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优质牧草新品种选育方法研究进展

草业学报 2024年第6期33卷 187-202页

作者：亓雯雯马红媛李亚晓杜艳孙梦丹武海涛中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102 中国科学院大学北京100049 中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000

作为草食家畜最优良和天然的饲料,牧草是草食畜牧业发展的基础和保障,是大食物观下重要的粮食资源。牧草新品种的选育是草牧业可持续发展的重要基础,在促进畜产品稳产保供能力提升及草牧业高质量发展中起着重要作用。随着对优质牧草新... 详细信息

作为草食家畜最优良和天然的饲料,牧草是草食畜牧业发展的基础和保障,是大食物观下重要的粮食资源。牧草新品种的选育是草牧业可持续发展的重要基础,在促进畜产品稳产保供能力提升及草牧业高质量发展中起着重要作用。随着对优质牧草新品种需求增加,牧草育种技术从常规育种手段进入分子育种时代,牧草新品种培育取得重大突破。本研究对国内外近100年来的牧草育种技术进行了系统的综述,包括驯化育种、杂交育种、诱变育种、倍性育种等常规育种技术,转基因、分子设计育种等基因工程育种技术,以及近年来发展起来的基因编辑技术,同时阐述了不同育种技术取得的成就和存在的问题,并对今后的牧草育种工作提出了以下展望:1)深入挖掘牧草自然资源,加强种质资源收集利用;2)以需求为导向丰富牧草新品种的育种目标,注重牧草品质的改良和抗性品种培育,充分发挥牧草的生产、生态和生活等“三生”功能;3)将常规育种手段与现代生物技术相结合,突破牧草育种瓶颈,加强优质牧草特别是羊草和苜蓿等新品种选育。旨在推动我国进入生物育种新时代,为牧草种质资源创新和优质牧草新品种选育提供参考,为建立优质高产人工草地提供技术支持,从而满足我国畜牧业日益增长的饲草需求。

关键词：羊草苜蓿种质资源分子育种诱变育种细胞工程

超快凝聚态物理中激发态电子分类及其非平衡态

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科学通报 2024年第21期69卷 3177-3184页

作者：郝文杰翟燕妮代卓君张红赵继民四川大学物理学院成都610065 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049 松山湖材料实验室东莞523808

近年来,凝聚态物理一个发展较快的方向是超快物理现象和超快动力学研究,超快凝聚态物理研究量子材料的激发态和非平衡态超快动力学以获得各种量子物态的本征属性,并加以调控.其一般采用超快激光脉冲作为激发源,以超高时间分辨为典型实... 详细信息

近年来,凝聚态物理一个发展较快的方向是超快物理现象和超快动力学研究,超快凝聚态物理研究量子材料的激发态和非平衡态超快动力学以获得各种量子物态的本征属性,并加以调控.其一般采用超快激光脉冲作为激发源,以超高时间分辨为典型实验特征,探测出射的光子或电子.随着该领域的发展,产生了许多不同于传统基态研究的有关电子的物理概念.准确理解、定义、分类这些概念对于顺利开展超快凝聚态物理研究显得日益重要.本文以准粒子超快弛豫过程为例,分类辨析光生载流子(photo-carrier)、激光加热的电子(laser-heated electron)、热电子(hot electron)、温电子(thermal electron)、光电子(photo-electron)等概念的异同,并加以对比和总结;在此过程中也涉及基态(ground state)、激发态(excited state)、非平衡态(non-equilibrium state)、瞬态(transient state)、亚稳态(metastable state)、量子隐态(hidden quantum state)、稳态(steady state)和平衡态(equilibrium state)等物理概念.本文以水的不同自然形态作为类比,形象地展示上述概念的异同,方便读者正确使用它们,希望能有助于超快凝聚态物理的顺利发展.

关键词：超快凝聚态物理非平衡态光生载流子热电子温电子激发态

量子材料中基于空间自相位调制的激光诱导电子相干性

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光散射学报 2024年第1期36卷 52-62页

作者：黄逸轩赵继民中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049 松山湖材料实验室东莞523808

空间自相位调制是一种三阶非线性光学效应,又称光学克尔效应。空间自相位调制的物理机制为激光诱导的非局域电子相干性,是一种集体激发行为,非线性光学响应,演生现象。物质中电子在光场的驱动下以光学频率运动,获得由外场决定的相位,分... 详细信息

空间自相位调制是一种三阶非线性光学效应,又称光学克尔效应。空间自相位调制的物理机制为激光诱导的非局域电子相干性,是一种集体激发行为,非线性光学响应,演生现象。物质中电子在光场的驱动下以光学频率运动,获得由外场决定的相位,分离区域之间保持固定的由光场决定的相位差,从而演生出非局域电子相干性,其衍射光的平行光分量在远场形成一系列同心嵌套的圆锥形发射,在远场屏上形成干涉环,此即空间自相位调制。基于激光诱导在量子材料中产生电子相干性,可以实现全光开关,具有“以弱光控制强光”的特性,功能类似于光子学中的“三极管”。本文简要综述空间自相位调制的物理机理研究及其在全光开关领域的应用前景,重点梳理空间自相位调制在新阶段的发展以及微观物理机制。

关键词：自相位调制激光诱导电子相干性非线性光学全光开关

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有机智能传感材料与器件研究进展

中国科学：化学 2024年第4期54卷 619-644页

作者：赵寒边洋爽李诚郭云龙中国科学院化学研究所有机固体重点实验室北京100190 中国科学院大学化学科学学院北京100049

有机光电子材料具有柔性、低成本、可大面积加工以及分子结构可调等特点,在可穿戴智能器件领域具有巨大的应用潜力.有机分子可以通过结构的设计调节其光学、电学、机械和化学等特性,从而实现丰富的传感功能.有机智能传感器具有快速响应... 详细信息

有机光电子材料具有柔性、低成本、可大面积加工以及分子结构可调等特点,在可穿戴智能器件领域具有巨大的应用潜力.有机分子可以通过结构的设计调节其光学、电学、机械和化学等特性,从而实现丰富的传感功能.有机智能传感器具有快速响应、高选择性、高灵敏和机械柔性等优势,被广泛应用于环境监测、电子皮肤、医疗监测、人机交互等智能感知领域.本文综述了近年来有机智能传感材料与器件的研究进展,包括小分子半导体、聚合物半导体和导电聚合物等有机传感材料,以及化学传感器、温度传感器、光学传感器和机械传感器等有机智能传感器件的前沿应用,重点介绍了目前生物传感器、仿生传感器等智能感知器件和系统的发展现状,并对其未来发展过程中面临的挑战进行了分析.

关键词：有机传感材料智能传感器仿生传感器智能感知系统

基于径向基神经网络的相位畸变补偿算法(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第4期61卷 119-126页

作者：史有洲吴一辉周文超中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

数字全息显微镜(DHM)可以对生物样本的复杂波前进行数值重建,但是物体波前存在二次相位畸变和高阶像差,使得成像物体存在一定的相位像差。基于此,提出一种基于径向基神经网络(RBF)的相位畸变补偿算法。使用RBF网络构建非线性函数,最小... 详细信息

数字全息显微镜(DHM)可以对生物样本的复杂波前进行数值重建,但是物体波前存在二次相位畸变和高阶像差,使得成像物体存在一定的相位像差。基于此,提出一种基于径向基神经网络(RBF)的相位畸变补偿算法。使用RBF网络构建非线性函数,最小化损失函数来估算物体的实际相位,损失函数考虑了全息面和RBF网络的输出。在仿真中以原模型为基准计算全局的均方误差,所提算法的均方误差为0.0374,主成分分析法(PCA)的为0.0470,频谱质心法(SCM)的为0.3303。搭建DHM系统用于HL60细胞的成像幅度和相位对比度观察,结果显示,所提算法能够更好地消除载波频率和相位畸变。所提算法无需了解光学参数,且可以通过调整采样点数量控制计算时间和插值精度,在弱散射物体或微纳结构三维形态测量中具有潜在的应用前景。

关键词：数字全息相位恢复波前误差径向基神经网络

祁连山高寒草甸非生长季碳水通量及其影响因素

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冰川冻土 2024年第2期46卷 688-696页

作者：张文豹辛惠娟李宗省张瑜唐彪徐崇兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院祁连山同位素生态水文与国家公园观测研究站/干旱区生态安全与可持续发展重点实验室甘肃兰州730000 西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730070 新疆和田地区气象局皮山县气象局新疆皮山845150

高寒草甸作为主要的高寒生态系统之一,其非生长季的碳水平衡地位对整个生态系统具有重要意义。但该季节碳水通量的环境驱动因素知之甚少。因此,本研究基于涡动观测与气象梯度塔,探讨祁连山高寒草甸非生长季(2022年11月—2023年4月)的碳... 详细信息

高寒草甸作为主要的高寒生态系统之一,其非生长季的碳水平衡地位对整个生态系统具有重要意义。但该季节碳水通量的环境驱动因素知之甚少。因此,本研究基于涡动观测与气象梯度塔,探讨祁连山高寒草甸非生长季(2022年11月—2023年4月)的碳水通量及其影响因素。研究结果表明,祁连山高寒草甸生态系统,整个非生长季净生态系统碳交换量(net ecosystem carbon exchange,NEE)、总初级生产力(gross primary productivity,GPP)和生态系统呼吸(ecosystem respiration,Reco)分别为-18.0574mg CO_(2)·m^(-2)、27.3565 mg CO_(2)·m^(-2)和9.2991 mg CO_(2)·m^(-2)。总蒸散发(ET)为74.8762 mm,比总降水量低15.0762 mm,该生态系统水循环较为平衡。在非生长季归一化植被指数、光合有效辐射和土壤温度是影响净生态系统碳交换量的主要因素。而相对湿度、降水和净辐射是影响非生长季蒸散发的主要因素。本研究结果揭示了祁连山高寒草甸非生长季的二氧化碳通量和水通量特征及其影响因素,为了解该地区碳收支过程和水平衡及其对气候变化的响应提供了重要参考。

关键词：碳通量蒸散发涡度相关高寒草甸非生长季

青藏高原东北缘祁连山区现代孢粉空间分布与搬运过程

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第四纪研究 2024年第3期44卷 656-670页

作者：赵永涛蓝小玉雷艳王梓莎常婧陈雪梅张孜越王雪莲汪亘詹科杰苗运法中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区生态安全与可持续发展重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 兰州大学地质科学与矿产资源学院甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院油气资源研究中心甘肃兰州730000 甘肃省治沙研究所甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站甘肃兰州730000

孢粉在揭示过去不同时间尺度气候和生态变化方面发挥了重要作用,然而目前对干旱区盆-山复杂地形下现代孢粉分布特征、搬运和沉积过程还缺乏系统的认识,在一定程度上影响了孢粉在干旱区的适用性以及重建结果的准确性。本研究以垂直地带... 详细信息

孢粉在揭示过去不同时间尺度气候和生态变化方面发挥了重要作用,然而目前对干旱区盆-山复杂地形下现代孢粉分布特征、搬运和沉积过程还缺乏系统的认识,在一定程度上影响了孢粉在干旱区的适用性以及重建结果的准确性。本研究以垂直地带性明显的青藏高原东北缘祁连山区为对象,基于现代空气孢粉收集器的分析结果,同时结合河流水体和表土孢粉数据,讨论了风力和河流对不同类型孢粉的搬运作用,进而确定了盆地沉积物孢粉的来源及对区域植被和气候的指示意义。研究结果表明:1)区域现代空气孢粉收集器样品孢粉组合以近源和区域植被类型为主,未发现外源长距离搬运对观测结果的明显影响;2)河流对山地木本类型孢粉有较强的搬运能力,但随着河流搬运距离的增加,木本类型孢粉的比例减少,所携带的山地植被信息被削弱;河流孢粉组合特征与取样点周围植被状况密切相关,且在不同的时段孢粉组合特征有明显的差异;3)在利用盆地沉积物孢粉序列重建过去植被和气候时,要充分考虑径流量及河道变迁引起孢粉沉积过程的改变,区分山地和盆地的不同信息,构建适用于干旱区复杂地形的孢粉-植被-气候关系,提高重建的准确性。

关键词：青藏高原祁连山空气孢粉植被重建

基于径向基神经网络的相位畸变补偿算法（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第4期 129-136页

作者：史有洲吴一辉周文超中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学

数字全息显微镜（DHM）可以对生物样本的复杂波前进行数值重建，但是物体波前存在二次相位畸变和高阶像差，使得成像物体存在一定的相位像差。基于此，提出一种基于径向基神经网络（RBF）的相位畸变补偿算法。使用RBF网络构建非线性函... 详细信息

数字全息显微镜（DHM）可以对生物样本的复杂波前进行数值重建，但是物体波前存在二次相位畸变和高阶像差，使得成像物体存在一定的相位像差。基于此，提出一种基于径向基神经网络（RBF）的相位畸变补偿算法。使用RBF网络构建非线性函数，最小化损失函数来估算物体的实际相位，损失函数考虑了全息面和RBF网络的输出。在仿真中以原模型为基准计算全局的均方误差，所提算法的均方误差为0.0374，主成分分析法（PCA）的为0.0470，频谱质心法（SCM）的为0.3303。搭建DHM系统用于HL60细胞的成像幅度和相位对比度观察，结果显示，所提算法能够更好地消除载波频率和相位畸变。所提算法无需了解光学参数，且可以通过调整采样点数量控制计算时间和插值精度，在弱散射物体或微纳结构三维形态测量中具有潜在的应用前景。

关键词：数字全息相位恢复波前误差径向基神经网络

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甘青地区碳减排潜力分析及绿色发展路径探讨

环境科学 2024年

作者：刘莉娜高峰曲建升赵培庆尹常亮周华坤王宝张中华中国科学院兰州分院中国科学院西北高原生物研究所中国科学院成都文献情报中心中国科学院西北生态环境资源研究院

甘青地区能源资源富集、生态环境脆弱，面临着绿色低碳转型与经济高质量协调发展问题.立足甘青地区实际，深入分析其碳排放特征，构建碳排放与人口、经济、能源和政策之间的系统动力学模型，明晰碳排放各要素之间的关系，据此探讨未来... 详细信息

甘青地区能源资源富集、生态环境脆弱，面临着绿色低碳转型与经济高质量协调发展问题.立足甘青地区实际，深入分析其碳排放特征，构建碳排放与人口、经济、能源和政策之间的系统动力学模型，明晰碳排放各要素之间的关系，据此探讨未来绿色发展路径.结果显示：①近年来甘青地区碳排放总量及人均碳排放量均呈现不断上升趋势，从能源结构看，煤炭消费是最主要排放源，从部门贡献看，工业部门贡献最大.②与基准情景相比，到2030年，优化与强化情景下甘肃碳排放可分别降低14%和25%，同期青海碳排放分别降低26%和38%.③与优化情景相比，到2030年，在结构强化、规模强化、技术强化和意识强化情景下，甘肃碳排放可分别降低5.39%、3.53%、2.74%和0.74%，同期青海碳排放分别降低7.43%、5.67%、2.89%和0.26%.④根据甘青地区资源禀赋，强化政策引领推动绿色低碳发展、加快产业转型升级助力高质量发展、推动生态保护与减污增汇协同发展等政策措施有助于推进地区实现“双碳”愿景.

关键词：甘青地区碳排放减排潜力绿色发展系统动力学