mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
植物病媒昆虫的翅型分化

翅多型现象是昆虫非遗传多型性的一种表现,包括不具飞行能力的短翅型或无翅型,以及可以进行长距离迁飞的长翅型或有翅型。翅多型现象常发生在可以携带病原并将其传播给植物宿主的媒介昆虫中,对植物病害的时空分布与暴发有重要影响。本文从翅型分化的遗传规律、诱导因素、分子机制和伴随翅型分化的其他生理表现4个方面,对植物病原主要传播媒介蚜虫和飞虱的翅型分化研究进行综述和梳理。昆虫翅型分化的诱导因素主要包括温度、湿度和光周期等非生物因素以及虫口密度、宿主营养、病毒等生物因素;而其内在的分子机制大多是通过胰岛素/胰岛素样生长因子信号(IIS)通路、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun NH2-terminal kinase, JNK)信号通路、Wingless和嗅觉受体SaveOrco等调控。翅型分化的同时伴随着生理状态的变化,表现为短翅型具有更强的繁殖能力和长翅型含有更丰富的飞行肌结构成分。目前,昆虫翅型分化的研究尚不够完善,有许多需要解答的问题,如找到胰岛素/胰岛素样生长因子信号通路中真正发挥功能的靶基因,JNK如何调控翅型分化以及虫媒病毒影响媒介昆虫翅型的分子机理。本综述可为控制虫媒病原的传播以及其他昆虫翅多型的研究提供参考。
甬优系列籼粳杂交稻产量及氮素吸收利用的差异

从24个甬优系列籼粳杂交稻品种(系)中,根据不同产量水平和氮素农学利用率筛选出具有代表性的3种类型(高产氮高效、高产氮中效、中产氮中效),系统比较各类型产量和氮素农学利用率,以探究高产氮高效型籼粳杂交稻产量和氮素吸收利用特征。结果表明,高产氮高效型产量显著高于高产氮中效型和中产氮中效型,分别高4.04%~4.38%和13.37%~13.41%,其高产原因在于群体颖花量大,能达到5.87×10~8~6.20×10~8 hm~(–2)。与高产氮中效型和中产氮中效型相比,高产氮高效型成穗率高,能保持在68.83%~70.05%;抽穗期叶面积指数高,且生育后期衰减平缓,成熟期叶面积指数在3.85以上;抽穗至成熟期干物质积累量大,达7.91~7.99 t hm~(–2),全生育期干物质量可达21.15~21.46 t hm~(–2)。在氮素吸收利用方面,高产氮高效型总吸氮量显著高于高产氮中效型和中产氮中效型,分别高5.07%~5.14%和4.50%~5.96%;拔节至抽穗期和抽穗至成熟期氮素吸收速率表现为高产氮高效型>高产氮中效型>中产氮中效型,花后茎鞘氮素转运量、穗部氮素积累量和氮素收获指数也有相同表现;氮素回收利用率、农学利用率、生理利用率和偏生产力均以高产氮高效型最高;高产氮中效型除氮素回收利用率和百千克籽粒吸氮量外,其他各项氮素利用指标均高于中产氮中效型。
新型冠状病毒肺炎诊断流程的构建及评价

目的构建新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的诊断流程(简称湘雅流程),评估其准确度。方法纳入2020年1月23日至2月3日在中南大学湘雅医院排查COVID-19的≥12岁人群连续队列,按时间顺序分为试验库和验证库;记录该队列患者的性别、年龄、病程、流行病学史及发热,检测血常规及流感抗体。所有患者均行胸部CT,评价罹患COVID-19的可能性(第1类和第2类被认为CT-COVID-19阳性,可能为COVID-19),评估肺受累范围。按国家卫健委推荐诊疗方案(简称卫健委方案),采集疑似病例咽拭子标本,实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测新型冠状病毒核酸,在试验库中计算流行病学史、发热、血淋巴细胞降低及CT检出核酸阳性的效能,多指标构建COVID-19诊断的湘雅流程,检验湘雅流程及卫健委方案检出核酸阳性的效能,最后在验证库内验证湘雅流程的效能。结果共纳入382例排查者,其中试验库261例、验证库121例;男192例(50.3%)、女190例(49.7%), 中位年龄35岁(范围:15~92岁),有流行病学史183例(47.9%)、发热275例(72.0%)、血淋巴细胞降低212例(55.5%),胸部CT异常114例(29.8%), CT-COVID-19阳性43例(11.3%),咽拭子核酸阳性30例(7.9%)。胸部CT检出核酸阳性的灵敏度及特异度分别为0.950与0.704,准确度(0.809)均高于流行病学史(0.660)、发热(0.532)及血淋巴细胞降低(0.596)(P=0.001、0.002、0.003)。湘雅流程与卫健委方案均具有较高的灵敏度(均为1.000),但特异度、准确度均高于后者(0.872比0.765、0.778比0.592,均P<0.001)。湘雅流程需检测核酸的人数少于卫健委方案(31比64例),相差率为51.6%,核酸检测阳性率为64.5%(20/31)。在验证库中,湘雅流程筛选疑似病例的准确度为0.967,核酸检测阳性率为76.9%(10/13)。结论湘雅流程能预判新型冠状病毒核酸的检测结果,在流行期内可作为湖北省外地区≥12岁人群筛选COVID-19疑似病例的参考,但还需扩大样本进一步验证。
乡村发展与重构格局特征及振兴路径——以广西为例

乡村重构是实施推进乡村振兴战略的重要手段,系统开展典型地区乡村发展与重构的格局特征及问题识别研究,是新阶段面向乡村振兴战略需求科学施策的基础。以广西为案例地,基于熵值法支持下的TOPSIS模型,分时段综合评价全区乡村发展水平和乡村重构强度的格局特征,识别乡村发展与重构的问题区域,探讨实现乡村振兴的调控路径。结果表明:研究期内广西乡村发展水平快速提升,乡村地域正在由相对均质走向异质发展态势;各研究时段经济、社会、空间重构强度均值逐渐增大,经济重构愈发加快,空间重构后来居上但仍相对滞后;经济—社会—空间重构耦合度和协调度均值逐渐提升,但当前协调水平仍然不高。基于上述研究,识别出乡村发展与重构存在若干问题的7类计37个县域,问题区域的形成折射着地理环境影响的痕迹,是社会经济要素变化背景下地形地貌、区位条件、资源条件、经济基础、行为主体、区域政策多种因素综合作用的结果。乡村地域的健康发展有赖于经济—社会—空间的协调耦合,乡村振兴的实现既需要从宏观层面统筹谋划乡村重构的区域路径,还需要针对问题区域及其关键领域研制促进乡村社会经济发展和空间优化的调控措施。
南京内城商业绅士化发育特征研究

商业绅士化是指城市中传统商业、居住或工业被更高价值商业取代和置换的现象,与居住绅士化互为因果。由于城市发展阶段、模式和管制环境不同,不同国家和地区商业绅士化社会空间特征表现出显著差异。20世纪末以来,在城市社会空间转型语境下,具有异域风情的餐厅、酒吧、咖啡馆、健身房等高档消费场所置换传统住宅或社区商业并在城市特定空间中集聚,是中国最典型的商业绅士化现象。遴选出符合商业绅士化特征的六类高端商娱场所,采用空间核密度等方法,对2008年和2018年南京内城上述商娱场所空间集聚、演进模式和机理效应进行分析。研究发现:①商业绅士化“热点区”首先出现在城市传统商业中心和文化历史街区,随后向商业中心周边和新兴商业地段跳跃式扩散;②根据实践路径差异,可将南京内城商业绅士化分为整体植入式、侵入演替式和转型升级式三种模式,分别以1912街区、南京大学—南京师范大学(南大—南师大)片区和新街口地区为代表;③经济和文化力量在推动商业绅士化的发生演化中均发挥重要作用,其中地方政府、资本联手对“商业租差”的追逐,以及年轻、高收入绅士化群体日益增长的时尚、高端文化消费需求,从供需两端驱动着商业绅士化过程;④商业绅士化在提升城市商业活力和经济效益的同时,也在一定程度上产生对原住居民和低端商业的排挤和置换效应。
芦可替尼挽救性治疗慢性移植物抗宿主病的效果及安全性

目的探讨低剂量芦可替尼治疗异基因造血干细胞移植术后出现慢性移植物抗宿主病(cGVHD),经一线和二线药物治疗无效患者的疗效和安全性。方法回顾性分析2018年7月9日至2019年5月23日期间就诊于安徽省立医院,经一线和二线药物治疗无效的cGVHD患者的临床资料。患者均加用低剂量芦可替尼治疗(剂量:患者体质量≥25 kg,5 mg/次,2次/d;体质量<25 kg,2.5 mg/次,2次/d)。每周或每两周评估治疗疗效和药物安全性,若病情好转则每周或每两周减量2.5 mg直至停药。结果共47例患者纳入研究。芦可替尼中位服用时间55(21~154)d,中位起效时间14(7~28)d,总体反应率为87.2%(41/47例),完全反应率为63.8%(30/47例),部分反应率为23.4%(11/47例)。其中轻度13例,总体反应率为100%(13/13);中度21例,总体反应率为90.5%(19/21);重度13例,总体反应率为69.2%(9/13)。各器官总体反应率最高的是胃肠道达100%(7/7例),其次为皮肤95.8%(23/ 24例)、肝83.3%(5/6例)和肺部76.9%(10/13例)等;器官完全反应率最高的是皮肤达95.8%。服药期间出现血细胞减少8例(17%),其中出现3~4度血红蛋白下降2例(4.2%);出现巨细胞病毒再燃3例(6.4%)。停药后cGVHD复发6例(12.7%),复发中位时间为35.5(7~90)d,再次加用芦可替尼后均好转,再次服用芦可替尼反应中位时间为7(5~14)d。中位随访时间为208(33~412)d,死亡3例(6.4%),均死于重度肺部感染;原发病复发3例(6.4%),患者6个月总生存率达95.7%。结论低剂量芦可替尼挽救性治疗cGVHD患者具有较好的疗效并且安全性良好。
新型冠状病毒肺炎疫情期间方舱医院方舱CT影像检查流程及规范经验

自2019年12月在湖北武汉发生新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情以来,已累计确诊感染患者80 424例(截至2020年3月3日),对国民健康及经济生活造成了深刻的影响。方舱医院方舱CT在此次疫情防控中做出了重大贡献。与常规医院内的CT机房相比,方舱CT在感染区域设置、防护隔离措施和检查流程等方面均有很大不同,本文从机房设计、人员配置职责、感染区域划分、检查流程、防护和消毒等方面做一总结。
鄂尔多斯盆地东南部延长组7段页岩有机孔发育特征及其影响因素

近年来的研究发现,鄂尔多斯盆地东南部延长组7段(长7段)中-低成熟度页岩中发育有机孔,但是对于影响陆相页岩储层中有机孔发育的影响因素有待进一步深入研究。借助氩离子剖光和场发射扫描电镜分析等技术,研究了鄂尔多斯盆地东南部长7段页岩中不同类型固体有机质中有机孔发育特征,并统计分析了不同成熟度页岩样品中干酪根和运移固体有机质的有机孔径和有机孔面积占有机质面积的百分比(S_R),以此为基础讨论了影响有机孔发育的主要因素。结果表明,长7段中不同成熟度页岩(R_o:0.50%~1.25%)中有机质均发育有机孔,但是干酪根和运移固体有机质中的有机孔发育程度具有明显差异。沉积有机质(干酪根)主要以顺层富集、孤立分散及与粘土矿物共生3种形式赋存在页岩中,有机孔发育程度相对较低,有机孔面积占有机质面积的百分比介于0~44.13%,一般小于10%,平均6.03%;有机孔孔径主要在10~40 nm。运移固体有机质主要赋存在刚性颗粒粒间孔/粒间溶蚀孔、刚性颗粒与粘土矿物间粒间孔/粒间溶蚀孔和黄铁矿晶间孔等无机矿物孔中,有机孔发育程度较高,有机孔面积占有机质面积的百分比介于0~46.51%,一般小于30%,平均23.05%;孔径较大,主要在50~100 nm。长7段页岩中有机孔的发育程度主要受控于固体有机质类型、运移有机质丰度和有机质成熟度,运移固体有机质丰度越大,有机质成熟度越高,有机孔越发育。
渤海湾盆地黄河口凹陷新近系油气富集模式与成藏主控因素定量评价

长期以来油气成藏定量研究是油气勘探研究的难点。文章基于三维地震、测井以及录井等资料,对渤海湾盆地黄河口凹陷新近系油气成藏条件、富集模式和成藏主控因素进行了系统研究。指出黄河口凹陷新近系油气主要富集在走滑反转带和断隆带两类构造单元,具有两种不同的成藏模式。其中,走滑反转带新近系的油气运移能力受油源断层的活动强度和古近系区域盖层厚度共同控制;断隆带新近系油气运移的能力受仓储层的输导脊和切仓断裂共同控制。并建立了两类不同成藏模式下表征油气输导能力的定量模型和公式。进一步指出,新近系构造-岩性圈闭在具备供烃条件时,其成藏规模仍受到"断-砂"接触程度的控制。砂体与油源断层的总接触面积越大,其内部油气充满度一般越高。
渤海海域太古界深埋变质岩潜山优质储集层形成机制与油气勘探意义

深埋变质岩潜山风化壳相对致密,裂缝发育程度是储层优质的决定因素。利用岩心、铸体薄片、荧光薄片、扫描电镜、常规物性等实验分析方法,对渤海海域渤中19-6构造太古界深埋变质岩潜山优质储集层形成机制进行分析。研究表明,渤中19-6构造太古界以片麻岩、变质花岗岩和混合岩为主,岩石中长英质矿物含量高、地层脆性强,极易形成裂缝,为优质储集层的发育创造了较好的岩性条件;持续动力破碎作用使潜山内幕发育大规模裂缝发育带和动力破碎带,是变质岩优质储集层形成的关键;风化作用影响下潜山顶部形成大量次生溶蚀孔和沿裂缝溶蚀扩大孔,但深埋作用使顶部风化壳相对致密。在上述控制因素指导下,建立了"垂向贯通,横向连续"大型深埋变质岩优质储集层分布模式。
润湿性影响下低渗透储层地层水矿化度预测--以鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组长8~1段为例

测试资料表明,鄂尔多斯盆地陇东地区低渗透储层地层水矿化度变化很大,且储层受到复杂润湿性影响,基于自然电位和储层电阻率~孔隙度组合预测地层水矿化度等经典方法均失效,给储层含油饱和度预测带来巨大困难。因此,在假设储层地层水矿化度与邻近泥岩层束缚水矿化度近似相等的前提下,首先选取邻近泥岩层中稳定部分(高自然伽马、未扩径和低电阻率),读取电阻率和声波时差数据。其次,完成邻近泥岩层声波时差数据的压实校正。然后,通过电阻率和校正后声波时差交会图,实现对不同矿化度下(0~20,20~40,40~60以及大于60 g/L)邻近泥岩层识别,进而提出一种利用邻近泥岩信息确定储层地层水矿化度的方法,预测结果得到了实验分析数据的验证。最后,利用该方法预测了106口井长8~1储层地层水矿化度资料,结合69份地层水分析矿化度,绘制了陇东地区长8~1储层地层水矿化度平面分布等值线图,有助于地层水矿化度的准确选择和平面分布规律研究。同时,为润湿性影响下的低渗透储层地层水矿化度预测提供了一种可行的解决办法,并具有普遍适用性。
运动锻炼联合膳食控制对2型糖尿病大鼠糖代谢、胰岛素抵抗形成和血脂代谢的影响

目的:研究运动锻炼联合膳食控制对2型糖尿病大鼠糖代谢、胰岛素抵抗和血脂代谢的影响。方法:35只Wistar大鼠随机取10只作为正常对照组,其余25只建立2型糖尿病模型,选择建模成功的20只大鼠随机分为模型对照组和运动联合膳食干预组。正常对照组大鼠自由活动、给予标准饲料;模型对照组大鼠自由活动、给予高脂高糖饲料;运动联合膳食干预组大鼠给予游泳训练、给予标准饲料。3组大鼠的干预期均为8周。分别于试验开始前、造模后运动锻炼前、运动4周和运动8周测定各组大鼠体质量和每日摄食量。分别于运动锻炼前及运动锻炼8周测定各组大鼠空腹血糖(fast blood glocuse,FBG)、血清胰岛素(fast insulin,FINS)、甘油三酯(triglycerides,TG)、胆固醇(cholesterol,TC)和低密度脂蛋白-胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C),进行葡萄糖耐量实验(glucose tolerance test,GTT)及胰岛素耐量实验(insulin tolerance test,ITT)评估胰岛素抵抗情况。运动锻炼结束后取胰腺组织测定葡萄糖激酶(glucose kinase,GK)及三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)酶活性,采用实时聚合酶链反应定量(RT-PCR)检测胰腺组织IRS-1、PI3K、PKB和mTOR mRNA的表达,采用Western blot测定胰腺组织IRS-1、p-IRS-1、PI3K、PKB、p-PKB、mTOR和p-mTOR的蛋白表达。结果:①干预4周和8周时膳食运动干预组大鼠体质量较模型对照组明显增加、每日摄食量差异显著(P<0.05)。②8周干预后运动膳食干预组大鼠FBG、FINS、HOMA-IR、AUCGTT和AUCITT均较模型对照组大鼠明显降低(P<0.05)。③8周干预后运动膳食干预组大鼠TG、TC和LDL-C均较模型对照组大鼠明显降低(P<0.05)。④经过8周干预后运动膳食干预组大鼠胰腺组织GK和ATP酶活性均较模型对照组大鼠明显增加(P<0.05)。⑤经过8周干预后运动膳食干预组大鼠胰腺组织IRS-1、PI3K、PKB mRNA均较模型对照组大鼠明显增加,mTOR mRNA较模型对照组明显降低(P<0.05)。⑥经过8周干预后运动膳食干预组大鼠胰腺组织IRS-1、p-IRS-1、PI3K、PKB和p-PKB蛋白均较模型对照组大鼠明显增加,mTOR和p-mTOR蛋白较模型对照组明显降低(P<0.05)。结论:运动锻炼联合膳食控制可控制2型糖尿病大鼠的血糖,改善胰岛素抵抗,调节血脂紊乱,增加胰腺组织GK和ATP酶活性,并且对IRS/PI3K-Akt信号通路具有调节作用。
活性维生素D_3调控NF-κB信号通路对糖尿病肾病大鼠肾脏保护作用机制研究

目的:探讨活性维生素D_3调控NF-κB炎症信号通路对2型糖尿病肾病大鼠肾脏的保护作用及机制;寻找维生素D在治疗糖尿病肾病中的最佳浓度。方法:将SD大鼠70只随机分成正常对照组(10只)、DN模型组(60只),且DN模型组进一步分为花生油组、厄贝沙坦组、维生素D低剂量组、维生素D中剂量组、维生素D高剂量组(每组各10只)。正常组以普通饲料喂养,模型组分别以上述处理方式进行灌胃。6周后处死大鼠称取体质量,采血检测空腹血糖(fasting blood glucose,FBG),收集24 h尿液计算尿量、测24 h尿蛋白定量;留取肾脏组织,HE染色观察肾组织病理学变化;实时荧光定量PCR检测肾脏组织中NF-κB及其下游单核细胞趋化因子-1(monocyte chemotactic protein1,MCP-1)的mRNA表达;Western blot检测炎症因子NF-κB及MCP-1蛋白表达。结果:①在血糖、24 h尿蛋白,维生素D低剂量组较花生油组明显下降[分别为18.20(16.25,21.25)、32.24(26.09,37.68)与23.55(22.75,24.60)、72.52(50.38,84.93),均P<0.05]。②正常组大鼠HE染色可见肾小球形态完整,系膜区无明显增生,毛细血管腔规则,毛细血管袢形态规则;花生油组肾小球体积缩小,系膜区明显增宽,肾小球系膜细胞增生,毛细血管壁增厚;厄贝沙坦组较花生油组增生减轻;维生素D高剂量组、中剂量组、低剂量组肾小球系膜区均有增宽,但维生素D低剂量组增宽程度最轻。③维生素D低剂量组的NF-κB及MCP-1的mRNA水平较正常组花生油组明显下降[分别为1.72±0.002、0.67±0.01;3.57±0.40、3.57±0.37,均P<0.05];但厄贝沙坦组与维生素D低剂量组比较无统计学差异。④NF-κB的蛋白表达水平在各组间均无统计学差异,维生素D低剂量组的MCP-1蛋白表达水平较花生油组、维生素D中剂量组下降最为明显[分别为0.47±0.17与0.91±0.30、1.22±0.18、0.93±0.43,均P<0.05)。结论:维生素D能通过下调NF-кB炎症信号通路,有效地缓解糖尿病肾病的肾脏损伤;维生素D低剂量[0.03 μg/(kg·d)]在糖尿病肾病的保护作用中为最佳浓度。
模式识别结合多指标成分定性及定量分析3个主产区紫苏叶特征成分

目的对3个产地紫苏叶药材特征性成分进行差异性分析。方法采集了不同主产区20批紫苏叶药材,分别采用指纹图谱、UFLC-Q-TOF-MS定性鉴别及HPLC多指标成分定量结合聚类分析的方法对紫苏叶药材的特征性组分进行差异性分析。结果3个产区20批次药材叶指纹图谱相似度均在0.900以上,因而无法通过相似度区分不同产地药材;进一步以UFLC-Q-TOF-MS及对照品对照鉴定了指纹图谱中21个特征峰成分;并对其中6个黄酮苷、2个酚酸及1个单萜主要特征组分含量进行了对比分析,结果显示总黄酮苷含量3个产地差异并不明显,而酚酸及紫苏醛成分产地间差异显著,其中安徽太和县产区药材中酚酸总含量明显高于广东英德和河北安国产地,广东英德产紫苏叶中紫苏醛成分含量较高,结合聚类分析可以将3个产地紫苏叶药材进行区分。结论多指标成分定性定量能较准确地分析不同产地紫苏叶药材的质量状况,比单一含量测定或指纹图谱相似度评价方法更为客观,也为紫苏叶药材质量控制及产地优选提供了参考。
基于人工神经网络模型的黄芩提取物性状-成分与药效相关性研究

目的探索将性状指标(颜色与味道)引入到黄芩提取物质量评价体系中,建立全面科学的黄芩提取物质量评价方法。方法参考《中国药典》2015年版一部方法制备各种黄芩提取物样品,分别测定样品的性状(颜色和味道)、成分(4种黄酮类成分黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素)的含量及药效(体外抑菌率),采用人工神经网络(ANN)分别建立以下模型:颜色-抑菌率ANN模型、味道-抑菌率ANN模型、成分-抑菌率ANN模型、颜色/味道-抑菌率ANN模型、颜色/成分-抑菌率ANN模型、味道/成分-抑菌率ANN模型、颜色/味道/成分-抑菌率ANN模型,通过比较以上7种模型的预测能力,探索黄芩提取物整体质量评价方法。结果采用颜色、味道与成分含量3种指标相结合与体外抑菌率所建立的ANN模型训练和预测能力最好,其中r2最高(r2=0.92),均方根误差(RMSE)最低(RMSE=3.54),说明颜色、味道与成分含量3种指标之间存在信息互补,3种指标相结合能快速准确地预测体外抑菌率。结论本研究证实将性状指标引入到现有的黄芩提取物质量评价体系中,性状结合成分含量指标能全面快速评价黄芩提取物的整体质量。
基于响应面法优选美洲大蠊口腔原位温敏凝胶的制备研究

目的制备美洲大蠊Periplaneta americana口腔原位温敏凝胶。方法采用自由基聚合法首次以N-异丙基丙烯酰胺(NNIPAM)和甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)合成聚(N-异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸羟丙酯) [P(NNIPAM-HPMA)]作为温敏材料;通过冷溶法制备美洲大蠊口腔原位温敏凝胶,采用Box-Behnken设计响应面法,以溶蚀时间、胶凝时间为评价指标,在固定美洲大蠊提取物用量基础上,对羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)、P(NNIPAM-HPMA)的用量进行优选。结果通过原位聚合法合成了P(NNIPAM-HPMA)温敏材料;并用响应面法优选了可用于口腔的美洲大蠊原位温敏凝胶的处方,优选的处方为美洲大蠊提取物10%、HPMC 3.0%、PVP K30 9.5%、P(NNIPAM-HPMA) 10.0%,其溶蚀时间为2 h,胶凝时间8~9 s。结论优选得到美洲大蠊口腔原位温敏凝胶,为美洲大蠊提取物的口腔原位局部的临床应用奠定了科学依据。
小柴胡汤治疗早期新型冠状病毒肺炎(COVID-19)邪热郁肺、枢机不利证功效网络分析与机制预测

目的研宄小柴胡汤在治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)邪热郁肺、枢机不利证过程中的功效作用网络及潜在机制,分析方剂中抗新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的活性成分。方法首先查阅文献分析COVID-19邪热郁肺、枢机不利证与小柴胡汤适应证的方证对应关系,继而运用网络药理学技术Cytoscape 3.6.0等软件分别构建小柴胡汤“中药方剂-活性成分-关键靶点”功效作用网络,并确认方中抗SARS-Co¼2活性成分,从多方面分析小柴胡汤治疗早期COVID-19邪热郁肺、枢机不利证的功效作用及机制。结果己有文献报道中药潜在抗SARS-CoV-2活性成分48个;共分析出小柴胡汤中治疗肺炎、调节免疫的活性成分140个,其中黄芩素、芒柄花素、槲皮素等12个成分具有潜在抗SARS-CoV-2活性。小柴胡汤中活性成分通过IL-6、N0S2、ESR1等95个关键靶点进行肺炎治疗和免疫调节,涉及TNF信号通路、IL-17信号通路、 甲型流感等多条通路。基因共表达和蛋白-蛋白互相作用(PPI)分析发现,血管紧张素转化酶II (ACE2)仅与上述靶点中NOS2具有共表达,并且在PPI互作网络中也仅与5个靶点有相互作用关系,推测ACE2靶点仅在SARS-CoV-2入侵人体的时候起到重要作用,而在病毒感染后的肺炎治疗中作用甚微。结论小柴胡汤中活性成分在抑制SARS-CoV-2活性、阻断SARS-CoV-2入侵途径、抑制炎症风暴、调节机体免疫等多方面发挥治疗COVID-19的作用;值得注意的是针对ACE2靶点设计药物可阻断病毒入侵,但对肺泡内炎症等病变疗效可能不佳,因此,这也为小柴胡汤对早期COVID-19治疗提供了多靶点、多向性空间。另外,小柴胡汤用于治疗早期COVID-19时尤应注意精准辨证用药,一是避免产生不良反应,二是避免加重COVID-19病情出现细胞因子损伤。
基于系统动力学的城市生态系统建设路径研究———以天津市为例

城市生态系统是一个复杂的巨系统,随着经济社会的发展,城市生态系统面临着诸多环境问题,研究城市生态系统建设路径对城市生态环境的改善具有重要意义.本文将影响城市生态系统建设的宏观因素分为5个主要子系统:经济子系统、人口子系统、环境子系统、资源子系统和能源子系统.利用系统动力学模型( System Dynamics,SD)构建城市生态系统的因果回路图和存量流量图,定量描述人口、资源、环境、能源与经济子系统中各相关变量之间的动态反馈关系,以模拟其建设状况及未来变化趋势.考虑到不同的政策驱动因素对城市生态系统建设的影响不同,设置了自然增长型、人口控制型、环境导向型、科技导向型、资源节约型和平衡发展型6种建设路径,通过改变主要模型参数的值来模拟关键变量的变化.研究发现,城市生态环境问题是人口增速过快、产业发展不均衡、水资源匮乏等综合原因造成的.最适合天津市的发展路径是在控制人口增量的同时加强人才引进政策,以此来提高全市科技发展水平,在增加供水方面不仅要依靠科技进步来促进再生水利用量,还要增加外来调水.
基于网络药理学和分子对接法探索肺毒清治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的潜在活性成分

目的以网络药理学和分子对接法探索肺毒清治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)活性化合物。方法利用中药系统药理学分析平台(TCMSP)获得肺毒清中木蝴蝶、栀子及苦参3味中药相关的成分和作用靶点,通过UniProt数据库查询靶点对应的基因;采用STRING平台构建靶点PPI网络;通过DAVID进行GO(gene ontology)生物过程及KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析,对核心靶点进行网络拓扑分析,运用Cytoscape 3.7.0构建成分-靶点网络,分析预测其作用机制。肺毒清中核心化合物与新型冠状病毒(SARS-CoV-2)3CL水解酶进行分子对接,同时将结合能最低的前3位化合物与血管紧张素转化酶II(ACE2)进行分子对接。结果成分-靶点网络得到269个节点,4 204条边,其中包括槲皮素、β-谷甾醇、山柰酚等50个成分,关键靶点有JUN、AKT1、TP53、PTGS2、FOS、ESR1等。GO功能富集分析得到GO条目2 187个(P<0.05),其中生物过程(biological process,BP)条目1 877个,细胞组成(cellular component,CC)条目105个,分子功能(molecular function,MF)条目205个;KEGG富集筛选得到25条信号通路(P<0.05),主要有乙型肝炎通路、致癌通路、肿瘤坏死因子信号通路、胰腺癌、弓形虫病通路等;木犀草素(-26.78 kJ/mol)、槲皮素(-26.36 kJ/mol)、去甲脱水淫羊藿黄素(-25.94 kJ/mol)作用于SARS-CoV-2 3CL水解酶的分子对接结合能最低。结论肺毒清的活性化合物通过作用于JUN、AKT1、TP53、PTGS2、FOS、ESR1等靶点,与ACE2结合,调节多条信号通路,对COVID-19有潜在治疗作用。
污水河道污泥中大肠杆菌抗生素抗性与金属耐受性的耦合分析

城市污水河道受人为活动的影响,可能作为抗性细菌与抗性基因的储库,给人类生产生活带来巨大的威胁.本研究以中国寒区城市污水河道污泥为取样点,研究大肠杆菌( Escherichia coli)的抗生素与金属的耐药现状,以评估中国寒区城市水环境受抗性细菌污染的情况与传播抗性的风险.利用选择性培养基从河道淤泥中分离出455株肠杆菌,并从中筛选出110株E. coli.抗生素表型结果显示: 69.1%的E. coli分离株对至少1种抗生素具有抗性,其中,抗性最高的是氧四环素( 42.7%);所有的E. coli对亚胺培南和呋喃妥因没有抗性;分离株E. coli DL27对检测的17种抗生素中的13种具有抗性,分离株E. coli DL18、分离株E. coli DL46对12种抗生素具有抗性.金属抗性表型检测结果显示: 40.9%的E. coli对银( Ag)具有耐受性,3.6%的分离株对汞( Hg) 、锌( Zn)具有耐受性,所有菌株对铜( Cu)无耐受性;且发现分离株E. coli DL35对9种抗生素和2种金属具有抗性.对E. coli群体15种抗生素抗性基因( Antibiotic Resistance Genes,ARGs) 、4种金属耐受性基因( Metal Resistance Genes,MRGs) 、1种整合酶基因的检测结果显示,ARGs中tetA( 56.4%) 、blaTEM( 26.4%) 、sul2( 24.5%) 、sul1( 22.7%)基因的检出率最高,MRGs的检出率分别为20.0%( silB) 、13.6%( silE) 、8.2%( merC) 、16.4%( pcoE), 整合酶基因intI1的检出率为2.7%.研究表明,在河道污泥中不仅存在多重抗生素抗性E. coli,而且存在同时具有抗生素抗性和金属耐受性的E. coli.河道污泥是抗性细菌和抗性基因的储库,对人类生产生活构成了潜在的巨大威胁.
稳定天气形势下京津冀和长三角地区重度污染过程气象成因解析

基于空气质量数据、天气图、常规地面气象观测数据、秒探空资料以及高分辨率的降水数据,剖析了2015年12月19—27日发生在我国东部地区的一次大范围重度污染过程的特征及成因.结果表明,此次污染过程中,我国东部地区主要受到东路冷高压、均压场以及西路冷高压的影响,在东路冷空气及均压场的影响下,BTH( Beijing-Tianjin-Hebei)地区污染物不断累积,西路冷空气影响下污染物浓度开始降低,YRD( Yangtze River Delta)地区在稳定的均压场下污染物不断累积.污染期间,BTH及YRD近地层均有逆温现象发生,且逆温层越厚、强度越大,污染越重.此外,较低的近地面风速、较高的相对湿度,亦不利于污染物的扩散稀释,导致此次重度污染事件的发生和持续.YRD地区在重度污染发生时,有降水现象发生,导致YRD地区PM_(2.5)浓度呈现波动性变化.
沁水盆地东部武乡区块泥页岩孔隙结构特征研究

沁水盆地东部武乡区块煤系伴生泥页岩广泛发育,页岩气资源潜力大,加强该区泥页岩孔隙结构特征的研究对页岩含气性评价以及实现煤层气、页岩气合探共采具有重要意义。为此,以武乡区块X井二叠系山西组泥页岩为主要研究对象,通过高压压汞和低温液氮试验手段对沁水盆地东部武乡地区X井泥页岩孔隙结构进行了研究。研究结果表明:沁水盆地武乡区块泥页岩样品吸附曲线呈倒S型,属于Brunauer分类方案中的Ⅱ型曲线。其脱附回线属于IUPAC分类方案中的H_2型(兼具H1型及H3型), 属De Boer分类方案中的B型(兼具E型及C型) 。主要发育裂缝型孔,墨水瓶型孔次之,分选性好,开放型孔较少,连通性较差;目标层属于页岩气较差的储层段,不利于储层的吸附、扩散和渗透,但经压裂改造可改善;压汞试验测得泥页岩主要大量发育孔径在5~ 7 nm及15 nm左右的孔隙,液氮试验测得沁水盆地武乡区块泥页岩孔隙孔径集中分布在1.18 nm左右; BET比表面积为10.022~15.454 m~2 /g, 平均值约为13.342 m~2 /g,其中微孔是泥页岩比表面积的主要贡献者;孔隙直径分布在5.56 ~ 6.50 nm, 平均值为5.75 nm,平均孔径在中孔范围内。总孔隙体积在0.008 12 ~ 0.012 54 cm~3 /g, 平均孔体积为0.01 cm~3 /g。综合液氮压汞的试验分析结果可知,武乡地区X井山西组泥页岩孔隙中主要发育<50 nm的孔,其中2~50 nm的孔是总孔体积的主要贡献者。
高潜水位平原矿区采煤塌陷地复垦方向划定及规划分区

高潜水位平原矿区采煤沉陷范围广、深度大,积水严重,土地利用条件相对复杂。为科学指导该区域采煤塌陷地综合治理的设计与施工,以济宁市为例,通过收集济宁市辖区内各矿地质采矿资料、现有观测成果以及土地利用现状资料,在充分掌握采煤塌陷地损毁现状的基础上,利用概率积分预计软件对济宁市截至2020年的采煤沉陷情况进行了分区块科学预测,并确定了土地损毁程度与工程治理边界的界定标准。基于济宁市采煤塌陷地损毁特征,在科学确定土地单元利用方向的基础上,提出了适合济宁市采煤塌陷地的综合治理模式。结果表明:随着煤炭资源的开采,地表沉陷深度与塌陷范围逐步扩大,不同区域土地损毁特征显著不同;确定了影响济宁市采煤塌陷土地利用的主要影响因素有地面坡度、塌陷类型、地下水埋深、复垦难易程度、沉陷稳定性5项自然因子指标和城镇区位、交通条件、水源条件、政策导向、已治理区现状5项社会经济因子指标,从农业综合治理、生态综合治理、城市功能建设3个角度获得了土地利用评价成果;将济宁市采煤塌陷地分为东部矿区生态景观治理区、中部矿区城市功能开发治理区、西北部矿区农业综合治理区、南部矿区环湖特色产业治理区4个治理区,优化了治理区的治理利用方向与区域土地利用结构,实现了节约集约用地,促进了区域可持续发展。
生态脆弱矿区地表裂缝动态变化对土壤含水量的影响

针对我国西部生态脆弱煤矿区煤炭开采对土地生态环境的损害问题,以陕北生态脆弱矿区某矿为研究区,采用土壤水分速测仪( TDR)现场实测、统计分析相结合的方法,基于已有研究成果,研究分析采空区上方表层土壤含水量的变化与地表采煤沉陷动态地裂缝动态发育规律的关系。结果表明:采空区上方表层土壤含水量的变化与地表动态地裂缝的动态发育规律基本一致,当地表裂缝开始出现并开裂时,裂缝周围表层土壤含水量逐渐减少;当裂缝初次闭合时,表层土壤含水量也随之有小幅度回升;当裂缝再次开裂时,表层含水量也随之下降;随着工作面推进,后方裂缝闭合,表层土壤含水量也随之上升,且动态裂缝对表层土壤含水量有一定的影响范围,影响距离70 cm左右,距离地裂缝距离越近,表层含水量变化越明显,当距离超过70 cm时,表层土壤含水量基本不再变化。采动地裂缝对周围土壤含水量具有一定影响周期,且影响周期与动态地裂缝发育周期基本一致,土壤水分的变化与采动地裂缝的发育过程紧密相关,发现采动地裂缝的开裂与闭合对土壤微结构造成影响,进而影响土壤水分的蒸发与渗透,当采动地裂缝闭合后,土壤含水量将逐步恢复至采前水平。该研究具有开采工作面小尺度精细研究的特征,有助于生态脆弱矿区煤炭开采对土地生态的影响机制研究。
新疆煤炭资源开发的环境效应与保护策略研究

为提供新疆煤炭资源保护性开发与开采的对策,促进新疆煤炭资源开发与环境相适应,总结分析了我国煤炭能源基地建设规划和新疆煤炭资源赋存特征、自然生态环境条件和现有开采方法特点。分析表明,新疆地理环境特殊,与中东部地区存在较大的差异,影响采矿后环境变化的地质条件与特征不明;煤炭开采引起覆岩活动与地质灾害规律不清;煤炭开发与环境的相容性以及可采性不确定。研究新疆煤炭资源开发开采的环境效应,需要重点考虑煤炭资源开发与自然生态环境的相容性、采矿方式影响生态要素及系统的可逆性、考虑资源环境价值的煤炭资源的可采性这3类关键问题。因此,针对新疆煤炭资源与生态环境协调开发的研究不充分及区域环境容量已对煤炭资源开发规模与布局形成倒逼机制的形势,提出了新疆煤炭资源宏观开发策略与微观开采技术相结合的策略,重点需要加强新疆煤田资源赋存特征、水文循环与水资源转换特征、生态环境脆弱特征研究,划分出煤炭资源-水资源-自然生态环境组合类型;煤炭开采引起覆岩活动与地质灾害规律、生态环境损伤机理及综合考虑资源环境价值与技术经济条件的新疆煤炭资源可采性研究的建议。这些研究成果对于优化煤炭产业布局、制定合理的煤炭开发规划、选择合适的开采方式、因地制宜划定生态红线,同时对加大矿区生态环境保护力度,研究推广矿山绿色开采技术,促进新疆煤炭产业可持续发展将具有重要的现实意义。
煤矿区复垦土壤的生物改良研究进展

煤炭开采造成了大量的沉陷区及废弃地,亟待进行土地复垦,而土壤改良是土地复垦的关键和基础。我国煤炭开采大多集中于西部干旱半干旱区域,经过采煤扰动后土地极度退化,自然恢复困难,通过人工手段恢复是目前土地复垦主要的研究方向。人工恢复的关键点是对土壤的改良,提高土壤肥力,改善土壤结构,丰富微生物功能群,进而提高人工恢复的效率。综述了生物改良内涵,分析了矿区土壤改良的影响因素,植被恢复和微生物修复对土壤改良的影响,介绍了现代监测方法高光谱遥感对复垦土壤和植被的监测应用情况。总结了目前自然演替及人工演替下土壤性状的变化、影响因素、作用机制,植被、微生物在随复垦时间延长而对土壤改良的贡献,微生物复垦新技术在土地复垦中的应用以及高光谱遥感在土壤和植被的快速无损监测中的应用方法。归纳出植被恢复、微生物群落功能增强与土壤改良是相互促进的,人工复垦能加快植被恢复速率,增加土壤结构优化及养分积累,促进微生物及土壤酶活性。以丛枝菌根真菌为代表的微生物对复垦区植物的生长发育性状有显著的促进作用。微生物技术的应用是高效、低成本人工生态修复的有效手段,高光谱监测已经在土壤质量和植被长势等方面取得广泛应用,对于矿区生态环境的可持续发展具有深远的现实意义。
不同分辨率CMAQ模式系统对北京PM_(2.5)预报效果研究

自北京奥运会以来,CMAQ模式作为北京多模式预报系统的一个成员在北京空气质量预报中得到广泛应用.为了更好地发展模式系统预报性能,本文针对北京开展完整年份PM_(2.5)模拟预报效果评估,结合我国环境空气质量标准,引入IAQI预报准确率、等级预报准确率以及预报综合评分法等多项指标,研究评价不同代际不同模式分辨率CMAQ模式系统预报效果差异.研究结果表明,①新研发的CMAQ模式系统预报效果整体优于原有业务预报模式系统,综合考虑预报级别准确性和预报空气质量分指数精确度的得分评估结果显示,新一代CMAQ模式3 km空间分辨率( BJ03) 4 d预报时效内得分为73.1~ 80.5分,高于9 km空间分辨率( BJ09)和原有CMAQ模式5 km空间分辨率( CN05)和15 km空间分辨率( CN15)的预报结果综合得分.②BJ03区域的预报效果优于BJ09区域,BJ03区域预报的PM_(2.5)-IAQI准确率达42%,空气质量等级准确率达68%~ 79%,预报综合评价得分最高80.5分;而9 km分辨率CMAQ模式预报的PM_(2.5)-IAQI准确率为30%,等级准确率为53%~ 70%,预报综合评价得分最高为75.3分.③模式PM_(2.5)-IAQI预报准确率整体随预报时长增加而下降,原有业务系统CMAQ模式的CN05、CN15区域IAQI预报准确率由24 h内的27%下降至7 d预报时长的22%左右; BJ03区域IAQI预报准确率由24 h内的42%下降到4 d预报时长的29%,与之对应的BJ09区域IAQI预报准确率由24 h内的30%下降到4 d预报时长25%,至9 d预报时长, IAQI预报准确率进一步下降到22%,即达到原有业务预报系统7 d IAQI预报准确率.④模式秋冬季的PM_(2.5)预报结果整体较实况偏高,BJ03区域秋冬季较实况偏高9.2 μg·m~(-3),而BJ09、CN05和CN15区域较实况偏高25.6~ 37.9 μg·m~(-3).
关于煤炭工业绿色发展战略的若干思考———基于生态修复视角

煤炭工业正面临着前所未有的环境压力。在生态文明建设、绿色发展已经成为国家战略的新形势下,作为我国主要能源的煤炭工业一定要走绿色发展的道路。从煤炭开采对环境影响的不可避免性和严峻性以及国家绿色发展战略要求的紧迫性等方面阐述了煤炭工业绿色发展的必要性和紧迫性。从主动履行生态修复义务、全生命周期生态修复、开采与环境保护协同发展、边采边复、差异化治理、清洁循环利用和创新发展等方面提出了煤炭工业绿色发展战略的几点思考。认为主动履行生态修复义务是绿色矿山建设的前提,贯穿地质勘探、矿山设计、矿山生产、闭矿4个阶段的煤炭资源开发全生命周期生态修复是实现整体保护系统修复的基础,采复一体化与差异化的治理战略是确保绿色矿山高效建设的保障,清洁利用与创新发展是绿色矿山建设与可持续发展的动力。建议将企业主动履行生态修复和实施绿色开采作为衡量矿山是否是绿色矿山的2大核心指标;全生命周期生态修复、边采边复和差异化治理作为绿色发展的核心战略;以协同发展、创新发展作为绿色发展的核心理念。在矿山设计与生产计划中增加生态修复与绿色开采内容作为当前绿色发展迫切要解决的问题。
主动调Q次级拉曼模激光器的研究

利用主动调Q的自拉曼激光器,抑制主要频移拉曼模,使次级拉曼模受激拉曼散射输出新波长的拉曼光。首先,进行理论推导得到包含两个拉曼项的主动调Q归一化速率方程,由典型的实验装置参数和常用晶体参数对归一化拉曼增益系数、归一化损耗比、归一化初始反转粒子数进行取值。其次,通过数值模拟研究归一化参量对两束拉曼光脉冲的影响,找到可以实现次级拉曼模受激拉曼散射的参量取值范围。最后,利用实验参数计算得到的归一化变量值进行数值模拟,对结果进行分析并给出优化方案。
全息编码靶标及图像逆投影校正匹配

设计一种具有全息特性的平面编码靶标,该编码靶标利用局部编码获得该部分在靶标上的位置及靶标整体状态,可应用于位姿测量,提高了测量范围和测量精度。针对编码靶标的解码和匹配问题,提出基于靶标图像逆投影校正和相关匹配的解码算法,采用透视变换,将靶标图像重建到三维空间中,对其进行旋转校正后再投影到原像面中。改进了相关匹配算法,改进后只需搜寻编码靶标上的标志点,匹配效率得到提高。实验结果表明,所提解码匹配方法具有很好的匹配效果和匹配效率。图像逆投影校正方法可应用于摄影测量中的编码靶标解码匹配,不受编码规则限制,可有效提高解码正确率。
我国煤矿井下坑道钻探技术装备40年发展与展望

煤矿井下坑道钻探在保障煤矿安全高效开采、增加清洁能源供给、实现绿色发展等方面发挥着不可替代的作用。改革开放以来,我国煤矿井下坑道钻探技术与装备实现了“由无到有”向“由弱到强”的历史性跨越,依靠坑道钻探技术与装备科技创新,支撑煤矿地质保障能力持续增强。首先从矿井灾害防治、隐蔽致灾地质因素探查、煤层气资源开发和其他工程应用等方面,全面阐述了安全高效绿色开采对煤矿井下坑道钻探的需求,并结合煤矿井下坑道钻探领域专著、专利、论文、标准规范、获奖情况,系统回顾和总结了40年来我国煤矿井下坑道钻探技术与装备的发展历程和代表性成果。在坑道钻探技术与装备方面,提出和发展了煤矿井下坑道回转钻进技术、稳定组合钻具定向钻进技术和随钻测量定向钻进技术,实现了煤矿井下钻孔施工由“无控钻进”到“受控钻进”再到“精确定向钻进”的跨越;研制了坑道钻机、泥浆泵(车) 、钻杆、钻头、螺杆钻具、随钻测量系统、冲洗液循环净化系统等装备,促进了煤矿井下坑道钻探装备国产化进程及其升级换代,形成了适应于我国煤层赋存地质条件和开采条件、同时具备自主知识产权的坑道钻探技术与装备体系,尤其是大功率定向钻进和自动化、智能化钻进技术与装备研发,使我国煤矿井下坑道钻探技术装备水平跃升到新的台阶,推动了煤矿地质保障技术的进步,支撑了我国煤炭科学产能的释放和煤层气高效开发。面对新一轮能源科技革命,针对新形势下煤矿安全发展新要求,以信息化、智能化为特征的精准快速坑道钻探技术与装备的发展已迫在眉睫,在此基础上,提出了煤矿井下坑道钻探技术与装备发展方向及建议。
化肥减量有机替代对紫色土旱坡地土壤氮磷养分及作物产量的影响

化肥减量配施有机肥是实现环境友好,保持耕地质量的国家战略,对防治土壤污染和实现农业可持续发展具有重要意义.以三峡库区紫色土旱坡地为研究对象,通过田间试验研究了在油菜/玉米轮作模式下,对照处理、常规施肥、优化施肥、生物炭(化肥减量配施生物炭)及秸秆还田(化肥减量配施秸秆还田)这5个处理对土壤氮、磷形态、作物氮磷含量、肥料利用率及作物产量的影响.结果表明,土壤铵态氮含量在油菜季的秸秆处理最高,为4.51 mg·kg~(-1). 各处理玉米季的土壤铵态氮和碱解氮含量均明显高于油菜季.化肥减量配施有机肥可以保障并提高土壤全氮的含量.其中,秸秆处理的油菜季和玉米季土壤全氮含量均最高,分别为0.56 g·kg~(-1)和0.60 g·kg~(-1). 秸秆处理的油菜季土壤有效磷含量最高( 0.76 mg·kg~(-1) ). 化肥减量配施有机肥的土壤全磷含量较常规处理没有显著差异( P > 0.05). 化肥减量配施有机肥表现出略有增产的趋势,其中生物炭处理的油菜产量最高( 2 328 kg·hm~(-2) );常规处理的玉米产量最高( 5 838 kg·hm~(-2) ). 无论油菜季还是玉米季,各化肥减量处理较常规处理都普遍提高了氮肥和磷肥的农学利用率.在紫色土地区中,化肥减量配施生物炭和秸秆还田均有利于改善土壤养分、提高化肥利用率,达到减少氮肥、磷肥施用量和提高作物产量的效果.
不同生物炭对酸性农田土壤性质和作物产量的动态影响

为研究不同原料生物炭对农田土壤酸度、交换性能、磷素养分以及作物产量的综合动态影响,试验设置空白( CK) 、水稻秸秆生物炭( RSB) 、玉米秸秆生物炭( MSB) 、小麦秸秆生物炭( WSB) 、稻壳生物炭( RHB)和竹炭( BCB)这6种处理,生物炭按质量分数0.1%施入农田进行长期定点试验,测定水稻、油菜和玉米这3季作物产量和作物收割后的土壤理化性质.结果表明,添加不同原料生物炭可有效提高土壤pH和交换性能,降低交换性酸含量,作用效果随时间下降.生物炭对盐基离子组成的影响为提高交换性K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量,降低Na~+含量.生物炭能不同程度地增加土壤有机质( SOM) 、速效磷、总磷和无机磷( Al-P和Fe-P)含量,作物产量较当季对照显著提高( P < 0.05), 稻壳生物炭在改良酸性土壤理化性质和提高作物产量方面效果较好.
红松人工林土壤酶活性与化学性质对氮添加的响应

土壤酶参与土壤中进行的众多复杂的生物化学过程,对陆地生态系统物质循环具有重要作用.为了探索温带森林土壤酶活性和化学性质对氮沉降的响应,本研究依托于黑龙江凉水国家级自然保护区的红松( Pinus koraiensis)人工林氮添加实验样地,分析了4种土壤酶活性.结果表明,土壤中N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶( NAG)和碱性磷酸酶( AKP)活性均随着施氮浓度增加显著升高,而β-葡糖苷酶( BG)以及酸性磷酸酶( ACP)活性在不同的施氮处理之间无显著差异;同一施氮水平下的上层( 0 ~ 10 cm)土壤的全碳、全氮、全磷、有效氮含量以及4种酶活性显著高于下层( 10 ~ 20 cm)土壤,pH值则无显著差异.全碳与NAG、BG、AKP、ACP之间均存在极显著正相关,全氮与BG、NAG、AKP、ACP存在显著或极显著正相关,有效氮与NAG、AKP间存在显著和极显著正相关,全磷与ACP、AKP存在显著和极显著正相关.施氮水平和土层对土壤酶活性及土壤化学性质存在不同程度的影响,氮的长期大量输入可直接或间接地改变土壤化学性质并影响土壤酶活性.
纳米氢氧化镁对不同类型土壤镉形态的影响

采用28 d室内连续培养实验,以纳米氢氧化镁和普通氢氧化镁( 100、200和300 mg·kg~(-1) )为镉污染土壤钝化剂,研究了纳米氢氧化镁和普通氢氧化镁对不同类型镉污染土壤( 1、5、10和15 mg·kg~(-1) )中镉形态的影响.结果表明,在中性土壤上, 1、5、10和15 mg·kg~(-1)镉处理中土壤交换态Cd( EX-Cd)形态分布比例FDC为66.7% ~ 81.8%,为土壤镉主要形态.土壤镉含量大小顺序为EX-Cd >碳酸盐结合态Cd( CAB-Cd) >残渣态Cd( RES-Cd) >铁锰氧化态Cd( FeMn-Cd) >有机结合态Cd( OMCd). 培养第14d时,土壤EX-Cd FDC达到最低值.培养0 ~ 28 d期间,在1、5、10和15 mg·kg~(-1)镉处理下,纳米氢氧化镁和普通氢氧化镁处理的土壤EX-Cd FDC较对照( CK)分别降低了11.4% ~ 67.7%、7.8% ~ 37.2%、7.7% ~ 36.4%、5.0% ~ 28.8%(纳米氢氧化镁)和0.5%~ 49.5%、0.6%~ 15.0%、1.0%~ 18.1%、0.7%~ 14.6%(普通氢氧化镁). 碱性土EX-Cd含量均在培养的第7 d时达到最低;酸性土在1、5和10 mg·kg~(-1)镉处理中土壤EX-Cd含量在第21d时达到最低值.纳米氢氧化镁和普通氢氧化镁均降低了中、酸、碱性土壤EX-Cd含量,且随氢氧化镁施加量的增加,土壤EX-Cd含量呈降低趋势.相同用量下,钝化土壤活性镉的效果以纳米氢氧化镁优于普通氢氧化镁.
重庆市主要农耕区土壤Cd生物有效性及影响因素

选择在重庆南川区采集大宗农作物水稻及根系土样品155件,另采集部分玉米、土豆、番茄、油菜、李子和猕猴桃及根系土样品进行测试分析,以生物富集系数表征元素的生物有效性,分析土壤理化性质、土壤组分、地质背景及作物种类等因素对Cd生物有效性的影响.结果表明,南川区水稻及根系土中均存在一定程度的Cd超标现象,且Cd生物有效性相对较低;土壤酸碱度为Cd生物有效性的主要控制因素,酸性条件下生物有效性更高;番茄、李子和猕猴桃对Cd的富集能力较弱.因此,可通过人工调控田块酸碱度或调整种植结构等手段预防土壤重金属污染、提高农产品质量.该方法亦可用于其它土壤重金属或Se等健康元素的相关研究,为土地安全利用、高品质农产品的生产提供科学依据.
投加颗粒活性炭和二氧化锰对剩余污泥厌氧消化的影响

厌氧系统添加碳和金属纳米材料是强化厌氧消化的有效策略.为考察投加GAC和MnO_2对剩余污泥厌氧消化过程的影响,设置了空白组( R0) 、GAC组( R1) 、MnO_2组( R2)以及GAC/MnO_2组( R3) 4组间歇实验,研究GAC和MnO_2的投加对剩余污泥厌氧消化效率、微生物活性和微生物群落结构的影响.结果表明,反应器运行28 d后,与R0相比,R1和R3的产CH_4速率分别提高了68.18%和51.35%,R2的产CH_4量降低了21.25%. GAC和MnO_2的单独或者混合投加,对厌氧发酵过程均有促进作用. Mn~(2+)与剩余污泥释放的磷酸盐生成磷酸盐沉淀对厌氧代谢通道的阻塞作用,造成R2产CH_4效率变低. GAC优良导电性、吸附能力和MnO_2 /Mn~(2+)的催化作用是R3产CH_4效率增强的主要原因.正常代谢条件下,投加GAC、MnO_2和GAC/ MnO_2均可以提高污泥厌氧消化系统微生物活性.微生物群落分析表明,GAC和MnO_2促进了产甲烷菌Methanobacterium和Methanosaeta的富集,强化了发酵细菌和产甲烷菌的种间电子传递,促进了剩余污泥厌氧发酵过程和CH_4的产生.
桂西南土壤镉地质异常区水稻种植安全性评估

为评估镉地质异常区水稻种植的安全性,在广西西南地区采集自然土壤41件,稻田土壤479件,相应水稻样品432组,测定其Cd、Cu、Ni和Zn含量以及土壤基本理化性质.运用单因子污染指数法( P_i )对样品污染程度进行评价,运用相关性分析探究影响稻米中重金属含量的主要因子.结果表明: ①稻田土壤pH为6.8;有机质含量为39.00 g·kg~(-1);基于《土壤环境质量标准农用地土壤污染风险管控标准》( GB 15618-2018)的风险筛选值,土壤中Cd、Cu、Ni和Zn超标率分别为60.75%、2.09%、 0.83%和1.88%; ②稻米Cd和Ni超标率分别为9.03%和4.39%,考虑秸秆作为饲料和有机肥原料,其Cd相应超标率分别为6.94%和1.16%. ③相关性分析表明,土壤pH、有机质、重金属总量和有效态含量均是影响稻米中重金属含量的主要因子.研究区稻米Cd、Ni均存在一定超标现象,可通过种植低积累水稻品种等措施降低稻米中重金属含量.
扬州市不同功能区表层土壤中多环芳烃的含量、来源及其生态风险

对扬州市6个不同功能区(公园、菜地、文教区、居民区、加油站和工业区)共59个表层土壤样品( 0 ~ 10 cm)中15种美国环境保护署优控的多环芳烃( PAHs)的含量和来源进行了分析,并利用苯并[a]芘( BaP)毒性当量浓度( TEQBaP )评价了土壤中PAHs的生态风险.结果表明,扬州市土壤中Σ 15PAHs总量范围为21 ~ 36 118 μg·kg~(-1), 中值为295 μg·kg~(-1), PAHs组成中以4 ~ 6环为主.不同功能区Σ 15PAHs总量平均值高低顺序为工业区>加油站>文教区>菜地>居民区>公园.相关性分析表明,整个扬州市土壤中Σ 15PAHs总量与土壤总有机碳( TOC)( P < 0.05)和黑碳( BC)( P < 0.01)含量都呈显著性正相关,但除了加油站土壤中Σ 15PAHs总量与BC含量呈显著性正相关( P < 0.01)外,不同功能区土壤中Σ 15PAHs总量与TOC、BC含量都无显著相关性.特征比值法结果表明,不同功能区土壤中PAHs来源虽有些差异,但都主要来源于石油泄漏以及石油、煤和生物质等的燃烧.扬州市土壤中15种PAHs总TEQBaP值的范围是2 ~ 4 448 μg·kg~(-1). 以荷兰土壤环境标准中的10种PAHs总TEQBaP值33 μg·kg~(-1)为标准,扬州市有45.8%的土样超标,各功能区点位超标率高低顺序为工业区( 70%) >加油站( 60%) >文教区( 55.6%) >菜地( 50.0%) >居民区( 30%) >公园( 10%). 因此,扬州市不同功能区中都有部分表层土壤存在潜在的生态风险,工业区和加油站风险相对较高,而居民区和公园风险相对较低.
中国193个城市规划区土壤微量元素污染与健康风险

随着城市化进程的加快,城市表层土壤微量元素含量发生了不同程度的变化,城市土壤污染所引发的环境问题进一步凸显.为了系统研究我国31个省(自治区、直辖市) 193个地级以上城市规划区表层土壤13种微量元素的含量特征、污染水平和暴露风险,利用地累积指数( Igeo )和综合污染指数( IPI)对土壤微量元素的污染水平进行了评价,采用美国环保署( USEPA)推荐的健康风险评估方法量化了居民暴露于城市土壤的健康风险.研究结果显示:城市规划区表层土壤As、Be、Cd、Co、Cr、Cu、 Hg、Ni、Pb、Se、Tl、V和Zn等13个元素含量中位值分别是9.25、2.14、0.174、12.4、68.4、28.2、0.095、27.7、31.1、0.29、 0.61、82.7和82.2 mg·kg~(-1), 相比于城市土壤背景值,Cd、Hg和Se是含量变化比较显著的元素. Igeo值表明城市规划区表层土壤污染最严重的是Hg,其次是Se和Cd,污染程度介于无污染至中度污染之间,其他元素无污染.综合污染指数IPIN显示:全国有22个城市规划区土壤已达到重度污染,16个城市达到中度污染,湖南省株洲市是全国土壤污染最严重的城市.健康风险评估结果表明:郴州市、黄石市、株洲市、湘潭市和龙岩市等5个城市规划区土壤暴露对未成年人具有潜在非致癌风险,其中土壤Pb摄入是引发风险的主要因素.建议在综合污染已达中度到重度污染的城市开展详查,摸清土壤污染状况及污染地块分布,建立污染地块清单和优先管控名录,实施污染调控和修复治理.
污泥水热炭对亚甲基蓝的吸附特性

为了制备价廉高效的吸附材料,采用污水厂污泥为原料,以水热碳化法( hydrothermal carbonization,HTC)在不同温度( 160、190、220和250℃)和不同反应时间( 1、4、8和16 h)的条件下,制备出污泥水热炭( hydrochar)并应用于水中亚甲基蓝( methylene blue,MB)的吸附.通过BET、FT-IR和零电荷点等表征手段分析了水热炭的结构和理化性质,并结合批次实验、等温吸附和吸附动力学研究了水热炭对MB的吸附特性.结果表明,在190℃和4 h条件下制备的污泥吸附剂( SS190-4), 其比表面积最大( 11.916 m~2·g~(-1) ), 对亚甲基蓝( MB)的去除率高达96.44%.当溶液pH趋于碱性时更有利于污泥水热炭对MB的吸附,水热炭投加浓度为0.5 g·L~(-1)时较为经济合理,当溶液中有共存离子时会抑制水热炭对MB的吸附能力.水热炭对MB的吸附更符合Langmuir等温方程,R2在0.966 ~ 0.988之间,在50℃下,水热炭对MB的最大模型吸附量为400 mg·g~(-1). 其吸附过程符合准二级动力学模型,是自发的放热反应.
基于振动信号的包装件损伤预测技术研究

为了对包装件的疲劳损伤进行预测,基于振动信号,提出一种HHT边际谱特征和相关向量机( RVM)相结合的包装件疲劳损伤预测方法。首先,设计了包装件的振动损伤测试系统并进行试验方案设计,在此基础上采集损伤状态数据;然后采用希尔伯特-黄变换HHT方法及边际谱特征对采集的振动信号进行预处理,采用多距离形态相似度评估方法构建包装件损伤指数;最后,将损伤指数作为相关向量机( RVM)的建模数据,结果表明该模型达到了较好的预测效果,实现了基于振动信号的包装件损伤预测。