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陆地地表水卫星遥感监测进展与展望

科学通报 2024年第22期69卷 3268-3282页

作者：苏雅楠陈圣乾冯敏陈发虎中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 兰州大学西部环境教育部重点实验室兰州730000

陆地地表水(简称地表水)是地球系统的重要组成部分,也是人类赖以生存的重要水资源储备地.然而,地表水的分布范围广,空间异质性强,受到自然和人类诸多因素的综合影响,正经历着剧烈变化,对生态系统和社会的可持续发展产生着深远影响.在这... 详细信息

陆地地表水(简称地表水)是地球系统的重要组成部分,也是人类赖以生存的重要水资源储备地.然而,地表水的分布范围广,空间异质性强,受到自然和人类诸多因素的综合影响,正经历着剧烈变化,对生态系统和社会的可持续发展产生着深远影响.在这样的背景下,遥感技术因其广泛覆盖、长时序观测的特性而日益成为研究地表水时空变化不可或缺的关键工具.本文从地表水遥感监测的数据源、方法、主要内容和发展趋势等方面对现有研究进行了综述.研究发现,近十年来,地表水遥感监测正处于黄金发展期.光学遥感数据源,如Landsat、Sentinel-2等,在地表水环境监测中发挥着主导作用.全球地表水数据产品,如Global Surface Water(GSW),为大区域地表水研究提供了有力支持.然而,新兴的大数据方法,例如深度学习,在地表水研究中仍显薄弱.受到光学遥感监测方法的局限,对于水库、湿地等特殊类型地表水的研究滞后于对大型湖泊等水体的研究.同时,中国、美国、欧洲和加拿大等地成为地表水研究的热点区域,而在经济欠发达、气候较干旱的地区,对地表水的研究相对较少.未来的研究需要更多关注极端气候变化下的地表水动态,提高对野外调查困难地表水(如热融湖和冰川湖)的识别能力.特别需要加强深度学习等大数据新方法在地表水研究中的应用,以推动对地表水更全面的认识,为地球系统研究和可持续发展提供关键支持.

关键词：地表水遥感观测大数据地球系统科学可持续发展

双束延时飞秒激光调控制备二维亚波长周期阵列结构

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光子学报 2024年第3期53卷 62-73页

作者：赵波黄振芬杨建军长治学院物理系长治046011 中科潞安紫外光电科技有限公司长治046000 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室微纳光子学与材料国际实验室长春130033

利用偏振垂直的双束延时蓝色飞秒激光(400 nm)经柱透镜聚焦扫描钼表面,获得了二维矩形周期排列的方形和(椭)圆形阵列结构,以及六边形周期排列的三角形阵列结构。最小结构尺寸和周期达到100 nm和280 nm。研究发现双束飞秒激光的能量密度... 详细信息

利用偏振垂直的双束延时蓝色飞秒激光(400 nm)经柱透镜聚焦扫描钼表面,获得了二维矩形周期排列的方形和(椭)圆形阵列结构,以及六边形周期排列的三角形阵列结构。最小结构尺寸和周期达到100 nm和280 nm。研究发现双束飞秒激光的能量密度和能量比是不同类型结构形成及形貌转化的关键参数。通过优化激光参数,实现了圆形和三角形阵列结构的大面积均匀制备。两种周期排布的阵列结构的形成与双束延时飞秒激光与材料作用的超快动力学过程之间的瞬态关联作用以及作用过程中表面等离激元波的共线和非共线激发密切相关。该二维周期阵列结构加工方法及理论可拓展至其它硬质金属和半导体硅表面。

关键词：表面等离激元飞秒激光二维亚波长周期阵列结构非共线激发瞬态关联

注意缺陷多动障碍共患对立违抗障碍儿童大脑皮质形态学特点

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中国心理卫生杂志 2024年第2期38卷 97-103页

作者：司飞飞刘璐李海梅董敏曹庆久孙黎钱秋谨王玉凤北京大学第六医院北京大学精神卫生研究所国家卫生健康委员会精神卫生学重点实验室(北京大学)国家精神心理疾病临床医学研究中心(北京大学第六医院)北京100083

目的:探讨注意缺陷多动障碍(ADHD)共患对立违抗障碍(ODD)儿童的大脑皮质形态学特点。方法:选取符合美国精神障碍诊断与统计手册第4版(DSM-IV)诊断标准的ADHD共患ODD儿童16例,不共患ODD的ADHD儿童20例,及性别、年龄匹配的36例正常对照儿... 详细信息

目的:探讨注意缺陷多动障碍(ADHD)共患对立违抗障碍(ODD)儿童的大脑皮质形态学特点。方法:选取符合美国精神障碍诊断与统计手册第4版(DSM-IV)诊断标准的ADHD共患ODD儿童16例,不共患ODD的ADHD儿童20例,及性别、年龄匹配的36例正常对照儿童。采用中国修订韦氏儿童智力量表(C-WISC)评估智商。所有被试进行脑磁共振成像扫描及数据采集,采用FreeS urfer软件分析大脑皮质形态学指标。结果:ADHD伴ODD组[(6528.1±857.5)mm^(3)vs.(7591.2±657.3)mm^(3)]、ADHD不伴ODD组[(6867.2±841.3)mm^(3)vs.(7591.2±657.3)mm^(3)]左外侧颞上回脑区皮质体积均小于正常对照组(P0.05);ADHD组左外侧颞上回脑区皮质体积与ODD症状的相关无统计学意义(P>0.05)。3组间皮质厚度、表面积和曲率差异无统计学意义(均P>0.05)。结论:左外侧颞上回皮质体积减小可能是ADHD儿童的重要脑结构异常指征,共患ODD未改变这一特点。

关键词：儿童注意缺陷多动障碍对立违抗障碍大脑皮质形态学

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我国微量元素肥料研究及应用的历程与展望

植物营养与肥料学报 2024年第9期30卷 1794-1811页

作者：刘桂东姜存仓石磊袁亮赣南师范大学生命科学学院江西赣州341000 华中农业大学资源与环境学院/微量元素研究中心湖北武汉430070 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

我国土壤中微量元素普遍缺乏,加之持续大量的氮、磷等化肥投入,加剧了土壤中微量元素的不足。微量元素缺乏已成为影响农作物生产的主要障碍之一,一些地方甚至成为人类微量元素缺乏的重要原因。施用微量元素肥料(以下简称微肥)是缓解植... 详细信息

我国土壤中微量元素普遍缺乏,加之持续大量的氮、磷等化肥投入,加剧了土壤中微量元素的不足。微量元素缺乏已成为影响农作物生产的主要障碍之一,一些地方甚至成为人类微量元素缺乏的重要原因。施用微量元素肥料(以下简称微肥)是缓解植物微量元素缺乏的有效措施之一。我国较大规模、系统的微肥研究与应用始于20世纪70年代,微肥剂型经历了由传统无机盐类到螯合类、缓控释、纳米类等各种新型微肥的发展,微肥施用方式伴随微肥产品的创新而不断优化,微肥施用范围逐渐扩大到几乎所有作物类型。截至2024年4月中旬,大陆地区31个省级行政区除西藏外均有微量元素水溶肥料备案,山东和河南两省的备案数量最多,分别占全国的29.7%和26.2%。每年申请的微肥及制备方法相关专利数量在2011年后快速增加,到2016年达到年最高数量67项。然而,在农业农村部登记和备案的(含)微量元素肥料大多为复合型的水剂和粉剂,其他剂型产品很少。在实际生产中,基层科技人员和农民对微肥的认知依然不够,施用微肥后不能马上观察到显而易见的效果就怀疑微肥的功效,市场上微量元素肥料剂型单一,针对性不强,影响着微肥的研究应用与推广。从我国农业实际出发,今后需要加强以下几方面的工作:首先要协调微量元素与大量元素之间的均衡配比,建立适应“区域−土壤−作物”体系的微量元素养分综合管理体系;要持续研发环境友好且高效的微肥产品及配套技术,研究与轻减化施肥技术相适应的微肥剂型及其施用技术体系;此外,做好微肥质量监管,在基层中普及微肥的相关知识,提高对微肥重要性的认识,做到“产−学−研−管−用”一体化推进,促进我国微肥产业健康发展。

关键词：微量元素肥料肥料剂型生产现状增效载体肥料监管

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不同硝态氮水平下钙对小麦根系发育的影响

麦类作物学报 2024年第8期44卷 1041-1047页

作者：王盛锋陈磊江华波高丽丽乙引汪洪中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室北京100081 新洋丰农业科技股份有限公司/养分资源高效利用湖北省工程研究中心湖北荆门448000 黑龙江省黑土保护利用研究院黑龙江哈尔滨150086 贵州师范大学生命科学院贵州贵阳550001

为探讨不同硝态氮供应水平下外源钙对小麦根系生长发育的影响,通过水培实验,在不同浓度硝态氮(0、2.5、50.0 mmol·L^(-1))下设置0 mmol·L^(-1)CaCl_(2)(缺钙)、2 mmol·L^(-1)CaCl_(2)(正常供钙)和2 mmol·L^(-1)CaCl_(2)+6 mmol·L^(-1)EGTA(Ca^(2+)螯合剂)三个外源钙梯度,比较分析了不同处理下小麦地上部鲜重及根系长度、表面积等形态指标的差异。结果表明,与2.5 mmol·L^(-1)硝态氮处理相比,0和50 mmol·L^(-1)(高浓度)硝态氮供应下,小麦地上部鲜重、侧根长度、根系表面积、根系体积均明显减少,根系生长受到抑制。无硝态氮(0 mmol·L^(-1))供应下,缺钙与EGTA施用对小麦根系侧根长度、侧根总数、次生根数、平均侧根长度均无明显影响。在硝态氮供应条件下,缺钙与EGTA施用后小麦根系伸长受抑,初生根长度、侧根长度、根系总长度均显著变短;一、二级侧根数及侧根总数和根系表面积均明显减少;直径>0.45 mm的根系所占比例增加,根系变粗。缺钙和添加EGTA对小麦根系生长发育影响表现一致。综合分析,硝态氮供应水平对小麦根系生长发育具有重要调控作用,外源钙可能参与了硝态氮的这一生物学功能。

关键词：硝态氮钙 EGTA 小麦根系

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基于上转换纳米材料的免疫检测技术应用

生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 355-368页

作者：黄惠威李丽华罗林沈玉栋雷红涛徐振林华南农业大学食品学院广东省食品质量安全重点实验室广州510642 华南师范大学未来科技研究院广州510631

免疫分析法具有简便、快速、准确等特点,广泛应用于医学、食品、环境等领域检测,将免疫分析方法与纳米材料相结合可以提高免疫分析的性能。与传统纳米材料相比,上转换纳米颗粒(upconversion nanoparticles,UCNPs)具有光稳定性好、发光... 详细信息

免疫分析法具有简便、快速、准确等特点,广泛应用于医学、食品、环境等领域检测,将免疫分析方法与纳米材料相结合可以提高免疫分析的性能。与传统纳米材料相比,上转换纳米颗粒(upconversion nanoparticles,UCNPs)具有光稳定性好、发光寿命长和狭窄及可调整的发射带等优秀的光学性质,与免疫分析相结合可显著降低背景噪声,提高分析灵敏度。本文简要介绍了UCNPs的发光机制,对UCNPs的合成和表面修饰方法进行了总结,并详细论述荧光共振能量转移、内滤效应、磁分离技术、上转化连接免疫吸附技术和上转换免疫层析技术五种基于UCNPs的免疫检测技术,最后对该技术所面临的挑战和前景进行总结和展望,以期为UCNPs免疫检测技术的发展提供理论指导。

关键词：上转换纳米颗粒合成方法表面修饰方法免疫检测技术

安达曼海南部内孤立波生成与传播的三维数值模拟

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 452-465页

作者：张培超王刚戴德君乔方利黄传江自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061

安达曼海内孤立波频发且振幅较大,对海洋生态、海上活动等有重要影响。本文采用非静力近似的MIT通用环流模式(MITgcm),并结合遥感影像研究了安达曼海南部内孤立波的生成与传播过程。数值模拟结果表明,格雷特海峡、尼科巴群岛之间的水道... 详细信息

安达曼海内孤立波频发且振幅较大,对海洋生态、海上活动等有重要影响。本文采用非静力近似的MIT通用环流模式(MITgcm),并结合遥感影像研究了安达曼海南部内孤立波的生成与传播过程。数值模拟结果表明,格雷特海峡、尼科巴群岛之间的水道、苏门答腊岛北部陆坡以及苏门答腊岛东北部陆坡是安达曼海南部内孤立波的4个主要生成源地,与遥感影像结果一致。本文还利用敏感性数值实验探究了二维模拟、潮流强度、地形结构等对该海域内孤立波生成与传播的影响。数值实验中,安达曼海内孤立波传播速度在2.3~2.6 m/s,振幅最大可达70 m,背景潮流越强,所生成的内孤立波列中内孤立波的数量越多、振幅越大,但相邻内孤立波之间的时间间隔变短。局地地形敏感性研究还发现双海脊能增强内孤立波的振幅和流速,并且对生成的内孤立波数量有较大影响。

关键词：安达曼海内孤立波非静力近似

基于改进Mask R-CNN的船载地波雷达目标检测方法

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海洋科学进展 2024年

作者：张梦妮王祎鸣吴勇剑山东科技大学海洋科学与工程学院自然资源部第一海洋研究所自然资源部北海预报减灾中心

船载地波雷达易受复杂海况和平台运动的影响，导致其对海上船只目标的检测能力降低，尤其是对密集多目标区和弱目标区的探测更加困难。针对上述问题，本文提出一种改进实例分割区域卷积神经网络（Mask Region Convolutional Neural Netw... 详细信息

船载地波雷达易受复杂海况和平台运动的影响，导致其对海上船只目标的检测能力降低，尤其是对密集多目标区和弱目标区的探测更加困难。针对上述问题，本文提出一种改进实例分割区域卷积神经网络（Mask Region Convolutional Neural Network, Mask R-CNN）的船载地波雷达目标检测方法。首先，构建船载地波雷达距离-多普勒谱数据集，发展了船载地波雷达船只目标样本自适应特征提取算法；然后，将Mask R-CNN引入船载地波雷达距离-多普勒谱图的目标检测和实例分割，进而结合卷积块的注意力机制实现目标回波深层特性信息的挖掘；最后，通过实测数据和船舶自动识别系统对本文方法进行验证。实验结果表明：与Mask R-CNN、YOLOv7与背景识别CFAR方法相比，本文提出的方法不仅减少了常规背景下的目标漏检情况，而且能够有效检测强海杂波干扰下的弱目标以及多船只回波相互重叠的聚集区域目标，提高了船载地波雷达对海上船只目标的探测能力。

关键词：船载地波雷达目标检测 Mask R-CNN 实例分割注意力机制

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钢渣、电石渣增强硫化砷渣稳定化/固化机制

化工学报 2024年第7期75卷 2656-2669页

作者：张亚斌苏杨张慧荣宋一朋李健郭彦霞山西大学环境与资源学院国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西太原030006 山西省黄河实验室山西太原030006 山西省太原固体废物处置中心(有限公司) 山西太原030000 山西大地生态环境技术研究院有限公司山西太原030012

随着金属冶炼等工业的发展,难以处理的硫化砷渣大量堆存,对资源环境和人体健康造成严重危害。稳定化/固化技术是一种应用前景广阔的高效固砷技术,但是药剂消耗大、成本高、对复杂高浓度砷渣处理效果差等问题一直限制着该技术的发展。以... 详细信息

随着金属冶炼等工业的发展,难以处理的硫化砷渣大量堆存,对资源环境和人体健康造成严重危害。稳定化/固化技术是一种应用前景广阔的高效固砷技术,但是药剂消耗大、成本高、对复杂高浓度砷渣处理效果差等问题一直限制着该技术的发展。以低成本、高活性的钢渣和电石渣代替化学稳定剂,利用酸改性钢渣、铁离子和H2O2形成高级氧化/稳定化体系,随后在水泥作用下固化。通过XRD、FTIR、XPS等对上述过程进行表征,结果显示低价态砷、硫和有机物质被高效氧化成稳定的高价态钙铁盐,最终形成的固化体结构较为稳定。工艺优化后,1.0 g硫化砷渣在0.2 g钢渣、0.5 g H_(2)O_(2)、0.3 g电石渣和1.0 g水泥的分步协同稳定化/固化处理后,固化体抗压强度为5.7 MPa,砷浸出浓度仅为0.66 mg·L^(-1),远低于1.2 mg·L^(-1)的安全填埋标准。

关键词：硫化砷渣钢渣高级氧化稳定化固化

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