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生物质基整体式催化微反应器研究进展

复合材料学报 2024年第6期41卷 2874-2899页

作者：姚思思郭登康李景鹏江泽慧国家林业和草原局竹子研究开发中心浙江省竹子高效加工重点实验室杭州310012 国际竹藤中心国家林业和草原局竹藤科学与技术重点实验室北京100102

天然生物质材料因其来源广泛、固碳能力强、机械强度较高、可再生性、环境友好性以及其具有的独特精细构造、化学组成,在多相催化领域备受青睐。生物质材料固有的孔道系统和化学组分既可以提升化学反应速率,又可以与催化剂复合参与到多... 详细信息

天然生物质材料因其来源广泛、固碳能力强、机械强度较高、可再生性、环境友好性以及其具有的独特精细构造、化学组成,在多相催化领域备受青睐。生物质材料固有的孔道系统和化学组分既可以提升化学反应速率,又可以与催化剂复合参与到多相催化反应中。本文简述了竹、木和藤材等生物质材料作为催化剂载体的资源优势、结构优势和化学优势,综述了生物质基整体式催化微反应器的基本概念、催化剂类型与催化剂的复合策略与机制、催化活性与失效机制及其在水处理、能源产生、化学合成、Fischer-Tropsch合成、生物分析等先进功能领域的研究进展。最后,针对目前研究的局限性及存在的问题,在复合策略优化、功能催化剂设计、结构调控提升和稳定性能改善等方面对生物质基整体式催化微反应器未来发展趋势进行了展望,以期为“双碳”战略目标下生物质复合材料功能界面构建与高效利用提供全新的科学思路与技术借鉴。

关键词：生物质复合材料催化剂微反应器纳米材料

地理信息视角的传统聚落景观基因特征参数及其提取

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地球信息科学学报 2024年第4期26卷 989-1001页

作者：胡最传统村镇文化数字化保护与创意利用技术国家地方联合工程实验室衡阳421002

经济社会领域的深层变革使得传承和发扬优秀传统文化成为重要社会需求。传统聚落是优秀传统文化的重要载体和社会发展的优质资源,发掘其文化资源特征具有重要意义。当前缺乏从地理信息视角审视传统聚落文化资源的本质特征,现有GIS不能... 详细信息

经济社会领域的深层变革使得传承和发扬优秀传统文化成为重要社会需求。传统聚落是优秀传统文化的重要载体和社会发展的优质资源,发掘其文化资源特征具有重要意义。当前缺乏从地理信息视角审视传统聚落文化资源的本质特征,现有GIS不能直接支持传统聚落景观基因(以下简称景观基因)的地理信息特征分析。对此,论文首先从环境空间、聚落空间和社会文化空间出发,以自然、生存和社会文化为价值认知向度,剖析了景观基因地理信息的认知维度特征。接着,论文论述了景观基因地理信息的组成要素和信息内容。然后,根据景观基因地理信息的位置、形态、文化、属性、演变和地理价值特征,论文提出了景观基因地理信息特征参数(以下简称特征参数)并探讨了其数学意义,分析了相应的识别法则和识别方法。结合理论成果,论文以湖南省保存较为完好的6个国家级历史文化名村为例进行了空间布局基因特征参数的提取实验。结果表明,特征参数可以从地理信息角度揭示传统聚落文化资源重要特征,具有重要意义和实践价值。

关键词：传统聚落景观基因地理信息特征价值向度认知维度特征参数湖南省

毛白杨半胱氨酸蛋白酶PtoCP1基因参与植物激素调控的叶片衰老

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科学通报 2024年第3期69卷 431-438页

作者：国洪丽陈梦圆范雅为刘涵孙蕾倩刘迪李慧王馨陆海北京林业大学生物科学与技术学院林木遗传育种全国重点实验室树木花卉育种生物工程国家林业和草原局重点实验室北京100083

半胱氨酸蛋白酶在植物不同组织中的特异性表达发挥了多种功能.本文探究了毛白杨半胱氨酸蛋白酶PtoCP1基因在激素诱导下参与叶片衰老的机制.使用脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯(ACC)对杨树叶片进行处理,不同时间段后观察叶片表型... 详细信息

半胱氨酸蛋白酶在植物不同组织中的特异性表达发挥了多种功能.本文探究了毛白杨半胱氨酸蛋白酶PtoCP1基因在激素诱导下参与叶片衰老的机制.使用脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯(ACC)对杨树叶片进行处理,不同时间段后观察叶片表型、检测叶绿素含量以及PtoCP1基因相对表达量,发现激素诱导后的叶片黄化加速,叶绿素含量下降,同时PtoCP1表达量上调,而ptocp1突变体则延缓了叶片的衰老.进一步对PtoCP1启动子元件分析发现,其含有ABA、MeJA响应元件,因此以相应的ABA、MeJA激素分别处理含ProPtoCP1-GUS-pBI121重组载体的转基因拟南芥幼苗,并观察GUS染色差异和检测报告基因GUS的相对表达量.结果显示,ABA诱导下GUS染色加深,GUS表达量上升.综上所述,PtoCP1启动子可以通过响应ABA调控基因的表达,从而使植物对外界胁迫作出反应,引起叶片衰老,该研究为进一步理解激素诱导植物半胱氨酸蛋白酶参与叶片衰老的机制提供了理论支持.

关键词： PtoCP1基因启动子激素诱导功能分析

铜-铝电磁脉冲焊接界面形成过程的原子扩散行为

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焊接学报 2024年第3期45卷 22-31,I0004页

作者：李成祥许晨楠周言陈丹米彦重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

电磁脉冲焊接技术以高压脉冲放电驱使异种金属可靠连接而备受关注,但其界面结合机制尚不明确.该文搭建了铜-铝电磁脉冲焊接综合试验平台,捕获了焊接的动力学过程,得到碰撞点速度与碰撞角度的变化规律.在此基础上,构建了基于分子动力学... 详细信息

电磁脉冲焊接技术以高压脉冲放电驱使异种金属可靠连接而备受关注,但其界面结合机制尚不明确.该文搭建了铜-铝电磁脉冲焊接综合试验平台,捕获了焊接的动力学过程,得到碰撞点速度与碰撞角度的变化规律.在此基础上,构建了基于分子动力学模拟的电磁脉冲焊接典型界面(平直界面与涡旋界面)形成过程的对应模型,探究了焊接中的原子扩散行为,并根据模拟结果计算了典型结合界面的扩散层厚度,同时采用透射电子显微镜分析了结合界面的微观结构.研究结果表明,剧烈碰撞驱使界面材料塑性变形,界面材料塑性形变形成冶金结合和机械咬合是铜-铝电磁脉冲焊接界面的结合机制,且涡旋界面处的原子扩散厚度大于平直界面.该文可为深入理解电磁脉冲焊接机理和调控焊接效果提供科学依据.

关键词：电磁脉冲焊接界面形成原子扩散行为分子动力学

基于自监督与蒸馏约束的正则化类增量学习方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第5期36卷 775-785页

作者：徐岸吴永明郑洋贵州大学公共大数据国家重点实验室贵阳550025 贵州大学现代制造教育部重点实验室贵阳550025

针对神经网络模型在增量学习中存在灾难性遗忘问题,提出一种基于自监督与隐层蒸馏约束的正则化类增量学习方法,包括自监督伪标签预测、隐层蒸馏约束和参数正则化.首先基于贝叶斯和信息论提出一种对模型参数重要性评价的正则化策略;然后... 详细信息

针对神经网络模型在增量学习中存在灾难性遗忘问题,提出一种基于自监督与隐层蒸馏约束的正则化类增量学习方法,包括自监督伪标签预测、隐层蒸馏约束和参数正则化.首先基于贝叶斯和信息论提出一种对模型参数重要性评价的正则化策略;然后利用自监督伪标签预测增强模型的表征能力,并保留隐层特征,通过加入高斯噪声提高隐层特征的泛化能力;最后使用蒸馏约束方法与交叉熵分类损失对历史任务的隐层特征与输出层特征进行训练.在CIFAR-10和CIFAR-100数据集上的实验结果表明,所提方法取得较好的效果,其中,在CIFAR-100数据集上的平均准确率和遗忘率分别达到64.16%和15.95%;该方法能够有效地减少灾难性遗忘的影响.

关键词：增量学习正则化知识蒸馏自监督伪标签预测

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树兰原球茎内生细菌群落多样性及功能分析

微生物学报 2024年第5期64卷 1654-1667页

作者：姚娜王涛陈燕曹晓璐中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室林木遗传育种国家重点实验室北京100091 国家植物园(北园)植物迁地保护国家林业和草原局重点实验室北京100093

【目的】通过分析树兰原球茎内生细菌群落组成、多样性特征和促生功能,探究树兰种子萌发相关的核心细菌类群及生物学功能。【方法】以树兰原球茎(树兰种子在树皮基质上共生萌发、在树叶基质上共生萌发、在MS1培养基上非共生萌发)和共生... 详细信息

【目的】通过分析树兰原球茎内生细菌群落组成、多样性特征和促生功能,探究树兰种子萌发相关的核心细菌类群及生物学功能。【方法】以树兰原球茎(树兰种子在树皮基质上共生萌发、在树叶基质上共生萌发、在MS1培养基上非共生萌发)和共生萌发基质(松树皮、腐熟树叶)共5个样本为研究材料,采用高通量测序技术分析不同萌发条件下原球茎内生细菌的16Sr RNA基因多样性,比较分析细菌群落多样性和物种组成特征,通过传统的内生细菌分离方法获得共生萌发原球茎内生细菌菌株,并进行促生潜力评价。【结果】从5个研究样本中共获得2735个可操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU),属于41门453科876属,其中变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)为优势门。主坐标分析(principal coordinates analysis,PCo A)结果表明,树兰原球茎与萌发基质细菌群落结构存在差异,非共生萌发原球茎与在树皮基质上共生萌发原球茎内生细菌群落结构最为接近。功能预测表明,在树叶基质上共生萌发的原球茎内生细菌固氮功能显著高于其他萌发条件。通过分离培养,共获得内生细菌19株,分属12属16种,其中鞭毛膨胀芽孢杆菌(Tumebacillus flagellatus)、Bradyrhizobium cenepequi和人参腐殖土魏茨曼氏菌(Weizmannia ginsengihumi)为共生萌发原球茎共有种;韩国假单胞菌(Pseudomonas koreensis)和***兼具有溶磷、产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)和铁载体的潜在能力。【结论】在不同环境中萌发的树兰原球茎均有丰富的内生细菌群落定殖;从共生萌发原球茎中分离的内生细菌具有固氮、溶磷、产IAA和铁载体等促生功能。本研究为兰科植物种子萌发相关微生物资源挖掘及兰科植物与微生物互作研究提供科学依据。

关键词：兰科种子共生萌发植物促生细菌

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树木生长应力形成机理

林业科学 2024年

作者：栾玉江梦虹杨雨婷刘焕荣马欣欣张秀标孙丰波费本华方长华国际竹藤中心竹藤科学与技术国家林业和草原局重点实验室

作为一种自然资源，树木具有重要的环境、社会和经济价值。树木生长成熟过程中，细胞间及细胞壁各层相互作用会产生生长应力，生长应力是木材组织正常发育的结果，是树干和树枝维持其垂直生长或特定角度生长的重要动力。此外，树木在抵... 详细信息

作为一种自然资源，树木具有重要的环境、社会和经济价值。树木生长成熟过程中，细胞间及细胞壁各层相互作用会产生生长应力，生长应力是木材组织正常发育的结果，是树干和树枝维持其垂直生长或特定角度生长的重要动力。此外，树木在抵御自身重力或光照、风雪、地势等环境刺激时，会形成具有更高水平生长应力的应力组织——应力木，从而达到调整或维持生长形态的目的。树木中的生长应力是影响木材成材和加工质量的重要力学问题，且生长应力水平与细胞结构、化学组分密切相关，开展树木生长应力研究、厘清树木生长应力分布和形成机理，对树木的定向培育、生物学结构与功能研究、木材加工与利用以及仿生新材料的开发具有重要意义。已有研究通过树木生长应力水平测试，结合其解剖结构、基因、化学组分、激素分布、力学材性等方面特征，对树木生长应力形成机理进行了深入分析，探索生长应力的产生来源；但由于生物材料结构复杂、变异性大，且研究者对生长应力形成机理的认识也在不断更新，树木生长应力形成机理尚未达成共识。本研究简述树木生长应力的生物力学作用及常用表征方法，综述主流的树木生长应力形成理论，对生长应力形成机理的一般性假说和特殊应力组织（应拉木和应压木）的生长应力形成假说进行重点分类阐述，并对各假说存在的争议性问题进行分析，以期全面认识树木生长应力，并为推动其进一步研究、为树木细胞结构和性质变异研究以及木材精细化利用提供参考，为探寻有效的降低树木生长应力的措施提供基础，为人工林的生物改良和栽培提供理论和实践支持。

关键词：生长应力形成机理应力木应拉木应压木

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根区土壤氧气检测技术与方法研究进展

农业工程学报 2024年第3期40卷 1-13页

作者：周海洋孙卿峰夏鹏凯关鹏赵燕东郑一力北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

根区氧胁迫问题在滞涝区域、城市地面硬化区域尤为常见,根区土壤氧气含量高低是判断植物是否承受低氧胁迫的重要依据,其检测技术与分析方法的研究对农林生产和生态保护具有指导意义。为明确根区土壤氧气检测现状及发展方向,该研究概括... 详细信息

根区氧胁迫问题在滞涝区域、城市地面硬化区域尤为常见,根区土壤氧气含量高低是判断植物是否承受低氧胁迫的重要依据,其检测技术与分析方法的研究对农林生产和生态保护具有指导意义。为明确根区土壤氧气检测现状及发展方向,该研究概括了国内外土壤氧气分布检测方法和分析策略,将现有获取根区土壤氧含量时空分布的技术手段归纳为氧传感器点位检测法、土壤氧扩散模型分析法和荧光成像法,并剖析比较了各方法的优缺点和适用场景。基于氧传感器等领域最新进展,结合各类氧气运输模型,总结了根区土壤氧气分布检测技术和建模方法的研究重点与发展方向如下:1)氧传感器呈现小型化和集成化趋势,引入新型材料,提高氧传感器的灵敏度和耐久性能;2)模型的精度将不断提高,更多地考虑多尺度和多因素交互作用,以全面分析根区土壤氧环境的复杂性;3)开发可持续的荧光染料,提高荧光成像技术的分辨率和深度,以实现对更小、更深层次结构的清晰成像;4)分析植物蒸腾作用中的水氧关系,通过茎干氧浓度反映植物对根区氧环境变化的生理适应能力。研究可为植物根区土壤氧气分布检测提供思路与借鉴。

关键词：土壤氧传感器模型根区

敦煌戈壁地表反射率光谱的旋翼无人机测量及定标评估

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1439-1448页

作者：张勇徐寒列张立军李元孙凌覃丹宇戎志国胡秀清陆其峰卢乃锰中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 中国气象局气象卫星工程管理办公室北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传... 详细信息

利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传统的地表反射率光谱星地同步测量方法是基于汽车跑场观测,不仅耗费较大的人力物力、容易造成场地破坏,而且获取的测量数据缺乏区域代表性。鉴于此,自2016年起,在敦煌星地同步观测试验中以旋翼无人机低空同步测量为主,跑场测量为辅,完成从航线设计、航高选择、仪器参数配置、采样策略、航空数据处理的全链路摸底测试。多次飞行试验表明,采用多旋翼无人机低空飞行来代替汽车跑场同步测量,不仅提高了地表反射特性测量的空间一致性和代表性,还提高了地表反射率光谱的测量效率,也对宝贵的中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区地表进行了有效保护,极大的节约了人力物力成本。通过传统跑场测量和航飞测量的地表反射率光谱数据对比分析,发现多次测量数据的均值一致性较好,并且航飞测量的数据标准差更小。利用TERRA MODIS的同步观测来对无人机测量数据开展辐射定标评估,结果表明航飞数据的相对偏差均在5%以内,可以代替跑场数据完成定标,精度满足要求。随着无人机性能的进一步优化和提高,在不久的将来必将得到更加广泛和深入的应用,在外场定标试验领域也将发挥更大更重要的作用。

关键词：中国遥感卫星辐射校正场无人机地表反射率在轨绝对辐射定标星地同步观测敦煌戈壁