干旱形成机制与预测理论方法及其灾害风险特征研究进展与展望

在全球变暖背景下,干旱事件发生的频率和强度不断增大、影响不断加重,干旱发生规律的异常性和机制的复杂性也更为突出,对干旱形成机制、预测理论方法及灾害风险变化规律等方面都提出了新的挑战,也制约了当前干旱预测、预警及其灾害防控能力的提高。近年来,在国家重点基础研究发展计划(973计划)课题等多个国家级项目支持下,已在干旱灾害形成机制与预测理论方法及其风险特征方面取得了一系列新成果。通过动力诊断、数值模拟和田间试验等方法,开展了干旱形成的多因子协同作用和多尺度叠加机制、干旱致灾过程的逐阶递进特征,以及干旱灾害风险分布演化的主控因素等方面的研究。对如下几方面的新进展进行了系统总结归纳:(1)厘清了全球变暖背景下青藏高原热力、海温、夏季风、遥相关等多因子对干旱形成的作用机制。(2)发现了降水亏缺时间尺度和农作物不同生长阶段的干旱敏感性规律。(3)揭示了变暖背景下典型区域干旱灾害风险分布及其变异的新特征;构建了干旱灾害风险新概念模型。(4)研发了东亚季风区的季节和次季节干旱集成预测系统。在总结归纳已取得研究成果的基础上,对未来干旱形成机制及其灾害风险科学研究进行了展望,提出了5个重点研究方向:(1)多因子联动及其多尺度叠加效应对干旱形成的影响;(2)系统整合人类活动和决策以及相关反馈的气候模式研究;(3)揭示陆-气耦合和大气环流协同作用对干旱的影响;(4)认识干旱灾害对粮食安全和生态安全影响的关键过程;(5)提高不同气候情景下干旱预估的准确度。

不同假体在膝关节骨关节炎患者全膝关节置换术中的应用效果对比

目的:对比膝关节骨关节炎(KOA)患者全膝关节置换术中采用不同假体的效果。方法:回顾性选取中国人民解放军联勤保障部队庐山康复疗养中心2020年4月—2023年4月收治的80例接受全膝关节置换术治疗的KOA患者的病历资料进行研究,依据全膝关节置换术中采用的假体类型将其分为A组(固定平台假体)和B组(高屈曲旋转平台假体),各40例。对比两组围手术期相关指标(手术时间、术中出血量、引流管拔除时间、住院时间)、膝关节功能[Lysholm膝关节评分、西大略和麦克马斯特大学(WOMAC)骨关节炎指数评分]、炎症因子[白细胞介素-6(IL-6)、C反应蛋白(CRP)]及术后并发症发生情况。结果:两组围手术期相关指标对比,差异均无统计学意义(P>0.05)。术后3个月,两组Lysholm膝关节评分均显著上升,且B组高于A组,两组WOMAC骨关节炎指数评分均显著下降,且B组低于A组,差异均有统计学意义(P<0.05)。出院前1 d,两组IL-6、CRP均显著下降,且B组均低于A组,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组术后并发症发生率对比,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:高屈曲旋转平台假体与固定平台假体均可达到良好手术效果,但相较于固定平台假体,高屈曲旋转平台假体能更显著提高KOA患者全膝关节置换术后膝关节功能,且可改善术后炎症状况。

基于可见/近红外光谱对葡萄可溶性固形物无损检测研究

葡萄中可溶性固形物是评价葡萄成熟度的重要指标,本文探究了基于可见/近红外光谱技术对多个品种葡萄(红提、巨峰、辽峰)可溶性固形物(Soluble Solid Content,SSC)含量进行定量分析。分别采集了三个葡萄品种在550~960 nm波长范围内的透射光谱数据,采用Savitzky-Golay卷积平滑(S-G)、标准正态变换(Standard Normal Variate,SNV)、小波变换(WT)、一阶求导+S-G卷积平滑组合(1stDer+S-G)预处理方法,对比分析出最适合各个品种的预处理方法;然后在最佳的预处理方法下采用连续投影算法(SPA)、竞争性自适应重加权(CARS)对光谱进行特征波长选择;结合化学计量学方法分别建立多品种与单一品种的偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络SSC含量无损预测模型。结果表明,基于BP-SPA建立的SSC含量模型最优,多个品种通用SSC含量预测模型的预测集相关系数(Rp 2)为0.85,表明基于可见/近红外光谱技术对多个葡萄品种SSC含量无损检测是可行的。

基于多光谱成像技术的非接触式心率检测研究

心率参数是反应人体健康状态的重要生理指标,而成像光电容积描记法可以通过非接触式的方式进行心率检测。成像光电容积描记法利用皮肤下组织对光有吸收和反射作用,通过检测血容量的变化导致光强度的变化来获得血流的脉动情况,这过程中对光其主要吸收作用的是血红蛋白。目前IPPG技术使用的成像设备是RGB三通道相机,它对血红蛋白的光谱范围只包含540 nm,因此本文使用多光谱相机进行非接触式心率检测,它包含了血红蛋白414 nm、540 nm和576 nm的光谱范围。本文通过使用上述两个成像设备做对比实验发现多光谱相机比RGB相机的检测误差要小,并且符合误差标准。

基于非接触式漫反射光谱的人体肤色检测研究

当前有许多肤色检测技术出现,但在环境光变化的情况下很难检测出肤色。为了准确的检测肤色,本文提出了一种基于非接触式漫反射光谱的肤色检测方法,利用非接触式测量装置采集人体皮肤的漫反射光谱数据并将其作为测试样本,以采集的标准色卡的皮肤色号作为参考样本,随后建立支持向量机分类模型训练测试样本和参考样本,为测试样本定标色号,最后模型定标准确率达到了93.5%。结果表明,基于非接触式漫反射光谱的人体肤色检测,能够极大地提高肤色检测的准确性。

脓毒症患者肝素结合性表皮生长因子、降钙素原、血管性血友病因子、高迁移率族蛋白B1表达及与病情进展及预后关系

目的探讨肝素结合性表皮生长因子(HB-EGF)、降钙素原(PCT)、血管性血友病因子(vWF)、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)在脓毒症患者中的表达,及4种因子与脓毒症病情发展和预后的关系。方法选取自2020年9月至2022年4月收治的150例脓毒症患者为研究对象,基于脓毒症严重程度分为脓毒症组(n=74)与脓毒症休克组(n=76),且依据不同预后将脓毒症患者分为存活组(n=107)与死亡组(n=43);同时,随机选取同期行常规体检的75例健康者为健康组。分析各组HB-EGF、PCT、vWF、HMGB1表达水平,观察脓毒症两组急性生理学与慢性健康状况评分系统(APACHEⅡ)和序贯器官衰竭(SOFA)评分;分析HB-EGF、PCT、vWF、HMGB1与APACHEⅡ及SOFA的相关性;分析HB-EGF、PCT、vWF、HMGB1及联合检测对脓毒症的诊断价值;二元Logistic方程分析脓毒症患者死亡的影响因素。结果健康组HB-EGF水平显著高于脓毒症两组,且脓毒症休克组HB-EGF水平最低,PCT、vWF、HMGB1水平健康组最低,脓毒症休克组明显高于脓毒症组;存活组HB-EGF水平显著高于死亡组,但PCT、vWF、HMGB1水平明显低于死亡组;健康组、脓毒症组及脓毒症休克组APACHEⅡ及SOFA均依次降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。HB-EGF与APACHEⅡ及SOFA均呈负相关,PCT、vWF、HMGB1与APACHEⅡ及SOFA均呈正相关。HB-EGF、PCT、vWF、HMGB1及联合检测对脓毒症的诊断敏感度分别为76.52%、67.79%、70.44%、69.54%、93.56%,特异度分别为68.99%、77.32%、71.76%、72.96%、88.78%。HB-EGF、PCT、vWF、HMGB1与APACHEⅡ均为脓毒症患者死亡的独立危险因素(P<0.05)。结论HB-EGF、PCT、vWF、HMGB1在不同脓毒症患者中均有不同表达,且与预后具有一定相关性;同时,HB-EGF、PCT、vWF、HMGB1指标对脓毒症均有一定诊断价值,但四者联合诊断价值更高。

青藏高原与中国西北干旱区地面感热季节增强时间的差异及相互关系

利用1982-2015年中国西北干旱区88个、青藏高原中东部70个常规气象站逐日地表感热通量计算资料,分析了青藏高原和中国西北干旱区地表感热的气候差异特征及其相互关系。结果表明:(1)青藏高原在春季感热增强的时间普遍早于中国西北干旱区,干旱区春季感热异常增强时间偏早(晚)的地方,在秋季感热异常减弱的时间也更偏早(晚)。(2)青藏高原感热全年表现为正值,春季感热最强,夏季次之;西北干旱区感热冬季表现为弱的负值,夏季感热最强。春季青藏高原感热呈东部偏弱(强)、西部偏强(弱)的分布时,夏季塔里木盆地及其东北部、甘肃西南部以及宁夏平原等干旱区感热偏弱(强)。(3)当青藏高原感热增强时间呈西北部偏早(晚)、东南部偏晚(早)分布时,中国西北干旱区的塔里木盆地南部以及甘肃北部感热增强时间偏早(晚),准噶尔盆地感热增强时间偏晚(早)。这一研究结果对进一步认识青藏高原和中国西北干旱区下垫面感热通量及陆气相互作用的时空变化特征,为青藏高原草地生态系统的保护及东亚气候的预测提供理论依据。

基于动力学分析的农田捡石机应力动态建模与仿真

【目的】对新型“前挖后铲”式农田捡石机的设计和性能进行动力学分析,以适应不同的工作环境和石头类型,提高清理农田中石头的效率,减少对农机具的损坏,提高产品设计质量和生产质量。【方法】对农田捡石机进行三维模型创建,建立动力学模型,在冲击载荷和随机载荷的情况下进行动力学仿真,得到该型农田捡石机执行机构的一些动态数据。捡石机动力学模型建立后,通过仿真分析验证了农田捡石机系统动力学模型的合理性。【结果】新型“前挖后铲”式农田捡石机的设计参数、动力学数据表明,其满足了实际使用的基本受力要求。【结论】挖斗受到土壤和石块的反作用力,由于前一级的链传动的弹性较大,其应力值变化幅度较大,微观应力值的动态变化出入很大,容易发生损伤,因此其材料选择和结构设计很重要。

变厚截面材料激光穿透焊接自适应功率控制研究

激光焊接变厚截面板是实现汽车轻量化的有效举措,但在激光焊接过程中,因工艺不稳定易导致焊缝熔透状态不一致,工件焊接质量较差。由于激光功率易于控制且对熔深影响显著,因此从变厚截面板激光焊接过程中的功率控制需求入手,设计了功率控制软硬件系统,完成了功率控制平台的搭建;采用卷积神经网络对同轴图像采集系统获取的小孔穿透孔图像进行分类,依据穿透孔面积分为未熔透、适度熔透和过熔透,采用PID控制系统根据分类结果编码实时改变焊接功率以获得适度熔透状态;通过采用变截面板进行激光焊接功率自适应调控试验,获得了背部余高均匀的焊缝,验证了自适应功率监测和控制算法的有效性。

菠萝SLF/SFB基因家族全基因组鉴定与表达分析

自交不亲和性是高等植物通过抑制自花授粉来阻止近亲繁殖的一种繁殖机制。在以茄科、蔷薇科、车前草科为代表的配子体自交不亲和机制中,花粉和雌蕊之间的自我/非自我识别由多态性S位点决定,其中SLF(S-locus F-box)/SFB(S-haplotype-specific F-box)基因是配子体自交不亲和花粉S决定因子。本研究通过生物信息学方法从菠萝基因组中筛选鉴定出21个SLF/SFB家族基因(AcSLF1~AcSLF21),各AcSLF基因在N端具有F-box保守结构域,其氨基酸长度、理论等电点、分子量存在较大差异,编码氨基酸序列大小范围为242~612 aa,分子量为27.778~69.070 kDa,其中18个AcSLFs蛋白偏碱性,总体蛋白稳定性较差,预测18个AcSLFs蛋白亚细胞定位于细胞核中,蛋白二级结构60%以上由α-螺旋和无规则卷曲组成。通过染色体定位分析发现其不均匀地分布在14条染色体上,其中AcSLF21未定位到具体染色体位置,并发现AcSLF4、AcSLF5、AcSLF6、AcSLF8、AcSLF14和AcSLF15与菠萝RNaseT2家族基因发生连锁。从进化关系中发现,菠萝SLF/SFB家族与蔷薇科、车前科、茄科植物SLF/SFB进化关系较远。利用qRT-PCR对AcSLFs基因在菠萝雌蕊、雄蕊、叶片、果肉、茎和根的表达量进行分析,结果发现AcSLFs基因在菠萝不同组织中具有明显的表达差异性,其中AcSLF1、AcSLF2、AcSLF4、AcSLF9、AcSLF10、AcSLF11、AcSLF15、AcSLF19、AcSLF20、AcSLF21基因在菠萝雄蕊中呈高表达量,AcSLF3、AcSLF7在果肉中表达量最高,AcSLF5、AcSLF12、AcSLF18在根中表达量显著高于其他组织,总体来说,大部分菠萝AcSLFs基因主要在菠萝雄蕊或叶片中高表达。同时分析了雌蕊自花、异花授粉前后的表达变化,发现AcSLF1、AcSLF2、AcSLF15三个基因在授粉雌蕊中的表达量较未授粉显著上调,尤其在授粉6h表达量急剧上调,随着花粉管的伸长其表达量降低,但在授粉24h仍具有较高的表达量,推测这些基因可能在菠萝自交不亲和中起到重要作用。该研究为菠萝SLF/SFB家族基因的克隆提供参考,并为菠萝自交不亲和机制研究奠定良好基础。

猪流行性腹泻病毒感染仔猪空肠转录组差异表达分析

旨在分析猪流行性腹泻病毒(PEDV)感染仔猪空肠组织的转录组差异。用PEDV毒株HB(G2b)感染3头2日龄仔猪,对感染后18 h仔猪空肠组织进行免疫组化、转录组测序和分析,最后采用荧光定量PCR(RT-qPCR)验证转录组结果。结果显示:仔猪感染PEDV 18 h后空肠绒毛明显脱落、变短,且PEDV主要分布于空肠肠绒毛表面;GO富集及KEGG富集分析的差异基因主要与免疫应答过程和炎症反应过程相关;富集在趋化因子受体相互作用、Toll受体信号、脂肪与糖代谢等。结果提示PEDV感染可激活宿主免疫反应及相关抗病毒信号通路,并且引起宿主的炎症风暴和营养代谢紊乱,为深入研究PEDV的致病机制奠定了基础。

CO_(2)乳液置换开采天然气水合物研究进展

CO_(2)置换开采及封存的碳汇是降低我国南海水合物产业化开采成本的重要路径,不仅能保障粤港澳大湾区经济建设所需的能源供给,而且能降低大湾区过量的碳排放,与气态、液态CO_(2)相比,注入CO_(2)乳液置换效率更高。综述CO_(2)乳液在置换开采甲烷水合物中的应用,以及乳液的稳定性问题,讨论CO_(2)乳液开采南海水合物的优势及难点,并对下一步CO_(2)乳液法置换开采南海水合物进行分析,为未来天然气水合物开采及同步碳封存提供参考和建议。

血清微RNA-34a在多发性骨髓瘤中的表达及其临床意义

目的 检测初诊多发性骨髓瘤(MM)病人血清微RNA-34a(miR-34a)表达水平,并探讨其临床意义。方法 选取2017年3月至2021年5月石家庄市人民医院收治的102例初诊MM病人作为疾病组,并同期选取100例性别、年龄匹配的健康体检者作为对照组,采用实时荧光定量多聚核苷酸链式反应法(qRT-PCR)检测两组血清miR-34a表达水平,对比疾病组MM不同临床病理特征病人血清miR-34a表达水平。另疾病组均行以硼替佐米为基础的方案化疗,评估不同化疗方案的效果,并采用logistic回归分析法分析血清miR-34a表达水平对MM病人化疗效果的影响。结果 疾病组血清miR-34a表达水平低于对照组(0.63±0.10比1.45±0.23,P<0.05);疾病组国际分期系统(ISS)分期Ⅲ期、修订版国际分期系统(R-ISS)分期Ⅲ期、免疫球蛋白G(IgG)型、FISH筛查高危病人血清miR-34a表达水平均低于ISS分期Ⅱ期、免疫球蛋白A(IgA)、轻链型和其他类型、荧光原位杂交(FISH)筛查非高危病人(P<0.05);疾病组化疗4个周期后总有效率为75.49%,其中PTD、PAD、RVD化疗方案总有效率分别为69.39%、75.00%、88.88%;疾病组化疗无效组和化疗有效组性别、年龄、免疫分型、LDH水平和治疗方案比较差异无统计学意义(P>0.05);化疗无效病人血红蛋白水平、血清miR-34a水平低于化疗有效病人(P<0.05),血钙水平和ISS分期Ⅲ期、R-ISS分期Ⅲ期、FISH筛查高危占比均高于化疗有效病人(P<0.05);logistic回归分析结果显示,在全因素校正模型中血清miR-34a表达水平降低是MM化疗无效的危险因素[OR=1.93,95%CI:(1.11,3.21),P<0.05]。结论 血清miR-34a在MM病人中表达水平降低,与临床分期、免疫分型等均有关,且血清miR-34a水平降低是MM病人化疗无效的危险因素。

Galectin-1/RAMP在脓毒血症患者中的表达及对炎性信号通路的调控分子机制研究

目的探究半乳糖凝集素1(galactose lectin 1,Galectin-1)/重组受体活性修饰蛋白(recombinant receptor activity modifying protein,RAMP)在脓毒血症患者中的表达及对炎性信号通路的调控分子机制研究。方法选取河北医科大学第一医院门诊及住院的脓毒血症患者80例,并收集健康志愿者80例作为对照,通过酶联免疫吸附测定法检测2组人群血清抗炎分子Galectin-1和RAMP表达水平。细胞学实验:采用CRISPR-Cas9技术敲除单核细胞Galectin-1基因,将单核细胞TCP-1分为3组,对照组、NC组(转染NC质粒)和试验组(转染CRISPR-Cas9质粒),检测炎症因子白细胞介素6(interleukin 6,IL-6),白细胞介素8(interleukin 8,IL-8)和白细胞介素10(interleukin 10,IL-10)的表达水平,通过qPCR检测炎症通路分子ID3和RAMP mRNA表达水平,Western blot检测ID3和RAMP蛋白表达水平。结果与对照组相比,脓毒血症组患者血清Galectin-1和RAMP表达水平升高(P<0.01);细胞学实验:与对照组相比:敲除Galectin-1组细胞炎症因子分泌增加(P<0.01);qPCR结果表明与对照组相比:敲除Galectin-1组细胞ID3和PAMP mRNA表达水平升高(P<0.01),Western blot实验表明结果表明与对照组相比,敲除Galectin-1组细胞ID3和RAMP蛋白表达水平升高(P<0.01)。结论Galectin-1可能通过抑制炎症信号ID3/RAMP通路影响单核细胞的炎性因子分泌代谢,并参与脓毒血症的发生发展过程。

猪源大肠埃希菌分离鉴定、耐药性、致病性研究及噬菌体分离

大肠埃希菌是引起仔猪腹泻常见的细菌病原体。本实验以山东省聊城市产房腹泻仔猪为研究对象,采集腹泻仔猪粪便,通过对细菌分离、纯化,经16s rDNA基因扩增及全基因组测序,最后确诊为大肠埃希菌,该菌株全基因组序列的全长为4584108 bp;并对分离到的大肠埃希菌进行药敏试验、耐药及毒力基因检测、小鼠致病力试验及对应的噬菌体分离纯化。结果表明,该大肠埃希菌为O11血清型,主要耐药基因为blaSHV、blaTEM、aadA1、sul1、tetA;主要毒力基因为fyuA、ler;对阿奇霉素、丁胺卡那、新霉素敏感,对头孢氨苄、阿莫西林、四环素类抗生素严重耐药;对小鼠致病力强(109 CFU/mL);同时,分离纯化了5株对应的大肠埃希菌噬菌体,为大肠埃希菌的多重防控提供理论依据。

面粉企业食品安全风险动态管理机制建立与提升

本文从风险管控工作规范的建立、风险管控清单的制定、风险动态管理的实施等方面,建立了基于食品安全风险防控的动态管理机制,为推动面粉企业食品安全风险动态管理的规范化、标准化提供参考。

敦煌太阳总辐射多时间尺度变化特征及影响因素

采用集合经验模态分解(EEMD)以及M-K突变检验方法,基于敦煌市1971—2020年太阳总辐射、相对湿度、总云量和沙尘日数等气象资料,分析了敦煌市太阳总辐射演变的多时间尺度特征,探讨了影响敦煌市太阳辐射的关键气象因素。结果表明:(1)1971—2020年敦煌市年太阳总辐射上升趋势显著,线性气候倾向率为49.6 MJ·m^(-2)·(10a)^(-1),多年平均年辐射量为6354.0 MJ·m^(-2),属于太阳能资源最丰富区。年辐射在1970年代最少,2010年代最大。敦煌市太阳辐射四季分明,辐射量夏季>春季>秋季>冬季,分别以32.5、13.4、2.9 MJ·m^(-2)·(10a)^(-1)和1.1 MJ·m^(-2)∙(10a)^(-1)的速率增加。近50 a敦煌市太阳总辐射以2.9 a和7.1 a的年际变化和16.7 a的年代际变化占主导地位。(2)月太阳辐射变化呈“单峰型”,从3月开始急剧增加,5月达峰值,6月开始逐渐下降,12月达全年最低值。太阳总辐射小时分布呈单峰型,一天中最大值出现在12:00—13:00。(3)年、春季和夏季太阳辐射变化的突变时间为1997年、2000年和1982年。(4)影响敦煌太阳辐射的气象要素可归结为三个因子:大气透明度因子、光照因子和湿度因子,不同季节各气象因子与太阳辐射的相关性有所差异。

35kV变电站接地变压器故障烧损事故分析

35kV变电站接地变压器在电力系统中起着重要作用,一旦发生故障烧损事故,不仅会影响电力系统的正常运行,还会造成严重的安全隐患和经济损失。文中对35kV变电站接地变压器故障烧损事故进行深入探讨,首先介绍了事故背景和影响,分析了可能导致事故的原因,并提出了预防和应对措施,如定期检查维护、提高设备负荷能力、改善环境条件等,以保障电力系统的安全稳定运行。

中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨

由于全球显著变暖和水循环加快 ,使得中国西北主要是新疆地区于 1 987年气候发生突然变化 ,随着温度上升 ,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加 ,内陆湖泊水位显著上升 ,洪水灾害也迅猛增加 ,同时 ,植被有所改善 ,沙尘暴日数锐减 ,从而改变了 1 9世纪末期至 2 0世纪 70年代的变暖变干趋势。以降水量增加超过蒸发量增加所导致的径流量增长及湖泊水位上升作为气候向暖湿转型的主要标准 ,西北地区目前的气候变化可分为 3个区域 ,即 1 )显著转型区 ;2 )轻度转型区 ;3)未转型区。作者初步认为 ,西北气候向暖湿转型可能是世纪性的 ,预期西北东部在 2 1世纪上半期也会向暖湿转变 ,但预测有较大的不确定性。

中国西北现代气候变化事实与未来趋势展望

利用西北地区建站至 2 0 0 0年常规气象观测站资料及美国NCEP/NCAR再分析全球网格点资料 ,分析了西北地区现代气候变化的特点 ,揭示了西北地区气候由暖干转向暖湿的事实 .在此基础上对未来几十年气候变化趋势作了初步估计 .