DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 近几十年来，全球化石燃料消费的过快增长导致大气中的碳积累量迅速增加。二氧化碳作为碳的最主要存在形式，其体积分数已经从工业革命前的大约280 × 10 6 增加到接近395 × 10 6 ，增长了将近40% [ 1 ] [ 2 ]，超过了过去上亿年的平均增速 [ 1 ] [ 3 ] 。大气中这些不断增加的碳通过大气–海面的通量作用不断进入海洋 [ 4 ]，加上近岸地区工业污染物的直接排放，常常导致海岸地区的海水呈现酸化特征 [ 5 ] [ 6 ] 。酸化的海水中钙离子(Ca 2+ )浓度下降，促使碳酸钙(CaCO 3 )溶解并与二氧化碳(CO 2 )和水分子(H 2 O)化合形成碳酸氢钙(Ca(HCO 3 ) 2 )，这会使很多海洋软体动物如珊瑚的钙质壳体遭受破坏 [ 7 ] [ 8 ] 。例如：图瓦卢这个由多个珊瑚礁形成的岛国，由于大气中CO 2 含量的剧增，大量珊瑚礁已经被海水侵蚀 [ 9 ] 。近期新的研究表明，如果二氧化碳浓度继续以当前的速度增加，那么南大洋以及亚北极太平洋部分地方到2100年就“文石”(一种亚稳形式的CaCO 3 )而言将会处于不饱和状态。这一发现说明，在高纬度地区，一些海洋生物在几十年之内(而不是像以前的研究工作所提出的那样在几个世纪之内)将不能生长出它们由CaCO 3 构成的外骨架。不仅如此，南极考察结果甚至表明在普里兹湾吸收的CO 2 已经随着高密大陆架水向深层海洋入侵，加剧了深层海水的酸化进程(汪燕敏，2017)。目前大气和海水中的碳增加如果得不到有效控制，将在未来的几个世纪里引发大量海洋生物钙化速率下降 [ 8 ] [ 9 ]，严重危及海洋生态系统的健康和安全 [ 1 ] 。因此，积极寻求有效的措施实现大气和海水降碳、固碳以改善海水酸化已经成为全球亟待解决的重大环境问题。 如何在Ca 2+ 浓度降低的海水环境中，保持CaCO 3 不被分解，甚至能够持续利用CO 2 生成新的CaCO 3 是解决海水酸化问题的关键所在。外加微电流利用电沉积作用促进人工珊瑚礁(CaCO 3 )生成 [ 10 ]，从而实现对水体和大气中的碳的吸收和固定已经成为海岸环境生态修复的重要发展方向。该方法的基本思路是通过外加低电压在阴、阳电极之间电解海水，通过电离子的迁移促进海水中的Ca 2+ 快速富集于阴极电极，并与电解水离子((OH) − )和CO 2 分子合成CaCO 3 ，形成珊瑚礁从而将碳固定于阴极。由于涉及外部电源的引入，使其经济、环保和安全性能不高，电沉积法目前仅限于在小型玻璃容器内进行实验 [ 10 ] 。此外，在自然状态下CO 2 通过气–水通量向海水中的补充速度难以满足人工珊瑚礁持续、快速生成的要求，因而也难以实现大气的快速降碳。鉴于以上两个缺点，要利用电沉积的方法来实现对酸化的海水和大气降碳，这在大规模的海岸环境现场运用中还需要进行进一步的探索。 本文提出一种可利用波浪能高效发电的新型护岸造礁系统，成功解决了电源的引入问题，此外该系统通过防波堤的破波作用向海水卷入大量CO 2 ，从而也实现了海水中CO 2 的快速补充和大气的快速降碳。该系统是基于作者的一项发明专利 [ 11 ]，它由三部分组成：消浪集流装置，发电蓄电装置和造礁降碳装置。该系统利用其消浪集流装置——倾斜阶梯式防波堤实现波浪能向水流能的转化；再利用单向水轮机将其所汇集的单向水流能量转化为电能，并将该电能储存于蓄电装置；最后在成对的活性炭电极板之间释放电能，促进海水中的Ca 2+ 快速富集并与CO 2 化合生成人工珊瑚礁，最终在消浪护岸的同时实现降碳固碳的目标。本文对所提出的的护岸造礁系统进行了大型室内水池物理模型试验，实现其破波消浪、发电蓄电以及集钙造礁的全过程，验证其降碳效果，以期使该系统在海岸地区的大气和海水碳污染治理中得到推广运用。
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user: 2. 实验设置及过程 2.1 实验设置 实验在矩形室内水池内进行，水池平面尺寸为8 m × 4 m，水池底部水平。水池一端安装2台造波滚筒，再向下游3 m处安装消浪集流装置—倾斜阶梯式防波堤，其阶梯面迎向波浪入射方向。防波堤的集流段安装发电蓄电装置，防波堤的背浪面设置人工造礁装置。实验水池及人工造礁系统的整体平面布置见示意图(图1)。 图1. 室内实验水池平面布置示意图 造波滚筒采用长度为1 m的透空式鼓型(图2)，其中间部位直径为25 cm，两端直径为15 cm。2台造波滚筒以0.6 m的间距并列安装，同轴转动产生波浪，浪高和频率可以通过设置中轴的不同转速来调节。 图2. 造波滚筒立面示意图 倾斜阶梯式防波堤总尺寸为3 m × 0.8 m × 0.55 m (长*宽*高)，由破波段和集流段两部分组成(图3)。其中破波段宽度为2 m，由五阶高度为0.11 m，宽度为0.16 m的阶梯组成，各阶梯均沿波浪轴线方向倾斜2.5˚。宽度为1 m的集流段设置在阶梯低端，从阶梯顶部至底部坡度为34.5˚。波浪沿正向入射，在防波堤的迎浪面破碎，产生水流沿倾斜阶梯流至其低端进入集流段。集流段上的水流沿其一致坡度汇集至海水底部，形成能量集中的单向水流用以便于发电。 图3. 倾斜阶梯式防波堤构造示意图 发电蓄电装置安装在集流段的底端(图3)，由单向水流水轮机和蓄电池组构成。造礁降碳装置布置在背浪面一侧，由15对尺寸为1 m × 0.5 m × 1 cm (长*宽*厚)的活性炭纤维板组成，纤维板由支架固定保持直立状态。15对纤维板沿水池宽度方向均匀布置(图4)，间距为20 cm。活性炭纤维板的比表面积为1500 m 2 /g，比电阻为720 cm，比电容为162 F/g。每一对纤维板分别接2.5 V的正、负电极。每一对正、负电荷纤维板之间距离为5 mm，构成一组造礁电极对。通电后，水中的Ca 2+ 在电荷的作用下快速向阴极富集，与水中的CO 2 发生反应生成CaCO 3 ，附着于阴极板从而形成人工珊瑚礁，将碳永久或半永久性固定。 2.2. 实验过程 实验开始之前，水池中静水水深0.5 m，水体采用祛除氯离子的自来水，水温保持在20℃。向水池中注入CO 2 以模拟酸化的海洋环境，水面上方空气在实验过程中处于密闭的室内。水池中CO 2 的初始含量设置为3610 ppmv，水面上方0.8 m高度范围内模拟大气中的二氧化碳初始含量为0.23%，二者均明显高于自然状态。 图4. 造礁固碳装置示意图 Table 1 Original concentration of Ca2+ in six experiments (g/kg 实验组次 E1 E2 E3 E4 E5 E6 0.15 0.21 0.28 0.35 0.39 0.39 表1. 六组实验初始Ca 2+ 浓度值 (g/kg) 实验开始前5分钟内向水池中注入Ca 2+ 溶液，根据初始Ca 2+ 浓度的不同设置，具有消浪集流和发电蓄电装置的造礁系统实验分为5组分别进行，分别以E1~E5编号(表1)。为了模拟不同酸化海水环境中较低的Ca 2+ 浓度，五组实验中Ca 2+ 初始浓度低于正常海水中Ca 2+ 含量(约为0.4 g/kg)的62.5%~2.5%。考虑到自然海水中Ca 2+ 可以从浓度较高的水域迁移到浓度较低处，从而使某一区域内的Ca 2+ 浓度保持在一定范围内。实验过程中每10分钟测量一次Ca 2+ 浓度，并根据测量结果向水中补充一次Ca 2+ 溶液，使水池中Ca 2+ 浓度保持在与其初始值相差不超过5%范围内。 该护岸造礁系统的工作以造波滚筒产生波浪作为开始，产生的二维线性规则波波长1.2 m，波高0.06 m，波周期1.2 s。波浪作用于倾斜阶梯式防波堤的迎浪面，每小时作用3次，每次15分钟，间隔5分钟。为便于将各组实验的降碳效果相互比较，5组实验(E1~E5)中的波浪参数均保持一致。 为对比该护岸造礁系统在破波条件下的降碳效果，本文另外设计了一组无防波堤和发电系统的实验(E6，表1)，该组实验仅有人工造礁装置，外接2.5 V的直流电源。其造礁降碳装置的设置与E1~E5组实验完全相同，Ca 2+ 含量设置为与浓度最高的E5组实验相同，为0.39 g/kg。
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user: 4. 结论 本文提出的新型护岸造礁系统通过电沉积作用促进人工珊瑚礁的快速生成来进行固碳，对受污染的大气和海水具有显著降碳效果。研究表明，该系统的降碳效果和效率与受污染海水中较低的Ca 2+ 浓度以及大气和海水中的CO 2 含量均呈正相关关系，其主要原因是人工珊瑚礁的主要成分CaCO 3 的生成受到可利用的Ca 2+ 和CO 2 的制约。 该新型护岸造礁系统的主要优点表现为：1) 与无消浪集流装置的人工造礁系统相比，其消浪集流系统在破波的同时将大气中的CO 2 大量卷入海水中，为人工珊瑚礁的生成提供充足的碳酸根离子，从而显著提高了降碳效果和效率；2) 倾斜阶梯式防波堤将波浪能转化为集中的单向水流能，推动水轮机发电，具有经济、简易的优势；3) 具有自发电系统，无需引入外部电源，不带来新的环境污染。鉴于以上优点，该护岸造礁系统适于在广大海岸地区推广运用，它将有助于解决海岸地区大气和海水碳污染问题。
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user: 摘 要 现有的宽光谱光纤法珀干涉信号的快速解调算法模型能在减少两个数量级的光谱采样点的基础上对信号进行解调，保证原有精度，这为大幅度提高光谱探测型宽光谱光纤法珀系统的解调速度奠定了基础。本文设计了一种对宽光谱干涉信号进行40个采样点的高速稀疏采样硬件系统。通过对同一法珀宽光谱干涉信号进行光谱仪密集采样与稀疏采样的结果对比，得出稀疏采样硬件系统能很好地复现宽光谱干涉信号的结论。这对宽光谱光纤法珀传感器应用于高速监测领域具有重要意义。 关键词 :宽光谱光纤法珀传感，光谱采集，FPGA，稀疏采样 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 在各类光纤传感器中，宽光谱干涉型光纤传感器的具有测量精度高、抗干扰能力强、动态范围大的特点，广泛应用于航空航天、大型结构健康监测等领域。而在高速动态监测领域中，宽光谱干涉型光纤法珀传感器的应用是受限的。根据信号解调的不同原理及采用的元器件，干涉型光纤法珀传感器解调的硬件系统有光谱探测型、硬件相关解调型及调制解调型 [ 1 ] 等。 光谱探测型是光纤法珀解调仪的主流形式，精度高，但主要应用于静态解调。硬件相关型以硬件代替软件，提高了解调速度，但由于白光光源的使用寿命及信号强度等方面受到极大地限制。调制解调型是针对光纤光栅法珀的解调系统，应用于超声传感等场合。 光谱探测型硬件解调系统首先获取被测对象的宽光谱干涉信号，再利用相关算法、快速傅里叶变换 [ 2 ] 等解调出被测对象的位移/间隙信息。其干涉信号的宽光谱特征，是保证其高精度测量的关键；但因宽光谱干涉信号是几千个波长光信号的组合，因而宽光谱干涉解调仪需要对几千个数据的完整光谱进行采样与运算解调后，才能完成一次测量结果，导致光谱的采样和信号的解调都面临数据量大、速度慢的问题，这极大地制约了这类传感器在高速动态微位移/间隙测量中的发展。 针对宽光谱干涉型光纤传感系统的整体测量速度慢的问题。本文从理论上分析了对宽光谱干涉信号进行稀疏采样的可行性，从采样定理的角度确定稀疏采样点数 [ 3 ] ，在减少采样点数后，并没有与之配套的针对光谱稀疏采样的硬件采集系统，因此本文提出并设计稀疏采样硬件系统，通过实验对稀疏采样系统的功能进行验证。这对宽光谱干涉型传感器应用于高速动态监测领域具有重大意义。
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user: 2. 稀疏采样的可行性分析 2.1. 光纤法珀传感器系统原理 如图1所示，将导管内的两个光纤端面看做两个平行平板，从而形成法–珀腔。 当一束相干光通过光纤入射到该法–珀腔内时，在法–珀腔的两端面发生多次反射和透射，形成多光束干涉。根据多光束干涉原理，当两端面之间的介质为空气，光纤端面未做特殊处理，其反射率很小 图1. 法珀传感器测量系统及传感器结构示意图 时，法–珀信号可以简化为双光束干涉，反射光光强为： I r ( λ ) = 2 R [ 1 − cos ( 4π λ L ) ] ⋅ I ( λ ) (1) 其中：R是法–珀腔两端面的反射率， I ( λ ) 为入射光强，L为法珀腔腔长， λ 为光波长。 根据式(1)可知，当入射光为单一波长时， I r ( λ ) 只与腔长值L有关；当入射光为ASE或扫频激光器等宽带光源时， I r ( λ ) 是与腔长 I r ( λ ) 与光波长 λ 有关的双参数函数。 2.2. 稀疏采样的可行性分析 从傅里叶变换角度分析采样点数对法珀传感器的宽光谱干涉信号解调的影响。对法珀传感器输出的宽光谱干涉信号式(1)分别进行密集采集(如图2(a))与稀疏(少点)采样(如图2(b))，将密集采样数据与稀疏采样数据做FT变换(如图3)。 从FT变换结果图(如图3)中可以看出，宽干涉光谱进行稀疏采样的FT变换结果与密集采样的FT变换结果中的频率基本重合，这对法珀传感器腔长信号的解调基本没有影响，而从密集采样FT变换图中看 图2. 对宽光谱干涉信号进行两种方式的采样。(a) 密集采样；(b) 稀疏采样 图3. 对密集采样与少点采样的光谱数据做FT变换结果 出后面大部分数据点对腔长解调并没有影响。因此，对于低反射率单个光纤法珀的宽干涉光谱信号，稀疏采样依然可以解调。
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user: 3. 宽光谱干涉信号稀疏采集系统总体设计方案 目前市场上并没有针对宽光谱干涉型光纤法珀传感器干涉信号的稀疏采样系统，因此，为了解决传感器的高速测量问题，就需要搭建一套宽光谱干涉信号高速稀疏采集硬件系统，系统总体设计方案如图4所示。 图4. 宽光谱干涉信号高速稀疏采集硬件系统总体设计方案 3.1. 光谱稀疏分光 从宽光谱干涉信号特征出发，干涉信号无非是携带了多个波长信息。一方面，应该实现以恒定带宽对信号进行分光；另一方面，还需满足同步分光(非扫描式)的要求。从这两方面考虑，通信上的密集波分复用器满足要求，且是市场上已经非常成熟的分光器件。 3.2. 光谱稀疏采样点数的理论依据 通过波分复用器进行稀疏分光，分出的光通道即采样点数应满足奈奎斯特采样定理的要求。 首先，定义如下参数：1) 波长 λ ：1530~1565 nm；2) 中心波长 λ 0 ：1550 nm；3) 光频率 υ ：191.6~195.9 THz；4) 波数k： k = 1 / λ ，638，977~653，594 m − 1 ；5) 法珀腔长L：300 μm， 200   μ m ≤ L ≤ 400   μ m ；6) 光程差 Δ O P D ： Δ O P D = 2 n L 。 干涉光谱信号在波数域上的表达式： I r ( λ ) = 2 R cos ( 2 π Δ O P D k ) ⋅ I 0 ( λ ) (2) 根据采样定理：采样率应大于等于信号频率的2倍以上，工程常取10倍。那么有 F s Δ O P D = 2 ~ 10 倍 (3) 其中， ， Δ δ 为波数间隔。 由式(3)可得： 1 10 Δ O P D ≤ Δ δ ≤ 1 2 Δ O P D (4) 法珀传感器腔长变换范围： 200   μ m ≤ L ≤ 400   μ m 。推导不同腔长下的采样点数见表1。 Table 1 Number of sampling points of fiber fabry sensor under different cavity length L 1 = 200   μ m L 1 = 400   μ m 波数间隔 250   1 / m ≤ Δ δ 1 ≤ 1250   1 / m 波长间隔 0.59   nm ≤ Δ λ 1 ≤ 3   nm 0.3   nm ≤ Δ λ 2 ≤ 1.3   nm 采样点数 12 ≤ M 1 ≤ 59 27 ≤ M 2 ≤ 131 表1. 法珀传感器不同腔长下的采样点数 综上，为了准确并不失真地解调光谱信号，由采样定理推导，得出采样点数(稀疏分光的光通道)应满足： 27 ≤ M ≤ 59 。因此，选择市场上成熟的40通道波分复用器，波长间隔0.8 nm。 3.3. 模拟电路调理 光电探测器将光强转换为微弱的电流信号 [ 4 ] 通过电流/电压转换电路将电流信号转换为电压信号，同时进行前置放大 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。另一方面，为了满足AD采集电压0~5 V的需求，前置放大后接电压放大电路 [ 8 ] 进一步放大。两级放大电路如图5所示。 电流/电压转换电路中采用高精度低噪声跨阻运放芯片OPA4228( G B P 1 = 33   MHz )， R 1 = R 2 = 5   k Ω ，在 R 2 两端并联小电容 C 1 = 22   pF 防止电路产生自激振荡；电压放大电路中运放采用电压放大运放芯片ADA4851 ( G B P 2 = 70   MHz )， R 3 = R 5 = 5   k Ω ， R 4 = R 6 = 200   k Ω 。 模拟电路计算可得电路总增益计算 A = R 2 ⋅ R 4 R 3 (5) 电路总带宽计算 B 1 = G B P 1 2 π R 2 C j (6) B 2 = G B P 2 A 2 (7) B = 1 1 B 1 2 + 1 B 2 2 (8) 图5. 模拟电路调理 其中， C j 是光电探测器工作在反偏模式下的结电容为400 pF。 计算可得，电路总增益为 A = 2 × 10 5 ，第一级电流/电压转换电路带宽 B 1 = 1.62   MHz ，第二级放大电路带宽 B 2 = 1.75   MHz ，总带宽 B = 1.189   MHz 。 通过Multisim仿真，利用示波器与波特测试仪测试电路总增益及总带宽。 图6. Multisim仿真模拟电路总增益及总带宽 在图6中，当向电路输入20 μA电流时，经过两级放大电路后根据示波器独处输出电压为3.996 V，电路总增益为 1.998 × 10 5 ，与理论计算一致。根据波特测试仪得到−3 dB带宽为1.18 MHz，与理论计算近似。 3.4. 高速同步采集 由于宽光谱干涉型传感器用于动态测量，在进行数据采集时需要对每一通道的信号值进行同步采集 [ 9 ] [ 10 ] ，否则会造成光谱畸变。选用8通道同步采集模块AN706，且每一通道均以200 KSPS的采样率进行采集。利用FPGA核心板输出一组控制信号同时启动5块AN706工作以实现对40路信号的同步采集。 3.5. 高速通讯 在通讯方面，串口通讯传输数据稳定可靠，但速度慢，传输速度最快是0.88 Mb/s；USB通讯，可以进行高速数据传输，高速是480 Mb/s；以太网，可进行高速数据传输，有百兆Mb/s与千兆Gb/s两种方式。为保证数据的高速传输，选择千兆以太网的通讯方式。FPGA将采集的40路信号数据存于IP核的双端口RAM [ 11 ] 中，通过千兆以太网发送至上位机。数据采集与通讯硬件连接如图7。 图7. FPGA实现40路同步采集及以太网与PC通讯 3.6. 搭建宽光谱干涉信号高速稀疏采集硬件系统 通过分析与器件选型，搭建了如图8所示的稀疏光谱高速采集系统及实物如图9。 图8. 宽光谱干涉信号高速稀疏采集硬件系统 图9. 宽光谱干涉信号高速稀疏采集硬件系统实物图
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user: 4. 实验 4.1. 实验系统搭建 为了对宽光谱干涉信号的稀疏采样系统的功能进行验证，设计了如下实验，实验中包含两套系统如图10所示以及如图11所示的实验系统实物图：系统1 (黑色虚线框)为宽光谱干涉信号的稀疏采样系统，系统2 (红色虚线框)为光谱仪密集采样系统(标准系统)。系统间通过光开关进行切换。 图10. 实验系统 在实验系统中，宽带光源为台式ASE宽带光源(波长：C波段，功率：0~50 W)，3端口环形器工作波长为C波段，两套系统共用同一支可调法–珀传感器，可调法珀腔由精密机械控制仪控制腔长。在标准系统中，光谱仪Tspec8001 (光谱分辨率20 pm，光谱范围1529~1569 nm)。 图11. 实验系统实物图 4.2. 采样功能验证实验过程及实验结果 调节精密机械装置使法珀传感器腔长 L = 300   μ m 左右。通过光开关切换通道至标准系统，根据光谱仪上的条纹数估算法珀腔长，保存数据，作为对比。再将切换光开光至待测系统，保存数据。 通过FPGA控制采集模块的采样速率为10 kHz，保存标准系统(光谱密集采样)的数据与待测系统的采集数据并进行处理，得到如图12所示结果。 从图中可以看出，当对宽光谱干涉信号进行40点采样时，稀疏采样系统具备复现原始光谱的能力(如图12(a))。由于采样点数是数量级上的减少，使得解调结果的精度下降，但对同一信号，无论是密集采样还是稀疏采样，FT变换后的频率不会相差很大，从图12(b)中可以看出密集采样与稀疏采样的信号光谱在频率域上基本吻合，只是由于采样点数不同造成强度有差距，并不影响光谱信号解调，与理论分析结果一致。 图12. 采样功能验证实验结果。(a)稀疏采样与密集采样复现光谱信号；(b)稀疏采样与密集采样FT变换结果 在实验中，由于电路的模拟电路与数字电路的连接依靠杜邦线，未将电路部分集成在一块PCB板上等因素，当提高采样系统的速度时，噪声干扰很大，得到的结果很差，这是整套硬件系统有待改进的地方。
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user: 5. 结论 针对宽光谱干涉型光纤法珀传感器解调系统的整体测量速度慢的问题，从根源–光谱采样点数上出发，设计了宽光谱光纤法珀干涉信号的稀疏采样硬件系统，并通过实验对稀疏采样系统的功能进行验证。这对宽光谱干涉型传感器应用于高速动态监测领域具有重大意义。
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user: 摘 要 噻吩并嘧啶酮类衍生物由于其良好的生物活性和药理活性，在医学和农用化学领域有很广阔的应用前景。利用三组分aza-Wittig反应，用3，4-二乙氧羰基-2，5-双三苯基膦亚胺噻吩、芳基异氰酸酯、亲核试剂胺或水合肼以54%~64%的收率合成了12个未见文献报道的化合物，通过IR， 1 H NMR，LC-MS对化合物进行了表征。进一步探究了化合物的抑菌活性，结果表明部分化合物对茶树生赤霉菌和茶树生茎点霉有良好的抑菌活性。 关键词 :噻吩并嘧啶酮衍生物，Aza-Wittig反应，合成，抑菌活性 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 作为一类具有广谱高效低毒的生物活性的稠环化合物，含氮杂环化合物因其在杀菌、杀虫、除草、消炎、抗病毒、抗肿瘤等方面都有很好的活性 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ，从而引起了人们对此类杂环化合物的重视。而大多数含氮杂环化合物对病菌和害虫具有高选择性的杀灭作用，相对来说，对温血动物、鸟类、鱼类的毒性较低 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] ，由于这些特性使得含氮杂环化合物在医学和农药学领域的应用日渐广泛。含嘧啶类氮杂环化合物是氮杂环大家庭中的重要一个成员，自然界内许多重要的生物碱、天然产物的骨架结构均为嘧啶环类衍生物，这类衍生物在动植物体内的新陈代谢过程中起着重要作用 [ 9 ] [ 10 ] ，而噻吩并嘧啶衍生物是一类将噻吩环嵌入到嘧啶环上得到的稠环化合物，从噻吩并嘧啶酮的构造上来分析，噻吩并嘧啶酮与人体中DNA，RNA的基本构成物嘌呤构造相似，从而有可能成为人体核酸代谢拮抗物的替代物，相关文献也证明了此类化合物具有杀虫、杀菌、抗病毒、抗肿瘤、除草等生物活性 [ 11 ] - [ 16 ] ，近年来利用原料易得、反应条件温和、产率较高的aza-Wittig反应来合成取代含氮杂环和稠杂环成为热门，另外，该方法易于在环上变换官能团，有利于对药物的构效关系研究 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] 。本文致力于利用三组分串联aza-Wittig反应设计和合成新型噻吩并嘧啶酮衍生物，对所合成的物质进行生物活性测试，并希望能找到具有研究前的化合物。合成路线见图1和表1。
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user: 2. 结果与讨论 2.1. 结构表征 目标化合物的IR图谱中，所有特征基团均有明显的吸收，氨基峰在3481 cm − 1 ~3411 cm −1 有较为明显的伸缩振动，芳环在2854 cm −1 ~2952 cm −1 有明显的伸缩振动，羰基峰在1710 cm −1 附近有明显的伸缩振动，C=N双键的振动峰出现在1500 cm −1 左右出现的强伸缩振动峰，在1350 cm −1 ~1550 cm −1 出现的强弱不等的伸缩振动峰为C=C双键的振动峰。化合物的 1 H NMR图谱，化合物的各个出峰均得到了验证。两个芳环在δ7.42 ppm~6.96 ppm表现为一组多峰，六位与七位的仲胺和伯胺两个活泼氢分别在δ8.56 ppm左右和δ4.83 ppm左右表现出一组单峰，有时伯胺的氢无法顺利出峰，当为吗啡啉取代基的4组氢表现为两组峰，与O相连的两组CH 2 在δ3.37 ppm左右表现为一组三重峰，与N相连的两组δCH 2 在3.00 ppm 左右表现为一组三重峰；若为哌啶取代基5组CH 2 表现为三组峰，与N相连的两组δCH 2 在3.00左右表现为一组三重峰，其余三组CH 2 在1.43 ppm~1.19 ppm表现出两组多峰；若为二乙胺取代4组CH 2 变现为两组峰，与N相连的两组CH 2 在δ3.00 ppm 左右表现为一组四重峰，另外两组CH 2 在δ0.76 ppm左右表现出一组三重峰。目标化合物的LC-MS图中所有目标化合物都出现[M + H]峰，部分化合物出现[M + Na]和[2M + H]峰。 图1. 化合物5的合成路径 Table 1 Synthesis of Compound Product Ar Y Ar 1 Yield/% 5a Ph morpholin-4-yl 4-Me-Ph 54 5b Ph piperidin-1-yl 4-Me-Ph 62 5c Ph NEt 2 Ph 59 5d Ph NEt 2 4-Me-Ph 56 5e Ph NEt 2 4-CF 3 O-Ph 60 5f Ph NEt 2 4-CF 3 -Ph 58 5g 4-Me-Ph morpholin-4-yl Ph 54 5h 4-Me-Ph morpholin-4-yl 4-Me-Ph 59 5i 4-Me-Ph morpholin-4-yl 4-Me-O-Ph 62 5j 4-Me-Ph morpholin-4-yl 4-Cl-Ph 64 5k 4-Me-Ph piperidin-1-yl 4-Me-Ph 62 5l 4-Me-Ph NEt 2 4-CF 3 CO-Ph 59 表1. 化合物5的合成 2.2. 化合物的抑菌活性 菌种茶树生赤霉菌(Pyrenomycctes)、蔷薇生链格孢(Alternariaalternata)、茶树炭疽菌(Gloeosporiumtheaesinensis miyake)和茶树生茎点霉(Phomaadianticola)四种菌由华中农业大学植物科学技术学院提供。 抑菌活性试验采用含毒介质法。在PDA培养基中按100 mg/L (有效含量)加入定量乳化剂吐温−80，待培养基冷却后接种直径为5 mm的供试菌片，菌丝面朝下，置于培养箱(25˚C)培养，48 h后调查抑制率。结果见表2。从表中数据来看，有如下规律：1) 大多数化合物对四种受试菌种的抑菌效果在41%~89%之间，对茶树生赤霉菌和茶树生茎点霉的抑制活性较好；2) 其中化合物5h对茶树生赤霉菌和茶树生茎点霉的抑制活性分别为80%和81%，5i对茶树生茎点霉属的抑制活性为80%，5j对茶树生赤霉菌和茶树生茎点霉的抑制活性分别为89%和83%的，5a对蔷薇生链格孢和茶树炭疽菌的抑制活性为71%；3) 从表中可以看出化合物5h，5i，5j的活性较高，而化合物5h，5i，5j七位均为吗啡啉取代，六位为Ph-Me-P取代，活性高于七，六位的其他取代基团，说明二位引入吗啡啉环，六位引入Ph-Me-P比引入其他取代基更加有利于化合物的杀菌活性。 Table 2 Antibacterial activity of compounds 5 (Inhibition at 100 mg/L% 化合物 茶树生赤霉菌 蔷薇生链格孢 茶树炭疽菌 茶树生茎点霉 5a 72 71 71 58 5b 50 59 62 47 5c 41 74 58 46 5d 33 53 42 37 5e 51 52 46 35 5f 62 50 66 50 5g 39 64 73 69 5h 80 47 52 81 5i 32 56 42 80 5j 89 70 46 83 5k 32 54 69 77 5l 63 50 62 54 表2. 化合物5的抑菌活性(抑制率%)
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user: 3. 结论 利用aza-Wittig反应设计并合成了一系列新型噻吩并双嘧啶二酮衍生物，通过IR， 1 H NMR，LC-MS等方法对所合成化合物进行了结构表征，采用含毒介质离体平皿法对茶树生赤霉菌，蔷薇生链格孢，茶树炭疽菌，茶树生茎点霉等4种菌进行了初步的杀菌活性测试。目标化合物对测试的4种菌均有一定的杀菌活性，特别是对茶树生赤霉菌和茶树生茎点霉属的抑制活性较高，其中5h，5i，5j的活性相对较好。
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user: 摘 要 通过隐喻来扩展词义是人的普遍认知能力，多义词词义扩展的理据性可以通过隐喻来解释。本研究从概念隐喻视角考察一词多义的认知机制。通过对古汉语语料库中“酸”的语义演变过程及背后动因的分析，本文发现，从历史角度来看，该词的词义有从具体身体感觉向抽象精神感受呈辐射状演变的规律。隐喻弥补了具体身体经验与抽象精神感觉之间的鸿沟。以感觉相似性为基础的隐喻性联想是一词多义形成的思维结构。认知主体所处的时代背景、生活经历、感官差异性决定了隐喻性联想的形成。本文旨在通过探索“酸”一字引申义形成的认知过程，为培养学习者的隐喻思维能力、区别词语之间的差异作参考。 关键词 :概念隐喻，一词多义，语义演变，认知机制 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 一词多义是词汇中普遍存在的现象，是认知主体循序渐进认知世界的结果。概念隐喻理论(Lakoff & Johnson， 1980 [ 1 ] )认为语言是思维问题，不是语言问题，这一提法为一词多义提供了新的研究视角。Leech (2000) [ 2 ] 认为词义延伸主要是通过隐喻的认知思维方式来体现的。多义词义项的源域与目标域之间的相似性使得隐喻得以产生，以这种相似性联想为基础，认知主体借用原有事物的名称来命名新事物，由此产生引申义。 “酸”一字在历史进程中形成很多引申义，且不少引申义表面上离本义关系不大，颇具研究价值，引起不少学者(牛小艾，2012 [ 3 ] ；周晴，2015 [ 4 ] ；杨洋，2017 [ 5 ] ；丁慧，2010 [ 6 ] ；张顺桐，2012 [ 7 ] )的研究兴趣。但都是从通感或是英汉对比角度进行研究，仅停留于语义表面特征，并未就其具体的语义演变过程进行系统的研究，也并未结合当时的时代背景就其语义演变的隐喻认知机制作出详细的分析。为此，本文从历时角度借助古汉语语料库，系统性地探究“酸”一字的语义演变过程；结合具体时代背景下人们的生活状态、情感体验，探究语义演变背后的隐喻性认知机制。或可为培养学习者的隐喻思维能力、区别词语之间的差异提供参考。
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user: 2. 概念隐喻与一词多义 概念隐喻理论由Lakoff和Johnson (1980)在《我们赖以生存的隐喻》一书中提出，他们认为“隐喻渗透于日常生活，不但渗透在语言里，也渗透在思维和活动中”，这样的隐喻被称为概念隐喻。该理论认为隐喻是以经验为基础从一个具体的概念域向一个抽象的概念域的系统映射。 概念隐喻认为隐喻是一种系统性的认知方法和思维手段，这种革命性的提法促进了认知语言学的发展(李福印，2005 [ 8 ] )。就国内看，胡壮麟(2004) [ 9 ] 的《认知隐喻学》、束定芳(2000) [ 10 ] 的《隐喻学研究》、赵艳芳的《认知语言学概论》(2001) [ 11 ] 以及李福印(2008)的《认知语言学概论》等隐喻研究著作一方面证明了隐喻在语言学研究中炙手可热的地位，另一方面也极大地推动了概念隐喻的研究。 概念隐喻的恒定原则是“源域的意象图式结构以与目标域的内部结构相一致的方式投射到目标域(Lakoff， 1993) [ 12 ] ”。这种源域与目标域的相似性为解释一词多义现象提供了理据性。一词多义中的隐喻思维结构是以事物相似性为基础的隐喻性联想思维结构(李瑛 & 文旭，2006 [ 13 ] )。词义的形成不是任意的，而是与人们对客观世界的认知有关。以相似性和以经验相关的隐喻映射是人们在基本事物范畴的基础上，认识抽象概念的认知基础。基于被认识事物之间的相似性，人们借用原有事物的名称，来指称新事物，这就是一词多义的形成过程。一词多义中的引申义呈辐射状延伸，Lakoff (1987) [ 14 ] 称之为“辐射范畴(radial category)”。当词义向隐喻方向延伸的时候，离本义越远，修辞性就越强。李瑛和文旭(2006)通过对“头”一词的义项分析，实证了隐喻属于不同域之间的映射，词义以辐射性方式延伸。 虽然隐喻解释一词多义的理据性得到不少学者的认同(Lakoff，1987；Leech，2000；李福印，2005 [ 15 ] ；李锳 & 文旭，2006；梅德明 & 高文成，2006 [ 16 ] ；王文斌，2007 [ 17 ] ；熊苇渡，2013 [ 18 ] ；丁薇，2013 [ 19 ] ；王厚平，2013 [ 20 ] ；贾改琴，2017 [ 21 ] )，但也有学者对此提出了质疑。王文斌(2015) [ 22 ] 提出“从隐喻、转喻和范畴裂变这三个角度来审视词义演变，就实质而言，仅停滞于词义的内在或外在变化，尚未从认知的根本动因追问词形成多义的潜在原因”。因而，他提出一个词会产生多种词义的根本原因在于人们观察事物时所发生的图形与背景的转换。本文认为这种观点的产生源于对隐喻在解释一词多义现象时的理解不够全面。从隐喻角度来说，一词多义产生的原因在于人们以经验为基础对事物产生的相似性联想，是人们循序渐进的认知世界的结果。这不仅仅停留于关注词义内在或是外在的变化，而是从根本上认知事物，思考两域之间的相似性，进而用更具体的概念理解相对抽象的概念。 事物之间的相似性认识由什么决定呢？王厚平(2013)通过分析“愤怒”情感概念隐喻，提出人类共同的情感体验以及生理特征决定词语的概念隐喻。这是因为隐喻是以经验为基础的映射，经验包括身体经验和文化经验。情感体验和生理特征就是身体经验的体现。另一方面，Halliday (1978) [ 23 ] 提出要在社会文化语境中解释语言。语言是认知的产物，是对世界经验的组织，而每一种经验都是在一个大的文化预设背景下发生。总的来说，一词多义的相似性联想由认知主体的时代背景、生活经历、感官差异性共同决定。
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user: 3. 研究方法 为理清“酸”一字的语义演变顺序，本文采用语料库分析法，在CCL中文语料库 [ 24 ] 中检索从周朝到清代含“酸”一字的古汉语，共1289条。将所研究的朝代分为上古、中古、近古三个时期，严格根据《辞海：缩印版》(1979年版) [ 25 ] 中对“酸”一词的释意，分析归纳该字在每个时期的词义，并统计每种词义在文本中出现的次数。确定该字在具体文本中的释意存在一定的主观性，为避免影响分析结果，笔者寻求另外两名同伴的帮助，共同确定该字在具体文本中的语义，当存在分歧时，通过查询工具书找到正确的释意。结果整理如表1所示。其中“√”表示在相应的朝代，“酸”一字出现过的语义。当一种新的语义首次出现于某个朝代时，用“◎”标记。
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user: 5. 结语 本文从历时的角度探究了“酸”一词的语义演变过程，发现该词词义呈辐射状衍生，从其本义味觉上的“酸”依次衍生出嗅觉上的“酸”、“酸痛”、“悲伤”、“寒酸”、“嫉妒”等义。其各义项的产生源于隐喻的思维，源于源域与目标域之间的相似性。两域之间的距离越远，引申义离本义也就越远。相似性联想的产生由社会背景下人类的情感体验、生理特征、生活经历等决定。 研究多义词背后的认知机制也具有现实意义。例如可根据具体实例，阐明词义背后的隐喻思维，培养学习者的隐喻能力。也能通过把词义形成的认知过程展示给学习者，从而帮助汉语学习者区别词义之间的差异。
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user: 摘 要 在二语学习过程中，没有哪一种语言技能能够脱离对词汇知识与词汇知识运用能力的依赖。相应而言，针对如何提高二语词汇能力及概念生成能力的问题成为英语教学与研究的重要部分。本文以理工类大学生在一年级和二年级的书面语产出情况为例，以心理词库理论为基础，探讨和分析语言学习者第二语言心理发展的特征变化及规律，借此帮助教师对学生外语学习整体情况进行把控，以服务于第二语言的教与学。 关键词 :心理词汇，心理词库，二语词汇能力 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 在第二语言加工中，心理词汇在记忆系统中表征、组织、重构与通达等相关问题的研究随着语言学与心理学、神经科学不断融合与完善，其研究焦点从语言表层现象逐渐转向对语言学习认知心理及神经机制的深层阐释。本文拟以二语学习者在不同学习阶段的汉译英翻译任务为语料，依据心理词库理论，借助批改网与Vocabulary Profiler词频检测工具，探索二语学习者第二语言词汇能力深度发展的特征及规律。
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user: 2. 心理词汇的研究综述 心理词库(mental lexicon)主要探讨词汇知识的在大脑中是如何表征、存储、组织与通达的以及词汇能力如何发展等问题，其概念源自心理语言学，大多数心理语言学家把心理词库看作一个由各种词汇组成的复杂的网络系统。心理词库从根本上来说应该是大脑中所有有关词汇的词形、词义及其用法的一个巨大仓库，是一个在发音、意义和单词数量方面呈动态变化的完整的知识系统 [ 1 ] [ 2 ] 。 2.1. 心理词汇的跨语言语义表征映射规律 语言影响长期使用该语言的人们，其外在的语言行为(语言输出)受制于内在的心理概念 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 。以概念为语义构建载体，国外研究在网络可塑性理论基础上提出的任意映射假设认为，词汇获得年龄实质上反映了心理词汇形成和发展过程中输入表征和输出表征之间的映射关系，因此较关注一语、二语或三语习得产生的概念表征共享性，并通过实证研究深入比较源语和目标语在概念范畴上的异同；另外，一些研究分析了语言间概念表征的差异所必然导致的语言理解和使用错误，并通过历时语言案例分析学习者语言形式和概念出现不对称性的原因，提出学习者固有母语心理词汇链接结构倾向于映现在二语的概念组织结构上，具体体现在二语输出的词汇、语法、语篇等语言形式 [ 4 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 。在进一步的研究中，通过汉英概念表征的范畴化规律和基本层次化的对比，以实例说明不同概念系统的个性与共性并存的特点 [ 10 ] [ 11 ] 。 2.2. 心理词汇的概念迁移问题 心理词汇通过概念节点的链接，使词与词之间形成相互关系和交叉的语义表征结构关系 [ 1 ] [ 12 ] ，概念节点影响心理词汇的识别、理解、扩展、推理和范畴化 [ 3 ] [ 13 ] 。在言语产出过程中，学习者言语产出中语义系统不仅激活目标词汇，同时激活其他语义相关的非目标词汇，形成一个众多相关概念节点间相互竞争的结果 [ 14 ] 。部分研究通过行为主义、认知神经科学的研究证据支持二语词汇习得中的母语词目中介假设，即：母语直接被拷贝为二语词汇概念信息，学习者在本族语词汇网络系统基础上再创建一个双语编码网络系统，从而影响或改变化心理词汇语义表征加工中的注意焦点。结合我国的文化特点，二语概念迁移的研究集中于三个维度：语言文化概念、二语习得过程和中介语 [ 15 ] 。 2.3. 心理词汇语义表征的再组织与重构 新的心理词汇进入词库代表着语义表征之间的竞争、再组织与重构。心理词库组织是通过概念节点的链接，形成词与词之间的语义结构关系，包括从概念到语义、从词汇到句子、从结构到篇章都发生着相互关系和交叉作用 [ 1 ] [ 16 ] 。当新词进入某个次网络时，它与周围词汇建立联系，并与相关词汇在发生关联，再次进行词汇间的共现关系，这样整个习得过程形成“一个知新和温故的不断循环的系统” [ 17 ] [ 18 ] 。新词进入词典才会被语言使用者提取并使用，根据词汇提取机制语言学习者言语产出中的词汇提取被视为一个众多相关概念节点间相互竞争的过程 [ 13 ] 。在言语产出过程中，语义系统不仅激活目标词汇，而且同时激活其他语义相关的概念节点，这些被激活的概念节点在词汇提取过程中与目标词会形成竞争 [ 14 ] [ 19 ] 。
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user: 3. 研究设计 基于以上对心理词汇的概念形成、迁移及重构的研究，可见对语言学习者而言，要完成理解和翻译的准确性与地道性，需掌握词汇的运用需在以上三个层次组合性和整合性构建词汇如何同其他词汇发生联系时共同形成的整体意义。 鉴于此，本研究借用Vocabulary Profiler工具测试翻译任务的低频和高频词汇比例。考虑到翻译资源的可靠性、翻译评判结果的可用性、第二语言学习时间差异等因素，采用横断面研究(cross-sectional study)方法，以批改网限时翻译任务输出为材料，调查第二语言为英语的理工类大学生在一年级和二年级的心理词汇发展的特征及语义结构规律，所测试的学生经大学入学英语测试均在：75 ≤ 英语成绩 ≤ 65 (100分制)区间，并且作文和翻译的平均分均在所在题分数65%以上，属于本校中等英语熟练程度的学生。以汉译英翻译为测试内容，通过Vocabulary Profiler的词汇文本频率分析，测量四级模拟汉译英语篇中使用的低频和高频词汇的比例，见表1。 由此可见，本批改网汉译英任务的主要英语词汇集中于高频常用词汇，少量AWL常用学术词汇，重在考察学生汉译英过程中在核心语义概念(10个)的选取与激活、核心词在词汇和语法层面的搭配情况，并通过时态和指称的情境变化以形成翻译考察的语言点全貌。 在确定翻译文本内容的基础上，以批改网系统测评学生作文中词汇运用能力的对比维度为参考数据，选取词汇维度的“单词拼写正确率”、“词汇丰富度”、“平均词长”和“词汇难度”与句子维度的“语法正确率”和“从句密度”；通过系统数据的维度测量值对学生在一年级和二年级的翻译情况进行考察，以掌握学生汉译英过程中心理词汇的输出情况及心理词汇发展的特征及深度。通过批改网对一年级和二年级两个学习阶段学生的翻译输出在平均词长、词汇丰富度和词汇难度的数据对比如图所示： 基于图1~4可知，单词拼写错误的均值分别为0.989和0.99，无明显变化。在词汇知识输出维度上，平均词长的均值由4.641上升4.80，词汇丰富度的均值由4.212上升为4.908，词汇难度的均值由5.311 Table 1 Vocabulary profile Vocabulary Profiler Results Words in text (tokens): 123 Different words (types): 75 Lex density (content words/total) 0.63 Frequency Percentage 1 - 1000 words 83 66.9355% 1001 - 2000 words 3 2.4194% AWL words 11 8.8710% UWL words 0 0.0000% Off-list words 27 21.7742% 表1. 检测的词汇文本频率 图1. 单词拼写正确率 图2. 平均词长对比 图3. 词汇丰富度对比 图4. 词汇难度对比 上升为5.622。由图对比可知，学生在二年级阶段心理词汇输出在的词长、丰富度和难度上较之一年级具有显著提升，词汇在接受量和词汇难度维度均得到提高。 双语心理词库词汇的提取在于词汇识别，词汇识别的关键是双语间语言节点概念之间的联系，而句子产出始于概念生成，段落翻译的信息加工是局部信息加工的连贯。Read. J把词汇知识的掌握分为知识宽度和深度，知识宽度指某一语言水平学习者所掌握的词汇数量，而深度知识即对词汇知识的了解质量及程度，包括与其他词汇共现的句法和语义的特征与关系，词汇深度知识的发展决定所学词汇运用能力的质量 [ 8 ] [ 9 ] 。 为更精确的分析与考察翻译段落中学生心理词汇深度知识输出状况，在上述数据基础上针对批改网句子产出维度的评阅数据进行分析，句子层面评阅结果如下： 与翻译任务中的词汇输出比较，从图5和图6可知语法正确率均值从0.972下降到0.943，从句密度由均值：1.192下降到0.69，词汇接受量增加前提下，句子产出与词汇质量的评阅分数出现不对称性发展 图5. 句子语法正确率对比 图6. 从句密度对比 趋势。
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user: 4. 结果与讨论 二年级学生词汇产出在词长、丰富度和难度上均有提升，但是在二语词汇语义网络的深度发展中出现语义、语法搭配偏误及错误，导致句子层面评阅分数的降低，可见词汇深度和广度与语言输出能力关系密切，学生随着习得时间的增加，词汇深度知识发展较为缓慢且滞后于词汇接受量的掌握与输出。针对以上数据，本研究针对核心词汇的激活和应用进行了层次化分析与考察，研究结果发现学习者核心词汇语义表征信息选取是选择性激活的而非全部激活，并且具有明显词性选择差异和母语语义表征的介入。学生输出核心词的心理词汇语义表征存在三种一语、二语和中介语的三种概念模式，并且从翻译中发现动词的应用多于名词化应用，显性的且具体语义表征的词汇较容易从心理词库中被激活和提取。 句子翻译层面，语言水平较高同学的心理词库组织结构中隐性内涵语义在翻译语义启动中起主要作用通过词汇量与语言综合能力、词汇深度知识之关系研究得出，词汇量只能预测语言综合能力的34.7% [ 20 ] 。因此，对不同语言水平的学习者来说应将通过语境把词汇深度知识和词汇广度结合起来以实现其共同增长，使心理词汇的概念节点具有更高的通达性和完整性。
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user: 5. 结语 本文通过对同一班级在大学一年级和二年级的限时翻译任务完成情况分析心理词汇的发展特征及主要影响要素，探究认知理据引导的学生词汇发展和运用能力状况，并为词汇与句子产出的心理机制的整合问题进行了探讨。心理词库作为大脑中有关词的综合信息的表征，这些表征常常由于在主观上学习经验、个人语义偏好、习得程度和客观上翻译任务难易程度、语义诱导因素分布特征等因素的多重影响，学生的翻译输出结果存在语义涌现或固化现象，可以反观和折射出第二语言学习者词汇知识的构建变化及词汇能力的基本发展特点。虽然翻译任务简单易操作，但仍需要通过更科学的研究方法进一步完善对二语言心理词汇发展特征及组织模式的考察与分析，从而为概念重构及通达研究进行更纵深化的探索。
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user: 资助课题 吉林省哲学社科规划基金(2017B20)；吉林省教育厅项目(2016056; 2016057)；全国教育科学项目(EIA160479)；吉林省高等教育学会(JGJX2016C27)。
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user: 摘 要 本文以华北核心区域河北省以及白洋淀所在区域观测资料为例，对近50年来两者气候变化趋势进行了对比研究，且利用逐日气象观测资料，对河北省和白洋淀湿地极端气候事件给出定量描述和诊断分析，说明白洋淀湿地气候对华北区域气候变化的响应。结果表明，区域气候变化会对湿地气候产生深刻的影响。第一，湿地气温变化相对平缓，气候变化将加大大气环流和水文循环过程，湿地的极端降水事件增多。第二，气候变化的暖干趋势将减少湿地生态系统中的水资源，使得湿地水资源短缺变得更加严重，威胁到系统的生物多样性。 关键词 :白洋淀湿地，华北，气候变化，极端降水，极端气温 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 《湿地公约》对湿地的定义是指天然或人工的、永久性或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域，蓄有静止或流动、淡水、微咸或咸水水体，包括低潮时水深不超过6 m的海域，包括与湿地毗邻的河滨和海岸地区，以及位于湿地内的岛屿或低潮时水深超过6 m深的海域。湿地有“地球之肾”的美称，具有涵养水源、蓄洪防旱、调节气候和维护生物多样性等重要的生态功能。在《湿地公约》和《联合国气候变化框架公约》均特别强调了湿地对调节本区域气候的重要作用。华北地区常年干旱少雨，气候干燥，白洋淀作为华北地区最大的淡水湖泊，发挥着湿地的重要功能。它是我国北方最典型、最具代表性的内陆湖泊湿地。 气候变化是指气候平均值和气候离差值(单项数值与平均值之间的差)出现了统计义上的显著变化，如平均气温、平均降水量、最高气温、最低气温，以及极端天气事件等的变化。CO 2 浓度升高以及全球变暖就是气候变化的重要表现形式。气候变化，对生态系统，社会经济发展以及人们日常生活将产生重大影响，近百年来，全球气候正经历以变暖为主要特征的显著变化，导致了自然生态环境系统的一系列变化，严重威胁着人类社会的生存安全。湿地生态系统对气候的变化较为敏感，气候变化会影响湿地水文，生物地球化学过程，植物群落及湿地生态功能等。生态环境的恶化不仅会对生物多样性造成影响，降低资源的可利用性，而且也是导致地区经济贫困和社会落后的根源，并且最终会直接影响到人类的生存。 在最近的50余年，我国华北地区的年降水量明显趋于减少 [ 1 ] [ 2 ] ，而温度趋于升高 [ 3 ] [ 4 ] 研究表明，在年降水量趋向减少的地区，极端强降水事件频率一般也趋于下降 [ 5 ] 。华北地区的暴雨和强降水事件频率也有减少趋势 [ 6 ] 。在气温方面，龚道溢等 [ 7 ] 分析了华北农牧交错带夏季极端气候的变化趋势，结果显示该地区严重干旱事件和异常高温事件都呈现显著增加的趋势。翟盘茂指出 [ 8 ] 华北平原日最高温度超过 35 ℃ 的高温日数略趋减少，日最低温度低于 0 ℃ 的低温日数呈十分明显减少趋势。 在华北区域气候明显变暖和降水总量显著减少的背景下，白洋淀湿地气候产生了怎样的影响，非常值得关注。本文以华北地区的核心区域河北省以及白洋淀所在区域观测资料为例，对近45年来两者气候变化趋势进行了对比研究。本文分析结果对于进一步理解气候变化与湿地以及其生态环境之间的响应将具有一定帮助。 本文利用逐日气象观测资料，对河北省和白洋淀湿地极端气候事件给出定量描述和诊断分析，试图回答白洋淀湿地气候对华北区域气候变化的响应问题。 极端气候指数对研究极端气候事件更具代表性，本文从世界气象组织(WMO)最近公布的50个极端气候指数中选取(表1)。 Table 1 Extreme precipitation inde R0.1 mm 每年内日降水量大于0.1 mm的天数 R50 mm 每年内日降水量大于 50 mm 的天数 R75% (中等雨日) 每年内日降水量大于1961~2000年期间雨日(日降水量 ≥ 1 mm) 降水量概率分布第75百分位阈值的天数 R95% (强降水日) 每年内日降水量大于1961~2000年期间雨日(日降水量 ≥ 1 mm) 降水量概率分布第95百分位阈值的天数 表1. 极端降水指数
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user: 2. 白洋淀湿地概况 白洋淀地处华北平原中部，总面积366平方公里，淀区被3700条沟壕，12万亩芦苇分割成大小不等、形状各异的143个淀泊，85%的水域在安新县境内。白洋淀是大清河水系中游缓洪、滞沥的大型平原洼地，也是华北平原最大的湿地。白洋淀具有平衡这一地区生态的功能，在调节华北地区气候，为鸟类和各种水生动植物提供栖息地，补充周边地下水等方面都有不可替代的作用。 白洋淀地处亚欧大陆东部季风区暖湿带半干旱地区，大陆性气候特点显著。由于地处西风带大气环流圈内，太阳高度角一年四季不断变化，一年内太阳辐射能量分布不均，形成冬冷夏热，四季分明的气候特征。历年平均气温 12.2 ℃ 。７月份最热，平均气温 26.4 ℃ 。1月份最冷，平均−4.5℃。历年极端最高气温41.0℃，出现于2000年7月。极端最低气温−26.7℃，出现于1966年2月。白洋淀湿地所在安新县全年年降水量 497.9 毫米 。年内降水变化曲线为一峰一谷型，夏季总降水量 363.4 毫米 ，占全年降水总量的73%，主要集中于七八月份；冬季降水仅为 10.0 毫米 ，占全年降水量的2%，降水季节分配极不均匀。 白洋淀属于大清河水系，淀中水量主要来自上游地表径流和大气降水补给，上游有南、西、北三面呈扇形分布的潴龙河、孝义河、唐河、府河、漕河、萍河、白沟引河等八条河流入淀。各河流入淀水量和水质直接影响白洋淀水量和生态环境。白洋淀干淀水位6.5米(大沽高程)，此时淀区面积80平方公里，蓄水量不足6000立方。保证水位 8.5 米 ，此时白洋淀能保持自我调节的生态环境。警戒水位 10.0 米 ，淀区最大蓄水量10亿立方米。存储于淀区的水量主要由两部分组成：直接降落于淀区的降水和上游流域降水产生的进淀流量。