DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 小结 近年来临床研究对于SCN2A基因突变类型与临床表型之间的联系逐渐明朗化。SCN2A基因突类型多样，且介导的癫痫表型谱广，SCN2A基因突变导致Nav1.2通道功能状态改变是癫痫发作的重要因素，了解钠离子通道如何影响神经元发育和成熟，恢复Nav1.2通道功能正常化是有效干预及治疗的关键之处。随着未来基因技术的发作，癫痫的遗传学研究亦可进一步发展，从而研发出更多疗效显著的抗癫痫药物来提高临床治疗效果。
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user: 摘要 土壤碳库是陆地生态系统中最重要以及最大的碳库，在全球碳循环中的作用非常重要。添加外源有机碳可以影响土壤原有有机碳矿化，从而导致正激发效应或者负激发效应的产生，进而影响土壤的碳库。本文对激发效应的影响因素以及激发效应产生的机理进行了总结说明，并且为今后的研究内容以及方向提出了建议。
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user: 1. 引言 土壤有机碳(Soil organic carbon， SOC)是陆地碳库的重要组成部分，在全球碳循环中有着极其重要的作用 [ 1 ]。从全球角度来看，土壤中储存的有机碳约是大气碳库的3.3倍、是陆地生物量的4.5倍 [ 2 ]。由于陆地生态系统中储存了大量的有机碳，所以有机碳的微小变化都会明显的影响大气中温室气体的浓度，进而导致全球气候发生一定程度的改变 [ 3 ]。因此，土壤碳库的动态变化已经成为国内外研究的焦点。 土壤有机碳的多少以及动态变化主要由土壤本身的有机质分解以及外源有机质的添加(例如植被的残留、作物残体和人为施肥等)与输出之间的平衡决定。当向土壤中添加外源有机质后，会加速土壤有机碳的分解速率。1926年，Löhnis把绿肥添加到土壤后，发现了新鲜有机质的加入可以促进土壤中氮矿化这一有趣的现象 [ 4 ]。随后，Bingemann等人(1953)把这个现象命名为“激发效应” [ 5 ]。随后20年时间里，激发效应这一现象一直没有引起学者广泛的关注，直到20世纪60年代，随着稳定同位素技术的发展与应用，学者在实验中利用同位素标记方法又发现了此现象，才引起足够的重视。直到2000年，激发效应(Priming effect， PE)被定义为外源有机质添加到土壤中可以加速土壤有机碳的分解速度 [ 6 ]，并且在所有的生态系统中都可以观察到该现象。本文通过分析影响土壤有机碳激发效应的各种因素以及激发效应产生的机理，帮助我们更好的理解激发效应，为以后进一步的深入研究提供理论依据。
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user: 2. 影响激发效应的因素 2.1. 施肥 2.1.1. 施氮肥 Wang等向有机氮、无机氮以及混合处理的土壤中添加葡萄糖，发现氮添加抑制了土壤激发效应 [ 7 ]。Li等探究了三种施氮水平土壤的激发效应也发现了相同的结果，不施氮时，激发效应最强 [ 8 ]。但是，Tian等观察到有机氮添加降低了激发效应，但是无机氮和混合处理对激发效应没有显著的影响 [ 9 ]。然而，朱依凡等研究结果发现，氮添加对土壤有机碳的分解在不同时期其强度也有所不同，前期促进激发效应，而后期对激发效应起抑制作用 [ 10 ]。 2.1.2. 施复合肥 Lain等研究发现瑞典北部森林土壤加入氮肥和磷肥时，单独添加不会对土壤呼吸产生影响，但是当同时添加可刺激土壤的呼吸。还发现同时添加氮和磷会减弱激发效应 [ 11 ]。马欣等研究了不施肥、单施化肥、秸秆还田 + 化肥这3种施肥处理对稻田耕层土壤有机碳矿化及其激发效应的影响，发现长期施肥降低了稻田耕层土壤中原有有机碳累积分解率，这有利于增强稻田耕层土壤中碳的固持。此外，还观察到秸秆还田加化肥效果更加明显 [ 12 ]。李奕霏通过对宁乡县土壤进行添加秸秆有机肥、有机无机配施、无机化肥和不施肥等处理，研究发现长期施肥的土壤产生正激发效应的持续时间较短但是强度较大，随后迅速减弱，负激发效应逐渐增强 [ 13 ]。 2.2. 外源有机质 2.2.1. 外源有机质的数量 Wang等研究发现单次添加葡萄糖比重复添加葡萄糖能使土壤产生更大的激发效应 [ 7 ]。Peng等人研究发现随着葡萄糖添加量的增加，激发效应的强度也随之增加 [ 9 ]。丘清燕等人通过向不同深度的土壤中添加不同数量的 13 C标记的葡萄糖，也发现相同的现象，对于表层土壤来说，激发效应的强度随着葡萄糖添加数量的增加而增加 [ 14 ]。 2.2.2. 外源有机质的种类 Andrew等通过向土壤中添加玉米凋落叶和蔗糖，发现添加切碎的玉米凋落叶比磨碎的玉米凋落叶引发的激发效应低，但是这两种形式都比添加蔗糖后的激发效应低 [ 15 ]。Zhang等研究发现，添加葡萄糖和单宁均可以使土壤产生正的激发效应，而草酸的添加引起了负激发效应 [ 16 ]。苗淑杰等对添加玉米秸秆的土壤研究中发现玉米秸秆的添加抑制了土壤有机质的激发效应，而加入的玉米秸秆并没有全部的分解，从而使土壤有机碳含量因玉米秸秆的添加而升高 [ 17 ]。 2.3. 环境因子 2.3.1. 温度 陈立新等发现，培养温度为25℃和35℃时，混合添加椴树和枫桦枯叶混合组成的阔叶枯叶的激发效应比红松枯叶的激发效应大。培养温度为30℃时，添加红松枯叶的激发效应比混合添加的激发效应大 [ 18 ]。李艾蒙比较了18℃和25℃下的激发效应，发现18℃培养条件下棕壤累积激发效应程度高于25℃，其中低肥棕壤的总体变化大于高肥棕壤 [ 19 ]。Sangeeta等研究认为，土壤有机碳的激发效应在淋溶土中，23℃时最强，在变性土中，23℃时较弱，这表明温度在不同土壤类型中具有不同的正激发效应。小麦残渣引起的土壤有机碳大小和土壤有机碳分解的温度敏感性随着土壤类型(淋溶土 > 变性土)和培养条件(温度和时间)而明显改变 [ 20 ]。 2.3.2. 水分 张雪雯等研究发现，相对于100%最大田间持水量处理的土壤，干湿交替(2天湿处理 + 10天自然通风处理)的土壤能够促进凋落物的分解。培养初期凋落物分解速率比培养后期高。干湿交替对湿地土壤温室气体排放通量都有明显的影响。三种水分处理下土壤排放量都随时间增加而逐渐降低，且添加凋落物后排放量明显增加 [ 21 ]。戴闪闪研究了东北农田黑土在添加玉米秸秆后的土壤有机碳分解和激发效应，发现不同水分对土壤有机质分解具有明显的影响。在未添加秸秆的土壤中，65%田间持水量的条件下土壤有机质分解量高于在45%田间持水量的条件下的土壤有机质分解量 [ 22 ]。
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user: 3. 激发效应产生的机理 3.1. 共代谢理论 大量添加易分解的有机质会激活并且增加土壤微生物的生物量。外源有机质也可以作为能量来源促进微生物合成能够分解顽固土壤有机质的胞外酶，促进了土壤有机质的分解 [ 23 ]。Chen等得出添加蔗糖会加速微生物的生长，增加葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶的活性，降低木聚糖酶和亮氨酸氨基肽酶的活性 [ 24 ]。Tian等通过添加 13 C标记的葡萄糖发现土壤碳和氮的有效性与微生物的活性有关，在葡萄糖和养分添加的情况下，微生物活性的变化影响了土壤有机碳的分解和激发效应 [ 25 ]。丘清燕等通过实验发现葡萄糖的添加并没有对表层土壤(0~20 cm)微生物的一些指标产生影响，但是对深层土壤(30~40 cm)的一些微生物指标是有影响的 [ 26 ]。 3.2. 微生物氮开采假说 微生物氮开采是一些微生物利用易分解的外源有机质分解难降解的有机质以获取氮的过程 [ 27 ]。由于顽固的碳的分解产生很少或不产生净能量，因此一些微生物会通过高碳成本的方式来获得土壤中难分解的氮，这种能力改变了微生物分解的群落水平的化学计量 [ 28 ]。例如，微生物氮的开采导致了以下的预测：生态系统中碳的储量会随着氮有效性的增加而增加。因为针对氮的顽固性，碳的开采将会受到抑制，这可能解释了随着氮的添加而观察到土壤中碳的分解下降 [ 29 ] [ 30 ]。 3.3. 底物优先利用假说 当向土壤中添加外源有机质之后，它的可利用性比土壤中已有的有机质要高很多，微生物群落最活跃的部分(r-策略微生物)更加偏向利用新添加的外源有机质，进而产生负激发效应。这种改变通常被称为“底物优先利用”，这会暂时减少大多数惰性有机质的分解 [ 31 ] [ 32 ]。王浩等人通过向武夷山不同林型土壤中添加外源碳之后，发现外源碳的添加抑制了土壤有机碳的分解，产生负的激发效应。得出结论，由于外源易分解有机碳的添加量较高，进而使土壤微生物在外源有机碳添加后优先利用了添加的有机碳而减少了对土壤原有有机碳的利用 [ 33 ]。Evangelia等人研究也发现相同的结论，微生物群落会优先利用添加的有机质 [ 34 ]。 3.4. 微生物活化 向土壤中添加新鲜的外源有机质会刺激微生物代谢并使微生物生物量增加。根据微生物活化模型，最初，由于底物的添加，微生物的生长代谢受到影响，但是随着外源有机质被消耗利用殆尽，微生物会转而利用土壤中原有的有机质 [ 32 ] [ 35 ] [ 36 ]。一些研究也证实了这一观点。Cheng等人研究发现微生物生物量的周转随着根系分泌物的增加而增加，并且与根际激发效应呈正相关关系 [ 25 ]。Liu等人研究发现，当外源有机质的添加量较高的时候，微生物生物量的周转速率也较高 [ 37 ]。 3.5. 碳氮化学计量理论 如果外源有机质碳和氮的添加满足微生物生长代谢，即当该输入对应于碳和氮的化学计量比例时，微生物的活性最高，土壤有机碳的分解速率最大。根据化学计量模型，激发效应的大小依赖于碳和氮的平衡 [ 6 ] [ 22 ]。Drake等人研究解释了氮添加促进土壤有机碳分解，氮添加使得外源有机质的碳氮比更加适合微生物的生长代谢的需要，从而使微生物的活性增强，土壤有机碳的分解速率也更快 [ 38 ]。 3.6. 微生物群落结构变化 当新鲜的外源有机质添加到土壤中，正在休眠的微生物被激活，并且外源有机质的添加增加了先前处于饥饿状态的微生物种群的活性和生长，一旦新鲜有机质的供应充足，微生物群落结构就会发生很大的变化 [ 39 ]。我们认为土壤微生物是激发效应的驱动者，因此微生物群落的大小和组成能改变土壤有机碳的分解，并且影响激发效应 [ 40 ]。Wang等的研究表明外源有机质的添加刺激了微生物活性，降低了细菌与真菌的比例，从而对真菌有更好的促进作用 [ 41 ]。Rousk等研究不同葡萄糖添加量对土壤激发效应的影响时发现，土壤微生物生物量碳的变化并不明显，而且较高的葡萄糖添加量对土壤细菌的生长起一定的抑制作用，但却发现促进真菌的生长 [ 42 ]。丘清燕等研究也发现了相同的现象 [ 26 ]。 3.7. 饥饿生存生活方式 微生物对土壤养分缺乏的反应，是一种以饥饿生存的生活方式，是自然界中微生物的正常生理状态 [ 43 ]。饥饿生存生活方式的一个主要方面是大量处于低活跃状态的微生物对添加的外源物质做出迅速的反应 [ 44 ]。在任何时刻，有些微生物是处于活跃状态的，有些微生物是处于休眠状态的，也有些微生物处于停滞状态。即使微生物在较低的活跃状态，也维持着使用任何外源物质所必须的生化机制 [ 45 ]。Liu等人的研究证明了这一个观点 [ 46 ]。
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user: 4. 问题与展望 综上所述，土壤有机碳库是陆地生态系统中最大的碳库，它的微小的变化就可以对大气中CO 2 的浓度产生影响。添加外源有机质可以通过影响激发效应进而影响土壤有机碳的分解，对有机碳的动态平衡产生一定的影响。目前关于土壤有机碳的激发效应的研究已经取得了一定的进展。但是仍然有一些不足需要我们继续深入的研究：1) 目前，我们尚不清楚哪一个机理是影响土壤激发效应的主要因素；2) 以后的研究有必要找到外源有机质添加数量的临界阈值，以便于以后更好的研究激发效应；3) 影响激发效应的因素(例如：施肥、外源有机质的量)与激发效应的单独和相互的作用；4) 需要更加细致的了解土壤微生物是如何对激发效应产生影响的；5) 现在大部分的研究都针对实验室内培养，而缺少一些野外原位实验的研究。
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user: 摘要 为有效控制外来入侵物种福寿螺的迅速蔓延和危害，研究有效杀灭福寿螺的方法是非常必要的。本文选择中草药青棉花藤和杜仲藤提取物1:1混合进行杀灭福寿螺实验。青棉花藤和杜仲藤烘干、磨成粉末，采用索氏提取法获得混合物母液，取母液稀释后进行杀灭实验。通过室内浸杀实验(4.0 g/L，48 h，死亡率100%，P < 0.001)和野外茭白田铺撒实验(4.0 g/L，72 h，死亡率100%，P < 0.001)都能有效杀灭福寿螺，并且对茭白生长安全无影响；此外，该混合药剂能抑制福寿螺活性，有麻醉效果，能防止逃逸。综上，青棉花藤和杜仲藤混合药剂能有效抑制并杀灭福寿螺，对其他植物无影响，是快速且安全环保的植物型灭螺药剂。
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user: 1. 引言 福寿螺Pomacea canaliculata是腹足纲瓶螺科的淡水软体动物，原产于南美洲亚马孙河流域，被世界自然保护联盟外来入侵物种专家委员会列为全球100种恶性外来入侵物种之一 [ 1 ]，广泛入侵亚洲各国。2003年，福寿螺被列入首批入侵中国的16种“危害极大的外来物种之一” [ 2 ]，2012年农业部将其列为第一批国家重点管理外来入侵物种 [ 3 ]。福寿螺具有适应性强、生长和繁殖快、食性广泛、生存和竞争能力均高于本地物种等特点 [ 4 ]，已经在中国南方大部分地区严重威胁当地的动植物和生态安全，尤其对经济作物水稻造成巨大经济损失 [ 5 ] - [ 13 ]，威胁我国粮食安全。有关福寿螺的杀灭方法已有很多报道，但多数是化学药剂灭螺，化学药剂灭螺效果好但危害严重，对其他水生动物有毒害，并且难降解，污染环境 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]。因此，无毒害、环保型的植物类灭螺方法是更重要的研究方向。 杜仲藤Parabarium micranthum，别名藤杜仲、鸡头藤，中药名，是夹竹桃科杜仲藤属植物。茎皮和根皮入药，低毒性，主治风湿痹痛，腰膝酸软，跌打损伤 [ 17 ]。青棉花藤Pileostegia viburnoides，别名猴头藤，是虎耳草科冠盖藤属植物。根入药，主要有祛风除湿，散瘀止痛，消肿解毒之功效，用于腰腿酸痛，风湿麻木，跌打损伤，骨折，外伤出血，痈肿疮毒 [ 17 ]。这两味中药以水煎服用，我国广东、广西、湖南、四川等南方多地都有分布，是常见中药材。杜仲藤是夹竹桃科植物，这一科的植物一般有毒，生物碱含量高，毒性较强 [ 18 ] [ 19 ]；青棉花藤的成分有大黄素甲醚等 [ 20 ]，大黄素甲醚是高活性植物型杀菌剂，是难得的高效无环境污染的杀菌剂。因此，为寻找更加环保高效的植物型灭螺药剂，本研究选用杜仲藤和青棉花藤两种植物混合进行福寿螺杀灭实验。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 材料与制备 实验用福寿螺采自湖北宜昌远安县野外。室内温度30 ± 1℃，福寿螺在室内静养24 h后，挑选活力良好，个体大小均匀的成年福寿螺进行实验。杜仲藤和青棉花藤两种植物采自广西野外。 分别取杜仲藤和青棉花藤的茎和根，在干燥箱内45℃烘干，研磨呈细粉末状。对于青棉花藤和杜仲藤的杀螺药效未知情况下，采用两者质量比1:1用于实验。采用索氏提取法分别在杜仲藤和青棉花藤的粉末中加入正己烷，80℃回流提取8 h，再蒸馏回收溶剂，直到提取物呈浸膏状，分别得到杜仲藤和青棉花藤的提取物母液。用蒸馏水将母液(青棉花藤和杜仲藤质量比1:1)稀释成浓度为1.0 g/L，2.0 g/L，4.0 g/L三个梯度的溶液，以下简称为混合药剂。 2.2. 室内灭杀方法 把40只福寿螺分成4组，每组10只螺，在3 L的容器内用蒸馏水饲养。其中1组为对照组，不给予药剂；其他3组分别给予不同剂量的混合药剂，混合药剂溶液深度为15 cm。实验暴露时间为72小时，每24小时检查一次螺的死亡情况，采用针刺法检查螺的存活状态。实验期间正常喂食油麦菜，上爬个体再推回水中。观察，记录福寿螺进食，活动和死亡情况。每个处理重复3次。 2.3. 野外灭杀方法 茭白田里隔离1 m * 1 m * 0.5 m的实验区域，实验前排水，保持水深约15 cm。把400只福寿螺分成4组，每组100只螺，用纱网遮挡防止外逃。其中1组为对照组，不给予药剂；其他3组分别给予不同剂量的混合药剂。每个实验区域内投入青棉花藤和杜仲藤混合药剂(粉末状，质量比1:1) 300 g，600 g，1200 g，形成浓度为2.0 g/L，4.0 g/L和8.0 g/L三个梯度。选择晴天无雨时期，实验暴露时间是72 h，每24小时检查一次螺的死亡情况，采用针刺法检查螺的存活状态。实验期间正常喂食油麦菜，上爬个体再推回水中。观察，记录福寿螺进食，活动和死亡情况。每个处理重复3次。 2.4. 数据分析 数据处理采用SPSS 19.0软件中的方差分析，Duncan法进行多重比较。
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user: 3. 结果 3.1. 室内灭杀实验结果 如表1所示，随着时间和浓度的增加，福寿螺的死亡率呈上升趋势，青棉花藤和杜仲藤混合药剂浓度4.0 g/L，48 h时，福寿螺全部死亡，死亡率100%；实验过程中福寿螺上爬率低，没有明显四处逃逸 Table 1 Mortality of indoor control of Pomacea canaliculat 浓度g/L 死亡/只 上爬率/% 死亡率/% P 24 h 48 h 72 h 1.0 0 5 8 30 46 c <0.001 2.0 3 7 10 10 67 b 4.0 7 10 10 10 91 a 表1. 室内灭杀福寿螺死亡情况 注：a，b，c不同字母表示差异具有统计学意义。 现象，大多数个体是处于静止不动状态，有极少量的进食，说明青棉花藤和杜仲藤混合物对福寿螺的活动有一定的抑制作用，这有利于提高灭螺效率；而对照组的福寿螺很活跃，到处爬行，进食良好；青棉花藤和杜仲藤混合药剂杀灭福寿螺时对个体大小差异不明显，都能有效致死；青棉花藤和杜仲藤混合药剂对福寿螺具有显著杀灭作用(P < 0.001)。 3.2. 野外茭白田灭杀实验结果 野外茭白田的实验结果(表2)显示：青棉花藤和杜仲藤混合药剂的浓度和时间的增加，能提高福寿螺的死亡率，混合药剂浓度4.0 g/L，72 h和8.0 g/L，48 h时，福寿螺全部死亡，死亡率100%；实验过程中福寿螺上爬率低，浓度越高，上爬率越低；实验期间，福寿螺活性明显减弱，进食量减少；而对照组的福寿螺很活跃，到处爬行，进食良好；茭白生长没有受到青棉花藤和杜仲藤混合药剂的影响，长势良好，后期也未出现减产等不良情况(图1)。青棉花藤和杜仲藤混合药剂杀灭福寿螺时对个体大小差异不明显，都能有效致死。在外野茭白田中青棉花藤和杜仲藤混合药剂对福寿螺具有显著杀灭作用(P < 0.001)。 Table 2 Death of Pomacea canaliculata in the fiel 浓度g/L 死亡/只 上爬率/% 死亡率/% P 24 h 48 h 72 h 2.0 13 57 82 24 52 c <0.001 4.0 37 81 100 13 77 b 8.0 78 100 100 7 96 a 表2. 野外灭杀福寿螺死亡情况 注：a，b，c不同字母表示差异具有统计学意义。 图1. 青棉花藤和杜仲藤混合药剂杀灭福寿螺对茭白产量影响
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user: 4. 讨论 青棉花藤和杜仲藤混合药剂能够杀灭福寿螺，与其含有的成分有关。这两种植物都是常见中草药，具有一定的药性：青棉花藤是虎耳草科冠盖藤属植物，治疗溃烂疮毒等 [ 17 ]；杜仲藤是夹竹桃科杜仲藤属植物，夹竹桃科的植物多具有一定毒性，夹竹桃全身有强毒性，含有香豆素、甾体等醇类、酸类、烯烃、酯类、酮类、醛类等化学物质 [ 18 ] [ 19 ]，能够杀灭钉螺和福寿螺等多种动物 [ 21 ] [ 22 ]，杜仲藤含有大黄素甲醚、丁香酸甲酯、丁香酸、香草酸、香豆素等生物碱、酚类等一类物质 [ 20 ]。因此，这两种植物对福寿螺是具有毒性，能有效杀死福寿螺(表1，表2)。实验还发现在青棉花藤和杜仲藤混合药剂溶液中福寿螺活性明显减弱，以静止为主，推测青棉花藤和杜仲藤混合药剂有麻痹神经的作用，能抑制其逃逸。此外，两种植物混合使用效果好于单独使用(单独杀灭效果不佳，不计)，整株植物粉碎后使用效果更佳。 此次实验是采用的青棉花藤和杜仲藤的水浸粗提物杀灭福寿螺，方法较为简单。但中草药往往经水煮即有良好的药效，而且水浸方法简单，便于农业生产的实际操作。青棉花藤和杜仲藤分布于湖南、广东、广西、浙江等地的阴湿山谷地带，数量多，价格便宜，是操作简便且经济的灭螺试剂。目前，缺乏对青棉花藤化学成分的研究，对杜仲藤的化学成分研究也不够全面，对两者杀螺有效成分方面的研究还是空白，未来可进一步详细研究，寻找到杀螺的有效成分。 野外农田使用青棉花藤和杜仲藤混合药剂杀灭福寿螺时需注意：1) 铺撒青棉花藤和杜仲藤混合药剂前，尽量将水田或沟渠的水排放到最低值，可以提高药物浓度；2) 水稻田最好是提前铺撒，可多次使用，防止存活的福寿螺对插秧后秧苗的啃食；3) 注意根据农田面积和水量适当调整混合药剂用量，农田用量可以适当提高；4) 封闭水域使用效果更佳，不建议开放水域使用，无法保持混合药剂稳定浓度。 依据青棉花藤和杜仲藤混合药剂在室内和野外杀灭福寿螺的效果表明，青棉花藤和杜仲藤混合药剂能有效快速的杀灭福寿螺，并且不会对其他植物产生危害。未来可进一步研究分析青棉花藤和杜仲藤杀灭福寿螺的有效成分，可进一步提高灭螺效果。植物灭螺能保护环境不受到污染，青棉花藤和杜仲藤混合药剂是良好的灭螺选择。
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user: 摘要 随着社会的进步和科技的发展，新型生态材料已然成为了国内外学者着重研究的一大方向，而生态混凝土因其特殊的结构、低廉的造价成本以及适用范围广泛等性质成为了近几年以来的热门研究对象。本论文采用综述的方式，展开总结了国内外生态混凝土技术的发展历程，阐明了生态混凝土技术对社会及自然环境所造成的积极意义和生态价值。此外，通过对目前生态混凝土的制造工艺及性能的探讨，并结合生态混凝土在生态护坡、人工鱼礁工程及海绵城市建设工程实践中的应用进行阐述，总结了生态混凝土技术的优势与不足，展望今后生态混凝土技术的应用及发展。
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user: 1. 引言 在建筑技术高速发展的今天，如何保护环境，实现绿色生态发展已成为了社会各界所关心的重要问题。如何一边享受科技高速发展所带来的便利生活，一边解决制造业发展产生污染所带来的环境恶化问题，在社会发展与绿色生态建设的矛盾冲突之中，生态混凝土技术应运而生。
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user: 2. 生态混凝土技术的概念与特点 2.1. 生态混凝土技术的概念 生态混凝土又称植被混凝土，就是通过材料筛选、添加功能性添加剂、采用特殊工艺制造出来的具有特殊结构与功能，具有生物相容性和良好生态效应的混凝土 [ 1 ]。生态混凝土具有独特的“沙琪玛”多孔结构和良好的吸附作用，可以达到固着植物，净化水质，固土护坡以及生态修护的目的。目前，生态混凝土在国内应用较少，在固土护坡，海洋生态建设，海绵城市建设方面具有广阔的应用前景。 2.2. 生态混凝土的特点 生态混凝土具备以下特点 [ 2 ]：① 抗压强度高，生态混凝土自身具有比普通混凝土更高的抗压强度和抗剪强度以及耐久度，其用途和传统混凝土相当，具有和传统混凝土相似的结构和物理学性能，能满足使用功能以及使用耐久度的要求；② 生态混凝土“沙琪玛”一样的独特构造，具有许多大小不一的连通孔隙，具有良好的吸附性能和过滤性能，可以为植物根系的穿透生长提供有利条件；③ 生态混凝土碱度较低，适合植物生长，在作为护坡固土材质使用时，在合适的条件下能够实现安全防护与生态绿化一体化，具备护坡固土，美化环境以及修复生态的功效；④ 与自然环境具有协调性，能更好的适应微生物和植物生长，减少二氧化碳的排放，促进水质循环，对调节生态平衡，美化自然景观，能够减轻建筑工程过程中对生态环境造成的负荷；⑤ 生态混凝土通常添加一些废弃贝壳、炉渣等固体废弃物，起到清洁生产，绿色低碳的作用，符合循环经济的理念。
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user: 3. 国内外生态混凝土发展历程 生态混凝土最早诞生于20世纪40年代的一些欧洲国家，因为当时生产工艺和建造技术的原因，其应用范围受到了极大的限制。1970年，英国曾在道路铺设的过程中加入生态混凝土虽取得了良好的效果，但在十年后由于冻融而遭到破坏。美国也在1979年将生态混凝土应用于停车场的建造，所建造的停车场不仅强度和透水性达到使用标准，还取得了附近居民的一致好评。20世纪80年代美国成立了专门生产生态混凝土的搅拌站对生态混凝土实行商业供应，1991年在佛罗里达州成立了“透水性波特兰水泥协会”，对透水性生态混凝土的使用提供技术指导 [ 3 ]。在法国，近乎一半以上的网球场都使用生态混凝土建造。日本是对生态混凝土的研究和应用较多的国家。1987年有日本研究者开始申请生态混凝土材料的专利。2001年4月，日本“先端科学技术研究中心”制定了植生型生态混凝土河川护岸工法 [ 4 ]。 我国在20世纪90年代后期开始对生态混凝土进行研究，经过近30年的研究，在生态混凝土的强度以及生态混凝土的应用方面取得了一定的成果。20世纪90年代，吴中伟 [ 5 ] 院士首次提出的绿色高性能混凝土具有良好的环境协调性能；1998年，同济大学材料科学与工程学院在国外研究结果的基础上，为解决生态混凝土的堵塞问题而发明了侧滤技术和装置，并设计了推流式生态滤池 [ 6 ]。2000年四川省励自生态技术有限公司自主开发成功了适用于我国国情的厚层基材喷射护坡技术 [ 7 ]；2002年许文年等 [ 8 ] 使用特定的混凝土和种子混合配方，对岩石边坡进行防护和绿化，并发布三峡大学专利技术——CBS植被混凝土边坡绿化技术(Concretes Biotechnical Slope)。
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user: 4. 生态混凝土技术研究现状 生态混凝土的研究大多集中于生态混凝土的选材和配比、物理性能(如孔隙率、抗压强度、净水率等等)和生态效应等方面。 4.1. 生态混凝土选材研究现状 我国在制备生态混凝土时所采用的水灰比配方一般为0.2~0.25，集料配比与集料粒径成反比，所选碎石粒径为10~20 mm，堆积密度一般为1600~1700 kg/m 3 ，以煤灰和矿渣为主要掺合剂，选用具有高效减水和增黏增韧效果的聚合乳液为化学添加剂，抗压抗压强度可达10~35 MPa，表观密度为1800~2000 kg/m 3 ，孔隙率可达20%~30%，透水系数达到1.5~3.0 cm/s，具有良好的透水性和透气性。植物生长基可以选择草碳土、蛭石、珍珠岩或木屑等基本材料和保水剂、肥料。生长基的配制因植物种类不同而不同，生长基的填充方式主要是用压力灌浆的形式或浸渍方式 [ 9 ]。 4.2. 生态混凝土抗压强度和孔隙率研究现状 生态混凝土的抗压抗剪强度和孔隙率大小与制作生态混凝土试块时采用的灰骨比，水灰比等用料配比以及使用的粗骨料材质及粒径大小有着密切的关系。但是所制作的生态混凝土试块在物理强度方面往往要低于使用相同单位水泥用量的传统混凝土试块，该如何提高生态混凝土试块的物理强度成了近几年来生态混凝土研究的重中之重。影响生态混凝土试块的主要因素有试块的孔隙率大小以及作为其基本骨架的粗骨料的粒径大小。而生态混凝土试块孔隙率的大小是其作为一种新型环保建材在实际应用中能否达到环保标准的重要影响因素。一般来讲，普通土壤的孔隙率大约是在40%~60%，传统混凝土试块的孔隙率仅有4%左右，即生态混凝土试块要在使用中达到吸附、植生的功能并且需要具有一定物理强度则它的孔隙率至少要达到25%以上 [ 10 ]。根据国外一些文献案例调查发现，一些应用于河道固土护坡的生态混凝土试块，在其孔隙率达到21%以上时，河岸植物的生长状况良好 [ 11 ]，虽然也有孔隙率低于20%但因为试块表面覆盖有泥土而导致植物生长良好的情况 [ 12 ]，但有专家认为 [ 9 ]，虽然植物长势良好但在生态混凝土试块孔隙率小于20%时其根部难以透过生态混凝土试块生长到土壤中，从而影响生态混凝土试块固土护坡的功效。 4.3. 生态混凝土抗冻融性和拔出力研究现状 生态混凝土试块表面具有大量的孔隙，这就导致水分子很容易进入并且长期存在，当气温低于零下摄氏度时，积存于孔隙中的水分子凝固变为冰块，体积膨胀导致生态混凝土试块碎裂，由此生态混凝土试块相较普通混凝土试块冻融性就要差一些，强度方面的损伤也就更大从而耐久性受到影响。在制作原料中掺入些许引气型减水剂可以提高生态混凝土试块的抗冻融性。 其特殊的多孔结构也有利于植物根系的生长，曾有文献指出当生态混凝土试块的孔隙率达到20%以上时，植物的根系可以顺利的穿过混凝土层深入土壤，生态混凝土与土壤之间的锚固作用也因此强于普通混凝土试块。有文献显示：质量为30 kg的对边距为45 em的六角形生态混凝土构件在使用一段时间后植物长势良好，再将其拔出所需拔出力为160 kg [ 12 ]。 4.4. 生态混凝土在水质净化方面的生态效益 生态混凝土能应用于水质净化方面是因为其独特的多孔隙结构，生态混凝土试块表面大小不一定孔隙不仅能增大其与水流的接触面积并且还能为河岸附近的小型水生动物提供栖息环境，通过水生动物相互之间形成的生物层对河流间接产生净化的作用，根据这一特性将生态混凝土应用于人工浮岛或人工鱼礁，并将其放置在水体富营养化或水体严重污染的水域中，对当地水域环境起到了一定的净化作用。
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user: 5. 生态混凝土的应用研究 5.1. 生态混凝土在边坡防护方面的应用研究 生态混凝土具有多孔隙的结构特点，从而在作为护坡使用时衍生出了多生物生长带，多生物栖息环境，多流速变化带的特点。其多互通的孔隙结构为水生动物及两栖动物提供了许多栖息，繁育和避难的环境，丰富了附近流域的生物多样性。并且对河道的自净作用及河道水质的改善可以起到积极的作用。一方面是因为覆盖在其表面的植物不仅可以吸收水中的营养物质其伸入水中的根系与水中微生物相互作用形成的生物膜也有利于水体的自净作用，另一方面是因为其表面大小不一的孔隙对河流的流速造成影响，使其在一个流域形成不同的流速带，增加河流与空气的接触面积，增加水中的溶解氧含量，有利于河流中水生动物的生长，进一步促进水体自净能力，改善河流水质。甚至在抗洪方面的表现也优于传统护坡。因其表面孔隙较多且种植大量植被，在抵抗洪水时，洪水的冲击力被植被和孔隙吸收化解，起到了削弱洪峰的作用。当遇到旱涝季节时，储存于大堤中的水反渗流入河道，起到了调节水量的作用。 5.2. 生态混凝土应用于人工鱼礁方面的研究 生态混凝土用于制作生态鱼礁不仅不会污染环境，还可以降低环境负荷，并且能与生态环境相协调，其特殊的多孔结构与物理性能，具有较高的抗腐蚀能力，使用玄武岩纤维复合筋替代钢筋制作人工鱼礁，解决了钢筋锈蚀问题，其使用寿命更长，并且可以对周围的海洋环境和生态环境能够产生多种正面效应，改善生态环境，有利于海洋生物附着、避敌、繁衍等，提高生物多样性指数，从而修复海洋生态系统 [ 13 ]。 5.3. 生态混凝土应用于海绵城市方面的研究 目前常用于城市路面铺设的生态混凝土种类主要有透水性混凝土，绿化混凝土及吸音混凝土等。透水性混凝土是利用生态混凝土其多孔隙的特殊结构加快路面对积水的渗透作用，平衡城市温度和湿度，可以有效改善城市热岛效应；绿化混凝土不仅为城市隔离带，河堤护坡和停车场等设施的绿化植物提供了生长空间，美化城市居住环境，同时还能吸收因城市生活排出的废气及二氧化碳，阻碍噪音传播；吸音混凝土则是利用生态混凝土其内部连续孔隙的内表面积对噪音的声波进行吸收和部分的反射。
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user: 6. 生态混凝土的发展趋势及展望 生态混凝土具有调节生态平衡、美化自然景观、实现人类与自然共同发展的积极作用，在解决地球环境问题、转变人类发展观念、改善人居环境、净化水污染以及废物利用等方面，具有相当重大的发展价值，在环境污染和资源紧缺等问题日益严重的今天，生态混凝土能够从不同的角度提供多样性的解决方案，为保护环境，绿色生态发展指出新的方向。但是生态混凝土的生产技术尚未成熟，实际应用未能广泛普及，相关技术研发单位和国家相关部门应加大研究力度，引导该技术的应用普及，与国外相关学者增进学术交流，规范自主研究规章，早日完善生态混凝土技术。 生态混凝土技术未来必然会走上可持续发展的道路，在此前提下，生态混凝土也必将朝着以下几个方向发展： 1) 生态混凝土智能化：生态混凝土智能化集生态混凝土和智能混凝土的双重特性； 2) 生态混凝土规模化：生态混凝土规模化产生是促进生态混凝土推广的有效途径； 3) 生态混凝土理论化：目前尚无针对生态混凝土的理论体系，只有进一步完善其理论才能更好的指导生态混凝土的生产； 4) 生态混凝土体系化：生态混凝土是集岩石工程力学、生物学、土壤学、肥料学、硅酸盐化学、园艺学、环境生态和水土保持学等学科融为一体的一门综合性学科。体系化是生态混凝土发展的必然趋势； 5) 生态混凝土的集成化：生态混凝土研究的趋势应以集成化和多元化来达到复合多功能的效果。
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user: 摘要 部分铁氧体材料凭借其磁致伸缩效应，能有效地将电磁能转化为机械能和声能。针对这一现象，本文从实验上定量研究了商用镍锌和锰锌在交流磁场信号下的磁致伸缩现象，采集了相应的磁声信号，并系统研究了交流磁场频率、铁氧体棒的长度、材料类型、线圈电压等实验变量对磁声共振现象的影响。研究结果表明铁氧体的声学磁力谐振效应与交流磁场频率、铁氧体棒的几何形状、材料类型等参数精密相关，会对材料在具体应用时产生明显的影响。
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user: 1. 引言 磁致伸缩效应，是指铁磁体在被外磁场磁化时，其体积和长度将发生变化的现象。磁致伸缩效应在微观上表现为材料内部磁畴的位移以及旋转带来材料晶体长度的变化。在交变磁场作用下，磁致伸缩材料会在某些频率下发出响亮的声音。其物理本质是磁致伸缩效应下产生的声学磁力谐振效应。当外加磁场频率和磁致伸缩材料自身固有力学振动频率接近的时候，二者会产生谐振，使得磁致伸缩材料机械振动的振幅加大。从而产生声压级较高、振动频率与交变磁场频率接近的声音。 磁致伸缩材料的声学磁力谐振效应在很多领域有着重要的应用，比如振动换能器和扬声器等。特别是磁流变弹性体的磁致伸缩效应，近年来再次引起人们的关注 [ 1 ]。然而，在很多其他领域，声共振效应需要避免。例如用于高频电感器和高频微波器件中的铁氧体材料，声学共振效应会导致驱动磁场的能量损失，从而降低器件性能。在以往的研究中，有很多关于磁致伸缩材料声共振效应在换能器和扬声器中的应用的报道 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。然而，对于磁致伸缩铁氧体材料声磁共振效应的研究相对较少，尤其缺乏对磁声共振现象的分析 [ 6 ]。同时铁氧体材料应用广泛，因其独特的磁性和电气特性，在微波吸收 [ 7 ] 和高频电源等领域而得到了广泛的研究 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]。因此需要对铁氧体材料的磁声共振现象进行研究。 软磁铁氧体可预期的发展前景使其成为各铁氧体公司研究的热点 [ 11 ]，因此本文以镍锌和锰锌铁氧体材料为研究对象，研究了其声学波段的磁共振效应。在实验上定量研究了镍锌和锰锌在交流磁场信号下的磁致伸缩现象，采集了相应的磁声信号，并系统研究了交流磁场频率、铁氧体棒的长度、材料类型、线圈电压等实验变量对磁声共振现象的影响。
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user: 2. 实验装置 本文建立了一套用于观察铁氧体棒在交变电场中发出的声音声强级变化的装置，如图1所示 [ 12 ]。为了获得更明显的声磁共振现象，我们选择了绝缘的Zn磁致伸缩铁氧体材料作为我们实验装置的材料 [ 13 ]。我们采用了不同长度的Mn-Zn铁氧体和Ni-Zn铁氧体作为实验材料，材料参数如表1所示，定制了不同规格的线圈与信号发生器连接 [ 9 ]，所用线圈如图2所示，线圈参数如表2所示。在静音室里放置了麦克风，利用麦克风采集声音，并导入电脑进行声音分析。最后提取声强级的平均值作为结果进行记录。 图1. (a) 磁声谐振效应测试实验装置示意图；(b) 磁声谐振效应测试实验装置 Table 1 Parameters of ferrite bar [ 14 ] [15 实验材料 长度 (cm) 截面直径 (mm) 密度 (g/cm 3 ) 杨氏模量 (10 6 ·psi) 磁致伸缩系数 (Δl/l 0 ·10 −6 ) 磁导率 (10 −6 ·H/m) Ni-Zn铁氧体 12 10 4.8 20 −9 300 Ni-Zn铁氧体 14 10 4.8 20 −9 300 Ni-Zn铁氧体 18 10 4.8 20 −9 300 Ni-Zn铁氧体 20 10 4.8 20 −9 300 Mn-Zn铁氧体 20 10 4.7 18 −12.5 800 表1. 铁氧体棒参数表 [ 14 ] [ 15 ] 图2. 同线径不同长度的线圈与同长度不同线径的线圈 Table 2 Coil parameter 编号 导线材质 长度(mm) 线径(mm) 截面形状 截面面积(mm 2 ) 1 铜 40.18 0.52 正方形 225 2 铜 50.08 0.52 正方形 225 3 铜 60.14 0.52 正方形 225 4 铜 60.14 0.32 正方形 225 表2. 线圈参数
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user: 3. 结果和讨论 3.1. 信号频率的影响 实验材料为18 cm镍锌铁氧体棒，其内部固有频率为11，602 Hz，材料内部声速大小为4709 m/s。从图3中可以看到随着频率的增加，当信号线圈中的驱动频率与材料自身固有频率接近的时候，会有一个声压级的最大值，其本质是机械振动频率与固有频率形成了谐振，同时伴随着磁相的变化 [ 15 ] [ 16 ]。 图3. 18 cm铁氧体棒磁声谐振特点随频率的变化 3.2. 长度的影响 从图4(a)中可以看到减小铁氧体棒的长度，共振峰会向高频移动。即改变铁氧体棒的长度会改变固有频率也就是共振基频，从图4(b)中可以看出固有频率与长度成反比。 图4. (a) 不同长度(12 cm、14 cm、18 cm、20 cm)铁氧体棒的磁声谐振特点随频率的变化；(b) 铁氧体棒的共振频率与长度的关系(12 cm， 14 cm， 18 cm， 20 cm) 3.3. 材质的影响 从图5可以看出，同样长度的镍锌和锰锌铁氧体由于杨氏模量和密度的不同，故其内部声速不同，进而固有频率不同，所以谐振峰的位置不同。同时二者磁致伸缩系数以及磁导率也不同，锰锌铁氧体的磁致伸缩系数与磁导率较高，使得二者声压级的最大值不同。 3.4. 线圈电压的影响 实验材料为20 cm的镍锌铁氧体棒，信号频率为10，000 Hz。 从图6可以看出，当线圈电压增大的时候，内部磁场会随之增大，当磁场增大到一定程度，磁致伸缩趋于饱和，声压级趋于一个最大值。 图5. 20 cm镍锌和锰锌铁氧体棒磁声谐振特点随频率的变化 图6. 20 cm镍锌铁氧体棒磁声谐振声强级随电压的变化 3.5. 线圈参数 实验材料均为20 cm镍锌铁氧体棒，采用同线径不同长度的线圈以及同长度不同线径的线圈。线圈参数如表2所示，实验结果如表3所示。 从实验结果上来看，改变线圈参数，并不会对结果造成明显影响。其本质在于软磁铁氧体通过两个过程完成磁化，磁畴位移和磁畴旋转，磁畴位移发生在前，然后才是磁畴旋转。磁致伸缩效应主要就是由磁畴位移和磁畴旋转造成的，此时由于软磁铁氧体良好的磁导率，内部大部分磁畴的方向已经趋于同向了。故改变线圈参数除了改变磁场大小外并不会对于磁致伸缩效应产生太大的影响。不同的线圈参数只是提供了不同的磁场大小，以及进一步帮助磁化均匀，降低噪声。 Table 3 Variation of magnetoacoustic resonance characteristics of ferrite bars with different coil 编号 长度(mm) 线径(mm) 线圈电压(V) 共振频率(kHz) 声强级(dB) 1 40.18 0.52 1.50 11.6 78.9 2 50.08 0.52 1.50 11.6 79.2 3 60.14 0.52 1.50 11.6 79.2 4 60.14 0.32 1.50 11.6 79.3 表3. 不同线圈下铁氧体棒的磁声谐振特点变化 由于实验条件的限制，关于声音的结构性损耗，以及整个铁氧体棒发声的声场分布仍需要进一步研究解决，并会进一步研究磁致伸缩薄膜材料的声磁共振现象 [ 17 ]。同时由于磁偶极子旋转是需要响应时间的，故当频率过高的时候，会出现磁偶极子旋转速度跟不上磁场变化的频率，进而导致的该效应的减弱，需要进一步探究 [ 18 ] [ 19 ]。
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user: 4. 结论 本文研究了铁氧体材料在高频信号发生器供电线圈中的声学磁力谐振效应。从实验上定量研究了镍锌和锰锌铁氧体在交流磁场信号下的磁致伸缩现象，采集了相应的磁声信号，并系统研究了交流磁场频率、铁氧体棒的长度、材料类型、线圈电压等实验变量对磁声共振现象的影响。研究结果表明磁声共振现象的本质是磁致伸缩效应引起的机械振动频率与固有频率形成了谐振体系，进而产生了声学磁力谐振效应。铁氧体的声学磁力谐振效应与交流磁场频率、铁氧体棒的几何形状、材料类型等参数精密相关，需要进行系统地分析，会对材料在具体应用时产生明显的影响。
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user: 摘要 当今网络信息时代，人们通过电脑、手机、触摸屏等多种设备与网络世界相联。键盘作为人机交互的重要工具，在我们的工作、学习和生活中发挥着极大作用。普遍使用的键盘是传统的QWERTY键盘，依赖英文输入字母的使用频率情况设计构建。这种键盘是否适合中国人的使用，取决于英文输入字母频率与中文拼音输入的字母频率是否存在显著差别。本文研究中文全拼录入中字母的使用频率情况，使用抽样调查方式搜集具有代表性的中文材料，采用统计学中文本挖掘的算法，在Python中实现相关算法。结果显示，中文全拼录入中字母的使用频率与英文的字母频率存在显著性差异。
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user: 1. 引言 键盘在我们生活中无处不在：电脑键盘、手机输入法键盘、超市收银一体机键盘等，完成工作和学习中的任务或者进行生活中的线上聊天交际等文字输入性活动，对我们的工作、学习和生活极其重要，离开它将改变我们的生活。我们现在使用的键盘是由克里斯托夫·拉森·肖尔斯(Christopher Latham Sholes)发明的QWERTY键盘 [ 1 ]，来自于打字机，其字母排序最初是按照字母顺序ABC排列的。而打字机是全机械结构的打字工具，如果打字速度过快，某些键的组合很容易出现卡键问题，为了解决这个问题，克里斯托夫·拉森·肖尔斯将最常用的几个字母安置在相反方向，最大限度增大重复敲键的时间间隔，因此避免了卡键。之后有很多对键盘字母布局的研究，如来自美国华盛顿的德沃拉克(DVORAK)为了使左右手能交替击打更多的单词发明了DVORAK键位布局的键盘字母排序 [ 2 ]。随着科技水平的提高，打字机卡键问题已不复存在，因此，需要从效率角度重新审视键盘的字母排序问题。此外，键盘字母排序的设计主要是依据英文的字母使用规律设计的，中文拼音的字母规律和英文的字母规律是否有着显著的差异，如果存在显著性差异，那么现有排序对于拼音输入速率有着较大的阻碍作用，研究出一个更适宜拼音输入的键盘字母排序是迫切需要的。 为了设计一个高效的键盘，首先考虑字母的使用频率。字母是拼音的重要组成部分，字母频率 [ 3 ] 就像词频，不同作者或写作主题的作品中往往各不相同，研究字母的使用频率一方面可以探索某个作者的写作风格以及语言规律：字母、双字母组、三字母组、单词频率、单词长度和句子长度，这些都可以经统计后用以证明或反驳某一作品是某作者所写，甚至可以鉴别一个作品与一位作者的写作风格是否相近。另一方面，字母频率在键盘布局的设计上也显现出极为重要的作用：字母使用频率是设计键盘字母排序的重要参考，常用的字母放在手指不易接触的位置这显然会影响打字速率。字母使用频率是设计键盘字母排序的基础，在获得字母使用频率后结合手指作业能力等其他方面的因素进行键盘字母排序的设计 [ 4 ]。 本文主要利用抽样调查的相关知识对新闻、网络小说和网络推文进行抽样调查，从而获得拼音字母使用频率，将此字母频率与前人统计的英文字母使用频率进行对比分析，让人们发觉现有键盘字母布局的不合理性，通过数据探索更合理的字母布局，从而提高工作效率；还可以为键盘设计的有关部门提供参考，极具参考价值和现实意义。
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user: 2. 研究方法 2.1. 抽样方法获取数据 2.1.1. 抽样原因 为了研究键盘上字母的排序问题，我们需要获取字母的使用频率，因此需要获得大量的网上使用文字。因为文字数量极大，不可能进行全面的调查，所以我们就采用抽样来获得有关网上使用文字的了解。抽样调查能够节约调查的人力、物力和财力，而且有利于提高调查数据的质量。 2.1.2. 抽样思路 本次抽样准备采用分层抽样法。分层抽样法，也叫类型抽样法，就是将总体单位按其属性特征分成若干类型或层，然后在类型或层中随机抽取样本单位。这种方法的优点是一方面由于通过划类分层，减小了各抽样层变异性的影响，增大了各类型中单位间的共同性，容易抽出具有代表性的样本，抽样误差比较小 [ 5 ]。另一方面该方法适用于总体情况复杂，各单位之间差异较大，单位较多的情况。缺点是抽样手续较简单随机抽样还要繁杂些。分层抽样的目的是：把总体各单位分成两个或两个以上的相互独立的完全的组，从两个或两个以上的组中进行抽样，样本相互独立 [ 6 ]。总体各单位按主要标志加以分组，分组的标志与关心的总体特征相关。因为我们要对网络上使用的文字进行调查，初步判别，文字使用方面新闻的使用文字与网络推文和小说的不同，那么用途和使用范围应是划分层次的适当标准。所以我们可以将总体分为小说、新闻报刊以及网络推文这三个类别。 针对小说类别，我们采用二阶段抽样法。二阶段抽样也称二级随机抽样，就是在抽取样本时分两个阶段来进行，根据网站分类，将小说总体共分为49个类别，由于不同类别小说内容有偏差，使用频率高的文字也不尽相同，因此第一阶段是从总体49个小说类别中利用matlab随机随机生成10个随机数的方法抽取10个类别，称为初级单位。然后在第二阶段从这些初级单位中又随机抽取若干个小说样本单位，称为基本单位或最终单位，最后根据所抽的基本单位组成共50万字的样本进行调查，用取得的样本资料来推断总体。二阶段抽样一方面保持了整群抽样的样本比较集中，便于调查，节省费用等优点，另一方面因为小说文本总体数目过大，所以采用二阶段抽样又避免了对群内单元的过多调查造成的浪费，充分发挥了抽样调查的优点。该抽样目的是在繁杂的小说文本中抽取有代表性的样本进行调查。 针对新闻报刊这一类别，我们采用构造周抽样法。构造周抽样法是在总体中从不同的星期里随机抽取周一到周日的样本，并把这些样本构成“一个周”(即构造周)。构造周抽样法基于报纸的内容结构，在以星期为单位周期变化的前提下，通过在不同星期中抽取星期一至星期日的样本来反映总体，它避免了简单随机抽样中产生的“周期性偏差”，同时考虑了时间因素。有关的研究成果表明，一年抽取2个构造周的样本便能可靠地反映总体。我们首先要确定具有代表性的抽样来源，然后再进行抽样。人民网是世界十大报纸之一《人民日报》建设的以新闻为主的大型网上信息交互平台，也是国际互联网上最大的综合性网络媒体之一，是国家重点新闻网站的排头兵，其影响力和代表性很强，因此我们可以从人民日报–人民网中采集文本。人民日报非周末版的版面结构基本是固定的，而周末版无论在内容上还是在信息量上都与非周末版不同。若简单随机抽样，就会出现周末版的样本偏多或偏少的情况，产生“周期性偏差”，使样本不能有效地反映总体而失去代表性。因此，我们可以采用构造周抽样法从人民日报中进行抽样。 针对网络推文类别，因为网络在生活中占比日益增多，所以在对网络推文部分的数据采集中，根据经验以及资料选取网民所使用最多的APP进行文字采样，使所采集到的文本都具有广泛性与代表性。然后采用简单随机抽样法对APP中的文字进行选取。简单随机抽样是从含有N个个体的总体中逐个抽取且每个个体被抽到的概率相等的一种抽样方法。由于网络瞬息万变，文字变化性极强，因此采用简单随机抽样具有一定的随机性，所采样的数据也有一定的代表性。但又由于不同时段网络信息的不同，为保证样本随机性，我们将定时进行简单随机抽样。将每日的24小时分成24个时段，利用matlab从1~24中随机生成两个随机数作为被抽取的两个时段。又考虑到工作日与周末网民浏览内容的不一致性，因此一周七天均进行两次随机抽样。 2.2. 数据的处理 如图1所示，整个数据处理过程概述的流程大致经过了转化、统计、作图三个步骤实现。我们需要得到字母的频数来看出，哪些字母是最常用的，以及他们的使用情况。同时我们还需要计算出相应的频率来看看，对于不同种类的汉字使用领域而言，频率变化情况是否相同。在我们后续的示例验证中，通过频率折线图的绘制，可以很明显的看出，在不同的领域中，字母的使用频率变化情况基本一致。这与我们所提出的假设是基本相符的。同时，通过数据处理后观察到的频数，我们可以很直观的了解到有些字母在汉字拼音中使用的重要性。同时我以为键盘的设计提供充分的证据证明这些字母位置摆放所需要考虑的重要性。 图1. 数据处理流程图 在转化过程中，对于所采样的数据将其转化为拼音后，对其频数进行统计。本文主要利用python语句，编写程序来完成频数的统计，先通过来完成汉字到拼音的转化，然后对英文字母的频率进行概率统计。在转化程序中，引用了xpinyin.py包来完成汉字到拼音的转化，转化过程中需要注意对多音字的处理以及提前需要将文本中的标点数字删除。编者自行完成的程序虽然能够完成转化，但通过引用xpinyin.py模块，可以使程序更加完备，能够完成对多音字等等各方面的需求。 统计程序较为简单，可以将文本转化为字符串进行去重统计。但由于所统计的文本量较大，因而可以通过将文本转化为字符数组的方式来完成频数的合计。需要提前载入re模块以及collections模块来完成该程序。 数据处理以及作图用excel处理较为简单，我们先通过excel中的match函数完成了对不同字母频数的索引，然后以所有种类文章总字母频数由高到低顺序为基准排列顺序，并将总字母频数、小说字母频数、新闻字母频数、网文字母频数四类字母频数按照相同顺序放在一起进行比较，并通过公式编辑计算出频率，将四类的频率分布折线图绘制出来放在一起进行比较。从而较为直观的看出四类频率的差别与变化情况。 频数又称“次数”，指变量值中代表某种特征的数(标志值)出现的次数。按分组依次排列的频数构成频数数列，用来说明各组标志值对全体标志值所起作用的强度。对于本文频数即为所统计的样本中不同字母所出现的次数，将字母频数大小按照从高到低排序即可统计出中文中字母使用频率的大小，频数越大就说明该字母在键盘输入时的使用频率就越高，最终可由样本频数的大小推断中文中字母频数使用的大小。
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user: 4. 结论 通过上述分析可知，中文字母的使用频率不同于英文的使用频率。中文中使用频率最高的五个字母为：i、n、a、u、h (见表3)；英语中最常用的前五个字母是e、t、a、o、I (见表4)。这种差异说明中文和英文在字母使用上存在较大差异。但是，e、a、o三个元音音标的使用频率无论在中文还是英文中的使用频率都很高。 Table 4 Frequency of use of English letter 字母 使用频率 字母 使用频率 字母 使用频率 E 0.1268 L 0.0394 P 0.0186 T 0.0978 D 0.0389 B 0.0156 A 0.0788 U 0.0280 V 0.0102 O 0.0776 C 0.0268 K 0.0060 I 0.0707 F 0.0256 X 0.0016 N 0.0706 M 0.0244 J 0.0010 S 0.0634 W 0.0214 Q 0.0009 R 0.0594 Y 0.0202 Z 0.0006 H 0.0573 G 0.0187 表4. 英文字母的使用频率 这种差异可能在于现代汉语拼音的设计，i、n、a构成了拼音的韵母成分，出现在大部分的汉字中，成为使用频率最高的字母。另一种可能是由于中文的改变，可能是字词的改变，也可能是发音的改变，如从单音节变为双音节。 我们认为形成以下差异可能有以下几个原因 (1) 现代汉语拼音的设计方式常用这些字母 首先，可以观察汉语拼音字母表的构成，包括单韵母a、o、e、i、u、ü，其中这六个字母除ü外，都为调查结果中排序较为考前的字母，观察前鼻韵母、后鼻韵母表不难看出，这些韵母都是由单韵母之间或与n结合构成，所以可以认为出现这样的字母常用度顺序与汉语拼音的设置模式息息相关，同样的例子还比如字母h，他除了本身作为声母h，同时还参与构成了整体认读音节zh、ch、sh，从而提高了字母利用率 [ 8 ]。 (2) i、a、u、o等字母音节简单，易于发音，常用于口语 通过观察常用字母i、a、u、o的发音方式，如a (“啊”)，我们在发此音时，只需“嘴唇自然张大，舌放平，舌头自然放置，声带颤动”可以说只需要靠嘴唇声带结合发生，发音难度低，但例如一频率较低音节“z”，则需要“舌尖抵住上门齿背，阻碍气流，让较弱的气流冲开舌尖阻碍，从窄缝中挤出，摩擦成音。”，同时需要牙齿、舌头、最初、声带多处配合完成发音，发音难度相对难度有所提高，倒排结论的顺序，不难发现出现频率较低的字母，大多数发音都较为复杂，需要多个口部器官配合 [ 9 ]。 (3) 汉字读音发展史影响 在中国汉字读音发展史过程中，原本是没有拼音的，最初采用的是直音和切音的方式进行汉字认读，直音即为直接引用它字读音的方式，如“跟”同“根”、“畔”同“叛”等，这种音同字不同的发音命名方式直接提高了本身就较为常用音节的出现频率。同理，切音的读音命名方式，其实也间接提高了常用音节的出现频率 [ 10 ]。例如“冬，都宗切”，因为被命名字的读音其实也是源于原始的两个字。因而，汉字古时的读音方式就决定了未来字母的出现频率会使部分字母使用率偏高，而部分字母很少出现。
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user: 摘要 微课是一种新兴的教学模式，其核心资源是微课视频。针对当前普通化学微课视频中存在的完备性较差、学生主体地位不突出及理论与实践结合不够紧密等问题，本文提出了相应的解决办法。首先，在理论型微课视频的设计中引入互动式教学，通过师生间的互动以提升课堂教学效果。其次，将分层式的教学模式融入到实验型教学微课视频中，以加强理论知识与实际应用的相互融合。最后，以学生为主体，设计三种不同类型的习题型微课视频，对学生因材施教，提升其学习的效率。
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user: 1. 引言 普通化学课程是高等理工科院校为非化工类专业的学生所开设的一门公共基础课，其内容涉及无机化学、分析化学、有机化学及物理化学等相关知识领域，体现了化学与工程技术间的交叉互融，有助于加强学生对化学学科的全面认识，培养其利用化学基本原理去解决实际问题的能力。然而，当前普通化学课程存在学时较短、趣味性较差等问题，其实际教学效率大打折扣 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。 随着信息技术的飞速发展，教学的模式和理念也随之发生着深刻的变革。作为一种新兴的教学模式，微课具有教学时间短、教学针对性强及学习形式多样等特点，利于实现学习的移动化、微型化及碎片化，有效地弥补了传统教学的不足之处，教学效率极大提高 [ 4 ] [ 5 ]。微课包含了教案、课件、教学视频及习题等教学资源，并以教学视频为核心资源 [ 6 ]，因此教学视频水平的高低将直接影响微课教学的整体质量。