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基于机器学习的颠覆性技术弱信号识别模型研究

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数据分析与知识发现 2024年第Z1期 63-75页

作者：王莉晓陈伟邱含琪中国科学院武汉文献情报中心中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系科技大数据湖北省重点实验室

【目的】基于机器学习构建颠覆性技术弱信号识别模型，发现早期的颠覆性技术并探究其对现有主流技术的未来颠覆潜力。【方法】通过归纳颠覆性技术弱信号的核心特征，设计基于专利引证类别的颠覆性指数DI-P，构建历史颠覆性技术语料，设... 详细信息

【目的】基于机器学习构建颠覆性技术弱信号识别模型，发现早期的颠覆性技术并探究其对现有主流技术的未来颠覆潜力。【方法】通过归纳颠覆性技术弱信号的核心特征，设计基于专利引证类别的颠覆性指数DI-P，构建历史颠覆性技术语料，设计基于机器学习的颠覆性技术弱信号识别模型，选取逻辑回归、高斯朴素贝叶斯、随机梯度下降、梯度提升树和随机森林等多个机器学习模型综合预测，并通过链路预测探究颠覆性技术弱信号的未来颠覆路径。【结果】在储氢领域开展实证分析，构建基于引证类别的颠覆性指数DI-P获取历史颠覆性技术语料，其准确率与AUC值均优于RDI与DI。通过对比颠覆性技术弱信号与高价值专利，能够从成本、效率及安全性等角度发现其未来可能的颠覆路径。【局限】实证领域相对单一，数据源局限于专利数据与战略规划，预测模型准确率有限。【结论】通过结合机器学习模型与链路预测方法，能够精准、细粒度地识别颠覆性技术弱信号及其颠覆路径。

关键词：颠覆性技术弱信号机器学习颠覆路径

气候变暖对寒区草地土壤有机碳库的影响及其机制研究进展

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生态学杂志 2024年第6期43卷 1604-1611页

作者：吕汪汪孙建平吕静雅陈兰英刘世章伍晶汪诗平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 西藏大学生态环境学院拉萨850000 西藏大学理学院拉萨850000 中国科学院大学北京100094

全球寒区冻土区包括季节性和多年冻土区,主要分布在高海拔和高纬度地区,其土壤中储存了大量的有机碳。该地区正面临着比全球平均温度更高的暖化速率,气候变暖对该地区土壤有机碳的影响及其对气候变暖的反馈作用倍受关注。本文针对气候... 详细信息

全球寒区冻土区包括季节性和多年冻土区,主要分布在高海拔和高纬度地区,其土壤中储存了大量的有机碳。该地区正面临着比全球平均温度更高的暖化速率,气候变暖对该地区土壤有机碳的影响及其对气候变暖的反馈作用倍受关注。本文针对气候变暖对季节性和多年冻土草地生态系统碳循环关键过程(如植物生产、凋落物和根系分解、微生物群落结构等方面)的影响,以及土壤有机碳形成和稳定性机制等进行了扼要综述。在此基础上,提出了目前存在的问题,分析了未来在实验设计和新技术应用上的有关发展态势,以期进一步推动气候变暖背景下,我国寒区草地生态系统碳循环关键过程和土壤有机碳库稳定性机制的研究。

关键词：气候变暖草地生态系统碳循环土壤有机碳形成有机碳稳定性

1株海洋真菌Penicillium sp.的次级代谢产物及抗细菌活性研究

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中国抗生素杂志 2024年第1期49卷 35-40页

作者：章宝丹任晋玮翟亚楠贾佳蔡磊刘玲中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 南京医科大学基础医学院南京211166

目的研究1株海洋真菌Penicillium ***23的次级代谢产物及其抗细菌活性。方法采用硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析及半制备高效液相色谱等方法,对该菌株发酵产物进行分离纯化;通过核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)等方法并比对相关文献... 详细信息

目的研究1株海洋真菌Penicillium ***23的次级代谢产物及其抗细菌活性。方法采用硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析及半制备高效液相色谱等方法,对该菌株发酵产物进行分离纯化;通过核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)等方法并比对相关文献,鉴定化合物结构;采用微量肉汤稀释法评价其体外抗菌活性。结果从菌株发酵的乙酸乙酯粗提物中分离鉴定了6个化合物,分别为methyl penicyrone(1)、penicyrone(2)、verrucosidin(3)、deoxyverrucosidin(4)、peniquinone A(5)和penipratynolene(6)。结论海洋真菌***23能产生具有抗细菌活性的化合物。化合物3和4对幽门螺杆菌Helicobacter pylori G27和三重耐药菌*** BHKS159具有中等抑菌活性;化合物5对野油菜黄单孢菌、青枯雷尔菌、枯草芽胞杆菌和耻垢分枝杆菌均具有一定程度的抑菌活性。

关键词：海洋真菌青霉属次级代谢产物抗菌活性抗幽门螺杆菌

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3D-SOI像素芯片逻辑层的设计与实现

核电子学与探测技术 2024年第5期44卷 791-798页

作者：郑炜达周扬卢云鹏徐畅周佳章红宇董静董明义欧阳群中国科学院高能物理研究所北京100049 核探测与核电子学国家重点实验室北京100049 中国科学院大学北京100049

环形正负电子对撞机(CEPC)实验对顶点探测器的空间分辨率提出了极为苛刻的要求。SOI像素传感器芯片CPV-4使用了3D堆叠技术来满足CEPC需要的高空间分辨率。本文主要研究在3DSOI技术下CPV-4的逻辑层电路设计与验证。逻辑层作为CPV-43D芯... 详细信息

环形正负电子对撞机(CEPC)实验对顶点探测器的空间分辨率提出了极为苛刻的要求。SOI像素传感器芯片CPV-4使用了3D堆叠技术来满足CEPC需要的高空间分辨率。本文主要研究在3DSOI技术下CPV-4的逻辑层电路设计与验证。逻辑层作为CPV-43D芯片的上层部分包含粒子击中信息的存储和读出功能,采用了紧凑的像素逻辑设计和高效的优先级编码读出逻辑设计。测试系统基于IPBUS协议实现了逻辑交互、数据传输和用户界面的软硬件功能,同时开发了模仿逻辑层功能和接口的仿真器模块。通过对仿真器模块、单独的上层芯片以及3D堆叠后的片上逻辑层进行对比测试,完整验证了片上逻辑层的电路功能,并证明了3D堆叠的键合、减薄和顶层金属化等工艺步骤对片上逻辑层没有不利影响。3D-SOI像素芯片的逻辑电路设计和3D堆叠技术研发取得了初步进展。

关键词： CEPC 顶点探测器 3D-SOI 芯片测试

基于OpenFOAM的精馏塔内气液两相流传热传质模拟

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过程工程学报 2024年第4期24卷 391-402页

作者：焦云鹏周晓庆陈建华中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110142

对于精馏塔内的多相传质过程,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)不仅可用于模拟流动现象,而且可以用于研究传热传质过程及其与流动的相互作用规律。基于之前精馏塔板气液流动模拟的研究工作,本研究应用OpenFOAM平台的多... 详细信息

对于精馏塔内的多相传质过程,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)不仅可用于模拟流动现象,而且可以用于研究传热传质过程及其与流动的相互作用规律。基于之前精馏塔板气液流动模拟的研究工作,本研究应用OpenFOAM平台的多相流求解器,考虑了能量方程与组分输运方程,构建了精馏体系的传热传质模型,分别对环己烷-正庚烷理想体系与乙醇-水非理想体系进行了模拟,并分析了塔板上气液两相流动、组分浓度及温度等参数的分布规律。对于理想体系,理想溶液传质模型能够较准确地预测多层塔板上的温度及浓度场;对于非理想体系,需要在理想溶液传质模型的基础上引入活度系数模型,为此对比了UNIQUAC与NRTL两种活度系数模型的效果。在当前模拟框架下,引入活度系数模型有助于提升非理想体系温度场与浓度场的模拟精度,两种活度系数模型预测的整体趋势与文献结果基本一致,但在数值上UNIQUAC模型与文献结果吻合更好。此外,气液两相流场与浓度场分布的对比分析表明,液相的循环流动能够提升塔板的局部传质效率,导致液相入口与塔板堰处的效率高于塔板中心,但是循环区域内气液两相无法及时更新,将导致塔板整体传质效率下降。以上研究有望用于精馏塔板的设计与优化,为提高精馏塔传质效率、降低精馏能耗提供指导,对于其他气液两相流的CFD传热传质模拟也具有参考价值。

关键词：气液两相流精馏热态模拟传热与传质 OpenFOAM

中中新世气候适宜期全球变暖背景下亚洲内陆干旱区古气候演化特征及驱动机制

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干旱区研究 2024年第8期41卷 1309-1322页

作者：吕壮壮乔庆庆董孙艺汪冬中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 新疆矿产资源与数字地质重点实验室新疆乌鲁木齐830011

中中新世气候适宜期是新生代全球降温趋势下一次强烈的全球升温事件,其气候状态被认为是未来全球变暖最可能达到的状态。亚洲内陆干旱区是全球典型的中纬度干旱区,其干旱化过程对人类生存环境影响最为深刻、最为直接。在全球变暖背景下... 详细信息

中中新世气候适宜期是新生代全球降温趋势下一次强烈的全球升温事件,其气候状态被认为是未来全球变暖最可能达到的状态。亚洲内陆干旱区是全球典型的中纬度干旱区,其干旱化过程对人类生存环境影响最为深刻、最为直接。在全球变暖背景下,叠加人类活动的影响,干旱区变得更加脆弱,其扩张或变迁都会直接影响人类的生存和可持续发展。探讨亚洲内陆干旱区在中中新世全球气候变暖背景下的气候演化历史,对未来气候变暖模式下干旱区的气候变化预估提供重要参考。本文梳理了亚洲内陆干旱区典型盆地现有中中新世期间古气候演化研究结果,通过环境磁学参数、孢粉、同位素等多种气候代用指标的综合分析,发现在中中新世期间,多数地区呈现湿润化,但开始的时间有所差异,同时,少量地区呈现持续干旱化的现象。另一方面,对中中新世适宜期形成的主控因素依然存在较大争议,有的学者认为哥伦比亚玄武岩喷发是主要因素,有的学者认为构造活动是主要因素。要解决上述争议,需要获取更多具有精确年代控制的高分辨率记录,以确定中中新世升温事件的起始响应时间。通过正确解译气候代用指标,特别是对古气候变化响应最为直接和敏感的孢粉,以及环境磁学参数和地球化学比值等蕴含的古环境信息,厘清各种因素对气候变化造成的影响,揭示亚洲内陆干旱区中中新世气候适宜期气候演化的驱动机制。

关键词：中中新世气候适宜期全球气候变化气候代用指标驱动机制环境磁学亚洲内陆干旱区

短凯伦藻高效溶藻菌Pseudoalteromonas shioyasakiensis SE3的分离、鉴定及溶藻作用研究

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海洋与湖沼 2024年第4期55卷 896-904页

作者：姚玉芳吴在兴袁涌铨贺立燕曹西华宋秀贤俞志明中国科学院海洋研究所、海洋生态与环境科学重点实验室山东青岛266071 青岛海洋科技中心、海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 中国科学院大学北京100049

微生物防控法以其生态调控功能和环境友好特征成为赤潮治理领域备受关注的一种方法。从短凯伦藻(Karenia brevis)藻际微生物中筛选出一株高效溶藻菌,研究了其对短凯伦藻的溶藻特性、溶藻作用方式及机制。经16S rDNA鉴定,该溶藻菌属于假... 详细信息

微生物防控法以其生态调控功能和环境友好特征成为赤潮治理领域备受关注的一种方法。从短凯伦藻(Karenia brevis)藻际微生物中筛选出一株高效溶藻菌,研究了其对短凯伦藻的溶藻特性、溶藻作用方式及机制。经16S rDNA鉴定,该溶藻菌属于假交替单胞菌属细菌Pseudoalteromonas shioyasakiensis SE3。结果表明,菌株SE3的溶藻效果不受细菌生长阶段的影响,主要受细菌数量的影响,当细菌密度为1.2×107 cells/mL时,在6 h即能达到100%的溶藻率。基于扫描与透射电镜等研究发现,菌株SE3主要以与藻细胞直接接触的作用方式溶藻,菌株SE3首先破坏短凯伦藻膜结构,侵入藻细胞内部,导致藻细胞的死亡。上述研究结果为利用藻际细菌防控赤潮提供了重要参考。

关键词：赤潮治理微生物方法溶藻细菌假交替单胞菌溶藻机制

不同稳定度下大气边界层模拟及实测数据验证研究

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太阳能学报 2024年第5期45卷 112-117页

作者：张子良郭乃志易侃文仁强石可重中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京101199 中国科学院工程热物理研究所北京100190

大气边界层的模拟是风电场风能资源评估的核心环节。然而,现有大气边界层模拟研究中广泛存在对实际气象因素考虑欠缺,从而导致模拟准确性不足的问题。为此,该文结合实际测风数据与开源计算流体力学软件开发了一套风电场大气边界层模拟... 详细信息

大气边界层的模拟是风电场风能资源评估的核心环节。然而,现有大气边界层模拟研究中广泛存在对实际气象因素考虑欠缺,从而导致模拟准确性不足的问题。为此,该文结合实际测风数据与开源计算流体力学软件开发了一套风电场大气边界层模拟方法。该方法通过对测风数据的分析处理,将地表粗糙度以及大气稳定度这两种关键因素纳入大气边界层的模拟之中,使其能更加贴近实际地模拟边界层内的流场状态。使用该方法在一个真实案例下进行模拟,并与测风塔实测数据进行对比以验证开发方法的可靠性。结果表明,开发方法在不同的大气稳定度下的模拟结果与实测数据吻合程度较高,相比于现有商业软件WT的计算精度有较大幅度的提升,具有一定的工程实用价值。

关键词：风电场大气边界层数值模拟测风塔地表粗糙度大气稳定度

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苯并噻唑类污染物在大气中的赋存状况及环境行为

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环境化学 2024年

作者：张群张海燕俞泽臣傅建捷江桂斌国科大杭州高等研究院环境学院中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室中国科学院大学资源与环境学院

苯并噻唑类化合物（benzothiazoles,BTs）主要作为硫化促进剂添加在橡胶产品中，属于高产量化学品. BTs具有显著的毒性效应，并且在全球的城市室外大气中普遍检出.同时，BTs常用作环境中检测轮胎磨损颗粒的示踪物，随着以轮胎磨损颗粒... 详细信息

苯并噻唑类化合物（benzothiazoles,BTs）主要作为硫化促进剂添加在橡胶产品中，属于高产量化学品. BTs具有显著的毒性效应，并且在全球的城市室外大气中普遍检出.同时，BTs常用作环境中检测轮胎磨损颗粒的示踪物，随着以轮胎磨损颗粒为代表的微/纳塑料的研究迅速发展，BTs成为一类受到日益关注的有机污染物.本文总结了大气中BTs的赋存、迁移和光氧化等方面的研究进展.通过比较世界各地大气中BTs的浓度发现，交通排放源和长距离传输是影响大气中BTs空间分布趋势的重要因素.BTs在大气中光氧化的研究刚刚起步，还需深入探索多种环境因素的影响，识别重要转化产物以及揭示相关反应机制.因此，未来亟待发展BTs的光氧化产物预测方法，开发新型的采样与分析技术，揭示其光氧化机制和产物，以期更好地理解BTs在大气中的环境赋存和行为，为空气质量管理提供科学依据与理论支撑.

关键词：苯并噻唑类污染物大气环境赋存状况环境行为