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

user: 2. 微电网系统概述 2.1. 微电网系统结构 微电网是相对于大电网一种新型的发配电架构，它是由分布式电源、负荷、储能、变流器及监控保护设备组成的小规模电网 [ 13 ] 。它既能够和大电网并网运行，也可以离网孤岛运行。其中分布式电源指大量能够发出电能的小型设备，相比传统电网邻近电力用户。分布式电源有电力成本低、可靠性高、安全性高、对环境影响小等潜在优势，可以显著降低碳排放量 [ 14 ] 。微电网负荷主要包含用户的用电负荷和少量的线路损耗负荷。实现负荷的优化分配对于优化微电源的出力、节约发电成本有重要的意义。储能装置在微电网中可以起提供短时供电、电力调峰、改善电能质量、提高微电源性能等作用，现阶段可利用的储能装置有蓄电池、超导磁、飞轮、压缩空气、超级电容、抽蓄水储能等，电动汽车未来也有作为储能装置并网输送电能的潜质 [ 15 ] 。 2.2. 微电网能量管理 为解决分布式电源受环境影响大、发电量不稳定引起的诸多问题，保证微电网高效稳定的运行、实现能源效益最大化，为微电网设计全面的能量管理系统至关重要。一套合适的微电网能量管理系统至少应具备如下功能： 1) 预测分布式电源发电量、发电功率等状态量，提前制定发用电计划，从而实现发电模块的优化调度。 2) 实时显示微电网的拓扑结构和各个开关状态，监测其中各模块、节点、线路的电压和功率，并存入数据库中，使用户可以直观了解微电网的当前运行状态。 3) 根据用户设置和实时微电网运行状态进行负荷管理和储能管理，通过管理可控负荷以及控制储能装置充放电使微电网安全平稳运行。
system: [SYSTEM]

user: 3. 微电源控制策略 分布式电源的常见控制方法有恒功率控制，下垂控制和恒压恒频控制三种 [ 16 ] 。 1) 恒功率控制(PQ control) 恒功率控制是将分布式电源输出的有功功率、无功功率都维持在给定值的附近。其原理是由有功、无功功率控制器分别按频率、电压的下垂特性曲线对工作点进行调整。即对于一个含有分布式电源的微电网，保持输出的有功和无功均不变，而不根据分布式电源端电压、频率进行调整。当系统中有维持频率和电压的分布式电源或与大电网相连时才能采用此方法。 2) 恒压恒频控制(V/f control) 恒压恒频控制的特点是输出电压的频率，幅值不随分布式电源输出功率的变化而变化。即分布式电源输出的有功、无功改变都不影响其输出频率，且电压幅值为额定值。该方法大多用于主从控制策略中控制主分布式电源。 3) 下垂控制(Droop control) 下垂控制是通过分布式电源输出有功功率与频率的关系、无功功率与电压幅值的关系进行控制，这种关系在局部可以看作线性的。即当分布式电源输出有功增加时，频率线性减小，当无功增加时，电压幅值线性减小。
system: [SYSTEM]

user: 4. 能量管理系统 在微电网能量管理系统(EMS)中，EMS监测软件发挥了巨大的作用，它通过风光储协调控制，保证整个微电网系统的稳定控制和经济运行。 本文设计了一个微电网系统中可用的微电网能量管理系统软件。采用Web网页的形式发布，用户可以通过浏览器中输入网址从而查看到微电网运行情况和能量优化管理运行效果。 4.1. 软件控制 软件功能主要包括： 1) SCADA监测功能(数据采集与监视系统)。用户可以通过SCADA界面观察到整个微电网中各个微源(风机、光伏和储能)、PCC连接点、母线、各条负荷馈线等的实时电压、电流、功率值等。同时用户可以观察到每条线路上的开关状态。SCADA界面包含整个微电网系统的网络拓扑结构展示，可以使用户从全局上了解整个微电网的运行情况。 2) 发用电预测功能。通过后台运行光伏发电预测算法和负荷预测算法，通过图表的形式显示出第二天的发用电量计划，并且与实时的光伏发电量、负荷对比，给用户察看。 3) 小时调度和分钟调度功能。储能调度算法包含一小时运行一次和每十分钟运行一次的超短期调度算法。通过后台算法的执行，可以在界面上查看到每组储能的日调度计划以及短期调度计划、PCC点联络线功率和每组的SOC值。 4) 气象功能。因为光伏预测是基于预测天的气象的，所以通过网络接口访问中国气象网从而获取预测天的气象和当前时间的实时气象信息，提供给用户查看和采用寻找相似日算法的光伏预测算法使用。 5) 维护信息功能。界面提供给用户查看系统运行中的一些告警信息和故障信息等，从而方面用户对系统维护。 6) 登陆界面和用户信息维护界面。完整的管理系统软件包含用户登陆界面，同时也包含最基本的注册新用户、修改密码、删除用户等功能。 网页界面通过与MySQL数据库交互数据，显示给用户，后台的预测算法和调度算法通过MFC程序与数据库交互，将算法预测得到的结果和计算得到的结果存入数据库中，提供给Web界面显示。由于用户界面是通过Web的形式发布到局域网中，因此在服务器上安装了IIS (互联网信息服务)容器，并且在服务器上运行通过MFC编写的算法程序。 4.2. 软件架构 软件的总体架构如图1所示，人机界面程序采用Web界面显示的方式，采用B/S架构，网站发布到服务器中，在浏览器中可以查看微电网能量管理系统。数据库采用MySQL数据库，在MySQL数据库中有历史数据表，主要用于存放一年的历史数据信息、实时数据信息、气象、维护信息、发用电预测值、储能调度计划和用户信息。通过与MySQL数据库交互将数据库中信息进行处理后显示在Web网页界面。同时，后台运行发用电预测算法和储能调度算法，将计算所得结果存入MySQL数据库。 4.3. 模块划分 本文软件主要包含三个大模块：Web界面、MySQL数据库和后台预测和调度算法。 4.3.1. Web界面 Web界面包含6个主要部分：SCADA监测界面、发用电预测界面、小时调度界面、分钟调度界面、维护界面、登陆界面、用户管理界面。每个界面的主要功能说明如表1所示。 为了实现网页界面的局部实时刷新，本文采用了AJAX异步无刷新技术。减轻了服务器的负担，节约了空间和带宽，也获得了更好的用户体验。 图1. 软件总体架构 Table 1 The main function of the web interfac 主要部分 功能说明 SCADA监测界面 实时显示微电网运行信息，包括每个微电源的电压、功率，开关状态、联络线功率等 发用电预测界面 动态刷新显示光伏预测和负荷预测算法执行所计算得到的数据 小时调度界面 动态图表显示每组储能每天的小时级调度指令计划 分钟调度界面 动态图表显示每组储能电池和PCC功率调度计划 登陆界面 提供用户登录接口 用户管理界面 提供用户管理和维护功能，报告添加、修改、删除用户等功能 表1. Web界面主要功能 4.3.2. MySQL数据库 MySQL数据库模块主要包括一个名为Web的数据库，里面包含有历史数据表、气象表、用户表、预测信息表和调度信息表。数据库中每个表的功能及作用说明如表2所示。 4.3.3. 后台预测和调度运行算法 后台预测和调度运行算法模块是一个MFC主进程程序，主要包括两个定时器的控制和执行。程序主要执行两个定时器进程。一个是十分钟定时器模块，执行超短期预测算法和调度算法，一个是一小时定时器模块，执行小时级的预测算法和调度算法。算法模块封装成dll动态链接库的形式提供给主进程调用，并将计算得到的结果存入数据库中。 光伏预测算法是采用的基于相似日气象的算法，通过从网络接口获得预测天的气象信息，基于一年的历史光伏发电信息数据，查找到和需要预测的气象相似的日期的光伏发电量，从而预测出预测天的光伏发电量。 负荷预测算法同样是基于历史负荷用电量进行预测。 Table 2 MySQL database function descriptio 表 功能及作用 历史数据表 包含366个表格，存储前一年的每天的光伏、负荷等信息值 气象表 存储前一年的所有的气象信息，每天的最高温、最低温、天气状况等 用户表 存储用户信息，用户名、密码等 预测信息表 存储每次执行预测算法所得的数据 调度信息表 存储小时级和分钟级下发的调度指令信息 表2. MySQL数据库功能说明 算法实现如下所示： 1) 开辟Data数组存放历史数据； 2) 查找有关相似日； 3) 根据查找到的相似日发电量和负荷值预测明天的发电量和用电量。 储能装置的调度分配是基于预测算法得出的值，从而对明天的微电网运行给出3组储能的调度分配计划和PCC点功率情况。调度储能充放电量采用的是遗传算法求解。 主要步骤如下： 1) 编码，将初始方案进行编码； 2) 选择，选择遗传到下一代中的编码； 3) 变异，通过变异得出新的子个体调度方案； 4) 交叉，通过子个体之间的交叉得到新的一代，从而重复上面的过程，一步一步得到最优的调度算法。 4.4. 软件流程图 软件的运行流程图如图2所示。 4.5. 软件测试结果 4.5.1. Web界面测试结果 通过调试运行，Web界面和数据库交互，可以实时显示数据库中的信息，并且可以通过数据库的交互，将气象、设置、维护等信息存入数据库。 Web界面测试效果如图3所示。 4.5.2. 主进程功能性测试结果 为了更好的显示效果，在进行软件测试的时候，将小时级算法和分钟级算法分别设为18秒和3秒执行一次(如图4)。运行主程序，可以观察数据库中的数据看到程序运行结果，也可以直接通过Web网页更直观形象地查看算法运行能量优化管理效果。
system: [SYSTEM]

user: 5. 结语 本文考虑微电网稳定运行及优化的需求，分析了功能目标和架构模式，采用本地服务器与Web网页的集中式B/S架构，搭建了微电网能量管理系统的软件平台。在实现基础的实时监控和信息管理上，实现了负荷与发电预测。采用短时和超短时的负荷预测算法，根据历史数据信息和遗传算法计算预测负荷。按照气象预报信息与实测值预测发电量，对储能调度优化了储能配置。本文的工作对实现微电网平稳运行和与配电网良性互动积极意义，提高了微电网能源利用效率，Web网页对微电网可视化的呈现也有助于推广绿色、节能的微电网。 图2. 软件流程图 图3. 运行界面测试效果图 图4. 主进程后台辅助软件测试效果图
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文主要对国内外干细胞生物技术相关专利进行了有效的检索、收集与分类整理，并进一步对国内外干细胞生物技术相关专利信息进行了统计和深入的情报分析。统计显示，中国在干细胞生物技术专利领域的国际专利申请为830件，而国际专利4260件，国际专利中主要为美国、日本和韩国等国家的专利申请，说明美国、日本和韩国等在干细胞生物技术领域的研究已走在了我国前头，因此，我国必须继续加强干细胞生物技术的研究和相关专利的申请，同时也急需促进干细胞生物技术产业领域的发展。 关键词 :干细胞，生物技术专利，信息统计，情报分析
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 干细胞能够发育成机体其他组织器官的细胞，具有自我更新、高度增殖、多向分化的能力，可以最终形成组织、器官，干细胞应用于器官修复、组织再生、新药筛选、癌症发生机制等研究，干细胞也应用于疾病的治疗，涵盖临床上许多疑难病症 [ 1 ] - [ 6 ] 。干细胞研究和相关干细胞产业具有巨大的社会效益和市场前景，近年来，美国、欧盟、日本、韩国和中国在干细胞领域投入重金支持基础和临床研究，大力推动干细胞产业化发展。在美国pubmed数据库中查询以干细胞(stem cell)在题目中的文献有38，235篇，其中相关综述文献为6371篇，临床测试(Clinical Trial)文献2696篇，可见干细胞的研究得到很大重视。 中国在干细胞研究和产业化方面也取得了较大进展，干细胞研究领域的专利申请情况总体呈上升趋势，并在干细胞研究方面具有一定优势 [ 7 ] ，但是与发达国家特别是美国、日本和韩国相比仍存在较大差距，中国需不断加强干细胞研究的原始创新能力建设、创新研究发展模式，积极推进干细胞生物技术研究和产业的发展。本文通过对比分析国内外干细胞研究和产业化发展现状，为我国干细胞生物技术研究和产业的发展提供信息情报支撑服务。
system: [SYSTEM]

user: 2. 干细胞生物技术专利数据来源 中文专利来源于国家知识产权局网站(本文处理的专利为同族专利的一个专利申请号)，通过网站(http://epub.sipo.gov.cn/gjcx.jsp )的高级查询，查询里面的专利公开号(专利申请号中的申请种类号用1位数字表示，所使用数字的含义规定如下：1表示发明专利申请；2表示实用新型专利申请；3表示外观专利申请；8表示进入中国国家阶段的PCT发明专利申请；9表示进入中国国家阶段的PCT实用新型专利申请。本文中尚未授权专利中有390个属于1类发明专利申请，228个属于8类发明专利申请)即可得到干细胞生物技术专利信息的相关内容。 英文专利来源于德温特网站(http://worldwide.espacenet.com/advancedSearch?locale=en_EP)中的高级查询及分析。检索国际专利中，主要检索2014年6月20日以前的专利申请。我们是以专利家族为单位进行统计的。以公开号：US2015098620 (A1)专利为例，在Publication number栏输入US2015098620，即在德温特数据库内所有专利数据内进行搜索。打开界面后，Bibliographic data项中有申请号(Application number)等，在INPADOC patent family项是同族专利的相关信息。 通过查询共得到干细胞生物技术相关专利共计5090件，中国专利830件，国际专利4260件，另外本文中除特别说明，专利均指发明专利。我们依据专利的地域国家分布，以及领域分布等方面进行信息统计分析。
system: [SYSTEM]

user: 3. 干细胞生物技术专利情报分析 在我们检索到的干细胞生物技术中国专利和国际专利中，通过检索、排序，进而对专利信息进行统计分析。 3.1. 干细胞生物技术中国专利和国际专利申请的年份及专利数统计分析 在干细胞生物技术中国专利申请和国际专利申请年份专利数分布(如图1所示)中可以看出，国际专利申请初始随着年份的递增专利申请数逐年递增，然后再逐步下降。国际专利申请年份专利数是在1998年开始增加明显，在2008和2009年申请数量达到高峰后逐年下降。中国专利的申请年份专利数在2001年申请开始增加明显，目前中国专利的申请年份专利数一直处于每年的上升状态。但是如果未来的中国专利的申请年份专利数分布趋势和目前的国际专利的年份专利数申请趋势类似，那么后续几年将有可能出现专利申请的数量下降现象。国际专利申请年份专利数的变化趋势，究其原因可能是在干细胞在初期，由于所有领域均是空白，所以专利申请得以持续增加，不同领域得到应用研究和专利申请。但是在2009年欧洲政府开始对胚胎干细胞研究发出禁令，并且干细胞研究的资金资助增长幅度出现降低。目前干细胞研究在持续发展中，相信相关专利申请还会持续增加中 [ 8 ] [ 9 ] 。在专利法律状态方面，干细胞生物技术中国专利授权和审查数量也逐年增加(见表1)。 3.2. 中国专利中干细胞生物技术专利申请省份和国别分布 经统计的中国干细胞生物技术专利中申请的省份和国别分布(如图2所示)中可以看出，国内各省市的分布不均匀，其中北京、上海广州等省份和城市申请量居多，另外经分析相对浙江省的多数专利是由杭州市申请，说明在科技比较发达的城市专利申请数比较多，一方面可能是由于大学和研发机构相对集中，吸引优秀人才聚集和创业，在干细胞产业和研究方面具有优势。 Table 1 The law state distribution of Chinese patent of the stem cell biotechnolog 时间(年) 授权专利数 实质审查生效专利数 2005 3 2006 4 2007 6 3 2008 12 8 2009 27 24 2010 9 22 2011 25 45 2012 55 164 2013 69 235 表1. 干细胞生物技术中国专利法律状态分布 图1. 干细胞生物技术中国专利和国际专利申请专利数年份分布图 图2. 申请中国专利的部分国家与省市的干细胞生物技术专利数分布 在中国干细胞生物技术专利库中，国外申请较多的国家为美国、日本和韩国(如图2所示)，说明这几个国家较多地在中国申请，以对他们国家的干细胞生物技术专利进行较好的产权保护，在干细胞生物技术国际专利申请中，这几个国家也是专利申请数量较多的国家。 3.3. 国际干细胞生物技术专利中申请专利的国家和单位的专利数分布 国际干细胞生物技术专利优先权国家的专利数量分布，申请数量较多的为美国、日本及韩国，美国和日本均为世界经济科技强国，在干细胞生物技术专利申请方面也得到了体现。相对于中国，优先权为中国的专利数量也排在世界的前列，中国作为世界第二经济体，在干细胞研究和产业方面还有很大的空间来发展，以赶超日本和韩国。美国作为世界人才集中地和创新发源地，专利数量一直较多。相对韩国和日本，一直非常重视干细胞研究，而且国家科技发达，所以其专利申请也相对较多(如图3所示)。 图3. 干细胞生物技术国际专利中各国专利数的分布 3.4. 干细胞生物技术专利申请单位的分布 中国干细胞生物技术专利的申请人主要集中在科研院所及部分公司(如图4所示)。专利申请相对较多公司有：北京清美联创干细胞科技有限公司，其次是杰龙公司；医院有第三军医大学第一附属医院；学校及研究所有：第二军医大学和浙江大学等。 在国际干细胞生物技术专利中，申请较多的单位有Gen Hospotal Corp、Univ California (Regc)、Japan Sci&Technology Corp、Univ Johns Hopkins School Medicine、Univ Kyoto、和Univ Seoul Nat Hospital等单位(如图5所示)，这些单位多为美国、日本、韩国的公司和研究机构。单就总体数量来言，美国位居首位，其次是日本，而这两个国家都是发达国家，资源投入也相对较大。排在前两位的是GEN HOSPITAL CROP和Univ California，表明西方国家对于医院的投资和学校科研较为重视。 3.5. 干细胞生物技术干细胞培养和肿瘤治疗相关专利申请比例分布 干细胞生物技术专利领域的分布也相对体现了干细胞的产业发展方向和研究领域的热度，从图6和图7中可以看出，细胞培养相关的干细胞生物技术专利较多，例如神经干细胞的相关专利国际和国内专利申请都有一定的数量。而干细胞生物技术中国专利和国际专利在领域方面既有交叉也有不同，中国在器官移植及干细胞治疗等领域申请的专利较多，而国际专利则在肿瘤和组织培养等领域申请的专利较多。
system: [SYSTEM]

user: 4. 总结与讨论 我国干细胞生物技术专利的发展在数量上呈逐年增加的趋势，为未来干细胞生物技术产业的发展奠定了一定的基础。可以在干细胞培养和肿瘤治疗等方面进行更加深入的研究和应用，不断加强这些领域的干细胞生物技术专利的申请数量与质量。 在再生医学、疾病模型、药物筛选等领域，全能干细胞具有无法低估的巨大作用。基于干细胞生物技术未来的巨大产业与经济效益前景，国家应该把干细胞生物技术产业和研究做强做大，投入更多资金来加强研究的软硬件设施建设，并鼓励更多的专业研究人员加入到干细胞生物技术的研究中来。目前有 图4. 专利数量较多的中国专利中申请人分布 图5. 国际干细胞生物技术专利的申请人及专利数分布 图6. 中国干细胞生物技术专利申请的领域分布 图7. 干细胞生物技术国际专利领域分布 部分欧美等发达国家立法禁止利用胚胎干细胞相关的生物技术来申请干细胞相关专利[ 9 ] ，虽然伦理问题依然存在，但干细胞技术的不断改进，最终会被用于造福人类。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文采用超声辅助提取的方法从兴安落叶松(Larix gmelinii)原料中提取紫杉叶素，考察了兴安落叶松树木的不同部位中紫杉叶素的含量差异。进而得出紫杉叶素在兴安落叶松中的分布情况。结果表明：横向紫杉叶素的含量心材的外侧靠近边材的部位最多，每克心材外侧的木粉中紫杉叶素的含量可达30 mg左右，心材的中部和内部其次，边材的含量较少，而树皮中紫杉叶素的含量最少，每克树皮木粉中的含量不到5 mg；纵向紫杉叶素的含量随高度的增加先减少后增多再减少，0米和6米处出现两个峰值。 关键词 :兴安落叶松，紫杉叶素，超声辅助提取
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 落叶松的天然分布很广，它是一个寒温带及温带的树种，在针叶种中是最耐寒的，垂直分布达到森林分布的最上限。落叶松的木材重而坚实，抗压及抗弯曲的强度大，而且耐腐朽，木材工艺价值高。兴安落叶松(Larix gmelinii)是我国东北林区特有的树种，在目前国内所有的树种中，兴安落叶松的蓄积量已占第一位 [ 1 ] - [ 4 ] 。兴安落叶松中含有紫杉叶素，属黄酮醇类化合物 [ 5 ] ，具有许多重要的生物学活性，能够抑制或激活多种酶，从而产生不同的生理效应。能从人体中有效地消除过量的自由基，增加毛细血管的渗透性，改善免疫功能，减少肿瘤的生成，能防止心血管疾病，它有恢复毛细血管的弹性，阻止发炎和肿块的形成。同时它还是高效的天然食品抗氧化剂 [ 6 ] - [ 13 ] 。紫杉叶素的抗氧化特性可以同合成的或天然的抗氧化剂相媲美并优于许多现有的抗氧化剂。且对胎儿无毒，无致畸、致过敏和致突变性。作为抗氧剂，可用于植物油、动物油、奶粉及含脂糕点等食品；药学领域中用于氧化胁迫类疾病(心血管病、野马肺)等。如何更好的使用现有落叶松资源，以最小的资源消耗获得最大量的产品成为一个重要科研课题。解决这一问题的重要途径之一是扩大资源使用效率。本文采用高效液相色谱法(HPLC)，在兴安落叶松分布区选择落叶松分析了四十年生植株的木质部中紫杉叶素含量，查明其在植株木质部的分布状况，以期合理利用其资源时参考。
system: [SYSTEM]

user: 2. 仪器与材料 2.1. 仪器 HZS-HA型水浴振荡器(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司)；3K30型离心机(SIGMA公司)；717型自动进样高效液相色谱仪，包括1525二元泵和2487型紫外光检测器(美国Waters公司)；WFJ2100紫外–可见光分光光度计(尤尼柯上海有限公司)；BS124S电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)。 2.2. 材料与试剂 原料来源于东北林业大学帽儿山实验林场老山实验站1969年栽植且长势良好的兴安落叶松(Larix gmelinii)人工林，平均树高18.3 m，平均胸径为17.2 cm，采样时间2009年3月。紫杉叶素对照品购自Fluka试剂公司；乙腈、冰醋酸为色谱纯，购自J&KCHEMICAL.LTD，色谱分析用二次蒸馏水自制，其它试剂均为国产分析纯。
system: [SYSTEM]

user: 3. 实验方法 3.1. 紫杉叶素分析方法 3.1.1. 取样 随机采样5棵兴安落叶松，分别在0、2、4、6、8、10、12和14 m处采1圆盘，将每个圆盘分出树皮、边材和心材。将心材径向分为3等份，自外向内分别为心材外、心材中和心材内。因此，每棵树取树皮、边材、心材(心材外、心材中和心材内)各7个样品，每个样品30 g，自然阴干后测定各部位的含水率，粉碎并筛取过2 mm标准筛为测试样品，置于冰箱保存待用。 3.1.2. 高效液相色谱定量测定条件 采用高效液相色谱法 [ 14 ] ：色谱柱为HiQ sil-C18W (4.6 mm × 250 mm， 5 µm)，流动相为乙腈-水-冰醋酸(82:18:0.1)，等度洗脱，洗脱流速为1.0 mL∙min −1 ，检测波长为294 nm，柱温25℃，进样体积10 μL。在上述色谱条件下，主色谱峰与相邻色谱峰的分离度均大于1.5，理论塔板数不低于4000。 3.1.3. 标准曲线的绘制 精密称取对照品紫杉叶素25 mg，用甲醇定容至50 mL得到浓度为0.5 mg∙mL −1 的紫杉叶素对照品储备液。精密吸取对照品混合溶液0.625、1.25、2.5、5.0和10.0 mL，分别用甲醇定容至10 mL，依次取上述对照品溶液10 μL进样，每个浓度重复进样3次。按上述色谱条件测定，以浓度(mg∙mL −1 )为横坐标，以峰面积为纵坐标线性回归。得到标准曲线方程Y = 3.1755 × 10 7 X + 2.5993 × 10 4 ，相关系数r = 0.9999，线性范围0.03125~0.5 mg∙mL −1 ，在此条件下，紫杉叶素的色谱保留时间在24 min左右。 3.2. 超声提取落叶松木粉 超声辅助提取方法是近年来迅速发展起来的一种新型提取技术，广泛的应用到植物活性成分的提取过程中。超声波它所独具的空化效应，能促使植物细胞组织破壁或变形。因此超声能够使有效成分提取更充分，提高提取速度，改善提取效率，减少原料以及成本消耗。 精密称取不同部位的落叶松木粉2.00 g (绝干计)于锥形瓶中，以料液比1:50加入体积分数为50%的乙醇溶液，将瓶口密闭，在室温条件下浸润3 h后超声提取40 min。将上层滤液记录体积后进行紫杉叶素含量的检测。每个样品重复三次。
system: [SYSTEM]

user: 4. 结果与讨论 兴安落叶松不同部位中紫杉叶素含量的差异 精密称取不同部位的落叶松木粉2.00 g (绝干计)于锥形瓶中，以料液比1:50加入体积分数为50%的乙醇溶液，将瓶口密闭，在室温条件下浸润3 h后超声提取40 min。将上层滤液记录体积后进行紫杉叶素含量的检测，见图1。 从图1可知，在落叶松中心材的外面靠近边材的部位紫杉叶素的含量最多，靠近地面处每克落叶松木粉中可达30 mg左右，心材的中部和内部其次，边材紫杉叶素的含量较少，而树皮中紫杉叶素的含量最少，每克落叶松木粉中不到5 mg。在落叶松的纵向分布上紫杉叶素的含量随高度的增加先减少后增多再减少，0米处的含量最多，既而在6米处又出现一个峰值。心材的外面靠近边材的部位表现最为明显。紫杉叶素含量的分布情况见图2。 近些年来，由于紫杉叶素具有抗炎﹑抗氧化、保肝、抗癌﹑抗辐射等多种生物活性，在很多领域被广泛的使用，因此对于落叶松中紫杉叶素的提取研究越来越多。一些学者研究了不同方法对兴安落叶松 图1. 落叶松不同部位紫杉叶素的含量差异 图2. 落叶松紫杉叶素含量的分布 木片中紫杉叶素得率的影响 [ 15 ] ，包括微波法、超声法、回流法等。由于没有对木片进行分类，得到紫杉叶素的得率是1.16 mg/g。还有团队采用超声–微波交替法从落叶松中提取紫杉叶素 [ 16 ] ，他们得到单独超声和微波提取时得率分别为0.34 mg/g和0.74 mg/g，而超声–微波交替提取时得率可达1.2 mg/g。与这些研究相比，本研究探讨了紫杉叶素在兴安落叶松中不同部位的分布，存在一定的应用价值，为今后对兴安落叶松中紫杉叶素的应用提供的一定的依据。能有效地利用资源，不造成原料浪费。
system: [SYSTEM]

user: 5. 结论 在落叶松中心材的外侧靠近边材的部位紫杉叶素的含量最多，靠近地面处每克落叶松心材外侧的木粉中紫杉叶素的含量可达30 mg左右，心材的中部和内部其次，边材紫杉叶素的含量较少，而树皮中紫杉叶素的含量最少，每克落叶松树皮木粉中的含量不到5 mg。在落叶松的纵向分布上紫杉叶素的含量随高度的增加先减少后增多再减少，0米处的含量最多，既而在6米处又出现一个峰值。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文采用高效液相色谱法(HPLC)对北方常见松科树种兴安落叶松针叶中莽草酸含量及其全年动态变化进行分析。从2015年5月份开始采摘新鲜松针叶片，采样时间为每月15日，选取5株树龄相近的兴安落叶松树，每次分别从同株树的上、中，下三个部位各采集新鲜叶片300.0 g，直至本年11月针叶脱落为止。所采集松针叶片按照采集月份分为7份，混合均匀，阴干。干燥叶片研磨粉碎后，采用超声辅助法，用甲醇提取针叶中的莽草酸，提取液经减压浓缩，甲醇复溶后，进行HPLC检测分析。HPLC检测结果表明：兴安落叶松针叶中莽草酸平均含量全年变化范围为0.04%~0.44%。在不同时期，兴安落叶松针叶中莽草酸的含量不同，在6月中旬含量达到最大值0.44%，而11月份达到最低值0.04%。本文对兴安落叶松针叶中莽草酸的含量进行初步测定，并为工业上生产莽草酸的原料找到良好的替代品。 关键词 :莽草酸，针叶，兴安落叶松，含量
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 莽草酸为一种白色结晶性粉末，易溶于水，难溶于氯仿、苯和石油醚；具有抗炎和镇痛作用，并可通过影响花生四烯酸代谢抑制血小板聚集，抑制动、静脉血栓及脑血栓形成 [ 1 ] ；自禽流感疫情受到世界的普遍关注后，治疗其特效药物磷酸奥司米韦(Oseltamivir Phosphate)日益受到重视，而合成这种药物的重要中间体就是莽草酸 [ 2 ] - [ 6 ] 。传统的制备工艺都是从八角茴香中提取分离莽草酸的 [ 7 ] ，但由于八角茴香在全球仅少数地区才有分布，在我国只有4个省份生长，却占全世界90%以上的总产量。通常只在3月~5月收获 [ 8 ] ，且我国种植八角茴香主要用于食品调料，导致制备莽草酸原料资源极度缺乏。同时，野生八角茴香的应用受地理与自然条件的限制，野生八角茴香产量有限。基于八角茴香受到产量与成本等方面的影响因此寻找新的莽草酸资源变得极为重要。在不影响植物生长的前提下，适当采摘针叶作为替代八角茴香分离莽草酸的原料，将可解决八角茴香资源匮乏的难题。 兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.)在东北大小兴安岭地区分布极为广泛，是东北主要树种之一，被广泛应用在建筑、造纸、木材加工等行业。东北松科植物兴安落叶松的主要利用部位为木质部，而针叶往往作为废弃物未加利用。有研究曾报道松叶中含有莽草酸 [ 9 ] ，而兴安落叶松针叶中提取莽草酸却鲜有报道，鉴于东北兴安落叶松的广泛分布以及莽草酸的重要药用价值，开展兴安落叶松针叶中莽草酸含量的系统分析，对松科植物兴安落叶松的综合开发利用具有重要价值。为此，本文以人工栽培的兴安落叶松针叶为材料，通过高压液相色谱法(HPLC)检测其针叶中药用中间体莽草酸含量及其动态变化，以期为兴安落叶松植物资源的综合开发利用提供科学依据。
system: [SYSTEM]

user: 2. 研究地区与研究方法 2.1. 研究地概况 研究地位于黑龙江省哈尔滨市东北林业大学校园(N45˚43.096'，E126˚38.036')，年平均气温3.5℃，无霜期140天，年日照时数2500小时，年降水量480 mm。 2.2. 仪器与材料 2.2.1. 实验仪器 717型自动进样高效液相色谱仪，包括1525二元泵和2487型紫外光检测器，美国Waters公司产品；KQ-250DB型台式数控超声波清洗器，购自昆山市超声仪器有限公司；BS124S电子天平，购自北京赛多利斯仪器系统有限公司；3K30型离心机，美国SIGMA公司产品。 2.2.2. 实验材料和试剂 兴安落叶松经东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室王文杰教授鉴定为目标树种。在人工培育样地内选择5株树龄为25 年左右的兴安落叶松。采样时间为2015年5月~11月，每月中旬15号，分别摘取同株上、中，下三个部位的新鲜落叶松叶片300.0 g，将每月采摘的样品混合均匀，按照采摘月份将样品分为7份，阴干。将干燥后的样品分别粉碎，筛取粒径为200~300 μm部分备用。莽草酸对照品购自Sigma公司；色谱分析用二次蒸馏水自制，其它试剂为国产分析纯。 2.3. 莽草酸的提取检测方法 2.3.1. 分析方法 采用高效液相色谱(HPLC)方法检测，其色谱条件为：0.01%硫酸水溶液，色谱柱为AichromBond-AQ C18 (4.6 mm × 250 mm， 5 μm)，流速1.0 mL/min，柱温25℃，检测波长213 nm，进样量10 μL。 2.3.2. 标准曲线的绘制 精密称取莽草酸标准品20.00 mg，用甲醇溶解并于10 mL容量瓶中定容，得到浓度为2 mg/mL的标准品储备液。将标准品储备液稀释成不同浓度进行HPLC检测，对标准品浓度和峰面积进行线性回归，得回归方程：y = 30457411x + 41136，r 2 = 0.9998，且莽草酸标准品在0.2~2 mg/mL浓度范围内与峰面积呈良好的线性关系。 2.3.3. 样品中莽草酸的含量测定 精确称取不同月份样品粉末2 g，并与40 mL甲醇混匀，超声30 min·次 −1 ，共3次，每次超声后过滤，合并滤液，50℃减压浓缩并定容至20 mL，分别取样1 mL，离心(离心条件：温度25℃；速度12，000 r·min −1 ；时间5 min)，取上清液检测，每样重复进样3次，将峰面积取平均值，代入回归方程，计算莽草酸含量。 本试验中所有试验均重复3次，每个实验结果均为平均值 ± 标准偏差(SD)。各结果的平均值采用方差(ANOVA)分析(SPSS17.0)进行比较分析。
system: [SYSTEM]

user: 3. 结果与讨论 3.1. 兴安落叶松针叶莽草酸含量变化规律 由表1可以看出，从5月新叶萌发至11月针叶停止生长，兴安落叶松针叶中莽草酸含量随时间变化规律明显。5月中旬，所测莽草酸含量为0.21%，五月中旬到6月中旬，莽草酸含量呈增长趋势，增加幅度较大，并达到全年峰值0.44%。六月中旬至七月中旬，兴安落叶松针叶中莽草酸含量急剧下降，下降到0.26%。七月中旬到十一月中旬，莽草酸含量持续下降，到十一月中旬，莽草酸含量已经降低到0.04%，为全年最低值。纵观，莽草酸含量的全年变化，呈先增加后降低的趋势。因此采摘新鲜叶片提取莽草酸最佳的时间为每年六月中旬。此部分实验结果稳定，可为莽草酸的进一步研究提取可靠的理论依据。 3.2. 莽草酸含量与年平均降水量的关系 如图1所示兴安落叶松针叶中莽草酸含量随时间变化趋势与2015年哈尔滨年平均降水量趋势图。图 Table 1 The content of shikimic acid in the needle of Larix gmelinii in different month 采集时间 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 莽草酸含量(%) ± SD 0.21 ± 0.03 0.44 ± 0.02 0.26 ± 0.03 0.18 ± 0.04 0.11 ± 0.04 0.09 ± 0.04 0.04 ± 0.05 表1. 不同月份兴安落叶松中莽草酸的含量 图1. 兴安落叶松针叶中莽草酸含量与年平均降水量关系 中随着时间的增加，兴安落叶松针叶中莽草酸含量随着降水量的增加而逐渐增加。在5月，当年生新叶休眠芽刚刚萌发，处于初级代谢产物合成最为旺盛时期，而莽草酸含量与净光合速率在一定程度上呈现反比例关系，因此新叶中莽草酸含量均较低；而在6月，光照增强、光照时间延长以及降水量、温度的增加，激活了植物体相关各种酶的活性，这个时间内也致使植物叶片生长旺盛，并使莽草酸含量在叶片中积累并达到峰值 [ 10 ] 。随着时间的增加，东北进入到暑期，温度降水量等条件继续增强，植物叶片的生长也达到饱和阶段，此时土壤湿度、光照以及温度等条件更加适宜植物体木质部的生长，也使得叶片中的莽草酸含量逐渐降低。直到进入十一月中旬，兴安落叶松代谢速率逐渐降低，兴安落叶松松叶开始脱落，叶片中的莽草酸含量也达到最低值。 笔者认为，兴安落叶松属于北方特有树种，喜强光、多水的环境，随着降水量、光照、温度的增加，植物体内各种酶活性被激活，这也为植物的生长提供了必要的前提。6月份植物体主要生长叶子部分，这也为次级代谢产物莽草酸在叶子中的积累奠定基础。直到降水量、温度、光照量的增加，植物的代谢速率继续加快，但叶子中光合作用速率加快，快速的将糖类运输到植物体其他部位，这就导致落叶松针叶内莽草酸含量逐渐降低，11月底，北方气候不再适宜植物的生长，大量脱落酸作用导致叶片脱落，植物叶片中的莽草酸也达到最低。
system: [SYSTEM]

user: 4. 结论 本研究中，虽然兴安落叶松莽草酸含量不算高，但作为我国东北地区主要的速生丰产林造林树种，其分布面积广，每年都有大量针叶产出，在短时期内可大量收集，有利于采收和利用，可为实际生产的成本的降低提供了良好的生产材料，松科植物针叶来源更广泛、成本更低、更有利于莽草酸的生态化生产与利用，并有效弥补莽草酸原料不足的缺点，补充原料储备，也可以更有效的利用现有资源，降低工业生产成本，且不会破坏植物体本身，有利于生态保护。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 为避免手工方法编写数值模式伴随模式程序的困难并探索利用开源自动微分工具OpenAD/F辅助大气科学领域伴随模式实现方法，本文从正压原始方程模式出发研究了在OpenAD/F辅助下获得其伴随模式的方法，并利用获得的伴随模式分析了登陆台风强度对初值和地形的敏感性。所得结论与采用一种商用自动微分工具得到的伴随模式分析结果一致，这表明此次伴随模式实现工作是成功的，此工作为利用OpenAD/F软件实现更复杂数值模式的伴随模式打下了基础。 关键词 :开源软件，自动微分，伴随模式，敏感性分析
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 在计算科学领域，自动微分(automatic differentiation，简称为AD)也称为算法微分或计算微分，是一种用数值方法获得由计算机程序描述的函数导数的方法[ 1 ] 。AD通过链式求导法则用解析方法获得计算机精度的函数一阶或高阶导数，因而避免了差分近似数值离散时带来的截断误差。AD的作用对象为已分解为初等函数和基本运算的程序代码，因而避免了符号微分(计算机代数)求导运算时可能出现无效代码及难于转换为单个表达式的问题。利用AD实现源程序到源程序的自动转换，可极大提高代码转换效率，以前利用手工方法可能需要几年才能完成的工作利用AD技术可在几个月甚至几天内完成。AD有两种基本运算方式，即向前运算和逆运算。在向前运算方式下，导数运算通过链式法则向前传递，一阶导数矢量称为切向量。在逆运算方式下，对中间变量的导数运算通过链式法则反向传递，一阶导数矢量称为梯度。向前运算方式称为切线性方式，逆运算方式称为伴随方式。这两种方法都可用来分析输出对输入的敏感性，但切线性方式适于输出变量多、输入变量少情形，而伴随方式适于输出变量少、输入变量多情形。与有限差分等计算敏感性的常规方法相比，AD具有计算时间少和计算精度高的优点。这是因为，伴随方法的计算量与敏感性所针对的输入变量个数无关，AD计算导数没有截断误差。由于AD两种基本运算方式互为逆运算，AD软件一般可同时给出程序代码的切线性运算程序和伴随运算程序。在地球科学(如大气科学)领域，数值求解预报方程的程序一般称为数值模式，其相应的切线性运算程序和伴随运算程序分别称为切线性模式和伴随模式。当前，AD工具已有多种，如在地球科学领域应用较多的ADIFOR [ 2 ] 、Tapenade [ 3 ] 、TAF [ 4 ] 及OpenAD/F [ 5 ] 等。其中，OpenAD/F是开源软件。使用开源软件的优点不仅在于成本低廉，而且在使用过程中可对其进行发展，使其更适用于解决特定问题，因而具有更大的灵活性。 伴随模式是分析输出对输入敏感性的有力工具，可应用于最优化问题、稳定性分析和参数估计等研究[ 6 ] 。在过去20多年里，伴随方法已经在大气科学[ 7 ] -[ 10 ] 、计算流体力学[ 11 ] 、核物理[ 12 ] 及工程设计优化[ 13 ] 等许多领域得到应用。伴随通过求取微分运算方法获得，而微分运算分在连续条件下进行和离散条件下进行两种情况。相应地，获得伴随方法有两种，分别称之为连续伴随和离散伴随。连续伴随先对连续形式方程求微分获得连续形式的伴随方程，然后再离散化。而离散伴随是在离散形式方程的基础上求微分。如前所述，利用AD技术可以极高的效率实现离散伴随。 数值天气预报是一种大规模科学计算问题，涉及的动力理论、数值计算等方面的问题较复杂。因此，为突出物理意义及增加所研究问题的针对性，在理论分析时常采用简化但保留关键动力学过程的方程组开展研究工作。正压大气原始方程组是在静力平衡条件下把大气流体视为有一自由面的均匀不可压缩流体所得到的简化结果。正压原始方程组虽然形式简单，但解中包含非线性效应以及与斜压原始方程组解中相似的波动结构，因而在地球物理流体力学研究以及数值算法的试验中得到广泛的应用[ 14 ] 。 本文将在开源自动微分工具辅助下实现正压大气原始方程模式的伴随模式，并在此基础上开展台风强度对初值和地形敏感性试验，并与采用非开源自动微分工具实现的伴随模式试验结果[ 15 ] 进行对比。文章第2部分给出正压大气原始方程模式伴随模式的实现，第3部分给出数值试验及结果，最后(第4部分)为论文总结。
system: [SYSTEM]

user: 2. 伴随模式实现及试验设计 2.1. 自动微分工具OpenAD OpenAD(www.mcs.anl.gov/OpenAD/)是美国多家大学和研究机构合作发展出的自动微分产品，分Fortran语言(OpenAD/F)和c/c++语言(ADIC)两个软件包，二者基于相同的框架体系。开发OpenAD的基本设想是：此工具主要用于解决大气和海洋大规模科学计算数值模式资料同化中的梯度计算问题，使用者具有程序调试及编写经验。因而特别强调其应具有使用灵活性、采用开源组件及模块化特点，而不强调其对语言特征的支持能力。所以，使用OpenAD时，一般需对数值计算程序进行修改，以避免使用不常用的语言特征，从而满足OpenAD的要求。即不能象使用某些商业软件那样将其简单地视为黑箱，这正是许多研究者所希望的。本文使用的是OpenAD/F [ 5 ] ，其由前端(针对Fortran语言)、抽象层、代码分析和AD转换引擎四个模块组成。前端模块利用Open64 (mfef90)和whirl对Fortran程序进行分析并转换成特定内部格式(也称为whirl格式)，也可将特定内部格式转换成Fortran程序(whirl2f)，所以前端既是入口也是出口。抽象层模块的主要功能是定义一种扩展置标语言抽象接口格式(简称为XAIF)，从而使不同的自动微分算法可用一种中性语言形式表达，此模块利用工具whirl2xaif(将特定内部格式转换成中性语言形式)和xaif2whirl(将中性语言形式转换成特定内部格式)与前端发生联系。代码分析模块采用OpenAnalysis实现别名分析、DU(Define-Use)/UD(Use-Define)链及输入输出分析的功能，OpenAnalysis询问前端并将分析结果返回前端。AD转换引擎模块使用xaifBooster实现数值内核的自动微分变换，AD转换是在中性语言形式下进行的。 2.2. 伴随模式实现 正压原始方程组及其离散方案参见文献15。数值模式采用Fortran77语言编写，OpenAD/F适用Fortran90标准程序。如前所述，OpenAD/F不特别强调其对语言特征的支持能力，要求程序只使用Fortran90常用语言特征。因此，首先需对原源程序进行改写。改写之处主要有：将common方式数据传递方式改为module方式；将隐式数据类型定义方式该为显式方式，尤其明确浮点数据类型使用(一般采用real*8 (64位浮点数)，如果数据输入输出需使用real*4 (32位浮点数)，也要明确定义。否则，后面利用OpenAD/F进行代码转换时数据类型会出现问题)；调整时间积分实现方式，将1重循环积分计算改写为2重循环(例如，如果总共积分1200步，可改写为在内重循环中积分40步，在外重循环中循环30次方式。两个循环运算均编写为独立的子程序(为便于说明，分别称其为外循环子程序和内循环子程序)，即在外循环子程序中循环调用30次内循环子程序，在内循环子程序中积分40步。这样做的目的是，方便在伴随模式实现时采用2层检查点(checkpointing)方式，以节省存储空间。如不这样做，可能会因为存储数组过大超过计算机许可范围而使伴随模式无法运行)；去除goto等Fortran90标准不建议使用的语句。 完成前面数值模式改写之后，在程序中添加注释指令(Fortran编译器视其为注释，而OpenAD/F视其为指令)，主要分为两类，一类为在实现时间积分的子程序(即调用外循环子程序的子程序)中添加： c$openad INDEPENDENT(z0) c$openad INDEPENDENT(zo) c$openad DEPENDENT(fc) 其中，前2条语句声明模式初值(位势高度z0)和地形高度(zo)为独立变量，第3条语句声明代价函数(fc)为依赖变量。另一类为在每个子程序定义语句前添加模板注释指令，有以下四种： c$openad XXX Template ad_template.joint_split_oif.f c$openad XXX Template ad_template.joint_split_iif.f c$openad XXX Template ad_template_timing.joint.f c$openad XXX Template OADrts/ad_template.split.f 这里前2条语句分别声明外循环子程序和内循环子程序模板，第3句声明与外循环子程序处于同等地位但没有循环积分运算的子程序模板，第4句声明在循环内部参与时间积分运算的子程序模板。使用者可根据需要对这些模板进行修改或给出新的模板。然后利用OpenAD/F系统中的python程序对子程序进行预处理，预处理的目的是对源程序施加检查并将其转换成标准形式，以便于后续处理。OpenAD/F前端将预处理后的程序转为内部格式，OpenAnalysis对此结果进行分析，利用OpenAD Fortran工具包whirl2xaif工具将分析结果写成中间格式文件。在此基础上，利用AD转换引擎实现伴随变换，结果仍被写为中间格式。之后，利用xaif2whirl将中间格式转换为内部格式，再利用whirl2f反向分析得到的内部格式文件，生成Fortran语言文件。最后，利用python程序对子程序进行后处理，得到最终的Fortran子程序文件。 根据OpenAD/F数据类型定义方式，在主程序中调用OpenAD/F数据类型定义模块并对主程序数据类型重新定义，以使得与生成的Fortran程序数据类型定义方式一致。此外，还要在主程序中添加一些运行伴随模式所需要的初始化操作语句及运行方式选择语句等。之后，对主程序及生成的子程序进行编译、链接，即可生成可执行文件。 在借助OpenAD/F生成的数值计算程序中，既包含原来的数值预报模式(经过了OpenAD/F改写，但数值计算实现没有变化。一般称其为正演模式)，还包括与数值预报模式相对应的伴随模式。所以适当设置模式参数，就可利用借助OpenAD/F生成的数值预报模式及其伴随模式开展数值模拟试验。 2.3. 数值模拟试验设计 模式网格距取为50 km，计算区域为Lambert地图投影平面上以北纬40度、东经110度为中心的131 × 151网格范围。模式中定义台风强度(用台风中心位势高度表征)为代价函数。以2006年5月17日20时MACC(Monitoring Atmospheric Composition and Climate)数据集500百帕等压面资料为初值，针对0601号台风“珍珠”个例开展数值模拟试验。此试验正演模式、网格配置及天气个例选取与文献15相同，但伴随模式不同。文献15 伴随模式是在非开源自动微分工具Tapenade辅助下实现的。此处选取相同天气个例及正演模式的原因是可以利用文献15结果对本文结果进行验证。
system: [SYSTEM]

user: 3. 数值模拟试验结果 台风“珍珠”是2006年登陆我国的第一号台风(标号为0601)。其形成于5月10日，在15日发展为强台风。在500百帕等压面上，5月17日20时涡旋中心处于北纬22.1度、东经116.6度位置，12小时后涡旋中心移至北纬24.8度、东经117.5度处，强度明显减弱[ 15 ] 。与MACC数据集结果相比，模拟的12小时后的涡旋中心强度偏强，移动速度略偏慢(图略，或参见文献[ 15 ] 图2(b))。 图1为积分伴随模式12小时得到的代价函数对初值和地形的梯度。可以看出，2006年5月18日08时登陆台风中心位势高度对初始时刻(即2006年5月17日20时)台风中心位势高度的梯度为正值，而对初始时刻台风中心西南和东北方向的外围区域位势高度的梯度为负值(图1(a))。这说明：初始时刻台风强度越强则模拟的12小时后登陆台风中心强度越强；但初始时刻台风中心外围不同方位环流对登陆台风中心强度影响是有差异的，西南和东北方位环流越强则模拟的登陆台风中心强度越强，而台风中心北部和南部环流越强则模拟的登陆台风中心强度越弱。登陆台风中心位势高度对登陆区域及台湾岛地形高度的梯度为正值，但对陆地上113˚E~115˚E区域地形高度的梯度为负值(图1(b))。这意味着，台湾岛和登陆处地形越高则模拟的登陆台风中心强度越弱，但台风涡旋影响范围其它区域地形可有与此相异作用。这些结果与文献15完全一致，二者差异(见图2)数值上比梯度值计算结果小2个数量级以上(比较图2与图1)。出现差异的主要原因是两个模式浮点数据类型的精度不一样，本文中为双精度而文献15中为单精度。
system: [SYSTEM]

user: 4. 小结与结论 自动微分工具已成为辅助伴随模式实现的有力手段，开展相关技术应用研究具有重要实用价值。 图1. 代价函数对初值和地形的梯度；(a)为对初值的梯度，等值线间隔为0.005；(b)为对地形的梯度，等值线间隔为1.0e−6 gpm/m 图2. 两个伴随模式结果差异；(a) 为对初值的梯度，等值线间隔为5.0e−8；(b) 为对地形的梯度， 等值线间隔为3.0e−9 gpm/m OpenAD/F因使用开源组件而具有使用灵活、模块化及可发展等特点，更受到具有编程基础且强调针对性使用并发展(而不是简单地接受一个黑箱)的科技工作者的欢迎。论文在该开源自动微分工具辅助下开展了伴随模式实现技术的探索工作，所用数值模式为大气科学领域常用来讨论理论问题的正压原始方程模式。利用所得伴随模式进行了关于登陆台风强度对初值和地形敏感性方面的分析工作，所得结论与采用一个非开源自动微分工具得到的伴随模式分析结果一致。这表明，此次伴随模式的实现是成功的，这为利用OpenAD/F实现更复杂数值模式伴随模式工作打下了基础。需要说明的是，与利用Tapenade实现伴随模式工作相比，利用OpenAD/F实现伴随模式时需对原模式进行较多修改，且模式运行速度慢。运行速度慢与模式采用双精度数据类型有关，但更多地可能是优化工作有待深入。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 采用超声辅助提法从兴安落叶松原料中提取糖类和单宁，考察了兴安落叶松树木的不同部位中糖类和单宁的含量差异。进而得出糖类和单宁等成分在兴安落叶松中的分布情况。结果表明：横向含水率边材较少，树皮的含水率其次，而心材的含水率较多，尤其是靠近髓的部位含水率最多；纵向含水率由树木的根部至上依次减少(8%~13%)。横向糖类物质的含量心材的外侧靠近边材的部位最多，边材其次，心材靠近髓的部位含量更少。纵向糖类物质的含量随高度的增加而增多，在6米处达到最高，之后随高度的增加含量变化不明显。单宁物质多集中分布于树皮和边材中，树皮中含量大约为边材含量的4~5倍，纵向单宁的含量随高度的增加而增多，在10~12米处达到最高，之后随高度的增加含量略有降低。 关键词 :兴安落叶松，水分，多糖，单宁，超声辅助提取
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 落叶松(Larix gmelinii)为松科落叶松属的落叶乔木，属寒温带及温带树种，耐旱、耐寒、喜光，适应性较强，其天然分布很广，主要分布于中国东北、北萨哈林岛和东西伯利亚。在我国其林地较广，蓄积量较大，是内蒙古林区、东北以及华北、西南的高山针叶林及针阔叶混交林的主要森林组成树种，在东北分布最多，为大、小兴安岭海拔300~1200 m地带的主要林木，约占55%以上，是东北地区主要三大针叶用材树种之一 [ 1 ] 。落叶松树干端直节少，心材与边材的区别明显，纹理直，材质坚韧而厚实，是松科植物中耐腐朽性和力学性较强的木材，可供土木工程、电杆、桥梁、家具、枕木、造纸等用。因此，大规模的木材利用，作为生产的副产物，每年将产生大量的落叶松加工剩余物，其资源丰富，价格低廉，易于采收和保存，是数量丰富的可再生绿色资源。然而，在我国的大量的落叶松加工剩余物被当作了废弃物，浪费了资源，且会造成环境的污染。 落叶松树中含有单宁和多糖，单宁(又称单宁酸、鞣酸)是一种广泛分布于药用植物和食用作物中的天然化合物，医药方面单宁可以用于抗病菌、抗过敏、止血，尤其具有抗氧化、抗肿瘤、预防心脑血管疾病的作用，具有一定的药用价值 [ 2 ] ，是近些年酚类化合物研究的热门方向。在落叶松中主要含有的多糖是阿拉伯半乳聚糖，是由阿拉伯糖与半乳糖组成的中性多糖。在针叶树的木质部中大量含有这种糖，在落叶松中的含量大约在15%~20%。在近些年的研究中发现，阿拉伯半乳聚糖具有十分明显的抗过敏、消除炎症以及提高机体免疫力和免疫细胞活力的作用 [ 3 ] 。同时也具有不粘性、水溶性的特点。因此，这项研究主要目的是为了应用木材加工所剩余的落叶松的废料进行再利用，同时，利用价格低廉、易回收的溶剂提取多糖和单宁用于制药和保健品的研制。树木不同部位的水分含量是不同的，当木材纤维饱和点高于木材的含水率时，会导致木材细胞壁中的水分流失，引起木材的干缩变形，一些用木材加工的门窗、家具遇到这样的问题会直接影响到产品的质量，保暖，甚至使用寿命。因此，对落叶松不同高度的各个部位进行含水率检测对木材加工行业来说具有重要的意义 [ 4 ] 。本文采用超声辅助提取法提取落叶松木材的不同部位，对落叶松木材不同部位中的水分含量、多糖含量和单宁含量进行测定，纵向上在不同高度进行取样测定，横向上对树皮、边材以及心材的三个部分进行含量的测定。研究了多糖和单宁在落叶松中的动态分布。
system: [SYSTEM]

user: 2. 仪器与材料 2.1. 仪器 KQ-250DB型台式数控超声波清洗器；3K30型离心机(SIGMA公司)；1902紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；BS124S电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)。 2.2. 药品及试剂 原料来源于东北林业大学帽儿山实验林场老山实验站1969年栽植且长势良好的兴安落叶松(Larix gmelinii)人工林，选取树高18 ± 0.5 m，胸径为17 ± 1 cm的落叶松，在落叶松的各个高度分别取样，将所选的落叶松从下往上分割成厚度在5 cm左右的圆盘，从圆盘的横切面可以清晰的看出外侧最深颜色的部分即为树皮部分，相邻树皮部分的浅色圆环形区域为边材部分，圆盘中心深色的圆形区域为心材部分，将心材区域的中心点到心材区域的边缘的距离平均分成三段距离，每段距离的区域由内到外分别是心材内、心材中、心材外。分别在落叶松的(0， 2， 4， 6， 8， 10， 12， 14) m高度取圆盘，将每个高度圆盘按照树皮，边材、心材外、心材中，心材五个部分由外到内分割，重复采样5棵树。自然阴干后测定各部位的含水率，粉碎并筛取过2 mm标准筛为测试样品，置于冰箱保存待用。儿茶素对照品购自中国药品生物制品检定所；乙腈、冰醋酸为色谱纯，色谱分析用二次蒸馏水自制，其它试剂均为国产分析纯。