DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
system: [SYSTEM]

user: 3. 光谱匹配算法 1) 自适应变权重光谱相似性测度 采用上述模型获得的特征光谱能够最大程度地表征不同目标间的光谱特征差异，下一步需要利用光谱相似性测度进行基于特征光谱的弹道目标匹配识别。由于导弹尾焰气体辐射特性主要受高温高压条件下二氧化碳和水蒸气的影响，其在特定波段的谱线会表现出一定程度的相似性，尾焰气体组分越接近，这种相似性表现得越为明显，若只采用单一相似性测度判别会造成较大程度的误判，因此需要采用更加精确的相似性判别方法 [ 13 ] [ 14 ]。本文结合多个光谱相似性指标，提出一种能够根据匹配对象间的差异特点自动调整权重系数的新型光谱相似性测度，即SAVM。下面分别介绍SAVM所涉及的相似性指标，并给出其表达式 [ 15 ] [ 16 ]。 设 I i = ( I i 1 ， I i 2 ， ⋯ ， I i n ) T 和 I j = ( I j 1 ， I j 2 ， ⋯ ， I j n ) T 分别为目标红外辐射特征光谱数据和与之相匹配的特征光谱库的光谱数据， r i = ( r i 1 ， r i 2 ， ⋯ ， r i n ) T 和 r j = ( r j 1 ， r j 2 ， ⋯ ， r j n ) T 分别为相应谱线标准化后的响应值，n为特征光谱波段数 k = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ，r ik 为光谱I i 在第k个波段的响应值。 距离相似性测度(SBD) [ 17 ] 距离相似性测度可描述两光谱矢量间的几何距离，常用的表征二者光谱矢量差异的数学表达方法为欧氏距离函数 V S B D ( r i ， r j ) = ∑ k = 1 N ( r i k − r j k ) 2 N 式中N为波段数， V S B D ( r i ， r j ) 表示用于匹配的两光谱矢量的距离相似性测度值，取值范围为[0，1]，数值越小，距离相似程度越大。 线型相似性测度(SSD) 光谱曲线形状差异可由皮尔森相关系数表示，其数学表达式为 V S C M ( r i ， r j ) = ∑ k = 1 N ( r i k − r i ¯ ) ( r j k − r j ¯ ) [ ∑ k = 1 N ( r i k − r i ¯ ) 2 ] 1 2 [ ∑ k = 1 N ( r j k − r j ¯ ) 2 ] 1 2 其取值在[−1，1]之间，其绝对值越大表示光谱线型越相似。光谱线型相似性测度表示为 V S S D ( r i ， r j ) = [ 1 − V S C M ( r i ， r j ) 2 ] 2 其取值范围为[0，1]，数值越小，线型相似程度越大。 信息量相似性测度(SID) 光谱信息量相似性测度是以信息论角度考虑的一种相似性测度，可通过光谱信息散度表征待匹配光谱间的信息量差异，SID表达式为 V S I D ( r i ， r j ) = D ( r i ∥ r j ) + D ( r j ∥ r i ) 式中的两个值分别为r i 关于r j 的熵以及式中的两个值分别为r j 关于r i 的熵。 D ( r i ∥ r j ) = ∑ k = 1 N     p i k D k ( r i k ∥ r j k ) = ∑ k = 1 N     p i k ( I ( r i k ) − I ( r j k ) ) D ( r i ∥ r j ) = ∑ k = 1 N     p j k D k ( r j k ∥ r i k ) = ∑ k = 1 N     p j k ( I ( r j k ) − I ( r i k ) ) 式中 I ( r i k ) 为光谱在 r i 在第k个波段的自信息， I ( r j k ) 光谱在 r j 在第k个波段的自信息， I ( r i k ) = − log p i k ， p i k 为光谱 r i 在第k个波段的概率， p i k = r i k / ∑ n = 1 N r i n 。 为融合上述各相似性测度，提出的数学模型为 V = x V S B D + y V S S D + z V S I D 该模型可以将光谱的距离相似性测度、线型相似性测度和信息量相似性测度按照一定权重进行融合，形成较为全面的相似性测度函数。式中x，y，z分别为上述测度相应的自适应权重，权重系数由各测度的变异系数求得，计算公式为 { T S B D x = T S S D y = T S I D z x + y + z = 1 式中 T S B D ， T S S D ， T S I D 分别为相应各测度在全波段范围内的变异系数，表示两光谱数据间的变异程度，采用标准差与平均数的比值计算，可求得 x ， y ， z 。结合尾焰辐射模型的尾焰特征光谱可以实现对尾焰目标的识别。
system: [SYSTEM]

user: 4. 实验结果与分析 本文通过headwall光谱相机对空中背景的小目标进行成像，包括云团、地空背景等信息。通过MATLAB以及ENVI对数据进行处理。 如图2显示了对图像进行背景抑制以及阈值分割后的图像，可以看出在背景抑制后，已明显将大部分灰度较低的信息去除，并在阈值分割之后仅留下了变化较大的边缘部分以及可能的小目标点。 图2. 图像预处理结果 通过对纯净背景下的目标进行的光谱提取得到目标的光谱图如图3。 图3. 小目标的特征光谱 将该光谱用作特征光谱，结合光谱相机拍照图片可以得到小目标的识别结果如图4。 在特征光谱提取后，对目标图像进行光谱相似度的测试，通过前文提到的四种测度进行匹配。为验证本文基于光谱成像的小目标识别算法有效，与现有仅通过图像处理的提取算法对比，主要是阈值分割检测法的结果进行对比，可以明显看出对于目标的提取数量有显著区别，即能够较好地排除噪声即干扰物等的影响。 将该光谱用作特征光谱，结合光谱相机拍照图片可以得到小目标的识别结果如图4。 图4. 小目标提取结果图 通过两种提取方法的比较，仅从数量上就能看出光谱成像的识别方法。 本文算法对比传统小目标提取算法的结果，即单通过图像处理的角度提取小目标，消除了噪声和背景等因素的干扰，在提取的精度上有了明显的提升。
system: [SYSTEM]

user: 5. 结论 本文提出了基于光谱成像的小目标检测算法，该算法通过top-hat算法对空域图像进行初步处理，大致划分出可能的小目标区域，节省后续光谱匹配算法的计算量，利用光谱的特性对目标进行识别，达到时效性和准确性。并且通过实验结果表明，该算法对复杂背景下的小目标识别效果显著。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文采用水分平衡法对东北国有林区森林生态系统服务功能之涵养水源进行估算，结果表明：东北国有林区森林生态系统每年调节水量共计410.6亿m 3 ·a −1 ，分别是黑龙江109.3亿m 3 ·a −1 ，吉林197.3亿m 3 ·a −1 ，内蒙古104亿m 3 ·a −1 。涵养水源价值总量为5306.8亿元·a −1 ，分别是黑龙江1832亿元·a −1 ，吉林2279.8亿元·a −1 和内蒙古均1195亿元·a −1 。从森林类型来看，涵养水源价值量最多的是阔叶混交林，落叶松林次之，樟子松林最少。 关键词 :水分平衡法，生态系统服务，涵养水源价值 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 生态系统服务是指人类从生态系统中所获得的收益，是人类福祉和可持续发展的基础 [ 1 ]。在众多生态系统服务中，水源涵养服务占据着重要的地位 [ 2 ]。森林生态系统在涵养水源方面具有十分显著的作用 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。自20世纪中叶以来，众多学者对森林生态系统水源涵养功能的水文过程和形成机制以及价值计算开展了大量卓有成效的研究 [ 6 ] [ 7 ]。例如，上世纪八九十年代基于能值理论的森林涵养水源研究 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]，进入21世纪研究方法不断进步，模型模拟与GIS结合等新的评估方式被逐渐地应用到生态系统服务功能的评估中来 [ 11 ] - [ 18 ]。 东北国有林区是指黑龙江、吉林、内蒙古等省区国有的天然林区，主要分布在大、小兴安岭、完达山、长白山等地，森林面积3778.49万公里，占全国森林总面积的21.6%；森林蓄积量31.56亿立方米，占全国总量的26.09%，资源优势十分明显。是国家森林资源的重点区域 [ 19 ] [ 20 ]。 有关该地区森林服务功能研究大都针对个别区域森林群落和林分类型，大区域尺度的研究成果较少。本文基于森林资源二类调查数据，采用水量平衡方程对区域森林生态系统水源涵养能力进行计算，分析水源涵养总量与价值特征，评价其重要性，以期为水源涵养林的布局优化、森林生态系统的管理提供依据。
system: [SYSTEM]

user: 2. 研究区概况 研究区主要分布于黑龙江省、吉林省和内蒙古自治区东部(E117˚06'~135˚05'， N41˚25'~53˚23')，东西跨度约1300 km，南北距离达1400 km。包括：吉林森工集团、长白山森工集团、龙江森工集团和大兴安岭林业集团，其中吉林森工集团和长白山森工集团在统计年鉴中统称“吉林集团”(图1)。该区地形地貌、气候、土壤和植被类型差异明显，森林广袤，野生动植物资源丰富。主要地貌类型有山地、丘陵、平原和高原，海拔在30~1600 m之间。位于亚欧大陆东部，大部分地区属中温带，只有北部少部分地区属寒温带，从东南向西北依次由湿润气候过渡到半湿润半干旱气候再到干旱气候。降雨量分布季节、区域差异较大，东北天保工程区年平均降雨量在400~600 mm，内蒙古东部降水在150~450 mm。由于地形地貌、气候和土壤类型的差异，其植物区系分布复杂多样，主要植被类型有落叶松(Larix gmelinii (Rupr.) Kuzen.)、樟子松(Pinussylvestris L. var. mongolica Litv.)、白桦(Betula platyphylla Suk.)、柳树(Salix babylonica L.)、柞树(Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.)、针叶林、落叶混交林、针阔混交林和落叶阔叶林等。 图1. 研究区域
system: [SYSTEM]

user: 3. 数据来源与研究方法 3.1. 数据来源 该研究数据主要来源主要包括： 1) 物质量的测算数据：所需的评估参数主要由森林资源二类调查数据和生态站野外监测及文献 [ 21 ] - [ 27 ]。 2) 价值量的测算数据：主要来源于我国权威机构所公布的社会公共数据及文献 [ 21 ] - [ 27 ]。 3) 森林生态数据:主要来源于森林生态站和辅助观测样地的长期观测数据。 3.2. 研究方法 本研究主要采用国家林业局2008年5月1日开始实施的林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008) [ 21 ] (以下简称《规范》)进行评估。结合野外调查数据与室内实验实测数据，定量计算分析了涵养水源的物质量与价值量。 森林生态系统涵养水源物质量： G 调 = 10 A ( P − E − C ) F 式中， G 调 为森林生态系统涵养水源物质量，10 8 m 3 ·a −1 ；P实测林木外降水量，mm·a −1 ；E实测林分蒸腾量，mm·a −1 ；C实测地表快速径流量，mm·a −1 ；A林分面积，hm 2 ；F森林生态功能修正系数。 森林生态系统涵养水源价值量： U 调 = 10 C 库 A ( P − E − C ) F d 式中， U 调 为森林生态系统涵养水源价值量，10 8 元·a −1 ； C 库 为水库库容造价，10 8 元·a −1 。
system: [SYSTEM]

user: 4. 结果与分析 4.1. 东北国有林区森林生态系统服务功能的测算结果 经估算(图2)，东北国有林森林生态系统调解水总量为吉林 > 黑龙江 > 内蒙古，涵养水源物质量分别为197.3亿m 3 ·a −1 ，109.3亿m 3 ·a −1 ，104亿m 3 ·a −1 ，占涵养水源服务总量的48%，27%和25%。 涵养水源服务总价值吉林 > 黑龙江 > 内蒙古，分别为2279.8亿元·a −1 ，1832亿元·a −1 和1195亿元·a −1 ，占涵养水源服务总价值量的43%%，35%和22%。 图2. 东北国有林区森林生态系统涵养水源物质量与价值量 4.2. 不同林型森林生态系统服务功能价值结果 经计算(表1)，东北国有林区不同森林类型涵养水源能力不同，黑龙江和吉林调节水量最多的是阔叶混交林，价值量分别是970.96亿元·a −1 和761.215亿元·a −1 占地区调节水量的68%和50%。内蒙古调节水量最多的是落叶松林，价值量为807亿元·a −1 ，占68%。最少的均是樟子松林，值量分别是18.2亿元·a −1 ，7.17亿元·a −1 和3.48亿元·a −1 ，分别占地区该功能项总价值量的0.3%，0.6%和1.5%。本研究黑龙江、吉林和内蒙古四种林型该功能总价值量分别占地区该功能总价值量的62%，48%和99%，占所有服务功能总价值量的17%，16%和23%。 Table 1 Ecosystem service value in the northeast state-owned forest 林分类型 面积/hm 2 涵养水源 黑龙江 阔叶混交林 38.63 970.96 樟子松林 9.12 3.48 杨桦林 293.55 36.64 落叶松林 340.77 128.24 樟子松林 47.842 7.17 杨桦林 27.1215 239 落叶松林 11.9250 103.965 内蒙古 阔叶混交林 28.2553 25 樟子松林 11.37 18.2 杨桦林 289 340 落叶松林 511 807 表1. 东北国有林区不同森林生态系统服务价值10 8 元·a −1
system: [SYSTEM]

user: 5. 讨论 水源涵养是生态系统服务功能的重要组成部分，其概念因研究者有不同理解，采用的评估方法不同、数据不同，不同学者对同一地区水源涵养价值量与物质量计算结果差异较大，可比性较差。本研究中仅对东北国有林区森林生态系统涵养水源的物质量和价值量进行评估，依据的是《森林生态系统服务评估规范(LY/T 1721-2008)》中的社会公共数据，这些参数在不同区域因当地经济情况和社会情况稍有不同，但本研究采用均一化的参数标准，数据的校正有待进一步研究，因此构建更合理的评估指标体系和完善相关的评估方法仍是今后森林生态系统服务功能评估的研究重点。 本研究中阔叶混交林和落叶松林在水源涵养服务功能中所占比例较高，说明这2种优势树种的保护以及应加大对这些树种的繁育力度，增加林分面积，以提供更多的生态服务。 需要生态服务提供的区域可能很多，但保护与补偿资金有限，为了提高资金的使用效率，需要依据区域和林分个体情况，选择合适的生态服务提供者，本研究数据结果可以作为基础数据，提供参考。 森林生态系统的生态服务功能随着资源再生性和政策性变化而动态变化的，坚持森林生态系统长期定位研究，结合遥感影像观测等多种尺度的森林生态服务功能的监测和评估，更有助于提高森林生态系统服务评估的准确性，数据内容也更详细，具有一定说服力。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本研究利用WRF-Chem模式，以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的再分析数据作为驱动数据，中国多分辨率排放清单共享平台(MEIC)人为源排放数据作为人为源排放数据，以华北平原作为研究区，研究时间为2016年4月6日，设置一组对比试验，分别模拟有无人为源排放影响下的环境，将有无气溶胶环境的环境因素带入到植被光合作用模型(Vegetation Photosynthesis Model， VPM)模型中获得两者环境下的总初级生产力(Gross primary productivity， GPP)。本文主要研究结果是气溶胶导致研究区内大部分时段平均气温下降，小部分时段因吸热气溶胶原因导致平均气温，轻微上升。从区域尺度分析，气溶胶环境效应与气溶胶的关系，受下行辐射与气溶胶种类影响，导致气温不能随PM 2.5浓度同步变化，在一些区域出现气温升高的现象。白天平均气温均有所下降，下降范围0.350%~2.667%。其环境效应导致2016年4月6日整个研究区平均GPP下降0.03%~2.55%。从区域尺度分析，虽然气溶胶环境效应(气温)总体以降温为主，但存在区域性增温，导致部分地区GPP增加最高增加超过5%，但其地区本身GPP却小于1 g C m −2 ∙day −1 ，其变化绝对值却很小。GPP减少绝对值的地区位于山东省，江苏省，河南省，安徽省交界处减少为0.05 g C m −2 ∙day −1 ~0.2 g C m −2 ∙day −1 ，增加绝对值在苏北地区增加为0.05 g C m −2 ∙day −1 ~0.1 g C m −2 ∙day −1 。 关键词 :WRF-Chem，VPM，GPP，雾霾 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 大气气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。它们能作为冰晶和水滴的凝结核、太阳辐射的吸收体和散射体，并参与各种化学循环，是大气的重要组成部分。大气气溶胶产生的天然或人为原因有：雾、霾、烟等 [ 1 ]。随着全球经济的飞速发展，人类活动不断向大气中排放大量的颗粒物，导致全球大气中的气溶胶含量大幅度上升，这种上升趋势在东亚和南亚尤其显著 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。气溶胶生态学效应的研究在近十年来才逐渐得到重视 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。目前大气气溶胶的研究主要集中在对其成分来源、大气物理化学和对人类健康的影响上。大气气溶胶粒子能够吸收、散射太阳辐射，直接影响全球的辐射平衡 [ 9 ]。太阳辐射是陆地生态系统CO 2 吸收和水分蒸发的能量来源，太阳辐射的任何变化都可能显著地改变陆地生态系统生物地球化学循环过程。另外，当云结合中含有气溶胶粒子，气溶胶浓度的变化会影响云量、云的寿命及其光学特性，从而引起全球和区域内的温度及降水的变化 [ 10 ]，进而影响陆地生态系统的关键生物地球化学等过程 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]。 大气气溶胶通过吸收和反射太阳辐射，从而影响地面–大气的辐射平衡，此现象属于气溶胶的直接效应(direct effect)。同时云的凝结核为气溶胶粒子，气溶胶浓度的变化会影响云量、云的寿命及云的光学特性，从而引起全球和区域内的温度及降水的变化 [ 9 ] [ 11 ] [ 15 ]，这称之为气溶胶的间接效应(indirect effect)。人为气溶胶(BC、有机碳、 SO 4 2 − 、 NO 3 − 和dust)对总体环境的影响是起到降温作用，其中直接辐射导致辐射总量减少0.5 W∙m −2 ，而间接云反照率影响导致减少0.7 W∙m −2 [ 16 ] [ 17 ]。吸光性气溶胶，如BC，能使大气层增温。而光散射粒子，如 NO 3 − 、 SO 4 2 − 和有机物可以对地表起冷却作用。有研究显示，California观察到的季节性温度变化趋势也与气溶胶浓度变化趋势是一致的，这些数据表明，气溶胶浓度与近地面气温呈负相关关系，气温气溶胶浓度增大可能导致近地面气温下降，相反，人为气溶胶浓度的减少导致所观察到的近地面气温上升。由于气溶胶的降温效应，因此能部分抵消温室效应导致的气温升高，继而影响植物生长 [ 18 ]。此外，气溶胶的辐射效应还会使陆地和海洋之间的温度差变小，使得季风环流减弱，减少了降雨量并改变了降水格局 [ 11 ] [ 19 ] [ 20 ]。 现阶段对气溶胶共同变化的冠层温度，空气湿度，饱和水汽压差(vapor pressure deficit， VPD)等环境因子可能会对陆地生态系统产生的影响研究较少，且没有进行定量化的深入分析 [ 5 ] [ 21 ] [ 22 ]。由于分析数据通常以实测为主，缺少系统的研究，无法剥离气溶胶对环境因素的影响，使得无法评估气溶胶对温度等环境因素条件的影响，这在很大程度上影响区域碳平衡的估计。所以进一步系统地研究雾霾对植物光合的冠层光合的影响是非常必要的。因此本研究利用区域动力–化学耦合模式(Weather Research and Forecasting Chemical model， WRF-Chem)，与VPM模型。通过WRF-Chem并设立对比试验(无人为源影响)，获得气溶胶对环境因素(温度)的影响，再利用VPM模型，探究由于气溶胶产生的外界环境的变化(温度)对植物初级生产力的影响。
system: [SYSTEM]

user: 2. 试验设计与研究区域介绍 本研究选取2016年4月6日华北地区的雾霾天气为例，将以欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的再分析数据作为驱动数据，人为源排放数据来自中国多分辨率排放清单共享平台利用采用WRF-Chem模拟得到的雾霾事件中的现实气象数据(温度)，及对照试验的气象数据模拟结果。将得到的气温数据结合MODIS的增强植被指数(EVI)，陆地表面水分指数(LSWI)数据和土地覆盖分类产品(MCD12Q1)，以及Himawar-8的PAR数据，运用VPM模型得到区域尺度下的植被总初级生产力(GPP)，并与无气溶胶影响下得到的结果进行比较。最后分析在有无气溶胶影响下环境因子(气温)对植被区域尺度总初级生产力的影响强度。 研究地区华北平原是中国第二大平原，位于黄河下游，由黄河、淮河、海河等冲积而成。跨越北京、天津、河北、河南、安徽、江苏、山西等省(直辖市)，面积约32.6万km 2 ，粮食作物以冬小麦、夏玉米为主。华北平原属于暖温带季风气候，四季变化明显，地势平坦，海拔多在50 m以下，便于耕作，加以土质肥沃，夏季炎热多雨，年降水量丰富，自古以来为中国重要的农业区 [ 23 ]。
system: [SYSTEM]

user: 3. 数据介绍 3.1. ECMWF数据 本文使用 ECMWF 的再分析资料作为气象驱动数据(http://www.ecmwf.int/products/data/)，该数据包括的气象参数有边界层高度、湿度、风向、风速、气温、气压等气象参数，数据空间分辨率为0.125˚ × 0.125˚。 3.2. 人为源数据 本研究模拟时段为2016年，选用的中国多分辨率排放清单共享平台(MEIC， Multi-resolution Emission Inventory for China)获取人为源排放数据(http://www.meicmodel.org) [ 24 ]。版本为MEICv.1.3，空间分辨率0.25˚ × 0.25˚。 3.3. MODIS数据 模型运行所需的植被指数EVI和LSWI是由MODIS陆地产品的地表反射率产品MOD09A1 (http://ladweb.nascom.nasa.gov/)，计算得到的 [ 25 ] [ 26 ]。该产品空间分辨率500 m，时间分辨率8天。本研究选用在研究时间内4月6日和4月14日地表反射率数据代表的其前后4天的地表反射率。 本研究选用基于IGBP土地覆盖分类方法。空间分辨率为500 m，来提供不同生物群系的温度及相关信息。MCD12Q1的分类方案见表1。本研究采用的方案是IGBP全球植被分类 [ 27 ]。 Table 1 MCD12Q1 classification schem 数据集 Land_cover_type1 Land_cover_type2 Land_cover_type3 Land_cover_type4 Land_cover_type5 分类方案 DN IGBP 全球植被分类 马里兰大学植被分类 由MODIS数据得到的叶面积指数/植被光和有效辐射分量 由MODIS数据得到的净初级生产量 种植功能分类 0 水 水 水 水 1 常绿针叶林 常绿针叶林 草地/谷类作物 常绿针叶 植被 常绿针叶林 2 常绿阔叶林 常绿阔叶林 灌木 常绿阔叶 植被 常绿阔叶林 3 落叶针叶林 落叶针叶林 阔叶作物 落叶针叶 植被 落叶针叶林 4 落叶阔叶林 落叶阔叶林 热带草原 落叶阔叶 植被 落叶阔叶林 5 混交林 混交林 阔叶林 一年期落阔叶林植被 灌木 6 稠密灌丛 稠密灌丛 针叶林 一年期落草地植被 草地 7 稀疏灌丛 稀疏灌丛 非植被 非植被用地 谷物类 8 木本疏树草原 木本疏树草原 城市 城市 阔叶作物 9 稀疏草原 稀疏草原 城市建筑区 10 草地 草地 雪与冰 11 永久湿地 稀疏植被 12 农用地 农用地 13 城市建筑区 城市建筑区 14 农用地/自然植被拼接 15 雪和冰 16 稀疏植被 稀疏植被 17 水 254 未分类 未分类 未分类 未分类 未分类 255 背景值 背景值 背景值 背景值 背景值 表1. MCD12Q1分类方案 本研究利用2016年4月的光合有效辐射，选用的为全幅图像，时间分辨率为1小时，PAR数据单位为μmol/m 2 /s，与本研究最大光能利用率 ε 0 的单位g C m −2 ∙d −1 ∙(W∙m −2 ) −1 不通用，所以需要进行单位换算，其换算系数为0.219 [ 28 ]。
system: [SYSTEM]

user: 4. 模型介绍 4.1. WRF-Chem介绍 WRF-Chem模式作为新一代中尺度预报模式，是在WRF模式基础上引进了化学模块，实现了气象模块和化学模块的完全在线耦合。该模式考虑了大气污染物的平流输送、湍流扩散、干湿沉降、气相化学、气溶胶形成和光解率等过程，可用于雾霾天气过程的数值模拟 [ 29 ]。 4.2. VPM模型介绍 VPM模型是基于光能利用率原理建立的植被生产力模型。该模型具有结构简单，模拟精度高的特点，目前已被广泛运用于区域和全球尺度生态系统生产力的估算研究中 [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]。VPM的驱动变量包含：遥感数据为驱动变量和涡度相关通量数据。模型的原理为，利用光合有效辖射(absorbed photosynthetic active radiation APAR)与植被吸收的光能利用率相乘获得GPP。植被冠层由非光合有效植被(nonphotosynthetic vegetation， NPV)和光合有效植被(photosynthetically active vegetation， PAV)两部分组成VPM模型，而相应地，冠层利用的PAR比例( FPAR canopy )也由两个部分组成： FPAR canopy = FPAR PAV + FPAR NPV (4.1) 因此，VPM的计算公式为： GPP = ε g × FPAR PAV × PAR (4.2) PAR为光合有效福射； FPAR PAV 为绿色叶片吸收光合有效辐射的比率。模型中光能利用率( ε g )受温度限制因子( T scalar ) [ 33 ] 和最大光能利用率( ε 0 )、水分限制因子( W scalar )以及物候( P scalar )的函数 [ 34 ] 影响。公式如下： ε g = ε 0 × T scalar × W scalar × P scalar (4.3) T scalar = ( T − T min ) ( T − T max ) ( T − T min ) ( T − T max ) − ( T − T opt ) 2 (4.4) 式中：T为气温(℃)； T min ， T max 和 T opt 分别为植被光合作用最低、最高和最适温度，当T小于 T min 时， T scalar 设为0。 ε 0 是表示最大光能利用率，其数值随生物群系变化的参数， T min ， T max 和 T opt 采用经验值，如表2所示 [ 35 ]。 W scalar 表示水分对光能利用率的影响并使用地表水指数(LSWI)进行计算。 W scalar = 1 + LSWI 1 + LSWI max (4.5) 式中 LSWI max 为生长季最大陆地表面水分指数。 式(4.2)中， FPAR PAV 表示为EVI的线性函数： FPAR = α × EVI (4.6) 式中 α 等于1 [ 30 ]。 增强植被指数(EVI)和陆地表面水分指数(LSWI)，用于模型模拟： EVI = 2.5 × ρ nir − ρ red ρ nir + 6 × ρ red − 7.5 × ρ blue + 1 (4.7) LSWI = ρ nir − ρ red ρ nir + ρ swir (4.8) Table 2 List of relevant parameters of different biome 类别 T min (℃) T opt (℃) T max (℃) ε 0 [g C m −2 ∙d −1 ∙(W∙m −2 ) −1 ] 常绿针叶林 −1 20 40 0.078 常绿阔叶林 2 28 48 0.078 落叶针叶林 −1 20 40 0.078 落叶阔叶林 −1 20 40 0.078 混交林 −1 19 48 0.078 郁闭灌木林 −1 25 48 0.078 稀疏灌木林 1 31 48 0.078 乔木稀树草原 −1 24 48 0.078 稀树草原 1 30 48 0.078 草地 0 27 48 0.078 永久湿地 −1 20 40 0.078 耕地 −1 30 48 0.078 城市与建设用地 1 30 48 0.078 耕地自然植被混合区 0 27 48 0.078 冰雪 −1 20 40 0.078 贫瘠植被 0 27 48 0.078 表2. 各生物群系相关参数列表 式中： ρ red 、 ρ nir 、 ρ swir 和 ρ blue 分别是红波段、近红外波段、短红波段和蓝波段的地表反射率。 P scalar 表征叶龄对光合作用的影响。叶片出现到充分舒展阶段的计算公式为： P scalar = 1 + LSWI 2 (4.9) 叶片舒展后： P scalar = 1 (4.10)
system: [SYSTEM]

user: 5. WRF-Chem模型模拟结果分析 图1、图2分别是4月6日白天的气溶胶浓度分布和白天的平均温度分布图，受气溶胶的影响，在大部分地区，如北面的燕山山脉，西面为太行山脉沿线，山东省，江苏省，安徽省，河南省交界处，出现明显降温区域，最低降温达到2℃。但研究显示并不是PM 2.5浓度越高降温越明显。其主要的原因： 1) 当地的下行短波辐射值高于其他地方，导致PM 2.5浓度相对高值区较低时也能引起较大的降温。 2) 不同种类气溶胶，对气温的影响不同。很多研究表明气溶胶对辐射的直接效应和间接效应影响不同，导致气温受到的影响纯在差异，已经证明不同种类的气溶胶种类如： SO 4 2 − 、 NO 3 − 和BC。 SO 4 2 − 和 NO 3 − 气溶胶属于散射型气溶胶，能够吸收和散射太阳辐射，从而产生降温效应。黑碳气溶胶作为重要的吸收性气溶胶，对太阳辐射有强烈吸收，从而加热大气。虽然这样能减少到达地表的短波辐射，但是地面气温还是会因为黑碳的吸收效应增加；黑碳气溶胶间接辐射强迫很小并且有时事增温有时事降温，具有很强的不确定性，这主要是由于云的反馈过程比较复杂造成的 [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]。 图1. 4 月 6 日 PM 2.5平均浓度分布图 图2. 4月6日白天的平均温度分布图
system: [SYSTEM]

user: 6. 气溶胶环境效应对区域尺度GPP的影响 本研究以4月6日的雾霾情况为例分析气溶胶对区域尺度GPP的影响。如图3、图4是4月6日GPP有无气溶胶状况，图片去除水体，未分类，背景值，城市和建筑区土地类型等地物类型。由于气象要素对GPP的影响在−0.2 g C m −2 ∙day −1 ~0.2 g C m −2 ∙day −1 ，所以仅观察GPP分布图很难分析气溶胶对GPP的影响。 图5是4月6日研究区无气溶胶下环境下GPP减去有气溶胶下环境GPP，得到GPP的变化趋势图。 图3. 4月6日无气溶胶影响下研究区GPP 图4. 4 月 6 日 气溶胶影响下研究区GPP 图6则是对4月6日研究区GPP变化趋势除以无气溶胶影响下GPP变化百分比。图7是4月6日研究区无气溶胶下环境下气温减去有气溶胶下环境气温，得到的气温变化趋势图。图8则是对4月6日研究区GPP变化趋势除以无气溶胶影响下的气温变化百分比。GPP研究区PM 2.5平均浓度分布图和GPP分布图。由图7与图8可以看出，在山东省，江苏省，河南省，安徽省交界处同时存在降温，降温范围在1℃~2℃，5%~8%，而在苏北地区存在一定范围的增温，增温范围在0.5℃~1℃，2%~5%，气温差值与气温变化百分比变化幅度，基本一致，同时图5、图6在同一地区GPP减少和增加，减少为0.05 g C m −2 ∙day −1 ~0.2 g C m −2 ∙day −1 ，2%~5%，增加为0.05 g C m −2 ∙day −1 ~0.1 g C m −2 ∙day −1 ，1%~5%。在山东省东部区域也存在一定程度升温最高1℃，6%，GPP变化百分比也出现高增量最高5%，但GPP差值并数值不高最高为0.05 g C m −2 ∙day −1 ，但GPP变化百分比却显示很高超过5%。其主要原因是见图3当地GPP在无气溶胶环境下小于1 g C m −2 ∙day −1 ，其基数相较于其他地区较低。 图5. 4月6日有无气溶胶环境下GPP差值 图6. 4月6日气溶胶影响下GPP变化百分比
system: [SYSTEM]

user: 7. 气溶胶环境效应对区域尺度GPP的影响 本研究对2016年4月1日~2016年4月17日华北地区，雾霾天气产生的气溶胶环境效应(气温)对植物GPP在总平均值，区域尺度和不同植物种类的影响。主要研究结果如下： 图7. 4月6日有无气溶胶环境下气温差值 图8. 4月6日有无气溶胶环境下气温变化百分 1) 从区域尺度分析，气溶胶模拟结果出现两个高值区域分别是北面的燕山山脉，西面为太行山脉沿线。其原因为山体的阻挡与疏导作用。此结果与龙鑫 [ 40 ] 等人的研究结果相一致。气溶胶环境效应与气溶胶的关系受下行辐射与气溶胶种类影响，导致气温不能随PM 2.5浓度同步变化，甚至在一些区域出现气温升高的现象。气溶胶环境效应(气温)变化会影响植被气孔导度，光合、呼吸、蒸腾等代谢过程。受气溶胶影响，白天平均气温均有所下降，下降范围为0.350%~2.667%。从而导致2016年4月6日整个研究区平均GPP下降0.03%~2.55%。 2) 气溶胶环境效应(气温)总体以降温为主，但存在区域性增温，导致部分地区GPP最高增加超过5%，但其地区本身GPP小于1 g C m −2 ∙day −1 ，其变化绝对值很小。GPP绝对值减少的地区位于山东省，江苏省，河南省，安徽省交界处，减少数值为0.05 g C m −2 ∙day −1 ~0.2 g C m −2 ∙day −1 ，增加绝对值在苏北地区增加数值为0.05 g C m −2 ∙day −1 ~0.1 g C m −2 ∙day −1 。 本研究虽然获得实验时间内气溶胶环境效应对GPP产生负面影响，其主要原因是本研究的研究时间设置在4月份，气温低于植物最适温度，当出现降温时，导致GPP减少。而有研究表明当实验设计在夏天时，气溶胶引发的降温可以缓解温室气体产生的增温，从而增加GPP [ 41 ] [ 42 ]。所以在之后的研究中需要在更长时间尺度中探究气溶胶环境效应对GPP的影响。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 今天的美术院校美术教育专业已经不是早期的以培养中小学美术教师为唯一目标的教学。我们要研究新时代美术教育专业的教学，以美术教育专业的毕业设计教学为契机，探讨融入美育、加强美育的途径和方法，改革以技法学习为主、美术教育与美育脱节的教学模式，构建彰显美术教育特色以美育为核心的新时代美术教育专业的毕业设计教学。 关键词 :美术教育，毕业设计，美育 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 教育部于2005年印发了《全国普通高等学校美术学(教师教育)本科专业课程设置指导方案(试行)的通知》，规定了普通高等学校美术学(教师教育)本科专业“具备初步美术教育教学研究能力的合格基础教育美术教师和社会美术教育工作者”的培养目标，指出了高等学校美术学(教师教育)本科专业“基础教育美术教师和社会美术教育工作者”的培养方向。 2018年8月，习近平总书记对中央美术学院8位老教授的回信明确指出：美术教育是美育的重要组成部分，对塑造美好心灵具有重要作用 [ 1 ]。9月，教育部召开了座谈会，提出了“全面贯彻落实习近平总书记重要回信精神，推动学校美育工作再上新台阶” [ 2 ]。如何按照总书记的要求，贯彻教育部推动学校美育工作再上新台阶的精神，在美术院校美术教育专业毕业设计教学中“融入美育、加强美育”，构建新时代彰显美术教育专业特色的以美育为核心的教学是我们当前面临的重要课题。
system: [SYSTEM]

user: 2. 毕业创作和毕业设计是美术院校美术教育专业的重要课程 毕业创作和毕业设计作为美术院校美术教育专业的重要课程，包括二个方面：毕业创作、毕业设计的课程教学和毕业创作、毕业设计的作业展览。其一毕业创作、毕业设计作业展览代表着美术院校美术教育专业的教学成果和教学水平，其二检验着美术教育专业毕业创作、毕业设计课程教学的教学质量。毕业创作与毕业设计课程构成了美术教育专业毕业课程教学的完整课程，缺一不可。 其中，毕业设计属于美术教育专业毕业课程中的一个重要部分，其方向是以艺术设计专业方向(包含环境艺术设计、视觉传达设计、公共艺术设计等)为主要内容和对象的综合性课程。它除了具有艺术设计的基本特征，还具有美术教育专业“跨界、多元、融合”的特点，不同于美术院校艺术设计各专业的毕业设计。
system: [SYSTEM]

user: 3. 美术院校美术教育专业的毕业设计教学 笔者参加了数届全国高校美术教育研讨会，考察了一些美术院校的毕业创作与毕业设计展览，与中央美术学院、中国美术学院、四川美术学院、广州美术学院、鲁迅美术学院的教师进行了交流学习，了解到目前国内美术院校美术教育专业的毕业课程教学主要包括二个方面：绘画方向的毕业创作和艺术设计方向的毕业设计。其中，无论毕业创作、还是毕业设计课程设置，都与学院的相关绘画、艺术设计专业一致，“面向社会美术教育工作者和基础教育美术教师”为培养目标，教学采取了教师指定课题和学生自定课题的模式进行毕业创作和毕业设计，均以单幅绘画作品或一套设计方案作为教学成果进行毕业作品展览。毕业设计和毕业创作为学生毕业必须完成的重要课程，是学院检验美术教育专业教学效果、教学质量的重要手段，国内美术院校都极为重视，大多数美术院校美术教育专业的毕业设计与毕业创作作为整体进行了课程教学，并参加毕业展览，改变了以往美术教育专业只有毕业创作、没有毕业设计的局面。 近年来，为了适应社会发展的需求，部分美术院校美术教育专业开设的艺术设计专业方向的班级和学生多于绘画专业方向，毕业设计展览规模远超毕业创作，毕业设计的教学逐渐形成了美术教育专业毕业课程教学的主体。四川美术学院的美术教育专业每届五个班，四个班均为艺术设计专业方向，绘画专业方向只有一个班，毕业设计教学成为毕业课程教学的重要组成部分。 美术教育专业毕业设计教学的发展，反映了国内美术院校贯彻教育部《全国普通高等学校美术学(教师教育)本科专业课程设置指导方案(试行)的通知》，寻求美术教育专业深入发展的改革创新。美术教育专业设置绘画与艺术设计专业方向的构成机制，暨绘画方向(国画、油画、版画、水彩)、艺术设计方向(公共艺术设计、环境艺术设计、视觉传达设计)专业班的课程设置和教学，特别是近年来逐渐形成主体的毕业设计教学，抓住了信息化网络化时代需要大批艺术设计专业人才的契机，突破了美术院校美术教育专业学生唯美术教师一个就业方向的瓶颈，适应了新时代美术教育形式变化、方法多样的要求，为美术教育专业的学生毕业就业创业提供了广泛的选择途径。
system: [SYSTEM]

user: 4. 美术教育专业毕业设计教学存在的问题 目前，国内美术院校美术教育专业毕业设计教学普遍存在着观念落后、与社会发展需求脱节，重专业技法轻美育、评价机制单一的弊端。 1、观念落后，与社会发展需求脱节 虽然国内美术院校美术教育专业基本上都开设了艺术设计专业方向课程和毕业设计教学，但是，无论艺术设计专业教师的人数、教学的课时和毕业设计的重视都远远不及绘画专业和毕业创作，在毕业创作和毕业设计教学中尤其明显，毕业展览中绘画创作作品占据主流，艺术设计作品较少。甚至还存在着美术教育专业有没有必要开设艺术设计专业方向和毕业设计教学的质疑。如湖北美术学院美术教育专业仅仅开设了艺术设计课程，没有毕业设计教学。这反映了一些美术院校美术教育专业的思想观念仍然停留在培养中小学美术教师为唯一目标的惯性思维和教学模式上，重毕业创作轻毕业设计，把美术教育专业的艺术设计课程和毕业设计教学完全等同于学院相关专业课程和毕业设计教学，脱离了社会发展的需求，没有认识到今天的美术教育早已不是以绘画为主体的单一美术教育时代，美术教育专业的艺术设计课程和毕业设计教学不是仅仅为了培养一个设计师，而是适应新时代美术教育形式多元化发展的需要，是学习掌握摄影、电脑、图形处理等综合性表现的艺术设计手段面向社会大众进行声、光、画面、文字结合的普及性美术教育的需要。 2、重专业技法轻美育、评价机制单一 艺术概论、美术史论，美术展览、专业讲座，艺术实践、作业展评是目前美术院校美术教育专业进行美育的主要课程和途径，而课时量最大的专业课程(绘画专业方向和艺术设计专业方向)和毕业创作毕业设计教学，均局限在以专业的技法学习为主，存在着教学与美育脱节的倾向。 目前，美术院校美术教育专业毕业设计教学的评价机制均采取与学院艺术设计专业相同的模式，通过毕业设计课程，以学生一套设计方案进行毕业设计展览的形式为评价标准，机制单一。客观上形成了美术教育专业的毕业设计教学与学院的艺术设计专业同台竞争的局面，忽视了美术教育专业开设的课程多、教学时间短的特点，造成了对美术教育专业毕业设计展览质量不高、效果不佳的质疑。
system: [SYSTEM]

user: 5. 研究新时代美术教育专业的毕业设计教学 1、国内美术院校美术教育专业的发展伴随着美育的历程。我们要按照总书记的要求，做好美育工作，贯彻教育部“全面贯彻落实习近平总书记重要回信精神，推动学校美育工作再上新台阶”的精神，研究新时代美术教育专业的毕业设计教学。 2、进行“美术教育”与“美育”概念的不断审视和研究。美术教育不等于美育，美术教育作为美育的重要组成部分，具有二个方面的含义：其一是专业技术的美术教育，通过技巧、方法的专业技术进行作品的创造、传达。美术教育作为一种专业的技术教育和学习时，不具备美育的本质意义，因为它的着眼点只在于审美能力与方法技巧的提高，均属于表现的美术教育范畴。其二作为美育手段的美术教育，当美术教育着重于美术教育的内容、方法形式和教育效果，通过美术创作、艺术设计、作品展示和讲座等教育活动，作用于人的心灵，陶冶性情，提高人文素质和审美修养，就纳入了美育的范畴。我们要正确理解美术教育的含义，探讨美术教育与美育的关系，把美育贯穿于毕业设计课程和教学过程中。 3、探讨在毕业设计教学中融入美育，加强美育的途径和方法。美国教育家罗恩菲尔德说“艺术教育中，艺术只是一种达到目标的方法，而不是一个目标。” [ 3 ] 毕业设计教学不仅仅是简单的知识、技能传授，学习的目标也不仅仅是设计方法本身，教学的过程不再局限把传统意义上的知识技能结果告诉学生，满足于培养学生具备艺术设计的能力，而是要把握新时代美术教育的定位，加强学生人文素质和审美修养的培养，树立弘扬中华美育精神传承文化的理念，建立朝气蓬勃身心健康的生活态度，把技能方法的传授学习融入到独立思考、历练心智、热爱美术教育事业的美育中 [ 4 ]。 上世纪九十年代，针对国内美术院校教学中普遍存在的唯方法技巧为重，就画论画忽视美育的现象，吴冠中老先生立场坚定旗帜鲜明地提出了“笔墨等于零”的观点，辩证地分析了美育与美术教育的关系，指出了在美术教育中融入美育、加强美育的重要性 [ 5 ]。他强调思想感情表达、审美修养是反映作品整体形态及其内涵的核心，是否反映了新的时代风貌是衡量作品优劣的标准，笔墨形式只是表现手法的主体，是方法技巧，脱离了具体画面孤立的笔墨，其价值等于零。吴冠中老先生“笔墨等于零”的理念为我们研究毕业设计教学中融入美育、加强美育指明了方向。 1) 研究式的毕业设计教学。教育理论家苏霍姆林斯基告诉我们：“教师越是把注意局限在知识上，学生学习的愿望就越低落。”他比喻：如果把掌握知识的过程比喻为建筑一幢大楼，那么教师应当提供给学生的只是建筑材料，真正的建筑师是学生自己。“当学生能够运用概念、判断和推理的时候，才开始积极的思考......只有当知识对学生来说成为一种触动他的思想和情感，激发他去进行探索，使它们产生需要变成自己的东西时，才能说这是掌握知识。” [ 6 ] 研究式的毕业设计教学把毕业设计过程转变为学生独立思考、发现问题、解决问题的研究过程，是探讨美术教育专业毕业设计教学中“融入美育，加强美育”的一种途径和方法。教师从不同的角度和解读方式，引领学生进行课题的研究，改变了教师教、学生学的被动教学模式，学生不仅学习了艺术设计的知识，激发了主动学习的热情，更培养了服务社会、探索创新的精神。 2) 研究式的毕业设计教学分为六个阶段： 第一阶段：确定课题研究内容。以教师指定毕业设计课题、研究内容和学生自主选择毕业设计课题、研究内容的形式确定毕业设计课题、研究内容，要求从实际生活中发现问题、寻找课题，鼓励跨专业的结合和与公司企业合作，让学生在实际的社会实践中运用所学知识认识社会、体现价值。 第二阶段：课堂教学、交流讨论和资料收集、实地考察。课堂教师授课，学习掌握毕业设计的要求、方法，赏析毕业设计范例，师生交流讨论。课下学生资料收集、现场实地考察，了解规范和市场需求，鼓励学生深入社会，掌握第一手资料，杜绝脱离实际。 第三阶段：确定毕业设计课题，制定课题的实施计划方案。以个人、小组多种组合方式，确定毕业设计课题的研究方法、时间安排，以真题真做和真题假做相结合。 第四阶段：构思创意。制作图文文档和创意小稿，课堂PPT演示交流，修改、深入。要求富有创意，注重研究过程的阶段展示。 第五阶段：制作完成。制作图文创意文档和设计，完成毕业设计课题。主题明确，设计规范严谨，课题结合实际，杜绝唯设计表现的空论。 第六阶段：装裱展示、评价和总结。毕业设计教学的完成包括：图文创意文档和设计方案，作品展览，毕业论文及答辩。其中创意文档和设计方案为毕业展览的整体内容，包括发现问题、提出设想、思考及解决问题的过程和自己的体会。采取图文结合的展板展示、专题讲座和声、光、动画的视频演示等多种形式的毕业设计展览，改革只有一套设计方案的常规毕业设计及展览形式，实施新时代美术教育新形式、新手段的探索和创新。 以新能源电机造型及包装设计的毕业设计教学为例，在学习包装设计的理论和方法的基础上，要求学生通过实际考察，了解市场上常见的电机造型及包装设计，并依据信息，主动联系国内相关高校、电机公司，在高校、电机公司联合设计制造新能源电机的基础上，对电机造型、包装进行设计。在设计论证及毕业设计展览上，通过与机电学院、电机企业的跨专业融合交流、设计论证、市场前景分析，学生们知道了设计必须合理实用才有市场，体会到了不同专业间合作沟通的重要性，扩展了视野。通过实际项目的介入，学生们增加了就业创业的能力，看到了国内电机造型及包装设计与世界一流水平的差距，坚定了服务社会、务实敬业、立志创新的信心和动力。这样的毕业设计，无论设计成果最终能否被市场采用，其意义不仅仅是进行了毕业设计教学，完成了毕业设计展览的设计图式和创意文案，更是学生们深入社会生活的体会感悟，是毕业设计教学融入美育、加强美育的体现。 近年来，国内美术院校美术教育专业进行了一系列的教学改革。南京师范大学美术教育专业在艺术设计教学中大胆创新，与市场接轨，以公共汽车的内外装饰设计为课题，运用声、光、图像结合，在车身车厢上绘制世界名画并配合世界名曲的背景音乐和灯光效果，让乘客们在乘车的过程中得到了欣赏世界名曲、名画的艺术享受，取得了很好的社会效果，堪称“融入美育、加强美育”艺术设计教学的成功范例，值得我们认真的学习和借鉴。 今天的美术院校美术教育专业已经不是早期的以培养中小学美术教师为唯一目标的教学，单一的宣传画报、绘画式的美术教育形式已经难以满足网络化信息化时代社会的多元化需求。培养目标的不同，美术教育的形式方法也发生了根本性的变化，提出了新的要求。我们要研究新时代美术教育专业的教学，以美术教育专业的毕业设计教学为契机，探讨融入美育、加强美育的途径和方法，改革以技法学习为主、美术教育与美育脱节的教学模式，构建彰显美术教育特色以美育为核心的新时代美术教育专业的毕业设计教学，为社会培养出具有高尚情操和创新能力、自主学习能力的综合能力型美术教育专业人才。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 细胞周期蛋白E (Cyclin E)是细胞周期蛋白家族成员之一，其在细胞周期活动中发挥重要作用，本文对Cyclin E的结构、生物学功能与作用机制及其在海洋无脊椎动物中的研究进展进行了综述和展望。 关键词 :细胞周期蛋白E，结构，功能，海洋无脊椎动物 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 细胞周期(cell cycle)是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程，分为间期(G0/G1、S和G2)与分裂期(M)两个阶段。细胞周期蛋白(cyclin)是与细胞周期的调节有关的一组蛋白质，包括Cyclin A-I，其丰度随细胞周期的时相不同而不同。细胞周期蛋白是一个大家族，细胞周期蛋白E (Cyclin E)是细胞周期蛋白家族的重要成员之一。Cyclin E主要在G1和G1/S期发挥作用，于G1中期开始上调表达，G1/S期达到峰值，对于缩短G1期，推动细胞跨越G1/S检测点(Checkpoint)进入S期，并启动DNA合成起决定性作用 [ 1 ]。本文将分别对Cyclin E基因的结构与功能、Cyclin E调控细胞周期的作用机制及其在海洋无脊椎动物中的研究进展进行综述。
system: [SYSTEM]

user: 2. Cyclin E的结构与生物学功能 2.1. Cyclin E的结构 细胞周期蛋白E (Cyclin E)是细胞周期蛋白(Cyclin)家族的重要成员之一。Cyclin E最早是1991年由美国研究小组发现的。Cyclin E基因位于人染色体19q12-13，含有3个内含子和4个外显子 [ 2 ]。Cyclin E蛋白的结构相对简单，与周期蛋白家族一样拥有一个相对保守的周期蛋白盒(Cyclinbox)，可与细胞周期依赖性激酶2 (CDK2)结合，共同发挥作用；其C端较长且富含脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和苏氨酸残基(PEST)，PEST区域被认为与该蛋白的更新与降解有关。研究者发现PEST中第380位苏氨酸可自身发生磷酸化，这可能与泛素化降解有关 [ 3 ]。Cyclin E还含有核定位信号(NLS)，可协助Cyclin E/CDK2复合体定位于核内，以调节与染色体相关的细胞功能，参与基因复制与转录 [ 4 ]。 2.2. Cyclin E的生物学功能 细胞周期蛋白(Cyclin)最先发现于海洋无脊椎动物的胚胎，参与细胞分裂，其催化亚基为细胞周期依赖性激酶(Cell cycle-dependent kinase， CDK)，cyclin和CDK特异性结合并在调节真核细胞的细胞周期活动中发挥重要作用。细胞周期包括间期和有丝分裂期(M期)，间期包括G1、S和G2期，G1期为DNA合成做准备，S期是DNA的合成阶段，G2期合成有丝分裂相关的蛋白质，为细胞分裂做准备。其中，cyclin的丰度在细胞周期的不同时相中呈周期性波动，但是CDK在细胞周期的不同时相中的丰度则保持不变。cyclin具有底物专一性，能够控制与活化与其结合的CDK，决定细胞周期的进程 [ 1 ]。细胞周期的调控是高度保守并受到严格调控的。其中，细胞周期检测点能够严格监视细胞周期时相之间的转换和每一个时期的进行，并检测是否有适合分裂的细胞环境以及细胞分裂的质量，检测纺锤体的组装和DNA损伤情况。G1/S和G2/M期是分裂的关键过渡期。若外界条件适宜细胞分裂，细胞将做出反应，跨越G1期，进入S期；同样，若cyclin/CDK活性失调将在G1期导致癌症的发生 [ 5 ]。 其中，Cyclin E在G1/S期活性最高，是此过渡期的重要限速因子。Cyclin E的生物学功能是与CDK2形成复合体后活化下游分子，促进细胞分裂。
system: [SYSTEM]

user: 3. Cyclin E调控细胞周期的作用机制 Cyclin E与细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK2)形成复合物，CyclinE/CDK2复合物通过磷酸化许多下游蛋白质来调节多种细胞过程。CyclinE/CDK2复合物在G1期和G1/S期起着至关重要的作用。G1期Cyclin E/CDK复合体调节的关键底物是视网膜母细胞瘤蛋白(Rb)，Rb是生长负性调节因子，Rb与E2F (一种可调控细胞周期G1/S期转换的转录因子)相互作用可抑制DNA合成，而Cyclin E/CDK2复合物可以磷酸化Rb，过度磷酸化的Rb将不再与E2F相互作用，从而释放E2F，促进DNA合成，驱动细胞从G1进入S期 [ 6 ]。CyclinE/CDK2复合物也可磷酸化Smad3，Smad3在转化生长因子-β (TGF-β)途径中起到关键作用，Smad3被CyclinE/CDK2复合物磷酸化后，TGF-β的转录活性受到抑制，从而促进了细胞周期的进行 [ 7 ]。 Cyclin E的蛋白表达和降解是受到严格调控的，与其在细胞周期中的生物学功能相一致。Cyclin E的异常表达包括过表达、表达水平与细胞周期不同步以及截短的低分子量Cyclin E的累积均与肿瘤发生有关，涉及各种类型的癌症 [ 8 ]。Cyclin E在很多肿瘤中的表达水平都远远高于正常的生理水平，Cyclin E的过表达将缩短G1期时间，使细胞分裂不再依赖生长因子的刺激，导致细胞分裂紊乱，约18%~22%的乳腺癌是因Cyclin E的表达失调而导致的 [ 9 ]。Cyclin E也是乳腺癌预后的标志物，其表达随着肿瘤分期和分级的增加而增加 [ 10 ]。科学家们在乳腺肿瘤中发现了大量截短的低分子量Cyclin E蛋白表达，这些Cyclin E蛋白能诱导CDK2产生活性，并能更有效地促进细胞周期的进行。相关研究表明，这些低分子量的Cyclin E蛋白不断累积是导致Cyclin E致癌的重要原因 [ 11 ] [ 12 ]。Cyclin E也是肺癌的一个预后指标。相关研究表明，Cyclin E的过度表达与肺癌预后有显著的相关性，Cyclin E表达增加与预后不良有关 [ 13 ]。