黄河流域-黄土高原水土保持与高质量发展:成效、问题与对策

水土保持是新时期山水林田湖草沙系统治理的核心,在保障黄土高原生态安全屏障方面具有重要作用.黄土高原地区自实施一系列生态治理工程以来,水土保持和生态建设等成绩斐然.基于长期监测及生态系统关键过程等研究基础,分析了黄土高原水土保持与生态治理的成效,剖析了水土保持高质量发展中存在的主要问题,主要表现在区域脆弱的生态环境仍未根本改变、生态系统稳定性仍面临巨大挑战、灾害风险依然较为严重、水土保持监管水平薄弱等方面.据此,从该地区水土保持与生态高质量发展角度出发,提出了未来黄土高原水土保持与高质量发展的若干对策建议,以更好地服务黄河流域生态保护和高质量发展的国家战略.

基于肝脏蛋白质组学探讨加味丹栀逍遥散的抗抑郁作用及机制

[目的]探讨加味丹栀逍遥散对慢性不可预知性温和应激(CUMS)抑郁小鼠模型的干预作用及可能机制.[方法]C57BL/6N小鼠分为正常组、模型组、加味丹栀逍遥散组和氟西汀组.采用CUMS复制抑郁模型,模型成功后灌胃给药4周.末次给药后进行行为学测试,采用串联质谱标签法(TMT)蛋白质组学分析小鼠肝脏差异蛋白的表达谱,通过Kyoto encyclopedia of genes and genomes(KEGG)通路富集加味丹栀逍遥散抗抑郁的相关通路和蛋白;血液生化检测总胆固醇及总胆汁酸含量.[结果]与正常组相比,模型组小鼠糖水偏好率下降,自主活动次数减少,加味丹栀逍遥散给药后上调小鼠糖水偏好率及自主活动次数.蛋白组学结果显示模型组与加味丹栀逍遥散给药组之间肝脏差异表达蛋白20个,其中上调11个,下调9个.KEGG通路富集分析发现差异表达蛋白主要参与了胆固醇代谢、初级胆汁酸的合成等.生化检测发现,与正常组相比,模型组总胆固醇含量下降而胆汁酸含量升高,加味丹栀逍遥散给药能显著增加总胆固醇含量而减少总胆汁酸含量.[结论]加味丹栀逍遥散具有良好的抗抑郁效应,其机制可能与调节肝脏胆固醇异常代谢、降低血液总胆汁酸有关.

新质生产力与制造业产业链供应链韧性:理论分析与实证检验

新质生产力能够实现技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级,为提升制造业产业链供应链韧性注入新动能.在构建城市层面新质生产力综合测度体系与制造业产业链供应链韧性指标基础上,使用2003-2020年154个地级市的平衡面板数据,实证分析新质生产力对制造业产业链供应链韧性的直接效应与空间溢出效应.研究发现:基准回归结果与异质性检验结果表明,新质生产力能够显著增强制造业产业链供应链韧性,这一结论在不同区域、不同产业结构合理化程度的地区中存在差异;空间计量回归结果表明,新质生产力不仅能够直接增强本地区制造业产业链供应链韧性,且会通过空间溢出效应对邻近地区制造业产业链供应链韧性产生正向影响;进一步分析结果表明,国内价值链的战略替代性能够正向调节新质生产力的制造业产业链供应链韧性提升效应.为制造业产业链供应链突破传统发展模式,提高自主可控能力提供有益参考.

基于土柱模拟降雨对铜尾矿重金属淋溶进入下伏土壤的生态风险研究

为探究铜尾矿重金属释放对环境的影响,通过动态淋溶实验,配置初始pH=7.2的人工模拟雨水为淋滤液,采用柱状淋溶装置进行尾矿重金属淋出实验,探究中卫某铜尾矿重金属的淋溶释放特征,评估尾矿重金属淋溶的生态风险.结果表明,尾矿中Cu、Zn、As、Cd和Pb平均质量含量分别为2130.30、105.10、234.41、0.72和64.57mg·kg^(-1),均超出宁夏土壤重金属元素背景值.淋溶10次后,尾矿中Cd、Zn、Pb、As、Cu等重金属的释放率分别为1.98%、0.32%、0.30%、0.15%、0.01%,即Cd的释放率最高.淋溶后,尾矿重金属质量含量明显下降,其中0~5cm深度尾矿重金属含量下降最多,As的释放量最大,重金属向下层迁移明显.尾矿中Cu、Pb、Cd和Zn主要淋失碳酸盐结合态,As主要淋失可交换态,As和Cd的淋溶风险较高.Cu是尾矿重金属中关键的生态风险因子,尾矿中Cd和Cu为高风险,As、Zn和Pb为中风险.

黄河流域生态旅游与乡村振兴耦合协调及障碍因子研究

以黄河流域为研究对象,利用纵横向拉开档次法、耦合协调度模型、障碍度模型剖析2011-2021年黄河流域生态旅游与乡村振兴耦合协调的演化特征及障碍因子.结果表明:1)发展水平持续上升,但存在空间异质性特征,均呈现出“上游低下游高”的分布格局.2)2011-2021年耦合协调度呈持续上升态势,耦合协调类型实现了由勉强协调向初级协调的转变.在空间格局上,耦合协调度上游低下游高.3)生态旅游资源和生态旅游环境是制约其耦合协调度提升的主要因素.黄河流域不同地区的障碍因子存在较大差异,且各障碍因子对不同地区的制约作用也有一定的区别.

基于BP神经网络的高校教师精准教学能力评价模型构建

通过精准教学以促进学生个性化成长是教育理想和国家政策的不懈追求.高校教师是实施精准教学的“基”,现有关于其教学能力的评价体系中普遍存在概念不清和多采用主观构建评价指标的问题.为此,开展了基于BP神经网络的高校教师精准教学能力评价模型研究.首先,以理论研究为基础,对精准教学能力进行等级划分并构建评价指标框架,运用层级分析法建立指标权重;其次,利用BP神经网络智能学习的特性,以不同数据类型的指标值为输入,对应能力综合值为输出,检验精准教学能力分级及指标权重的合理性,进而生成较为客观的评价模型;最后,利用开发的评价系统和调查问卷进行样本数据采集和模型检验,从神经网络对数据的分类、拟合及仿真结果来看,模型能够对高校教师的精准教学能力进行客观评价,教师对模型测量结果的准确性也具有较高认可度.

融合均值榜样的反向互学习水母搜索算法

为解决水母搜索算法(jellyfish search algorithm,JS)的洋流运动缺乏多样性、群内运动缺乏引导性、种群间信息无交流,造成搜索速度慢、稳定性差及易早熟的问题,构建了一种融合均值榜样的反向互学习水母搜索算法(oppositional-mutual learning jellyfish search algorithm based on mean-value example,OMLJS).首先在水母跟随洋流运动(全局搜索)部分,利用前两代水母的平均位置代替只考虑上一代水母的平均位置来引导水母个体的位置更新,提高算法的全局搜索能力;其次在水母的群内主动运动(局部搜索)部分,利用最优个体代替随机个体来引导水母进行更有效的搜索,加快算法的收敛速度;然后在水母进入下一次迭代前增加对水母种群进行动态反向互学习步骤,增加种群多样性及增强种群间的信息交流,达到互补另外两个策略,提高算法的整体优化性能.选用12个经典的基准测试优化函数,将OMLJS与5个对比算法从解的平均值、最优值及方差进行对比分析,并用于求解最小生成树问题,OMLJS能够更快地找到最小生成树.实验结果表明,OMLJS的收敛速度、求解精度明显提高.

“结构-隔热”一体化墙体粮食侧压力下力学性能影响因素分析

“结构-隔热”一体化墙体是一种新型粮食平房仓构件.为研究墙体参数对其在粮食荷载作用下的力学性能影响,通过有限元模拟分析,探究了连接件的直径、间距、墙体厚度及保温板厚度对墙体挠度、应力的影响.结果表明:在常用范围内,连接件直径及墙体厚度对“结构-隔热”一体化墙体的挠度和应力影响较为显著,连接件的间距及保温板的厚度影响较小.墙体挠度随连接件直径的增大而减小,但易出现应力集中、突变现象.墙体挠度随墙厚度的增大而减小,且内外叶墙单独受力,内叶墙在一定范围内越厚使连接件扭曲越小,对结构越有利.研究成果为“结构-隔热”一体化墙体在实际工程中的设计及优化提供参考.

不同秸秆还田模式对冬小麦土壤活性有机碳库的影响

为探寻最适宜小麦种植的秸秆还田模式,优化土壤结构、提升土壤质量,采用根箱培养,以不施肥(CK)为对照,设置不同秸秆还田方式配施化肥共6个处理,即秸秆还田(SF)、秸秆生物炭还田(BF)、秸秆配施腐熟剂还田(SDF)、秸秆配施纳米载体腐熟剂还田(SNDF)以及单施化肥(F).结果表明:所有处理在不同时期的土壤活性有机碳库组分质量分数基本表现为随土层的加深而降低,SNDF处理在小麦成熟期的表层土壤总有机碳(SOC)、土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤微生物量碳(MBC)质量分数分别为36.40 g/kg、491.56 mg/kg、273.10 mg/kg,土壤碳库管理指数为225.7%,SDF在小麦成熟期的土壤活性有机碳(LOC)质量分数为7.79 g/kg,SOC、土壤DOC、土壤MBC、土壤LOC和碳库管理指数之间均存在极显著的正相关性(P<0.01).研究发现SNDF处理对冬小麦土壤有机碳组分及土壤碳库管理指数的改善效果最好,该结果为秸秆还田与化肥配施在农业生产上的应用提供了理论依据和研究基础.

纳米凹槽表面结冰的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法建立了水在金表面结冰的模型,在疏水表面上引入亲水纳米凹槽结构,模拟研究了纳米凹槽表面上的冰成核过程,揭示了凹槽深宽比对冰成核的影响规律和机制.结果表明,在疏水表面引入亲水纳米凹槽结构并改变表面的凹槽宽度,可以调节疏水表面的结冰过程.当纳米凹槽与六边形冰结构相匹配时,凹槽内部更容易形成冰核,可以提高疏水表面的冰成核率的效果,其表面成核率接近与亲水表面成核率.当纳米凹槽结构与六边形冰结构不匹配时,凹槽内不易形成冰核,结冰过程受到抑制.为提高疏水表面成核率提供了新方法,为控制疏水表面冰成核位置和冰生长方向提供了新思路.

黄河流域城市群新型城镇化与生态安全协调发展研究

为推进中国式现代化建设,统筹黄河流域生态保护和高质量发展,提升城市群新型城镇化与生态安全协调发展水平,以黄河流域内的7个城市群为研究对象,构建新型城镇化与生态安全评价指标体系,运用耦合协调度模型和相对发展模型,并结合时空演化过程分析了黄河流域城市群新型城镇化与生态安全耦合协调度发展格局,最后通过系统动力学模型模拟未来5年耦合协调发展趋势.结果表明,研究期内,黄河流域城市群新型城镇化与生态安全耦合协调度总体呈上升趋势,部分城市群出现轻度波动,耦合协调特征由失调、濒临协调转化为勉强协调、初级协调;最后通过预测未来5年黄河流域城市群新型城镇化与生态安全耦合协调度发展过程,推断城市群均处于显著提升状态,且逐步达到初级协调阶段.针对目前黄河流域城市群新型城镇化与生态安全协调发展存在的不足,提出了相应的对策建议.

黄河流域制造业高质量发展的空间格局演化、地区差异及收敛性分析

基于2010-2020年黄河流域73个地市面板数据,通过AHP-熵值法测算各地市制造业高质量发展水平,综合运用标准差椭圆、Dagum基尼系数及β收敛模型考察流域内制造业高质量发展的空间格局演化、地区差异及其空间收敛特征.研究结果表明:1)黄河流域制造业高质量发展水平呈波动上升趋势,但存在显著的空间非均衡性,始终保持“下强上弱”的空间分布格局.2)制造业高质量发展的重心向西南方向偏移,并表现为东西向集聚、南北向扩散趋势.3)制造业高质量发展的总体差异略有增加,组间差异是总体差异的主要来源.4)流域整体及上、下游地区支持条件β收敛和绝对β收敛机制,但不同地区的收敛速度和影响因素存在差异.基于实证结果,从提升黄河流域制造业高质量发展水平、缩小地区差距、促进区域差异化发展等方面提出建议.

基于相似网络和联合注意力的图嵌入模型

图注意力网络(graph attention network, GAT)将注意力机制与图神经网络融合,但模型只关注节点的一阶邻域节点,缺乏对高阶相似节点的考虑,同时在计算注意力分数时缺乏对节点结构特征的关注.为此提出一种基于相似网络和联合注意力的图嵌入模型.首先计算网络中的节点相似性,并将高相似度且未连接的节点对构建新边以形成相似网络.其次,引入结构相关性和内容相关性的概念,分别用于表征节点之间的结构关系和内容特征.通过融合两种相关性得分计算得到联合注意力分数.最后使用联合注意力分数对节点特征加权聚合,得到最终的节点嵌入表示.将本文所提算法在Cora、Citeseer和Pubmed 3个数据集上进行节点分类任务,准确率分别达到85.70%、74.30%、84.10%,与原始图注意力网络模型相比分别提高了2.70%、3.94%和2.60%.可见,所提出的算法可以得到更好的节点嵌入表示.

尽责性对中学生锻炼坚持性的影响机制:一个链式中介模型

为考察尽责性与中学生锻炼坚持性的关系及影响机制,采用中国大五人格问卷简式版、锻炼坚持性量表、领悟社会支持量表和一般自我效能感量表对2077名中学生进行调查.研究结果:1)尽责性能够预测中学生锻炼坚持性;2)领悟社会支持在尽责性和中学生锻炼坚持性之间具有中介作用;3)自我效能感在尽责性和中学生锻炼坚持性之间具有中介作用;4)尽责性通过中学生领悟社会支持、自我效能感的间接作用影响个体的锻炼坚持性.

基于机器学习的材料设计

材料创新一直是推动人类文明进步的重要引擎,随着现代科技对高性能材料日益增长的需求,材料科学的重要性也逐渐凸显.传统的“试错法”和第一性原理应用于复杂的材料设计还有较大的局限性.机器学习已发展成为材料科学研究的新范式,通过分析大量数据,可实现高通量筛选、性能预测、晶体结构预测和材料配方优化等方面的功能.机器学习结合第一性原理方法的材料设计,为材料研究带来了崭新的思路.回顾了机器学习在材料设计领域的应用,探讨了其加速材料创新、降低试错成本、定制化材料设计等方面的应用潜力,展望了其对材料科学领域带来的机遇和挑战.

基于特征对比的循环生成对抗网络图像风格转换研究

无监督图像到图像转换任务是在非配对训练数据的情况下学习源域图像到目标域图像的转换.但是,图像风格转换任务依然面临着图像内容丢失、模型坍塌等现象.为了解决上述问题,提出了一种局部特征对比来保持图像内容,通过特征提取器获得多层图像深层特征,使得图像编码器学习到高级语义信息,获得信息更加丰富的图像特征.同时,增加局部特征对比损失来引导特征提取器学习到有利于图像内容生成的特征.实验结果表明,在大多数情况下,所提方法在FID和KID分数方面优于之前的方法,图像生成质量有一定的提升.

耦合振子系统中振幅包络同相同步向反相同步的转变

耦合振子系统的振幅包络同步行为反映了耦合振子系统幅度与相位的相互作用.在吸引耦合神经元振子系统中引入排斥耦合作用,耦合系统的振幅包络会随着排斥耦合作用的增加从同相同步向反相同步转变.对于给定的吸引耦合神经元振子,随着引入的排斥耦合强度增加,耦合神经元振子的振幅包络之间的相位差会先从0耦合系统中的同步是由于振子之间的相互作用而使整个动力学系统趋于相同的集群动力学现象.随着研究的不断深入,增加至π,然后又由π开始减小.同时,振幅包络的幅值会随排斥耦合强度的增加先减小后增加,存在一个使振幅包络的幅度达到最小值的排斥耦合强度.吸引与排斥耦合竞争引起的振幅包络从同相同步向反相同步转变过程也可以在引入时间尺度的耦合Stuart-Landau振子中产生,具有普适性.该研究不仅可以丰富振幅包络的相关动力学研究,还有助于理解脑信息处理和传递过程.

特异小样本工业产品表面缺陷检测方法研究

基于机器视觉的工业产品表面缺陷检测设备和系统大量应用在工业制造领域,目前其难点在于工业检测数据的采集,由于训练样本缺失导致深度学习网络模型无法有效训练.为解决上述问题,首先,提出一种基于不规则掩码的伤痕样本生成算法,改善了钢板表面缺陷检测任务中特异小样本数据集正负样本不均衡的情况;然后,在YOLOv8主干网络引入MHSA多头自注意力,提高对钢板表面缺陷的关注度;最后,使用SIoU替换原损失函数,增强网络模型的定位能力,提高检测的准确性.基于热轧钢板表面缺陷检测问题的实验结果表明,该方法能够有效解决特异小样本工业探伤的具体问题.

基于多源地理数据的城市突发公共卫生事件风险评估研究

风险评估是突发公共卫生事件应急管理的关键环节,基于地理数据开展风险评估可有效提高精度.通过采集多源地理数据,结合随机森林算法和地理探测器、核密度分析、空间自相关等空间统计分析提出城市突发公共卫生事件风险评估方法,并通过实证分析验证模型可行性.结果表明:采用随机森林算法构建的风险评估模型表现良好;餐饮美食、公司企业和交通设施等场所是影响疫情的主要因素,疫情流行具有因子交互性,其中餐饮美食与其他因子的交互作用最强;空间传播上位于城市中心区域的社区风险等级较高并呈现向外围逐渐减弱的趋势,同时有明显的高值或低值聚集.

高效降解邻苯二甲酸酯植物内生菌的抗生素耐药性研究

微生物降解被认为是修复邻苯二甲酸酯(PAEs)最具有前景的方法之一.然而,从环境中分离的PAEs高效降解菌大部分是致病菌或条件致病菌.植物内生菌为非致病菌,分离PAEs高效降解植物内生菌具有重要的现实意义.选取一株Bacillus subtilis N-1为研究对象,该菌株是从受污染的植物内部筛选到的植物内生菌,能以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)两种PAEs为唯一碳源和能源生长.探究了菌株N-1的生长习性,包括其吲哚乙酸的分泌情况和对4种抗生素的耐药性.结果表明,投加色氨酸能促进菌株N-1分泌吲哚乙酸;0.50 mg·L^(-1)庆大霉素、8.00 mg·L^(-1)氯霉素、32.00 mg·L^(-1)盐酸四环素和32.00 mg·L^(-1)利福平为菌株N-1的最小抑菌质量浓度.目前污水中抗生素质量浓度远低于菌株N-1的最小抑菌质量浓度,菌株N-1修复PAEs污染的范围较广泛,具有较好的应用前景.