心理学分支学科诸如认知神经科学、社会和消费心理学、精神病理学、心理测量学等的发展与应用；阐释了人工智能技术为心理学研究方法与范式变革所提供的技术支撑；探讨了数据驱动研究的局限性及大数据样本的有偏性，以及现阶段人工智能技术与心理学交叉融合的学科路径与未来融合的前景，以期为推动心理学与人工智能技术的深度交叉、双向赋能、协同发展提供参考．
面向心理学的研究对于创新型研究手段的需求，从数据收集和分析入手，剖析了人工智能技术在心理学研究中的应用趋势和潜在问题；梳理并分析了人工智能技术赋能心理学分支学科诸如认知神经科学、社会和消费心理学、精神病理学、心理测量学等的发展与应用；阐释了人工智能技术为心理学研究方法与范式变革所提供的技术支撑；探讨了数据驱动研究的局限性及大数据样本的有偏性，以及现阶段人工智能技术与心理学交叉融合的学科路径与未来融合的前景，以期为推动心理学与人工智能技术的深度交叉、双向赋能、协同发展提供参考．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023078
摘要:
细胞周期是真核生物实现细胞分裂与增殖、从母代向子代传递遗传信息的连续过程．真核细胞通过蛋白质水平的周期性调控完成细胞的分裂与增殖，细胞周期的紊乱常与肿瘤等疾病密切相关．蛋白质磷酸化修饰是细胞周期进程中一种主要的调控方式，可以改变蛋白质的分子结构，影响其与其他分子间的相互作用，从而调节相关分子的生物学活性及功能．细胞周期相关蛋白的磷酸化与非磷酸化状态的改变犹如“分子开关”，精细地控制着周期进程和细胞分裂系列事件．周期相关蛋白质的多位点磷酸化机制研究是磷酸化研究的一个热点．本文综合评述细胞周期调控进程中部分重要蛋白的磷酸化修饰机制，总结了近年来细胞周期领域中蛋白质磷酸化修饰方面的新发现、新突破，为进一步深入理解蛋白质磷酸化及细胞周期调控机制提供参考．
细胞周期是真核生物实现细胞分裂与增殖、从母代向子代传递遗传信息的连续过程．真核细胞通过蛋白质水平的周期性调控完成细胞的分裂与增殖，细胞周期的紊乱常与肿瘤等疾病密切相关．蛋白质磷酸化修饰是细胞周期进程中一种主要的调控方式，可以改变蛋白质的分子结构，影响其与其他分子间的相互作用，从而调节相关分子的生物学活性及功能．细胞周期相关蛋白的磷酸化与非磷酸化状态的改变犹如“分子开关”，精细地控制着周期进程和细胞分裂系列事件．周期相关蛋白质的多位点磷酸化机制研究是磷酸化研究的一个热点．本文综合评述细胞周期调控进程中部分重要蛋白的磷酸化修饰机制，总结了近年来细胞周期领域中蛋白质磷酸化修饰方面的新发现、新突破，为进一步深入理解蛋白质磷酸化及细胞周期调控机制提供参考．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023084
摘要:
广东省人口和产业高度集聚，对水资源-能源-粮食（WEF）依赖程度高，资源供需矛盾日益凸显，合理配置WEF资源，实现资源可持续利用具有重要现实意义．本研究基于复杂网络方法，构建广东省2007、2012、2017年的WEF资源网络模型，通过探索网络拓扑性质，挖掘网络关键节点和关键路径，作为资源优化配置的重点关注对象．结果表明：（1）广东省WEF资源网络具备小世界属性，能源网络的小世界属性最强，水资源网络最弱，关键节点和关键边的调控均会对WEF资源网络形成较大影响．（2）农业、食品和烟草业、化学产品业、电力、热力的生产和供应业、建筑业、通信设备、计算机和其他电子设备制造业等关键节点具备较大点强度，其资源调控对广东省水资源、能源、粮食的节约效应显著．（3）电气机械和器材制造业、建筑业、通信设备、计算机和其他电子设备制造业在WEF资源网络中处于枢纽位置，其资源节约效应可快速传递至整个网络．（4）农业→食品和烟草业、农业→纺织业、食品和烟草→住宿和餐饮业等边频繁出现于WEF资源网络的关键路径之中，改变其资源流通量，可显著改变所在关键路径甚至整个WEF资源网络的流通量．
广东省人口和产业高度集聚，对水资源-能源-粮食（WEF）依赖程度高，资源供需矛盾日益凸显，合理配置WEF资源，实现资源可持续利用具有重要现实意义．本研究基于复杂网络方法，构建广东省2007、2012、2017年的WEF资源网络模型，通过探索网络拓扑性质，挖掘网络关键节点和关键路径，作为资源优化配置的重点关注对象．结果表明：（1）广东省WEF资源网络具备小世界属性，能源网络的小世界属性最强，水资源网络最弱，关键节点和关键边的调控均会对WEF资源网络形成较大影响．（2）农业、食品和烟草业、化学产品业、电力、热力的生产和供应业、建筑业、通信设备、计算机和其他电子设备制造业等关键节点具备较大点强度，其资源调控对广东省水资源、能源、粮食的节约效应显著．（3）电气机械和器材制造业、建筑业、通信设备、计算机和其他电子设备制造业在WEF资源网络中处于枢纽位置，其资源节约效应可快速传递至整个网络．（4）农业→食品和烟草业、农业→纺织业、食品和烟草→住宿和餐饮业等边频繁出现于WEF资源网络的关键路径之中，改变其资源流通量，可显著改变所在关键路径甚至整个WEF资源网络的流通量．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2023056
摘要:
基于多源遥感数据，使用主成分分析法构建了城市自然环境舒适度综合评价模型，并以京津冀城市群为例，评估了2000、2010、2020年3个时间点该区域城市发展背景下人居环境自然舒适度变化状况．研究结果表明：1)京津冀地区的城市人居综合舒适度总体上呈现逐渐改善的趋势，且城市中心到城市外围舒适度也在改善，增幅约10%；2) 2020年比2000年区县尺度的舒适度也在逐年变好，高舒适度区县数量增加近1倍；3)典型城市的舒适度变化与整体变化趋势大体一致，但由于城市职能和规模等因素的影响，改善速度存在差异．本文研究结果对于促进城市的可持续发展具有一定参考意义和实际应用价值．
基于多源遥感数据，使用主成分分析法构建了城市自然环境舒适度综合评价模型，并以京津冀城市群为例，评估了2000、2010、2020年3个时间点该区域城市发展背景下人居环境自然舒适度变化状况．研究结果表明：1)京津冀地区的城市人居综合舒适度总体上呈现逐渐改善的趋势，且城市中心到城市外围舒适度也在改善，增幅约10%；2) 2020年比2000年区县尺度的舒适度也在逐年变好，高舒适度区县数量增加近1倍；3)典型城市的舒适度变化与整体变化趋势大体一致，但由于城市职能和规模等因素的影响，改善速度存在差异．本文研究结果对于促进城市的可持续发展具有一定参考意义和实际应用价值．
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doi: 10.12202/j.0476-0301.2022345
摘要:
以北川河流域5个水文站径流量观测资料为基础，利用30 m分辨率的DEM数据提取了与径流量相关的水文地貌特征因子，通过对多年平均径流量与水文地貌特征因子之间的相关分析，经过共线性诊断筛选水文地貌特征因子并建立线性回归方程，得出以下结论：北川河流域从上游到下游地形趋于平坦，水系发育程度更高，汇流能力更强．影响多年平均径流量主要的宏观地形因子贡献率分别是地形湿度指数（50.66%）和地表粗糙度（44.33%），主要的微观地形因子贡献率分别是剖面曲率（36.25%）、高程（27.26%）和坡向变率（24.31%），主要的水系形态指标贡献率分别是节点连接率（54.16%）和面积高程积分（32.95%）．上述结果为深入理解北川河流域的水文地貌关系提供依据，为研究其他小流域的不同水文节点，特别是上下游的水文地貌特征以及径流量与水文地貌特征的关系分析提供思路参考．
以北川河流域5个水文站径流量观测资料为基础，利用30 m分辨率的DEM数据提取了与径流量相关的水文地貌特征因子，通过对多年平均径流量与水文地貌特征因子之间的相关分析，经过共线性诊断筛选水文地貌特征因子并建立线性回归方程，得出以下结论：北川河流域从上游到下游地形趋于平坦，水系发育程度更高，汇流能力更强．影响多年平均径流量主要的宏观地形因子贡献率分别是地形湿度指数（50.66%）和地表粗糙度（44.33%），主要的微观地形因子贡献率分别是剖面曲率（36.25%）、高程（27.26%）和坡向变率（24.31%），主要的水系形态指标贡献率分别是节点连接率（54.16%）和面积高程积分（32.95%）．上述结果为深入理解北川河流域的水文地貌关系提供依据，为研究其他小流域的不同水文节点，特别是上下游的水文地貌特征以及径流量与水文地貌特征的关系分析提供思路参考．
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2023, 59(4): 505-512.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023144
摘要:
回顾学科在高尔基器钙库钙研究方面所作出的贡献，以及该领域的近期概况．重点阐述高尔基器钙库概念的提出，以及目前已知的高尔基器钙库相关功能蛋白如SPCA1/2、GAAP的结构与功能．
回顾学科在高尔基器钙库钙研究方面所作出的贡献，以及该领域的近期概况．重点阐述高尔基器钙库概念的提出，以及目前已知的高尔基器钙库相关功能蛋白如SPCA1/2、GAAP的结构与功能．
2023, 59(4): 513-527.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023125
摘要:
毒素-抗毒素（toxin–antitoxin）系统（简称TA系统）广泛存在于原核生物的基因组和质粒中，它们由2种基本元件组成：稳定的毒素，其作用是抑制与细菌生长相关的关键环节，如DNA 的复制、mRNA 的稳定性、蛋白翻译和代谢调控等；不稳定的抗毒素，可以发挥拮抗毒素的作用．在某些特定条件下，抗毒素分解或丧失拮抗毒素的作用，从而使毒素发挥作用，抑制细胞生长．迄今已经发现了8种类型的TA系统，它们的作用机制各不相同，参与多种生命活动的调控，在细菌应激反应、抵御噬菌体、细菌持留形成以及致病菌耐药性形成中发挥重要作用．此外， TA系统还被作为工具用于研发新的生物技术，应用于科学研究和疾病防治. 本文将综述TA系统的作用机制及其生物学功能，并介绍TA系统相关的生物技术研发进展．
毒素-抗毒素（toxin–antitoxin）系统（简称TA系统）广泛存在于原核生物的基因组和质粒中，它们由2种基本元件组成：稳定的毒素，其作用是抑制与细菌生长相关的关键环节，如DNA 的复制、mRNA 的稳定性、蛋白翻译和代谢调控等；不稳定的抗毒素，可以发挥拮抗毒素的作用．在某些特定条件下，抗毒素分解或丧失拮抗毒素的作用，从而使毒素发挥作用，抑制细胞生长．迄今已经发现了8种类型的TA系统，它们的作用机制各不相同，参与多种生命活动的调控，在细菌应激反应、抵御噬菌体、细菌持留形成以及致病菌耐药性形成中发挥重要作用．此外， TA系统还被作为工具用于研发新的生物技术，应用于科学研究和疾病防治. 本文将综述TA系统的作用机制及其生物学功能，并介绍TA系统相关的生物技术研发进展．
2023, 59(4): 528-536.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023119
摘要:
CHIP (carboxyl terminus of Hsc70-interacting protein)又称STUB1 (STIP1 homology and U-box containing protein 1)，是一种分子伴侣结合蛋白，具有E3泛素连接酶活性．研究表明，CHIP蛋白在细胞体内通过蛋白质量控制系统调控细胞代谢、分化、增殖、迁移和肿瘤发生发展等多种生理病理过程．本文对CHIP在癌症及多种常见疾病中的作用进行综述，以期为临床治疗和药物开发提供潜在突破点．
CHIP (carboxyl terminus of Hsc70-interacting protein)又称STUB1 (STIP1 homology and U-box containing protein 1)，是一种分子伴侣结合蛋白，具有E3泛素连接酶活性．研究表明，CHIP蛋白在细胞体内通过蛋白质量控制系统调控细胞代谢、分化、增殖、迁移和肿瘤发生发展等多种生理病理过程．本文对CHIP在癌症及多种常见疾病中的作用进行综述，以期为临床治疗和药物开发提供潜在突破点．
2023, 59(4): 537-541.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023128
摘要:
Piezo1是一种对机械力刺激敏感的非选择性阳离子通道，对钙离子具有显著的通透性，在进化上是保守的，在各种类型的机械力或炎性刺激下调节多种细胞的增殖、发育和分化．近年来的研究，包括我们项目组研究的结果显示，Piezo1调控固有免疫细胞和适应性免疫细胞的分化和功能，在免疫微环境重塑和抗肿瘤免疫应答中起关键作用．本文仅就Piezo1在主要免疫细胞及肿瘤免疫中的调控作用和机制方面的研究进展作简要综述．
Piezo1是一种对机械力刺激敏感的非选择性阳离子通道，对钙离子具有显著的通透性，在进化上是保守的，在各种类型的机械力或炎性刺激下调节多种细胞的增殖、发育和分化．近年来的研究，包括我们项目组研究的结果显示，Piezo1调控固有免疫细胞和适应性免疫细胞的分化和功能，在免疫微环境重塑和抗肿瘤免疫应答中起关键作用．本文仅就Piezo1在主要免疫细胞及肿瘤免疫中的调控作用和机制方面的研究进展作简要综述．
2023, 59(4): 542-547.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023127
摘要:
Tau蛋白的异常聚集作为阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）发病机制的重要组成部分，一直以来是国内外的研究热点．自Tau蛋白聚集体具有种子效应这一现象被发现以来，Tau病理种子的形成、传播与抑制过程作为治疗AD疾病新的治疗方向被广泛研究，但具体的相关机制尚不明确．本文对目前Tau蛋白的复杂性、Tau病理种子的形成与传播、种子传播的免疫抑制方面的相关研究进行总结，阐述了Tau病理种子传播的可能机制，可为未来AD疾病的治疗提供新的方向．
Tau蛋白的异常聚集作为阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）发病机制的重要组成部分，一直以来是国内外的研究热点．自Tau蛋白聚集体具有种子效应这一现象被发现以来，Tau病理种子的形成、传播与抑制过程作为治疗AD疾病新的治疗方向被广泛研究，但具体的相关机制尚不明确．本文对目前Tau蛋白的复杂性、Tau病理种子的形成与传播、种子传播的免疫抑制方面的相关研究进行总结，阐述了Tau病理种子传播的可能机制，可为未来AD疾病的治疗提供新的方向．
2023, 59(4): 548-557.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023113
摘要:
重点聚焦人和小鼠的精子核周层：介绍了其结构特点、蛋白组成与组装方式；就精子核周层的生理功能进行了详细归纳与总结；对精子核周层蛋白编码基因突变与男性不育的关联进行了总结．结果表明：精子核周层具有激活卵子、保护精子细胞核和介导顶体锚定等重要生理功能；PLCZ1基因变异是卵子激活失败的主要遗传病因，Ccin基因变异可导致精子头部畸形，Actl7A/Actl9基因变异与精子顶体脱落和卵子激活失败等密切相关；该领域未来可能在精子核周层的新功能、“顶体内膜-精子核周层-核膜”蛋白复合体的结构生物学和精子核周层蛋白编码基因突变筛查等方面取得突破．
重点聚焦人和小鼠的精子核周层：介绍了其结构特点、蛋白组成与组装方式；就精子核周层的生理功能进行了详细归纳与总结；对精子核周层蛋白编码基因突变与男性不育的关联进行了总结．结果表明：精子核周层具有激活卵子、保护精子细胞核和介导顶体锚定等重要生理功能；PLCZ1基因变异是卵子激活失败的主要遗传病因，Ccin基因变异可导致精子头部畸形，Actl7A/Actl9基因变异与精子顶体脱落和卵子激活失败等密切相关；该领域未来可能在精子核周层的新功能、“顶体内膜-精子核周层-核膜”蛋白复合体的结构生物学和精子核周层蛋白编码基因突变筛查等方面取得突破．
2023, 59(4): 558-563.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023115
摘要:
N6-甲基腺苷（m6A）修饰是真核生物mRNA中最常见的甲基化修饰形式，在mRNA剪接、降解和翻译等过程中发挥着重要的作用．m6A修饰可通过调节RNA转录后加工过程影响细胞和生物体的正常生命活动，这其中包括生物的性别决定过程．已有研究结果表明：m6A甲基转移酶（Writers）和m6A结合蛋白（Readers）组分通过调控Sxl mRNA的可变剪接，进而参与黑腹果蝇性别决定过程，缺乏Writers和Readers组分会使雌性黑腹果蝇出现雄性特征；m6A修饰对鸡和比目鱼的性腺发育和性别分化均有影响，这也表明m6A修饰对性别决定的调控在自然界具有一定的普遍性，因此，进一步探究m6A修饰在生物性别决定过程中的分子调控机制具有十分重要的意义．
N6-甲基腺苷（m6A）修饰是真核生物mRNA中最常见的甲基化修饰形式，在mRNA剪接、降解和翻译等过程中发挥着重要的作用．m6A修饰可通过调节RNA转录后加工过程影响细胞和生物体的正常生命活动，这其中包括生物的性别决定过程．已有研究结果表明：m6A甲基转移酶（Writers）和m6A结合蛋白（Readers）组分通过调控Sxl mRNA的可变剪接，进而参与黑腹果蝇性别决定过程，缺乏Writers和Readers组分会使雌性黑腹果蝇出现雄性特征；m6A修饰对鸡和比目鱼的性腺发育和性别分化均有影响，这也表明m6A修饰对性别决定的调控在自然界具有一定的普遍性，因此，进一步探究m6A修饰在生物性别决定过程中的分子调控机制具有十分重要的意义．
2023, 59(4): 564-574.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023120
摘要:
随着测序数据的持续积累和单细胞转录组测序的广泛应用，超大规模转录组数据集的整合，为后基因组时代提供了新的机遇和挑战．其中，不同数据集具备的时空异质性和测序平台带来的系统误差导致的批次效应，对转录组分析的有效性产生了极大影响，干扰了真实的生物学差异的研究．本文介绍了转录组分析中批次效应的产生原因和检测方法，并对基于参数估计和非参数的矫正模型以及针对单细胞转录组的整合算法进行了总结．结合主流的分析方法，给出批次效应矫正的实践建议，为相关转录组研究的综合分析提供参考意见．
随着测序数据的持续积累和单细胞转录组测序的广泛应用，超大规模转录组数据集的整合，为后基因组时代提供了新的机遇和挑战．其中，不同数据集具备的时空异质性和测序平台带来的系统误差导致的批次效应，对转录组分析的有效性产生了极大影响，干扰了真实的生物学差异的研究．本文介绍了转录组分析中批次效应的产生原因和检测方法，并对基于参数估计和非参数的矫正模型以及针对单细胞转录组的整合算法进行了总结．结合主流的分析方法，给出批次效应矫正的实践建议，为相关转录组研究的综合分析提供参考意见．
2023, 59(4): 575-583.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023139
摘要:
利用Web of Science数据库，通过主题词检索的形式，收集了野生动物栖息地恢复领域的相关研究文献，并从发文量的年度变化、核心研究主题和研究内容3方面，总结了自1991年以来该领域发表的2081篇文献的研究历程变化，并利用CiteSpace软件对其进行可视化，以梳理野生动物栖息地恢复领域的研究现状和探寻未来研究重点．结果显示，目前的栖息地恢复工作主要由美国等欧美国家主导，并集中在水生生物栖息地领域．未来应更加注重鸟类、哺乳动物等陆生野生动物栖息地恢复工作的开展，并关注野生动物功能性状、全球气候变化等对恢复工作的潜在作用和影响； 同时，应结合“基于自然的解决方案”的恢复理念开展相关研究．
利用Web of Science数据库，通过主题词检索的形式，收集了野生动物栖息地恢复领域的相关研究文献，并从发文量的年度变化、核心研究主题和研究内容3方面，总结了自1991年以来该领域发表的2081篇文献的研究历程变化，并利用CiteSpace软件对其进行可视化，以梳理野生动物栖息地恢复领域的研究现状和探寻未来研究重点．结果显示，目前的栖息地恢复工作主要由美国等欧美国家主导，并集中在水生生物栖息地领域．未来应更加注重鸟类、哺乳动物等陆生野生动物栖息地恢复工作的开展，并关注野生动物功能性状、全球气候变化等对恢复工作的潜在作用和影响； 同时，应结合“基于自然的解决方案”的恢复理念开展相关研究．
2023, 59(4): 584-591.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023122
摘要:
藻胆蛋白（Phycobiliproteins，PBPs）由藻胆素色基与脱辅基蛋白通过共价键连接而成，是蓝藻、红藻和部分隐藻中捕光天线复合物的主要成分．与高等植物和绿藻的捕光天线复合物-叶绿素蛋白复合物相似，藻胆蛋白在光合作用起初阶段担负光能的吸收和传递功能．本文比较了上述2类色素-蛋白复合物，提出藻胆蛋白的特点，有助于吸引更多学者参与其研究和开发；在特性、应用和提取部分讨论了一些值得关注的进展和本团队的近期研究；基于目前生物制药技术的特点，提出了一个不损伤藻细胞提取藻胆蛋白的技术设想．
藻胆蛋白（Phycobiliproteins，PBPs）由藻胆素色基与脱辅基蛋白通过共价键连接而成，是蓝藻、红藻和部分隐藻中捕光天线复合物的主要成分．与高等植物和绿藻的捕光天线复合物-叶绿素蛋白复合物相似，藻胆蛋白在光合作用起初阶段担负光能的吸收和传递功能．本文比较了上述2类色素-蛋白复合物，提出藻胆蛋白的特点，有助于吸引更多学者参与其研究和开发；在特性、应用和提取部分讨论了一些值得关注的进展和本团队的近期研究；基于目前生物制药技术的特点，提出了一个不损伤藻细胞提取藻胆蛋白的技术设想．
2023, 59(4): 592-597.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023130
摘要:
综述了历史演化过程、生境丧失和片段化、环境因子和种间关系对生物多样性造成的影响，发现濒危物种的种群大小和分布格局往往受到多种因素的影响，全球气候变化和种间杂交等历史动态过程、生境片段化导致的繁殖系统进化和基因交流等种群动态过程、环境因子和种间关系等群落动态过程都会影响到生物多样性现状及其保护．因此，构建一个基于多学科整合的保护生物学研究框架，从不同研究层次、不同时间尺度、不同学科全面揭示致濒机制，对于生物多样性保护具有重要意义．
综述了历史演化过程、生境丧失和片段化、环境因子和种间关系对生物多样性造成的影响，发现濒危物种的种群大小和分布格局往往受到多种因素的影响，全球气候变化和种间杂交等历史动态过程、生境片段化导致的繁殖系统进化和基因交流等种群动态过程、环境因子和种间关系等群落动态过程都会影响到生物多样性现状及其保护．因此，构建一个基于多学科整合的保护生物学研究框架，从不同研究层次、不同时间尺度、不同学科全面揭示致濒机制，对于生物多样性保护具有重要意义．
2023, 59(4): 598-606.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023118
摘要:
为了探究RNA甲基转移酶NSun2在胃癌发生发展中的生物学功能和作用机制，尝试利用构建的过表达和敲低NSun2的胃癌细胞系，运用蛋白质双向电泳联合质谱的方法，寻找其潜在的下游底物．实验结果显示，在体外NSun2可以促进胃癌细胞的增殖，蛋白质组学方法筛选并鉴定出34个差异蛋白，其中蛋白谷胱甘肽S转移酶P（GSTP1-1）和蛋白激酶C抑制蛋白1（KCIP-1）可能是NSun2在胃癌中的潜在作用靶点．这对于认识胃癌发生发展的分子机制具有重要意义．
为了探究RNA甲基转移酶NSun2在胃癌发生发展中的生物学功能和作用机制，尝试利用构建的过表达和敲低NSun2的胃癌细胞系，运用蛋白质双向电泳联合质谱的方法，寻找其潜在的下游底物．实验结果显示，在体外NSun2可以促进胃癌细胞的增殖，蛋白质组学方法筛选并鉴定出34个差异蛋白，其中蛋白谷胱甘肽S转移酶P（GSTP1-1）和蛋白激酶C抑制蛋白1（KCIP-1）可能是NSun2在胃癌中的潜在作用靶点．这对于认识胃癌发生发展的分子机制具有重要意义．
2023, 59(4): 607-613.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023117
摘要:
基于被动声学监测（PAM）收集到的声学数据，通过Spearman相关性分析，研究了6种常用声学指数对百花山国家级自然保护区小龙门林区鸟类物种多样性的指示性能．结果表明：声学复杂性指数（ACI）、生物声学指数（BI）、声学多样性指数（ADI）、声学均匀度指数（AEI）等4种声学指数与繁殖期内鸟类多样性的相关性较高；与鸟类物种数的相关系数ρ>0.3，与鸣唱量的相关系数ρ>0.4；显著性水平P<0.01；相关性趋势表明声音多样性及强度与鸟类多样性呈正相关．研究结果证实了声学指数能够有效反映小龙门林区的鸟类多样性，肯定了声学指数作为一种快速评估手段对鸟类多样性的监测效果，并在录音点位数量与录音时长的选择上为同类型的声学研究提供了建议．
基于被动声学监测（PAM）收集到的声学数据，通过Spearman相关性分析，研究了6种常用声学指数对百花山国家级自然保护区小龙门林区鸟类物种多样性的指示性能．结果表明：声学复杂性指数（ACI）、生物声学指数（BI）、声学多样性指数（ADI）、声学均匀度指数（AEI）等4种声学指数与繁殖期内鸟类多样性的相关性较高；与鸟类物种数的相关系数ρ>0.3，与鸣唱量的相关系数ρ>0.4；显著性水平P<0.01；相关性趋势表明声音多样性及强度与鸟类多样性呈正相关．研究结果证实了声学指数能够有效反映小龙门林区的鸟类多样性，肯定了声学指数作为一种快速评估手段对鸟类多样性的监测效果，并在录音点位数量与录音时长的选择上为同类型的声学研究提供了建议．
2023, 59(4): 614-622.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023129
摘要:
通过系统地收集Web of Science数据库发表于1993—2022年鸟类鸣声回放的文献，对440篇文献的502项研究进行了汇总．回放实验对鸟类研究的应用集中在：以性选择和亲敌效应为主的种内研究，以捕食和巢寄生为主的种间研究，以围攻行为和群落监测为主的多物种研究；此外，在分类学中也有应用．回放实验的设计多采用单音箱回放的手段，包括单音箱重复回放和单音箱非重复回放2种实施方式；多模态信号刺激在回放实验中也占有一定比例．双音箱回放和互动回放2种实验设计远没有预期的重要．回放实验中的假重复问题已得到很好的解决，而回放实验过程的可重复性、分类研究中对雌鸟回放的缺失、回放声音的存储格式需要在今后的研究中得到关注．本文对回放实验的应用、实施方式以及存在的问题进行点评，以期为回放实验在鸟类鸣声研究中的应用提供参考和借鉴．
通过系统地收集Web of Science数据库发表于1993—2022年鸟类鸣声回放的文献，对440篇文献的502项研究进行了汇总．回放实验对鸟类研究的应用集中在：以性选择和亲敌效应为主的种内研究，以捕食和巢寄生为主的种间研究，以围攻行为和群落监测为主的多物种研究；此外，在分类学中也有应用．回放实验的设计多采用单音箱回放的手段，包括单音箱重复回放和单音箱非重复回放2种实施方式；多模态信号刺激在回放实验中也占有一定比例．双音箱回放和互动回放2种实验设计远没有预期的重要．回放实验中的假重复问题已得到很好的解决，而回放实验过程的可重复性、分类研究中对雌鸟回放的缺失、回放声音的存储格式需要在今后的研究中得到关注．本文对回放实验的应用、实施方式以及存在的问题进行点评，以期为回放实验在鸟类鸣声研究中的应用提供参考和借鉴．
2023, 59(4): 623-628.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023123
摘要:
DNA宏条形码技术已成为环境DNA分析的常用手段，选择合适的引物并建立本地微条形码数据库，对于环境DNA结果的进一步探究十分重要．本文通过数字模拟PCR技术，对食草动物环境DNA研究中常用的3个微条形码进行比较，发现psbCL具有最高或略低于最高的覆盖度和分辨率，在环境DNA分析中推荐优先使用．利用psbCL建立了东北虎豹国家公园本地微条形码库，同时利用psbCL扩增梅花鹿粪便中的进食物种，以比较本地微条形码库和公共数据库在物种鉴别能力方面的差异．结果表明，本地数据库在属和种水平均提高了鉴别能力．因此，本研究推荐环境DNA分析中建立本地微条形码库，以提高研究的精度，本研究所建立的东北虎豹国家公园植物DNA微条形码数据库也将为未来高精度的环境DNA分析提供基础．
DNA宏条形码技术已成为环境DNA分析的常用手段，选择合适的引物并建立本地微条形码数据库，对于环境DNA结果的进一步探究十分重要．本文通过数字模拟PCR技术，对食草动物环境DNA研究中常用的3个微条形码进行比较，发现psbCL具有最高或略低于最高的覆盖度和分辨率，在环境DNA分析中推荐优先使用．利用psbCL建立了东北虎豹国家公园本地微条形码库，同时利用psbCL扩增梅花鹿粪便中的进食物种，以比较本地微条形码库和公共数据库在物种鉴别能力方面的差异．结果表明，本地数据库在属和种水平均提高了鉴别能力．因此，本研究推荐环境DNA分析中建立本地微条形码库，以提高研究的精度，本研究所建立的东北虎豹国家公园植物DNA微条形码数据库也将为未来高精度的环境DNA分析提供基础．
2023, 59(4): 629-636.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023114
摘要:
为探索玉米呼吸爆发氧化酶（RBOH）与钙依赖型蛋白激酶（CDPK）协同调控花粉管极性生长的机制，通过蛋白保守结构域分析获得14个ZmRBOH家族基因，且利用转录组数据分析了ZmRBOH的时空表达模式．结果显示，ZmRBOHD1和ZmRBOHD2在玉米成熟花粉中特异表达．选择花粉特异表达的ZmRBOHD1和功能已知的花粉管极性生长调节因子ZmCDPK32开展蛋白相互作用研究，结论有如下2点：1）通过瞬时表达ZmRBOHD1-GFP融合蛋白证明ZmRBOHD1定位于细胞膜；2）利用酵母双杂交和双分子荧光互补技术证实ZmRBOHD1可以和ZmCDPK32相互作用，并且生物信息学分析发现ZmRBOHD1具有潜在的CDPK磷酸化靶点．结果表明，ZmCDPK32可能通过与ZmRBOHD1的相互作用协同调控玉米花粉管发育，这为深入探究花粉管极性生长的分子机制奠定了基础．
为探索玉米呼吸爆发氧化酶（RBOH）与钙依赖型蛋白激酶（CDPK）协同调控花粉管极性生长的机制，通过蛋白保守结构域分析获得14个ZmRBOH家族基因，且利用转录组数据分析了ZmRBOH的时空表达模式．结果显示，ZmRBOHD1和ZmRBOHD2在玉米成熟花粉中特异表达．选择花粉特异表达的ZmRBOHD1和功能已知的花粉管极性生长调节因子ZmCDPK32开展蛋白相互作用研究，结论有如下2点：1）通过瞬时表达ZmRBOHD1-GFP融合蛋白证明ZmRBOHD1定位于细胞膜；2）利用酵母双杂交和双分子荧光互补技术证实ZmRBOHD1可以和ZmCDPK32相互作用，并且生物信息学分析发现ZmRBOHD1具有潜在的CDPK磷酸化靶点．结果表明，ZmCDPK32可能通过与ZmRBOHD1的相互作用协同调控玉米花粉管发育，这为深入探究花粉管极性生长的分子机制奠定了基础．
2023, 59(4): 637-643.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023116
摘要:
为了研究极小种群物种黄花绿绒蒿的分布格局，从而为黄花绿绒蒿的保护制定针对性策略，在目前已知黄花绿绒蒿唯一分布区内设置了3块样方，记录了样方内所有黄花绿绒蒿个体，通过单样本与双变量统计函数对随机标签模型进行了点格局分析．研究结果显示：在小尺度上，黄花绿绒蒿呈现出明显的聚集分布；而在中大尺度上，这种聚集有所减弱．造成黄花绿绒蒿在小尺度上聚集的主要原因是扩散限制，而生境过滤在中大尺度上同样影响着黄花绿绒蒿的空间分布．双变量点格局分析表明，黄花绿绒蒿的幼年个体聚集程度最高，此后因为种内竞争加剧，导致成年个体更接近随机分布，因此，在黄花绿绒蒿的保护过程中，确保成年植株顺利散播种子并提高种子的扩散能力尤为重要，在保护黄花绿绒蒿物种的同时，也应注意对其所处生境的保护．
为了研究极小种群物种黄花绿绒蒿的分布格局，从而为黄花绿绒蒿的保护制定针对性策略，在目前已知黄花绿绒蒿唯一分布区内设置了3块样方，记录了样方内所有黄花绿绒蒿个体，通过单样本与双变量统计函数对随机标签模型进行了点格局分析．研究结果显示：在小尺度上，黄花绿绒蒿呈现出明显的聚集分布；而在中大尺度上，这种聚集有所减弱．造成黄花绿绒蒿在小尺度上聚集的主要原因是扩散限制，而生境过滤在中大尺度上同样影响着黄花绿绒蒿的空间分布．双变量点格局分析表明，黄花绿绒蒿的幼年个体聚集程度最高，此后因为种内竞争加剧，导致成年个体更接近随机分布，因此，在黄花绿绒蒿的保护过程中，确保成年植株顺利散播种子并提高种子的扩散能力尤为重要，在保护黄花绿绒蒿物种的同时，也应注意对其所处生境的保护．
2023, 59(4): 644-652.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023121
摘要:
以二型闭花受精植物紫花地丁（Viola philippica Cav.）为实验材料，将人工授粉获取的开放花异交后代、开放花自交后代、闭锁花后代3种类型种子，分别进行单独种植和两两竞争种植实验，通过对比3种类型种子的大小和萌发率，以及营养生长阶段的植株高度、最大叶叶片长度和宽度、叶片数，分析不同类型后代的适合度差异．结果显示，开放花异交后代的适合度最大，开放花自交后代次之，闭锁花后代最小．这表明遗传效应和花型效应对适合度均会造成影响，其中遗传效应起主导作用．
以二型闭花受精植物紫花地丁（Viola philippica Cav.）为实验材料，将人工授粉获取的开放花异交后代、开放花自交后代、闭锁花后代3种类型种子，分别进行单独种植和两两竞争种植实验，通过对比3种类型种子的大小和萌发率，以及营养生长阶段的植株高度、最大叶叶片长度和宽度、叶片数，分析不同类型后代的适合度差异．结果显示，开放花异交后代的适合度最大，开放花自交后代次之，闭锁花后代最小．这表明遗传效应和花型效应对适合度均会造成影响，其中遗传效应起主导作用．
2023, 59(4): 653-660.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023124
摘要:
以恢复生态学为理论基础，采用生态系统定位研究方法，从群落学角度系统研究了在青海湖湖东高寒沙地建立的几种不同人工植被恢复样地的植物群落特征，比较分析了植被恢复过程中不同人工植物群落的物种多样性和功能多样性．研究发现：青海湖湖东沙地人工植物可划分为“沙蒿-沙棘群落”“沙蒿-乌柳群落”和“沙棘-沙蒿群落”3个群落；人工群落的盖度与灌木层盖度变化趋势一致；实施多片层植物混合定植的人工群落，无论在物种多样性还是功能性状多样性方面均优于其他群落，且较短的定植时间就可达到较高的恢复水平．研究结果可为高寒沙漠地区的植被重建和生态系统恢复提供理论支持，特别是对高寒沙漠防风固沙工程建设中的种苗优选和人工恢复群落的资源优化配置提供了一定的科学指导．
以恢复生态学为理论基础，采用生态系统定位研究方法，从群落学角度系统研究了在青海湖湖东高寒沙地建立的几种不同人工植被恢复样地的植物群落特征，比较分析了植被恢复过程中不同人工植物群落的物种多样性和功能多样性．研究发现：青海湖湖东沙地人工植物可划分为“沙蒿-沙棘群落”“沙蒿-乌柳群落”和“沙棘-沙蒿群落”3个群落；人工群落的盖度与灌木层盖度变化趋势一致；实施多片层植物混合定植的人工群落，无论在物种多样性还是功能性状多样性方面均优于其他群落，且较短的定植时间就可达到较高的恢复水平．研究结果可为高寒沙漠地区的植被重建和生态系统恢复提供理论支持，特别是对高寒沙漠防风固沙工程建设中的种苗优选和人工恢复群落的资源优化配置提供了一定的科学指导．
2023, 59(4): 661-673.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023140
摘要:
选取典型的放牧区和非放牧区，采用分层抽样设立了100个样方(放牧区47个、非放牧区53个)，采用高通量测序数据并结合大数据分析的方法探讨了森林放牧对土壤理化性质和土壤微生物群落组成的影响．研究结果显示：放牧显著增加了土壤密度(P = 0.005)和电导率(P = 0.045)，降低了土壤含水量(P = 0.022)，表明家畜的活动可能已经破坏土壤结构和降低土壤保水能力；放牧区的土壤可交换K+(P = 0.015)与Ca2+(P = 0.006)、全钙质量分数 (P = 0.004)显著高于非放牧区，表明放牧干扰加速了国家公园土壤养分积累．通过高通量测序技术，依据97%相似性原则，将细菌序列划分为9488个可操作分类单位(operational taxonomic units，OTUs)，真菌序列划分为5676个OTUs．放牧区与非放牧区的土壤细菌和真菌群落组成差异显著，坡度、土壤电导率和植物丰富度是影响土壤细菌群落组成的主要因素，而真菌群落组成受到放牧强度、海拔、坡度、植物丰富度、土壤电导率、全氮和速效磷的显著影响．进一步分析表明：变形菌门的相对丰度与放牧强度、海拔、电导率显著正相关，而与植物丰富度显著负相关；放线菌门的相对丰度与电导率显著正相关；绿弯菌门的相对丰度与电导率、植物丰富度显著正相关；担子菌门的相对丰度与海拔、坡度显著正相关，而与电导率、速效磷质量分数、植物丰富度显著负相关；子囊菌门和孢霉菌门的相对丰度与电导率、速效磷质量分数、植物丰富度显著正相关，而与海拔、坡度显著负相关；罗兹菌门的相对丰度与全氮、速效磷质量分数、植物丰富度显著正相关，而与海拔、坡度显著负相关．本研究表明，长期林下放牧对东北虎豹国家公园土壤理化性质和土壤微生物群落结构产生了不同影响，考虑到土壤与其微生物之间的强相互作用，可以预计土壤微生物群落结构的变化将极大地改变土壤功能，这对指导野生动物栖息地的恢复具有重要意义．
选取典型的放牧区和非放牧区，采用分层抽样设立了100个样方(放牧区47个、非放牧区53个)，采用高通量测序数据并结合大数据分析的方法探讨了森林放牧对土壤理化性质和土壤微生物群落组成的影响．研究结果显示：放牧显著增加了土壤密度(P = 0.005)和电导率(P = 0.045)，降低了土壤含水量(P = 0.022)，表明家畜的活动可能已经破坏土壤结构和降低土壤保水能力；放牧区的土壤可交换K+(P = 0.015)与Ca2+(P = 0.006)、全钙质量分数 (P = 0.004)显著高于非放牧区，表明放牧干扰加速了国家公园土壤养分积累．通过高通量测序技术，依据97%相似性原则，将细菌序列划分为9488个可操作分类单位(operational taxonomic units，OTUs)，真菌序列划分为5676个OTUs．放牧区与非放牧区的土壤细菌和真菌群落组成差异显著，坡度、土壤电导率和植物丰富度是影响土壤细菌群落组成的主要因素，而真菌群落组成受到放牧强度、海拔、坡度、植物丰富度、土壤电导率、全氮和速效磷的显著影响．进一步分析表明：变形菌门的相对丰度与放牧强度、海拔、电导率显著正相关，而与植物丰富度显著负相关；放线菌门的相对丰度与电导率显著正相关；绿弯菌门的相对丰度与电导率、植物丰富度显著正相关；担子菌门的相对丰度与海拔、坡度显著正相关，而与电导率、速效磷质量分数、植物丰富度显著负相关；子囊菌门和孢霉菌门的相对丰度与电导率、速效磷质量分数、植物丰富度显著正相关，而与海拔、坡度显著负相关；罗兹菌门的相对丰度与全氮、速效磷质量分数、植物丰富度显著正相关，而与海拔、坡度显著负相关．本研究表明，长期林下放牧对东北虎豹国家公园土壤理化性质和土壤微生物群落结构产生了不同影响，考虑到土壤与其微生物之间的强相互作用，可以预计土壤微生物群落结构的变化将极大地改变土壤功能，这对指导野生动物栖息地的恢复具有重要意义．
2023, 59(4): 674-679.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023126
摘要:
人与自然和谐共生的中国式现代化是我国新时代生态文明建设的战略任务．生态文明是人类发展新阶段，生态文明建设势在必行，其中生态文明教育对于助推生态文明建设具有极其重要的意义．高校在开展生态文明教育工作时，应基于生态文明素养提升的目标设置课程维度，架构生态文明教育课程体系，并建构生态文明教育活动开展所需的环境条件与评价体系．为完善高校生态文明教育建设工作，未来应着重界定学生生态文明素养内涵，促成生态文明教育学段贯通，并开发有效的生态文明素养评价工具，为我国生态文明建设目标的达成提供帮助．
人与自然和谐共生的中国式现代化是我国新时代生态文明建设的战略任务．生态文明是人类发展新阶段，生态文明建设势在必行，其中生态文明教育对于助推生态文明建设具有极其重要的意义．高校在开展生态文明教育工作时，应基于生态文明素养提升的目标设置课程维度，架构生态文明教育课程体系，并建构生态文明教育活动开展所需的环境条件与评价体系．为完善高校生态文明教育建设工作，未来应着重界定学生生态文明素养内涵，促成生态文明教育学段贯通，并开发有效的生态文明素养评价工具，为我国生态文明建设目标的达成提供帮助．
2023, 59(4): 680-686.
doi: 10.12202/j.0476-0301.2023131
摘要:
实验室是高校人才培养和科学研究的重要平台，实验室安全管理体系建设是实验室工作的重点．以北京师范大学生命科学学院为例，对实验室安全责任体系、安全管理制度、安全教育和准入、安全检查和整改机制、实验场所和安全设施管理、设备安全和共享管理、化学品安全和生物安全管理、废弃物管理等工作进行梳理，总结了高校生物类实验室安全管理体系的建设工作，旨在杜绝实验室安全事故，保障实验室安全运行．
实验室是高校人才培养和科学研究的重要平台，实验室安全管理体系建设是实验室工作的重点．以北京师范大学生命科学学院为例，对实验室安全责任体系、安全管理制度、安全教育和准入、安全检查和整改机制、实验场所和安全设施管理、设备安全和共享管理、化学品安全和生物安全管理、废弃物管理等工作进行梳理，总结了高校生物类实验室安全管理体系的建设工作，旨在杜绝实验室安全事故，保障实验室安全运行．
1956年创刊 双月刊
主管单位：教育部
主办单位：北京师范大学
主任：宋长青
主编：保继光
ISSN 0476-0301
CN 11-1991/N
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