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Assessing the Performance of CMIP6 Models in Simulating Droughts across Global Drylands

Advances in Atmospheric Sciences 2024年第2期41卷 193-208页

作者： Xiaojing YU Lixia ZHANG Tianjun ZHOU jianghua zheng LASG Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029China Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters Nanjing University of Information Science&TechnologyNanjing 210044China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China College of Geography&Remote Sensing Sciences Xinjiang UniversityUrumqi 830046China

Both the attribution of historical change and future projections of droughts rely heavily on climate modeling. However,reasonable drought simulations have remained a challenge, and the related performances of the current state-of-the-art Coupled Model Intercomparison Project phase 6(CMIP6) models remain unknown. Here, both the strengths and weaknesses of CMIP6 models in simulating droughts and corresponding hydrothermal conditions in drylands are assessed.While the general patterns of simulated meteorological elements in drylands resemble the observations, the annual precipitation is overestimated by ~33%(with a model spread of 2.3%–77.2%), along with an underestimation of potential evapotranspiration(PET) by ~32%(17.5%–47.2%). The water deficit condition, measured by the difference between precipitation and PET, is 50%(29.1%–71.7%) weaker than observations. The CMIP6 models show weaknesses in capturing the climate mean drought characteristics in drylands, particularly with the occurrence and duration largely underestimated in the hyperarid Afro-Asian areas. Nonetheless, the drought-associated meteorological anomalies, including reduced precipitation, warmer temperatures, higher evaporative demand, and increased water deficit conditions, are reasonably reproduced. The simulated magnitude of precipitation(water deficit) associated with dryland droughts is overestimated by 28%(24%) compared to observations. The observed increasing trends in drought fractional area,occurrence, and corresponding meteorological anomalies during 1980–2014 are reasonably reproduced. Still, the increase in drought characteristics, associated precipitation and water deficit are obviously underestimated after the late 1990s,especially for mild and moderate droughts, indicative of a weaker response of dryland drought changes to global warming in CMIP6 models. Our results suggest that it is imperative to employ bias correction approaches in drought-related studies over drylands by using CMIP6 outputs.

关键词： droughts hydrothermal conditions drylands CMIP6 model evaluation

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稀土元素La对AlMgSi合金性能和微结构的影响

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金属学报 2024年第1期60卷 107-116页

作者：郑雄赖玉香向雪梅陈江华湖南大学材料科学与工程学院长沙410082 海南大学精密仪器高等研究中心皮米电镜中心海口570228

微合金化是改善铝合金性能及微观结构的有效方法。本工作采用硬度、导电率和拉伸性能测试,以及SEM和TEM等表征分析手段,研究了不同含量La的添加对Al-0.75Mg-0.75Si(质量分数,%)合金性能和微观结构的影响。结果表明,随着La添加量的提高,... 详细信息

微合金化是改善铝合金性能及微观结构的有效方法。本工作采用硬度、导电率和拉伸性能测试,以及SEM和TEM等表征分析手段,研究了不同含量La的添加对Al-0.75Mg-0.75Si(质量分数,%)合金性能和微观结构的影响。结果表明,随着La添加量的提高,(1)合金的塑性和导电率逐渐提高,这是由于La诱导形成的AlSiLa第二相的含量及其溶质原子Si消耗量逐渐增多;(2)合金的强度先上升后下降,强度的上升主要归因于AlSiLa相的强化作用及晶粒细化作用逐渐增大,强度的下降主要归因于固溶强化作用的减小;(3)合金人工时效过程中析出相的类型逐渐发生改变:加La合金峰值时效态除形成β″相外,还会析出多晶β″相,而过时效态会析出β″/U2、β′/U2和β′/U2/β″复合相。

关键词： Al-Mg-Si合金微合金化第二相析出相力学性能电子显微镜

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2000—2020年新疆冰湖分布时空特征分析及影响因素分析

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水文 2024年第3期44卷 52-59页

作者：孟乘枫仲涛郑江华新疆大学地理与遥感科学学院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830017 新疆绿洲生态重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830017

冰湖是干旱区水资源系统的重要组成部分,探究新疆冰湖变化监测可以为内陆干旱区气候自然变化过程及冰湖溃决等灾害风险评估提供参考。使用Google Earth Engine(GEE)进行基于随机森林法的监督分类,分析新疆2000—2020年冰湖变化情况,并... 详细信息

冰湖是干旱区水资源系统的重要组成部分,探究新疆冰湖变化监测可以为内陆干旱区气候自然变化过程及冰湖溃决等灾害风险评估提供参考。使用Google Earth Engine(GEE)进行基于随机森林法的监督分类,分析新疆2000—2020年冰湖变化情况,并进行影响因素分析。结果表明:(1)过去20年新疆冰湖数量和面积均呈增长趋势,截止到2020年新疆冰湖数量4 027个,面积208.76 km^(2),其中昆仑山冰湖数量占比22%,天山占比50%,阿尔泰山占比28%。(2)新疆面积小于0.1 km^(2)的冰湖数量最多,平均占冰湖总量的54.71%,面积大于0.2 km^(2)的冰湖面积占比最大,占总面积的54.07%,新疆冰湖数量分布峰值位于海拔3 400~3 600 m,面积分布峰值3 600~3 800 m。(3)研究区冰湖数量和面积与温度和降水均呈不显著相关,与冰川面积呈显著负相关,冰川面积变化是影响冰湖变化的主要因素。

关键词：新疆冰湖遥感气候变化影响因素分析

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基于PLUS-InVEST模型吐哈盆地陆地生态系统碳储量时空变化及多情景模拟

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干旱区地理 2024年第2期47卷 260-269页

作者：韩楚翘郑江华王哲于雯婕新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830017 新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830017

土地覆盖变化能够改变区域碳储存能力,从而引起全球气候变化。研究土地覆盖变化对碳储量的影响,预测未来不同土地覆盖情景下的碳储量,对实现区域“碳中和”战略目标具有重要意义,然而目前针对中国西部生态脆弱区的研究仍有待探究。以新... 详细信息

土地覆盖变化能够改变区域碳储存能力,从而引起全球气候变化。研究土地覆盖变化对碳储量的影响,预测未来不同土地覆盖情景下的碳储量,对实现区域“碳中和”战略目标具有重要意义,然而目前针对中国西部生态脆弱区的研究仍有待探究。以新疆吐哈盆地为研究区,基于土地覆盖产品数据,结合PLUS模型和InVEST模型,探讨了土地覆盖变化与区域碳储量的时空变化关系,预测和评估了2025、2030年可持续发展情景,维持现状发展情景,经济优先发展情景下土地覆盖和碳储量的时空动态特征。结果表明:(1)近20 a来,吐哈盆地耕地和裸土地面积增加最大,其次是建设用地,而草地表现出最大的减少趋势,草地转为耕地和建设用地是最主要的转移类型。(2)2000、2010年和2020年吐哈盆地平均碳储量分别为26.01 t·hm~(-2)、25.68 t·hm~(-2)、25.73 t·hm~(-2),呈现出先降低后增加的趋势,平均碳储量累计减少了0.28 t·hm~(-2),其中土壤有机质碳储量占比最高,约占总碳储量的94%,裸土地、草地贡献了最多的碳储量。(3)2030年3种情景下,森林、灌木林、湿地几乎无明显变化,裸土地呈现出减少的趋势,而建设用地呈现增加的趋势。(4)到2030年可持续发展情景下吐哈盆地总碳储量较2020年增加了0.18×10~6t,维持现状发展情景和经济优先发展情景下分别减少了0.30×10~6t、1.01×10~6t,经济优先发展情景下碳储量损失最大。研究结果可为吐哈盆地土地利用优化以及制定生态系统可持续发展措施提供依据。

关键词：土地覆盖变化情景模拟碳储量吐哈盆地

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橡胶树HbPIP2;3的亚细胞定位与多聚化分析

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热带作物学报 2024年第3期45卷 443-449页

作者：邹智乔雪莹郑玉皎阳江华热带作物生物育种全国重点实验室/海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室/中国热带农业科学院热带生物技术研究所/三亚研究院海南海口571101 中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101

水通道蛋白是一类高效转运水分子的膜内在蛋白,其在生物膜上以四聚体的形式起作用。天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异合成,并在割胶过程以胶乳的形式被排出。胶乳系乳管细胞的胞质成分,其含水量高达70%,水分通过调节胶乳的粘稠度和乳... 详细信息

水通道蛋白是一类高效转运水分子的膜内在蛋白,其在生物膜上以四聚体的形式起作用。天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异合成,并在割胶过程以胶乳的形式被排出。胶乳系乳管细胞的胞质成分,其含水量高达70%,水分通过调节胶乳的粘稠度和乳管膨压进而影响橡胶树的产排胶能力,是决定胶乳产量的关键因素。前期研究显示,橡胶树乳管的水分平衡主要由质膜内在蛋白(plasma membrane intrinsic protein,PIP)特别是HbPIP2;3介导。为揭示HbPIP2;3调控乳管水分平衡的分子机制,本研究采用RT-PCR技术对其861 bp的编码区进行分离。序列分析显示:HbPIP2;3预测编码286个氨基酸,理论分子量为30.58 kDa,等电点为8.50,不稳定系数为31.68,总平均疏水指数为0.449,为稳定的疏水型碱性蛋白;该蛋白含有保守的MIP结构域,其中包括6个典型的跨膜螺旋和2个半螺旋;基于同源建模的3D结构预测显示其可以形成同源四聚体。生物信息学预测和在烟草叶片中的亚细胞定位分析显示,HbPIP2;3定位在细胞膜,这同时也得到了双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)实验的证实。BiFC实验显示,HbPIP2;3可在细胞膜上形成同源四聚体,这进一步得到酵母双杂交结果的验证。本研究结果表明,HbPIP2;3可通过同源四聚体的方式调控乳管的水分平衡,但是否存在异源互作模式还有待进一步研究。

关键词：乳管水通道蛋白亚细胞定位双分子荧光互补酵母双杂交

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橡胶树水通道蛋白HbPIP2;7的亚细胞定位与多聚化分析

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西南林业大学学报（自然科学） 2024年第1期44卷 1-6页

作者：邹智郑玉皎乔雪莹阳江华海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室中国热带农业科学院热带生物技术研究所三亚研究院海南海口571101 中国热带农业科学院橡胶研究所海南海口571101

天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异性合成。用于割胶的成熟乳管与邻近的薄壁细胞之间不存在胞间连丝,故乳管的水分转入只能通过细胞膜定位的PIP水通道蛋白来实现。为探讨乳管水分平衡的分子机制,研究对1个高丰度表达的PIP基因HbPIP2;7... 详细信息

天然橡胶在橡胶树的乳管细胞中特异性合成。用于割胶的成熟乳管与邻近的薄壁细胞之间不存在胞间连丝,故乳管的水分转入只能通过细胞膜定位的PIP水通道蛋白来实现。为探讨乳管水分平衡的分子机制,研究对1个高丰度表达的PIP基因HbPIP2;7进行了克隆,在此基础上对其编码蛋白的亚细胞定位和多聚化特性进行了分析。结果表明:HbPIP2;7的编码区全长837 bp,预测编码278 AA,理论分子量为29.56 kDa、等电点为9.11、不稳定系数为29.89、总平均疏水指数为0.526,含有1个保守的MIP结构域及6个典型的跨膜螺旋,预测以四聚体的形式起作用。生物信息学预测和在烟草中的亚细胞定位分析均显示,HbPIP2;7定位在细胞膜。双分子荧光互补和酵母双杂交实验均表明,HbPIP2;7不能形成同源多聚体,推测HbPIP2;7主要通过异源互作的方式参与橡胶树乳管的水分平衡。

关键词：橡胶树乳管水通道蛋白亚细胞定位双分子荧光互补酵母双杂交

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基于调渣提铁的镍冶炼渣熔化温度调控

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中国有色金属学报 2024年第1期34卷 292-301页

作者：王冠杰赵俊学曹赓郑江华李彬马永峰崔雅茹宗红星西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055 金川集团股份有限公司镍钴设计研究院金昌737100

目前,镍渣提铁工艺存在提铁效率低、工艺实施难度大、成本高等问题。本文通过相图分析、单因素和正交实验等方法,研究了炉渣中主要氧化物含量对半球点温度的影响,得到了有利于提铁的炉渣渣型优化方案。结果表明:当CaO含量(质量分数)为25... 详细信息

目前,镍渣提铁工艺存在提铁效率低、工艺实施难度大、成本高等问题。本文通过相图分析、单因素和正交实验等方法,研究了炉渣中主要氧化物含量对半球点温度的影响,得到了有利于提铁的炉渣渣型优化方案。结果表明:当CaO含量(质量分数)为25%、MgO含量为9%、铁硅比为0.8时,该渣型的半球点温度最低。考虑到现行工艺,选择MgO含量为13%、CaO含量为20%、铁硅比为1.0为较优方案,所得炉渣的半球点温度明显低于现行顶吹炉渣的半球点温度。调整后的炉渣中含铁物相由以硅酸亚铁为主转化为以钙铁榴石和铁氧化物为主,有利于后续提铁。

关键词：镍渣半球点温度正交试验渣型

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水牛SFRP 1基因序列分析、真核表达载体构建及组织表达分析

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中国畜牧兽医 2024年第5期51卷 1807-1818页

作者：黄丽清段安琴郑海英杨春艳尚江华广西水牛研究所广西水牛遗传繁育重点实验室南宁530001 农业农村部水牛遗传繁育技术重点实验室南宁530001

【目的】获取水牛分泌型卷曲相关蛋白1(SFRP1)基因CDS区序列,并预测其编码蛋白的结构功能,构建SFRP 1基因真核表达载体,检测SFRP 1基因在水牛不同组织中的表达情况,为探索SFRP 1基因在水牛生长发育中的作用奠定基础。【方法】以水牛卵... 详细信息

【目的】获取水牛分泌型卷曲相关蛋白1(SFRP1)基因CDS区序列,并预测其编码蛋白的结构功能,构建SFRP 1基因真核表达载体,检测SFRP 1基因在水牛不同组织中的表达情况,为探索SFRP 1基因在水牛生长发育中的作用奠定基础。【方法】以水牛卵巢组织cDNA为模板,通过RT-PCR对SFRP 1基因CDS区序列进行扩增并测序,利用生物信息学在线分析软件对水牛SFRP 1基因与不同物种进行比对和系统进化树构建,并预测SFRP1蛋白理化性质、信号肽、跨膜结构等。将获得的目的基因连接至pCMV-HAhyPBase-mcheery载体并转染至水牛颗粒细胞,检测转染后荧光和基因表达情况。通过实时荧光定量PCR检测水牛不同组织中SFRP 1基因表达情况。【结果】水牛SFRP 1基因CDS区长927 bp,共编码308个氨基酸。多重序列比对结果显示,水牛SFRP 1基因氨基酸序列与黄牛、牦牛、山羊、虎鲸、黑猩猩、北极狐、猫、人、小鼠的相似性分别为100%、100%、99.65%、98.58%、98.23%、98.23%、98.58%、98.23%、96.45%,存在CRD_FZ、NTR_like和DUF3367结构域。水牛SFRP 1基因核苷酸序列与黄牛、绵羊、山羊、牦牛、野牛、马鹿、野骆驼、猪、人的相似性分别为97.3%、95.9%、95.8%、94.5%、94.2%、93.7%、80.4%、78.5%和77.3%。系统进化树结果显示,水牛与黄牛、牦牛、野牛聚为一支。生物信息学分析结果显示,SFRP1蛋白呈碱性,为不稳定蛋白;第1—15位氨基酸处存在信号肽,为分泌型蛋白,存在跨膜结构,主要定位于细胞外;存在21个磷酸化位点和8个O-糖基化修饰位点。二级结构主要由α-螺旋、延伸链和无规则卷曲构成;水牛、黄牛、人的SFRP1蛋白三级结构高度相似。成功构建pCMV-mcheery-SFRP1真核表达载体并转染水牛颗粒细胞,转染72 h后pCMV-mcheery-SFRP1重组质粒组细胞内SFRP 1基因表达量极显著高于对照组(P<0.01)。实时荧光定量PCR结果显示,SFRP 1基因在水牛不同组织中均有表达,且在脾脏中表达量最高,极显著高于其他组织(P<0.01)。【结论】SFRP 1基因在不同物种以及遗传进化过程中具有高保守性,在水牛不同组织中广泛表达。研究结果为今后探究SFRP 1基因在水牛生长发育中的功能及分子机制奠定基础。

关键词：水牛 SFRP 1基因序列分析真核表达载体组织表达

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下肢动脉硬化闭塞症患者介入术后复发风险的列线图模型构建及验证

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西部医学 2024年第6期36卷 920-925页

作者：程鹏王毅冯登郑江华川北医学院附属医院血管外科四川南充637000

目的探讨构建下肢动脉硬化闭塞症(ASO)患者介入术后的预测模型预测患者介入术后复发的风险。方法纳入我院2020年7月—2022年9月血管外科经过介入治疗的病例170例为研究对象,收集患者一般资料,根据有无复发分为复发组(n=56)和非复发组(n=... 详细信息

目的探讨构建下肢动脉硬化闭塞症(ASO)患者介入术后的预测模型预测患者介入术后复发的风险。方法纳入我院2020年7月—2022年9月血管外科经过介入治疗的病例170例为研究对象,收集患者一般资料,根据有无复发分为复发组(n=56)和非复发组(n=114)。根据Lasson回归筛选预测因子,再利用R软件建立列线图预测风险模型。用ROC曲线对该模型进行评估,并采用Bootstrap进行内部验证,计算C指数判断预测模型的区分度及模型校准度。结果单因素分析发现复发组和非复发组患者糖尿病、高血压、吸烟史、术后规律用抗血小板及降脂药、手术方式、钙化长度等影响因素比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。根据Lasson回归筛选出糖尿病、高血压、吸烟史、术后规律用抗血小板及降脂药、手术方式、钙化长度6个预测因子,利用上述变量建立1年复发风险列线图预测模型,预测模型结果显示,ROC曲线提示AUC为0.754,原模型的C-index指数和Brier评分分别为0.765(95%CI:0.687~0.842)、0.172(95%CI:0.140~0.204),反复抽样500次以后的内部验证的C-index指数和Brier评分分别为:0.733(95%CI:0.623~0.842)、0.189(95%CI:0.139~0.246)。结论糖尿病、高血压、吸烟史、术后规律用抗血小板及降脂药、手术方式、钙化长度是影响ASO介入术后复发的重要影响因素。该模型能较好的评估患者介入治疗后的复发风险,具有一定的临床价值。

关键词：下肢动脉硬化闭塞症血管介入治疗复发率列线图

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Route Guidance for Visually Impaired Based on Haptic Technology and Their Spatial Cognition

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国际计算机前沿大会会议论文集 2017年第1期 177-179页

作者： Guansheng Wang jianghua zheng Hong Fan The Air Force Xi’an Flight Academy Xi’an 710300ShanxiChina College of Resource and Environment Sciences Xinjiang UniversityUrumqi 830046XinjiangChina

Haptic(vibration)information expression is an effective human-computer interaction mode and information transfer method.It makes up shortcomings of sound under certain conditions and is an important channel of information transfer for route guidance field.As a special kind of walkers,the visually impaired pedestrians have a specific type of cognition or perception of route guidance environment(including spatial orientation,distance and walking speed etc.)and they have sharp sense of touch resources form the ordinary.This work integrated application of GPS,GIS and Haptic(vibration)technology to develop more reliable mode route guidance for the visually impaired.It provides different vibration to the user under two circumstances:key nodes of roads ahead and deviation planning path.It resists environmental noise,reflects timely and has high effectiveness.Based on Google Legend phone,we developed the prototype and realized the designed functions,and verified the effectiveness of the system.We initially determined the thresholds of deviating from the path,those at road junctions and other nodes through experiments,interviews etc.And we used the thresholds for experiments testing and guiding.Then they were inspected,corrected and improved in the field practice.Finally,more reasonable thresholds were drawn out for future applications in reality.

关键词： Visual impairment Route guidance Spatial cognition Haptic(vibration)

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