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生命周期评价在畜牧生产中的应用研究现状及展望

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中国农业科学 2019年第9期52卷 1635-1645页

作者：姜明红刘欣超唐华俊辛晓平陈吉泉董刚吴汝群邵长亮呼伦贝尔学院初等教育学院中国农业科学院农业资源与农业区划研究所内蒙古农牧业科学院全球变化和地球观测中心地理环境和空间科学系密歇根州立大学山西大学生命科学学院

生命周期评价(life cycle assessment,LCA)作为一种全程评价产品总体环境影响和生产效率的方法,被广泛应用于企业优化生产经营结构和政府政策制定等方面。近年来,出于粮食安全保障和生态环境保护的考虑,LCA在农牧生产中的应用越来越受... 详细信息

生命周期评价(life cycle assessment,LCA)作为一种全程评价产品总体环境影响和生产效率的方法,被广泛应用于企业优化生产经营结构和政府政策制定等方面。近年来,出于粮食安全保障和生态环境保护的考虑,LCA在农牧生产中的应用越来越受到重视。但我国相关方面的研究和应用并不多见,特别是作为畜牧业重要产区的北方草原牧区,尚没有开展针对当地畜牧生产体系的LCA研究。在这一背景下,本文围绕主要环节和流程对国内外畜牧生产LCA方法框架和研究现状进行了综述,主要从LCA研究目的与范围的确定、生命周期清单分析和影响评价三个方面展开。国内外文献综述表明,国外畜牧产业中LCA的应用已相当普遍,无论从方法上还是技术上都已经相当成熟和完备,对我国畜牧产业LCA科学研究和实际应用均有较强的借鉴意义。然而,由于国内外畜牧产业的具体情况差异,国外LCA经验难以直接应用到国内。首先,在我国北方牧区,家庭牧场是当地畜牧生产的主要经营方式,具有季节性放牧与圈养舍饲结合、不同牲畜混养、牧民生活和生产经营界限不明确等特点,难以直接套用国外方法。此外,在我国开展畜牧生产LCA研究所需的数据收集非常困难,这是制约我国畜牧生产LCA应用的最大短板。最后,由于畜牧生产技术及经营方式的差距,相比于欧美澳等畜牧业发展成熟国家,我国北方牧区畜牧生产受降水等自然因素及市场供求价格因素影响年际间差异更大,这也是我国开展畜牧生产LCA研究必须考虑的问题。为了使LCA能够精准且广泛地应用于我国畜牧产业,应从以下几个方面进行改进:首先,开展我国北方牧区不同规模畜牧生产经营系统物料投入和产出的调查和研究,为畜牧产业LCA研究收集必要数据;其次,根据我国畜牧产业的特征建立并完善适合国情的畜牧业LCA标准方法和数据库,提升我国LCA结论的准确性;第三,在我国畜牧LCA研究中还应加大学科交叉力度,理清畜牧产业发展中的自然和社会驱动因素,为我国北方牧区畜牧产业的可持续发展提供数据参考和科技支撑。

关键词：生命周期评价北方草原牧区畜牧业畜牧生产系统资源消耗环境影响评价

基于LCA的呼伦贝尔生态草牧业技术集成示范效益评估

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中国农业科学 2020年第13期53卷 2703-2714页

作者：刘欣超王路路吴汝群辛晓平孙海莲姜明红李晓爽王淼刘云邵长亮中国农业科学院农业资源与农业区划研究所内蒙古农牧业科学院中国科学院内蒙古草业研究中心北京农学院生物与资源环境学院密歇根州立大学地理环境和空间科学系/全球变化和地球观测中心呼伦贝尔学院初等教育学院内蒙古呼和浩特金谷农商银行股份有限公司

【目的】对天然草场修复过程中的经济环境综合效益进行评估。【方法】基于全生命周期分析(LCA)方法对内蒙古呼伦贝尔市谢尔塔拉牧场奶牛集约化养殖-牲畜粪便处理(包括菌剂发酵有机肥、蚯蚓养殖生成有机肥和蘑菇种植3种模式),利用谢尔塔... 详细信息

【目的】对天然草场修复过程中的经济环境综合效益进行评估。【方法】基于全生命周期分析(LCA)方法对内蒙古呼伦贝尔市谢尔塔拉牧场奶牛集约化养殖-牲畜粪便处理(包括菌剂发酵有机肥、蚯蚓养殖生成有机肥和蘑菇种植3种模式),利用谢尔塔拉农场奶牛集约化养殖、牲畜粪便处理利用、天然草场改良数据和当地畜牧生产经营物料投入数据相结合,建立不同养殖模式下牛奶生产的生命周期清单,从畜牧生产全生命周期的角度对牲畜饲养、粪便处理利用和草场修复这整个草原畜牧生产循环过程中每生产1 t标准牛奶(FPCM)的资源环境综合成本(温室气体排放、土地占用、耗水量和不可再生能源消耗)和总体经济效益进行定量分析。【结果】牧户散养奶牛和集约化奶牛养殖场在出售牲畜和牛奶方面产生的毛收益分摊在每头成年母牛上分别为0.89和2.11万元,如扣除经营成本,两种乳牛饲养模式下每头成年母牛产生的净收益分别为0.42万元(牧户散养)和0.41万元(集约化养殖)。此外集约化养殖场每生产1 t FPCM造成的环境影响为:占用草场1.19 hm2、占用耕地0.15 hm2、耗水216.47 t、消耗化石燃料1 944.19 MJ、排放温室气体0.73 t二氧化碳当量(CO2eq)。当地散养牧户生产牛奶除去草场占用面积(3.25 hm2)外,造成的环境影响(占用耕地0.04 hm2、耗水70.70 t、消耗化石燃料892.80MJ、排放温室气体0.55 t CO2eq)均小于集约化奶牛养殖场。开展天然打草场改良可显著增加每公顷草地牧草产出(增幅68.57%)和收益(增长10.71%),改良后生产1 t FPCM可降低40.50%的草场占用面积。但改良中施肥和燃料消耗的增加会造成温室气体排放(增加17.70倍)、燃料消耗(增加2.10倍)等环境问题。在牲畜粪便处理利用技术应用方面,集约化养殖场产生的牛粪通过发酵有机肥、蚯蚓处理牛粪和蘑菇种植等处理利用方式,在解决牲畜饲养中粪便污染问题的同时,创造的净收益相当于生产牛奶净收益的5%—12%,整体看带来的环境影响相对较少。【结论】集约化养殖场在提高草原利用效率方面优势明显,在提升饲料能量转化效率、提升牛奶产量和质量方面具有很大的潜力,但是会增加苜蓿、燕麦等高蛋白饲草料的种植面积,在控制牛奶生产中的温室气体排放、水资源和能源消耗等方面会产生不利影响。此外,天然打草场改良和牲畜粪便处理利用技术在呼伦贝尔当地畜牧产业中具有较大的应用潜力。

关键词：全生命周期分析集约化养殖季节性放牧环境影响

电离辐射诱导组蛋白乙酰化引起的染色质结构解聚研究

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原子核物理评论 2022年第4期39卷 497-504页

作者：沈程吴汝群刘文静郭金龙赵靖毛光博牟宏进张磊杜广华中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049

真核生物的DNA分子经高度压缩以染色质形式存在于细胞核中,染色质动态结构在DNA复制、基因转录和DNA修复等过程中起着重要的调控作用。核内染色质结构的原位高分辨解析和其结构变化定量表征一直受困于显微成像观测分辨率的限制。通过点... 详细信息

真核生物的DNA分子经高度压缩以染色质形式存在于细胞核中,染色质动态结构在DNA复制、基因转录和DNA修复等过程中起着重要的调控作用。核内染色质结构的原位高分辨解析和其结构变化定量表征一直受困于显微成像观测分辨率的限制。通过点击化学荧光标记EdU和STORM单分子定位显微成像,实验得到了细胞核内超分辨率染色质结构图像。基于提出的单分子团簇分析和最近邻距离算法分析发现,X射线辐照和TSA处理后的细胞核内核小体团簇数量显著增多,核小体团簇所占细胞核内的面积比相对于对照组增加,且团簇内平均EdU分子数降低。同时,重离子辐照活细胞在线成像实验获得的XRCC1招募动力学速率常数表明乙酰化处理使得DNA损伤密度降低。这些结果表明电离辐射和乙酰化处理均导致了染色质结构的松散化。STORM超分辨成像方法和分析算法及其获得的核小体团簇分布规律为染色质结构的松散提供了直接的定量表征数据支持。

关键词：电离辐射组蛋白乙酰化超分辨率显微镜最近邻距离分布

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LCA研究方法及其在农业中的应用潜力分析

中国农业信息 2021年第3期33卷 13-23页

作者：王路路刘欣超吴汝群辛晓平田莉邵长亮中国农业科学院农业资源与农业区划研究所内蒙古农牧业科学院中国深圳可持续发展有限公司中国科学院地理科学与资源研究所

【目的】生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)方法是目前评价产品生产或服务过程环境影响的重要工具,逐渐被应用于农业研究中。文章通过介绍该方法,综述目前生命周期评价软件和数据库的发展情况,分析该方法在农业生产碳核算中的应... 详细信息

【目的】生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)方法是目前评价产品生产或服务过程环境影响的重要工具,逐渐被应用于农业研究中。文章通过介绍该方法,综述目前生命周期评价软件和数据库的发展情况,分析该方法在农业生产碳核算中的应用潜力,为我国农业碳减排和可持续发展提供技术支持。【方法】该文通过数据库文献检索和网络数据资料收集,从多角度对生命周期评价的发展现状进行介绍。【结果】目前我国在LCA方法及LCA在农业中的研究应用中取得一定成果,填补LCA软件和数据库的空白,但LCA在农业上有广阔的应用前景,仍需进一步深入发展研究。【结论】后续工作应继续完善我国LCA基础数据库,收集并补充我国相关数据,加强本地化软件工具的研发,继续推动LCA在农业层面的发展应用,建立符合我国国情的环境影响评价体系。

关键词：生命周期评价农业软件数据库

蛋清源抗氧化肽对HO诱导的HEK293细胞的转录组学研究

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中国食品学报 2024年

作者：张燕魏汝君张婷刘博群刘静波吉林大学食品科学与工程学院

通过转录组学及其生物信息学分析，研究蛋清源抗氧化肽WNWAD对H2O2诱导的HEK293细胞差异表达基因及相关信号转导通路。结果表明损伤组与对照组相比，共有866条基因差异表达，保护组与损伤组相比，共有226条基因差异表达，其中95条基因在... 详细信息

通过转录组学及其生物信息学分析，研究蛋清源抗氧化肽WNWAD对H2O2诱导的HEK293细胞差异表达基因及相关信号转导通路。结果表明损伤组与对照组相比，共有866条基因差异表达，保护组与损伤组相比，共有226条基因差异表达，其中95条基因在H2O2诱导损伤组(H2O2alone)和蛋清源抗氧化肽保护组(WNWAD+H2O2)共同表达，占所有差异表达基因的9.4%。在这些基因中，41条基因在过氧化氢诱导损伤的HEK293中表达上调，然而，加入蛋清源抗氧化肽WNWAD预处理的HEK293细胞中这些基因显著下调；47条基因在过氧化氢诱导损伤的HEK293中表达下调，而加入蛋清源抗氧化肽WNWAD预处理的HEK293细胞中这些基因显著上调。生物信息学分析结果表明：对损伤组和保护组共有差异基因进行GO功能分析，结果显示，这些差异表达的基因可能参与细胞增殖、分化、凋亡以及细胞信号传导等多个生物学过程，其功能与细胞周期和细胞凋亡有较大的相关性。KEGG通路富集分析结果显示，由过氧化氢诱导损伤的HEK293细胞的差异表达的基因可能参与丝裂原活化蛋白（MAPK）信号传导途径、转化生长因子信号通路、WNT信号通路、hippo信号通路、肌醇磷酸盐代谢、p53信号通路、癌症调控通路等多条通路的传导，这些通路与氧化应激和细胞凋亡有较大的相关性。其中，13个差异基因参与MAPK信号通路的传导。

关键词：蛋清源抗氧化肽氧化应激转录组学 HEK293细胞

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基于REPBR跳数效用转发的改进路由算法

计算机工程与设计 2024年第4期45卷 1011-1017页

作者：吴镜汝袁丁严清四川师范大学计算机科学学院四川成都610101 重庆移通学院计算机学院重庆400000

针对基于压力的水下无线传感器网络路由协议数据包传输路径距离过长、能量消耗不均衡等问题,提出一种基于REPBR跳数效用转发的改进路由算法。采用一种效用函数策略即加入剩余能量、节点间的跳数和链路质量3种因子解决能量消耗不均衡的问... 详细信息

针对基于压力的水下无线传感器网络路由协议数据包传输路径距离过长、能量消耗不均衡等问题,提出一种基于REPBR跳数效用转发的改进路由算法。采用一种效用函数策略即加入剩余能量、节点间的跳数和链路质量3种因子解决能量消耗不均衡的问题,引入最小跳数算法获取节点到sink节点的跳数值,在数据包转发阶段综合比较路由效益选择最佳转发节点。仿真结果表明,改进后算法相比REPBR、EEDBR、DBR有较小的网络时延,提升了数据包的转发效率,提高了网络性能。

关键词：水下无线传感器网络跳数路由效用转发链路质量能量时延

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真空中固液界面的离子束分析研究

原子核物理评论 2020年第1期37卷 82-87页

作者：李晓月余涛毛光博郭金龙李亚宁张海磊吴汝群刘文静赵靖沈程沈皓杜广华中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049 复旦大学现代物理研究所上海200433

原位实时地高精度测量固液界面的元素或离子(电荷)组成和动态变化对于界面反应和相互作用研究非常重要,但是传统的高分辨离子束分析实验在真空环境中不能直接测量液体样品。本文研制了一种固体-液体界面探针,该探针使用氮化硅-铝纳米复... 详细信息

原位实时地高精度测量固液界面的元素或离子(电荷)组成和动态变化对于界面反应和相互作用研究非常重要,但是传统的高分辨离子束分析实验在真空环境中不能直接测量液体样品。本文研制了一种固体-液体界面探针,该探针使用氮化硅-铝纳米复合膜作为真空密封窗和电化学电极,利用复旦大学核微探针成功开展了真空中固体-液体界面探针0.01 mol/L氯化钡和1 mol/L氯化镧溶液样品固体-液体界面的卢瑟福背散射(RBS)分析和粒子激发X射线(PIXE)分析。实验结果表明,真空环境下,固液界面探针纳米薄窗可承受2 MeV He+离子注量为1.0×1018 ions/cm2的辐照。微区PIXE分析成功获得了固液界面探针结构的元素分布。通过对卢瑟福背散射能谱进行分析,获取了20 nm分辨的电极界面微米深溶液中的La, Cl元素浓度。在1 mol/L的LaCl3固液界面电极表面,负电压(–2.3 V)时电解质离子在电极表面高浓度聚集,正电压(+2.3 V)时电解质在电极表面呈低浓度分布,在约1 250 nm深处电解质溶液趋向于体浓度。

关键词：固液界面离子束分析卢瑟福背散射粒子激发X射线微束分析

小学语文大单元整体教学下学习任务的创设探究

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语文教学通讯 2024年第4期1290卷 42-44页

作者：黄汝群常州市新北区龙虎塘第二实验小学江苏常州213000

在小学语文教学中创设大单元整体教学模式,可以突显单元特质,引入更多与之有关的资源,促使学生更好地整合知识。教师可基于大单元整体教学模式创设学习任务,课前创设整体预习任务,课中创设面向内容、结构、主题、写作方法的探究任务,同... 详细信息

在小学语文教学中创设大单元整体教学模式,可以突显单元特质,引入更多与之有关的资源,促使学生更好地整合知识。教师可基于大单元整体教学模式创设学习任务,课前创设整体预习任务,课中创设面向内容、结构、主题、写作方法的探究任务,同时可基于课内文本创设群文阅读与整本书阅读任务,提升学生的核心素养。

关键词：单元整体教学学习任务学习支架

双螺杆挤出机强化三角形转子作用下的腔内分布混合模拟

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化工学报 2024年第3期75卷 858-866页

作者：徐百平梁瑞凤喻慧文吴桂群肖书平五邑大学江门市高分子材料智能制造重点实验室广东江门529020 广东轻工职业技术学院广东省高分子材料先进加工工程技术研究中心广东广州510300

三角形转子作用下的腔内混合行为代表了典型的混合问题,具有广泛的工程应用潜力。为进一步改善分布混合,提出了增加转子边长、转子形状摄动变形以及改变转子拓扑结构等三种强化混合的方法。考虑转子运动的周期性,采用有限元叠加网格技术... 详细信息

三角形转子作用下的腔内混合行为代表了典型的混合问题,具有广泛的工程应用潜力。为进一步改善分布混合,提出了增加转子边长、转子形状摄动变形以及改变转子拓扑结构等三种强化混合的方法。考虑转子运动的周期性,采用有限元叠加网格技术,建立了不同转子作用下的高黏度流体流动的数值模拟模型,求解得到瞬态速度场。采用自行开发的具有4阶精度的Runge-Kutta代码开展流体混合动力学研究。借助拉格朗日相干结构、示踪剂界面拉伸以及Poincaré截面等对搅拌腔内的分布混合行为进行表征。当转子边长为40 mm时,腔内出现围绕左右转子的两个独立的Komogorov-Arnold-Moser(KAM)岛;当边长增加到45 mm时,腔内的混合机理发生了改变,KAM岛演变为1个,并且沿着联通双环准周期轨道扫掠左右腔,提升分布混合的效果最好。相比改变转子形状,改变拓扑结构更有利于提升分布混合,而且功率消耗更低,但混合机理与转子边长40 mm时相同。

关键词：混合三角形转子数值模拟流体动力学拉格朗日相干结构

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