DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 讨论 4.1. Hg 2+ -Cd 2+ 胁迫对花翅摇蚊幼虫口器结构的影响 外源毒物对摇蚊幼虫生理学方面的影响主要表现为以下两点，一是对摇蚊幼虫的口器致畸作用，二是对生活史中变态发育过程的影响。口器的畸形会影响摇蚊幼虫的摄食，进而影响其生长发育，对水环境中重金属的污染进行早期诊断和生态风险评价有重要意义。许多研究已经证实，重金属如Cu和Cd可以诱导摇蚊幼虫口器的畸变 [ 25 ] - [ 30 ]。外源毒物诱导摇蚊幼虫的畸变主要发生于其颏部，同时，有研究表明经过重金属Ni、Hg胁迫的羽摇蚊幼虫大颚也会产生不同程度的畸变 [ 15 ]。目前，重金属对口器畸形的作用机理尚不明确，但是，有许多研究所证明的金属暴露浓度及暴露时间与致畸率之间存在线性关系，使得将致畸率成为评价水体环境的一种重要参数。 正常情况下的花翅摇蚊幼虫口器颏部包含个3中间齿和2组侧面齿，每组各有6个齿。本研究中，Hg 2+ 和Cd 2+ 在协同作用下诱导花翅摇蚊幼虫颏部的中间齿和侧齿发生了不同程度的缺失。但是，涉及的样本数少，并未验证暴露浓度和致畸率之间的关系。 4.2. Hg 2+ -Cd 2+ 胁迫对花翅摇蚊幼虫体组织抗氧化酶活性的影响 Hg 2+ 和Cd 2+ 都属于外源毒物，会破坏机体内DNA、功能蛋白结构，使酶失活等 [ 1 ] ，从而间接反映环境中氧化应激物的存在，起到指示环境中存在污染物的作用 [ 12 ] [ 31 ] ，而且具有准确，痕量测量等优点，可以弥补传统理化方法测定污染物的不足。SOD和CAT都属于抗氧化酶系，SOD是一种普遍存在于动植物和微生物中的抗氧化金属酶，能催化生物体内超氧阴离子自由基(O 2− )发生歧化反应，产生氧和过氧化氢，有利于机体内氧化和抗氧化的平衡 [ 32 ] [ 33 ]。CAT是一类普遍存在于动植物和微生物体内的末端氧化酶，参与其体内活性氧的代谢过程，与SOD在生物体内共同建立了一个功能一致且相互配合的抗氧化网络，可以清除机体内的O 2− 、H 2 O 2 和一些过氧化物，阻止或减少体内羟基自由基(OH − )的形成，有利于机体内氧化和抗氧化的平衡 [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]。 花翅摇蚊幼虫在Hg 2+ 和Cd 2+ 联合毒性的作用下可以引起机体内SOD活性和CAT活性的变化。在Hg 2+ 和Cd 2+ 的协同作用下，SOD和CAT活性均随浓度的升高而升高，但是在高浓度Hg 2+ -Cd 2+ 组，抗氧化酶活性受到抑制，而逐渐下降，且超过其耐受极限而低于对照组的活性。刘清等 [ 35 ] 认为造成这种现象的原因是共同存在于生物体内的金属增加细胞膜的通透性，进入胞内的重金属离子增多，重金属毒性增强。Hg 2+ -Cd 2+ 的SOD活性在0.016 mg∙L −1 组开始下降，而其CAT活性从0.008 mg∙L −1 组开始下降，与同等浓度下单独作用的Hg 2+ 和Cd 2+ 相比较，Hg 2+ -Cd 2+ 对花翅摇蚊幼虫的抗氧化酶活性要高于单独的Hg 2+ 或Cd 2+ 作用下的活性，机体内的超氧阴离子更多 [ 36 ]。这也证明了Hg 2+ 和Cd 2+ 对花翅摇蚊幼虫的联合毒性作用属于协同作用。 摇蚊是水生态系统中数量丰富的底栖生物，其体内抗氧化酶作为生物标志物可对水体中痕量重金属(Hg 2+ 和Cd 2+ )污染物的毒性效应进行监测与早期预警。本研究以花翅摇蚊4龄幼虫为受试昆虫，Hg 2+ 和Cd 2+ 联合作用测定摇蚊体内SOD和CAT活性，明确Hg 2+ 和Cd 2+ 对SOD和CAT活性的生物化学效应，为SOD和CAT作为检测水体污染物的生物标志物提供更可靠的依据。 4.3. Hg 2+ -Cd 2+ 胁迫对花翅摇蚊幼虫生长发育的影响 半致死剂量常作为可信的毒性效应指标，而实际水体环境中Cd 2+ 浓度通常达不到0.543 mg∙L −1 (24 h的EC50)，而Hg 2+ 的浓度通常也达不到1.731 mg∙L −1 (24 h的EC50)，需要更敏感的指标来监测水中重金属污染程度。因此，环境指示生物在生理水平上的一些变化常作为慢性毒性的毒理学指标 [ 37 ]。许多研究者对摇蚊幼虫的生长发育作了大量的工作，研究发现生长环境可以影响摇蚊的体重、羽化率和性比等生长发育状况。 试验结果表明，Hg 2+ 和Cd 2+ 暴露对花翅摇蚊幼虫的生长状况及生活史均有显著影响，且随着浓度的升高，作用效果增强。在Hg 2+ -Cd 2+ 浓度下的暴露组幼虫体重随浓度的升高而增加，可能是因为随着浓度增大，摇蚊幼虫的生理活动受到抑制，不能通过自身代谢将外源毒物全部排出体外，故而重金属在摇蚊幼虫体内累积量增多，重金属的累积重量大于摇蚊幼虫由于消耗能量而减少的重量，造成其体重的上升。 Pascoe等 [ 38 ] 研究显示在Cd 2+ 刺激下，幼虫的生长发育过程受到抑制，脱皮及羽化过程所需的时间变长。PlanellÓ等 [ 39 ] 将羽摇蚊幼虫暴露在低浓度的镉中36 h后，研究发现该幼虫的细胞核活性及其构造发生显著变化，抑制了rRNA水平，其转录产物缩氨酸BR基因的活性也因此受到抑制，进而阻碍了正常筑巢行为的进行，因此，幼虫无法及时运行有效的防御措施来避免中毒风险。但本试验结果显示，在各Hg 2+ -Cd 2+ 浓度下的暴露组幼虫均有化蛹个体产生，但对化蛹率也有抑制作用，随浓度的升高，化蛹率逐渐降低，这可能是重金属干扰花翅摇蚊幼虫体内蜕皮激素的正常代谢，导致幼虫化蛹过程受到抑制。因此，Hg 2+ 和Cd 2+ 在水体中的毒性小但是不可忽视的，从环境指示生物的角度来看，花翅摇蚊幼虫化蛹对重金属毒物Hg 2+ 和Cd 2+ 敏感，化蛹率可以用作慢性毒性效应的指标。
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user: 5. 结论 本研究发现Hg 2+ 和Cd 2+ 对花翅摇蚊幼虫的联合毒性作用为协同作用，并得出以下几点结论： 一、重金属污染物可以对花翅摇蚊幼虫口器产生畸变作用 在Hg 2+ 和Cd 2+ 的联合暴露下，摇蚊幼虫颏部的中间齿和侧齿均有不同程度的缺失。因此，可以将摇蚊幼虫口器畸变的类型作为水环境评价的重要参数之一。 二、重金属污染物可以影响花翅摇蚊幼虫抗氧化酶活性 经试验发现，Hg 2+ -Cd 2+ 可以影响花翅摇蚊幼虫的SOD和CAT活性，SOD和CAT活力在受低浓度重金属刺激后，在不同浓度下表现出不同的激活水平，其活力的大小反映了外源毒物对于花翅摇蚊幼虫的致毒程度及其解毒过程，是一个合适的评价水体中Hg 2+ 和Cd 2+ 毒性的指标。 三、重金属污染物可以影响花翅摇蚊幼虫的生长发育 在不同浓度的亚致死剂量Hg 2+ -Cd 2+ 暴露下，各处理组的花翅摇蚊4龄幼虫湿重和干重均增加，不适宜用其作为监测水体重金属污染的指标；摇蚊幼虫化蛹过程中对Hg 2+ -Cd 2+ 敏感性高，虽然，各处理组均有幼虫化蛹成功，但是，化蛹率均明显低于对照组，表现为对化蛹率的抑制作用，且与浓度呈负相关关系(P < 0.05)，因此，适宜将其作为慢性毒性效应的指标之一。
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user: 摘 要 本文主要介绍了关于现在传统无机粘结剂，有机粘结剂和复合粘结剂，以及关于其适用范围及优缺点的分析。 关键词 :膨润土，无机粘结剂，有机粘结剂，复合粘结剂 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 一种好的粘结剂应具备下列条件：改善物料成球性，提高生球和干球强度和球团矿焙烧的热稳定性，在较低温度下就可以获得优质球团矿，改善焙烧球质量；不含有有害元素，粘结剂原料来源充足，在适宜添加量时，成本不能太高。图1为球团制成的基本步骤，而粘结剂正是其中重要的一步。为了调查现在不同球团矿所需要的粘结剂种类以及其优缺点的分析，我查找了各个钢铁厂以及高校实验所研究的关于粘结剂的成果，目的是为了总结出现阶段不同种类粘结剂的优缺点和使用情况，做不同球团矿时匹配到更适用的粘结剂。同时，也对比各种种类的优缺点，为未来粘结剂的发展方向有一定的好处。
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user: 2. 现有的粘结剂种类 2.1. 无机粘结剂 膨润土是冶金球团中首选的粘结剂 [ 1 ] 。所述制备方法包括：将膨润土、酚醛树脂，环氧树脂，淀粉，氧化钙和水混合后制得。膨润土常规添加量为2%~3%，国内先进水平为1%~1.5% [ 2 ] 。表1为膨润土粘结剂的主要成分。但是，贾彦忠 [ 3 ] 等人的研究中提出新型粘结剂代替传统膨润土粘结剂效果更加显著。原因是由于膨润土基粘结剂属于无机硅酸盐矿物，膨润土中含大量的SiO 2 、Al 2 O 3 配入后，影响球团矿的品位，进而影响高炉的入炉品位和操作，进而影响炼铁高炉的利用系数 [ 4 ] 。另一方面，矿产资源的开采和利用产生的尾矿严重的污染了环境，这些尾矿不仅占用了大量的土地，还造成了严重的环境污染，破坏了生态环境。 杨永斌等人 [ 5 ] 文章中提到不同成因和产地的膨润土，其结构、组成和性质不同，而这种差异又将影响其产品的开发。球团生产过程中企望膨润土用量越少越好，与钙基土相比，钠基土的粘性、吸水率、膨胀容大、配加量小，使用钠基土是提高球团矿品位。降低粘结剂用量的重要措施。生产低粘结剂、高品位球用矿是球团生产的奋斗目标，近年来国内球团纷纷对钠基土进行研究，以期替代钙基土，降低粘结剂用量 [ 6 ] 。这一研究表明添加其他无机物质也有可能取得更好的效果，用钠基土代替传统钙基土来做粘结剂在未来很有可能迎来很好的发展。 Table 1 Chemical composition of bentonit Composition SiO 2 Al 2 O 3 MgO CaO Fe 2 O 3 Na 2 O 其他 Content 70.92 14.49 2.78 2.11 2.52 0.34 6.84 表1. 膨润土的主要成分 2.2. 有机粘结剂 有机粘结剂是一种有机高分子化合物，具有一定的羧基、羰基、羟基、芳香基、甲氧基等活性基团，其能成为粘结剂的主要原因是其含有的含氧官能团能与Fe 3+ 、Al 3+ 等金属阳离子生成络合物或螯合物 [ 7 ] ，从而形成牢固的网状立体结构。有机粘结剂SN是一种新型的粘结剂，它就是典型的上述粘结剂类型。有机粧结剂在高温培烧的时候能基本上完全燃烧，不影响铁精矿的品位，而且在燃烧的时候产生的气体从球团内由里向外散发出来，増加了球团的孔隙度，从而改善了球团的还原性 [ 8 ] 。Madhu G. Ranade等人 [ 9 ] 对有机粘结剂研究总结有机粘结剂的优点，得出球团矿有机粘结剂应用及研究现状摘要：有机粘结剂制备球团矿具有添加量少，粘结性好，球团矿铁品位高的特点，冶金原料工作者多年来致力于有机粘结剂的研究与开发，试图找到提高球团矿质量、降低能耗等特点的有机粘结剂替代膨润土作为球团矿主导粘结剂。有机粘结剂存在添加方式及混匀、成球动力学、生球热性能、球团焙烧、生产成本等问题的原因至今未能获得广泛应用 [ 10 ] 。因此对有机粘结剂的研究具有广泛的前景。另外有机粘结剂易与矿物粉料粘合，是一种良好的球团矿粘结剂，添加后可在预热、焙烧过程中燃烧分解，不会降低球团矿铁品位 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 。但是纯有机粘结剂成本高，制造难，很难实现大范围的应用。 2.3. 复合粘结剂 由于膨润土粘结剂和有机粘结剂都有各自的优缺点，如果将两者按一定比例混合，混合出来的复合粘结剂会不会弥补各自的缺点。研究结果表明：配加0.2%的单一粘结剂GPS，即可获得性能满足要求的生球。当配加0.1%GPS + 0.5%膨润土时，与配加2.0%膨润土的相比较，在满足生球强度，爆裂温度和焙烧球强度的基础上，使球团矿铁品位提高了1个百分点以上 [ 15 ] 。复合粘结剂制备球团矿具有添加量少、粘结性好、球团矿铁品位高的特点，冶金原料工作者多年来致力于复合粘结剂的研究与开发，试图找到提高球团矿质量、降低能耗等特点的有机粘结剂替代膨润土作为球团矿主导粘结剂。 使用丙烯酰胺和丙烯酸钠乳液的阴离子异分子聚合物井加入改性剂和碳酸钠组成的改性站结剂，用量很低，用量为0.033‰到0.04‰即可代替6.25‰到8.0‰的膨润土 [ 16 ] 。聚丙烯酰胺及其共聚物可在许多相反目的的领域中应用。它既用作絮凝剂，又是分散剂，既是增利剂，又是液化剂，既是粘合剂，又是清洗剂等。聚丙烯酰胺及其共聚物用途的多重性，是由于它受不同分子量，不同共聚单体，不同官能团等多重因素影响的结果，高分子鼠的聚丙烯酰胺及其共聚物最重要的用途之一是用作固液分离的絮凝剂和各种物料的粘结剂。 贺建峰等人 [ 17 ] 研究的以钠质膨润土为基料配入一定量的有机粘结剂，再配入一定量增加球团矿强度的添加剂，才能满足大型高炉冶炼的需要，但是需要配入较大比例的添加剂才能达到提高球团矿的强度，这样不但会造成浪费，而且降低了复合粘结剂中优质膨润土的比例，影响降低了复合粘结剂的质量，降低了球团矿含铁品位增加了球团矿生产成本。这种复合粘结剂具有极强的吸水性能和分散性与无机粘结剂相比有机粘结剂除了具有提能能够充分地填充于饥汰铁精矿粉颗粒的空隙高生球强度、爆裂治度等优点外，在焙烧过程中，中增强钒钛钬精矿粉之间的粘结作用。大量实球团中几乎不存在残留物，对球团质量不会造成有害影响而且还能提高球团的金属化率，在一定条件下还可能加快还原 [ 18 ] 。 此外采用有机钻结剂SN与膨润土进行复合，研究该复合添加剂对球团成球性能 [ 19 ] 。生球强度，生球爆裂温度，培烧性能以及成品球团矿铁品位等方面的影响，力求达到降低膨润土用量，提高球团矿质量的目的。 图1. 球团成型过程图
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user: 3. 结语 1) 在我国现有的生产条件下，主要采用膨润土作为球团矿的粘结剂，其具有量多，制造简单，经济实惠等优点。但是影响球团的入炉品位和炼铁高炉的利用系数。 2) 新型有机粘结剂制备球团矿具有添加量少，粘结性好，球团矿铁品位高的特点。但是其制作复杂且难，成本高。 3) 复合粘结剂将膨润土和有机粘结剂混合配比，可以提高球团矿质量、降低能耗等特点，有利于改善膨润土粘结剂的缺点。
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user: 摘 要 本文叙述了计算化学概念、计算方法及其在辅助药物分子设计、辅助材料设计和合成路线设计等方面的应用，展望了计算化学在化学相关领域以及虚拟现实等方面的应用前景。 关键词 :计算化学，计算方法，分子结构，分子模拟，构效关系，虚拟现实 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 随着科学技术的发展，化学家们从利用塑料短杆和小球表示分子结构发展到使用计算机来展示各种化学模型。由此，产生一门新兴的交叉学科，即计算化学。所谓计算化学(computational chemistry)，是一门应用计算机研究化学反应和物质变化的科学，已经成为理论化学的一个重要分支。它是利用有效的数学近似以及计算机程序计算分子的性质，包括电子、轨道参数和几何参数等，用以解释一些具体的化学问题，在电子、原子、分子水平上阐明化学现象和化学问题的本质，包括反应机理、化学性质及药物的构效关系等。 二十世纪八十年代以来，先进的分析仪器的应用、量子化学计算方法和计算机技术的飞速发展，对化学科学的发展产生了革命性的影响。其研究内容、方法乃至学科的结构和性质都在发生深刻的变化。 化学的发展历程是人类运用了认识自然的两种科学方法：归纳法和演绎法。归纳法也叫归纳推理法，它是一种由个别性知识推出一般性结论的推理过程。演绎法也叫演绎推理法。它是由一般性的前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程。 这两种认知的科学方法是互相依赖、互为补充，紧密联系的。演绎推理的一般性知识(大前提)，来源于归纳推理的概括和总结；而单靠归纳推理(除了完全归纳)是不能证明必然性，并且归纳的分析、综合过程需要借助于理论思维，依靠人们先前积累的一般性理论知识的指导。因此，在归纳推理的过程中，人们常常需要应用演绎推理对某些归纳的前提或者结论加以论证。只有两者结合应用，才能认识事物的本质及其发展规律。 但是，化学长期以来一直被科学界公认为一门纯实验科学，是基于实验事实为依据的科学。即化学长期采用归纳法作为研究方法，而演绎法在化学界尚未获得广泛应用。究其原因主要是研究的对象太复杂加上传统观念根深蒂固。直到上世纪80年代，这种境况有所改善。 二十世纪二、三十年代诞生的计算化学迎合了时代发展的需要，在七十年代和八十年代得到了较大发展，至九十年代它已完全成为一门独立的学科，受到了国际化学界的广泛重视，而计算量子化学在1998年获得诺贝尔化学奖，确立了计算化学在化学和整个自然科学的重要地位。瑞典皇家科学院在颁奖公报中宣告“…量子化学已发展成为广大化学家都能使用的工具，将化学带入一个新时代—实验与理论能携手协力揭示分子体系的性质。化学不再是一门纯实验科学了”。它是与化学、数学、计算机科学、物理学、药物学、材料科学等学科高度交叉、相互渗透的新的生长点，是许多实用技术的基础，并深受当今计算机与网络通讯技术飞速发展的影响，而处在迅速发展和不断演变之中。可以预见，计算机化学将成为化学发展的“领头羊”之一。
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user: 2. 计算化学与诺贝尔化学奖 马丁·卡普拉斯(Martin Karplus)、迈克尔·莱维特(Michael Levitt)和亚利耶·瓦谢尔(Arieh Warshel)三位科学家因在“发展复杂化学体系多尺度模型”计算化学方面所做出的重要贡献而获得2013年诺贝尔化学奖。Martin Karplus于1930年在奥地利维也纳出生，1953年获得美国加州理工大学博士学位，现任法国斯特拉斯堡大学及美国哈佛大学教授。Michael Levitt于1947年在南非勒陀利亚出生，1971年获得英国剑桥大学博士学位，现任美国斯坦福大学医学院教授。Arieh Warshel于1940年在以色列Kibbutz Sde-Nahum，1969年获得以色列魏茨曼科学研究所博士学位，现在是美国南加州大学杰出教授。在上世纪70年代，Martin Karplus， Michael Levitt和Arieh Warshel的一系列研究工作为化学反应模型的应用奠定了理论基础，有利于我们对化学反应过程的理解与预测。时至今日，化学领域所取得的大部分重要进展都离不开先进计算机模型的帮助。 1998年，沃尔特·库恩(Walter Kohn)和约翰·波普尔(John Pople)两位理论化学家因“有效地发展了计算方法和计算程序，将量子力学的方程用于解决化学问题”而获得了诺贝尔化学奖。在前者工作的基础上，Karplus，Levitt和Warshel成功地将牛顿的经典物理学工作与性质上完全不同的量子物理学相互协调。经典物理的强大之处在于其计算过程相对简单，并且可以拥有模拟非常大型的分子结构，但是它无法模拟化学反应过程。因此，科学家们将量子物理学合适的运用到模拟化学反应过程。三位科学家结合经典物理学和量子物理学，设计出多尺度复杂化学系统模型，将传统的化学实验搬到了网络世界。这一完美结合现实与理论的化学系统模型，为更全面了解并预测化学反应进程奠定了基础。 计算化学(computational chemistry)是近几十年中发展最快的化学研究领域之一，其在多种化学研究中都有广泛的应用。计算化学是根据基本的物理化学理论(通常指量子化学、统计热力学及经典力学)和大量的数值运算方式研究分子、团簇的性质及化学反应的一门科学 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。以量子化学理论和计算、分子反应动力学理论和计算、分子力学及分子动力学理论和计算等来探明相关的化学反应 [ 5 ] [ 6 ] 。此外，计算化学还可以通过理论计算等方式预测化学研究的方向等。计算化学发展至今，已经形成了独具特色的解决多种化学问题的方法和程序，例如：Gaussian09、Hyper Chem、ADF2004等专业软件的开发和不断的更新 [ 7 ] [ 8 ] ，大力推动了这门新兴的交叉学科的蓬勃发展。
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user: 4. 计算化学的发展 计算化学是一门交叉学科，它和物理化学、分子物理、生物化学、计算科学等多种相关学科都有很强的交叉和渗透 [ 28 ] 。其通过应用量子力学和统计力学研究化学问题，与实验性化学不同的是计算化学主要是通过基础理论研究指导化学实验或者验证化学实验结果。理论化学的重要性在于，它研究的是化学学科最核心和普遍的规律，其研究的结果对化学研究中的其他多种学科都有重要的指导意义 [ 29 ] 。计算化学的研究对象从小分子和简单理想体系的反应，发展到与其他化学和物理研究领域相关的化学体系、例如生物化学、凝聚态物理学、纳米技术或分子生物学，从而逐步实现对复杂化学体系的理论模拟。随着密度泛函理论的普及，线性标度技术的引入，多参考态方法和量子动力学理论方法的发展，计算化学在我国也有很大发展，许多理论化学家在配位场理论、分子轨道图形理论、价键理论等方面做了大量研究工作并取得了一定的成果。 20世纪80年代是计算化学计算飞速发展的时期。出现了计算化学研究的重要工具Gaussian软件，其是由1998年诺贝尔化学奖得主沃尔特·库恩(Walter Kohn)和约翰·波普尔(John Pople)开发的，它是进行从头算的鼻祖。Gaussian程序是一个最普及的程序，它最早的版本是1970年的Gaussian70，最新的版本是Gaussian09。它可以进行各种类型的从头算，半经验和密度泛函 [ 30 ] 。Gaussian程序可以预言分子和化学反应的许多性质，如分子能量和结构，电子密度分布，热力学性质，振动频率，红外和拉曼光谱，NMR化学位移，极化率和静电势等。2013年诺贝尔化学奖得主Martin Karplus (马丁·卡普拉斯)等开发的Charmm软件，Charmm是Chemistry at Harvard Macromolecular Mechanics的缩写，是一个用来进行经典的、量子的或量子经典杂化的模拟计算程序，目前其在科研学术和药物开发商业等领域都得到了广泛应用。在Charmm软件的基础上，Paul Weiner研究组开发了Amber 程序的第一个版本，Wilfred van Gunsteren研究组，开发出了GROMOS程序。NAMD程序，更是基于Charmm进行了并行化的处理，把Charmm的功能发挥的淋淋尽致。此外还有Gamess软件、Amber软件、Vasp软件等都在计算化学领域有重要的应用。例如在模拟药物如何到达体内靶蛋白的实验中，电脑可直接对与药物相互作用的靶蛋白原子执行量子理论计算，精确分析出药物发生作用的全过程。 国内计算化学发展也十分迅速。吉林大学唐敖庆理论化学学派，北京大学唐有琪、徐筱杰、来鲁华实验室和徐光宪、黎乐民实验室，中国科学院上海药物研究所嵇汝运、陈凯先、蒋华良实验室，北京师范大学刘若庄课题组及胡文祥教授课题组等在我国计算化学领域作了许多杰出的研究工作。 本文作者之一的胡文祥，早在二十世纪八十年代中期在中国科学院上海有机化学研究所攻读博士学位期间，就建立了分子力学与量子化学联算的基本思路和方法，博士毕业后到军事医学科学院六所工作，在恽榴红教授支持下与计算机专家合作，编制了自动挑选数据的程序，开创了全新的计算过程，从经典的分子力学计算分子的低能构型构象等几何参量入手，再输入给量子化学程序计算分子的轨道能量和电荷密度等电子参数，或者使用分子力学计算整个分子骨架几何参量，用量子化学计算活性中心的电子参数，如此一来计算效率得到了极大提高。从分子力学计算直接过渡到量子化学计算，发挥了两者的长处，得到了两类结果 [ 31 ] [ 32 ] 。他应用这一联算方法，研究胆碱能药物空间构象与构效关系等，获得了国家和军队科技进步奖等一系列成果。胡文祥教授实验室继续发扬计算化学方面的优势，进行分子力学与量子化学联算、量子参数与反应性关系、核磁共振化学位移统一计算 [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] 、药物分子二维和三维定量构效关系、分子动力学模拟和分子对接研究等研究工作，不断取得新结果。
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user: 6. 计算化学应用前景 通过对具体的分子系统进行理论分析和计算，能比较准确地回答有关稳定性、反应机理等化学问题。目前计算化学已被广泛用于化学合成、材料、催化和生物化学等研究领域。 计算化学在生物化学方面的应用，有金海晓等 [ 38 ] 采用计算化学方法探明蛋白激酶在水溶液中的动态行为，包括磷酸化对蛋白激酶构象的影响、磷酰基转移机理以及蛋白激酶与抑制剂的作用模式等，这些工作为合理设计药物提供了参考。此外，曹冉等 [ 39 ] 对计算化学方法在基于受体结构的药物分子设计中的多种应用，包括小分子结合位点的成药性评估、化合物数据库的虚拟筛选、先导化合物的结构优化等进行了探讨。 计算化学在化学合成上多用于化合物的理论计算结果与其实验结果的对比。如邢波等 [ 40 ] 用GaussView软件模拟苯的分子结构，用量子化学计算软件Gaussian 03W的密度泛函法，在B3LYP/6-31G基组水平上，优化苯分子结构、计算能量和频率，及其红外光谱，并与实验结果对比。根据成键轨道(natural bond orbital， BO)和电子密度计算结果，探讨苯的稳定性，分子轨道能量，原子静电荷分布规律和前沿分子轨道组成的特征，计算得出HOMO和LUMO的能量差是0.25191 eV，HOMO是比较大的负值(−0.24819 eV)，说明苯有较好的稳定性，看来采用纳米TiO 2 光催化方法降解苯是可行的。邢波等还 [ 41 ] 通过应用计算化学软件Gaussian 03WHF方法中的3—21G基组优化苯和甲苯分子结构，预测苯和甲苯分子的红外光谱。找到苯环振动吸收峰分别是苯红外图中的1658 cm。与甲苯红外图中的1667 cm~。与苯和甲苯文献检索红外谱图相对应(特征吸收峰分别是1478和1485 cm −1 )，符合较好。还找到苯环C-H拉伸振动吸收峰3080 cm −1 (苯)和3040 cm −1 (甲苯)。此外，还有对多种类似化合物进行化学计算进行对比，如盛旭玲 [ 42 ] 采用Materials Studio软件中的DMol^3模块，对18种苯的二取代在药物研发过程中手性化合物绝对构型的确定是一个极其重要的问题，药物分子的立体构型与药物的疗效、毒性密切相关，因此，药物分子立体结构的研究具有重要意义。目前，手性化合物立体结构的研究方法也倍受关注，运用计算化学方法确定手性化合物的立体构型是一种简便而有效的方法，已经被越来越多的研究者接受并采用。王重娟等 [ 43 ] 利用计算化学方法，对旋光计算、电子圆二色谱(ECD)计算、振动圆二色谱(VCD)计算，以及13C-核磁共振(13C-NMR)计算等方法进行综述。为了在化学领域中更好地应用微波能，需要深入研究微波与化学反应相互作用的机理，由于等效介电系数常常被用来描述在化学反应中微波的吸收和传输情况，因而，化学反应中反应物的等效介电系数就成为微波化学研究的关键问题之一。华伟等 [ 44 ] 基于反应溶液中单位体积内的分子个数随温度变化的情况对黄卡玛提出的经验公式进行了改进。以碘化钾和高锰酸钾两个氧化还原反应为例，对实验结果和计算结果进行了分析比较，结果表明其具有很好的一致性，而且计算精度较改进前的公式得到了改善。 计算化学在对天然产物绝对构型的确定上也有重要应用。由于传统方法在天然产物绝对构型确定方面存在一定局限性和不足，而大部分工作交由计算机完成的计算化学方法，在保持同样高精确度的基础上，可以节约大量时间。李桢等 [ 45 ] 文章中有多个应用两种或多种计算光谱法相结合在天然产物绝对构型确证的实例，表明计算化学方法在天然产物研究中已经逐渐被认可。 目前计算化学的研究已经取得了很大的成果，其对化学学科的发展影响是巨大的。随着化学理论的不断发展，以及计算机性能的迅猛发展，计算化学通过对涵盖若干公理的一个系统方程的求解，解决化学的问题。它不依赖传统化学实验仪器设备、试剂和药品，是建立在理论的演绎思维的基础上的电脑模拟。计算化学的第一原理是具有公理结构的，经过数学和逻辑演绎而得到关于物质的形式理论体系，再从形式理论出发利用物理假设出发，利用物理模型近似，二次形式化和计算，得到理论预计值，最后在再去与实验结果核对。因此，以量子力学，统计力学为核心的计算化学在理论化学与实验化学之间起到了很大作用。
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user: 7. 虚拟现实 计算化学是理论化学的执行者，而根据现实的化学实验环境编制的仿真性软件在计算机中营造一个接近真实环境的虚拟场景来完成各种预定的实验任务，可以验证理论模型，同时可以帮助科研人员理解、预测和发现新的化学现象和物理本质。这就是计算机虚拟化学实验室。这里包含着量子化学计算和分子模拟技术，对化学和生命科学领域的某些未知或未定问题进行科学模拟，它是在在特定数值模型的基础之上，对现实中的化学反应过程、物理化学过程、生命过程、化学工程的生产流程等实现仿真模拟。 各种材料都有其特性在，掌握原子结构、排列及其运动规律，对理解材料的变形与破坏的机理是至关重要。但由于原子尺度原因，人们目前尚无法直接进行观察。因此，对材料的多尺度进行数值模拟和仿真模拟都十分必要。 一种叫做“触觉量子化学”，它是通过一个量子力学的计算模型程序结合到计算机感应装置来反馈用户的触觉动作的虚拟仿真。例如，你手中握着一个笔式的触觉设备。当你把一个分子移向另一个分子的时候，该设备将会把你的移动反馈给计算机，此时计算机立即计算出分子之间的吸引力或排斥力。这有点类似于人们在网络上打台球时用鼠标给台球施加力(长按给力健)台球的运动速度就加快感觉。于是，人们具有能够操纵系统原子核坐标的势能面的曲率的触觉感，让你以一个非常直观的方式觉察到分子的复杂信息：分子结构、原子能量梯度、原子轨道、电子密度等等其它性质。这种力的计算也将会让你感觉到一个优先的反应路径应该是什么，那么你就会考虑应该怎样做。这显然是一个令人兴奋的设想。因为，触觉量子化学方法能够把人们引进了更深层次科学问题的理解。目前已经有一些这样可用的方法，但他们只用经典力场来计算由设备表现的力，无法实现化学反应过程的模拟。由于化学反应存在原子键的形成和断裂问题，只有采用精确的量子力学计算才能实现这一过程。然而量子力学计算量大，十分耗时，以目前的技术水平难以实现真正的“触觉量子化学”。于是，一种新的量子化学计算方法浮出水面，叫做“实时量子化学”。 为了实现对研究对象进行既快速又高精确性的计算，“实时量子化学”应运而生。其是通过鼠标、键盘或专用输入工具来驱动所研究体系中分子结构的操作，计算机将根据量子力学的波函数和相应能量及其梯度的活性分子体系的快速计算，其计算结果获得实时响应，操作者感觉到没有延迟的数据流。“实时量子化学”实现实时响应，需要两个方面条件：其一是硬件条件，需要多核并联的中央处理器(CPU)和专用的图形处理器(GPU)，来保证显示刷新间隔在100毫秒之内的速度；其二是波函数求解算法的优化，尤其是在密度泛函理论框架内自洽场(SCF)迭代快速收敛方法，同时需要选择合适的基组来加快计算速度的办法。最理想的是量子计算机的应用，可以真正满足“实时量子化学”的快速计算要求，从而实现“触觉量子化学”的化学反应过程的实时模拟和动态仿真。实时量子化学，可能改变未来如何进行量子化学的研究方式。触觉量子化学，是人类更直观地对现有的科学数据的触觉感开发迈开的第一步，通过应用技术的更深嵌入，已经在虚拟现实领域朝发展这个终极目标方向进发。
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user: 8. 展望 在过去的50年里，计算化学的发展如火如荼，已将化学带入一个新时代，计算化学促进了现代化学研究领域的一场革命性的变化。当前，计算化学已经深入到化学研究领域的方方面面，正在或者将要起到“领军”作用。下一步，计算化学将面临更复杂更新的挑战。 目前薛定谔方程的求解，都是基于电子结构理论并应用各种简化算法方案进行求解。而含时的薛定谔方程的求解、相对论的薛定谔方程求解等工作正在展开，并开始在各方面应用。在过去的二十年中，量子化学的另一个分支：基于原子核运动理论的薛定谔方程，已经获得不含时的变分法解决方案，并快速的发展，多原子体系的核运动的薛定谔方程如同电子运动的势能面(PES)一样的“精确”。它宣告，我们现在已经处在量子化学的第四阶段。第一到第三阶段主要是以电子结构技术为主体的发展阶段，而第四个阶段，则是以原子核运动为主体的发展阶段。在这个阶段中，我们以一个准确的方式将其纳入到量子化学来处理原子核运动。基于电子运动和基于原子核运动的量子化学联合求解方法，将会获得更多的分子结构和分子运动信息，也必将在各个应用领域获得突破性发展。 量子计算机的诞生，必将大大缩短了计算成本，从而使从头计算的范围大幅度的增加：从几百个原子的微观体系扩大到上万个原子聚合体计算，宏观体系的量子化学计算将成为可能。这意味着对蛋白质、核酸等大分子的生命载体和遗传信息载体的空间结构研究，将会有突破性进展。 随着后基因组时代的到来，人们开始把研究的重点转向了功能基因组，即从基因、蛋白质中研究生命的本质，理解结构与功能、发育与疾病的关系。随着计算机技术速度的大幅度提高，特别是量子计算机将要问世，“从头预测(Ab initio)”方法将可能成为蛋白质空间结构的主要预测方法。因为它不依赖于已有的结构数据信息，直接从蛋白质序列利用分子动力学原理预测和推断结构信息。从而可以揭示蛋白质的结构与功能的关系、总结蛋白质结构的构成规律、预测蛋白质肽链折叠和蛋白质的结构等。同时，从头预测方法与蛋白质的比较建模(Comparafire mode)、折叠识别(Fold recognition)、网络模型和基于隐马尔可夫模型的机器学习方法等同源模建方法相比，延伸到了生命现象的核心。从蛋白质序列和三维结构中预测其功能信息，是后基因时代的一个重要课题。但目前尚需要解决的是：蛋白-蛋白相互作用；肽和肽模拟物；分子多样性和药理空间；分子药效学(意义、潜力和挑战)；早期阶段的临床疗效和安全性等。 21世纪的化学不仅要面对简单体系，还要面对包括生命体系在内的复杂系统。因此，除了研究分子的成键和断键，即研究离子键和共价键那样的强作用力之外，还必须考虑复杂体系中的弱相互作用力，如氢键、范德华力等等，而目前的密度泛函理论尚不能解决这一问题，需要进一步发展。虽然氢键、范德华力等作用力较弱，但由此却组装成分子聚集体和分子互补体系。这种超分子体系常常具有全新的性能，或者可使通常无法进行的反应得以进行。基于分子识别观点进行设计、合成及组建新的、有各种功能的分子、超分子及纳米材料，将是未来一段时间中化学的重要研究内容。而深入研究控制分子的各种作用力，研究它们的本质并深刻了解分子识别，是一个颇具重大意义也是一个充满挑战的课题。 生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域，尤其对生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、原子、电子水平上对体系进行精细的理论研究，是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等，都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问，这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用，甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶；可以揭示遗传与变异的奥秘，进而调控基因的复制与突变，使之造福于人类；可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等，可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。 化学键究竟是如何断裂和重组的? 分子是怎样吸收能量的？并是怎样在分子内激发化学键达到特定的反应状态的？复杂体系的化学动力学、非稳态粒子的动力学、超快的物化过程的实时探测和调控以及极端条件下的物理化学过程都已经成为重要的研究方向。向生命学习，研究生命过程中的各种化学反应和调控机制，正成为探索反应控制的重要途径，真正在分子水平上揭示化学反应的实质及规律将指日可待。 理论化学与功能基因组学的结合：将为预测和在分子水平上理解蛋白质的功能，奠定了坚实的基础。利用在蛋白质结构的特殊残基中的固有的，特殊的，化学的和静电的性质，进行催化或识别。这些不同寻常的性质可以通过计算获得，因为蛋白质的活性位点和结合位点可以通过三维结构精确预测。 目前，计算机的飞速发展，使计算化学在各行各业得到广泛的应用，逐渐与各相关学科形成了一些崭新的边缘或交叉学科，如微观反应动力学，量子催化、量子电化学和量子生物学等。与生命科学、材料科学的结合将会更加有力的推动分子生物学、药物设计、新材料的“分子设计”向纵深发展。同时，随着学科之间的交叉和相互渗透，也将启发我们参考、借鉴其它学科的研究方法，使其相互结合，扬长避短，走向一个新的高度。 总而言之，计算化学的目的在于理解、预言和发现新的化学现象及其物理本质。计算化学已经、正在引领未来的化学发展。因为，量子属于物理的、也属于化学的，属于量子世界的，也属于经典世界的。
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user: 摘 要 为筛选出西藏辣椒地方品种的耐低温资源，对14个地方品种在25℃常温、18℃和15℃低温下开展了种子萌发试验，结果表明：发芽参数在14个地方品种间表现出巨大的差异，其中发芽势的差异最大，发芽指数次之，发芽率最小。用18℃低温下发芽参数的平均隶属函数值进行聚类可将14个地方品种分为4类，即耐低温性强的品种，有品种3和2；耐低温性中等的品种，有品种6、0和25；耐低温差的品种，有品种5、4、28、1、49、9、48和51；耐低温极差的品种，有品种52。品种3和2在18℃低温下表现出良好的发芽势、发芽率和发芽指数，在15℃低温下有较好的发芽势、发芽率和发芽指数，可作为耐低温育种的优选种质材料；品种6、0和25在18℃低温下也表现出良好的发芽势和发芽率，是耐低温育种的可选种质材料。 关键词 :辣椒，地方品种，发芽参数，萌发期，耐低温性 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 辣椒(Capsicum annum L.)起源于中南美洲热带地区，其物种在系统发育和个体发育过程中逐渐形成了喜温、喜光、较耐弱光的特点，在全球是仅次于豆类和番茄的第三大蔬菜作物，也是最大的调味料作物，大约在16世纪后期引至中国 [ 1 ] ，随后在全国各地广泛传播 [ 2 ] 。2014年中国辣椒种植面积即达3200万亩以上 [ 1 ] ，是中国种植面积最大的蔬菜作物 [ 3 ] 。湖南、贵州等省是辣椒生产和消费的大省，湖南四季分明，春季低温多雨、夏季高温潮湿、秋季干旱、冬季寒冷，这种气候条件不利于辣椒生长，病虫危害严重，但对新品种的抗性筛选上起到了重要作用，在此气候条件下形成的辣椒品种具有明显的抗病性强和适应性广的优点 [ 1 ] ；贵州省借助丰富的辣椒地方品种资源自主选育了“黔椒”、“黔辣”系列品种182个，形成了又香又辣、香辣协调的黔椒特点，在餐饮业界具有不可替代的品质特征 [ 4 ] 。辣椒传入西藏约有100多年的历史 [ 2 ] ，因西藏气候类型多样，形成了较多的辣椒地方品种资源 [ 5 ] 。这些地方品种具有符合当地居民消费需求特点的品质特性，因此，倍受当地居民的喜爱，近年来一些地方品种成为产地的特色产业，被寄予了更好发展前景的期望 [ 6 ] 。但这些地方品种对低温适应能力仍然不够好，限制了其在西藏各地的露地种植规模。为此，本试验对所搜集的14份西藏辣椒地方品种资源开展萌发期低温适应性研究，以期筛选出耐低温性优异的地方品种资源，为今后充分利用其耐低温特性培育更优异的耐低温新品种服务，进而使地方品种资源助推当地辣椒特色产业发展。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 试验材料 供试材料来自西藏农牧学院蔬菜学科团队多年来搜集的西藏辣椒地方品种资源，具体见表1。 Table 1 Resources of Tibetan local pepper varietie 品种代号 地方品种名称 品种代号 地方品种名称 品种代号 地方品种名称 0 巴宜排龙辣椒 5 察隅竹瓦根辣椒 48 察隅古拉辣椒 1 芒康曲孜卡辣椒 6 朗县仲达辣椒 49 朗县洞嘎辣椒 2 左贡绕金辣椒 9 墨脱帮辛辣椒 51 墨脱达木辣椒 3 芒康索多西辣椒 25 波密易贡辣椒 52 墨脱德兴辣椒 4 波密古乡辣椒 28 朗县朗镇辣椒 表1. 西藏辣椒地方品种资源情况 2.2. 试验方法 参考邹志荣 [ 7 ] 、朱晨曦 [ 8 ] 、高晶霞 [ 9 ] 等方法，根据实际进行适度调整，即每个地方品种选取饱满种子450粒，设3个温度处理，即25℃常温、18℃和15℃低温，每处理3次重复，每重复50粒。先用55℃温水处理25 min，期间不停搅拌，再用0.2%高锰酸钾处理25 min，蒸馏水冲洗干净后再进行一般浸种21 h，之后将种子置于铺有滤纸的培养皿中，并置于黑暗环境下培养至萌发。从温度处理第一天开始计时，以胚根长度超过种子长度的1/2为标准每天统计发芽种子数，以前8天发芽的总种子数计算发芽势，前14天发芽的总种子数计算发芽率和发芽指数。发芽率(%) = 供试种子14 d内的发芽总数/供试种子总数 × 100；发芽势(%) = 供试种子8 d内的发芽总数/供试种子总数 × 100；发芽指数(GI) = Σ(Gt/Dt)，式中：Gt是在不同天数的发芽数，Dt是发芽日数，Σ为总和。以18℃低温条件下的发芽率、发芽势和发芽指数指标用模糊数学隶属函数法计算综合耐低温隶属函数值，计算式为R(Xij) = (Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)，式中：R(Xij)表示i种类j指标的耐低温隶属值，Xij表示i种类j指标的测定值，Xjmax、Xjmin分别表示所有参试品种某指标的最大值和最小值，以平均隶属函数值用欧式距离的最长距离法进行系统聚类分析，确定不同地方辣椒品种对低温的适应性能。 2.3. 数据分析 数据用DPS v14.10软件以Duncan新复极差法进行单因素方差分析，用Excel2010作图。
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user: 4. 讨论与结论 植物对低温的适应能力因种类及品种的不同而不同，开展植物的耐低温研究对有效开发利用该植物资源具有非常重要的作用。在鉴定植物耐低温能力方面，种子萌发期各参数是早期耐低温鉴定必不可少的指标，也是评价其它指标必须参考的基础，且利用种子萌发期鉴定指标预测作物耐低温性是一种简便、快速、可靠的方法 [ 10 ] 。辣椒起源于中南美洲热带地区，具有喜温、喜光、较耐弱光、不耐低温的特点 [ 1 ] ，因其营养丰富、味道鲜美而在世界各地广泛种植。中国是辣椒的种植和消费大国，为解决人民的周年消费需求，设施栽培面积逐年增加。因辣椒对温度的特殊要求，限制着其在高纬度的北方和高海拔低温地区的露地栽培，且对设施栽培下的室内温度环境提出了更高要求。西藏地域面积广阔，在芒康县、左贡县、波密县、墨脱县、察隅县、朗县、定结县、错那县、亚东县、吉隆县等地的部分区域有辣椒的露地栽培 [ 6 ] ，但形成于上述地区的辣椒地方品种与现代育成品种在海拔近3000米的林芝市巴宜区均难以在露地有效栽培。为此，选育耐低温品种对辣椒产业发展具有重要意义。发芽率、发芽势和发芽指数等常作为评价种子发芽的指标，可反映种子的发芽速度、发芽整齐度及种子发芽活力，可用于萌芽期耐低温材料的筛选 [ 9 ] ，而18℃被认为是最佳的温度筛选条件 [ 7 ] [ 9 ] [ 11 ] ，15℃下的发芽指数也可作为辣椒品种耐低温性的评价指标 [ 12 ] 。 本研究以25℃常温、18℃和15℃低温对西藏辣椒14个地方品种进行的种子萌发试验表明，发芽参数在14个地方品种间表现出巨大的差异，其中发芽势的差异最大，发芽指数次之，发芽率最小。大部分品种在18℃低温下的发芽参数反而比25℃常温下的表现更好，察隅古拉辣椒在15℃低温的发芽率和发芽指数甚至高于25℃常温，这与很多研究报道不同 [ 8 ] [ 9 ] ，也与辣椒喜温不耐低温的习性不符。出现这种现象的原因可能与种子的个体差异有关；也可能与高锰酸钾处理有一定关系，即可能在高锰酸钾处理后，尽管用蒸馏水进行了冲洗且用一般浸种法浸泡了21 h，但高锰酸钾是在55℃温水处理25 min种子充分吸胀后实施的进一步杀菌处理，因此，种子内部可能会有高锰酸钾的残留从而对种子萌发起到一定抑制作用，且这种抑制作用在25℃下比18℃和15℃下的作用更大，同时，不同品种可能对其反应不一所致，但具体原因尚待进一步研究探明。因是在同样条件下进行的杀菌等处理，且鉴于在18℃和15℃下的发芽结果在不同品种间显现出很大的差异，因此，在18℃下用欧式距离的最长距离法对发芽参数的平均隶属函数值进行聚类的结果是可靠的，根据聚类分析可将14个地方品种分为4类，即耐低温性强的有品种3和2，耐低温性中等的品种有6、0和25，耐低温差的品种有5、4、28、1、49、9、48和51，耐低温极差的品种有52。 对品种3、2、6、0和25的进一步分析可知，与25℃常温相比较，品种3和2在18℃低温下表现出更好的发芽势和发芽率，在15℃低温下有良好的发芽势、发芽率和发芽指数，综合表现出良好的耐低温特性，可作为耐低温育种的优选种质材料。品种6、0和25在18℃低温下表现出良好的发芽势和优于25℃常温下的发芽率，是耐低温育种的可选种质材料。品种52在25℃常温下的发芽参数表现一般，在18℃和15℃低温下的表现更差，是参试地方品种中耐低温性能最差的品种，这可能与其栽培地的气候特征有关，该品种长期栽培于海拔800米左右、地处低纬度热带区域的墨脱县德兴乡，这种高热环境可能造就了其耐低温性差的特点。
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user: 摘 要 网络电视(IPTV)业务在国内日趋普及，深度探索IPTV受众行为成为一个新兴的课题。我们定义一个网络电视用户行为计算状态模型，从单频道、个体用户和群体用户三个角度对一个大型IPTV系统的用户行为数据进行计算与分析，对观看时长、在线人数及其在24小时内的分布情况进行抽样统计分析，其结果为网络电视内容与广告投放、频道资源合理分配和精准推荐提供参考依据。 关键词 :网络电视，直播，用户行为，统计分析 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 介绍 网络电视(IPTV)是一种基于互联网通信协议(TCP/IP)的新媒体业务，其技术架构使实时精准获取用户行为数据成为可能，可为用户收视行为调查(User Behavior Investigation，简称UBI)提供完整的数据资料。相比于传统广播电视和数字电视(DVB)，IPTV以其视听质量和交互能力方面的革命性提升迅速笼络一大批用户，成为引领视听媒体产业发展的新趋势。国外较早开展有关IPTV用户行为建模研究 [ 1 ] [ 2 ] ，我们发现，IPTV环境下的用户行为特征不仅涉及群体收视率，还可以从在线时长、频道切换特征、到达率、离开率、时频分布、子群特征及个性化特征等多个维度进行描述。作为“注意力经济”时代的重要量化指标，用户行为特征研究对IPTV的频道价值评估(CE)、有效广告投放(AD)、精准内容推荐(CR)、云媒体资源分配(CDN)以及故障检测(FD)均具有重要的应用价值。本文的目标是构建一个IPTV用户收视行为的基本计算架构和指标体系，并基于一个城市实际IPTV用户行为的数据子集进行切实的测量和计算，形成IPTV用户收视特征图谱。本文的数据集包括了133个频道、22.2万用户和7200万条记录，时长为31 * 24小时。本文首先介绍用户收视行为分析的背景和意义，然后创建电视观众收视行为数学定义与计算模型，再进行多维度收视特征统计分析与计算。最后是本文的工作总结与研究展望。
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user: 3. 网络电视数据统计分析 3.1. 群体行为的统计分析 图4(a)是整个IPTV用户群体从2014年8月25日到8月31日一周的在线人数变化曲线。横坐标是时间，纵坐标是在线人数。从图4可知，整体在线人数具有较强的自相似性，凌晨5点观众最少，下午1点观看人数出现一个次高峰；一天内的观看高峰出现在晚上7点到10点之间。文献 [ 4 ] 也揭示了境外IPTV用户在线人数分布的类似特征，可知国内外用户观看直播电视的行为特征具有较强的相似性。图4(b)、图4(c)和图4(d)展示了热频道、一般频道与冷频道7天的收视人数统计分布，我们发现不同频道内部具有自相似性特征，但是不同频道之间各向异性。图4所示不同频道每日在线人数呈明显的自相似性和概周期性。 图4. 在线人数统计图。(a) 整个IPTV用户群在线人数；(b) ch1在线人数；(c) ch7在线人数；(d) ch26在线人数 3.2. 典型频道统计分析 我们统计分析ch1在2014年8月25日一天的到达率(平均观看率)、离开率(平均逃逸率)、在线人数和在线人数变化率。用户到达率是指单位时间观看频道的用户次数，见表1序号18；用户离开率是指单位时间离开频道的用户次数，见表1序号19；用户在线人数变化率是指单位时间在线人数变化数，见表1序号13。从图5(a)和5(b)中我们发现到达率和离开率具有强相似性，这与文献 [ 4 ] 的统计相似。图5(a)峰值点相对较少，我们推测用户观看某一个频道没有太明显的时间相关性，即就是说人们在一个频道上的到达时间是相对随机的。图5(b)峰值点较多，可以推测人们常常在相同的时间离开某一个频道，也就是说离开频道有强时间相关性。可能的原因是因为插播广告或节目播放完毕时，大量用户都放弃了该频道的观看。图5(c)显示24小时内，早上8点在线人数达到极值点，下午1点又达到一个小峰值点，晚上7点和晚上10在线人数出现大峰值点。图5(d)表示在线人数变化率，在线人数增加为+，在线人数减少为-，我们发现大正值较少，大负值较多，再次说明观众切换进入一个频道相对随机而切换离开一个频道呈现较强相关性。 3.3. 个体用户统计分析 图6呈现了两个用户在2014年8月一个月时间内观看次数时刻分布情况。n天内第i时刻总观看次数的计算公式为： count _ all _ watch n ， i = Σ j = 1 n watch j ， i ，若用户在第j天i时刻观赏了电视节目，即这次的观看时长大于或等于一分钟，则watch j ，i 为1，否则watch j ，i 为0。 图6(a)现实用户1在22点至次日凌晨6点无观看行为，可能为用户1睡觉时间；用户1早上8点、晚上7点和晚上9点出现峰值点，说明用户1在这些时间点附近经常看电视。该用户总体观看行为具备规律性，可推测该用户生活习惯规律，可能是生活较为规律的中老年电视观众用户。图6(b)用户2在一天24小时内大多数时间段内都有电视观看行为发生，说明该用户可能熬夜观看电视节目，推测该用户作息时间和娱乐时间不规律，建议培养健康收视习惯，可能是生活节奏不太规律的年轻电视观众用户。 图5. 对ch1一天24小时在线人数统计图 图6. 用户1和用户2一个月时间观看次数时刻分布 图7为两个用户在2014年8月一个月时间内观看某个频道的24小时分布。该图的计算方式为n天内第i时刻观看频道k的总次数，计算公式为： count _ all _ watch n ， i ， k = Σ j = 1 n watch j ， i ， k ，若用户在第j天i时刻观看了频道k，则为1，否则watch j ，i，k 为0。图7(a)为用户1感兴趣频道(频道号为131)观看次数分布图。如图所述，用户1观看频道131的时间为18点至19点，即该用户观看该频道具有较强时间相关性。图7(b)为用户2感兴趣频道(频道号为3)观看次数分布图。如图所述，用户2观看频道3的时间主要为14点至16点，并且在一天内的其它时间，也看频道3，可知该用户2观看频道3的时间相关性不显著。 图7. 用户1和用户2最喜好频道的观看次数时刻分布。(a) 用户1；(b) 用户2 通过对个体用户行为数据统计分析，发现个体用户观看行为具有各向异性特征，利用这些行为特点有助于开展预加载 [ 5 ]、个性化推荐 [ 6 ]、广告推荐等多方面的研究，以提高用户观看IPTV的体验和效率。
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user: 4. 结束语 本文从整个用户群体、单个频道和个体用户三个角度对网络电视用户数据进行统计分析，呈现网络电视用户观看电视的行为特点，为网络电视系统的设计、资源的合理分配以及个性化频道推荐等方面提供了依据。下一步的工作将会对个体用户进行更精细的数学建模，更加准确地呈现用户行为特征，通过深度学习，绘制用户画像，促进个性化用户精准频道推荐和广告推送。随着IPTV用户发展日趋饱和，基于用户行为统计特征分析，深度学习用户潜在兴趣，开启面向多尺度用户人群的增值业务研究对于IPTV产业发展意义重大。
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user: 摘 要 本研究旨在探讨熬夜行为对运动员24h中心理认知指数的影响。应用Karolinska嗜睡量表(KSS)和睡眠监控，采取早睡型(ECTs)、晚睡型(LCTs)分组，对被试在24 h中(次日08:00 h和14:00 h、18:00 h)进行心理认知表现测试。结果：我们发现ECTs和LCTs在日间嗜睡、精神运动警觉、执行功能方面有明显的差异。结论：熬夜行为会影响运动员的认知能力；LCTs在次日08:00精神运动警觉、执行功能较弱；良好的作息时间可提高运动员的运动成绩。 关键词 :熬夜行为，昼夜节律，心理认知，运动员 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，多例通宵熬夜而引发的身心健康问题引起社会的高度关注。相关调查已经表明，熬夜是现代社会危害人类身心健康体质的重要因素(Basics of Aviation Fatigue， 2010)。同时，实验研究表明(Balkin， Bliese， & Belenky， 2004; Alexandra， Al-Bayat， & Hilditch， 2012)。熬夜造成睡眠缺乏对机体的损伤包括神经系统、内分泌系统、免疫系统、应激系统等的危害。本次调查分析中，将熬夜的概念界定为在23:00h后因具体事务(工作、学习、游戏等)、自愿或非自愿的情况下仍未进入睡眠状态的现象。 人体大脑内部的生物钟控制着人以24 h为周期的行为和生理变化，即为昼夜节律。睡眠作为昼夜节律的重要内容之一，每天的睡眠对认知能力和警觉度具有重要的调节作用(Kryger， Roth， & Dement， 2010)。大脑需要有规律的睡眠才能有效工作，同时调节睡眠倾向以恢复工作效率和警觉度。如果连续清醒时间增加，或者某天或连续多天睡眠不足，导致睡眠驱力不断增加，进而产生快速、不可控的睡眠(Doran & Van Dongen， 2001)。由于在运行环境中需要分散部分注意力来抵制睡眠，个体的工作效率和警觉度会有所下降(Van Dongen， Maislin， & Mullington， 2003)。因此，我们可以从昼夜节律的角度对运动员进行认知监测，以揭示当个体熬夜时运动员的认知表现是否存在显著变化。