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基于多标记深度森林算法的冷鲜羊肉新鲜度无损检测方法

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 580-587页

作者：徐子洋姜新华白洁张文婧李靖内蒙古农业大学计算与信息工程学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区农牧业大数据研究与应用重点实验室内蒙古呼和浩特010018

羊肉新鲜程度受多种因素影响,其检测一般要从感官性状、分解的理化产物和微生物繁殖程度等方面进行。然而基于单一指标的羊肉新鲜度检测局限性大,适用性低,很难综合评价羊肉新鲜程度,而且传统检测方法操作复杂,效率低,不能满足日常实际... 详细信息

羊肉新鲜程度受多种因素影响,其检测一般要从感官性状、分解的理化产物和微生物繁殖程度等方面进行。然而基于单一指标的羊肉新鲜度检测局限性大,适用性低,很难综合评价羊肉新鲜程度,而且传统检测方法操作复杂,效率低,不能满足日常实际需求。高光谱成像技术作为一种快速、无损、高效的检测技术,可以有效地获取冷鲜羊肉腐败过程中表面、内部组成和理化变化信息。提出一种基于改进深度森林算法的冷鲜羊肉新鲜度评价模型,增加特征筛选挖掘与多个评价指标相关的光谱信息,同时增加层增长控制有效防止模型过拟合。采集了0~14天4℃贮藏环境中羊肉样本的400~1000 nm高光谱数据,采用实验室方法测定了样本的挥发性盐基氮(TVB-N)、pH值、菌落总数(TAC)和大肠菌群近似数(ANC)指标值。选择感兴趣区域提取光谱数据,通过S-G平滑滤波法和多元散射校正法对原始光谱数据进行预处理,利用连续投影法提取了18个特征波段。将数据集按照3∶1划分为训练集和测试集;利用本文提出的改进深度森林算法建立新鲜度等级分类模型。结果表明,新鲜度等级分类总体精度为0.9857,并利用hamming loss、one-error、ranking loss和marco-AUC四种多标记度量指标评价模型性能,分别为0.0257、0.0143、0.0142和0.9986,均优于传统多标记分类算法也表明,该多指标新鲜度评价模型可用于羊肉新鲜度的快速无损检测,改善了单一新鲜度检测指标模型分类的局限性,为后续高光谱成像技术的多指标无损检测提供了方法。

关键词：高光谱冷鲜羊肉新鲜度多标记分类深度森林

近1800年以来内蒙古达里湖浮游植物群落演变及驱动因素

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湖泊科学 2024年第4期36卷 1268-1278页

作者：郭鑫李文宝史小红刘晶晶史玉娇内蒙古农业大学水资源利用与保护自治区重点实验室呼和浩特010018

湖泊是地质历史上区域生态环境演变的重要载体,其沉积物中包含了丰富的环境演变信息。达里湖是典型的草原内陆封闭型湖泊,位于东亚夏季风的北部边缘,地理位置关键。本研究基于在达里湖采集的约238 cm沉积物岩芯(GDL-1),通过210 Pb和137 ... 详细信息

湖泊是地质历史上区域生态环境演变的重要载体,其沉积物中包含了丰富的环境演变信息。达里湖是典型的草原内陆封闭型湖泊,位于东亚夏季风的北部边缘,地理位置关键。本研究基于在达里湖采集的约238 cm沉积物岩芯(GDL-1),通过210 Pb和137 Cs(岩芯上部20 cm)、AMS 14 C测年,以及沉积物样品中甾醇等生物标志物含量分析,重建了近1800年以来达里湖硅藻、蓝藻等典型藻类含量的演化历史,并结合总氮(TN)、总磷(TP)、盐度(Sr/Ba)和温度(T)等环境代用指标,分析藻类群落的主要影响因素。结果显示达里湖典型藻类总量平均为2.03 ng/g(最高6.69 ng/g,最小0.53 ng/g),其中蓝藻占比平均为60%,绿藻和硅藻占比平均为20%;环境因子对硅藻、蓝藻和典型藻类生物量的解释率分别为47.7%、55.20%和48.10%,T、TN和Sr/Ba是影响浮游植物群落的主要影响因素;硅藻占比与温度呈显著负相关,小冰期硅藻占比最高,中世纪暖期占比最低;在达里湖的高盐环境下,湖泊营养盐浓度对藻类的影响受到限制,成为藻类等生长的限制因素;Sr/Ba小于0.9时,硅藻含量与典型藻类总量随着Sr/Ba值的升高而增加,Sr/Ba大于0.9时,典型藻类总量与Sr/Ba值呈负相关关系,而硅藻则表现出对盐度具有一定的耐受性;整体上,近1800年以来,区域或全球性气候事件通过改变达里湖盐度、营养元素浓度和温度来影响典型藻类群落结构。在暖期阶段,蒸发作用增强等导致的湖泊盐度增加成为达里湖典型藻类群落结构演变的主要影响因素;在冷期,营养元素浓度和温度的降低成为湖泊水体浮游植物生物量的主要影响因素。

关键词：生物标志物浮游植物群落结构近2000年达里湖

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黄河内蒙段开河期细菌群落结构特征研究

中国环境科学 2024年第3期44卷 1487-1496页

作者：史玉娇李文宝郭鑫内蒙古农业大学水资源利用与保护自治区重点实验室内蒙古呼和浩特010018 黄河流域内蒙段水资源与水环境综合治理协同创新中心内蒙古呼和浩特010018

为探索黄河内蒙段开河初期水-土介质中细菌群落组成情况及生态网络结构,于2021年4月中旬进行取样,共获得黄河水样6个和土样4个.利用16S rRNA基因高通量测序方法对水、土样品进行测定,并从菌门及菌属水平对二者的细菌群落组成进行了分析... 详细信息

为探索黄河内蒙段开河初期水-土介质中细菌群落组成情况及生态网络结构,于2021年4月中旬进行取样,共获得黄河水样6个和土样4个.利用16S rRNA基因高通量测序方法对水、土样品进行测定,并从菌门及菌属水平对二者的细菌群落组成进行了分析.结果显示:河漫滩土样细菌群落结构的分布较水样更为分散,且土样中细菌群落丰富度、均匀度及多样性均高于水体,二者多样性存在显著的组间差异;在菌门水平上,变形菌门、放线菌门和酸杆菌门等是构成水-土样品的优势细菌门类,其中变形菌门在河水中相对丰度均值约为36.57%,在土样中则下降到25.39%,而酸杆菌门主要存在土样中,相对丰度约为14.17%;在菌属水平上, hgcI_clade(6.19%~12.75%)、CL500-29_marine_group(2.97%~5.05%)和Acinetobacter(0.74%~12.24%)是水体中的优势菌属,而norank_f__norank_o__norank_c__KD4-96(1.95%~4.91%)、 norank_f__norank_o__Vicinamibacterales(2.35%~4.67%)和norank_f__Gemmatimonadaceae (2.20%~4.73%)是土样中的优势菌属;不同菌属对水-土细菌群落结构的响应并不一致,其中分别归属于酸杆菌门和芽单胞菌门的norank_f__norank_o__Vicinamibacterales及norank_f__Gemmatimonadaceae等是联系水-土细菌群落的主要菌属,而归属于放线菌门的hgcI_clade和CL500-29_marine_group等是造成水、土优势菌门存在差异的主要菌属;虽然土样较水样拥有更大的生态网络结构,且Delftia、Candidatus_Methylopumilus、Arthrobacter和Rb41等是维持黄河内蒙段水、土介质生态网络结构的关键菌属,但相较于土样网络结构,水体网络结构中不同模块关键菌门及菌属间的生态功能较为一致.

关键词：细菌群落水土介质网络结构开河期黄河内蒙段

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考虑非稳定大气边界层的风力机输出特性研究

工程热物理学报 2024年第8期45卷 2347-2353页

作者：张振凯陈银鹏杨英健贾彦内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051 华电电力科学研究院有限公司杭州310030 中国船舶集团海装风电股份有限公司重庆401122

本文基于CFD方法,从不同性质大气边界层中风力机的输出特性进行研究,对中性和非中性大气边界层环境下风力机的输出特性如功率、尾流速度等进行分析。针对所预选风力机的基本参数,在保证轮毂处风速为额定风速的基础上,通过改变速度分布... 详细信息

本文基于CFD方法,从不同性质大气边界层中风力机的输出特性进行研究,对中性和非中性大气边界层环境下风力机的输出特性如功率、尾流速度等进行分析。针对所预选风力机的基本参数,在保证轮毂处风速为额定风速的基础上,通过改变速度分布及温度来构建入口边界函数,而后进行风力机CFD分析。结果表明中性大气边界层条件下在距风力机下游15D处恢复到了来流速度的89%,而不稳定大气边界层条件下的尾流速度已完全恢复。此外,不同性质大气边界层的整体尾流恢复有所差异,在近尾流区及过渡区尾流恢复程度基本相同,在远尾流区非中性大气边界层条件下的速度分布高于中性大气边界层。

关键词：非稳定大气边界层风力机尾流风力机气动性能

风电机组叶片的无人机除冰控制系统设计与优化

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太阳能学报 2024年第7期45卷 641-647页

作者：王一博韩巧丽刘海洋杨敏吴成龙内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018 内蒙古农业大学能源与交通工程学院呼和浩特010018

针对内蒙古等北方高寒地区风电机组叶片覆冰问题,提出风电机组叶片的无人机除冰喷射控制系统。基于STM32F103基础,设计无人机除冰控制系统,从除冰剂喷射控制、传感器采集数据实时监测、遥控操作及装置安全控制等功能需求出发,制定系统... 详细信息

针对内蒙古等北方高寒地区风电机组叶片覆冰问题,提出风电机组叶片的无人机除冰喷射控制系统。基于STM32F103基础,设计无人机除冰控制系统,从除冰剂喷射控制、传感器采集数据实时监测、遥控操作及装置安全控制等功能需求出发,制定系统方案并完成除冰控制系统总体设计,针对试验中流量控制存在的问题对除冰控制系统的PWM驱动控制部分进行软硬件优化,采用离散式PID控制算法,负反馈闭环控制系统提高流量精度和除冰效率。完成除冰控制装置整合及系统调试,搭建实验平台,选择八旋翼无人机载具并进行参数设置及飞行测试,最终完成整个除冰无人机设备整合,实现精准局部除冰。

关键词：风电机组叶片无人机除冰控制系统 STM32F103 脉宽调制离散式PID控制算法

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高载药量斑蝥素聚合物胶束递送系统制备及其抗乳腺癌研究

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中国药科大学学报 2024年第3期55卷 381-389页

作者：刘丝露白云王建华张可青孙艳雪张可欣徐鹏程内蒙古医科大学药学院呼和浩特010110

为制备高载药量的斑蝥素聚合物胶束给药系统(CTD@Sol),并初步探讨该给药系统抗乳腺癌的可行性。首先,以聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物(Sol)为载体材料,以斑蝥素(CTD)为模型药物,采用溶剂注入法制备得到CTD@Sol,并对... 详细信息

为制备高载药量的斑蝥素聚合物胶束给药系统(CTD@Sol),并初步探讨该给药系统抗乳腺癌的可行性。首先,以聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物(Sol)为载体材料,以斑蝥素(CTD)为模型药物,采用溶剂注入法制备得到CTD@Sol,并对其外观形貌、粒径、电位、体外释放度等药剂学属性进行评价。通过MTT法、Annexin V-FITC/PI双染法考察了CTD@Sol对乳腺癌(4T1)细胞的生长抑制及凋亡情况;利用流式细胞术研究了4T1对该给药系统的摄取效率;通过小动物活体成像考察了给药系统在体内的组织分布及对肿瘤组织的靶向性。结果表明,CTD@Sol外观呈微弱淡蓝色乳光,平均粒径为(159.73±1.96)nm、PDI为0.198±0.006、Zeta电位为-(47.60±1.77)mV、包封率为(90.29±1.69)%、载药量为(45.00±0.84)%;体外释放及溶血实验表明,相较于中性环境(pH 7.4)下,CTD@Sol在酸性环境(pH 5.5)下药物明显加速释放,提示该体系具有细胞内吞体pH条件下的酸敏感性和良好的生物安全性。细胞摄取、细胞毒、凋亡实验表明,CTD@Sol对4T1细胞更具有杀伤力,且Sol聚合物胶束作为药物递送载体能显著增强细胞对药物的摄取效率;体内实验表明该递送系统对肿瘤组织具有显著的靶向性。综上,本研究成功制备了高载药量(>45%)CTD@Sol给药系统,该系统药剂学性能良好,靶向性强,生物安全性良好,具有应用于乳腺癌治疗的潜力。

关键词：斑蝥素聚合物胶束给药系统抗乳腺癌靶向性

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罗布麻群落特征及其与气候因子的关系

植物研究 2024年第3期44卷 448-458页

作者：甄熙刘旭洋李文杰张峰苏玥肖瑶张杰宛涛内蒙古农业大学草原与资源环境学院呼和浩特010019 内蒙古自治区人工影响天气中心呼和浩特010051 内蒙古自治区气候中心呼和浩特010051 克什克腾旗农牧局赤峰025350

罗布麻(Apocynum venetum)是我国重要的野生种质资源,研究罗布麻群落特征及其与环境因子的关系,对罗布麻种质资源保护和合理开发利用具有重要意义。该研究以分布于甘肃省金塔县、民勤县、内蒙古杭锦旗、扎鲁特旗和吉林省白城市的野生罗... 详细信息

罗布麻(Apocynum venetum)是我国重要的野生种质资源,研究罗布麻群落特征及其与环境因子的关系,对罗布麻种质资源保护和合理开发利用具有重要意义。该研究以分布于甘肃省金塔县、民勤县、内蒙古杭锦旗、扎鲁特旗和吉林省白城市的野生罗布麻为研究对象,以其群落组成和生境特征为研究基础,分析生物多样性及其与气候因子的关系,解析影响罗布麻群落变化的环境因子。结果表明:不同地区罗布麻样地生物多样性存在差异,5个样地物种多样性由高到低依次为扎鲁特旗、民勤县、白城市、金塔县、杭锦旗,扎鲁特旗生物多样性最高(H=2.591,D=2.511,E=0.796,R_(1)=44.833,R_(2)=6.423),杭锦旗生物多样性最低(H=1.173,D=0.915,E=0.564,R_(1)=3.641,R_(2)=1.968)。罗布麻群落物种多样性主要与降水、温度和蒸发量密切相关,尤其丰富度指数与5—7月的降水量显著正相关,可见生长季的降水量对群落物种多样性具有重要意义。

关键词：罗布麻群落特征气候因子冗余分析(RDA)

数控车床主轴热误差SHO–LSTM预测建模

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 277-288页

作者：陈庚郭世杰丁强强苏哲唐术锋内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区特殊服役机器人重点实验室内蒙古呼和浩特010051

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热... 详细信息

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热误差预测建模方法。首先,利用羚羊优化算法(GOA)对模糊C均值聚类(FCM)的模糊矩阵常数、最大迭代次数、迭代终止条件进行优化并结合皮尔逊(Person)、斯皮尔曼(Spearman)和肯德尔(Kendall)相关分析方法优化温度测点,使用手肘法确定最优分组规模,根据DB(Davies–Bouldin)、BWP(Bregman Within–class Projection)和Silhouette(Silhouette coefficient)聚类评估指标评估温度测点聚类效果。其次,以车床主轴五点法获取的热误差数据和优化后的温度数据作为输入,使用海马优化算法(SHO)对时序预测网络(LSTM)的隐含层节点、全连接层节点、学习率、L2正则化常数进行优化,并使用S折交叉试验方法确定最优分组规模,建立主轴热误差SHO–LSTM预测模型。再次,在不同转速下对构建的热误差模型对基于平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)的预测效果进行评估。最后,在CKA6163A型车床上进行实例验证,使用五点法进行测量辨识,同时测量主轴附近的温度。结果表明:本文所提出的温度测点优化算法相比未优化的模糊C均值聚类(FCM)的DB指标降低了89.00%,BWP和Silhouette分别提高了59.00%和8.17%,优化后的聚类算法可有效降低温度测点间的共线性,提高预测模型的预测效率。本文所提出的海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)与未优化的时序预测网络(LSTM)相比,均方根误差降低了42%,表明海马优化算法(SHO)可以提高时序预测网络(LSTM)的准确性;与天鹰(AO)优化卷积神经网络(CNN)、反向传播神经网络(BP)相比,本文所提出的预测网络的均方根误差分别降低了3%、57%,SHO–LSTM主轴热误差预测模型的鲁棒性和准确性更高。

关键词：数控机床主轴热误差 GOA-FCM算法热误差预测 SHO-LSTM网络

早期补饲对舍饲肉用犊牛生长性能和肠道健康的影响

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动物营养学报 2024年第7期36卷 4413-4427页

作者：李琦徐均钊马建飞包俊杰牛化欣内蒙古民族大学动物科技学院通辽028000

本试验旨在研究早期补饲对舍饲肉用犊牛生长性能、腹泻率和肠道菌群及功能的影响。选用同一批次头胎肉用母牛所产健康新生犊牛30头(母犊牛16头、公犊牛14头),初生重(42.38±0.89)kg,随机分为2组(对照组与早期补饲组),每组15头(母犊牛8... 详细信息

本试验旨在研究早期补饲对舍饲肉用犊牛生长性能、腹泻率和肠道菌群及功能的影响。选用同一批次头胎肉用母牛所产健康新生犊牛30头(母犊牛16头、公犊牛14头),初生重(42.38±0.89)kg,随机分为2组(对照组与早期补饲组),每组15头(母犊牛8头、公犊牛7头),肉用母牛-犊牛(母子一体)单栏饲喂。对照组:犊牛随母哺乳,断奶前不补饲任何饲料;早期补饲组:犊牛随母哺乳,随日龄增加适时适量补饲颗粒开食料与优质燕麦干草。试验共持续42 d。结果显示:1)早期补饲组犊牛42日龄时体重极显著高于对照组(P0.05);早期补饲组犊牛各日龄阶段的平均日增重均极显著高于对照组(P0.05)。3)早期补饲组犊牛的腹泻率显著低于对照组(P0.05)。4)与对照组相比,早期补饲组犊牛肠道菌群的Simpson指数显著增加(P<0.05),Chao1指数显著降低(P<0.05);早期补饲组犊牛肠道菌群中粪杆菌属(Faecalibacterium)的相对丰度显著高于对照组(P<0.05),艾克曼菌属(Akkermansia)的相对丰度极显著高于对照组(P<0.01),并出现少量普雷沃氏菌属(Prevotella)与丁酸弧菌属(Butyrivibrio)。5)肠道菌群功能预测显示,早期补饲组犊牛肠道菌群功能中嘧啶核苷残基超途径、鸟苷核糖核苷酸从头生物合成、尿嘧啶核苷酸生物合成的丰度极显著高于对照组(P<0.01)。由此得出,早期补饲可促进舍饲肉用犊牛的生长发育,改善肠道菌群结构,促进氨基酸、能量代谢,降低腹泻率,便于实施早期断奶。

关键词：肉用犊牛早期补饲生长性能腹泻率肠道微生物