On the latent state estimation of nonlinear population dynamics using Bayesian and non-Bayesian state-space models

Nonlinear state-space models have been increasingly applied to study population dynamics and data assimilation in environmental sciences. State-space models can account for process error and measurement error simultaneously to correct for the bias in the estimates of system state and model parameters. However, few studies have compared the performance of different nonlinear state-space models for reconstructing the state of population dynamics from noisy time series. This study compared the performance of the extended Kalman filter (EKF), unscented Kalman filter (UKF) and Bayesian nonlinear state-space models (BNSSM) through simulations. Synthetic population time series were generated using the theta logistic model with known parameters, and normally distributed process and measurement errors were introduced using the Monte Carlo simulations. At higher levels of nonlinearity, the UKF and BNSSM had lower root mean square error (RMSE) than the EKF. The BNSSM performed reliably across all levels of nonlinearity, whereas increased levels of nonlinearity resulted in higher RMSE of the EKF. The Metropolis–Hastings algorithm within the Gibbs algorithm was used to fit the theta logistic model to synthetic time series to estimate model parameters. The estimated posterior distribution of the parameter θ indicated that the 95% credible intervals included the true values of θ (=0.5 and 1.5), but did not include 1.0 and 0.0. Future studies need to incorporate the adaptive Metropolis algorithm to estimate unknown model parameters for broad applications of Bayesian nonlinear state-space models in ecological studies.     

白菜叶绿体DNA快速提取及分析

采用SDS-蛋白酶法提取了白菜的叶绿体DNA.琼脂糖电泳及紫外分光光度分析表明,所提取的叶绿体DNA质量高,除cpDNA主环外,在胞质雄性不育新种质及原不育系中还存在约1375bp和831bp的两条质粒分子.用所提取的叶绿体DNA作为模板进行RAPD扩增,获得了清晰的扩增图谱.该方法与传统的提取方法相比省时、高效、无污染.图2表1参14     

一种提取氧化葡萄糖酸杆菌山梨糖脱氢酶的简单方法

利用表面活性剂TritonX-100建立一种提取和测定氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter oxydans)L-山梨糖脱氢酶（L-sorbose dehydrogenaseSDH)活性的简便方法，最适提取条件为：TritonX-100浓度ψ（Triton)/%=0.3。提取温度θ=4℃，处理时间t/h=6-10h；用于提取的菌悬液D550nm范围0.090-0.252。该方法提取效率为细胞碎片法的97.83%。图2表2参7     

城市人居环境评价体系的研究及应用

在国内外人居环境理论研究及实践的基础上,提出了由系统层、子系统层和指标层构成的城市人居环境评价指标体系,其中系统层由社会经济环境、自然生态环境、公共设施建设、环境资源保护和环境管理能力五部分组成,子系统层由16个指标组成,指标层由43个具体指标组成。利用统计分析法(Delphi)确定各指标的权值。同时,针对本指标体系结构提出了单项评价和综合评价相结合的评价模式,并设置了城市人居环境质量指数和系统协调度两个综合性指标来全面评价城市人居环境质量。通过对重庆市渝北城区的综合评价,评价结果较客观地反映了该城区的实际。     

双波长标准加入法同时测定水中硝酸盐和亚硝酸盐

本文应用双波长标准加入法同时测定了硝酸盐和亚硝酸盐，在研究硝酸盐和亚硝酸盐紫外光谱的基础上，精确选择亚硝酸盐等吸收点波长２０２．５ｎｍ，２１６．５ｎｍ为测定波长。亚硝酸盐含量回归方程经推导得Ｃ＝－３．８４１＋１５６．６Ａ，相关系Ｒ＝１．０００。将该法用于合成样品及实际水样分析，所得结果较满意。     

酸化—吹气—吸收法测定水及废水中的硫化物

本文设计了硫化物测定的酸化－吹气－吸收装置，验证了装置对硫化的回收效果，对硫化物标准溶液的配制及其稳定性进行了研究，对分析条件进行了最佳选择，建立了亚甲基监光度法测定硫化物的分析方法，并对实际样品进行了测定。本方法的检出限为０．００５ｍｇＳ＾２－／ｌ，线性范围为０．００５－０．７００ｍｇＳ＾２－／ｌ，可应用于水和废水样品中微量硫化物的测定。     

快速PFU微型生物群落毒性试验法对铜、铅、砷联合毒性的研究

采用快速PFU微型生物群落毒性试验法对铜、铅、砷的联合毒性进行了研究 ,并用相加指数法评价其联合效应 .结果表明 ,Cu(Ⅱ )与Pb (Ⅱ ) ,Cu(Ⅱ )与As(Ⅴ )的联合毒性为协同作用 ;Pb(Ⅱ )与As(Ⅴ )的联合毒性为相加作用     

浅丘河道生态需水量计算方法对比研究——以鄂北地区水河为例

适宜的生态需水量是保障河道生态系统健康的重要因素,合理地计算生态需水量对河道生态系统评估具有现实意义。以鄂北地区典型浅丘河道——水河为例,基于Qp法(不同频率最枯月平均值法)、频率曲线法、最小月平均流量法、Tennant法及生物习性法5种方法的生态流量计算结果,探讨了各方法计算结果的合理性与适用性。结果表明:由于上下游河道水文条件差异性,上游断面采用生物习性法能较好地拟合河道水文节律变化和水质波动;同理,下游断面采用频率曲线法更加匹配下游河道水文、水质情况。因此,在河道上、下游断面分别采用生物习性法、频率曲线法计算得到适宜生态需水量为0.21 m^3/s、2.02 m^3/s。     

河流营养物参照状态的建立方法研究进展

建立营养物参照状态是河流水污染控制的关键问题之一。系统论述了参照状态的各种内涵,重点分析了国外建立河流营养物参照状态的各种方法及优缺点,并分析了其在中国的适用性。最后,提出了河流营养物参照状态的进一步研究的重点。参照状态根据允许人类活动影响的程度可有多种含义:最小干扰状态、历史状态、最少干扰状态和最佳可达成状态。其中,最少干扰状态和最佳可达成状态在现实管理中具有一定程度的可操作性。参照河流百分比法是建立营养物参照状态的首选方法,但中国水环境污染形势严峻,参照点变得越来越少。当参照点不存在时,一般河流百分比法是参照河流百分比法的替代方法,然而一般河流百分比法和参照河流百分比法的匹配性关系并不完全保持一致。由于栖息地退化等因素对生物完整性的影响程度可能比营养物浓度更大,生物响应法在实际应用中是非常困难的。流域模型法虽然有众多优点,但是数据要求较高,并且常用流域模型的机理与中国有较大差距,在中国应用的结果具有较大的不确定性。综合考虑中国水环境污染现状和数据要求,以多元线性回归模型为代表的简易模型方法在中国应有最大的适用性。然而,环境因素与营养物质间的关系往往都是非线性的,今后应着重研究建立河流营养物参照状态的多元非线性回归模型方法。此外,还应加强季风河流营养物参照状态的季节性差异与年际差异研究,并在全国层面上根据自然因素划分适当规模的生态区,分区确定各生态区的河流营养物参照状态。     

南京地区农业资源的综合评价研究

客观、准确地评价地区农业资源,对于农业资源的开发和利用具有重要意义。本文从系统论观点出发,将地区农业资源分成自然资源和社会资源,在能够较好地反映系统结构特征、不同样点差异及满足易于收集、便于数量表示和定量处理等基本要求的基础上,选择了若干评价指标。利用综合指数法、区位商法等评价方法,对南京地区的主要农业资源（土地资源、气候资源与社会资源）进行了定量分析,并在此基础上,利用资源优势度分析法进行了综合评价。结果表明,南部小区的农业资源具有整体优势,南部和中部的资源利用较为合理,北部小区则具有较为丰富的后备资源。最后,根据各地资源要素的不同组合,简要给出了较适宜的开发途径,为该地农业资源的进一步开发与利用提供了依据。