DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 左氧氟沙星 [ 1 ] (levofloxacin， LVFX)系第三代喹诺酮类药物，又名氟嗪酸，属广谱抗菌药物，对细菌、支原体及部分厌氧菌有效，左氧氟沙星结构式见图1。服用不当或长期使用，会出现过敏反应、中枢神经反应、精神障碍、血液系统反应等不良反应及致病菌易产生耐药性和某些喹诺酮类潜在致癌性质。目前测定左氧氟沙星的方法有紫外光谱法 [ 2 ] [ 3 ] 、荧光光谱法 [ 4 ] [ 5 ] 、高效液相色谱法 [ 6 ] [ 7 ] 、毛细管电泳法 [ 8 ] [ 9 ] 、电化学分析法 [ 10 ] [ 11 ] 、电化学发光分析法 [ 12 ] 以及化学发光法 [ 13 ] 等，但这些方法存在操作复杂、灵敏度较低、线性范围窄、操作繁琐等不足。因此，建立一种检测左氧氟沙星的新方法十分必要。 电化学发光(electrochemiluminescence， ECL)是电化学和化学发光相结合的产物，是指通过对电极施加一定的电压进行电化学反应，在电极表面上产生激发态物质，该产物从激发态回到基态时而产生的一种发光现象。电化学发学发光分析法灵敏度高、线性范围宽、操作方便、快速等优点 [ 14 ] 。联吡啶钌/Nafion/单壁碳纳米管( Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs)复合膜，应用于电化学发光的研究中在很短时间内得到了飞速的发展。因为Nafion是一种离子交换型聚合物，具有很高的抗化学侵蚀性质，强的抗氧化性，碳纳米管具有良好的导电性，催化活性和较大的比表面积，这样就能够稳定有效的固定 Ru ( bpy ) 3 2 + ，而且可以防止其泄露，因而保持了 Ru ( bpy ) 3 2 + 电化学发光的持久稳定性，提高了检测的效率。 图1. 左氧氟沙星的结构式 本文采用Nafion/SMCNTs复合膜固定 Ru ( bpy ) 3 2 + 的固定方法，利用Nafion/MCNT复合膜固定技术，实现了 Ru ( bpy ) 3 2 + 高效稳定的固定，成功组装在了修饰电极表面，制备出了 Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs/ GCE修饰电极，利用该修饰电极对左氧氟沙星的电化学发光行为进行了探究。
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user: 2. 实验部分 2.1. 仪器与试剂 左氧氟沙星注射液(0.2 g，100 mL四药有限公司)；羧基化单壁碳纳米管(SWNTs，长：~30 μm)购自深圳纳米港公司(中国)；钌联吡啶化合物 Ru ( bpy ) 3 2 + ，Nafion (全氟代磺酸脂)，氯金酸和柠檬酸钠购自Sigma公司；三丙正胺(Tri-n-propylamine，简称TPrA)、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氯化钾、铁氰化钾、亚铁氰化钾均购自国药集团化学试剂有限公司。磷酸盐缓冲溶液(PBS)，用磷酸氢二钠和磷酸二氢钠配制；其它试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。所有试剂均为分析纯。 电化学发光测量过程用MPI-E型电化学发光仪(西安瑞迈电子公司)进行检测。25 mm × 25 mm称量瓶用来作为电化学发光的检测池。电极体系为传统的三电极系统，玻碳电极(直径2.0 mm)作为工作电极，铂丝电极作为对电极，饱和Ag/AgCl作为参比电极。检测时光电倍增管(PMT)的高压为−600 V，除非另外有说明。电化学测量过程使用CHI 660D电化学工作站(上海辰华仪器公司，中国)。pHS-25型pH计购于上海雷磁仪器厂；KQ-100B型超声波清洗器购于昆山超声仪器有限公司。 2.2. 裸电极预处理 直径2 mm的玻碳电极用粒径为0.3和0.05 mm的Al 2 O 3 泥浆中打磨抛光，然后依次用体积比1:1的硝酸、无水乙醇和二次蒸馏水超声清洗2分钟，最后用氮气吹干备用。 2.3. SWNTs的预处理 称取约100 mg的SWNTs，将2 M的浓硝酸100 mL置于500 mL圆底烧瓶中加热冷凝回流48 h。然后通过超速离心(9000 rpm)、洗涤、再分散循环预处理三次，最后在真空干燥箱中干燥。为了使单壁碳纳米管截短和氧化，将上述处理的单壁碳纳米管在体积比为1:3的硝酸和硫酸混合液中超声2 h，将纯化的SWNT变短。接着用水充分洗涤，直至滤液呈中性为止。干燥后的单壁碳纳米管进行进一步分散超声分散在0.4 mL 0.5 wt%的Nafion溶液中，得到0.5 mg∙mL −1 的碳纳米管悬浮液。 2.4. 电化学发光传感器的制备 滴加Nafion/SWCNTs悬浮液到预先处理好的玻碳电极电极表面，自然晾干后在滴加5 µL Ru ( bpy ) 3 2 + 得到 Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs修饰的玻碳电极，将该传感器避光保存于4℃环境下备用。用0.01 mol/L pH = 7.4的PBS溶液冲洗电极，去除非特异性吸附的 Ru ( bpy ) 3 2 + ，再用循环伏安技术将 Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/ SWCNTs/GCE电极在0.9 V~1.4 V的电位窗口下扫描至稳定，除去电极表面多余的 Ru ( bpy ) 3 2 + ，最终可制得修饰电极 Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs/GCE。图2为 Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs/GCE修饰电极的制备过程及检测图。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 电化学发光传感器的发光稳定性研究 在预先处理好的玻碳电极上滴加5.0 μL 0.5 mg/mL的Nafion/SWCNTs悬浮液，室温晾干，再滴加5.0 μL 1.0 × 10 −2 mol L −1 的 Ru ( bpy ) 3 2 + 溶液，室温晾干备用，形成 Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs/GCE修饰电极， 图2. Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs/GCE修饰电极的原理图 即为电化学发光传感器。图3为该修饰电极在电化学发光检测仪上连续扫描10圈得到的电化学发光曲线图，可以看出连续扫描后电化学发光强度依然保持稳定，结果说明 Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs复合膜良好，三联吡啶钌能够稳定的固定在GCE电极上。这是由于Nafion良好的成膜效应，Nafion带负电和三联吡啶钌带正电，二者由于静电作用相互吸引，使三联吡啶钌能够稳定的固定在电化学发光传感界面上。 3.2. 可行性讨论 为了证明该试验方法的可行性，采用电化学发光技术进行研究。对比了修饰的玻碳电极上存在目标物左氧氟沙星和不存在目标物左氧氟沙星的电化学发光强度。如图4所示，为修饰电极与不同浓度的左氧氟沙星反应后检测的电化学发光强度。曲线a为不存在左氧氟沙星时，电化学发光强度非常低。曲线b为1.0 × 10 −8 mol/L的左氧氟沙星与修饰电极结合后的电化学发光强度，电化学发光强度增强。当左氧氟沙星浓度继续升高为1.0 × 10 −7 mol/L时，曲线c为1.0 × 10 −7 mol/L的左氧氟沙星，电化学发光强度也增强(如曲线c所示)。这表明随着溶液中左氧氟沙星的浓度增加电极的电化学发光强度显著增强。因此，修饰电极 Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs/GCE可用于检测左氧氟沙星。 3.3. 电化学发光传感器检测左氧氟沙星的性能研究 图5为相同的修饰电极在不同浓度左氧氟沙星与其对应的电化学发光强度，此图分析研究了电化学发光传感器与不同浓度左氧氟沙星相互作用情况，在此实验条件下对左氧氟沙星进行了定量检测。由图可以分析出，当左氧氟沙星的浓度不断增大时，电化学发光越强，同时也可以验证出左氧氟沙星对联吡啶钌 Ru ( bpy ) 3 2 + 的电化学发光信号有较强的增敏作用。 图6为不同浓度的左氧氟沙星与其在修饰电极上电化学发光强度的线性曲线，结果表明随着左氧氟沙星溶液浓度的不断增大，电化学发光强度值也不断增大。以三次平行测量左氧氟沙星所得电化学发光强度的平均值对左氧氟沙星浓度的对数作图在1.0 × 10 −9 mol/L~1.0 × 10 −3 mol/L的浓度范围内，电化学发光的强度与其左氧氟沙星的浓度呈良好的线性关系，线性方程为I = 1774logC + 19092，线性相关系数R = 0.9853，检出限(S/N = 3)为3.0 × 10 −10 mol/L。结果表明，相对于电化学方法 [ 10 ] [ 11 ] 和化学发光法 [ 13 ] 具有较高的灵敏度和较低的检出限。而且无需加入杂交指示剂，使操作程序大大简化。 3.4. 传感器的重现性和贮存稳定性 通过研究5支按相同方法制备的修饰电极与同一浓度(1.0 × 10 −5 mol/L)的左氧氟沙星杂交前后电化学发光强度的变化值来考察传感器的重现性，5支电极测定结果的RSD为5.3%。结果表明，该电化学发光传感器测定左氧氟沙星有良好的重现性。构制的传感器不用时4℃下于PBS中避光保存。在20 d时间内，间断性地考察修饰电极 Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs/GCE传感器对1.0 × 10 −5 mol/L的左氧氟沙星的响应 图3. 修饰电极 Ru ( bpy ) 3 2 + /Nafion/SWCNTs/GCE在0.10 M TPA - 0.10 M PBS (pH 7.4)混合溶液中连续扫描10圈的电化学发光强度–时间曲线图(扫描速率：50 mV/s) 图4. 电化学发光传感器与浓度1.0 × 10 −8 mol/L (曲线b)和1.0 × 10 −7 mol/L (曲线c)左氧氟沙星的响应电化学发光强度–电压曲线图。电化学发光检测条件与图3的相同 情况，以此考察传感器的贮存稳定性，实验结果如表1所示，结果显示该传感器具有相对较好的贮存稳定性。
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user: 4. 结论 本文将 Ru ( bpy ) 3 2 + 固定在Nafion/SWCNTs膜修饰的玻碳电极表面，构建了电化学发光传感器。以左氧氟沙星为目标物质，以钌联吡啶为信号物质，发展了一种快速、高灵敏测定左氧氟沙星的电化学发光传感器。由于碳纳米管有较大的比表面积和电催化作用，固定化的联吡啶钌的氧化还原电流大大增加， 图5. 电化学发光传感器与不同浓度左氧氟沙星反应的电化学发光强度–电压曲线图。(a) 0 mol/L， (b) 1.0 × 10 −9 mol/L， (c) 1.0 × 10 −8 mol/L， (d) 1.0 × 10 −7 mol/L， (e) 1.0 × 10 −6 mol/L， (f) 1.0 × 10 −5 mol/L， (g) 1.0 × 10 −4 mol/L， (h) 1.0 × 10 −3 mol/L 图6. 电化学发光强度与左氧氟沙星浓度间的线性关系 Table 1 Determination results of sensor storage stabilit 时 间 当天 7天 15天 20天 与目标物反应后ECL强度值 8180 7894 7427 670 传感器贮存前后ECL强度下降值百分比 3.5% 9.2% 18% 表1. 传感器贮存稳定性测定结果(n = 3) 电化学发光信号也有很大的增强。该传感器具有制作简单，快速等优点，该研究工作建立的固定化方法为构建DNA杂交传感器、适体传感器的构建和药物的检测提供了新思路。
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user: 摘 要 提出了正整数密度分布概念并进行了初步研究，将其应用于埃氏筛法的“筛余截首”步骤作用分析，得出了素数密度 0 . 9 9 9 0 3 5 9 1 ⋯ l n n < D < 1 . 0 0 4 8 9 4 2 6 ⋯ l n n 的结论。尚未完成素数密度 D = 1 l n n 的证明，但提出了完成证明的思路和逼近结论的方法，期待认同这一思路的数学家继续研究并提出权威论证。素数密度是素数分布和所有素数猜想的基础，大多数素数问题可据此解决。 关键词 :正整数，素数密度，素数分布，埃氏筛法，渐近级数，素数定理，孪生素数猜想，哥德巴赫猜想 Copyright © 2018 by author 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 为研究素数密度和素数分布，作者曾在中文杂志《前沿科学》2016年第2期发表论文《素数分布研究的一种新思路》 [ 1 ] ，核心方法是用埃氏(Eratosthenes)筛法对素数生成过程进行建模与递推。依埃氏筛法，为生成不超过正整数n的全部素数，以素数序列 { P } = 2 ， 3 ， ⋯ ， p 0 ， p ， ⋯ ， p n ≤ n ，在不含1的正整数列 { I } = 2 ， 3 ， 4 ， ⋯ ， n ， ⋯ 初始背景中，由2，3依次到 p n ≤ n 实施筛法。文献 [ 1 ] 规范了埃氏筛法的三步骤操作规则：1) 后续p筛在前面p 0 筛除剩余中进行无公倍数的纯净筛除，除第一个被筛除数p 2 外，对p 0 筛 余周期内全部筛余数的筛除率和对其中任一筛余数的筛除概率均为 d = 1 p ，避免了因素数之间公倍数引 起的重复筛除，简称“纯净筛除”。2) { 2 ， 3 ， ⋯ ， p 0 ， p } 筛剩余(简称p筛剩余)形成以 p 2 + 1 为起点，以 C = ∏ p p 为周期的移位周期重构，简称“周期重构”。3) p筛以概率1固定筛除p 2 点，从而截取p 0 筛剩余周期 C = ∏ 1 < p ≤ p 0 p 之首 ( p 0 2 ， p 2 ) ，确认区间 ( p 0 2 ， p 2 ) 的生成素数，简称“筛余截首”。 基于步骤1)，步骤2)，论文证明了 2 ， 3 ， ⋯ ， p n ≤ n 筛除剩余在其周期 C = ∏ 1 < p ≤ n p 内平均密度 D ^ = ∏ 1 < p ≤ n ( 1 − 1 p ) = 1 e c 2 ln n = 1 0.89053620 ⋯ ln n (1.1) 式中，c为欧拉常数，e为自然对数的底。 逻辑的结论是：n邻域素数平均密度D必定在 D ^ 基础上，由“筛余截首”决定。“筛余截首”以概率1固定筛除p 2 而不是以概率 1 p 筛除p 2 ，p 2 点的筛除概率比其它点增加了 1 − 1 p ，由此必然减小筛余周期前端密度，使区间 ( p 0 2 ， p 2 ) 内素数平均密度低于 C = ∏ 1 < p ≤ n p 筛除剩余周期内剩余数的平均密度。 为讨论“筛余截首”对素数密度的影响，正整数m的密度分布成为必须直面的问题，首先对此进行概念研究。
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user: 2. 正整数在自然数列中的密度分布 定义2.1 (正整数在自然数列中的密度分布)：正整数m在自然数列 { N } = 0 ， 1 ， 2 ， ⋯ ， m ， ⋯ ， n ， ⋯ 中，m存在或被删除对m邻域和 { N } 全域密度影响程度在 { N } 全部元素上的分配函数 f ( n ; m ) (n为自变量，m为参变量)，称m在 { N } 上的密度分布函数。正整数m在自然数列 { N } 中的密度分布函数是以n为自变量，以m为参变量的伽玛(Gama)函数 f ( n ; m ) = n m m ! e n (2.1) 对应的累积密度函数是 F ( n ; m ) = 1 − ( 1 + n + n 2 2 ! + ⋯ + n m m ! ) e − n (2.2) 称对 f ( n ; m ) 在其主要作用域上对应的均匀分布函数为正整数m在自然数列中的等效均匀密度分布。 定义说明： f ( n ; m ) 满足以下基本要求 1) m的密度函数 f ( n ; m ) 在 { N } 全域上的总和 ∑ n = 0 ∞ f ( n ; m ) = 1 (2.3) 与概率密度函数同形异义。 2) m为 f ( n ; m ) 均值与密度最大值，对应于概率密度函数的数学期望和众值，邻域在概率密度函数中应起主要作用。 f ( n ; m ) 应为一个以m为均值和最大值的双向平滑的曲线，向0方向应以较快速率下降并交于0点，向+¥方向应以较快速率下降并一直拖尾到+¥，因此， f ( n ; m ) 应符合伽玛分布。 伽玛分布的一般表达式为 [ 2 ] f ( n ; α ， β ) = 1 α ! β α + 1 ⋅ n α ⋅ e − n β (2.4) 对应的积累密度函数为 F ( n ; m ) = 1 − ( 1 + n β + 1 2 ! ( n β ) 2 + ⋯ + 1 α ! ( n β ) α ) ⋅ e − n β (2.5) 使n满足众数的充要条件是 d f d n = 0 ，即 α n α − 1 ⋅ e − n β − n α β ⋅ e − n β = 0 解得 α β = n ，设 n = m 时满足众数条件，即 α β = m (2.6) n = m 同时应为 f ( n ) 的均值，即 α β = m (2.7) 将(2.6) (2.7)联立，解得 { α = m β = 1 将此结果代入(2.4)即得(2.1)，代入(2.5)即得(2.2)。 3) 随着m的加大， f ( n ; m ) 应逐步逼近以m为中心、左右对称的正态分布，但向+¥方向的无限拖尾永远不会消失， f ( n ; m ) 永不等同正态分布。因此， f ( n ; m ) 在区间 ( 0 ， m ] 的累级分布 f ( n ; m ) | 0 m 应逐步趋于0.5 − ，在区间 ( m ， + ∞ ) 的累级分布 f ( n ; m ) | m + ∞ 应逐步趋于0.5 + 。 f ( n ; m ) 是自然数全域上的函数，与正整数及其累积即阶乘密切相关，这个定义反映了邻域与全域的关系。 猜想2.2：全体正整数的密度分布对同一自然数的总和为1，记作 ∑ m = 1 ∞ f ( n ; m ) = 1 (2.8) 由此使数轴上全体正整数布满时，数轴上任何位置的密度为1，删去某一正整数对数轴上任何位置密度均有影响，但影响的分布服从被删去正整数的密度分布，全体正整数被删去后，数轴上任何位置密度均为0。由此建立数轴上正整数密度分布的加性运算规则，表为 f ( n ) = ∑ m ( n ; m ) (2.9) 式中，n为任意选择的一个自然数，m为全体正整数。 设想此猜想可通过对式(2.1)的函数分析证明。 推论2.3 (正整数在自然数列中的等效均匀密度分布命题)： 正整数m在自然数列 { N } 中的等效均匀密度分布函数表为以n为自变量，以m为参变量的函数 f ( n ; m ) = 1 2 m + k (2.10) 式中 2 m + k 为m密度分布的等效作用域，k为位于区间 k min = 3 < k < k max = 4 (2.11) 的确定常数，数的性质和具体值待进一步研究仿真确定，本文称k为素数常数。 证明：先分析等效均匀分布的前提条件。 m → ∞ 时，伽玛分布无限趋近但永不等同左右完全对称的正态分布， m → 1 时具有与 不同的拖尾效应。m点是相应伽玛分布的众数点和均值点，因此， 时， 将无限趋近但不会等于 ，差别主要在拖尾部分。所以 时，必然存在常数k满足 ，且拖尾积累密度 。正整数的等效均匀分布以此为前提。 1) 由于 时伽玛分布趋向左右对称的正态分布，k应是个小常数；2) 对密度敏感的是小素数，但大素数与小素数对渐近趋势的影响是一致的；3) k的选择要兼顾参变量m左右积累密度差距小和截尾影响小这一相互矛盾的因素( 时趋同)。 为更有针对性，对m为小素数平方数的几种情况(任意情况趋势相同)，令 ， ，计算结果如表1。 计算仿真表明：k由小变大时， 由小变大，而 则由大变小，取 或 能较好兼顾要求：满足在区间 的积累密度与区间 积累密度无限接近，即 ，亦即 ，且拖尾积累密度 。 Table 1 Part of the gamma cumulative distribution calculation result k 2 0.37116306 0.59958426 1.61542008 0.02925268 3 0.61373234 1.65353831 0.01510460 4 0.62123655 1.67375640 0.00760039 5 0.62509676 1.68415671 0.00374018 2 0.41259175 0.58241284 1.41159594 0.00499541 3 0.58464267 1.41700038 0.00276558 4 0.58590332 1.42005583 0.00150493 5 0.58734804 1.42355742 8.06020279E−4 2 0.44707858 0.55289643 1.23668736 2.49895233E−5 3 0.55290684 1.23671066 1.45743969E−5 4 0.55291298 1.23672440 8.43101530E−6 5 0.55291658 1.23673243 4.83888054E−6 2 0.46210439 0.53789559 1.16401317 1.17845007E−8 3 0.53789560 1.16401318 6.99721276E−9 4 4.13577076E−9 5 2.43355878E−9 2 0.47584719 0.52415281 1.101514987 1.96004431E−18 3 1.17817781E−18 4 7.06805819E−19 5 4.23194937E−19 表1. 伽玛累积分布部分计算结果 已可看出 的基本趋势，即一定存在常数k 满足要求。 时，满足其在区间 的积累密度与区间 积累密度无限接近，即 ，且拖尾积累密度 。 忽略拖尾积累密度 ，将m的伽玛密度分布看作在区间 的均匀分布，并称 为均匀分布的等效作用域，m在自然数列 中的等效均匀密度分布函数可表为 推论2.3证毕。 在一定条件下，正整数的伽玛密度分布函数可用等效均匀分布来等效。
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user: 3. 素数平均密度 猜想3.1 (素数平均密度)：n邻域素数平均密度 (3.1) 式中， 称素数特征数，是一个由自然常数和欧拉常数表示的数。 式(3.1) n小时D不准确；n较大时D比较准确； 时D趋于精确。 证明：文献 [ 1 ] 已证明， 筛除剩余在其周期 内平均密度 (3.2) 当n很大时( )可等效表为 (3.3) 式中p表示全部素数。 分析“筛余截首”作用。“筛余截首”是在p 0 筛除剩余周期前端以概率1固定筛除相邻素数p 2 ，由此确认 区间的素数。这必将降低p 0 筛余周期前端的密度。由正整数密度的加性运算规则，不失一般性，可用降密因子 表示。 对以概率1固定筛除p 2 ，其中概率 已在表示p筛降密作用的式(3.3) 中考虑，因此，λ应修正为 。 由式(2.1)，p 2 的密度分布函数是以n为自变量，以p 2 为参变量的伽玛函数 (3.4) 考虑到：1) p相邻素数间平均间隔为 ，故p 2 邻域素数间平均间隔为 ， ，即在间隔很大的被删除相邻p 2 之间，存在很多素数，被筛除的p 2 点相对于保留下的素数点是“稀疏”的。2) 相邻被筛素数平方数可分别表为p 2 和 ，p 2 的密度分布函数的根均方差为 ，且 ，即 远在 的方差之外，即被筛素数平方数远在相邻密度曲线的方差之外。3) 相邻伽玛密度函数的中心逐步移位和相似性。4) 被筛素数平方数p 2 在筛除剩余数中随机分布。 由此使相邻被删除p 2 的伽玛密度分布函数适用于等效均匀分布，引式(2.10)，可用 对应的均匀分布来等效。即 (3.5) 再将这一降密作用嵌入到表示p筛降密作用的式(3.3)中，随之一起递推，形成加性降密因子 之间的乘性递推。由此实现小素数降密因子向大素数的逐步传递，并形成素数平均密度 等效表为 (3.6) 令素数特征数 (3.7) 即 由此得 (3.8) 相应地 (3.9) 引式(2.11) 式(3.8)对应表为 (3.10) 对ρ判敛，取 随p增大，序列 单调递减且有下界1， 收敛于一个大于0的常数，因此，ρ必收敛于一个小于1的常数。 实际上，相邻p 2 的等效作用域 相互自嵌套并不断扩大，由此在累乘中形成降密因子的后向传递，并通过累乘形成极限。 当n很大时，对 ，式(3.10)等效表为 (3.11) 即 仿真到 表明， ， ， 即 (3.12) (3.13) 由此确定当 和 时，D的以 为中心的非常接近的下限和上限 (3.14) 对 ，通过 “筛余截首”，确认区间 的素数，猜想存在合适的满足式(2.10) 的 ，同时满足 ，由此使n邻域素数密度 成立。 猜想3.1证毕。 需要说明：对由小到大的素数，等效作用域由小变大，相同的常数k对伽玛分布的截尾效应由大变小，在等效作用域定义下以均匀分布表示伽玛分布的理想程度由小变大，都反应了素数由小变大时粒度由大变小的事实。 与高斯(Gauss)建议式相同 [ 3 ] [ 4 ] 。 D的不准确性源于：在素数特征数 的渐近积累过程中，与 一样，小素数粒度大、积累速率高。ρ与 相乘后加权因子抵消，但对小素数的不准确性以素数的固有特征保留下来。 正整数在自然数列的密度分布概念及“筛余截首”中正整数p 2 对筛除剩余周期前端密度的影响，是素数密度成立的关键。正整数的伽玛密度分布和等效均匀分布，以及筛除p 2 的降密作用，看来都是合理的。核心 的问题，一是正整数在自然数列的伽玛密度分布 概念；二是存在满足 的常数k，将正整数p 2 的伽玛密度分布 等效表为均匀分布 ，常数k能满足在区间 与区间 的积累密度无限接近，即 ，且拖尾积累密度 ；三是将这一等效均匀分布通过累乘表示连续筛除p 2 的降密作用必然满足降密因子 ，式中， 为对全部素数的连乘，由此导致n邻域素数密度 。 限于作者水平和高精度计算条件，不能对此深入研究。真诚地希望数学界和各界批评指正，开展专题理论研究和高精度仿真计算，完成正整数密度分布的概念研究和猜想的证明。期待数学界的权威论证，向所有提出批评和做出研究的朋友、老师和专家表示衷心感谢。 推论3.2 ( 映射关系)：由式(3.2) 及式(3.1) ，可直接建立由 筛除剩余周期 内剩余平均密度 到n邻域素数平均密度D的1-1映射关系 [ 5 ] (3.15) 映射式(3.15)就是由线性筛除剩余通往非线性素数的桥梁，它直接源于埃氏筛法的“纯净筛除”、“周期重构”和“筛余截首”三步骤，素数密度直接源于埃氏筛法的素数生成机制。 推论3.3 (筛除剩余周期内前端密度)：设有以p 0 为基础的连续p 0 筛、p筛和 筛，p筛剩余在周期 内保持筛除概率 和筛余密度 的同时，由于“筛余截首”即p筛以概率1固定筛除p 2 的积累作用，使p 0 筛余周期前端 的密度低于周期 内平均密度，这部分剩余数除p 2 外全部为素数。筛除p 2 的有效作用域是 ，而前端 ， 固定筛除点在 内非常靠近p 2 的位置。这样，筛除p 2 在确认 内素数的同时，也为筛除 确认区间 内素数做好了实际准备。 推论3.4 (素数分布的分形结构与混沌性态)：埃氏筛法的“纯净筛除”、“周期重构”和“筛余截首”，由简单机制生成了复杂性态。1) 在形成 的过程中，形成周期内平均密度 是线性行为，但 由于互质素数的“纯净筛除”和“周期重构”，已经产生了筛除剩余数的轨道不可预测性。2) 随着素数由小到大，“筛余截首”中连续p 2 筛除的自相似的有效作用域形成 无限自嵌套，并通过等效均匀分布的降密累乘，使素数密度和筛除剩余密度之比快速收敛到 ，其间线性筛除剩余的周期由小依阶乘率变大，这代表了素数快速走向混沌的过程。 不过，由于 空间无限，这种混沌永远不会形成由混沌常数表征的倍周期分岔。3) 这就决定了，能用代数式给出表达的，除个别情况外，只能是素数的统计特性，包括密度、数量，以及对素数序列和初始正整数生成背景加不同约束条件的素数组的数量。一般而言，不方便以代数式对素数的轨道特性和结果进行确切描述。
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user: 4. 由素数密度到素数分布经典问题 文献 [ 1 ] 证明了p筛对p 0 筛除剩余的筛除率和p筛对p 0 筛除剩余中各剩余数的筛除概率均为 ，记为 (4.1) 文献 [ 1 ] 为确定不超过正整数x的素数数量，将素数密度 进行由代表最小素数的正整数2到最大正整数x的积分 ，并将积分展开为渐近级数 (4.2) 式中r为渐近级数的最佳截断 (4.3) 从而得出了与素数定理一致的更加精细的表示。 借助筛除概率式(4.1)、素数密度式(3.1)、 映射式(3.15)和渐近级数概念，对包括孪生素数猜想和哥德巴赫猜想在内的各类约束素数组，如孪生素数猜想、多孪生素数猜想、偶数哥德巴赫猜想、素数差哥德巴赫猜想、 哥德巴赫猜想等，可将相应约束条件嵌入埃氏筛法的递推步骤，通过素数组生成背景分析和筛除作用分析，在埃氏筛法对筛除剩余数的筛除率的基础上，确定对筛除剩余数组的筛除率，进而借助简单的数学变换和 映射关系确定约束素数组密度和数量，并以相应不同形式对数积分的渐近级数表示。 作者在中文杂志《前沿科学》2016年第4期发表的论文《素数分布研究新思路的若干应用》 [ 5 ] 中，研究了这些问题并得出了结论，多数结论与历史上已形成的猜想一致。这说明各类素数分布问题均可纳入基于素数生成与筛除剩余分布演化机制的统一理论框架，也印证了作者通过建模与递推，解析埃氏筛法，研究素数分布的信念 [ 1 ] ：1) 机制决定性质，素数分布的性质与特点必然植根于埃氏筛法这个“素数生成系统”中。2) 不能静态的就素数论素数，而要从源头上解析埃氏筛法，在动态中考察素数的生成与演化。3) 必须“庖公解牛”，“于关节处切割自然” [ 6 ] ，对素数生成过程和步骤进行客观的准确的切割。4) 各类素数分布问题的基础机制相同，必然存在内在的同一性，因此要整体地综合地相关地而不是孤立地研究这些问题。
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user: 摘 要 本篇文章主要讨论了调和Bergman空间上以径向函数为符号的大Hankel算子的一些性质，构造了一个与其符号函数相关的数列 { φ k } ，得到了一些有关大Hankel算子的性质的一些结论。其有界性与 { φ k } 的有界性等价，其紧性与 { φ k } 收敛到0等价，其正定性与 { φ k } 为大于0的有界数列等价。 关键词 :大 算子，Bergman调和空间，有界性，紧性，正定性 Copyright © 2018 by author 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 本节中将给出一些基本的概念以及符号，方便后续使用。 设 ℂ 为复平面， D = { z ∈ ℂ : | z | < 1 } 为 ℂ 中的单位开圆盘，使用dA定义D上的面积测度，所以规范D的面积是1，按照直角坐标和极坐标，有 d A ( z ) = 1 π d x d y = r π d r d θ ，其中 z = x + i y 。 定义1.1：设 L 2 ( D ， d A ) 表示D上所有勒贝格平方可积的函数构成的集合，定义内积 〈 u ， v 〉 = ∫ D u v ¯ d A 则 L 2 ( D ， d A ) 为一个Hilbert空间。 定义1.2： L 2 ( D ， d A ) 中的全体解析函数构成了Bergman空间 L a 2 ( D ) 。 定义1.3：我们设P为 L 2 ( D ， d A ) 到 L a 2 ( D ) 的正交投影，众所周知 L a 2 ( D ) 为 L 2 ( D ， d A ) 的闭子空间。则有 ( P f ) ( z ) = 〈 f ， K z 〉 = ∫ D f ( w ) 1 ( 1 − z w ¯ ) 2 d A ( w ) ，其中 K z ( w ) = 1 ( 1 − z ¯ w ) 2 = ∑ k = 1 ∞ ( k + 1 ) z ¯ k w k 为Bergman空间的再生核。 定义1.4：调和Bergman空间 L h 2 ( D ) 为D上所有调和函数构成的集合。 定义1.5：设Q表示 L 2 ( D ， d A ) 到 L h 2 ( D ) 的正交投影，显然是为 L 2 ( D ， d A ) 的闭子空间。容易验证对任意的 z ∈ D ，存在 L h 2 ( D ) 中唯一一个函数 R z ，使得 f ( z ) = 〈 f ， R z 〉 ， ∀   f ∈ L h 2 ( D ) ，通过计算可知 R z = K z + K z ¯ − 1 ，因此有 ( Q f ) ( z ) = 〈 f ， R z 〉 = ∫ D f ( w ) ( K z + K z ¯ − 1 ) d A ( w ) = P f + P f ¯ ¯ − P f ( 0 ) . 定义1.6：设 U : L 2 ( D ， d A ) → L 2 ( D ， d A ) 为一个酉算子，定义为 U f ( z ) = f ( z ) ˜ = f ( z ¯ ) ， f ∈ L 2 ( D ， d A ) . 定义1.7：设 φ ∈ L ∞ ( D ， d A ) ， M φ 是定义在 L 2 ( D ， d A ) 的乘法算子，即 M φ ( f ) = φ f 。 定义1.8： f ∈ L h 2 ( D ， d A ) ，以φ为符号的大Hankel算子定义为 Γ φ ( f ) = Q M φ U f 。 定义1.9：若函数φ满足 φ ( u ) = φ ( | u | ) ，则称φ为径向函数。下文中将用 R F ( D ) 表示D上全体径向函数构成的集合。 本篇论文主要研究以调和函数φ为符号的大Hankel算子的一些性质， [ 1 ] 中给出了调和函数以及调和Bergman空间的一些结论， [ 2 ] 中给出了以调和函数φ为符号的Toeplitz算子的一些性质的结论， [ 3 ] 研究了正定性的一些结论，本文主要根据 [ 4 ] [ 5 ] 给出的大小Hankel算子的一些性质结论为研究前提，结合 [ 2 ] 中讨论的以调和函数φ为符号Toeplitz算子来研究以调和函数φ为符号的大Hankel算子的一些性质。
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user: 2. 主要结论 本文主要讨论以径向函数为符号的大Hankel算子的一些性质。 定理2.1：设函数 φ ∈ L 2 ( D ) ∩ R F ( D ) ，函数 f ( z ) = ∑ k = 0 ∞ f k z k + ∑ k = 0 ∞ f k ˜ z ¯ k ∈ H ∞ + H ∞ ¯ 。 0 < | w | = r < 1 ，令 φ k = ( k + 1 ) ∫ D φ r 2 k d A ( w ) ，则有 Γ φ f ( z ) = ∑ k = 0 ∞ φ k f k ˜ z k + ∑ k = 0 ∞ φ k f k z ¯ k 。 证明：显然 Γ φ f ∈ L 2 Γ φ f ( z ) = Q M φ ( U f ) = ∫ D M φ ( U f ( w ) ) R ( z ， w ) d A ( w ) = ∫ D φ ( w ) f ( w ¯ ) ( K z ( w ) + K z ( w ) ¯ − 1 ) d A ( w ) = ∫ D φ ( w ) f ( w ¯ ) K z ( w ) d A ( w ) + ∫ D φ ( w ) f ( w ¯ ) K z ( w ) ¯   d A ( w )         − ∫ D φ ( w ) f ( w ¯ ) d A (w) 因为 φ ( ω ) 为径向函数，故当 n ≠ k 时， ∫ D φ ( w ) w n − k d A ( w ) = 0 。 又因为 K ( z ， w ) = ∑ k = 0 ∞ z k w ¯ k ( k + 1 ) ， f ( z ¯ ) = ∑ k = 0 ∞ f k z ¯ k + ∑ k = 0 ∞ f k ˜ z k ∫ D φ ( w ) f ( w ¯ ) K z ( w ) d A ( w ) = ∫ D φ ( w ) f ( w ¯ ) ( ∑ k = 0 ∞ ( k + 1 ) z k w ¯ k ) d A ( w ) = ∑ k = 0 ∞ z k ∫ D φ ( w ) w ¯ k ( k + 1 ) ( ∑ k = 0 ∞ f k w ¯ k + ∑ k = 0 ∞ f k ˜ w k ) d A ( w ) = ∑ k = 0 ∞ z k ∫ D [ φ ( w ) ( k + 1 ) w ¯ k ∑ k = 0 ∞ f k w ¯ k + φ ( w ) ( k + 1 ) w ¯ k ∑ k = 0 ∞ f k ˜ w k ] d A ( w ) = φ 0 f 0 + ∑ k = 0 ∞ φ k f k ˜ z k ∫ D φ ( w ) f ( w ¯ ) K z ( w ) ¯   d A ( w ) = ∫ D φ ( w ) f ( w ¯ ) ( ∑ k = 0 ∞ ( k + 1 ) z ¯ k w k ) d A ( w ) = ∑ k = 0 ∞ z k ∫ D φ ( w ) w k ( k + 1 ) ( ∑ k = 0 ∞ f k w ¯ k + ∑ k = 0 ∞ f k ˜ w k ) d A ( w ) = ∑ k = 0 ∞ z k ∫ D [ φ ( w ) ( k + 1 ) w k ∑ k = 0 ∞ f k w ¯ k + φ ( w ) ( k + 1 ) w ¯ k ∑ k = 0 ∞ f k ˜ w k ] d A ( w ) = φ 0 f k ˜ + ∑ k = 0 ∞ φ k f k z ¯ k ∫ D φ ( w ) f ( w ¯ ) K z ( w ) ¯   d A ( w ) = ∫ D φ ( w ) ( ∑ k = 0 ∞ f k w ¯ k + ∑ k = 0 ∞ f k ˜ w k ) d A ( w ) = φ 0 f 0 + φ 0 f 0 ˜ 因此得到 Γ φ f ( z ) = ∑ k = 0 ∞ φ k f k ˜ z k + ∑ k = 0 ∞ φ k f k z ¯ k 。 引理2.1 [ 1 ] ：设 e k = z k k + 1 ， e n ˜ = z n n + 1 ， k ∈ Z ， k ≥ 0 ； n ∈ Z ， n ≥ 0 ，则 为 的正规正交基。 2.1. 大Hankel算子的有界性 定理2.2：设函数 ，则 有界当且仅当 有界。 证明：先证明必要性：假设 为有界线性算子。 由引理2.1我们知 ， 且 ，同理 ，故有 即 有界。 接下来证明充分性：假设 有界，且 ，由定理2.1 设 则 而 又因为 在 中稠密，故 为有界算子。 2.2. 大Hankel算子的紧性 定理2.3：设函数 ，则有 为紧算子当且仅当 ， 。 证明：先证明必要性：假设 为紧算子，而正规正交基 弱收敛于0， ；且 弱收敛于0， 。因此有 。 下面证明充分性： ， ，有 为紧算子。 若有 ，可以证明 。 因为 在 中稠密，因此存在序列 ，使 因此 ， 。由定理2.1我们知道 因此 ， 。 故 。 对于正整数K，定义 上算子，对 。 令 。 显然 为一个有限秩算子，因此 为一个紧算子。 而 。 而 ，且 ， 时，故 ， 因此 为紧算子。 2.3. 大Hankel算子的正定性 定理2.4：设函数 ，则 为正定的当且仅当 为正项数列，即 ，都有 。 证明：先证明必要性：设 为正定的，由正定的定义我们知道，对于 ，我们有 ；则对于 有 即 则一定有 。 下面证明充分性： 为正项数列，即 ，都有 ； 任意 ， 故 为正定。
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user: 摘 要 利用Riccati-变换技巧，对二阶非线性微分方程 ( r ( t ) x ′ ( t ) ) ′ + p ( t ) x ′ ( t ) + q ( t ) f ( x ( t ) ) = 0 作进一步的研究，给出了一些新的振动准则。 关键词 :广义Riccati变换，非线性，微分方程，振动准则 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 考虑二阶非线性阻尼微分方程 ( r ( t ) x ′ ( t ) ) ′ + p ( t ) x ′ ( t ) + q ( t ) f ( x ( t ) ) = 0 (E) 其中 r ， p ， q ∈ C ( [ t 0 ， ∞ ) ) ， r ( t ) > 0 ， t ≥ t 0 。 f ∈ C ( ℜ ) ， x f ( x ) > 0 ， f ′ ( x ) ≥ 0 ， x ≠ 0 。 本文仅限于研究定义在 [ t 0 ， ∞ ) 上方程(E)存在的解。方程(E)的解称为振动的，如果它有任意大的零点；否则称它为非振动的。 方程(E)称为强次线性，如果 0 < ∫ 0 + ε d v f ( v ) ，     ∫ 0 − − ε d v f ( v ) < ∞ ，     ∀ ε > 0 (1.1) 称为强超线性，如果 0 < ∫ ε ∞ d v f ( v ) ，     ∫ − ε − ∞ d v f ( v ) < ∞ ，     ∀ ε > 0 (1.2) 近几年来，二阶微分方程振动理论及其应用受到很大的关注，出现大量的研究论文和专著，请参考文 [ 1 ] - [ 6 ] 。特别许多学者对方程(E)的解的振动性给出了一些有效的振动准则，其中，Rgovchenko [ 5 ] 虽然对方程(E)建立了解的振动准则，但是文中对函数f作了严格的要求，即要求函数f满足条件 f ′ ( x ) ≥ k > 0 使得结果不能用于方程 x ″ ( t ) + q ( t ) | x ( t ) | α sgn x ( t ) = 0 ，   α > 0 。从而限制了它的适用范围。文 [ 6 ] 和文 [ 7 ] 建立了方程(E)新的振动准则，推广和改善了文 [ 5 ] 的结果。 本文目的同样在不要求 f ′ ( x ) ≥ k > 0 的条件下，建立方程(E)新的振动准则，利用不同的Riccati变换改善了文 [ 6 ] [ 7 ] 的结果，我们的结果推广和改善文 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 相应结果，并以例子说明我们得到的结果的重要性，进一步说明了文 [ 6 ] [ 7 ] 的结果不能用于本文所给例子。
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user: 3. 应用 例考虑二阶阻尼微分方程 (E1) 其中，我们取 。且取 ，则对任意 ，我们有 且有 因此， 显然，方程(E 1 )满足条件(2.12)和(2.4)，故由推论2.1知方程(E 1 )振动。但是，文献 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 中的振动准则都不能应用于方程(E 1 )。
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user: 摘 要 本文首次提出稻田渔业是具有湿地生态系统完整生物结构和全面生态功能的复合农业系统。系统研究了稻田渔业净化空气、调节气候，保持水土、改善水质，节能减排、控制污染的综合生态功能，是高度复合性的人工湿地系统。建国以来，稻田渔业改善设施、改良品种、改进工艺，实现了经济生产、自然生态和社会人文的有机结合，达到了产业生态化、生态产业化和农业现代化的高度统一，是农业绿色发展的正确方向。 关键词 :稻田渔业，生态，战略，研究 Copyright © 2018 by author 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 稻田渔业是中国古老的生态农业技术。稻田渔业从发现“稻田有鱼”到开展“稻田养鱼”，我国人民“顺应自然、师法自然、改造自然”形成具有的中国特色生态农业模式。随着工业化、城市化的快速发展，生态环境问题已成为当今世界关注的焦点问题。水稻是世界主要农作物，在中国及亚太地区种植面积大，单位面积产量高，对世界食物安全和局势安定具有重要意义。随着稻田渔业研究的深入，稻田已由单一食物功能，发展到多方面生态功能。同时，由于稻田分布范围广，产业规模大，因此，发展稻田渔业对解决中国和亚太地区生态环境问题，同样具有广泛的社会意义。
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user: 2. 稻田渔业生态可行性分析 稻田渔业是依托稻田，发展渔业的生态杰作。我国先民在种稻过程中，发现鱼虾蟹等水产动物进入稻田后健康成长，收稻时收获水产品改善了生活 [ 1 ] 。于是，由自然到自发，由自发到自觉，创造了符合生态规律的稻田渔业技术，成为全球重要农业文化遗产 [ 2 ] 。建国以来，我国稻田渔业改造设施、改良品种、改进工艺 [ 3 ] ，实现了产业生态化、生态产业化和农业现代化高度统一。 (一) 稻田具备水产动物生存环境 稻田是季节性浅水水体，为人工湿地，单一稻田为平底型浅水湿地。水稻种植期水深约7~15 cm，水稻封行后，水层较深，因搁田而干湿相间。但冬季囤水稻田容水深度取决于田埂高度，水深可达1 m以上。由于水稻遮荫，稻田水温稳定，日变化较小。稻田田面开阔，与渔业水域相比，空气中氧气溶解于水相对较多，加上水中植物光合作用产氧，稻田溶氧比较充足，一般不会发生缺氧。稻田PH值也比较稳定，大多在6~8之间。上述各项非生物环境指标均满足底栖中小型水产动物生活要求 [ 2 ] 。 水稻为湿生植物，是稻田优势生物。大部分稻田，尤其是山区梯田类稻田，具有缓慢的水流，较高的水温，丰富的溶氧，适中的酸碱度，较高的透明度，较为丰富的氮、磷、钾等营养盐，加上水稻植株净化功能，水质状况良好，无有毒有害物质或含量极低，是底栖中小型水产动物的良好生活环境 [ 4 ] 。如青虾、小龙虾和罗氏沼虾等虾类，河蟹，龟鳖类，以及泥鳅、黄鳝、黄颡鱼、鲶鱼类、鲤鱼(及其变异种)、鲫鱼(及其地方品种)等中小型底栖鱼类，都能较好的在稻田环境中生活，即便体型较大的淡水鱼类苗种阶段也能在稻田中生活。 (二) 稻田具有水产动物天然饵料 稻田具有天然湿地生物多样性特征。生物群落也包括生产者、消费者和分解者。生产者有三类，即水稻植株、杂草和藻类。包括：水稻、挺水植物、浮叶植物、沉水植物和漂浮植物等各类植物 [ 5 ] ，除水稻外，都是草食性(如草鱼等)和杂食性(如鲤鲫和虾蟹等)水产动物的饵料来源。消费者种类和数量也较多。包括：浮游动物(原生动物、轮虫、甲壳类)、底栖动物(线虫、软体动物、环节动物、水生昆虫、螺蛳等)；及部分水产动物(包括鲤、鲫、黄鳝、泥鳅、河蟹、青虾、小龙虾、青蛙等)和水稻害虫及其天敌(蜘蛛和寄生蜂)，还有水产动物幼苗敌害，如水蜈蚣、水斧虫、红娘华、蜻蜓幼虫等。许多动物既是初级消费者，又是次级消费者或三级消费者，如水产动物幼苗摄食浮游生物，青蛙捕食害虫，也吞食水产动物幼苗，黄鳝捕食青蛙。稻田中有些动物对水稻和水产动物既有害又有利，如青蛙虽危害小龙虾、河蟹等水产动物的苗种，又能消灭水稻害虫，河蟹和小龙虾也会捕食青蛙蝌蚪；而害虫对水稻有害，但又是小龙虾、河蟹、鱼类等水产动物的上佳饵料，从而构成了多样性生物群落和错综复杂的食物网(链)。 (三) 水稻与水产生态需求对立统一性 常规稻田是以种植水稻为主，以稻谷丰产为目的。为了稻谷高产，要求稻田土质肥沃，氮、磷、钾等和土壤有机质含量高。同时，又要求土壤通气性好，尽管稻田水浅，在风力、阳光及稻田动植物作用下，一部分氧气可以送达土壤表层，但难以解决水稻根部土质氧化问题 [ 4 ] 。所以，水稻种植须进行搁田，一是抑制秧苗无效分蘖，二是促进土壤中有毒有害物质氧化，避免累积毒害水稻。同时，为了稻谷高产还须追施化肥，使用杀虫剂、除草剂和杀菌药等化学药物。这些耕作措施和化学药物都对水产动物不利。 “鱼儿离不开水”，水产动物养殖要求水位较深，稻田过浅的水深显然对水产动物不利 [ 6 ] ；如在搁田时如按水稻要求长时间全面断水，对水产养殖动物则是致命性的。尤其是插秧时稻田水温在受气温、光照和风力影响，日温差较大，表层水温最高可达40℃，水产动物难以承受。同时，水产动物大多为低等动物，铵类化肥对其毒性较强，尤其是铵类化肥形成氨分子毒性很强，会毒害水产动物。还有，多数农药对水产动物有毒，尤其是虾蟹类水产动物，与稻田害虫同属节肢动物，对农药极其敏感，用药过量或不当用药，可能造成水产动物全军覆没。 水稻与渔业的矛盾性决定了传统稻田渔业生产力水平低，效益差。现代稻田渔业为了实现高产优质生态安全高效，必须改建田间工程，改革品种结构，改进生产工艺，以实现水稻与水产互利共存，共生共荣。
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user: 3. 稻田渔业基本生态功能分析 自然湿地是介于陆地和水域之间的生态系统，是地球三大生态系统之一。自然湿地大都分布于陆地和水域(包括海洋、江河、水库、湖泊及池塘等)之间的过渡区域，或为常年有浅层积水的沼泽。因此，自然湿地既有陆生生物，又有水生生物，还有湿生生物及微生物，具有最为多样性的生物组成；自然湿地兼有陆地、水域两大生态系统物质循环和能量转化的生态功能，生态效率高，抗干扰能力强，稳定性强，在地球生态循环中具有不可替代的作用 [ 5 ] [ 7 ] 。 稻田为人工湿地，是不完整湿地生态系统。水稻是稻田湿地主体生物，常规稻田生态系统主要是水稻与稻田环境之间的关系。尤其是高产稻田，杂草大都用除草剂扑杀或人工拔除，水稻病虫害则完全靠农药控制。正因于此，稻田里除水稻外，杂草、害虫以及浮游生物、底栖生物、两栖动物及虾蟹等水产动物基本绝迹，造成常规稻田生物多样性低，其他生物量极小，系统稳定性差。 稻田渔业引入水产动物，配套养殖措施，具备了自然湿地系统的完整生物组成和完全生态功能。新型稻田渔业，配套建设了与水产动物生态习性相适应的基础设施和生产设备，其生物组成和生态功能趋于完整湿地系统，实现了水产动物和水稻之间共生互利，协调了水产养殖和水稻种植之间的矛盾，成为高效人工湿地系统。 (一) 稻田渔业具有森林“地球之肺”(净化空气)功能 水稻是稻田系统主要生产者。稻田作为人工湿地，是高效率生态系统，仅水稻初级生产力高达3~4 kg/m 2 ，高出热带雨林生态效率一半以上。稻田在为社会提供粮食的同时，还有提高大气质量和调节区域气候的生态功能： 一是固碳释氧功能。水稻作为高产作物，在其光合作用过程中，大量吸收温室气体CO 2 ，并将大气中碳固定下来，在生产有机质同时，释放氧气和负离子，对人类健康有直接价值。氧气增加提高了空气质量，也有利于地球生态系统大气平衡。 二是调节气候功能。烈日下稻田水体及土壤中水分蒸发和水稻叶面水分的蒸腾作用，在吸收带走了地面和空气中大量热量后上升到高空，降低了气温，调节了湿度，改善了稻区周边人居气候环境。据有关科研机构测算，每亩稻田降温效果相当于100台5匹空调的功效。特别是城市周边稻田可明显改善日益严重的城市“热岛效应”。 三是净化空气功能。水稻作为湿生植物类的挺水植物，其植物体主要生长于空气中，在其生长过程中大量吸附空气中浮尘微粒(灰尘和雾霾)，而净化空气；同时，还能吸收空气中有毒有害气体转化水稻植物有机体，从以提高空气质量。因此，稻田具有森林系统净化空气、调节气候和提供产品等“地球之肺”的生态功能。 (二) 稻田渔业具有湿地“地球之肾”(净化污水)功能 稻田渔业具有净化功能。水稻是湿生挺水植物，适合在有机质和N、P、K等含量丰富的环境中生长，具有净化富营养化水质的功能。稻田渔业作为人工湿地系统，水产动物可以部分利用畜禽生产和居民生活产生的有机废物，微生物还能分解，降解废水中有机质，稻田渔业完全可以在净化城乡居民生活污染和畜牧业污染中发挥作用。 聪明的云南哈尼人利用自然水能创造了一项梯田农业特技——冲肥。他们创造的“森林–村寨–梯田”系统在不同海拔高度错落分布，借助自然水流进行“冲肥”。一是冲村寨肥塘。在哈尼族村寨都有肥(水)塘，平时全村家禽牲畜粪便、垃圾灶灰等生产生活废弃物集聚其中。春耕时，利用森林流下的雨水搅拌肥(水)塘，并将其中长期沤制的肥料冲入沟渠，顺势流入梯田。二是冲山水肥。每年雨季初临，正是水稻拔节抽穗、需要追肥之时，哈尼人动员全村寨男女老少一起“赶沟”。哈尼人集体来到山上，疏导沟渠将高处森林中积聚浸沤了一年的枯叶和牛马动物粪便随雨水冲入沟渠，引入梯田。从而将自然肥料和生活垃圾及废水全数归入梯田，不仅提高梯田地力，为稻田水产动物提供饵料，还减少了人类生活对环境的污染，造就了具有自净作用的高山人工湿地。 在湖南通道县阳烂村梯田稻田渔业系统中，做法与哈尼人极为相似。当地侗族将厕所修建在梯田上方，村寨人畜粪便可以随山水冲入稻田，为水稻施肥。上述肥料或被鱼类采食，或由稻田微生物分解、培育稻田其他生物为鱼类利用，另外鱼类粪便也增加了有机肥，促进水稻增产。 苏州张家港市开展了利用水稻等水生、湿生植物处理居民生活污水与畜禽养殖污水试验，成为一种低成本污水处理方法，效果显著，发挥稻田湿地净化污水的“地球之肾”功能。 (三) 稻田渔业还有水土保持功能 稻田渔业有保持水土功能。一是土壤保持。土壤是一种不易再生资源，自然界每生成1 cm土壤层需要百年以上时间。在自然状态下，保护土壤资源主要靠植物。在山区种植水稻可以有效保持土壤。山区种稻必须筑坝建设梯田，水稻与其他植被形成了对土层的保护，同时梯田低坝拦截了水流，减轻了对土壤的直接冲刷，保护了土壤。据报道，菲律宾伊富高山区梯田种植水稻，对保持土壤、防止山体滑坡发挥了重要作用。云南红河哈尼梯田、贵州丛江侗乡梯田和浙江青田梯田均为我国山区梯田稻田渔业的代表，这些地区历经千年的实践，也证明了梯田稻渔系统可有效保持土壤，防止山体滑坡。二是涵养水源。稻渔系统水循环是自然界水文循环的一部分。在自然和人类因素作用下，稻田能存储降雨径流或灌溉水，多余水量还可渗漏补充地下水，也可汇入地表径流流往下游。稻田渔业优化了生态环境，增强了抵御自然灾害能力。在一些丘陵地区，稻田渔业通过加高、加固田埂，开挖鱼沟等稻田田间工程，渔业稻田每亩可多蓄水200余立方米，既节约了水利投资成本又增加了蓄水量，实现了“蓄水保水、抗旱减灾、减少污染、气候调节”的生态效益，这对一些干旱缺水及不保水地区显得更加重要。另外，部分水分通过稻田土壤与水面蒸发，及水稻叶面蒸腾返回大气形成降雨，实现循环。Mitsuno (1982)的研究证明了水稻灌溉对日本Nobi平原的地下水补给的重要性。三是防洪功能。稻田四周田埂象水库、塘坝的堤防，具有蓄积洪水、调节洪峰的作用。Shimura (1982)根据稻田对洪水的调节作用，首度提出了稻田的防洪功能。如稻田水深以10 cm计，每亩稻田可蓄水66.7 m 3 。而新型稻田渔业还须另行建设沟、溜等稻田工程，每亩稻田蓄水可达133.3 m 3 [ 8 ] 。
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user: 5. 稻田渔业生态化发展趋势预测 稻田渔业是生态农业，稻田渔业系统是高度复合型的人性化湿地生态系统和生态化农业经济系统。既有稳定粮食、发展渔业、开展旅游、保供增收等社会经济功能，更有净化空气、调节气候、保持水土、改善水质、节能减排、控制污染等复合生态功能，实现了产业生态化、生态产业化和农业现代化的高度统一，是中国农业绿色发展的战略取向。 (一) 区域化发展 稻田渔业是人工湿地，区域化、规模化是其显著特征。因此，发展稻田渔业必须因地制宜，统筹规划。应在调查研究基础上，根据当地自然资源和生态环境，确定发展稻田渔业的重点地区、重点品种和重点模式。统一规划，连片开发，规模经营，以利于专业化生产，社会化服务，产业化经营，品牌化营销，提高市场竞争能力和综合生态效益。 (二) 永久性工程 稻田渔业是设施农业。没有高标准田间养殖工程，稻田渔业难以抵御台风、暴雨等自然灾害，取得稳定效益。因此，高标准田间工程和养殖设备配套，是稻田渔业水稻稳产，水产高产，稻田高效，生态稳定的重要前提。但高标准稻田田间工程和养殖设备一次性投入大，投资回收期长。必须在认真进行可行性研究，科学规划的基础上，建设高标准永久性工程，形成受法律保护的永久性农业生态湿地，提高投资效益。 (三) 生态化管理 稻田渔业是生态产业，同时具有社会经济和湿地生态功能，是农业发展的战略取向，是生态文明建设的重要举措。稻田渔业在稻米重点产区，可与粮食生产、植树造林和湿地保护的战略价值比肩！应当作为宜渔稻区的重点产业来发展，尤其应作为大中城市周边宜渔稻区的战略性生态产业来扶持，实行生态化管理，不仅实行农业补贴，还应开展生态补偿，像对植树造林那样鼓励扶持发展。实行农业与环保双重管理，促进稻田由单一农业向资源节约型、资金集约型和生态经济型产业转变。