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盐碱地肥沃耕层构建水肥盐综合调控机理与技术研究进展

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土壤学报 2024年第1期61卷 29-38页

作者：郭凯封晓辉伍靖伟陈小兵巨兆强孙宏勇刘小京中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省土壤生态学重点实验室石家庄050022 中国科学院大学北京100049 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 中国科学院烟台海岸带研究所山东烟台264003

盐碱地是我国重要的后备耕地资源,我国历来高度重视盐碱地的改良和利用工作,但目前盐碱区淡水资源短缺严重制约了盐碱地的改良利用。如何在水资源约束下,优化调控土壤水肥盐动态是当前盐碱地可持续利用中亟待解决的关键科学问题。近年来... 详细信息

盐碱地是我国重要的后备耕地资源,我国历来高度重视盐碱地的改良和利用工作,但目前盐碱区淡水资源短缺严重制约了盐碱地的改良利用。如何在水资源约束下,优化调控土壤水肥盐动态是当前盐碱地可持续利用中亟待解决的关键科学问题。近年来,大量研究利用有机培肥、耕作、节水灌溉、田间覆盖、咸水利用等农艺措施,在盐碱地建立“控盐、保肥、保水”的肥沃耕作层,显著改变了水肥盐在土壤-植物-大气连续体中的运移过程,实现了盐碱地质量和产能快速提升,上述内容也日益成为盐碱地改良利用中的重要研究方向。本文系统总结了盐碱地改良和肥沃耕层构建等方面的研究进展,并针对盐碱地肥沃耕层构建下土壤水肥盐综合调控及其与植物生长的协同关系等进行了展望,以期为盐碱地可持续改良利用提供参考。

关键词：盐碱地肥沃耕层构建水肥盐调控水土资源利用

华北山前平原区厚包气带次降水入渗补给定量估算

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第3期32卷 446-455页

作者：刘美英高雅张俊芝沈彦俊吴林李明良闵雷雷中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室石家庄050022 中国科学院大学北京100049 河北省水文勘测研究中心石家庄050051

降水入渗补给定量估算对于区域水资源评价具有重要作用。在干旱半干旱地区,年降水入渗补给量通常取决于年内几次集中的降水特性。因而,开展次降水入渗补给机理研究,建立次降水入渗补给量估算方法,有望提高干旱半干旱地区入渗补给量评估... 详细信息

降水入渗补给定量估算对于区域水资源评价具有重要作用。在干旱半干旱地区,年降水入渗补给量通常取决于年内几次集中的降水特性。因而,开展次降水入渗补给机理研究,建立次降水入渗补给量估算方法,有望提高干旱半干旱地区入渗补给量评估的科学性和准确性。本文以华北山前平原地下水深埋区为例,利用中国科学院栾城农业生态系统试验站和河北冉庄水资源实验站实测的土壤含水量、土壤水势、地下水补给量和降水量等长序列资料校准Hydrus-1D模型,模拟日降水入渗补给过程,构建具有物理意义的次降水入渗补给事件划分标准,深入研究华北山前平原地下水深埋条件下次降水入渗补给机理,定量估算次降水入渗补给量,建立次降水入渗补给量和次降水量间的定量关系。研究结果表明:次降水入渗补给量具有较大的变异性,次降水入渗补给量与次降水量或次总有效水量(次降水量+前期200 cm土壤储水量)呈显著相关关系(P研究结果对区域地下水资源评价具有重要理论意义。

关键词：华北平原灌溉农田次降水入渗补给 Hydrus-1D模型

利用冷冻扫描电子显微镜观察金纳米颗粒原位标记红细胞膜阴离子通道蛋白

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分析化学 2024年第1期52卷 54-61页

作者：程思航王慧利于洋张金瑞王宏达中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室中国科学技术大学应用化学与工程学院青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室

带3蛋白是红细胞膜上一种重要的通道蛋白，介导细胞膜内外的阴离子转运过程，同时有助于红细胞形态的维持，具有重要的生理功能。然而，带3蛋白在原生细胞膜上的分布状态目前尚不清楚。冷冻扫描电子显微镜可在近生理状态下对生物样品的... 详细信息

带3蛋白是红细胞膜上一种重要的通道蛋白，介导细胞膜内外的阴离子转运过程，同时有助于红细胞形态的维持，具有重要的生理功能。然而，带3蛋白在原生细胞膜上的分布状态目前尚不清楚。冷冻扫描电子显微镜可在近生理状态下对生物样品的表面形貌进行成像。为了探究生理状态下带3蛋白在红细胞膜上的分布情况，本研究利用带3蛋白抗体修饰5 nm的金纳米颗粒，与人血红细胞膜上的带3蛋白特异性结合，并通过冷冻扫描电子显微镜进行成像，得到近生理条件下带3蛋白在人血红细胞膜上的分布图谱。结果表明，红细胞膜上的膜蛋白倾向于成簇分布，形成“蛋白岛”，而带3蛋白主要分布在这些蛋白岛上，彼此之间紧密连接，形成若干个功能微区发挥作用。

关键词：带3蛋白冷冻扫描电子显微镜金纳米颗粒原位标记蛋白分布蛋白岛

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基于无监督学习的风洞压敏漆图像配准算法

光学学报 2024年第9期44卷 164-176页

作者：刘康孙熊伟施海亮王先华叶函函程晨朱锋吴时超中国科学技术大学中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室

为满足压强敏感涂料（简称“压敏漆”）图像准确、快速的配准需求，提出一种基于无监督学习的压敏漆图像配准方法——PIR-Net。首先，针对风洞环境中零件的大程度形变问题，构造多尺度的网络框架，实现压敏漆图像由粗到细的配准；其次... 详细信息

为满足压强敏感涂料（简称“压敏漆”）图像准确、快速的配准需求，提出一种基于无监督学习的压敏漆图像配准方法——PIR-Net。首先，针对风洞环境中零件的大程度形变问题，构造多尺度的网络框架，实现压敏漆图像由粗到细的配准；其次，构造类似U-Net结构的卷积网络，实现图像宏观结构特征和局部细节特征的融合；最后，设计基于结构相似性的损失函数并引入梯度场约束，以提高特征稀疏图像的配准精度。实验结果表明，相较于领域内的典型配准方法，所提方法的归一化互相关指标提高了16.4%，均方误差提高了19.1%。

关键词：机器视觉压敏漆图像非刚性变形图像配准无监督学习

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磁畴壁拓扑结构研究进展

物理学报 2024年第1期73卷 57-68页

作者：张颖李卓霖沈保根中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100190

拓扑磁性斯格明子作为信息载体单元具备高可靠性、高集成度、低能耗等优势,有望提高数据读写精度、降低功耗,从而研发新型拓扑自旋电子学材料与原理型器件,为信息技术、5G通信和大数据等的高速发展提供材料与技术支持.但磁性斯格明子同... 详细信息

拓扑磁性斯格明子作为信息载体单元具备高可靠性、高集成度、低能耗等优势,有望提高数据读写精度、降低功耗,从而研发新型拓扑自旋电子学材料与原理型器件,为信息技术、5G通信和大数据等的高速发展提供材料与技术支持.但磁性斯格明子同时存在需要磁场稳定以及电流驱动下斯格明子霍尔效应引起偏转等缺点,严重阻碍了其在实际器件中的应用,因此探索新型拓扑磁畴结构和适宜应用的材料体系成为研究的关键.本文将重点介绍自2013年理论预言磁畴壁斯格明子以来,利用高分辨率洛伦兹透射电子显微镜原位实空间发现并研究磁畴壁拓扑麦纫和磁畴壁斯格明子的实验工作.首次在范德瓦耳斯Fe_(5–x)GeTe_(2)二维磁性材料中发现温度诱发的180°磁畴壁转变为拓扑麦韧链,研究了磁畴壁麦纫态在外界电场、磁场作用下的集体运动行为,揭示了基于自旋重取向、磁畴壁限域效应以及弱相互作用下生成磁畴壁拓扑态的机制.在该机制指导下,设计制备了具有自旋重取向的GdFeCo非晶亚铁磁薄膜,不仅获得了磁畴壁麦纫,验证了生成机制的普适性,还成功实现了畴壁麦韧对到畴壁斯格明子的可逆拓扑转变,开辟了基于磁畴壁等内禀限域效应开展拓扑磁性物态探索和研究的新方向.

关键词：磁畴壁麦纫磁畴壁斯格明子自旋重取向洛伦兹透射电子显微镜二维磁性材料

磁序与拓扑的耦合:从基础物理到拓扑磁电子学

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物理学报 2024年第1期73卷 24-30页

作者：刘恩克中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室北京100190

磁学与拓扑物理是两大较为成熟的学科,二者的结合是新一代磁电子学的需求和基础.磁性拓扑材料是磁序与拓扑物理耦合的重要产物,为新兴的拓扑物理提供了材料载体和调控自由度.磁性外尔半金属实现了时间反演对称破缺下的外尔费米子拓扑物... 详细信息

磁学与拓扑物理是两大较为成熟的学科,二者的结合是新一代磁电子学的需求和基础.磁性拓扑材料是磁序与拓扑物理耦合的重要产物,为新兴的拓扑物理提供了材料载体和调控自由度.磁性外尔半金属实现了时间反演对称破缺下的外尔费米子拓扑物态,通过拓扑增强的贝利曲率产生了一系列新奇的磁/电/热/光效应;而外尔电子与磁序的相互作用也使得拓扑电子物理有望成为磁电子学应用的新原理和驱动力.当前,新物态与新效应的发现是磁性拓扑材料第一阶段的主要任务和特征,而动量空间拓扑电子与实空间磁序的相互作用已经开始进入人们的视野.这两个阶段的深入发展,将为拓扑磁电子学积累必要的物理基础和应用尝试.本文着眼于磁性拓扑材料发展的两个阶段,讲述磁性拓扑材料的提出和实现、均一磁序下的拓扑电子态及新奇物性、局域磁态与拓扑电子的相互作用3个方面,阐述当前领域内的热点内容和发展趋势,并对拓扑磁电子学的未来发展进行了思考和展望,以助力未来拓扑自旋量子器件的快速发展.

关键词：拓扑物理磁性外尔半金属拓扑磁电子学

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大陆碰撞带深熔变质与花岗岩成因

地球科学 2024年第1期49卷 1-28页

作者：郑永飞陈仁旭高彭中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026 中国科学院壳幔物质与环境重点实验室安徽合肥230026 中国科学院比较行星学卓越研究中心安徽合肥230026

大陆碰撞带是地壳岩石发生深熔变质和花岗岩浆作用的重要场所,也是超大陆发生聚合和裂解过程的关键位置.对深熔变质作用的理解有助于揭示地壳分异过程和花岗岩成因等诸多问题,同时对威尔逊旋回过程中超大陆动力学的理解有重要启示.在大... 详细信息

大陆碰撞带是地壳岩石发生深熔变质和花岗岩浆作用的重要场所,也是超大陆发生聚合和裂解过程的关键位置.对深熔变质作用的理解有助于揭示地壳分异过程和花岗岩成因等诸多问题,同时对威尔逊旋回过程中超大陆动力学的理解有重要启示.在大陆碰撞过程的不同阶段,其动力体制会从挤压变成拉张,地温梯度会由低变高,从而形成时空分布不同、矿物组合各异的变质岩和岩浆岩.在大陆碰撞和俯冲的挤压阶段,变质温压比值较低,只有硬碰撞引起的地壳加厚产生的高压麻粒岩相变质作用以及深俯冲导致的超高压变质作用,不会发生深熔变质作用.在大陆深俯冲结束之际,板块界面动力体制由挤压变为拉张,受到超高压变质的地壳会以岩片状沿俯冲隧道发生逆冲折返.在大陆碰撞后阶段,一旦碰撞带岩石圈地幔发生减薄,软流圈地幔上涌导致主动张裂,上覆地壳就会在高的地温梯度下发生巴肯型深熔变质作用,从而形成大量的花岗岩.因此,地壳深熔变质和花岗质岩浆的发育程度与岩石圈厚度的变化密切相关.虽然幔源镁铁质岩浆结晶分异作用是大洋俯冲带之上花岗岩形成的常见方式,但是地壳部分熔融才是大陆碰撞带花岗岩浆作用的典型方式.地壳岩石性质是形成不同类型花岗岩的关键,I型和S型花岗岩分别主要来自于变火成岩和变沉积岩的部分熔融,而A型花岗岩则起源于堆晶或残留体的部分熔融.脱水熔融和水化熔融是产生花岗岩浆的两种基本物理化学机制,二者可在同一区域内发生,构成脱水-水化耦合的部分熔融机制.大陆碰撞带作为古板块缝合带,也是构造薄弱带,易于发育大陆主动张裂,这是在碰撞后阶段深部陆壳脱水-水化耦合熔融直至浅部陆壳部分熔融的主要构造机制,结果形成花岗岩-混合岩-麻粒岩高温岩石组合.一般来说,超大陆聚合阶段与碰撞挤压背景下的变质作用相关,而超大陆裂解与主动张裂拉张体制下的变质作用相关.虽然大陆张裂未必都能成功,但是其中夭折张裂在业已汇聚板块边缘最为常见.因此,夭折大陆张裂与陆内深熔变质作用和花岗岩浆作用之间的关系最为密切,这也是正确认识超大陆聚合之后到裂解之前陆内地质过程与构造演化之间关系的关键.

关键词：大陆碰撞深熔变质花岗岩浆大陆张裂陆内造山化学地球动力学汇聚板块边缘

3种平台Delta-Omicron嵌合RBD二聚体新型冠状病毒疫苗的免疫原性头对头比较

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科学通报 2024年第10期69卷 1351-1360页

作者：杨康吉徐坤张丽君韩雨旋周东明夏乾峰戴连攀高福海南医学院热带医学院热带转化医学教育部重点实验室海口571199 中国科学院北京生命科学研究院免疫与健康联合研究中心北京100101 中国科学院微生物研究所中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室北京100101 天津医科大学基础医学院天津300070

新型冠状病毒(新冠病毒)在全球范围内流行,对公共卫生和人民生命健康造成了巨大威胁,新冠病毒疫苗的研发和使用对预防疾病和控制疫情起到了关键作用.基于包括重组蛋白亚单位、病毒载体、mRNA脂纳米颗粒在内的多种技术平台开发的疫苗都... 详细信息

新型冠状病毒(新冠病毒)在全球范围内流行,对公共卫生和人民生命健康造成了巨大威胁,新冠病毒疫苗的研发和使用对预防疾病和控制疫情起到了关键作用.基于包括重组蛋白亚单位、病毒载体、mRNA脂纳米颗粒在内的多种技术平台开发的疫苗都获得了使用.然而,由于抗原设计的差异、免疫剂量和注射间隔的差别,不同疫苗平台之间的免疫效果无法直接比较.因此,本研究以Delta-Omicron嵌合RBD二聚体为免疫原,对广泛使用的3个疫苗平台(重组蛋白亚单位疫苗、腺病毒载体疫苗和mRNA疫苗)进行了免疫原性头对头比较,通过小鼠模型比较了它们同源接种和序贯接种所诱导的体液免疫和细胞免疫反应的差异.结果显示,小鼠在免疫同源的两剂疫苗后,m RNA疫苗诱导的结合抗体和中和抗体滴度都最高,其次分别是重组蛋白亚单位疫苗和腺病毒载体疫苗;异源加强免疫的结果显示,不管是以重组蛋白亚单位疫苗、腺病毒载体疫苗或者mRNA疫苗初免,以mRNA疫苗作为第2针加强免疫均能诱导更强的体液免疫反应.此外,在疫苗激发的细胞免疫方面,mRNA疫苗诱导了较强的CD4^(+)T细胞反应,腺病毒载体疫苗诱导了较强的CD8^(+)T细胞反应,而亚单位疫苗刺激的细胞免疫反应以CD4^(+)T细胞为主,但在强度上较弱.本研究具有重要的应用价值,为未来新一代的新冠病毒疫苗研发和接种策略提供了指导.

关键词：新型冠状病毒亚单位疫苗腺病毒载体疫苗 m RNA疫苗抗体 T细胞

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中国单星藻属系统分类学研究

水生生物学报 2024年第6期48卷 1019-1028页

作者：王清华侯英刘美刘旭东刘国祥太原师范学院生物科学与技术学院晋中030619 山西大学生命科学学院太原030006 中国科学院水生生物研究所中国科学院藻类生物学重点实验室武汉430072

为调查我国单星藻属(Coelastrella)物种多样性和分布,研究从我国各地区采集29株单星藻藻株,结合形态学及18S rDNA、ITS和tufA三个分子标记对该属进行了系统分类学研究,系统梳理中国记录的单星藻属植物共10种2变种,并新发现3个中国新记录... 详细信息

为调查我国单星藻属(Coelastrella)物种多样性和分布,研究从我国各地区采集29株单星藻藻株,结合形态学及18S rDNA、ITS和tufA三个分子标记对该属进行了系统分类学研究,系统梳理中国记录的单星藻属植物共10种2变种,并新发现3个中国新记录种,分别为密纹单星藻Coelastrella multistriata、陆生单星藻Coelastrella terrestris和气生单星藻Coelastrella aeroterrestrica。上述物种的发现弥补了中国核心单星藻分支标本缺乏的问题,丰富了中国单星藻属的物种多样性,为该类群进一步的分类修订及资源开发奠定基础。

关键词：形态学系统发育中国新记录单星藻属

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