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山西大學學報(自然科學版)

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基礎數學與應用數學

  • 基于subsampling重尾序列持久性變點檢驗

    秦瑞兵;劉洋;

    研究新息為方差無窮重尾序列的持久性變點檢驗問題,為得到較好的經驗水平值,構造了DF型比率統計量,得到其漸近分布。為避免估計重尾指數κ,應用subsampling方法確定漸近分布的臨界值并論證了該方法的合理性。最后,Monte Carlo模擬說明統計量及subsampling方法的有效性。

    2017年02期 v.40;No.156 209-215頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 165K]
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  • 特征標五元組的線性約化

    鄭慧娟;

    研究了特征標五元組的線性約化的定義及性質,推廣了Loukaki和Dade關于線性極限的相關定理,得出了一些特征標五元組相關性質,為研究單項特征標和本原特征標提供了一種新的技術。

    2017年02期 v.40;No.156 216-220頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 144K]
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  • 三類p~4階群的連通4度Cayley圖

    孫莉敏;張聰;徐尚進;

    稱有限群G的Cayley圖X=Cay(G,S)是正規的,如果G的右正則表示R(G)正規于圖X=Cay(G,S)的全自同構群。主要采用群論方法,證明了三類冪零類為3的p4(p是奇素數)階群連通4度Cayley圖都是正規的。

    2017年02期 v.40;No.156 221-224頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 147K]
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  • 包含Euler函數φ(n)與函數Ω(n)方程的解

    張四保;

    對任一正整數N,φ(N)為Euler函數,Ω(N)為N的素因數個數函數。討論了方程φ(N)=2~(Ω(N))3~(Ω(N))的可解性,基于整數的分解獲得了該方程的解。

    2017年02期 v.40;No.156 225-228頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 153K]
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  • 基于雙成分雙標圖方法的學科學位點分布差異分析

    張曉琴;丁皓;

    針對研究生學位點建設分布不均衡日益凸顯的問題,應用一種有效可視化分析方法——雙標圖,分析學位點分布差異情況。在此基礎上,考慮到學位點分布數據集的特殊性,應用雙成分雙標圖分析方法對各學科間的分布差異進行分析,并驗證了其有效性和合理性。

    2017年02期 v.40;No.156 229-233頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 309K]
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計算機科學與技術

  • 面向等維獨立多流形的增量學習算法IMM-ISOMAP

    高小方;劉杰飛;

    流形學習是機器學習與數據挖掘領域的一個重要研究方向。其經典算法總是假設高維數據批量存在于單一流形,且不能有效處理增量式出現的高維多流形數據。針對等維獨立多流形提出一種增量學習算法IMM-ISOMAP。首先在對新樣本增量地更新動態鄰域時,僅修改關鍵路徑,避免重新計算全部鄰域關系,以提高算法整體效率。然后通過擴展切空間的方法將新樣本依次劃分到各子流形,實現新樣本的增量式分類算法。最后對各子流形計算低維嵌入并進行合并。實驗結果表明,該算法可以有效地應用于人造多流形數據和實際得多流形圖像數據。

    2017年02期 v.40;No.156 234-243頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 3666K]
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  • 基于改進RRT*的移動機器人運動規劃算法

    潘思宇;徐向榮;

    RRT*(快速搜索隨機樹)算法在以往研究中存在收斂速度慢、結果不穩定的缺點。針對此問題,文章在現有RRT*基礎之上提出一種新型改進算法。該改進算法結合環境約束、車輛自身約束和運動學約束,舍棄原算法貪心思想并引入啟發式采樣節點插入算法,提高路徑規劃的速度和質量;接著對改進算法進行理論分析,證明算法具有概率完整性、漸近最優性,從理論上保證算法能快速收斂到最優路徑。通過各種仿真環境的測試,驗證改進算法的有效性、穩定性和正確性,也驗證理論分析的正確性。

    2017年02期 v.40;No.156 244-254頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 2371K]
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  • 一種去冗余抽樣的非平衡數據分類方法

    史穎;亓慧;

    欠抽樣是一類常見的解決非平衡數據分類的技術。傳統抽樣方法(如Kennard-Stone抽樣和密度保持抽樣)只考慮保持數據分布。已有欠抽樣方法側重抽取分類邊界附近的樣本,這樣抽取的樣本可能改變數據的原始分布特征,從而影響分類效果。提出數據冗余度的概念,即如果一個多數類樣本處于多數類的密集區且距離分類邊界或少數類樣本較遠,則樣本冗余度較高。去冗余抽樣(Redundancy-removed Sampling,RRS)采用傳統抽樣規則去掉多數類中冗余度相對較高的樣本。這樣的樣本子集盡量包含對分類最有幫助的樣本和保持原始數據分布,且兩類樣本數量相對均衡。實驗結果表明,經RRS抽樣的分類結果的總體精度高于其他抽樣方法,尤其在分類精度較低的數據集上。同時,少數類樣本的判別精度也有所提高。

    2017年02期 v.40;No.156 255-261頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 943K]
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  • 特殊框架下分數(g,f,m)-消去圖的不相鄰頂點度條件

    彭波;高煒;

    若在圖G中刪除任意m條邊的剩余子圖仍存在分數(g,f)-因子,則該圖稱為分數(g,f,m)-消去圖。文章給出在頂點集上兩個整數值函數有差值Δ的框架下,分數(g,f,m)-消去圖的不相鄰頂點度條件,并說明界是最好的。

    2017年02期 v.40;No.156 262-266頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 146K]
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  • 無線體域網中云外包可撤銷的屬性加密方案

    郝瑞;修磊;

    無線體域網(wireless body area networks,WBANs)在遠程醫療、健康監測等服務領域有著廣泛的應用前景,為了減少數據訪問者和數據擁有者的計算量,提供低延遲的輔助醫療服務,結合數字信封技術提出云外包可撤銷的屬性加密方案,該方案將解密密鑰分為兩部分,采用云服務器對密文部分解密的方法,使得屬性撤銷操作不會對數據訪問者和數據擁有者產生影響,分析證明該方案充分發揮云計算的優勢,高效地對數據進行加密處理,并且方案也保證了數據的機密性,并具有抗共謀攻擊。

    2017年02期 v.40;No.156 267-272頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 462K]
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  • 基于核與灰半徑序列的GM(1,N)預測模型及其在霧霾中的應用

    熊萍萍;李軍;張倩;張雪純;

    既有的關于GM(1,N)模型的研究,都是建立在實數序列基礎上,文章將對GM(1,N)模型進行拓廣,深入探討該模型在區間灰數序列情形下的建模機理和建模方法,提出了基于核與灰半徑的GM(1,N)模型。將以區間灰數序列的核序列和灰半徑序列為基礎建立GM(1,N)預測模型,進而對區間灰數序列的核與灰半徑進行模擬預測,根據核與灰半徑的計算公式推導出區間灰數的上界和下界,從而實現對區間灰數序列的模擬預測。最后,將文中提出的GM(1,N)模型應用于對霾存在時的空氣質量指數AQI的預測研究中,模擬預測效果較好,從而驗證了該模型的有效性和可行性。

    2017年02期 v.40;No.156 273-280頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 171K]
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物理

  • 用于連續變量碼率自適應的數據協調方案

    白增亮;楊申申;李永民;

    量子密鑰分發能夠使得合法通信雙方共享一組無條件安全的密鑰。數據協調是量子密鑰分發過程中非常重要的一個環節,能夠對密鑰分發過程中產生的錯誤進行糾錯。低密度奇偶校驗(LDPC)碼是一種性能接近于Shannon極限的信道糾錯碼,適用于高效的數據協調。為了達到高的協調效率,需要根據信道的信噪比適當地選擇最佳的LDPC碼的碼率。我們提出了一種適用于高斯調制連續變量量子密鑰分發的碼率可調的數據協調方案:當信道信噪比發生變化時,使用碼率調整技術對數據協調過程中每一級LDPC碼的碼率進行適當地調整,從而確保數據協調的效率在一定信噪比變化范圍內能夠保持。

    2017年02期 v.40;No.156 281-285頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 690K]
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  • 熱原子氣室中正交分量存儲的實驗研究

    田龍;李淑靜;王海;

    在熱原子氣室中,利用電磁感應透明動力學過程實現了相干態正交分量的存儲與釋放。利用平衡零拍探測方法測量了三種不同輸入光子數時,探針光輸入脈沖和恢復信號的正交分量,得到了正交分量隨本地振蕩光位相變化的分布圖。實驗結果表明,在不同平均光子數輸入時正交分量隨本地振蕩光位相均勻分布,平均幅值的振幅隨著光子數增加而增加。此外,還測量了正交分量恢復信號隨存儲時間的變化,得到了存儲壽命為32μs。

    2017年02期 v.40;No.156 286-292頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 2881K]
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  • GaAs量子阱的自旋擴散特性研究

    李博;

    基于單極自旋擴散方程,建立了(110)-晶向GaAs/(Al,Ga)As量子阱中非平衡態下的自旋擴散模型,并采用有限元方法對模型進行了數值模擬。模擬結果與實驗數據的對比顯示,在較低激發功率下理論與實驗整體符合的很好;而在較高的激發密度,理論和實驗分布在短時延處有一定的差異,可能與動態的熱載流子效應有關。

    2017年02期 v.40;No.156 293-299頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1594K]
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  • 自旋軌道耦合驅動下二維質量不相等費米氣體的拓撲相

    張鵬;梁軍軍;

    用平均場理論研究了二維質量不相等費米氣系統的零溫特性,該系統具有equal-Rashba-Dresselhaus(ERD)型自旋軌道耦合作用和Zeeman場。在該系統中存在三種不同的超流相(US-0相、US-1相、US-2相),我們通過數值分析能隙方程和粒子數方程組成的自洽方程組,發現二維費米氣系統的質量相差越大,Zeeman場對超流序參量Δ的抑制作用就會越強。在弱吸引相互作用區域,隨著自旋軌道耦合強度的增加,US-2拓撲超流相會逐漸收縮。自旋軌道耦合強度一定情況下,質量比0<λ≤1時,只有在弱吸引相互作用區域存在US-2拓撲超流相;當質量比λ>1時,在弱相互作用區域和強相互作用區域都存在US-2拓撲超流相。

    2017年02期 v.40;No.156 300-304頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 602K]
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  • 門電壓誘導的單分子磁體磁滯效應

    劉亞文;張超;聶一行;

    基于率方程研究了溫差驅動的單分子磁體中,門電壓誘導的磁滯效應。當門電壓從某一負值緩慢地增加到某一正值再從該正值返回到負值時,分子磁體磁化強度對門電壓的響應曲線不重合,而是一條閉合磁滯回線。這種磁滯效應是分子磁體的宏觀量子效應,只出現在低溫下,可以從分子態占據概率對門電壓的依賴來解釋。此外,還討論了溫度、鐵磁電極極化率以及交換作用對磁滯回線所圍面積的影響。

    2017年02期 v.40;No.156 305-310頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1048K]
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化學

  • 藥根堿與DNA G-四鏈體的相互作用研究

    李俊芬;樊鴿;董川;

    DNA單鏈(PS2.M)在K~+存在下可被誘導形成G-四鏈體。文章利用圓二色譜(CD)以及核磁共振光譜(NMR)表征了G-四鏈體的形成,并通過熒光滴定光譜、紫外滴定光譜以及核磁共振光譜研究了鹽酸藥根堿與G-四鏈體的相互作用。加入G-四鏈體后,藥根堿在530nm處的熒光明顯增強;紫外吸收光譜表現出減色和紅移現象,說明藥根堿可能堆積到G-四鏈體的尾部或者插入到G-四鏈體尾部的兩個G-四分體之間形成夾心結構。由等摩爾連續變化法算出藥根堿和DNA的結合比為1∶1,利用Scatchard方程計算出二者的結合常數為3.12×10~6 L/mol、結合位點為0.98。實驗表明:鹽酸藥根堿與G-四鏈體有很強的相互作用,藥根堿可以穩定DNA的G-四鏈體結構,二者的作用模式可能為末端堆積。

    2017年02期 v.40;No.156 311-315頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 733K]
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  • 線性麥芽糊精超分子聚合物對孔雀石綠吸附性能研究

    弓韜;趙美玲;梁文婷;董川;楊成;

    通過線性麥芽糊精和均苯四甲酸二酐交聯合成了一種新型線性麥芽糊精超分子聚合物(LM-SP),利用傅里葉紅外光譜(FTIR)、熱重(TGA)和光學顯微鏡對其進行了結構和形貌的表征,并考察了其對孔雀石綠(MG)的吸附性能研究。實驗結果表明,該超分子聚合物對孔雀石綠的吸附過程符合準二級動力學模型和Langmuir等溫方程,吸附15min后即達到平衡,最大吸附量可達543.48mg/g。并進一步探討了材料本身吸附的重復利用性能,結果顯示經過6次吸附-解吸附之后,吸附能力僅有微弱的下降。

    2017年02期 v.40;No.156 316-323頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1354K]
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  • 表面活性劑SDS和CTAB誘導天青蛋白的解折疊研究

    馬劍龍;楊斌盛;

    天青蛋白(Azurin簡寫為Az)是由128個氨基酸殘基組成的Ⅰ型銅藍蛋白,唯一的色氨酸殘基(Trp~(48))位于由8股β折疊片形成的疏水桶中。文章使用光譜學手段研究了表面活性劑SDS和CTAB誘導的apo-Az以及Cu~(Ⅱ)-Az的解折疊。結果表明,apo-Az的解折疊過程呈現為典型的兩態,平均結構基元解折疊自由能<ΔG_(element)~0>約為18.00kJ/mol。銅(Ⅱ)與apo-Az的結合使蛋白質穩定性增加,且SDS誘導的解折疊表現為三態,CTAB僅能使Cu~(Ⅱ)-Az部分解折疊。

    2017年02期 v.40;No.156 324-330頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1118K]
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  • 無水三氯化鋁催化的吲哚自身偶聯反應研究

    于靜文;宋璐娜;

    提出了一種由無水三氯化鋁代替質子酸或酸酐作催化劑實現吲哚自身偶聯反應的新方法。該方法使用了廉價的催化劑、操作簡便、高收率(86%-90%)且反應時間短(小于40min)。此反應的原子利用率為100%,在有機合成中具有一定的應用。通過核磁共振氫譜、核磁共振碳譜對產物的結構進行了表征。另外文中還提出了可能的反應機理。

    2017年02期 v.40;No.156 331-335頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 615K]
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  • 還原劑在堿酸法石墨提純中除鐵效果的研究

    張文斌;魏麗丹;劉美多;秦玉珠;王雅珍;

    石墨在酸洗過程中加入還原劑將鐵離子轉化為亞鐵離子,降低了溶出所需酸度,促進了溶出量的增加,提高了提純速率。酸加還原劑的配方較僅用酸時令鐵離子更快速地溶出,部分還原劑在1h內可以將處理液中鐵濃度提高28.64%。在石墨酸洗過程中添加適當還原劑,不僅是降低石墨中高殘留的鐵離子是一種有效的方法,更可以縮短提純時間一半以上。

    2017年02期 v.40;No.156 336-340頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 487K]
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  • CdS量子點敏化SnO_2-TiO_2復合電極的制備及其可見光催化性能研究

    任振興;劉心娟;王夢亮;劉滇生;

    采用微波輔助化學浴沉積法(MABCD)制備CdS量子點敏化SnO_2-TiO_2復合電極,并研究了不同反應條件對其光催化性能的影響。結果表明:CdS量子點敏化可將SnO_2-TiO_2復合電極的吸收范圍擴展到可見光區域,其吸收邊在570nm左右。研究發現,CdS-SnO_2-TiO_2復合電極階梯式的能帶結構和良好的界面接觸均有助于促進光生載流子的轉移,從而減少復合,提高SnO_2-TiO_2復合電極的可見光催化性能。當微波反應時間為40min時,CdS-SnO_2-TiO_2復合電極對Cr(Ⅵ)的還原率達到93%。

    2017年02期 v.40;No.156 341-346頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 2171K]
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  • 低共熔溶劑對丹酚酸B藥物組織分布的影響

    陳玨;張立偉;

    為了研究低共熔溶劑對丹酚酸B在小鼠體內的藥物組織分布影響,將健康小鼠隨機分為對照組和受試組,其中對照組和受試組分別給予溶解在水中的丹酚酸B和溶解在氯化膽堿-甘油(摩爾比1∶2)中的丹酚酸B,小鼠按200mg/kg灌胃給予丹酚酸B后收集不同時間點的心、腦、肝組織器官,并采用HPLC-MS法測定給藥后組織中的丹酚酸B含量。結果表明,受試組中丹酚酸B在肝組織的達峰時間為20min,較對照組相比提前了10min;且達峰濃度為1.66μg/g,約為對照組峰濃度的1.63倍。由此可見,低共熔溶劑可以增加丹酚酸B在小鼠肝組織中的分布,并且加快其吸收和消除,起到一定的減毒增效作用。

    2017年02期 v.40;No.156 347-352頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 776K]
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生命科學與環境科學

  • 山西中條山塊菌屬資源研究

    劉虹;楊杰;蕭晉川;王華;李素玲;范黎;

    報道了在山西中條山地區發現的塊菌屬Tuber6種,分別為太原塊菌Tuber taiyuanense、遼東塊菌T.liaotongense、宣化塊菌T.xuanhuaense、烏蒙塊菌T.wumengense,以及2個尚未定名的塊菌物種。其中遼東塊菌、宣化塊菌、烏蒙塊菌為山西首次發現,2個未定名種可能是尚未描述的新物種。

    2017年02期 v.40;No.156 353-357頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 135K]
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  • 高遷移率蛋白HmgB3和組蛋白Mlh1維持了四膜蟲小核穩定性

    喬菊霞;王偉;

    高遷移率族蛋白(High Mobility Group protein,HMG)和組蛋白H1結合染色質DNA,在維持染色質的高級結構、基因組基因表達調控以及DNA修復等方面發揮重要作用。嗜熱四膜蟲細胞含有一個體細胞系的大核和一個生殖系的小核,小核特異定位的高遷移率蛋白HmgB3或組蛋白Mlh1的缺失并未引起生長期細胞的異常表型。本研究通過同源重組的方法構建了HMGB3和MLH1的雙敲除細胞突變株ΔHMGB3ΔMLH1。突變細胞在營養生長期能夠正常增殖,但對甲基磺酸甲酯較為敏感。缺對PCR檢測發現突變株中小核染色體有缺失現象,并且不能完成有性生殖。有性生殖過程中,減數分裂后的小核異常降解。結果表明高遷移率蛋白HmgB3和小核組蛋白Mlh1共同維持了四膜蟲小核的穩定性,并可能具有功能上的冗余性。

    2017年02期 v.40;No.156 358-364頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1254K]
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  • 八肋游仆蟲ARF1蛋白的表達純化及其與嘌呤核苷酸的相互作用

    趙雪梅;宋建英;王茜;王軟林;楊斌盛;梁愛華;

    ADP核糖基化因子1(ARF1)是Ras超家族的成員,調控細胞內囊泡運輸,進而影響細胞的生長發育。為了研究單細胞真核生物八肋游仆蟲ARF1的功能,構建了重組表達質粒pET28a-ARF1,在大腸桿菌BL21中進行了表達純化,獲得高純度的八肋游仆蟲腺苷酸核糖基化因子1蛋白EoARF1,隨后通過熒光光譜法檢測了其與嘌呤核苷酸的相互作用。結果表明,表達純化的EoARF1蛋白能與嘌呤核苷酸發生相互作用,其結合位點數n約等于1,且與鳥嘌呤核苷酸作用強弱順序為GTP>GDP>GMP,與GDP的結合強度明顯大于與ADP的結合強度。

    2017年02期 v.40;No.156 365-372頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 2030K]
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  • 紅球菌R04細胞分裂相關蛋白RHOGL008438對大腸桿菌細胞絲狀化的影響

    許曉瀟;楊秀清;

    通過轉錄組測序分析發現紅球菌R04的RHOGL008438蛋白可能與細胞分裂有關。為研究其生理功能,通過構建融合表達質粒在大腸桿菌BL21中異源表達RHOGL008438蛋白,并在熒光顯微鏡下觀察該蛋白對大腸桿菌細胞形態的影響。結果表明,過量表達RHOGL008438蛋白會使大腸桿菌細胞出現絲狀化,絲狀化程度與IPTG誘導濃度呈劑量效應關系,且培養時間越長,細胞絲狀化程度越高。IPTG濃度為0.5mmol/L時培養5h后細胞長度可達46.2μm,表明RHOGL008438蛋白干擾了大腸桿菌細胞隔膜的正常形成導致細胞絲狀化。通過序列同源性分析,確定RHOGL008438蛋白為細胞分裂過程中的主要分裂蛋白FtsZ。

    2017年02期 v.40;No.156 373-379頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1549K]
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  • 水和氮調控對草場土壤微生物學特性影響研究

    馬玉亮;張建偉;

    通過對內蒙古草場田間試驗,研究水和氮調控對草場土壤微生物生物量、土壤呼吸、土壤微生物活性以及微生物群落結構的影響,試驗按照裂區設計,主區為降水量(正常降水、增加降水180mm/年),副區為氮素施用量(0、50、100、150kg/hm~2)。結果表明:土壤微生物碳、氮量隨施氮量增加而降低,施氮量為150kg/hm~2時最低,分別為105.23mg/kg、13.85mg/kg;增加降水會緩解下降趨勢,50kg/hm~2施氮量時數值顯著提升50.6%、59.4%;隨施氮量增加,土壤基礎呼吸、土壤誘導呼吸逐漸降低,CAI、呼吸商逐漸升高,施氮量最大時分別下降30.95%、98.02%,升高73.63%、63.74%,增加降水后各指標均有明顯提升,土壤基礎呼吸、誘導呼吸增加顯著;隨施氮量增加,土壤DHA酶、PRO酶、Acld PME酶、Alkaline PME酶逐漸降低,增加降水會使各酶升高;細菌、真菌、叢枝菌根真菌和厭氧菌相對豐度分別在施氮量為100、100、0、150kg/hm~2時最高,增加降水后使厭氧菌、叢枝菌根真菌分別降低11.07%、增加20.59%。

    2017年02期 v.40;No.156 380-387頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 1488K]
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  • 渤海灣沿岸不同規模城市人體舒適度時空變化特征

    鈔錦龍;顧衛;劉敏;李穎;梁愛民;

    為分析渤海灣沿岸不同規模城市在城市化進程中區域人體舒適度的時空變化特征,研究按行政級別選出三個規模級別城市:直轄市(天津);地級市(唐山、滄州、東營);縣級市(縣)(霸州、黃驊、樂亭、饒陽及惠民)。依據各城市1980-2013年間氣溫、相對濕度及風速的月平均值,計算出各城市1980-2013年間各月份人體舒適度指數(HCI)。結果表明:渤海灣沿岸4月~6月上旬及8月上旬~10月上旬為區域城市人體感覺舒適時段。為分析不同規模城市人體舒適度在冷、熱季的差異,以人體舒適區(51≤HCI≤75)為界將年內其余時段分為冷季和熱季,結果顯示:不同規模城市間人體舒適度的差異在冷季差異較大,熱季差異較小;冷季,1980-1996年間海陸差異明顯,1997-2013年間卻呈現出明顯的斑塊狀;熱季,人體舒適度空間分布格局在前后兩個時段無明顯變化,均表現為海陸梯度漸變特征。

    2017年02期 v.40;No.156 388-394頁 [查看摘要][在線閱讀][下載 2209K]
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