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Soil and microbial C:N:P stoichiometries play vital roles in regulating P transformation in agricultural ecosystems:A review

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Pedosphere 2024年第1期34卷 44-51页

作者： Guanglei CHEN Jiahui YUAN Shenqiang WANG yuting liang Dengjun WANG Yiyong ZHU Yu WANG State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture Changshu National Agro-Ecosystem Observation and Research StationInstitute of Soil ScienceChinese Academy of SciencesNanjing 210008China School of Life Sciences Jiangsu Normal UniversityXuzhou 221000China School of Fisheries Aquacultureand Aquatic SciencesAuburn UniversityAuburn AL 36849USA Jiangsu Collaborative Innovation Center for Solid Organic Waste Resource Utilization College of Resources and Environmental ScienceNanjing Agricultural UniversityNanjing 210095China

Stoichiometry plays a crucial role in biogeochemical cycles and can modulate soil nutrient availability and functions. In agricultural ecosystems,phosphorus(P) fertilizers(organic or chemical) are often applied to achieve high crop yields. However, P is readily fixed by soil particles, leading to low P use efficiency. Therefore, understanding the role of carbon:nitrogen:P stoichiometries of soil and microorganisms in soil P transformation is of great significance for P management in agriculture. This paper provides a comprehensive review of the recent research on stoichiometry effect on soil P transformation in agricultural ecosystems. Soil microorganisms play an important role in the transformation of soil non-labile inorganic P to microbial biomass P by regulating microbial biomass stoichiometry. They also mobilize soil unavailable organic P into available P by changing ecoenzyme stoichiometry. Organic materials, such as manure and straw, play an important role in promoting the transformation of insoluble P into available P as well. Additionally, periphytic biofilms can reduce P loss from rice field ecosystems. Agricultural stoichiometries are different from those of natural ecosystems and thereby should receive more attention due to the influences of anthropogenic factors. Therefore, it is necessary to conduct further stoichiometry research on the soil biochemical mechanisms underlying P transformation in agricultural ecosystems. In conclusion, understanding stoichiometry impact on soil P transformation is crucial for P management in agricultural ecosystems.

关键词： ecoenzyme microbial biomass microbial community microorganism P availability periphytic biofilm soil P transformation

面向非独立同分布数据的车联网多阶段联邦学习机制

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计算机研究与发展 2024年第9期61卷 2170-2184页

作者：唐晓岚梁煜婷陈文龙首都师范大学信息工程学院北京100048

车联网在智慧城市建设中扮演着不可或缺的角色,汽车不仅仅是交通工具,更是大数据时代信息采集和传输的重要载体.随着车辆采集的数据量飞速增长和人们隐私保护意识的增强,如何在车联网环境中确保用户数据安全,防止数据泄露,成为亟待解决... 详细信息

车联网在智慧城市建设中扮演着不可或缺的角色,汽车不仅仅是交通工具,更是大数据时代信息采集和传输的重要载体.随着车辆采集的数据量飞速增长和人们隐私保护意识的增强,如何在车联网环境中确保用户数据安全,防止数据泄露,成为亟待解决的难题.联邦学习采用“数据不动模型动”的方式,为保护用户隐私和实现良好性能提供了可行方案.然而,受限于采集设备、地域环境、个人习惯的差异,多台车辆采集的数据通常表现为非独立同分布(non-independent and identically distributed,non-IID)数据,而传统的联邦学习算法在non-IID数据环境中,其模型收敛速度较慢.针对这一挑战,提出了一种面向non-IID数据的车联网多阶段联邦学习机制,称为FedWO.第1阶段采用联邦平均算法,使得全局模型快速达到一个基本的模型准确度;第2阶段采用联邦加权多方计算,依据各车辆的数据特性计算其在全局模型中的权重,聚合后得到性能更优的全局模型,同时采用传输控制策略,减少模型传输带来的通信开销;第3阶段为个性化计算阶段,车辆利用各自的数据进行个性化学习,微调本地模型获得与本地数据更匹配的模型.实验采用了驾驶行为数据集进行实验评估,结果表明相较于传统方法,在non-IID数据场景下,FedWO机制保护了数据隐私,同时提高了算法的准确度.

关键词：车联网联邦学习非独立同分布数据隐私保护传输控制

电解锰渣-赤泥-粉煤灰路面砖的力学性能及浸出毒性研究

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环境科学研究 2024年第2期37卷 388-396页

作者：白月娇林晔孟棒棒岳波梁宇廷沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168 中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所北京100012

针对大宗工业固废回收利用难的问题,实现多种固废减量化、无害化、资源化的目标,通过利用取自中国西南地区企业的石膏类、碱性及硅铝质三类典型大宗固废中的电解锰渣、赤泥、粉煤灰协同处理的无害化渣制备环保型透水混凝土路面砖(permea... 详细信息

针对大宗工业固废回收利用难的问题,实现多种固废减量化、无害化、资源化的目标,通过利用取自中国西南地区企业的石膏类、碱性及硅铝质三类典型大宗固废中的电解锰渣、赤泥、粉煤灰协同处理的无害化渣制备环保型透水混凝土路面砖(permeable concrete paving bricks,PCB),研究了水洗、掺渣量对所制备PCB的力学性能与浸出毒性的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对最佳性能PCB的物相组成与微观形貌结构进行分析.结果表明:①随着无害化渣与水洗无害化渣掺入量的提升,路面砖的劈裂抗拉强度、线性破坏荷载发生明显变化,总体呈下降趋势.当无害化渣掺入量为6%、水洗无害化渣掺入量为14%时,经28 d养护,所制备砖体的劈裂抗拉强度分别为4.09和3.46 MPa,达到了《透水路面砖和透水路面板》(GB/T 25993-2010)中规定的f_(ts)4.0与f_(ts)3.0等级.②路面砖的重金属与NH_(4)^(+)-N的浸出毒性均低于《水泥窑协同处置固体废物技术规范》(GB 30760-2014)的要求.路面砖的主要物相中方解石、石英与钙矾石是主要支撑性物质.研究显示,电解锰渣、赤泥、粉煤灰协同处理的无害化渣可替代部分原材料制备透水混凝土路面砖,满足力学性能与浸出毒性相关标准,能有效促进固体废弃物的减量化与资源化,建议进一步开展砖体在实际应用场景中的环境风险试验,以期为电解锰渣、赤泥、粉煤灰的综合利用技术发展提供更明确的支撑.

关键词：电解锰渣赤泥粉煤灰透水混凝土路面砖资源化利用

单细胞水平解析土壤固氮鱼腥藻的碳氮固存过程研究进展

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微生物学报 2024年第6期64卷 1721-1734页

作者：陈同赵远彭成荣荆晓艳梁玉婷常州大学环境科学与工程学院江苏常州213164 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室江苏南京210008 中国科学院水生生物研究所藻类生物学国家重点实验室湖北武汉430072 中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心山东青岛266101

固氮鱼腥藻作为光能自养型微生物,具备良好的碳氮固存能力。施加固氮鱼腥藻能够提升土壤肥力并减少化肥施用量。然而,解析固氮鱼腥藻在土壤中的碳氮固存机制以及不同菌株固存效率差异仍有待深入研究。因此,从单细胞水平对土壤固氮鱼腥... 详细信息

固氮鱼腥藻作为光能自养型微生物,具备良好的碳氮固存能力。施加固氮鱼腥藻能够提升土壤肥力并减少化肥施用量。然而,解析固氮鱼腥藻在土壤中的碳氮固存机制以及不同菌株固存效率差异仍有待深入研究。因此,从单细胞水平对土壤固氮鱼腥藻菌株进行筛选和碳氮固存过程的研究至关重要。针对固氮鱼腥藻在单细胞水平上发生的复杂而动态的元素变化过程,本研究综述了土壤固氮鱼腥藻碳氮固存过程,并探讨了利用纳米二次离子质谱法与稳定同位素标记结合(nano-secondary ion mass spectrometry-stable isotopic probing,NanoSIMS-SIP)技术和拉曼光谱成像与稳定同位素标记结合(Raman spectroscopy imaging-stable isotopic probing,Raman-SIP)技术解析单细胞水平上的碳氮元素的时空分布的原理、进展与难点。重点关注了单细胞稳定同位素技术定量可视化固氮鱼腥藻碳氮固存的最新技术发展与应用。同时,对该类可视化技术的未来研究进行了展望。本研究对于理解固氮鱼腥藻在土壤中的碳氮固存机制和固氮效率差异具有重要的科学意义,为农业生产中减少化肥使用、提高土壤肥力提供理论依据。

关键词：单细胞固氮鱼腥藻纳米二次离子质谱拉曼光谱稳定同位素探针

水热条件变化对黑土细菌群落结构的影响及其演替特征

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微生物学报 2024年第6期64卷 1766-1778页

作者：吕雯肖娴倪浩为赵远梁玉婷常州大学环境科学与工程学院江苏常州213164 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室江苏南京210008

全球气候变化导致的水热条件变化,对土壤微生物群落结构及功能产生重要影响。深入理解这些变化如何影响微生物群落的结构及其随时间的演替,对于有效预测和适应未来的气候变化至关重要。【目的】在气候变化背景下,本研究旨在探索黑土细... 详细信息

全球气候变化导致的水热条件变化,对土壤微生物群落结构及功能产生重要影响。深入理解这些变化如何影响微生物群落的结构及其随时间的演替,对于有效预测和适应未来的气候变化至关重要。【目的】在气候变化背景下,本研究旨在探索黑土细菌群落的多样性、组成和结构,以及群落演替特征的变化情况。【方法】利用中国科学院海伦、封丘、鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站长期土壤置换实验平台,选择寒温带地区(中国海伦)的黑土作为研究对象,并将其移置于暖温带地区(封丘)和中亚热带地区(鹰潭)以模拟水热条件增加。通过采集2005年至2011年的63个黑土样本(包括原位、移置封丘县和移置鹰潭市),利用16S rRNA基因高通量测序技术,研究了水热条件变化对黑土细菌群落多样性、组成和结构的影响;同时结合土壤理化性质,分析环境因素与微生物群落特征间的关系,并计算物种周转率(w)。【结果】经过6年的移置,将寒温带黑土移至暖温带和中亚热带后,土壤的理化性质发生了显著改变。土壤有机质和全氮含量显著降低,地上部生物量显著减少。土壤细菌群落的多样性下降,群落组成和结构发生了显著变化。主要细菌类群包括疣微菌门(Verrucomicrobia)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)等,其中疣微菌门在移置鹰潭地区后的相对丰度显著增加。此外,气候因子与微生物群落特征高度相关。非度量多维尺度分析显示,群落结构随水热条件和时间的变化而演替,这与微生物时间周转率的增加相关。在不同水热条件下,细菌群落的时间周转率差异显著,依次为0.030(海伦)<0.033(封丘)<0.045(鹰潭)。【结论】6年的水热条件增加显著降低了细菌群落的多样性,显著改变了其组成和结构,并加快了细菌群落时间周转率的响应。

关键词：水热增加土壤置换实验细菌群落群落演替黑土

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中国西南地区电解锰渣特性分析及影响因素研究

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安全与环境学报 2024年第1期24卷 280-289页

作者：高红何莉莉岳波孟棒棒闫敏婕梁宇廷昆明理工大学建筑工程学院昆明650504 中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所北京100012

电解锰行业发展面临的困境之一是锰渣的处理处置方法。为探索绿色低碳的锰渣无害化处理技术,选取中国5家典型电解锰企业新、旧电解锰渣,通过其理化特性及浸出毒性分析,研究堆存条件、时间及工艺参数等因素对不同企业锰渣特性的影响。结... 详细信息

电解锰行业发展面临的困境之一是锰渣的处理处置方法。为探索绿色低碳的锰渣无害化处理技术,选取中国5家典型电解锰企业新、旧电解锰渣,通过其理化特性及浸出毒性分析,研究堆存条件、时间及工艺参数等因素对不同企业锰渣特性的影响。结果显示:不同企业的新、旧锰渣平均质量含水率相差最大时均达19%以上,浸出液pH值最高分别相差0.95、1.45,不同企业新鲜锰渣的SiO_(2)和Al_(2)O_(3)平均质量分数最大相差分别为43.18%、146.25%,且可溶性盐质量分数均超过10%,未达到填埋入场标准。锰渣中石膏和石英的质量分数随堆存条件和时间发生不同的变化。企业C在堆存过程中石膏和石英的质量分数在增加,而企业E锰渣中烧石膏质量分数在增加,石英质量分数在减少。历史锰渣浸出液中Mn^(2+)和氨氮(NH_(4)^(+)N)的质量浓度较高,分别超过GB/T 8978—1996一级排放标准限值的65.92~935.00倍和2.56~63.80倍,表明长期堆存的锰渣仍存在较大的环境污染风险。不同地区企业的锰渣应通过无害化处理与资源化利用来降低其环境污染风险,须根据化学成分、理化性质不同选择合适的资源化方式。

关键词：环境工程学电解锰渣无害化处理资源化利用理化性质浸出毒性

植入性胎盘谱系疾病MRI诊断征象的研究进展

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国际医学放射学杂志 2024年第1期47卷 83-87页

作者：赵维敬梁宇霆(审校) 首都医科大学附属北京妇产医院/北京妇幼保健院放射科北京100006

产前明确诊断植入性胎盘谱系疾病(PAS)并评估其严重程度非常重要。相比超声检查,MRI可以提供更多的有效信息。PAS的MRI诊断征象及其在评分模型中的应用可以准确评估该疾病的严重程度。简述正常胎盘的相关解剖及MRI表现,并就PAS的多种MR... 详细信息

产前明确诊断植入性胎盘谱系疾病(PAS)并评估其严重程度非常重要。相比超声检查,MRI可以提供更多的有效信息。PAS的MRI诊断征象及其在评分模型中的应用可以准确评估该疾病的严重程度。简述正常胎盘的相关解剖及MRI表现,并就PAS的多种MRI诊断征象及严重程度评估的研究进展进行综述。

关键词：胎盘胎盘植入磁共振成像

不同气候条件下土壤有机碳水热响应驱动机制研究

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土壤学报 2024年第5期61卷 1260-1270页

作者：黄伟根倪浩为黄瑞林王晓玥孙波梁玉婷土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京211135 中国科学院大学北京100049

土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统中最大的碳库,其对气候变化的响应直接影响全球碳循环。然而,关于土壤有机碳对长期水热变化的响应及其微生物调控机制尚不清楚。借助跨气候带土壤移置试验平台,开展了一项8年的土壤移置试验,其中将寒温带... 详细信息

土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统中最大的碳库,其对气候变化的响应直接影响全球碳循环。然而,关于土壤有机碳对长期水热变化的响应及其微生物调控机制尚不清楚。借助跨气候带土壤移置试验平台,开展了一项8年的土壤移置试验,其中将寒温带地区(中国海伦)的黑土剖面移置到温带和中亚热带地区(即封丘和鹰潭)来模拟土壤水热条件增加。水热增加提高了植被生物量,地上部植株C/N与微生物酶活性;降低了土壤有机碳、全氮、微生物残体碳(MNC)和活性矿物的相对含量。并且,微生物残体碳对有机碳的贡献也随着水热条件的增加而降低。通过计算DMNC/DSOC以表征水热增加后微生物残体碳损失速率。结果发现,DMNC/DSOC随着水热条件的增加而显著增加,封丘地区为72.50%±9.35%,而在鹰潭达到了82.67%±2.37%。重要的是,土壤活性矿物的变化与DMNC/DSOC呈强烈的负相关关系,突出了矿物保护在调控DMNC/DSOC发挥的关键作用。这些结果表明,水热增加降低了土壤矿物对微生物残体碳的保护和/或刺激了土壤中微生物对微生物残体碳的利用,通过减少微生物残体碳促进了有机碳的显著损失。

关键词：水热增加土壤有机碳微生物残体碳微生物残体碳损失速率矿物保护

中医院校本科护生中医八项理论及技术的临床培训现况调查

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中医药管理杂志 2024年第12期32卷 36-38页

作者：张洁婷梁玉婷广东省中医院大学城医院广东广州510000

目的:对中医院校本科护生中医八项理论及操作技术的临床培训现况进行调查并分析。方法:选取广州市某中医本科学校的86名护生为研究对象,对其在临床实习期间的中医八项理论及技术的培训情况进行调查和分析。结果:93.00%的护生学习中医理... 详细信息

目的:对中医院校本科护生中医八项理论及操作技术的临床培训现况进行调查并分析。方法:选取广州市某中医本科学校的86名护生为研究对象,对其在临床实习期间的中医八项理论及技术的培训情况进行调查和分析。结果:93.00%的护生学习中医理论和操作的意愿较强烈,实习期间学习中医理论和操作的主要途径为理论授课和临床带教示范。护生参加临床实践及参加理论培训的情况参差不齐,中医理论考核60~80分的57名(66.3%),80分以上的29名(33.7%),得分较高的中医护理操作为刮痧、湿敷、按摩和涂药法,得分较低是拔罐法。护生中医护理能力自我评价较低的为中医辨证能力和中医护理文书书写,满意度较低的是教学课程安排、培养方式和考核方式。结论:中医本科院校护生对中医理论和操作有较强烈的学习意愿,但主观能动性较差,实习医院需做好教学课程安排,探讨更科学和受欢迎的考核方式,以达到更好的教学效果。

关键词：中医护理本科实习培训