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黄土高原苹果主产区农田养分盈余状况及环境效应——以礼泉县为例

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黄土高原苹果主产区农田养分盈余状况及环境效应——以礼泉县为例

作者：苗朋西北农林科技大学

学位级别：硕士

自上世纪80年代初,随着种植业结构的调整,黄土高原一些地区从以种植粮食作物为主转变为果树、蔬菜等高产出作物为主,目前黄土高原已成为我国最大的苹果集中产区,苹果集中连片种植面积和产量也居世界前列。随着苹果面积的扩大,过量施肥... 详细信息

自上世纪80年代初,随着种植业结构的调整,黄土高原一些地区从以种植粮食作物为主转变为果树、蔬菜等高产出作物为主,目前黄土高原已成为我国最大的苹果集中产区,苹果集中连片种植面积和产量也居世界前列。随着苹果面积的扩大,过量施肥现象严重,导致农田养分特别是氮肥大量盈余。黄土高原苹果大面积发展起始于有灌溉条件的南部地区(以礼泉县为代表),这一地区包气带较薄,由粮田转化为果园后农田养分盈余演变、累积及对地下水的影响如何,是值得研究的重要问题。为此,本研究以黄土高原南部苹果主产区礼泉县为研究对象,分析了全县1981-2019年农田养分收支平衡的变化;实地调查了不同区域苹果园施肥状况,并采集县域不同区域果园土壤剖面样品,以探究不同区域苹果园土壤硝态氮累积及空间变异性;连续监测了全县不同区域地下水水质,以评价苹果产业发展对地下水水质的影响。获得以下主要结论:(1)利用平衡法估算了1981-2019年期间礼泉县农田养分收支状况,结果表明,过去40年礼泉县苹果园面积增加了15倍,从1981年的2347 ha增加到2019年的37857ha,占耕地的比例从5.7%增加到67.2%,自1995年以后果园面积超过粮食作物面积。从1981年到2019年,礼泉县农田土壤氮、磷及钾(分别以N、PO及KO计)投入量显著增加,导致N、PO及KO盈余量分别以每年1310、588及845 t增加,其中贡献最大的为化肥养分,贡献比分别高达79.1%、85.4%及65.3%;N、PO及KO各养分利用效率(养分携出/养分投入)分别以每年0.96%、1.60%及5.08%下降。表明土地利用由粮食作物为主转变为高投入的苹果作物导致县域农田养分大量盈余,潜在的环境污染风险值得关注。(2)县域不同区域苹果园的施肥调查和土壤剖面样品分析表明,当前礼泉县南部、中部和北部苹果园养分投入量存在差异,施氮(N)量分别为1060±473、955±471及786±293 kg N ha,施磷(PO)量分别为544±302、479±318及372±255 kg PO ha,施钾(KO)量分别为663±356、557±339及490±297 kg KO ha,灌区苹果园养分投入量远高于雨养区。南部、中部和北部苹果园0–800 cm土壤剖面平均硝态氮累积量分别为16723、11554和6075 kg N ha,显著高于粮食作物(443 kg N ha)。以硝酸盐的形式在土壤剖面累积是过去40年氮盈余的主要去向,据估计礼泉县农田0–8 m土壤剖面硝态氮储量为517.8 Gg N,超过73%的硝酸盐累积在2–8 m剖面,表明礼泉县灌区苹果园长期的灌溉使硝酸盐迁移至深层包气带,作物难以有效利用且对地下水质造成巨大威胁。(3)对礼泉县地下水连续采样监测分析(2020年7月至2021年10月,共4次)表明,不同区域地下水化学参数存在差异,EC、Na、Ca、Mg、Cl、SO、HCO、NO平均含量均表现为南部>中部>北部,地下水样硝酸盐含量与EC值呈极显著正相关关系。研究区的地下水样品有52.0%的硝酸盐含量超过WHO饮用水标准(11.3 mg N L),平均含量为16.7 mg N L,其中南部灌区浅井超标率高达59.3%,中部超标率为53.3%,北部均为深水井且无超标现象。同位素溯源结果表明,南部区域果园内浅井地下水硝酸盐来源于化肥和有机肥的施用。可见礼泉县苹果产业发展对地下水质已造成显著影响,南部区域属地下水硝酸盐污染敏感区。综上所述,礼泉县过去40年由粮食作物转变为苹果园造成了农田养分大量盈余,其中大量盈余的氮素以硝酸盐的形态累积在土壤剖面中,灌溉和降雨加剧了土壤硝态氮向深层的迁移和淋溶,对地下水质产生严重影响。因此,在礼泉县亟需开展水肥减施,以减少土壤氮素的累积和损失,保障苹果产业的健康可持续发展。

关键词：苹果园土地利用方式养分平衡硝态氮累积地下水污染

LncRNA TTN-AS1靶向调控miR-134-5p表达抑制人肺癌细胞系增殖、迁移和侵袭

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中国老年学杂志 2024年第14期 3555-3560页

作者：曹晓朋苗满园李仁拴李伟黄根钻延安大学咸阳医院肿瘤胸外科

目的探讨长链非编码(Lnc)RNA肌联蛋白反义RNA(TTN-AS)1调控微小RNA(miR)-134-5p对人肺癌细胞系迁移、侵袭和增殖的影响。方法实时荧光定量-聚合酶链反应(RT-qPCR)检测34例肺癌患者的癌组织及其癌旁组织、人正常肺上皮细胞BEAS-2B和人... 详细信息

目的探讨长链非编码(Lnc)RNA肌联蛋白反义RNA(TTN-AS)1调控微小RNA(miR)-134-5p对人肺癌细胞系迁移、侵袭和增殖的影响。方法实时荧光定量-聚合酶链反应(RT-qPCR)检测34例肺癌患者的癌组织及其癌旁组织、人正常肺上皮细胞BEAS-2B和人肺癌细胞系SPC-A1、A549、NCI-H460中TTN-AS1、miR-134-5p表达水平。将A549细胞随机分为对照组、si-NC组、si-TTN-AS1组、pcDNA组、pc-TTN-AS1组、miR-NC组、miR-134-5p mimics组、si-TTN-AS1+anti-miR-NC组、si-TTN-AS1+anti-miR-134-5p组。四甲基偶氮唑蓝(MTT)法测定A549细胞活性，Transwell法检测细胞迁移、侵袭能力，Western印迹检测增殖蛋白[细胞周期蛋白(Cyclin)D1、P21和P27]及基质金属蛋白酶(MMP)-2和MMP-9表达。双荧光素酶报告系统和pulldown实验验证TTN-AS1和miR-134-5p的靶向关系。结果肺癌组织和人肺癌细胞系中TTN-AS1表达显著升高，miR-134-5p表达显著降低(P<0.05)。选取TTN-AS1表达量最高的A549细胞进行后续实验。下调TTN-AS1和过表达miR-134-5p均可明显抑制A549细胞增殖、迁移和侵袭(P<0.001);TTN-AS1靶向负向调控miR-134-5p表达；抑制miR-134-5p表达明显逆转了上述作用(P<0.05,P<0.001)。结论下调LncRNA TTN-AS1可能通过靶向上调miR-134-5p阻碍人肺癌细胞系迁移、侵袭和增殖。

关键词：肌联蛋白反义RNA1 微小RNA(miR)-134-5p 肺癌增殖迁移

基于DBN模型的长久运营地铁车站改扩建施工风险评估

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现代隧道技术 2024年第1期61卷 75-83页

作者：刘兵科吴瑞麻建飞贺少辉白守兴苗朋勃北京建工土木工程有限公司北京100085 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为保证复杂环境下长久运营地铁车站改扩建施工安全,采用贝叶斯网络、模糊理论、现场勘察和室内试验等方法,对北京地铁东四十条(DSST)站改扩建工程施工的风险评估与控制措施进行研究。结果表明:(1)通过车站状态评估、FEM-DBN工前预测、... 详细信息

为保证复杂环境下长久运营地铁车站改扩建施工安全,采用贝叶斯网络、模糊理论、现场勘察和室内试验等方法,对北京地铁东四十条(DSST)站改扩建工程施工的风险评估与控制措施进行研究。结果表明:(1)通过车站状态评估、FEM-DBN工前预测、风险控制预案布置、OSM-DBN施工期反馈,提出的长久运营车站改扩建施工风险评估方法可实现工前动态预测和施工期动态反馈;(2)将该风险评估方法应用于DSST站改扩建施工,采用提出的风险控制措施后既有2号、3号线车站结构最大变形分别为-1.28 mm和-1.21 mm,结构安全稳定;(3)FEMDBN和OSM-DBN风险评估结果与专家预测和评估的结果一致,风险控制措施合理可靠。

关键词：长久运营地铁车站动态贝叶斯风险评估改扩建施工

地铁车站新建安全通道破洞施工对既有结构的影响研究

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建筑技术 2024年第8期55卷 929-932页

作者：苗朋勃北京建工土木工程有限公司北京100015

为研究新建安全通道施工对既有车站结构的影响,以北京地铁3号线东四十条(以下简称DSST)站新建安全出口为背景,采用数值模拟对安全通道侧墙破洞施工进行模拟,分析了结构应力和变形变化规律,讨论了破洞分块方案对结构变形的影响,并结合现... 详细信息

为研究新建安全通道施工对既有车站结构的影响,以北京地铁3号线东四十条(以下简称DSST)站新建安全出口为背景,采用数值模拟对安全通道侧墙破洞施工进行模拟,分析了结构应力和变形变化规律,讨论了破洞分块方案对结构变形的影响,并结合现场监测进行了验证。结果表明:(1)破洞后侧墙结构应力分布发生变化,洞口处出现应力集中,应力最大值相比破洞前增加73.54%;侧墙竖向、水平位移最大值分别为-0.13 mm和0.013 mm;(2)随着分块尺寸的减小,侧墙的水平变形和竖向变形逐渐减小,整体切割方案控制变形的方案最好;(3)综合考虑该工程运输设备功率、现场施工条件和分块体重量等因素,推荐采用方案4的分块方案;(4)DSST站安全口破洞施工完成后,侧墙结构水平变形和竖向变形分别为0.2 mm和0.3 mm,小于报警值。研究成果可为类似车站结构破洞工程提供参考。

关键词：地铁车站安全通道施工影响现场监测数值仿真

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高重现毛细管电泳的研究进展

色谱 2024年第6期42卷 544-554页

作者：郭振朋陈义淮阴工学院矿盐资源深度利用技术国家地方联合工程研究中心江苏淮安223003 中国科学院化学研究所中国科学院活体分析化学重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

毛细管电泳(CE)因具有微量、快速、高效、分离模式丰富等特点得以快速发展并逐渐走向成熟,但在其推广应用过程中一直伴随着出峰稳定性或重现性不佳的问题。CE长期采用信号强度对迁移时间作图的测量模式,但迁移时间并非自变量,受诸多直... 详细信息

毛细管电泳(CE)因具有微量、快速、高效、分离模式丰富等特点得以快速发展并逐渐走向成熟,但在其推广应用过程中一直伴随着出峰稳定性或重现性不佳的问题。CE长期采用信号强度对迁移时间作图的测量模式,但迁移时间并非自变量,受诸多直接和间接因素的影响,故很难测得稳定或精密的电泳谱图。为解决此类问题,国内外很早就开展了不同层次的研究,出现了至少三类解决策略:一是设法控制和稳定电泳特别是影响电渗的条件,以提高出峰的重复性;二是设法调整电泳峰参数,主要是利用内标来校正出峰位置,以提高出峰的重现性,如作时间比例谱、校正时间谱、有效淌度谱、校正淌度谱等;三是寻找建立高重现CE(HRCE)实时测量的新理论、新原理、新方法,从根本上彻底解决问题,如本团队提出的加权淌度谱、迁移电量谱、电密度谱、偏摩尔电密度谱及其比例谱等,这些新式CE方法在适当范围内可以抵抗CE条件或参数的波动,给出高重现的电泳谱图。本综述旨在总结构建HRCE的理论表述和研究进展,阐明影响CE重现性的一些关键因素,核心是电泳峰的表述方式。综述简要归纳分析了CE发展以来文献中对电泳峰表述方式的研究,但不直接涉及和讨论通过仪器改进、实用方法相关的参数的优化、改善等提升CE重复性或重现性的研究及其进展。

关键词：毛细管电泳电泳谱图转换非时间测量模式高重现谱图

基于隐式意图脑电解码的人机交互多任务建模研究

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1668-1682页

作者：苗秀侯文军北京邮电大学现代邮政学院(自动化学院) 北京100876 内蒙古科技大学建筑与艺术设计学院内蒙古包头014010 北京邮电大学数字媒体与设计艺术学院北京100876 北京邮电大学网络系统与网络文化北京市重点实验室北京100876 北京邮电大学交互技术与体验系统文化和旅游部重点实验室北京100876

在短期内具有完全自主水平的机器智能无法实现的情况下,人仍是人机系统的重要组成部分。智能系统感觉并预测用户的意图,有助于实现人机之间自然动态地协同,提高人机系统安全和效率。然而,人机交互的过程中充斥着大量模糊、隐蔽的隐式意... 详细信息

在短期内具有完全自主水平的机器智能无法实现的情况下,人仍是人机系统的重要组成部分。智能系统感觉并预测用户的意图,有助于实现人机之间自然动态地协同,提高人机系统安全和效率。然而,人机交互的过程中充斥着大量模糊、隐蔽的隐式意图,传统的心理或行为分析方法解析意图无法保证时效性和准确性。随着传感技术发展,基于生理信号识别用户意图成为主流方法,但现有关于隐式意图的研究存在可分模式少、识别精度低、面向领域实境研究不足等问题。面向工控复杂系统领域,在生理视域下基于被动脑机接口技术,提出一种将人自然地纳入到智能人机系统回路中的方法。首先,抽取操作者与工业软件交互过程中的典型任务,在多属性任务组(MATB)多任务范式基础上设计意图生理信号诱发实验程序;接着,采用共空间模式(CSP)算法提取多任务意图脑电空域特征;最后,通过被试间交叉验证和5折参数寻优,构建机器学习意图模型,实现对隐式交互意图的自动识别。研究发现,相比传统特征提取方法,基于改良后的多分类CSP算法对意图特征提取更为有效,结合三维空间特征可视化进一步证实了特征的有效性;脑电信号能够作为判断人机交互隐式意图的依据,CSP SVM算法模型能够有效提高人机交互隐式意图脑电的解码性能。对隐式意图信息的转译对构建基于意图的高效人机交互模型,以及发展人机系统、提高人机协作效率具有重要意义。

关键词：隐式意图人机交互电解码多任务建模

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青藏高原东北缘基于W2度量的全波形成像

地球物理学报 2024年第3期67卷 843-854页

作者：董兴朋杨顶辉蒙伟娟中国地震局地质研究所北京100029 清华大学数学科学系北京100084

本研究收集青藏高原东北缘区域114个宽频带地震台站记录到的50个区域地震事件波形数据,采用基于二次Wasserstein(W2)度量的全波形成像方法,获得了10~100 s频带下该区域的高分辨率壳幔结构图像.结果显示,秦岭造山带中下地壳呈高速特征,... 详细信息

本研究收集青藏高原东北缘区域114个宽频带地震台站记录到的50个区域地震事件波形数据,采用基于二次Wasserstein(W2)度量的全波形成像方法,获得了10~100 s频带下该区域的高分辨率壳幔结构图像.结果显示,秦岭造山带中下地壳呈高速特征,表明高原内部弱物质未流入此处;而从松潘—甘孜地块跨过昆仑断裂至秦祁地块内的中下地壳呈现低S波速、正径向各向异性(V_(SH)>V_(SV))和高泊松比异常,暗示深部地壳物质存在水平流动.在秦祁地块中部,深部地壳高速特性及负径向各向异性(V_(SH)

关键词：青藏高原东北缘 Wasserstein度量波形反演地壳流径向各向异性泊松比

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瞬态热流下钨再结晶规律的研究

核聚变与等离子体物理 2024年第1期44卷 58-64页

作者：屈苗颜莎中核战略规划研究总院有限公司北京100048 北京大学重离子物理研究所北京100871

通过观测钨分别在能量密度3.82MJ⋅m^(−2)/脉宽5ms和能量密度1.5MJ⋅m^(−2)/脉宽1ms的脉冲电子束1~100次的辐照下发生再结晶及晶粒长大的情况,研究了钨在瞬态热流下的再结晶行为及其对脉冲参数的依赖关系。根据非等温匀速加热退火过程的... 详细信息

通过观测钨分别在能量密度3.82MJ⋅m^(−2)/脉宽5ms和能量密度1.5MJ⋅m^(−2)/脉宽1ms的脉冲电子束1~100次的辐照下发生再结晶及晶粒长大的情况,研究了钨在瞬态热流下的再结晶行为及其对脉冲参数的依赖关系。根据非等温匀速加热退火过程的晶粒尺寸表达式推导出了瞬态热流下晶粒正常长大的表达式,再结合实验数据推导出了钨在脉宽ms量级瞬态热流辐照下发生正常长大的晶粒尺寸对脉冲参数的依赖关系。利用该关系计算得到的钨在脉宽5ms、1ms的脉冲电子束辐照下的晶粒尺寸与晶粒只发生正常长大的实验结果相吻合。

关键词：纯钨瞬态热流再结晶晶粒尺寸脉冲参数

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基于DTW时序距离的故障可诊断性评估方法

兵工学报 2024年第3期45卷 997-1009页

作者：吕佳朋史贤俊肖支才海军航空大学山东烟台264001

对装备中具体故障进行可诊断性评估,可以量化地表明故障被诊断的难易程度。针对故障可诊断性评价方法中存在的不客观及度量方法选择不恰当的问题,提出一种基于动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)的时序距离度量方法。定义可诊断性... 详细信息

对装备中具体故障进行可诊断性评估,可以量化地表明故障被诊断的难易程度。针对故障可诊断性评价方法中存在的不客观及度量方法选择不恰当的问题,提出一种基于动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)的时序距离度量方法。定义可诊断性评估模型,从实际系统中抽取系统的结构、信号、测试、故障模式4种要素,为故障可诊断性评估工作的开展打下基础。摒弃传统的从信号中提取特征进行相似性度量的做法,将信号看做时序序列,基于DTW方法衡量不同状态下各信号之间的相似程度,作为故障可诊断性的评估依据。使用动量轮系统对新方法进行仿真实验,仿真结果表明新方法在进行可诊断性评估方面具有客观性和有效性。

关键词：故障可诊断性定量评价动态时间规整相似性度量时间序列