柴达木盆地可鲁克湖夏季表层沉积物重金属分布特征、来源和潜在生态风险

为了辨识青藏高原地区湖泊沉积物重金属的污染状况,丰富环境敏感脆弱区高原重金属的相关研究,因地制宜地保护特殊地域单元的生态环境,以青藏高原地区典型淡水湖为例,于2021年5月对可鲁克湖及附近部分湿地表层沉积物中10种广泛存在且对环境影响显著的重金属(Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb)含量、沉积物pH和有机质等理化特征进行分析。通过主成分分析法初步解析其可能来源,并运用地累积指数法和潜在生态风险指数法进行生态风险评价。结果表明:除pH外,可鲁克湖表层沉积物的理化特征空间不均匀;有机质的含量及分布特征是影响Cr、Mn、Ni等重金属空间分布的主要原因;沉积物重金属浓度的平均值由高到低依次为:Fe>Al>Mn>Zn>Ni>Cu>Pb>Cr>As>Cd,均低于青海省土壤背景值;重金属地累积指数平均值均小于0,潜在重金属生态风险为轻微,仅Cd具有中等程度的生态风险,表明Cd是造成夏季可鲁克湖表层沉积物重金属生态风险的主要影响元素。相关性以及主成分分析结果显示,Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb具有相似的污染来源,表层沉积物中的重金属来源可能主要为自然源,受到内源沉积及岩石风化等自然作用的影响。本研究将为揭示高敏感地区表层沉积物的重金属迁移转化规律提供理论依据。

军用航空器事故关键质量特性的数据挖掘模型

构建一种军用航空器事故关键质量特性的数据挖掘模型,由2个主要需求牵引型功能板块和3个功能层次模块所组成,理顺数据传导路径,发挥算法分析效能,实现从事故数据到关键质量特性情报的精炼与转化,为航空维修管理的一线决策提供智力支持。以收集和整理的Y国空军坠机事件数据集为算例依据,使用所设计的数据挖掘模型,对数据集开展时间、空间、关联三大维度的数据挖掘,得到清晰、新颖、可信的数据挖掘结果,并整理为有效的关键质量特性情报。

基于双目视觉的台区测量算法研究

配电网台区建设质量的优劣,直接影响着台区的供电可靠性。针对传统配电网台区建设中人工验收存在的效率低、成本高、周期长、安全风险大等问题,设计了一种基于双目视觉和人工智能的台区量化指标测量算法。设计的多阶段检测算法能够实现对台区关键部件的高精度定位识别。基于定位区域进而利用双目测量点匹配策略实现对台区验收量化指标的高精度测量。试验结果表明,所设计的测量设备能够在5 m工作距离内实现对15 m标准台区的拍摄测量,算法测量相对人工测量的误差范围为0.45%~1.97%,满足了配电网台区标准化建设验收中量化指标的精度需要。

柴达木盆地东北部巴音河小流域水化学特征及来源

水化学特征是流域气候特征与环境的重要指示器,可用于揭示流域内河流、湖泊的补给方式及物质来源。以青藏高原柴达木盆地东北部巴音河小流域为研究对象,分析了巴音河—可鲁克湖—托素湖小流域生态系统的水化学组成,探讨了其主要的离子来源及控制因素。结果表明:水体pH、电导率(EC)及溶解性总固体(TDS)沿流向均呈升高的趋势,巴音河、可鲁克湖及托素湖水化学类型分别为HCO_(3)-Cl^(-)Na-Ca-Mg型/HCO_(3)-Cl^(-)Na-Mg型、HCO_(3)-Cl^(-)Na-Mg型及SO_(4)-Cl^(-)Na-Mg型;托素湖作为封闭的咸水湖,主要受到蒸发浓缩作用的控制,而巴音河、可鲁克湖则受到岩石风化作用、蒸发浓缩作用以及钠盐淋溶作用等的共同控制;受蒸发作用的影响,水体碳酸盐矿物达到饱和状态并发生沉淀,从而导致Ca^(2+)质量浓度沿流向下降;巴音河、可鲁克湖Mg^(2+)/Ca^(2+)摩尔浓度比值较低,推测形成文石、方解石等碳酸盐沉淀,而托素湖Mg^(2+)/Ca^(2+)摩尔浓度比值较高,则可能形成高镁方解石、原白云石等碳酸盐沉淀;研究区水体中Na^(+)、K^(+)、Cl^(-)主要来源于石盐(NaCl)和钾盐(KCl)等蒸发岩的溶解;而Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)主要来源于蒸发岩(MgSO_(4))风化;Ca^(2+)及高质量浓度的HCO_(3)^(-)可能来源于碳酸盐矿物的快速溶解,此过程也是水体Mg^(2+)来源之一。

基于知识整合教学理论的科学学习及实践探索

作为学校科学教育的重要补充,科技类博物馆的一些教育活动只有碎片化的知识点,而缺少居于核心的“科学概念”,不利于帮助学生构建知识体系。科学教育领域著名学者马西娅·C·林教授提出的“知识整合教学理论”也许能促进该问题的解决。本文在知识整合教学理论的指导下,以“永无止‘镜’”活动为案例,分析学习者如何在场馆进行科学概念学习,并探讨教育活动设计的策略与方法。

投资者情绪、金融化与商品收益率

本文利用网络平台提取中国大宗商品关联的文本数据,通过情感分析方法构建按商品期货品种分类的日度投资者情绪指标,实证检验投资者情绪对金融化背景下中国商品期货市场的影响。研究结果表明,在控制了宏观经济、股票市场和商品相关因素后,投资者情绪对商品期货收益率具有显著解释力;相较于消极情绪的杀跌效应,投资者积极情绪对商品收益率的助涨效应更显著,特别是在金属与能源化工品种中;金融化程度对商品收益率中蕴含的投资者情绪风险敞口起到显著正向调节作用,高度金融化的商品期货收益率波动对投资者情绪变化更敏感;进一步分析表明,投资者情绪在商品期货价格短期预测中充当反向指标,在下跌趋势行情中和后新冠疫情时期有显著预测能力。

冬奥背景下科技馆开展与推广冰雪运动路径初探——以中国科技馆“冰雪运动”科普实践为例

本文分析了科技馆开展与推广冰雪运动的意义和作用,基于国内外科技场馆推广冰雪运动的现状与成效,从科技馆展现的科普理念、科普内容、科普形式三方面对推广普及冰雪运动方式做了简要阐述;介绍了在冬奥背景下中国科技馆开发和传播冰雪运动实践活动的成功案例,提出了科技馆开展与推广冰雪运动的可行性,及面临的挑战与建议。为更好地建设科技场馆类冰雪运动推广体系,科技馆拟分项别类开发更优质的冰雪运动的科普内容,给公众带来更广泛、新颖的场馆类冰雪运动的新体验。

推挽式抗磁悬浮气流能量采集器的悬浮特性分析

研究了一种推挽式抗磁悬浮结构。通过对其悬浮特性的研究,探索了其在能量采集器领域的应用潜力。使用MATLAB进行数值仿真发现,提升磁铁和悬浮磁铁的间距LL存在一个变化范围,悬浮磁铁可以在该范围内的任意一点稳定悬浮,具有悬浮点可调的特点。基于轴向合力和轴向势能研究了悬浮磁铁的悬浮特性随着LL的变化趋势,结果表明该结构的悬浮点、最大单稳悬浮空间和轴向磁弹簧刚度均可调节。基于该抗磁悬浮结构搭建了气流能量采集器样机,当气体体积流量为3000 m L/min时,可以采集并输出1.924 V的峰值电压和90.25 m W的输出功率,能量采集器的输出性能有了明显提升,可以为无线传感网络中的传感节点供电。同时,该结构在执行器和传感器等领域也具有良好的应用潜力。

推挽式抗磁悬浮气流能量采集器动态稳定性分析

为了探究推挽式抗磁悬浮气流能量采集器的动态稳定性,对其进行了力学分析。通过理论分析和数值分析发现,在径向位移一样的情况下,推挽式结构中的悬浮磁体受到的径向恢复力比只有提升磁体的结构更大;在径向位移增幅一样的情况下,推挽式结构中的悬浮磁体受到的轴向力变化比只有提升磁体的结构更小。实验发现,当推挽式结构中的悬浮磁体被体积流量为3000 mL/min的气流吹动时,其最大水平位移为2.27 mm,最大倾斜角度为0.482°,分别仅是只有提升磁体的结构的22.976%和3.998%。进行了只有单侧气流喷嘴工作的气流能量采集实验,发现推挽式结构解决了只有提升磁体的结构无法进行单侧气流能量收集的问题。在只有单侧气流喷嘴工作的情况下,其平均峰值电压达到了0.667 V,平均功率达到了11.68 mW,能量转化率达到了11.82%。研究表明推挽式结构在能量采集领域有更优秀的稳定性。

基于5G技术及4K/3D手术系统的显微外科远程手术会诊平台的设计及实践

目的搭建基于4K/3D手术系统的远程手术会诊平台,评价5G通信技术支撑下4K分辨率3D样式画面在显微外科远程手术会诊中的应用效果。方法设计基于“端云端”的系统软硬件架构,依托国产4K/3D显微手术成像系统,实现术野的双视点光场采集、智能图像处理、硬件3D交织、低延时网络传输和超高清立体显示。将该系统应用于侧颅底疑难病例的远程手术会诊,从4K/3D视频传输延时、峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)、结构相似性(Structural Similarity Index Measure,SSIM)、画质及舒适度等方面评价该平台的效能。结果在非专用5G组网方案下,手术会诊平台的4K/3D视频传输延时1.18 s;评价视频传输质量的客观指标PSNR和SSIM显示4K/3D视频传输前后的视觉差异和结构差异小。27名医生针对8段手术视频片段的问卷调查结果显示,视频传输后画质无改变或改变轻微不影响观看的样本占比为89.35%,96.30%的医生认为远程传输后的4K/3D视频足以支撑显微外科远程手术指导。结论4K/3D显微手术成像系统产出的超高清立体视频经5G传输后足以支撑远程手术指导,这为远程医疗及教学、灾难及战场手术救治提供了新方案。

我国食品安全与数据科学交叉研究的科学计量学分析

《“十三五”国家食品安全规划》提出要提升食品安全技术支撑能力,而各类食品安全数据的采集、储存与挖掘等技术是食品安全技术的重要组成部分。因此,分析我国食品安全与数据科学交叉研究已取得的学术成果,探寻其发展趋势,对数据驱动的食品安全技术的应用具有重要的实际参考意义。以中国知网为数据库,以“主题=食品安全AND数据”为检索式,以搜集到的1996—2019年共3375条文献数据作为数据集,主要使用科学计量学方法及软件Citespace对数据集进行科技文本挖掘,并以关键词聚类图谱、时间线图谱和突现度图谱等进行数据可视化。研究发现,在这23年中,该领域文献数量呈指数式增长;研究主题形成了3大类11小类的主题聚类,发展历程被时间线聚类划分为1996—2006年、2007—2014年和2015—2019年3个阶段。结果表明,我国食品安全与数据科学的交叉研究从产出、合作到研究主题都已初具规模,经过积累与发展,交叉研究正在新的学科增长点的引领下快速发展。

基于并行对抗与多条件融合的生成式高分辨率图像修复

现有的图像修复算法经常会有伪影、语义不准等问题出现,对于缺失较大、分辨率较高的图像,修复效果有限.为此,文中提出基于并行对抗与多条件融合的二阶图像修复网络.首先,利用改进的深度残差网络对缺失图像进行生成式像素填充,并利用第一阶对抗网络补全边缘.然后,提取填充图颜色特征,融合补全边缘图,将融合图作为第二阶对抗网络的条件标签.最后,通过带上下文注意力模块的第二阶网络得到修复结果.在多个数据集上的实验表明,文中算法可获得较逼真的修复效果.

柳叶拟沉香中乙酰胆碱酯酶的抑制活性成分

采用ODS、硅胶、Sephadex LH-20等柱色谱技术从瑞香科(Thymelaeaceae)拟沉香属(Gyrinops)植物柳叶拟沉香(Gyrinops salicifolia Ridl)分离得到9个2-(2-苯乙基)色酮类化合物,运用波谱学方法鉴定其结构,并采用Elman比色法对全部化合物进行活性测试。结果表明,柳叶拟沉香中分离的化合物结构分别为:6-羟基-2-(2-苯乙基)色酮(化合物1)、6-羟基-2-[2-(4-甲氧基苯)乙基]色酮(化合物2)、6,8-二羟基-2-[2-(4-甲氧基苯)乙基]色酮(化合物3)、6-甲氧基-2-[2-(3-甲氧基-4-羟基苯)乙基]色酮(化合物4)、6-羟基-7-甲氧基-2-[2-(4-甲氧基苯)乙基]色酮(化合物5)、(5R,6R,7S,8R)-5,6,7,8-四氢-5,6,7,8-四羟基-2-(2-苯乙基)-4氢-色酮(化合物6)、5α,6β,7β-三羟基-8α-甲氧基-2-(2-苯乙基)-4氢-色酮(化合物7)、(5S,6S,7S,8R)-2-[2-(4-甲氧基苯)乙基]-5,6,7,8-四羟基-5,6,7,8-4氢-色酮(化合物8)和8-氯-6-羟基-2-(2-苯乙基)色酮(化合物9)。从拟沉香属植物所产沉香中分离得到以上化合物均未见报道。化合物2,4,8,9对乙酰胆碱酯酶具有一定的抑制活性。

基于深度学习与显著性的数字图像构图优化

构图是决定数字图像美学质量的重要因素,而现有的计算机优化算法在这一领域还存在整体性、视觉平衡感不足等问题。针对这一问题,文中提出了一种基于深度学习模型的构图优化算法,将显著特征与改善视觉平衡相结合,实现了更符合图像美学的构图优化。文中卷积网络以VGG-16为主干,加权两项损失函数并以图像像素进行平均,可在训练后实现端到端的全分辨率显著性回归。定性对比和定量验证的实验结果表明,相较于传统优化方法,文中算法在改善视觉平衡方面具有明显优势,处理后的图像画面平衡感得到显著提升,更符合美学评价原则和人的视觉感受。

抗磁悬浮气流能量收集器的结构优化

基于高定向热解石墨(HOPG)板和法拉第电磁感应定律,设计了一种抗磁悬浮气流能量收集器。通过仿真研究了提升磁铁的半径和厚度对该收集器轴向结构尺寸的影响,对该收集器的结构进行了研究,以探索其在结构尺寸优化方面的潜力。通过改变提升磁铁的半径,将其与悬浮磁铁在平衡位置处的位移、所受合力和势能联系起来,得到了很明显的合力和势能的变化趋势图。通过联合仿真研究了提升磁铁的半径和厚度、HOPG板的半径和厚度对最大单稳悬浮间距的影响。通过上述结构优化分析,制备的能量收集器可以点亮由60个发光二极管组成的郑州大学图标样式的矩阵灯。在实验条件下,该抗磁悬浮气流能量收集器所输出的最高峰值电压可达1.294 V,平均功率可达60.67 mW。

一种基于可信度估计单元的图像分类噪声抑制深度学习策略

近年来,深度学习越来越关注噪声抑制的研究.本文提出了一种噪声抑制深度学习策略,该策略通过构建噪声无感网络(Noise Unaware Network,NUN)和可信度估计单元(Reliability Estimation Gate,REG)来处理训练数据含有噪声的情况.通过对每个样本的可信度进行评估,调节其在训练时的权重,从而降低标签噪声对网络训练的影响.随着模型的迭代更新,标签可信数据的权重将会逐渐变大,而噪声数据的权重将会被抑制.本文通过在多个标注数据集上的实验验证了所提出的噪声抑制深度学习策略的有效性.

水稻基腐病菌拮抗菌解淀粉芽孢杆菌E3菌株的鉴定及抑菌活性

【目的】纯化和鉴定从柑橘根际土壤分离得到的可抑制水稻基腐病菌Dickeya zeae EC1生长的解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens,并解析其抑菌机制。【方法】采用平板扩散法从根际土壤中筛选出1株拮抗D.zeae EC1的B.amyloliquefaciens E3菌株;根据细菌菌落表型、生理生化特征结合16S rDNA序列分析等方法对E3菌株进行分类鉴定;检测无菌E3培养液对D.zeae EC1侵染水稻种子能力的影响;盐酸沉淀结合丙酮抽提法提取E3菌株脂肽粗提物;采用平板对峙法测定E3菌株脂肽粗提物对病原真菌的抑菌活性,琼脂扩散法测定E3菌株脂肽粗提物对病原细菌的抑菌活性及最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC);用Durashell C18柱对脂肽粗提物进行HPLC分离纯化;通过液相色谱−质谱联用(LC-ESI-MS)分析,鉴定抑菌物质的相对分子质量并推测其化学组成。【结果】B.amyloliquefaciens E3菌株对茄病镰刀菌Fusarium solani、香蕉基腐病菌、茄科劳尔氏菌Ralstonia solanacearum等多种植物病原菌生长具有抑制作用,表现为广谱抗性;B.amyloliquefaciens E3菌株的无菌培养液能够抑制D.zeae EC1侵染萌发的水稻种子,显著提高水稻种子的萌芽率;B.amyloliquefaciens E3菌株的脂肽粗提物可以抑制D.zeae EC1的生长,其MIC为348.97μg/mL;HPLC分离纯化结合LC-ESI-MS分析发现,B.amyloliquefaciens E3菌株分泌的主要抑菌活性物质包括Surfactin、Fengycin和Iturin 3类脂肽类抗生素。【结论】B.amyloliquefaciens E3菌株具有作为生防菌的潜力,它可能通过分泌Surfactin、Fengycin和Iturin 3种脂肽类抑菌活性物质,拮抗水稻基腐病菌、茄科劳尔氏菌、茄病镰刀菌等多种植物病原菌。研究结果可为该菌的生物防治应用提供理论依据。

基于ElGamal的同态云端密文存储检索方案

云端数据存储的安全性和检索效率是网络空间安全亟待解决的问题之一.本文提出了一个新的密文检索模型,并在此基础上利用ElGamal同态密码算法和SM4分组密码算法,设计了一种基于混合同态加密的云端密文存储检索方案.首先,该检索方案能够在数据上传、检索和下载的过程中,保证数据的安全,可用于个人云端U盘等应用场景.其次,对该方案的正确性和安全性进行分析.最后,通过实验的方式对方案的正确性进行了证明.实验结果表明该方案在保证数据安全的情况下,检索结果正确,效率高.

同态加密在隐私计算中的应用综述

同态加密技术是一种基于数学难题的计算复杂性理论的密码学技术,支持数据以密态方式进行计算,计算结果解密后与明文计算的结果一致,在多样化复杂应用场景中具有很好的普适性,是目前隐私计算领域的一个热点研究方向。通过对同态加密技术的发展历程以及相关的技术路线进行梳理,解析了同态加密在安全求交、隐匿查询、多方联合计算、多方联合建模等典型隐私计算应用场景的技术融合应用,并对同态加密目前广泛落地应用过程中碰到的关键问题进行分析,最后对同态加密的研究发展方向进行探讨。

女性更能在互联网使用中获益吗——基于互联网使用偏好的调节效应

本文利用2010—2018年中国家庭追踪调查(CFPS)数据,考察互联网使用对性别收入差距的影响。研究显示,互联网使用能够带来工资性收入的提升和性别收入差距的缩小。通过Oaxaca-Blinder分解方法揭示了互联网使用中的性别特征差异和性别歧视。进一步研究发现,互联网使用偏好和教育机会的增加是使女性在互联网使用中获益更多的主要原因。农村户口和低收入群体的女性更能在互联网使用中获益。