DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 材料与方法 2.1. 实验材料 哈密瓜(Cucumis melo var. saccharinus)，产至新疆省哈密市，选择外观大小一致、成熟度一致、无病虫害和机械损伤的哈密瓜，购买3批不同批次哈密瓜，购回后立即将其放入4℃冷库预贮藏，实验前取出使用。 2.2. 实验处理 根据鲜切哈密瓜临界冻结点温度和综合考虑贮藏条件，研究了(−1 ± 0.5)℃、(1 ± 0.5)℃、(3 ± 0.5)℃三个贮藏温度对鲜切哈密瓜贮藏品质的影响。清洗哈密瓜表面污渍、简单沥干，正反面分别由紫外线杀菌20 min，用事先清洗消毒过的不锈钢刀具和砧板将哈密瓜对半切成四份，将种腔清理干净，去皮，切成立体梯形块状(约5 cm厚度)，清洗、沥干，保鲜盒包装，每个处理共12盒，其中6盒样品约200 g，用于贮藏温度研究的各项指标测定，另外6盒样品约50 g，用于样品出库后货架期指标测定，分别置于不同温度下贮藏，每隔1 d取样，不同贮藏温度样品分别随机抽取一盒200 g的样品用于测定，取出后样品立即置于无菌操作台内，按照无菌操作程序在无菌操作台内完成菌落总数测定、样品的称量和加无菌水操作(1 g:10 mL)，随后按照测定鲜切哈密瓜菌落总数、感官指标、过氧化物酶活性、含水率、色泽、可滴定酸含量、硬度、可溶性固形物含量、粗纤维含量之技术方法依次完成测定，在实验测定期间将整盒样品置于冰浴中，每组重复3次。 贮藏到第8 d时，将不同处理组在不同温度下贮藏的样品转移至模拟冷柜销售温度(4 ± 0.5)℃的冷库中贮藏，各处理组每天随机抽取一盒50 g的样品，按照之前的无菌操作程序称量，测定其菌落总数，初步确定鲜切哈密瓜的货架期。 2.3. 主要仪器与设备 LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌锅(上海申安医疗器械厂)；CF15RN日立高速冷冻离心机(Hitachi Koki Company)；MINI8-UV超纯水机(湖南科尔顿水务有限公司)；HWS26数显恒温水浴锅(上海一恒科技有限公司)。 2.4. 消毒处理 不锈钢刀具、漏斗：清洗-沸水热烫-保鲜膜覆盖后，报纸包裹于121℃，20 min高压灭菌； 砧板：清洗-沸水热烫75%酒精消毒，并在砧板表面覆盖一层事先经紫外线杀菌的保鲜膜，80℃烘干，紫外线杀菌30 min。用完清洗、热烫，竖直放置晾干，待用； 无菌水：121℃，20 min高压灭菌； 无菌室：用75%酒精消毒，再紫外灯照射30 min，使用过程中全程打开排气扇； 保鲜盒、口罩、手套：紫外灯照射30 min； 实验服：将洗净好的实验服用报纸包裹，于121℃，20 min高压灭菌，烘干，待用； 2.5. 检测指标与方法 1) 冰点温度测定 鲜切哈密瓜置入−40℃的冰柜内，将Testo数显温度计探头刺进哈密瓜的中部，每30 s记录1次，根据哈密瓜温度变化动态，作出冰点温度曲线。根据果蔬组织冰点随果蔬含水率增加而增大，随可溶性固形物含量增加而减小的特点 [ 19 ] ，取3批次不同哈密瓜，同时测定每一批次哈密瓜含水率和可溶性固形物含量。 2) 菌落总数的测定 参照GB4789.2-2010《食品微生物学检验菌落总数测定》 [ 20 ] 的平板计数法并稍作改进，将100 μL稀释液接种至平板中，为避免稀释液在平板中滑落至边缘，在接种时将100 μL稀释液分多次放出，涂布，置于(36 ± 1)℃隔水式恒温培养箱中倒置培养48 h左右，计算菌落总数。 3) 含水率 水分含量测定参照GB/T 5009.3-2010 105℃烘干恒重法 [ 21 ] 。 4) 硬度 参照Zhou Ran等 [ 22 ] 的方法，略作修改，果实削皮后分别在靠近果顶、果蒂、果中的3个部位，测表皮到内腔中点附近果肉硬度，以kg/cm 2 为单位，重复测定3次。 5) 色泽 色泽采用自动色差计测定，测定CIE-Lab表色系中的L*、a、b值。 ΔE* = ( L * ) 2 + ( a ) 2 + ( b ) 2 式中： ΔE*——总色差； L*——表示亮度； a——表示红绿方向颜色变化； b——黄蓝方向变化。 6) 可溶性固形物含量 取适量哈密瓜打浆后，过滤，取滤液，用糖度计测定哈密瓜可溶性固形物含量，重复测定3次。 7) 可滴定酸含量 参考曹建康 [ 23 ] 的氢氧化钠滴定法，取10 g匀浆用蒸馏水定容至100 mL，真空抽滤收集滤液，用已标定的NaOH溶液滴定，以苹果酸的折算系数计算。 8) 粗纤维含量 粗纤维含量测定参照GB/T 5009.10-2003中重量法 [ 24 ] 。 9) 过氧化物酶活性 参考曹建康的过氧化物酶活性活性测定方法 [ 23 ] 。 10) 感官评价 参照于晓霞 [ 25 ] 等人的鲜切哈密瓜的感官要求，并根据鲜切哈密瓜热处理后可能会出现的现象，对感官指标略作了修改。感官品质采用五十分制评定哈密瓜感官品质(见表1)，感官评分低于25分则认为失去商品价值。 2.6. 实验数据处理 采用DPS V3.01进行显著性分析，采用origin8.5软件绘制图表。
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user: 4. 结论 通过实验研究得到3个批次哈密瓜含水率为92.53%~91.21%，可溶性固形物含量为9.10%~8.80%，并测得其鲜切哈密瓜临界冻结点温度为−2.3℃~−2.8℃。通过对−1℃、1℃、3℃贮藏温度对鲜切哈密瓜贮藏品质影响研究发现，−1℃和1℃贮藏组相较于3℃贮藏组能较好地抑制鲜切哈密瓜菌落总数增长，延缓其含水率、硬度、可溶性固形物含量、POD活性的降低，同时1℃贮藏组相较于−1℃贮藏组能更好的保持鲜切哈密瓜色泽、可滴定酸含量和延缓鲜切哈密瓜粗纤维含量的增长，贮藏到第8 d时，1℃贮藏组贮藏的鲜切哈密瓜感官品质较−1℃、3℃贮藏组保持较好的商品价值，因此，综合分析确定1℃为鲜切哈密瓜的最佳贮藏温度。 同时，−1℃、1℃、3℃下贮藏的鲜切哈密瓜转移至(4 ± 0.5)℃模拟冷柜销售温度贮藏后，3℃贮藏组的鲜切哈密瓜1 d时菌落总数达6.2 lg(CFU/g)，即已失去商品价值。−1℃、1℃贮藏的鲜切哈密瓜货架期分别约为3 d和5 d，与−1℃贮藏组相比，1℃下贮藏更有利于保持鲜切哈密瓜的品质。
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user: 摘 要 目的：明确YM0402对映体与大鼠血浆蛋白结合是否存在立体选择性差异，揭示两对映体与血浆蛋白结合时的相互作用。方法：本研究通过平衡透析法对YM0402对映体与大鼠血浆进行共孵育，并利用手性高效液质联用法进行定量检测。结果：YM0402对映体与大鼠血浆蛋白在考察浓度范围内(0.2~20 μM)结合率均高于90%；在低浓度范围(0.2、1 μM)，A-YM0402的结合率略高于B-YM0402；高浓度下(大于5 μM) YM0402对映体与大鼠血浆蛋白结合趋于饱和。外消旋体中两个异构体的结合率均比单独结合时高。结论：YM0402对映体与大鼠血浆蛋白具有高结合率。两对映体与大鼠血浆蛋白结合可能具有不同位点。 关键词 :YM0402，对映体，血浆蛋白结合率 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 YM0402是选择性的α 1D/1A -肾上腺素受体拮抗剂，与其它α 1D/1A -肾上腺素受体拮抗剂相比(例如，坦索罗辛)，YM0402具有更好的活性 [ 1 ]。然而YM0402对映体在大鼠体内的生物利用度都很低(B-YM0402，14.5%；A-YM0402，6.8%) [ 2 ]。另外，在大鼠肝、肾和前列腺中，B-YM0402的器官暴露量分别是A-YM0402的1.33，2.90和3.16倍 [ 3 ]。 药物被吸收后，进入血液循环，其中一部分与血浆蛋白结合，另一部分以游离态通过毛细血管壁到达各个靶点，发挥药效。当手性药物与血浆蛋白作用时，通常作用的时间和强弱也影响着对映体的药动学和药效作用。然而YM0402对映体与血浆蛋白结合率尚未报道。 因此，本研究对YM0402对映体与血浆蛋白结合进行研究。利用手性液质联用法对透析膜两测的YM0402对映体进行分析。明确YM0402对映体与大鼠血浆蛋白结合率是否具有立体选择性差异。为理解YM0402对映体的在大鼠体内的手性药代动力学特征提供依据。
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user: 3. 讨论 YM0402对映体与大鼠血浆存在广泛结合，结合率高达90%~99%。在与实际大鼠口服给药以后的血药浓度更加接近的低浓度水平(<5 μM)，YM0402对映体与大鼠血浆的蛋白结合率存在立体选择性，他们的结合率从大到小依次为：消旋体中B-YM0402 > 消旋体中A-YM0402 > B-YM0402 > A-YM0402。 根据“游离药物假说”药物-血浆蛋白复合物不能通过被动转运或细胞旁渗透而透过细胞膜。只有游离药物能透过膜到达组织，且只有游离药物分子可被肝代谢和肾清除。因此，血浆蛋白结合能够限制血液中的化合物，限制药物分子透过到把组织而产生药理效应，并限制他们进入其他身体组织和清除器官(如肝、肾)。研究结果发现以消旋体为研究对象时，在低浓度水平下血浆蛋白结合率显著高于单一对映体。那么依据以上假说可做如下推测：大鼠分别口服消旋体和单一对映体后，前者给药方式下，YM0402对映体会被更多的限制在血浆中，因而导致进入靶组织和清除器官的药物数少，最终导致药物的排泄量更低。这与我们前期研究结果，消旋体给药后原药的排泄量低于单体给药后的排泄量相符。因此，YM0402对映体与大鼠血浆蛋白结合的差异影响了药物在体内的消除。 当存在另一对映体时，YM0402两对映异构体会与大鼠的血浆蛋白共同作用，导致两个对映体的血浆蛋白结合率共同升高。这种现象可能与结合蛋白的构象改变有关。据文献报道，S-(+)-布洛芬的存在可以使S-乙酸氯羟去甲安定与人血清白蛋白的结合显著增加 [ 4 ]。布洛芬和乙酸氯羟去甲安定分别在HSA上的苯二氮卓和华法林位点结合，当布洛芬与HSA上苯二氮卓位点结合的同时会引起华法林位点构象的改变，从而使得另一个药物与华法林位点结合更加紧密。同样的，S-苯二氮卓类药物的存在也可以使得S-华法林与HSA的结合率增加 [ 5 ]。因此YM0402与大鼠血浆蛋白结合在消旋体中和单一对映体中的差异，推测可能是两对映体与蛋白不同位点结合从而使蛋白发生了具有协同作用的变构现象，从而导致外消旋体中两个异构体的结合率均比单独结合时高。 图2. 大鼠血浆中游离YM0402对映体比例。数据表示为平均值和标准误差，n = 3
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user: 摘 要 多项式逼近在数学分析和数值逼近理论中具有重要的地位，它已广泛应用于工程计算和实际生活中。而且关于积分微分方程数值解法的研究一直是存在于各领域的重要课题。本文主要基于Legendre多项式重新构建再生核，通过Gram-Schmidt给出方程的近似解。同时，给出三个Volterra-Fredholm积分微分方程的数值算例，与传统的再生核方法进行数值比较，进一步验证了我们方法是有效的，且具有很高的精度。所有数值计算都是通过数学软件Mathematica8.0给出。 关键词 :Legendre多项式，再生核，数值解，Volterra-Fredholm型积分微分方程 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. 引言 当今社会发展迅速，逼近的思想几乎渗透到所有生产生活领域。在当今这个时代，函数逼近理论更是不可或缺，它不仅可以研究各个函数的性质、而且在函数零点的研究、数值积分的构造及求解微分方程、积分方程等方面都有广泛的应用。 多项式逼近理论是数学分析中非常有研究价值的一个课题。一般地，而函数思想就是用较简单的函数近似代替定区间上较为复杂的连续函数，但由于计算机在运算方面存在局限性，我们通常选取多项式、有理分式或三角多项式逼近去计算复杂函数值。这是因为它们的实际意义相对较大，特别是多项式。多项式不仅计算上比较容易，求导、求积分相对简单。因此，用多项式逼近函数在数值近似理论、工程计算以及生产生活中都有着广泛的应用。 长期以来，积分微分方程深受各国学者的关注 [ 1 ] - [ 11 ] 。因为此类方程常常成功地运用在高能物理及生物医学工程等方面，帮助描述相关物理现象及规律。那么如何求解这类方程就变成了必不可少的研究课题。但对于积分微分方程其精确解往往通过较复杂的函数构造的，即使这类方程可以求其精确解，但也是少数，而且无法用数值表示，特别是某些非线性的方程。所以研究此类方程的数值解尤为必要。 本文基于Legendre多项式，重新构造再生核，并通过再生核相关理论进一步给出混合积分微分方程的数值解。为此我们考虑下列混合型积分微分方程： { q 1 ( x ) u ( n ) ( x ) + q 2 ( x ) u ( n − 1 ) ( x ) + q 3 ( x ) u ( x ) + ∫ 0 x k 1 ( t ， x ) u ( t ) d t + ∫ 0 1 k 2 ( t ， x ) u ( t ) d t = f ( x ) ， 0 ≤ x ≤ 1 u ( i ) ( 0 ) = α i ， u ( j ) ( 1 ) = β j ， 0 ≤ i ， j ≤ n − 1. (1) 其中 q 1 ( x ) ，   q 2 ( x ) ，   q 3 ( x ) ，   k 1 ( t ， x ) ，   k 2 ( t ， x ) ，   f 1 ( x ) 为已知的连续函数， α i ， β j 为常数， u ( x ) 为未知函数。
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user: 2. 勒让德多项式 当区间为 [ − 1 ， 1 ] ，权函数 ρ ( x ) = 1 时，对 { 1 ， x ， ⋯ ， x n ， ⋯ } 正交化处理得到的多项式称为Legendre多项式．记 { P n ( x ) } n = 0 ∞ ，这些多项式满足 ∫ − 1 1 P n ( x ) P m ( x ) d x = 2 2 n + 1   ， (2) 为了使这些多项式投射到 [ 0 ， 1 ] 区间上，我们通过作变换： x = 2 t − 1 ，则 P n ( x ) = P n ( 2 t − 1 ) 称其为移位Legendre多项式。记 P n ( 2 t − 1 ) = L n ( t ) ，显然 { L n ( t ) } n = 0 ∞ 在区间 [ 0 ， 1 ] 上带权函数 ρ ( x ) = 1 正交，即 ∫ 0 1 2 n + 1   L n ( t ) 2 n + 1   L m ( t ) d t = 1   . (3) L i ( t ) 有如下的递推关系 L i + 1 ( t ) = ( 2 i + 1 ) ( 2 − 1 ) i + 1 L i ( t ) − i i + 1 L i − 1 ( t ) ， i = 1 ， 2 ， ⋯ L 0 ( t ) = 1 ， L 1 ( t ) = 2 t − 1. (4) n阶移位的Legendre多项式的一般表达式为： L n ( t ) = ∑ i = 0 n ( − 1 ) n + i ( n + i ) ! t i ( n − i ) ! ( i ) ! 2   ， L n ( 0 ) = ( − 1 ) ( n ) ， L n ( 1 ) = 1   . (5) 经过线性变换后，我们令 Q n ( x ) = 2 n + 1   L n ( t ) ， { Q n ( x ) } i = 1 n 是标准正交基。
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user: 3. 造核 定义：设H是Hilbert空间，B是某个数集，若存在二元函数 K ( s ， t ) ，使得 ∀ s ∈ B ，都有 f ( s ) = 〈 f ( t ) ， K s ( t ) 〉 ， ∀ f ( t ) ∈ H ， K s ( t ) ∈ H ，则称 K ( s ， t ) 为H的再生核核，此时H为再生核空间。 引理：H是有限维的Hilbert空间， { e i ( t ) } i = 1 n 是H的标准正交基，即 〈 e i ( t ) ， e j ( t ) 〉 = δ i j = { 0       ( i ≠ j ) 1       ( i = j ) ， (6) 则有 K ( s ， t ) = ∑ i = 1 n e i ( t ) e j ( s ) 为H的再生核。 证明： ∀ f ( t ) = ∑ i = 1 n c i e i ( t ) ，故 〈 f ( t ) ， K s ( t ) 〉 = 〈 ∑ i = 1 n c i e i ( t ) ， ∑ j = 1 n e i ( t ) ， e i ( s ) 〉 = ∑ i = 1 n c i 〈 e i ( t ) ， ∑ j = 1 n e j ( t ) e j ( s ) 〉 = ∑ i = 1 n c i e i ( s ) = f ( s ) . (7) 得证。 3.1. 构造再生核空间(RKM) 由上述定理知H是有限维的Hilbert空间， { Q n ( x ) } i = 1 n 是H的标准正交基，则 K ( x ， y ) = ∑ i = 1 n Q n ( x ) Q m ( y ) 为H的再生核。具体表达式如下： K ( x ， y ) = 1 + 3 ( 2 x − 1 ) ( 2 y − 1 ) + 5 3 ( 2 x − 1 ) 2 2 3 ( 2 y − 1 ) 2 2 + ⋯ + ( 2 n + 1 ) Q n ( x ) Q m ( y ) . (8) 3.2. 近似解的表示 对于方程(1)中非齐次边值条件需齐次化处理。 令 v ( x ) = u ( x ) + a 1 + a 2 x + a 3 x 2 + ⋯ + a n x n − 1 ，则方程(1)转化为： { q 1 ( x ) v ( n ) ( x ) + q 2 ( x ) v ( n − 1 ) ( x ) + q 3 ( x ) v ( x ) + ∫ 0 x k 1 ( t ， x ) v ( t ) d t + ∫ 0 1 k 2 ( t ， x ) v ( t ) d t = f ( x ) ， 0 ≤ x ≤ 1 v ( i ) ( 0 ) = 0 ， v ( j ) ( 1 ) = 0 ， 0 ≤ i ， j ≤ n − 1   . (9) 对于齐次化后的初边值条件，我们放到再生核空间中，放核过程见文献 [ 12 ] 。 完全系的构造 令 A v = q 1 ( x ) v ( n ) ( x ) + q 2 ( x ) v ( n − 1 ) ( x ) + q 3 ( x ) v ( x ) + ∫ 0 x k 1 ( t ， x ) v ( t ) d t + ∫ 0 1 k 2 ( t ， x ) v ( t ) d t   ， (10) 方程(9)转化为 ( A v ) ( x ) = f ( x ) . (11) 其中A是线性可逆算子。 令 ψ i ( x ) = A y K ( x ， y ) | y = x i ， i = 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ 且 〈 ψ j ( x ) ， ψ i ( x ) 〉 = A x A y K ( x ， y ) | x = x j ， i ， j = 1 ， 2 ， ⋯ 此时， { ψ i ( x ) } i = 1 ∞ 是完全函数系。具体证明见文献 [ 12 ] 。对此完全系做Gram-Schimdt，我们可以得到标准正交基 { ψ ˜ i ( x ) } i = 1 ∞ ， ψ ˜ i ( x ) = ∑ k = 1 i β i k ψ i ( x ) ， i = 1 ， 2 ， ⋯ 其中 β i k 为正交化系数。 定理：设 v ( x ) 为方程(11)的解，则 v ( x ) = ∑ i = 1 ∞ ∑ k = 1 i β ˜ i k f ( x k ) ψ ˜ i ( x ) 。 证明： v ( x ) = ∑ i = 1 ∞ 〈 v ， ψ ˜ i 〉 ψ ˜ i ( x ) = ∑ i = 1 ∞ 〈 v ， ∑ k = 1 i β i k ψ k 〉 ψ ˜ i ( x ) = ∑ i = 1 ∞ ∑ k = 1 i β ˜ i k 〈 v ， A y K ( x ， y ) 〉 ψ ˜ i ( x ) = ∑ i = 1 ∞ ∑ k = 1 i β ˜ i k A v ( x k ) ψ ˜ i ( x ) = ∑ i = 1 ∞ ∑ k = 1 i β ˜ i k f ( x k ) ψ ˜ i ( x )   . (12) 方程的近似解为： v n ( x ) = ∑ i = 1 n ∑ k = 1 i β ˜ i k f ( x k ) ψ ˜ i ( x )   . (13) 故方程(1)的近似解为 u n ( x ) = ∑ i = 1 n ∑ k = 1 i β ˜ i k f ( x k ) ψ ˜ i ( x ) − a 1 − a 2 x − a 3 x 2 − ⋯ − a n x n − 1   . (14)
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user: 4. 数值算例 算例1 (见文献 [ 13 ] ) { x u ″ ( x ) − x u ′ ( x ) + 2 u ( x ) − ∫ 0 x ( x − t ) u ( t ) d t − ∫ 0 1 ( x + t ) u ( t ) d t = 1 12 x 4 − 1 6 x 3 − 1 2 x 2 − 13 6 x + 17 12 ， 0 < x < 1 ， 0 < t < 1   ， u ( 0 ) = 1 ， u ( 1 ) = 1   . 精确解 u ( x ) = 1 + x − x 2 。 本算例我们将基于Legendre多项式重新构建再生核函数与传统的再生核法进行数值计算得到的数值结果见图1，图2及表1，从图表中我们可以看出改进的再生核方法绝对误差更小，精度更高。 算例2 (见文献 [ 13 ] ) 图1. 改进再生核方法的绝对误差(例1) 图2. 传统再生核方法的绝对误差(例1) { x 2 u ( 4 ) ( x ) − u ″ ( x ) + u ′ ( x ) − ∫ 0 x ( x − t ) u ( t ) d t + 2 ∫ 0 1 ( x + t ) u ( t ) d t = − 1 12 x 4 − 1 2 x 2 + 14 3 x − 1 2 ， 0 < x < 1 ， 0 < t < 1 ， u ( 0 ) = 1 ， u ′ ( 0 ) = 0 ， u ( 1 ) = 2 ， u ′ ( 1 ) = 2. 精确解 u ( x ) = 1 + x − x 2 。 此题我们仍然采用两种处理方式，因两种方法的绝对误差数量级相差不大，我们在此将两者的绝对误差放在同一图3中，黑色曲线代表改进的再生核方法，红色曲线代表传统的再生核方法，从图中我们可以看出两种方法都具有较小误差，但是改进后的再生核方法精确度更高。 Table 1 Absolute error of two regenerated kernel methods of Example x (自变量) u T ( x ) (精确解) u n ( x ) (改进方法的数值解) 改进再生核方法 绝对误差 传统再生核方法 绝对误差 0.0 1 1 0 0 0.1 1.09 1.09000000011 1.15197E−10 1.82777E−3 0.2 1.16 1.16000000021 2.19043E−10 3.47025E−3 0.3 1.21 1.21000000031 3.18644E−10 4.88297E−3 0.4 1.24 1.2400000004 3.97231E−10 5.99386E−3 0.5 1.25 1.25000000050 5.04315E−10 6.70804E−3 0.6 1.24 1.2400000006 5.82654E−10 6.91243E−3 0.7 1.21 1.2100000006 5.70744E−10 6.48057E−3 0.8 1.16 1.16000000033 3.34833E−10 5.27723E−3 0.9 1.09 1.09000000040 3.99528E−10 3.16322E−3 1.0 1 1.00000000012 1.15293E−10 2.68555E−3 表1. 两种再生核方法的绝对误差的计算结果(例1) 图3. 两种再生核方法的绝对误差的计算结果(例2) 算例3 (见文献 [ 14 ] ) { u ″ ( x ) + 1 x u ′ ( x ) + 1 x u ( x ) + ∫ 0 x ( t + x ) u ( t ) d t + ∫ 0 1 t x u ( t ) d t − 1 1 + sin ( u 2 ( x ) ) − e u 9 ( x ) + u 11 ( x ) = f ( x ) ， 0 < x < 1 ， u ( 0 ) = 0 ， u ( 1 ) = 0. 精确解 u ( x ) = ( x − x 2 ) sin ( x ) 。 图4，图5代表改进的再生核方法和传统的再生核方法的绝对误差，从图中我们可以看出改进的再生核方法精度更高，具体的数值结果见表2。 图4. 改进再生核方法的绝对误差(例3) 图5. 传统再生核方法的绝对误差(例3) Table 2 Absolute error of two regenerated kernel methods of Example x (自变量) u T ( x ) (精确解) u n ( x ) (改进方法的数值解) 改进再生核方法 绝对误差 传统再生核方法 绝对误差 0.08 0.00588172 0.00588156 1.61082E−7 7.67059E−5 0.16 0.0214124 0.0214121 2.44093E−7 6.09401E−5 0.32 0.0684497 0.0684458 3.84153E−6 1.78643E−4 0.48 0.11526 0.115219 4.14666E−5 2.47195E−4 0.64 0.137594 0.137417 1.77014E−4 1.86527E−4 0.8 0.114777 0.114689 8.84589E−5 3.91441E−4 0.96 0.031457 0.0314496 7.39987E−6 2.38574E−4 表2. 两种再生核方法的绝对误差的计算结果(例3)
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user: 5. 结论 本文基于Legendre多项式重新构建再生核空间，并通过Gram-Schmidt正交化进一步给出方程的近似解。同时我们也通过求解3个混合型的Volterra-Fredholm积分微分方程的数值算例，与传统的再生核方法进行数值比较，进一步验证了我们的方法是有效且可行的。本文的所有数值计算都是通过数学软件Mathematica8.0给出。
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user: 摘 要 随着油气管道非开挖业务和综合地下管廊业务的飞速发展，尤其是小断面盾构工程越来越多，工程管理现代化和系统化越来越受到重视。监控系统建立后在整个场区内形成统一协调的动态视频指挥中心。数字化、信息化安防监控将提升工程自动化管理水平，使整个工地的施工过程管理更加科学和高效。 关键词 :监控系统，系统配置，安全生产，监督检查，实时防控 Copyright © 2018 by authors， Yangtze University 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. 监控系统概述 监控系统是基于IP的网络视频监控系统，又称网络视频监控系统 [ 1 ] 。该系统能够将视频信息数字化，并通过有线或无线IP网络进行传输，使得实时监控和录像等功能可以扩展到所有具备网络连接的地方，同时也使该类系统可以与其他安防系统实现无缝集成。 基于IP的网络视频监控系统最大的特点是将前端监控设备的音视频信号、报警信号等压缩、编码转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，通过RJ-45以太网接口或光纤直接传送到网络上，网络即可远端监视现场画面，监控场景可以实现任意组合、调用，灵活性大，是目前比较成熟的视频监控技术系统。
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user: 2. 盾构工程监控系统的组成 一般盾构工程厂区按功能分为3个区域，即办公生活区、施工生产区、井下隧道盾构机区。该监控系统主要分布于以上3个区域，其中监控中心设置于办公区技术室。 监控系统主要由前端信号采集系统、图像与数据传输系统、控制中心与数据处理系统以及用户端系统组成。监控系统设计采用POE交换机进行信号传输。POE交换机是在现有以太网Cat.5布线基础不做任何改动的前提下，向基于IP终端设备传输数据信号的同时为该设备提供直流电技术，该技术符合IEEE802.3af和IEEE802.3at标准。交换机通过以太网传输数据，同时利用电缆空闲线对摄像机进行供电，减少设备复杂度。 系统布线采用架空光纤电缆进行施工区、隧道及盾构机到监控中心的信号传输，进行非压缩处理、全实时监控。光纤传输系统具有系统稳定、传输质量高、不受电磁干扰、传输距离远、传输业务多、工程造价低等优点，可以解决由于封闭区面积较大、监测点较为分散，监控中心与井下盾构监控、施工生产区监控距离较长，施工区域中变压器、箱式变电站和高压线存在电磁干扰使传输画面质量严重劣化等一系列问题。 2.1. 信息采集系统 信号采集系统是视频监控系统的前端部分，由网络摄像机把光信号转换为数字信号。摄像机通常布置在被监视场所的特定位置，使其能覆盖需要监控的各个方位。在系统中根据不同需求可分别在监控地点设置枪型摄像机、半球型摄像机和球型摄像机。区域网络摄像机采集前端视频信号，通过光纤收发器将数字信号转换为光信号，以光纤传输方式进行数据传输，再将接收到的光信号转换为电信号通过网络交换机传输到硬盘录像机，并将视频信号分配至各个监视器及显示设备。 枪型摄像机具有高清的成像技术，高清透雾功能、红外侦测锁定、日夜转换红外摄像功能等已在电视监控工程中被广泛使用。枪型摄像机的日夜转换红外摄像功能使摄像机在日夜转换模式下探测红外线，实现滤光片切换，解决普通日夜型摄像机出现的频繁日夜转换问题。水平清晰度为540TVL，电子快门达到1/50 s至1/100000 s，红外照射距离约为30~40 m。在道路监控使用中，即使车速变化范围较大，枪型摄像机也可以提供清晰的画面。通过内置的强光抑制功能、手动电子快门设定，实现对车牌的抓拍。 球型摄像机是全天候室外一体化智能快球摄像机，采用坚固耐用、符合国际IP66标准的外壳设计，具有防风、防雨、防尘功能；可360度全方位监控现场，日夜、黑白自动转换功能，最低照度彩色可达0.4Lux，黑白0.036Lux；还有具有路径学习、动态检测、报警输出/输入、隐私遮挡和RS-485远程控制等功能。 2.2. 图像与数据传输系统 图像与数据传输系统是该系统的图形信号通路。监控系统中除主要传输图像信号外，根据不同需求，如对重点区域声音信号分析和通过控制中心对监控摄像机进行控制，还要传输音频信号和控制信号。对于图像信号的传输，重点要求是在图像经过传输系统后，不产生明显的噪声和失真(色度信号和亮度信号均不产生明显的失真)，保证原始图像信号的清晰度和灰度等级无明显下降。这就要求数据传输系统在衰减方面、引入噪声方面、幅频特性和相频特性上有良好的性能。由于施工区域特殊，该系统采用数字视频信号作为信号源，并通过光纤传输方式以光纤收发器作为光电信号转换单元进行数据传输，保证传输信号的质量和稳定性。 该系统采用无线D-Link组建工地现场的无线局域网，采用2.4 GHz频率传输控制信号，可满足工地现场的网络传输需求。远程网络传输方式采用ADSL方式，视频的同步数据通过互联网发到指定的域名网站，通过授权的地址就可以随时监控工地的情况。 2.3. 控制中心和数据处理系统 控制中心和数据处理系统实现了对整个监控系统的控制。主要由总控制台、无线路由器、数字硬盘录像机、光纤收发器及多功能光端机组成。 总控制台的主要功能有：视频信号的放大和分配、图像信号的矫正和补偿、图像信号的切换、视频信号及音频信号的记录和监控摄像机的控制等。由于总控制台采用嵌入式硬盘录像机，可对云台、镜头等进行控制，并能实现多路摄像机之间选择切换，利用特殊的录像处理，对图像进行录入、回放、放缩处理等操作，使图像效果达到最佳。控制台上设有多画面分割器，可以在一台监视器上以四画面、九画面、十六画面方式同时显示出多个摄像机送来的各个被监视场所的画面。同时，总控制台配有字符发生器，可以在监视器上显示时间以及监控区域地址、名称等信息，增加了实时监控和录像查询的效率。 无线路由器能满足与防火墙功能匹配需求，具有四端口全双工10/100交换器，能连接其他有线以太网络设备，可将所有802.11g无线网络传输透过WEP或WPA加密方式编码。支持DHCP服务器，以及SPI防火墙，防止入侵者以及多数已知的互联网病毒的攻击。 数字硬盘录像机采用嵌入式LINUX操作系统，系统运行稳定。通用的H.264视频压缩与G.711音频压缩技术实现了高画质，低码率，特有的单帧播放功能，可重现细节回放，利于细节分析。 多功能光端机采用6路视频监控 + 2路共享网络 + 6路电话 + 1路485正向控制 + 双向语音输入等传输方式。考虑井下施工距离较远，干扰信号较多，并且施工期间隧道内存在电磁干扰的因素。所以多功能光端机是隧道工程中监控系统必不可少的设备。 2.4. 客户端系统 客户端系统包括监控中心监视器和互联网移动端。监控终端显示部分一般由一台或多台监视器组成，由于画面分割器的应用，在网络摄像机较多的监控系统中通常使用一台较大的监视器将多台摄像机传输的视频信号同时显示在屏幕上，实现节省监视器成本和操作方面的目的。互联网移动端是监控系统通过硬盘录像机对各个网络摄像机进行地址分配，并通过路由器连接至互联网，移动端使用网络摄像机NVR产品、客户端软件以及浏览器可实现移动端远程监控。
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user: 3. 监控系统在盾构工程中应用分析 基于IP网络视频监控系统将满足盾构工程厂区安全生产、监督检查、实时防控的需要，实现厂区安保、施工督查、全面防控一体化，实现24 h不间断录像。保证厂区在发生突发事件时能第一时间查看现场录像。保证视频监控系统有热备方案，在系统以外发生故障时，有备用系统，从而保证录像完整性。 支持应急预案管理功能。针对突发和应急事件起到第一时间进行实时监控并同时录像保存功能。将相关的报警触发事件图像上传给安防集成管理系统。 实现海量录像智能视频分析，极大地提高搜索突发事件的效率节省搜素时间。基于IP网络视频监控系统是新型网络视频监控系统，盾构工程厂区安装视频监控系统，实现了对施工场区进行全天候、多角度的实时监控。监控系统建立后，在整个始发场区内形成统一协调的动态视频指挥中心，为工地的项目管理提供视频信息支持，为工程建设保驾护航，在一定程度上向管理的规范化、科学化、信息化迈出了一大步。
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user: 摘 要 随着中国走出去的步伐越来越快，涉及的领域越来越宽广，在中国石油天然气管道工程有限公司的国际项目中，越来越多的属地工参与了工程项目建设，对中方人员的思维方式和工程项目管理模式带来诸多挑战。中方人员应主动了解当地的宗教、文化、习惯，甚至还要涉及项目所在国及当地政府颁布的许多属地工法律事务。由于属地工来源广、成员复杂，做好前期筛选并做好后续的安全管理等工作，是防止项目员工(尤其是中方员工)伤亡和财产损失一项非常重要的工作。 关键词 :安全，国际工程，属地工，管理 Copyright © 2018 by authors， Yangtze University 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. 国际项目的固有风险特点 1.1. 外部影响因素 社会政治环境的影响。项目所在国当地的社会政治稳定状况对项目实施具有决定性的作用。没有稳定的社会政治环境，项目将受到很大影响，包括人身安全、设备安全等。 政府部门的影响。政府的支持力度也将对项目的实施具有决定性的作用。没有政府部门的支持，项目在办理各项作业许可时将受到很多制约，将直接影响项目能否顺利实施。 项目所在国整体经济状况的影响。社会经济状况的好坏决定项目所在地人们对国外项目的包容程度和支持力度。项目所在地的经济状况差，当地民众对国际项目的包容程度就低，认为国外公司抢占了他们的就业机会，对项目就会出现不同程度的干扰和抵制，甚至出现来自政府层面的干扰。 民族、宗教、教派纠纷的影响。如果项目所在地存在教派、宗教冲突，项目的实施将受到影响；如果存在民族纠纷或冲突，项目将更加难以实施。 在中东国家，以上几方面原因往往都存在，且交叉影响，错综复杂。 1.2. 内部影响因素 中方员工由于长期远离亲人，生活在异域的文化氛围和社会环境中，其身心受到不同程度的影响，存在一定的心理健康问题。正常的思想教育和疏导工作对员工的心理健康能够产生积极作用，对缓解精神压力具有很大作用 [ 1 ] 。
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user: 2. 安保工作的突出作用 1) 外部环境的变化对项目的实施具有直接影响。如果当地经济不够稳定，那么当地的民众对外来企业的容忍度和包容性将大大降低，当地民众就会利用和制造各种机会骚扰、冲击项目营地、工地，导致正常的生产生活受到影响甚至项目停摆；不法分子就会乘机盗窃和袭击项目营地和施工现场，对员工的人身安全、财产安危带来影响。在项目的所有营地和施工现场配备相应的保安人员，将有效的维护员工的正常的生产、生活。 2) 及时解决员工反映的安保问题。对于国际工程项目，由于中方员工长期脱离祖国，在一个环境下长期、单调的生活，对集体的依赖程度非常高，任何来自外部的不利影响都会对员工的心理产生负面影响。因此，对员工反映的有关安保、稳定的事务，项目管理部门必须严肃对待，及时排除。同时，构建多种渠道，保持国内外的联系畅通。
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user: 3. 国际工程项目几项稳定和安保措施 1) 加强员工思想教育。项目管理层应结合项目所在国、地域的特点，编制培训教育计划，对员工(包括属地工)进行定期教育，中方员工能够熟悉当地法律、民风、民俗、宗教等，中方员工与属地工能够彼此熟悉和融合，避免产生隔阂或由于教育不到位而产生不和谐事件。 2) 安排规律的生产生活节奏。项目管理部门应根据项目特点，对项目生产、生活做好规划和计划，采取营地—工地的两点一线的生产、生活方式，避免员工受到营地、工地之外的环境影响。杜绝或减少组织仅中方员工参与的群体性的涉外活动，如集体旅游、集体到市区采购等。 3) 构建项目的安保系统。调查当地有资格、信用良好的安保公司，与其签订合同，要求其选派合格的保安人员为项目营地、施工现场、设备运输作业等工作提供安全保卫服务。对于安排持枪保安到营地或现场时，应制定严格的持枪和用枪管理制度，禁止中方员工触碰枪械。为所有营地、固定式大型设备、材料堆放场地安装电视监控系统，并派遣安保人员24 h值守，保证不留死角。 4) 进行必要的地企联动。与当地政府、环保、警察、移民警察及其他涉外部门建立联系，保持信息畅通，及时获得社会安全预警信息，必要时获得当地政府部门的帮助。项目管理层应根据需要，与地方政府部门进行互动，参与一些地方社团、政府部门机构组织的活动，给予当地居民了解和接近中方企业的机会以赢得当地民众和政府的理解和支持。在与政府联动的同时，项目可适当对当地的社会公益事业做出贡献，有助于增进当地民众对外来企业的好感和包容，削减当地民众对外来企业的不满。
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user: 摘 要 生物质炭是各种生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化后的固态物质，具有高度的芳香性，物理、化学和生物抗分解性。随着炭化工艺的日趋成熟和生物质炭稳定的碳封存效果，大规模转化农业废弃物为生物质炭以应用于土壤改良和生态环境保护成为现实可能，正受到越来越多的研究关注。本文概述了生物质炭的性质特点、稳定性，以及对土壤理化性质、碳氮养分循环和微生物学特性的影响，总结分析了生物质炭对土壤环境质量的影响及应用前景。 关键词 :生物质炭，土壤质量，碳循环，氮循环，微生物 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. 引言 我国是农业大国，同时也是世界上农业废弃物产出量最大的国家之一；但目前我国农业废弃物的利用率仍然较低，不仅浪费资源而且严重污染环境。据统计，中国农业每年可产生各类作物秸秆生物量7亿多吨 [ 1 ] ；且随着作物单产的提高，秸秆总产量也将随之增加。因此，随着人们环境保护意识的增强和对再生资源利用的重视，尽快找到合理处置大规模农业废弃物的途径和技术显得十分重要。 近年来，农业废弃物生物质热裂解炭化工艺技术日益成熟，产生的生物质炭具有比表面积大，孔隙结构发达，高度稳定性和较强吸附性能，以及富含多种有机官能团等特性。随着研究工作的深入，发现生物质炭对全球碳的生物地球化学循环和缓解全球气候变化具有重要的影响 [ 2 ] 。潘根兴等 [ 3 ] 提出生物废弃物炭化还田的减废增汇方式应该列入优先发展的农业减排途径，其可能成为人类应对全球气候变化的一条重要途径。研究表明，这种转化技术获得的产物不仅可以保留多于50%能量的生物质碳，而且得到的生物质炭产品可以作为土壤改良剂施用到田间 [ 4 ] [ 5 ] 。因此，全面了解生物质炭施用对土壤的环境效应，对农业废弃物的资源化利用、土壤有机碳库提升和肥力改良、以及作物生产力的提高，具有重要意义。
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user: 2. 生物质炭的元素组成及性质特点 2.1. 生物质炭的概念 生物质炭(biochar)是植物生物质在完全或部分厌氧情况下，经热裂解炭化产生的一类高度芳香化难熔性固态物质 [ 6 ] ，属于广义概念上黑碳的一种类型(black carbon)。常见的生物质炭包括木炭、竹炭、秸秆炭、稻壳炭等，用于转化生物质炭的物料来源十分广泛，容易获取且价格低廉 [ 7 ] ，包括木屑、树皮、多种作物秸秆(作物茎叶、果壳、米糠)，能源作物柳枝稷，加工工业如制糖工业中甘蔗渣、制油工业中油菜饼和橄榄油的残渣等有机废弃物，造纸工业中的纸浆，畜禽养殖业废弃物以及城市污泥、生活垃圾等废弃物。生物质炭的生产工艺相对简单，可操作性强且易实现规模化，其一般生产过程如图1所示。 2.2. 生物质炭的元素组成 生物质炭主要组成元素为碳、氢、氧、氮，并且碳的含量较为丰富，可以视为少量纤维素、羧酸及其衍生物、呋喃、脱水糖、苯酚、烷基烃及烯基烃类的衍生物等成分复杂各异的含碳物质构成的连续统一体，其中芳香化结构和烷基是其最主要成分 [ 4 ] 。除C含量较高外，由于热解过程中养分的被浓缩和富集效应，生物质炭中的N、P、K、Ca和Mg等元素的含量也比来源物料要高。制备物料元素组成对生物 图1. 生物质热裂解转化生物黑炭的基本流程与产物 [ 3 ] 质炭的元素组成和含量具有决定影响。研究也表明，生物质炭中营养元素的含量和制备前体物料中元素的含量呈直线相关关系 [ 7 ] 。如以畜禽粪便和堆肥为原料制备的生物质炭的营养元素含量一般都很高；而木质来源生物质炭组分中总C含量往往较高，但灰分、养分元素以及阳离子交换量都较低 [ 7 ] 。此外，热裂解温度很大程度决定炭化的产率和生物质炭的元素组成。以核桃壳为裂解原料，发现从200℃升至700℃过程中，生物质炭的C含量随裂解温度升高而富集增加，H和O的含量则逐渐降低。 2.3. 生物质炭的结构特性 生物质炭具有丰富的孔隙结构，按照生物质炭孔径的大小可将其孔隙分为小孔隙(<2 nm)、微孔隙(2~50 nm)和大孔隙(>50 nm)。随着裂解温度升高和保留时间延长，芒草生物质炭的表面变得更加扁平，孔隙结构变差，小孔隙增多，比孔容减小 [ 5 ] 。大孔隙可以增强土壤的透气性和保水能力，也为土壤中微生物提供生存和繁殖的空间 [ 8 ] ；小孔隙则可以影响生物质炭对土壤中养分的吸附和转移 [ 9 ] 。林晓芬等 [ 10 ] 在研究裂解温度对稻壳和树叶生物质炭影响时发现，提高裂解温度会导致生物质炭的塑性变形，抑制微孔的形成。生物质炭的孔隙结构能够减小水分的渗滤速度，增强土壤对溶液中移动性很强和容易淋失养分元素的吸附能力，如盐基阳离子和 NO 3 − 等 [ 4 ] 。 生物质炭具有丰富的孔隙结构，因而具有较大的比表面积和表面能。物料类型和裂解方式对生物质炭的比表面积影响很大，有的只有0.7~15 m 2 ∙g −1 ，有的可高达几百个m 2 ∙g −1 。一般来说，随裂解温度升高，比表面积增加，如作物秸秆炭从300℃的116 m 2 ∙g −1 增加到700℃的363 m 2 ∙g −1 ，北美黄松枝炭从200℃的2.3 m 2 ∙g −1 增加到700℃的247 m 2 ∙g −1 。罗煜等 [ 5 ] 对芒草生物质炭的研究也表明，高温生物质炭的颗粒更小一些，比表面积比低温生物质炭的显著高24%。但也有研究发现，有些材料如稻壳炭在裂解温度达到600℃~700℃时，其比表面积反而下降。生物质炭具有大量的表面负电荷以及较高的表面电荷密度，能够吸附固定土壤溶液中的无机离子和小分子有机化合物，从而影响土壤肥力状况。 2.4. 生物质炭的化学性质 碱度(pH)和阳离子交换量(CEC)是生物质炭重要的化学性质。一般较高碱度的生物质炭均具有较高的CEC含量 [ 4 ] 。生物质炭的CEC含量很大程度上受前体物料组成的影响。生物质炭中的K、Na、Mg和P可以构成生物质炭表面的含氧基团，进而增加CEC含量；随着裂解温度的升高，往往CEC和pH值都会增高，但是合适的温度范围为450℃~550℃ [ 2 ] 。在裂解过程中，物料中绝大部分的矿质化合物会保留下来，而生物质炭的灰分含量取决于制备物料的类型。生物质炭较高的碱度特性主要是由于其灰分元素、碱性官能团、碳酸盐或者其表面负电荷的存在。生物质炭的碱度特性，使其可以被用作酸性土壤的改良剂来中和土壤酸度，提高土壤的pH值 [ 11 ] 。 生物质裂解反应不仅形成多孔结构，而且由于化学键断裂，赋予生物质炭表面大量的官能团。傅里叶变换红外光声光谱(FTIR-PAS)分析显示这些官能团主要是羟基、羧基、内酯基、醌基和羰基等，这些官能团被认为是生物质炭具有良好吸附特性的化学基础 [ 12 ] 。生物质炭表面呈现出亲水、疏水和对酸碱的缓冲能力；既具有较高的阳离子吸附交换能力，也有阴离子吸附交换能力 [ 9 ] 。生物质炭结构上的这种双重吸附特性，使得其施入土壤后可以提高土壤的CEC能力 [ 5 ] ；其表面具有的疏水特性，使其对农药、多环芳烃等脂溶性物质也具有强烈吸附，可用于修复污染的土壤环境 [ 5 ] 。一般随着裂解温度的升高，生物质炭表面的-COOH和-OH等酸性基团含量减少，进而使得生物质炭表面所带的负电荷减少；而碱性基团数量往往会增加，官能团密度减少。
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user: 3. 生物质炭在土壤中的稳定性 3.1. 生物质炭的稳定性和短期降解过程 由于生物质炭具有多环芳香结构，使其表现出高度的化学和微生物惰性，施入土壤后难以被土壤微生物利用，能在环境中存在千百年甚至上万年 [ 13 ] 。亚马逊Terra Preta土壤中含有大量的碳，通过 14 C测龄结果显示，其寿命甚至比该土壤中最老的有机质还长 [ 14 ] 。这主要取决于生物质炭复杂的多芳香环和非芳香环结构特性，其具有更高的化学和生物学惰性，从而某些条件下可以在土壤中稳定的存在上千年。利用红外光谱(FTIR)和核磁共振(NMR)等手段发现500℃热解产生的水稻秸秆炭含有C=C、C=H等芳香化官能团，芳香化比例大于80%。Cheng等 [ 15 ] 的研究发现，培养过程中生物和非生物氧化作用对生物质炭的芳香基碳和氧–芳香基碳结构没有显著性的影响。生物质炭在土壤中可以与有机、无机等物质结合形成团聚体，或存在于包被态颗粒有机物和土壤微团聚体中，通过物理的空间位阻作用减小被氧化的概率。另外，生物质炭表面与土壤矿物质的结合也可以减缓其降解过程，如静电作用、氢键、阳离子桥接、配位交换、非共价键的电子供体–受体相互作用等。 生物质炭高度芳香化的结构特点决定了它的难降解性，也意味着微生物不能直接利用其作为能源物质，也很难利用包含在碳结构中的氮和其他营养物质 [ 2 ] 。尽管如此，生物质炭的有些组分仍具有一定的降解性，可以用于改善土壤化学性质和被微生物群体利用，如可提取态有机碳、挥发性物质和灰分组分等。Spokas [ 16 ] 的研究结果表明，O/C值可以很好的预测生物质炭的稳定性，如果生物质炭的O/C值小于0.2，则其平均停留时间要大于1000年。通过对94种生物质炭组分含量的测定分析，Enders等 [ 7 ] 提出，结合挥发性物质和H/C值可以更好的预测生物质炭的稳定性。Kuzyakov等 [ 14 ] 以 14 C标记的黑麦草炭，开展为期8.5年的室内实验测定其稳定性，发现由生物质炭自身降解而产生的CO 2 非常少，估算得出其平均停留时间约为2000年。 3.2. 生物质炭的降解机理 虽然在一定的时间范围内，生物质炭具有生物和化学稳定性，但它终究会被矿化分解成二氧化碳。据已有的研究结果来看，生物质炭在土壤中的降解可能是生物过程与非生物过程综合作用的结果。Cheng等 [ 15 ] 的研究结果认为，非生物氧化作用对黑炭降解过程的影响要比生物作用重要的多。Zimmerman [ 17 ] 的室内模拟试验也表明，不同木质炭在1年时间内的氧化率为0.4%~3%，其中非生物氧化作用占到50%~90%。常见的非生物降解过程主要有化学氧化、光化学氧化和无机降解等，如H 2 O 2 、(NH 4 ) 2 S 2 O 8 、HNO 3 等化学氧化剂都可以氧化生物质炭，使其颗粒表面形成含氧官能团，增加表面O/C值 [ 18 ] 。非生物氧化过程中，生物质炭表面含氧基团以及多羧酸化合物的形成可能会削弱其生物惰性，增强高度芳香化和疏水性结构的微生物降解性 [ 18 ] 。 以往研究多认为非生物氧化对生物质炭降解影响更为显著，但生物氧化作用对生物质炭在土壤中的稳定性也起到重要影响 [ 15 ] 。Bruun等 [ 19 ] 采用 14 C标记手段，室内研究大麦秸秆炭的降解过程发现，培养的前期非生物因素可能主导生物质炭的降解过程，但培养后期生物因素则发挥主要作用。土壤微生物群体对生物质炭的生物降解过程主要通过直接降解、共代谢或激发效应等方式实现 [ 6 ] 。研究表明，能够利用生物质炭可降解组分的微生物群体主要是细菌、真菌等 [ 8 ] 。虽然微生物直接降解生物质炭的机制机理还不清楚，但某些特殊类群的微生物确实偏爱生物质炭特殊的结构，如真菌被认为是最有可能具有降解生物质炭能力的微生物。生物质炭在土壤降解过程中，哪些类群的微生物起主导作用，研究结果并不一致，往往因生物质炭类型和土壤性质而具有差异 [ 8 ] 。 3.3. 生物质炭稳定性的影响因素 生物质炭在土壤中的稳定性主要取决于自身结构特性和外界环境条件。芳香化结构使得生物质炭具有不同于其他有机添加物的稳定性，而不同来源生物质炭的芳香化程度必然不同，也会引起它们在土壤中稳定性的差异。以往研究结果表明，芳香化碳比例越高的生物质炭材料越难被降解。除芳香化碳的比例外，生物质炭中芳香化碳簇的大小及结构有序性也会影响其稳定性。芳香碳簇越小、芳香化结构有序性越差，生物质炭结构上的活性反应位点越多，从而更容易被氧化分解。同时，生物质炭的易降解组分如挥发性物质、可利用有机碳和灰分等也可以较好的预测生物质炭的稳定性 [ 17 ] ，其含量高低可能也会影响生物质炭在土壤中的降解速率和残留时间 [ 17 ] 。研究还表明，小粒级的生物质炭颗粒具有较大的比表面积，会更容易受到微生物群体的矿化分解；与大粒级生物质炭相比，在土壤中的存留时间要短很多。 外界环境条件如土壤特性和气候条件对生物质炭的稳定性起着非常重要的作用。Schmidt等 [ 12 ] 甚至认为土壤中有机质的稳定性主要是环境作用的结果，而非自身的分子结构特性。Steinbeiss等 [ 20 ] 研究发现，酵母制备的生物质炭在耕地土中的矿化速率明显大于在森林土壤中的矿化速率。Knicker [ 21 ] 总结指出，温度和水分条件是影响生物质炭在土壤环境中稳定性的重要环境因素。同时，容易降解物料如氮素肥料、葡萄糖、作物秸秆等的加入，往往也会通过促进土壤微生物群体的生物量和酶类的活性，加速生物质炭的分解过程，这一过程被称之为共代谢反应。Keith等 [ 8 ] 的结果表明，甘蔗渣的施用，明显促进了木质炭的降解过程，并且随着添加量的升高，生物质炭的矿化量显著增加。此外，土壤pH、质地、利用类型、淋溶转运等因素也可能会影响生物质炭在土壤中的稳定性 [ 22 ] 。