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导电材料强化厌氧生物处理过程的研究进展

现代盐化工 2024年第1期51卷 43-45页

作者：邹子瑜东北林业大学分析测试中心黑龙江哈尔滨150000

近年来,导电材料在废水处理领域引起了广泛的关注,导电材料具有良好的电导性和化学稳定性,可以提供电子传输的通道,有助于微生物的电子传递和代谢活性的提高。因此,将导电材料引入到生物处理过程中,有望强化废水处理效果,提高处理速度... 详细信息

近年来,导电材料在废水处理领域引起了广泛的关注,导电材料具有良好的电导性和化学稳定性,可以提供电子传输的通道,有助于微生物的电子传递和代谢活性的提高。因此,将导电材料引入到生物处理过程中,有望强化废水处理效果,提高处理速度和降解效率。基于此,从铁系材料、碳基材料、复合材料三方面对导电材料强化厌氧生物处理进行探讨。

关键词：导电材料厌氧生物处理建议

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蓝莓微波冷冻干燥特性及品质分析

中国食品学报 2024年第6期24卷 248-263页

作者：袁迪李洋陈丰张欣硕黄积微东北林业大学土木与交通学院哈尔滨150040

为研究蓝莓微波冷冻干燥特性及品质变化,本文探究不同微波功率(300,400,500,600 W)、真空度(50,100,150,200 Pa)和物料装载量(60,120,180,240 g)对蓝莓干燥特性及其品质的影响。在单因素实验基础上进行Box-Behnken中心组合试验设计,以... 详细信息

为研究蓝莓微波冷冻干燥特性及品质变化,本文探究不同微波功率(300,400,500,600 W)、真空度(50,100,150,200 Pa)和物料装载量(60,120,180,240 g)对蓝莓干燥特性及其品质的影响。在单因素实验基础上进行Box-Behnken中心组合试验设计,以蓝莓的干燥速率、色差、收缩率、复水比、维生素C保存率、花青素保留率的综合评分为评价指标。结果表明:蓝莓在干燥前期的干燥速率较大,且随着微波功率的增加而变大,Page模型的R^(2)均大于0.95,能较好地预测蓝莓干燥过程中的水分变化情况,蓝莓有效水分扩散系数在3.341×10^(-8)~5.110×10^(-8)m^(2)/s之间,且受微波功率和装载量影响显著(P真空度>装载量。当蓝莓干制品的干燥参数为微波功率400 W、真空度100 Pa、装载量120 g时,蓝莓的微波冷冻干燥效果最好,此时蓝莓色泽、复水比、质构特性、VC和花青素含量及内部孔隙分布情况相对最好,品质最佳。

关键词：蓝莓微波冷冻干燥干燥特性综合评分品质

负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜的表征及其pH响应释放

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复合材料学报 2024年第1期41卷 240-249页

作者：崔琢玉李洋冯鑫胡泽茜东北林业大学工程技术学院哈尔滨150040

为提高活性物质的利用率,选取壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮作为基材,以甘油为增塑剂、戊二醛为交联剂、茶多酚为抗氧化剂制备了具有pH响应的负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜。通过SEM、FTIR表征薄膜的微观结构,测试了薄膜的水蒸... 详细信息

为提高活性物质的利用率,选取壳聚糖、聚乙烯吡咯烷酮作为基材,以甘油为增塑剂、戊二醛为交联剂、茶多酚为抗氧化剂制备了具有pH响应的负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜。通过SEM、FTIR表征薄膜的微观结构,测试了薄膜的水蒸气透过率、力学性能、溶胀度、凝胶含量及抗氧化能力,进而通过测定不同pH值环境下水凝胶膜中茶多酚的释放速率,探究其pH响应性,构建动力学模型确定茶多酚的释放规律。结果表明:交联剂与壳聚糖之间的相互作用形成了稳定的水凝胶结构,而茶多酚的加入使各组分之间的交联强度进一步提高,结构更加稳定;交联剂和茶多酚的加入在整体上改善了薄膜的理化性质,水凝胶膜水蒸气透过率为(0.159±0.010)g·mm/(m^(2)·h·kPa)、抗拉强度为(40.58±2.11)MPa、断裂伸长率为62.32%±3.50%、溶胀平衡时的溶胀度为346.27%±3.16%、凝胶含量为87.94%±0.50%,抗氧化活性相对于传统薄膜提高了近5倍;负载茶多酚的水凝胶膜能够对pH变化有效响应,当pH值越小,茶多酚的累积释放率越大,相对于Higuchi、Ritger-Peppas模型,茶多酚的释放规律与一级动力学模型相吻合。负载茶多酚的壳聚糖-聚乙烯吡咯烷酮水凝胶膜能够有效实现茶多酚等活性物质的pH响应释放,有潜力应用于食品包装领域。

关键词：水凝胶膜抗氧化性 pH响应活性物质释放动力学模型

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凉水保护区红松与主要伴生树种的空间关系

生态学报 2024年第7期44卷 3072-3085页

作者：游晨露国庆喜东北林业大学生态研究中心哈尔滨150040

空间关系是影响森林生长与群落演替的重要因素,种间关系是其重要组成部分,研究空间关系有利于了解森林群落的生长更新、功能作用与演替进程。利用移动窗口法对凉水自然保护区10.4 hm^(2)样地不同径级的红松与主要伴生树种做空间相关性研... 详细信息

空间关系是影响森林生长与群落演替的重要因素,种间关系是其重要组成部分,研究空间关系有利于了解森林群落的生长更新、功能作用与演替进程。利用移动窗口法对凉水自然保护区10.4 hm^(2)样地不同径级的红松与主要伴生树种做空间相关性研究,并进行多尺度比较,得到不同尺度下不同径级红松与主要伴生树种个体的空间关系特征。研究结果表明:(1)红松与伴生树种的相互关系复杂多样,多种相互关系并存,表现出阔叶红松林群落结构的复杂性与稳定性。大径级红松压制同径级伴生树种,二者呈极显著负相关,但其对小径级伴生树种有庇荫作用,二者呈极显著正相关。(2)红松与主要伴生树种的相互关系在不同尺度、径级上均有极显著差异。尺度越大,红松与主要伴生树种的相关系数变化速率越小;伴生树种的径级越大,红松与主要伴生树种的相关系数变化速率越大。(3)红松与伴生树种的相关性具有尺度特征,主要表现在大尺度(≥60 m)范围上,在小尺度(东北地区阔叶红松林的森林管理提供参考意见。

关键词：红松伴生树种种间关系径级尺度

长白山亚高山针叶林沼泽湿地碳源/汇沿水分环境梯度变化规律

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生态学报 2024年第6期44卷 2256-2269页

作者：李美霖牟长城孙梓淇王婷王文婧东北林业大学生态研究中心哈尔滨150040

高纬度和高海拔区为气候变化敏感区,该区域湿地碳循环与气候反馈关系倍受关注。为探究在全球变暖背景下高海拔区沼泽湿地碳源/汇功能是否发生了转化,以长白山高海拔区沿水分环境梯度分布的5种沼泽类型(草丛沼泽-C、灌丛沼泽-G、落叶松... 详细信息

高纬度和高海拔区为气候变化敏感区,该区域湿地碳循环与气候反馈关系倍受关注。为探究在全球变暖背景下高海拔区沼泽湿地碳源/汇功能是否发生了转化,以长白山高海拔区沿水分环境梯度分布的5种沼泽类型(草丛沼泽-C、灌丛沼泽-G、落叶松泥炭藓沼泽-LN、落叶松藓类沼泽-LX、落叶松苔草沼泽-LT)为对象,采用静态箱-气相色谱法和相对生长方程法,同步测定各沼泽类型全年尺度上的土壤异养呼吸碳排放量(CO_(2)和CH_(4))、植被年净固碳量及相关环境因子(温度、水位和土壤有机碳等),并依据生态系统净碳收支平衡,量化各沼泽类型的碳源/汇作用,揭示其沿水分环境梯度变化规律及形成机制。结果表明:(1)5种沼泽类型土壤CO_(2)年均通量((97.68±8.64)—(291.01±18.31)mg m^(-2)h^(-1))沿水分环境梯度呈阶梯式递增规律性(环境梯度上部生境地段的落叶松苔草沼泽和落叶松藓类沼泽最高,中部生境地段的落叶松泥炭藓沼泽和灌丛沼泽居中,草丛沼泽最低);(2)CH_(4)年均通量((-0.051±0.003)—(0.087±0.001)mg m^(-2)h^(-1))在水分环境梯度经常积水生境地段的草丛沼泽和灌丛沼泽表现出CH_(4)排放源,而在偶有积水生境地段的3种针叶林沼泽却表现为CH_(4)吸收汇;(3)这些沼泽类型土壤CO_(2)排放量均受5或10 cm土壤温度所促进(C和G还分别受土壤有机碳或水位所抑制);草丛沼泽和灌丛沼泽CH_(4)排放量分别受10 cm土壤温度促进或10 cm土壤温度和水位共同促进,而3种森林沼泽CH_(4)吸收量仅受0或5 cm土壤温度所促进;(4)植被年净固碳量((1.22±0.29)—(3.14±0.36)t C hm^(-2)a^(-1))沿水分环境梯度也呈阶梯式递增规律性;(5)5种沼泽类型均表现为碳的排放源((-3.84±0.20)—(-1.12±0.45)t C hm^(-2)a^(-1)),且均表现为气候变暖效应(GWP:(4.31±1.65)—(13.96±0.72)t CO_(2)hm^(-2)a^(-1)),二者沿水分环境梯度呈阶梯式递增规律性(环境梯度上部生境地段的落叶松苔草沼泽和落叶松藓类沼泽最高,中部生境地段的落叶松泥炭藓沼泽和灌丛沼泽居中,草丛沼泽最低)。因此,在目前全球气候变暖背景下,长白山高海拔区草丛沼泽、灌丛沼泽和森林沼泽湿地均起着碳源作用且其源强依次递增,并对气候变化产生了正反馈效应,且其形成机制源于土壤碳排放过程强于植被固碳过程,为高海拔区域湿地碳源/汇管理提供了重要参考依据。

关键词：高海拔沼泽湿地温室气体排放年净固碳量碳源/汇全球增温潜势

东北天然林资源保护工程成效评估及热点区域识别

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生态学报 2024年第3期44卷 1231-1241页

作者：王佳琪邢艳秋常晓晴杨红东北林业大学森林作业与环境研究中心哈尔滨150040

东北地区天然林资源保护工程的实施,改善了生态环境,提高了生态系统服务能力,对东北地区生态系统服务也起到了积极促进作用。为了更直观的反映东北地区天保工程的实施成效,研究基于长时间序列的遥感监测数据集-土地利用数据,采用InVEST... 详细信息

东北地区天然林资源保护工程的实施,改善了生态环境,提高了生态系统服务能力,对东北地区生态系统服务也起到了积极促进作用。为了更直观的反映东北地区天保工程的实施成效,研究基于长时间序列的遥感监测数据集-土地利用数据,采用InVEST模型和RUSLE模型对1990—2020年天保工程实施前后东北地区和天保工程区生态系统服务变化进行定量评估分析并采用Getis-Ord Gi∗指数识别热点区域。结果表明:(1)东北地区1990—2020年城乡/工矿居民用地和耕地面积分别增加25.37%,12.15%,水域减少21.42%,草地减少14.02%,未利用土地和林地分别减少8.41%,5.34%。(2)1990—2020年东北地区和天保工程区土壤保持量分别增加了95.81×106 t、24.05×10^(6) t,碳储量分别减少了7.49×10^(8) tC、3.92×10^(8) tC,水源涵养量分别增加了177.51×10^(9) m^(3)、58.65×10^(9) m^(3)。(3)东北地区的极显著热点区域主要分布内蒙古地区东北部、黑龙江省北部、吉林省东部和辽宁省东部。随着天保工程的实施,极显著热点区域显著增加,且范围与天保工程高度重合。研究拟为后续东北地区林业政策和生态工程的实施提供科学的参考依据。

关键词：生态系统服务天然林资源保护工程热点分析 InVEST RUSLE

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胜山阔叶红松林粗木质残体空间分布格局

生态学报 2024年第13期44卷 5706-5716页

作者：孙博国庆喜东北林业大学生态研究中心哈尔滨150040

为探究胜山阔叶红松(Pinus koraiensis)林粗木质残体(Coarse woody debris,CWD)的形成过程及机制,采用点格局分析法对10.4 hm^(2)大型样地内不同分类的CWD的空间格局、空间关联性进行了研究。结果表明:(1)总CWD在0—7 m尺度聚集分布,7—... 详细信息

为探究胜山阔叶红松(Pinus koraiensis)林粗木质残体(Coarse woody debris,CWD)的形成过程及机制,采用点格局分析法对10.4 hm^(2)大型样地内不同分类的CWD的空间格局、空间关联性进行了研究。结果表明:(1)总CWD在0—7 m尺度聚集分布,7—50 m尺度随机分布。(2)腐烂等级5级CWD、倒木、伐根在所有尺度随机分布;其他CWD随尺度增大由聚集分布转为随机分布,但格局尺度不同(在2—10 m之间)。(3)大、中径级与小径级CWD在0—4 m、0—6 m尺度正相关;高腐烂等级与低腐烂等级CWD在0—5 m尺度以内正相关;枯立木与倒木在0—4 m尺度正相关;落叶松(Larix gmelinii)CWD与小径级、腐烂等级2级的红皮云杉(Picea koraiensis)CWD在0—3 m尺度正相关,与中径级、腐烂等级1、2级在13—16 m尺度负相关。胜山阔叶红松林CWD的形成是由树种特性、小尺度的个体竞争、大尺度的自然衰老、外界干扰、生境异质性等共同决定的;大、中径级对小径级CWD、先形成对后形成CWD、枯立木对倒木具有一定的正向影响,落叶松对红皮云杉CWD在小尺度有正向影响,而在稍大尺度有负面影响;在一定程度上揭示了该林型CWD的形成过程和机制。

关键词：粗木质残体点格局分析空间分布空间关联性阔叶红松林

基于混合策略改进ASO-LSSVM的风险驾驶行为分类识别

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第9期52卷 131-141页

作者：何庆龄裴玉龙董春彤刘静潘胜东北林业大学土木与交通学院黑龙江哈尔滨150040

为解决现有智能算法在优化支持向量机识别风险驾驶行为过程中收敛速率缓慢和误差较大的问题。首先,采用Tent映射取代原子搜索优化算法(ASO)种群初始化随机设置的方式,增加原子种群多样性和质量;其次,使用逐维小孔成像反向学习与柯西变... 详细信息

为解决现有智能算法在优化支持向量机识别风险驾驶行为过程中收敛速率缓慢和误差较大的问题。首先,采用Tent映射取代原子搜索优化算法(ASO)种群初始化随机设置的方式,增加原子种群多样性和质量;其次,使用逐维小孔成像反向学习与柯西变异混合机制,提高原子个体择优位置的多样性,克服ASO算法易陷入局部最优和过早收敛的问题;最后,通过引入自适应变螺旋搜寻策略改进原子个体位置更新过程,以提升ASO算法的全局搜索能力,实现全局搜索和局部开发间关系的有效平衡,缓解ASO算法易陷入局部最优和收敛精度不足的问题。以上海北横通道出口匝道车辆轨迹数据为输入,使用混合策略改进ASO算法寻优求解最小二乘支持向量机(LSSVM)参数,构建基于混合策略改进原子搜索优化最小二乘支持向量机IASO-LSSVM的快速路出口匝道风险驾驶行为分类识别模型。数值仿真实验结果表明:IASO算法在12个基准测试函数数值仿真结果的平均值、标准差、最佳适应度和最差适应度等方面均更接近最佳优化值。IASO-LSSVM模型相较于ASO-LSSVM和LSSVM等模型的风险驾驶行为分类识别结果误差指标正确率、精确率、召回率和F1值分别增加11.5~24.5、14.1~29.0、15.1~28.6和14.7~31.2个百分点,且在不同类型风险驾驶行为识别结果中误差变化范围最小。IASO算法参数寻优求解精度和收敛速率优于ASO算法,且IASO-LSSVM模型可用于不同类型风险驾驶行为精准识别,可为车辆行驶轨迹状态合理判别,制定风险驾驶行为预警防控措施提供数据支撑与理论依据。

关键词：城市交通快速路出口匝道风险驾驶行为分类识别原子搜索优化混合策略最小二乘支持向量机

基于流式细胞术对观赏海棠品种的基因组大小测定

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植物科学学报 2024年第3期42卷 359-365页

作者：张艳艳彭冶林峰杨立梅张往祥南京林业大学南方现代林业协同创新中心生命科学学院南京210037 南京林业大学分析测试中心南京210037 南京林业大学林草学院、水土保持学院南京210037

核DNA C值和基因组大小是重要的生物多样性特征,本研究以18个观赏海棠(Malus spp.)品种的嫩叶为材料,并以玉米(Zea mays L.)品种‘B73’为内参样本,利用流式细胞术对观赏海棠基因组大小进行了测定。结果显示:18份观赏海棠C值大小范围为0... 详细信息

核DNA C值和基因组大小是重要的生物多样性特征,本研究以18个观赏海棠(Malus spp.)品种的嫩叶为材料,并以玉米(Zea mays L.)品种‘B73’为内参样本,利用流式细胞术对观赏海棠基因组大小进行了测定。结果显示:18份观赏海棠C值大小范围为0.74~1.50 pg,平均为0.96 pg;其中,‘玛丽波特’(‘Mary Potter’)C值最大,达到1.50 pg,而‘红珠宝’(‘Red Jewel’)C值最小,为0.74 pg。方差分析结果表明观赏海棠品种间C值大小存在显著差异。观赏海棠不同品种间DNA C值和基因组大小存在显著的多样性。

关键词：观赏海棠流式细胞术基因组大小 DNA含量