Evolutionary and ecological implications of cardenolide sequestration in the monarch butterfly

Summary Monarch butterflies sequester cardenolides from their larval host plants in the milkweed genusAsclepias for use in defense against predation. Of 108Asclepias species in North America, monarchs are known to feed as larvae on 27. Research on 11 of these has shown that monarchs sequester cardenolides most effectively, to an asymptote of approximately 350 g/0.1 g dry butterfly, from plants with intermediate cardenolide contents rather than from those with very high or very low cardenolide contents. SinceAsclepias host plant species are distributed widely in space and time across the continent, monarchs exploit them by migration between breeding and overwintering areas. After overwintering in central Mexico, spring migrants east of the Rocky Mountains exploit three predominantAsclepias species in the southern USA that have moderately high cardenolide contents. Monarchs sequester cardenolides very effectively from these species. First generation butterflies are thus well protected against predators and continue the migration north. Across the northern USA and southern Canada most summer breeding occurs on a fourthAsclepias species and in autumn most of these monarchs migrate back to Mexican overwintering sites. The ecological implications of this cycle of cardenolide sequestration for the evolution of monarch migration are discussed.     

Chemical ecology of oviposition in phytophagous insects

Summary Selection of a suitable site for oviposition by phytophagous insects is critical for successful development of the offspring. The behavioral events leading to oviposition are mediated to a large extent by chemical cues associated with potential host plants. Orientation and landing are primarily guided by volatile constituents of a plant, whereas assessment of a leaf surface depends on contact stimuli. Chemical mechanisms that ensure adequate spacing of progeny on limited resources include the production of oviposition-deterring pheromones as well as recognition of plant constituents released as a result of previous damage. Perception of chemical cues that affects oviposition involves receptors on antennae, tarsi, mouthparts or the ovipositor. Complex behavior such as tarsal drumming or stem runs may serve to provide increased receptor contact with chemical stimuli. Abiotic and biotic environmental factors often influence the production or release of behavior-modifying chemicals by a plant, and therefore affect oviposition preferences. Plant chemistry may be involved in associative learning, but may also lead to mistakes. Thus a clear correlation between oviposition preference and offspring success does not always exist.     

东北特产药用植物—东北龙胆的研究

东北龙胆是我省西部重要资源植物,著名的中药。值得注意的是这一自然资源已经遭到破坏,而且因其种子萌发条件和现有生态环境不一致,看来难以恢复。本文研究了东北龙胆的生态分布,形态解剖特征和生物学特征,以及恢复这一资源的途径和技术关键。本文指出了东北龙胆的某些重要特征:一般生境为“洼中岗”,种子萌发时需光:以赤霉素处理种子经水洗后浮水培养可加快种子萌发并提高发芽率。此外,子叶出现之后约两周以上才出现第一对真叶;根可在切断的根或茎的断面上直接再生而不经过脱分化阶段;新根首先在形成层处发生,如果由于某种原因未能在这里发生,则其次在皮层或其它薄壁组织中发生;在发育节律上的特点是8月末开花,而且一直生长到因霜冻而死。所有这些被揭露的特点。从理论到应用,为这一药用植物的种质保存和资源恢复提供了某种保证。     

圆形隧洞周边位移和地层压力预报的简便公式

应用本文所提出的公式可计算地层的初始应力和由开挖引起的洞周位移。预报公式所需要的计算数据是一组相邻测点之间的量测位移,这可通过隧洞的施工监控量测而得到。在推导这些预报公式时,著者先应用一系列的有限元和无限元等数值计算方法来模拟洞室的开挖,从而得到大量的“观测数据”。然后综合应用自动回归和解析方法,建立了实用的计算公式。这些公式使用简便且具有良好的精度。     

用焓法有限元解相变问题的离散化方法

为了消除应用焓法进行含有相变的有限元传热计算结果呈台阶形的现象,本文作者提出“焓计算单元”和“固相分数”的概念,并将几种一维有限元实施方案的计算结果与精确解对比,说明采用所提出的概念,可以使有限元计算得出更为合理的结果。     

自动网格体系在柱体绕流大涡模拟中的适用性评估

为了评估基于snappyHexMesh方法生成的自动网格体系在二维柱体绕流大涡模拟中的适用性,比较了该自动网格体系与人工网格体系对于Re为3 900圆柱绕流和Re为22 000方柱绕流的数值模拟结果。通过设置合理的计算域以及数值格式,采用snappyHexMesh自动网格以及人工网格的算例都表现出良好的数值稳定性。将不同网格体系的数值模拟结果与物理试验结果进行对比,结果表明,采用snappyHexMesh网格可以提高数值求解效率;圆柱绕流对网格体系的变化比较敏感,不同密度的snappyHexMesh网格会显著影响圆柱气动力特征以及尾流区域的流场结果;snappyHexMesh网格体系可以准确预测方柱绕流,在方柱绕流大涡模拟中具有相较于圆柱绕流更好的适用性。     

基于案例分析的人工湿地尾水处理技术进展

人工湿地技术综合了基质、微生物和植物对水中污染物的协同去除机制,广泛用于提升污水厂尾水水质,是一种绿色低耗的生态修复技术.本文汇总了以人工湿地为核心技术的众多城镇污水处理厂尾水资源化案例,对人工湿地技术的不同工艺运行方式和优缺点进行了分类归纳,提出依据不同水质特征量身设计复合人工湿地工艺的策略,为污水处理厂尾水的资源化利用提供参考.     

虚拟GDB远程调试技术及其在硬件仿真器中的应用

为了解决当前硬件仿真器采用测试激励与探针采样调试方法导致的额外硬件资源需求增加以及调试方法复杂死板的问题,研究出一种虚拟GDB远程调试技术提高硬件仿真器的调试能力。首先,使用JTAG的消息代理器与事务处理器进行软件与硬件的信息交互,实现计算机与硬件仿真器的通信;然后,通过VPI接口实现GDB与JTAG代理器的软件信息交互,完成虚拟GDB调试;最后,在硬件仿真器中进行应用实验。结果表明,虚拟GDB远程调试系统可支持断点插入、单步运行、寄存器读写等功能,与插入探针的调试方法相比,使用虚拟GDB调试提速近百倍。虚拟GDB远程调试技术丰富了硬件仿真器的软件调试手段,增强了硬件仿真器的调试能力,提升了芯片设计验证效率。     

基于STIRPAT模型的京津冀“碳达峰”预测研究

为了解决京津冀地区碳排放量达峰问题,以河北省为例,研究京津冀碳排放达峰实现路径,对京津冀未来的碳排放量进行预测分析,建立以河北省2004—2021年碳排放相关数据为基础的STIRPAT碳排放预测拓展模型。设置了6个情景,通过综合考虑人口规模、人均GDP、城镇化率、产业结构、能源强度、能源结构数据的变化速度,模拟不同情景下京津冀2022—2040年的碳排放趋势,进而预测京津冀三地的“碳达峰”时间与碳排放峰值。结果表明：北京除清洁发展情景是在2030年达峰,其余情景均在2035年达到峰值;天津除经济放缓情景是在2030年达峰,其余情景均在2035年实现“碳达峰”;河北除基准情景在2035年达峰外,其余情景均是在2030年达到峰值。所提的碳排放预测拓展模型在考虑多情景分析下,就京津冀地区如何控制和减少碳排放量提出相关建议,可为京津冀低碳经济的发展提供一定的参考依据。     

地面突风对通航飞行器的影响及数值模拟研究

突风一直以来都是危及飞行安全的重要气象要素之一,造成国民经济和人民生命财产的损失。利用常规观测资料、ADWR-X多普勒气象雷达资料和ERA5逐小时再分析资料,对四川盆地西部一次爆发性大风过程中风场的精细化特征、成因及对飞行的影响进行诊断和模拟研究,结果表明：此次大风过程风速增长快,爆发性强。地面风速自午后开始出现4次波动,且每一次波动期间风速峰值呈增加趋势,时间呈缩短趋势。由于第4次波动风速呈爆发性增加,最大瞬时风达到了16.1 m/s,地面风速脉动值超过5 m/s,致使跑道区域内流场的不稳定性增加,起降跑道侧风值超过了中小型飞行器的起降标准。高空动量下传对本次大风过程中风速的爆发性增加起主导作用。中层强偏南气流与低层偏北急流配和,中层辐合以及低层辐散下沉的垂直结构使得低层下沉气流异常强劲,将900～850 hPa的大风核快速向地面传导。通过天气研究与预报(weather research and forecasting, WRF)模式四重嵌套对本次过程进行模拟,表明WRF对盆地西部冷空气补充南下引起的在风速演变趋势、风速最大值和大风影响时段的风向有较好的模拟能力,对飞行起飞和着陆有一...