元地球与数字孪生:思想突破、技术变革与范式转换

数字孪生在航天、工业制造领域已应用了20多年,但引入海洋科学还是首次。通过数字孪生技术,实现真实地球与虚拟地球的融合,构建一个真实地球与数字地球的虚实共同体,这里称为“元地球”。本文介绍了元地球与早期提出的数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球的本质区别,进而突出元地球理念或思想上的巨大突破。基于现今元宇宙BIGANT技术体系,构架跨越地球各圈层的实时、全天候、立体观测感知系统,打通地球系统各圈层动力学模拟隔阂,实现超越现今地球,再现深时地球,实现时空穿越,从而集数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球、现今地球、深时地球的特性于一个共同体,这个深时的虚实共同体就是元地球。这一理念必将催生新的技术范式变革,进而超越现实地球、虚拟地球,开启人类认识地球、探测地球、开发地球的全新方式。在实现研究范式转换的同时,推动元地球的多场景应用,这也必将催生未来的万亿新产业。

畜禽养殖场臭气治理技术研究进展

随着我国畜禽养殖规模逐渐扩大,畜禽养殖场产生的臭气问题日渐突出。在畜禽养殖过程中,养殖场的臭气主要来源于畜禽粪尿、畜禽自身排出气体、饲料残渣、污水、堆肥间等,臭味大多与氨气、硫化氢、吲哚、粪臭素等相关,其中含量较多的成分是氨气和硫化氢,会对生态环境和人体健康甚至畜禽本身产生严重危害,因此对畜禽养殖场臭气的治理迫在眉睫。针对养殖场臭气治理,可采用源头减排、过程控制和末端治理三大途径,从异位和原位进行臭气控制:异位控制是通过物理、化学和生物法对已经释放的臭气进行末端控制;原位控制是通过一些饲料添加剂对畜禽体内进行调控,从而实现过程控制和源头减排臭气,以此减轻养殖场臭气产生的危害。本文基于国内外养殖场臭气治理的相关研究,系统梳理了养殖场臭气的治理技术,并分别对各个技术进行了相关典型案例分析,为养殖场臭气治理的研究提供了一定的技术参考。

考虑质量传导的项目调度与人员配置集成优化

研究表明,质量问题是项目返工的主要原因之一,而人员技能水平是影响项目活动完成质量的关键因素。基于一般性的多技能资源受限项目调度问题,综合考虑人员技能水平以及活动间质量传导作用对活动完成质量的影响,进一步数学表达级联作用下的返工子网以及重构的项目网络,并结合一个大型船舶制造项目案例进行实验分析。对比实验结果表明:所提出的模型可有效平衡有限人力资源在不同活动间的分配,有利于减少返工风险的级联,缩短项目总工期。进一步,通过质量评估区间和人员技能水平参数波动的随机实验,验证模型对两类参数波动具有一定的鲁棒性。

数字化铀矿勘查服务平台数据资源共享与安全策略

随着“数字核工业”建设的全面铺开,数据资源成为铀矿地质勘查业务中不可或缺的核心生产要素。核工业北京地质研究院基于开源软件架构,研发了基于统一架构、研产一体的“数字化铀矿勘查服务平台”,该平台是基于各类实用型软件功能和丰富的勘查数据资源开展数据共享与应用,在铀矿地质勘查工作中提高勘查效率和准确性的一种服务型软件系统。为了满足铀矿地质勘查不同类型的数据及服务需求,建立了一套较为健全的数据资源和服务体系,提供了一批基础地质、铀矿勘查物化探等相关数据资源,并严格划分数据权限和用户权限,实现根据数据所有权划分审批权限的功能。同时,在国家网络安全和信息安全的要求下,开展了数据安全策略研究,以保障平台安全稳定运行。面向四代勘查项目,面向铀矿地质勘查领域,初步构建了“快速存储、方便查询、灵活调用、共享发布、动态更新、分析应用”的数据资源管理、共享和应用服务平台。

水稻Ⅲ类过氧化物酶基因IPH1调控水稻株高

过氧化物酶(peroxidase, PRX)是过氧化物酶体的标志酶,能够保护细胞免受氧化损伤和解除H2O_(2)的毒害作用,还可以增强自然杀伤细胞的活性,调节细胞的增殖、分化和凋亡等.其中Ⅲ类过氧化物酶(CⅢPRXs)是植物中特有的过氧化物酶家族,通过清除活性氧(ROS)在植物免疫中发挥重要作用,然而CⅢPRXs在水稻株型建立中的功能尚不清楚.通过基因编辑技术CRISPR/Cas9获得CⅢPRXs基因(LOC_Os12g09460)两种不同形式的敲除突变体iph1-1,iph1-2.iph1突变体的株高显著高于野生型,除倒1节节长(即第5节)外,其他节节长均显著或极显著长于野生型.农艺性状考察表明,穗长及结实率等主要性状差异无统计学意义;通过RT-qPCR技术进行的表达模式分析表明,IPH1在根、茎、叶、鞘、穗中均表达,并在茎和鞘中表达相对较高;亚细胞定位分析表明,IPH1蛋白主要定位于过氧化物酶体中.进一步通过生理分析,发现突变体中过氧化物酶活性显著降低,同时H2O_(2)质量分数显著增加.这些结果初步证实了IPH1能够通过过氧化氢途径调控水稻株高的形成,可为丰富株高调控网络提供有利的基因资源,进一步为株型相关生物育种奠定基础.

乳腺癌综合治疗的疗效随访

目的观察经免疫组织化学分型的乳腺癌综合治疗疗效,为临床治疗提供参考。方法随访山西省肿瘤医院2010年1月至2012年12月治疗的1240例乳腺癌患者,其中导管型883例;人表皮生长因子受体-2(HER-2)型260例;三阴性乳腺癌(TNBC)97例。保乳术(BCS)或术前新辅助化疗,或术后放化疗的共275例;改良根治术(IRM)和术前新辅助化疗,或术后放化疗的共965例。BCS和IRM后,均行术后常规患侧全乳房、全胸壁调强放疗(IMRT)和锁骨淋巴引流区放疗,DT约50 Gy。腋窝淋巴转移阳性者,补照腋窝区DT 60~70 Gy。雌激素受体(ER)阳性者,行辅助性内分泌治疗。HER-2阳性者,加用曲妥珠单克隆抗体靶向药物治疗。结果BCS和IRM患者的五年生存率分别是81.8%和78.2%(P>0.05),其中腋窝淋巴结无转移者为91.8%;1~3个淋巴结转移者为74.0%;4个以上转移者为63.0%。4个以上淋巴结转移者和无转移者五年生存率差异具有统计学意义(P<0.01)。导管型五年生存率为98.0%;HER-2型为37.7%;TNBC型为17.5%。结论导管型对内分泌治疗敏感,预后最好;HER-2型对抗HER-2靶向药物有效,预后居中;TNBC型具有较强的侵袭性,且对内分泌和靶向药物治疗效果有限,预后最差。免疫组织化学分型和腋窝淋巴结转移数的多少,是影响预后的重要因素之一。

中国废旧军服面料回收利用的研究现状及发展前景

为促进废旧军服面料的高值化回收利用,总结了国内07式军服的种类及其面料特征,系统分析了目前开纤纺纱法、再生聚酯切片法、涤棉分离技术等废旧军服面料的回收利用方法,并对废旧军服面料回收再利用的发展前景进行展望。分析表明:目前废旧军服面料的回收利用主要聚焦于简单再利用或回收涤纶组分制备高值再生聚酯切片,较少关注军服面料中其余组分的高值回收利用。针对废旧军服面料中含量相对较高的涤棉混纺面料,采用有效的涤棉分离技术高效分离涤纶和棉纤维,并以此作为原料分别制备再生聚酯切片和再生溶解浆,进一步以再生棉浆粕为原料制备再生纤维素产品将非常有前景。因而,开发高效的涤棉分离、废旧涤纶和棉纤维的高值化利用技术是实现废旧军服面料综合利用的重要发展方向。

磁性生物炭合成及其对重金属吸附机制的研究进展

磁性生物炭(Magnetic biochar,MBC)因其磁分离能力和广阔应用前景而受到研究者广泛关注。MBC中碳基结构特征(如形貌、比表面积、官能团等)和铁氧化物形态及分布受多因素影响,如原料来源、热解温度、合成方法等。然而,MBC特性与合成条件的关联性以及MBC对重金属的吸附机制有待进一步研究。本文通过阐述合成条件对MBC特性的影响及其吸附重金属机制,提出关于未来MBC吸附重金属研究的一些科学问题,这将为认识MBC的环境效应提供重要的基础信息。

胃腔内注入生理盐水辅助超声引导下经皮胃造瘘

肠内营养支持是维持长期无法经口进食患者有效营养的重要手段,不仅能提供代谢能量来源,还可防止肠道菌群移位^([1])。经皮胃造瘘操作简单、创伤小,已成为实施肠内营养支持的重要方法^([2]),但难以用于无法经口于内镜下行造瘘或病情较重不便于移动者。本研究观察胃腔内注入生理盐水用于辅助超声引导下经皮穿刺胃造瘘的效果。

机器学习在膀胱癌影像学诊断中的研究进展

膀胱癌早期诊断和准确分期是提高患者生存率的关键。传统的影像学诊断方法存在一定的局限性,且受诊断医师主观因素影响。近年来,机器学习技术在医学影像领域取得了快速发展,在膀胱癌影像学诊断中也显示出良好的应用前景。现就机器学习应用于膀胱癌分期分级、预后、治疗反应性等方面的研究进展、局限及展望作一综述。

谷子育成品种萌芽期耐冷性综合评价

黑龙江地处高纬度地区,谷子播种后萌发期冷害频繁发生,造成出苗缓慢、出苗不齐、缺苗,是限制本地区谷子产量和品质的关键性因素,鉴定谷子耐冷性并筛选耐冷评价指标,可为耐冷谷子品种选育提供理论依据并对谷子安全生产具有重要意义。以52个谷子育成品种为研究对象,设置12个萌发期冷胁迫处理,以发芽率为指标探讨了谷子萌发期耐冷性的适宜鉴定方法。低温胁迫后测量了发芽势、发芽率、发芽指数、芽长、根长、芽鲜重、根鲜重7个指标的耐冷系数,运用隶属函数分析、主成分分析、相关分析和聚类分析法对参试品种的耐冷性进行了综合评价和归类,并采用逐步回归分析建立了耐冷性预测回归方程。结果表明, 8℃低温处理7 d,谷子品种发芽率的变异幅度最大,能较好地鉴别品种间耐冷性差异,是谷子萌发期耐冷性鉴定的最适宜条件;低温胁迫后7个鉴定指标均低28℃对照处理,但各指标间降低程度不同;利用主成分分析将7个单项指标转化为3个独立的综合指标,主成分分析表明,芽长、芽鲜重和根鲜重最能代表谷子萌发期对低温胁迫后的响应情况,可作为萌发期耐冷性鉴定的评价指标。通过聚类分析,将52个谷子品种划分为3类,筛选出嫩选14、朝谷14、蒙黑谷8号等17个高度耐冷品种,以及鲁谷7号、晋谷20等15个冷敏感品种,这些品种可为耐冷育种和谷子生产提供种质基础。

植入式静脉输液港肩关节受限患者的康复训练

目的 探讨康复训练方案在植入式静脉输液港肩关节受限患者中的应用效果。方法 选取植入式静脉输液港肩部活动受限患者,按入院时间先后将69例设为对照组,采用常规握力球进行训练;72例设为干预组,采用康复训练方案进行干预。3个月后,比较两组患者肩关节活动度、日常生活活动能力及并发症发生情况。结果 两组干预后肩关节活动度前屈、外展、外旋、内旋、后伸活动度及日常生活活动能力评分显著优于本组干预前,干预后干预组关节活动度及日常生活活动能力评分显著优于对照组,血栓发生率显著低于对照组(均P<0.05);两组导管堵塞、异位发生率比较,差异无统计学意义(均P>0.05)。结论 康复训练方案简单易学,容易掌握,不受场地与时间限制,能改善静脉输液港肩关节受限患者肩关节活动度、日常生活活动能力,降低患者血栓发生率。

3种不同添加物对凡纳滨对虾生长、非特异免疫和抗病力的影响

为评估3种不同添加物对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长性能、非特异免疫反应及抗病力的影响,在基础饲料中分别添加了丁酸梭菌CBG01(Clostridium butyricum CBG01)活菌(CB组)、3%聚β-羟基丁酸酯(PHB组)和1%丁酸钠(BS组)来投喂对虾,对照组投喂基础饲料,养殖6周后测量对虾生长情况、检测血清非特异免疫指标和肝胰腺免疫相关基因表达水平,进行副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)攻毒实验。研究表明,CB组和PHB组对虾末体质量和特定生长率显著高于对照组(P<0.05),CB组最高,BS组与对照组差异不显著(P>0.05)。3个处理组对虾成活率和饲料效率均显著高于对照组(P<0.05)。3个处理组对虾血清中溶菌酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性以及总抗氧化能力显著高于对照组(P<0.05),CB组对虾血清中碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、酚氧化酶活性显著高于对照组(P<0.05),PHB组对虾血清中碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、总一氧化氮合酶活性显著高于对照组(P<0.05),BS组对虾血清中酸性磷酸酶活性显著高于对照组(P<0.05)。与对照组相比,CB组对虾肝胰腺中所有免疫相关基因(SOD、LZM、proPO、LGBP、HSP70、Imd、Toll、Relish、TOR、4E-BP、eIF4E1α、eIF4E2)相对表达量均显著上调(P<0.05),而PHB组的Toll基因以及BS组的Imd、Toll、Relish、eIF4E2基因相对表达量与对照组无显著差异(P>0.05)。副溶血弧菌攻毒实验表明,3个处理组对虾的累积死亡率均显著低于对照组(P<0.05)。研究结果表明,饲料中添加丁酸梭菌、PHB和丁酸钠均可不同程度地提高凡纳滨对虾的生长性能和非特异免疫能力,能够显著提高对虾对副溶血弧菌感染的抵抗力。总体比较,添加丁酸梭菌和PHB的作用效果基本相当,在一定程度上要优于添加丁酸钠。在饲料生产加工过程中,在难以添加丁酸梭菌活菌的情况下,建议适当添加聚β-羟基丁酸酯来替代丁酸梭菌。

塔里木盆地塔东地区油气地质条件与有利地质体资源潜力

大庆油田塔东探区主体位于塔里木盆地台盆过渡区满西台缘带,勘探程度低,资源潜力大。勘探主要集中在古城地区,未获规模突破。近年来通过老井复查、构造-岩相古地理研究,明确了台缘带油气基础地质条件,落实了成藏有利区带,拓展了塔里木盆地寒武系勘探新类型。结果表明:塔东探区发育玉满裂陷、玉都裂陷槽盆相,斜坡陆棚相等多套烃源岩;寒武系—中下奥陶统台缘带高能礁滩继承发育,多组走滑断裂控储、控藏、控富集;“黑被子”泥岩、“白被子”膏岩2套区域盖层分布广泛,源、储、盖紧密配置,具备规模成藏条件;纵向上,油气受走滑断裂及区域盖层控制,主要分布在中下奥陶统碳酸盐岩地层;横向上,以玉满、玉都裂陷槽为中心,油气规模富集;玉满奥陶系鹰山组上段断溶体、鹰山组下段礁滩-断溶复合体成藏条件优越,发育凝析气藏,是塔东最现实的效益勘探领域;寒武系盐下礁滩体、断控丘滩带源、储、盖配置好,资源潜力大,可作为增储上产的接替领域。塔东探区多领域均展现出万亿立方米的气资源规模,有望快速建成大庆油田稳油增气的重要基地。

乳腺癌细胞条件培养基对骨髓间充质干细胞生物学行为的影响

目的探讨MCF-7乳腺癌细胞条件培养基对骨髓间充质干细胞(BMSC)增殖、凋亡和迁移的影响及分子机制。方法正常环境下培养的BMSC为对照组,以MCF-7细胞条件培养基培养的BMSC为MCF-7条件培养基组,向MCF-7条件培养基组添加10 nmol/L GSK690693(Akt抑制剂)为Akt抑制剂组,向MCF-7条件培养基组添加10µmol/L Reparixin(CXCR1/2抑制剂)为CXCR1/2抑制剂组。MTT实验检测各组BMSC增殖情况,Annexin V-FITC/PI双标记流式细胞凋亡实验检测各组BMSC凋亡率,Transwell细胞迁移实验检测各组BMSC的迁移能力,酶联免疫吸附试验检测两种细胞培养上清液和MCF-7细胞条件培养基中白细胞介素(IL)-8蛋白含量,Western blot检测各组BMSC的蛋白激酶B(Akt)/磷酸化Akt(p-Akt)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/磷酸化mTOR(p-mTOR)蛋白表达。结果与对照组相比,MCF-7条件培养基组BMSC的细胞增殖水平、迁移数目以及p-Akt和p-mTOR蛋白相对表达量均增高,细胞凋亡率降低(P<0.05);与MCF-7条件培养基组相比,CXCR1/2抑制剂组和Akt抑制剂组BMSC的细胞增殖水平、迁移数目以及p-Akt和p-mTOR蛋白相对表达量均降低,细胞凋亡率增加(P<0.05);MCF-7细胞条件培养基和MCF-7培养上清液中IL-8蛋白含量均较BMSC培养上清液中IL-8蛋白含量高(P<0.05)。结论MCF-7细胞条件培养基通过激活Akt-mTOR信号通路促进BMSC增殖和迁移,抑制BMSC凋亡,其中IL-8-CXCR1/2轴发挥关键作用。

基于YOLOv5的烟草叶部病害智能识别

为提高烟草病害的智能识别精度和判别效率,提出基于YOLOv5网络改进的烟草病害识别模型,针对原模型对小目标病斑特征提取能力弱的问题提出改进模型,分别为添加多尺度增强模块的YOLOv5-ME、添加小目标检测层的YOLOv5-LT和同时添加小目标检测层和多尺度增强模块的YOLOv5-ME-LT,对从田间采集的赤星病、黄瓜花叶病、普通花叶病、气候斑点病和野火病等5874幅病害图像进行识别验证。结果表明,3种改进模型的检测精度均优于原始模型,YOLOv5-ME的mAP为88.7%;YOLOv5-LT的mAP为88.1%;YOLOv5-ME-LT的mAP为91%,远高于原模型的78%。本文改进的烟草叶部病害识别算法相对原模型性能有明显提高,但研究中仍存在相似病害难区分等问题,后续研究将结合生命化学指标和多光谱技术,对早期烟草病害进行检测。

基于语序知识的双通道图卷积网络方面级情感分析

当前大多数基于图卷积网络的方面级情感分析方法利用文本的句法知识、语义知识、情感知识构建文本依赖,但少有研究利用文本语序知识构建文本依赖,导致图卷积网络不能有效地利用文本语序知识引导方面项学习上下文情感信息,从而限制了其性能。针对上述问题,提出基于语序知识的双通道图卷积网络(dual-channel graph convolutional network with word-order knowledge,WKDGCN)模型,该模型由语序图卷积网络(word-order graph convolutional network,WoGCN)和情感知识结合语义知识增强的句法图卷积网络(sentiment and attention-enhanced graph convolutional network,SAGCN)组成。具体地,WoGCN基于文本的语序知识构建图卷积网络,由文本的语序依赖引导方面项特征学习上下文情感信息;SAGCN利用SenticNet中的情感知识结合注意力机制增强句法依赖,利用增强后的句法依赖构建图卷积网络,以此引导方面项特征学习上下文情感信息;最后融合两个图卷积网络的特征用于情感分类。此外,设计了一种权重分配策略,在放大方面项权重的同时保持上下文权重一致,避免错误的计算方面项特征与重要特征的语义相关性。在多个公开数据集上的实验结果表明,所提方法优于对比模型。

准东煤分步和直接化学链燃烧特性

化学链燃烧作为高效的低碳排放燃烧技术,在提高燃料利用率和减少CO_(2)排放方面显示出其独特优势。采用Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体,利用两段式固定床反应器开展了准东煤直接和分步化学链燃烧试验,探究了载氧体反应前后理化特性。发现准东煤热解挥发分化学链燃烧碳转化率和CO_(2)选择性随温度和载氧体与煤质量比(OC/C)增加而升高。OC/C和温度升高提高半焦化学链燃烧碳转化率,但降低CO_(2)选择性。相比煤直接化学链燃烧,在相同条件,分步化学链燃烧CO_(2)选择性大幅提高、碳转化率有所降低。反应温度800℃,分步化学链燃烧CO_(2)选择性达89.51%,相比直接化学链燃烧提升了29.18%。反应温度950℃,分步化学链燃烧碳转化率在60.40%,比直接化学链燃烧降低6.78%。与半焦反应后载氧体还原程度高于与煤热解挥发分反应后载氧体,半焦与载氧体的反应是煤化学链燃烧的限制因素之一。本研究为实现准东煤低碳清洁燃烧提供重要理论依据和技术支撑。

规则计议影响下我国冰上舞蹈艺术性的提升策略

北京冬奥会上,我国冰上舞蹈项目取得第12名的历史最好成绩,但随着不久之后国际冰联对于花样滑冰项目规则进行的整体改革,我国在冰上舞蹈分项上也面临新的适应性考验。通过对比北京冬奥会我国冰上舞蹈组合王诗玥/柳鑫宇与前三名组合的成绩及具体评分情况,发现我国冰上舞蹈项目同世界顶尖水平存在一定的差距,且差距主要集中于技术动作完成的质量方面,这提示我们应从提升冰上舞蹈艺术性方面找补差距。对此,提出重视冰上舞蹈发展,提高项目扶持力度;把握表演整体性,重点加强编排质量;以完善步法为主,提升动作的艺术性;紧跟项目规则改革,找准评价的侧重点等策略。以期通过加深对于项目特征和艺术表达的理解,提高我国冰上舞蹈项目的综合竞技实力,争取在未来的国际比赛中取得更大的突破。

谷子品种光合性能综合评价及高光效品种筛选

采用大田试验,对37个谷子品种的光合指标[胞间CO_(2)浓度(X_(1))、蒸腾速率(X_(2))、气孔导度(X_(3))、净光合速率(X_(4))、瞬时水分利用效率(X_(5))]、叶片形态指标[叶面积(X_(6))、叶干质量(X_(7))、比叶质量(X_(8))]进行测定,运用模糊隶属函数、主成分分析、相关分析和聚类分析对谷子品种的光合性能进行综合评价,筛选高光效品种,并采用逐步回归分析建立光合性能预测回归方程,为高光效谷子种质筛选及利用提供参考。结果表明,37个谷子品种的光合指标和叶片形态指标在品种间存在较大差异,CV在3.41%~33.94%,气孔导度的CV最大(33.94%),比叶质量的CV最小(3.41%)。相关分析结果表明,胞间CO_(2)浓度与蒸腾速率、净光合速率均呈极显著负相关;蒸腾速率与净光合速率呈极显著正相关;瞬时水分利用效率与蒸腾速率呈极显著负相关,与净光合速率呈显著负相关;叶面积与叶干质量呈极显著正相关。利用主成分分析将8个指标转化为3个独立的综合指标,蒸腾速率、净光合速率可作为谷子光合性能鉴定的评价指标。通过聚类分析,将37个谷子品种划分为3类(高光效、中等光效、低光效),筛选出嫩选22、大同25、公谷88、燕谷18、晋谷20、蒙丰7号、陇谷13、公谷75等8个高光效品种,可作为高光效育种亲本材料加以利用。利用逐步回归分析方法建立了谷子光合性能评估回归模型(D=-1.391984196+0.0006197870034X_(1)+0.05151928948X_(2)+0.6743996722X_(3)+0.013844082338X_(4)+0.05823028478X_(5)+0.003403878541X_(6)+0.05188199792X_(8))。