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激光雷达森林结构指标在森林植物多样性评估中的研究进展

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林业科学 2025年第1期61卷 176-196页

作者：刘鲁霞胡波桑国庆刘玉玉济南大学水利与环境学院济南250022

森林生态系统保护需要及时、准确、动态获取森林植物多样性现状和变化信息,并对导致其变化的因素做出分析与评价。遥感技术的发展为森林植物多样性多尺度监测提供了契机,尤其是基于光谱变异假说的光学遥感数据已广泛应用于森林植物多样... 详细信息

森林生态系统保护需要及时、准确、动态获取森林植物多样性现状和变化信息,并对导致其变化的因素做出分析与评价。遥感技术的发展为森林植物多样性多尺度监测提供了契机,尤其是基于光谱变异假说的光学遥感数据已广泛应用于森林植物多样性监测中;然而树冠的光谱变异信息更多反映水平方向的多样性,对森林垂直结构多样性的监测能力有限,且容易受光饱和效应的影响。尽管森林结构特征在理解森林功能多样性和物种多样性方面具有很大潜力,但迄今为止,对森林结构的测量手段仍十分有限。近年来,随着以激光雷达(LiDAR)为代表的主动遥感技术的发展,遥感技术对森林植物多样性的探测已从光谱维度拓展到结构维度,为厘清森林的结构-功能关系提供了契机。本研究通过文献整理,从森林结构角度出发,探讨森林植被结构与植物多样性的关系,概述不同平台激光雷达数据提取的结构指标在森林结构属性量化、结构多样性、植物物种多样性和功能多样性的评估、森林类型与演替阶段的区分、林下植被和枯木的探测等方面的研究进展。对不同的森林生物多样性指标有显著解释意义的LiDAR结构指标不同,且受数据采集、传感器类型、采样尺度、森林类型、地理位置等因素影响。将光学影像的光谱信息与LiDAR的结构信息融合在一起对物种识别与多样性相关研究非常有利。依托星-机-地不同平台的激光雷达遥感技术可以实现不同尺度森林结构与多样性的监测与评估,融合星载激光雷达和卫星影像数据有助于理解全球范围内冠层垂直结构变化对生态系统组成和功能的影响,在生物多样性保护和管理中具有广阔的应用前景。

关键词：激光雷达森林植被结构结构多样性生物多样性多尺度监测

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大汶河流域生态系统服务时空变化及其驱动因素

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水生态学杂志 2025年第1期46卷 189-202页

作者：刘笑语武玮杨程珺济南大学水利与环境学院山东济南250022

探究生态系统服务的时空变化并识别主要驱动因素,对流域生态系统的保护和利用具有重要意义。采用InVEST模型从生境质量、产水量、碳储量和土壤保持等4方面对2000—2020年大汶河流域生态系统服务进行综合评价,利用Pearson系数和地理探测... 详细信息

探究生态系统服务的时空变化并识别主要驱动因素,对流域生态系统的保护和利用具有重要意义。采用InVEST模型从生境质量、产水量、碳储量和土壤保持等4方面对2000—2020年大汶河流域生态系统服务进行综合评价,利用Pearson系数和地理探测器探究生态系统服务间的权衡/协同关系及驱动机制。结果表明:(1)大汶河流域土地利用类型以耕地和建设用地为主,建设用地呈增加趋势,草地呈减少趋势;(2)综合生态系统服务变化较小,空间异质性明显,高值主要分布在北部泰山、中部徂徕山以及东部新泰新甫山;(3)生境质量呈变差趋势,产水量呈增加趋势,碳储量基本保持稳定,土壤保持则先减少后增加,产水量与碳储量呈权衡关系,其余生态系统服务间呈协同关系;(4)综合生态系统服务主要受年平均温度、高程和年降水量等自然环境因素的影响,受人口密度和GDP等经济社会因素影响较小。

关键词：综合生态系统服务时空变化 InVEST模型地理探测器大汶河流域

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基于共价有机框架材料的固相微萃取研究进展

色谱 2025年第2期43卷 120-130页

作者：程颖超高祎阳李小敏陈鲁玉杜芳郭洁孟弋童孙敏冯娟娟济南大学化学化工学院山东济南250022

固相微萃取(SPME)是一种快速、简便的样品前处理技术,能够实现分析物的富集,并便于与其他检测技术联用,从而建立准确、灵敏的分析方法。SPME技术已被广泛应用于环境监测、食品安全、生命分析、生物医药等诸多领域。SPME技术的核心是萃... 详细信息

固相微萃取(SPME)是一种快速、简便的样品前处理技术,能够实现分析物的富集,并便于与其他检测技术联用,从而建立准确、灵敏的分析方法。SPME技术已被广泛应用于环境监测、食品安全、生命分析、生物医药等诸多领域。SPME技术的核心是萃取涂层,萃取涂层的性能直接决定着萃取选择性、萃取效率和富集效应等,因此新型、高性能萃取涂层材料的开发一直是分析化学及样品前处理领域的热点。共价有机框架(COFs)是一种通过共价键连接形成的多孔结晶性网状高分子材料,具有比表面积大、孔隙率高、稳定性好、可设计性强、合成及后修饰简便等优点,已广泛应用于气体吸附、催化、传感和药物输送等领域。近年来,COFs在样品前处理领域引起了广泛关注,多种基于COFs的新型SPME材料被开发出来,并应用于不同类型样品中多种分析物的萃取和富集。本文主要总结了近三年COFs在纤维SPME、管内SPME以及膜SPME等方面的研究进展。通过物理涂覆、原位合成以及化学键合的方法,将功能化COFs或COFs杂化材料修饰于纤维表面,制备出SPME纤维;将SPME纤维与色谱分析技术联用,可用于环境和食品样品中多环芳烃、邻苯二甲酸酯类化合物、多氯联苯类化合物和农药等多种分析物的检测,并能够展现出良好的富集能力、较宽的线性范围和较高的灵敏度。基于管内SPME技术,COFs基整体柱型萃取管和纤维填充型萃取管能够与高效液相色谱在线联用,分别开发出针对合成酚类抗氧化剂和双酚类化合物的高灵敏检测方法。此外,COFs也被应用于膜SPME技术,并能够实现环境水中痕量多氯联苯的高效萃取。最后,本文展望了COFs在SPME领域的发展趋势。

关键词：共价有机框架固相微萃取色谱分析环境分析食品分析生物分析综述

基于联苯硼酸的Cochlearol F和Didehydroconicol全合成研究

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有机化学 2025年第01期45卷 343-348页

作者：王凯隋佳俊龙纯洪罗松娟钏永明秦红波云南民族大学化学与环境学院

通过Suzuki偶联反应完成了Cochlearol F和Didehydroconicol的全合成.该合成的创新点为使用了联苯硼酸.在CochlearolF的全合成中,关键反应为联苯硼酸与烯醇三氟甲磺酸酯的偶联构建新的碳碳键,共需4个步骤,总收率为25%;在Didehydroconico... 详细信息

通过Suzuki偶联反应完成了Cochlearol F和Didehydroconicol的全合成.该合成的创新点为使用了联苯硼酸.在CochlearolF的全合成中,关键反应为联苯硼酸与烯醇三氟甲磺酸酯的偶联构建新的碳碳键,共需4个步骤,总收率为25%;在Didehydroconicol的全合成中,关键反应为联苯硼酸的一氧化碳插入形成联苯内酯,共需7个步骤,总收率为23%.这些合成策略将为含联苯结构的天然产物的合成提供参考.

关键词：全合成 Suzuki交叉偶联 Cochlearol F Didehydroconicol

基于输入因子影响分析的LSTM梯级泵站站前水位实时预测模型

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南水北调与水利科技(中英文) 2025年第1期23卷 157-165页

作者：高怡然卢龙彬桑国庆王维林刘鲁霞济南大学水利与环境学院济南250022

相比于传统的渠道水动力学方程求解站前水位,机器学习模型因其响应快、稳态误差小等特点,被广泛应用于渠道水位预测。然而,输入数据庞杂、时序预测困难等原因直接限制和影响了预测精度,如何准确评价输入数据对预测结果的影响,是水位预... 详细信息

相比于传统的渠道水动力学方程求解站前水位,机器学习模型因其响应快、稳态误差小等特点,被广泛应用于渠道水位预测。然而,输入数据庞杂、时序预测困难等原因直接限制和影响了预测精度,如何准确评价输入数据对预测结果的影响,是水位预测模型应用亟待解决的难题之一。以南水北调东线两湖段典型工程为研究对象,提出一种测试输入数据对预测结果影响分析的框架,构建基于长短时记忆网络(long short-term memory, LSTM)模型的泵站站前水位实时预测模型,通过对各输入因子的敏感性分析,实现预测模型数据输入集的优化,并基于该数据组合对不同预见期下的邓楼泵站站前水位进行预测分析。结果表明:以长沟站前水位、长沟泵站流量、邓楼站前水位指标作为输入参数的组合最优,平均绝对误差(mean absolute error, EMA)、均方误差(mean squared error, EMS)、均方根误差(root mean square error, ERMS)和平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error, EMAP)4项指标均小于0.05,相关系数(r)和决定系数(R2)均大于0.95,剔除突变数据后最大水位误差不超过0.02 m。

关键词： LSTM神经网络站前水位水位预测敏感性分析时间序列

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灌水频率对生物炭改良盐渍土水盐运移的影响

济南大学学报(自然科学版) 2025年第1期39卷 1-10页

作者：朱昌欣庞桂斌王天宇蔡晨阳余静于浩洋潘维艳济南大学水利与环境学院山东济南250022

为了探究灌水频率与生物炭施用对滨海盐渍土水盐运移特征的调控效应,采用室内土柱模拟试验,以滨海盐渍土为供试土壤,在土壤表层(深度为0~20 cm)设置不同的生物炭施用量和灌水频率,组合成9个处理方案,研究灌水频率对生物炭改良盐渍土水... 详细信息

为了探究灌水频率与生物炭施用对滨海盐渍土水盐运移特征的调控效应,采用室内土柱模拟试验,以滨海盐渍土为供试土壤,在土壤表层(深度为0~20 cm)设置不同的生物炭施用量和灌水频率,组合成9个处理方案,研究灌水频率对生物炭改良盐渍土水盐运移的影响。结果表明:生物炭能提高单次灌水入渗速率,有效缩短累积水分入渗时间,提高表层土壤含水率,并能使土壤容重减小,表层土壤pH有所增加;当灌水频率为中频时,表层土壤含水率增加14.17~18.87个百分点,表层土壤脱盐率为66.39%~86.31%,脱盐深度相对更深;当灌水频率为低频、中频时,施用一定量的生物炭有利于土壤盐分淋洗,表层土壤脱盐率提高9.99~15.62个百分点;每8 d灌水1次的灌水频率和生物炭施用量为5 g/kg的处理方案能够显著改善滨海盐渍土的水盐分布。

关键词：盐渍土生物炭灌水频率水盐运移脱盐率

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考虑顶托效应的山丘区洪水模拟及水力特征分析

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济南大学学报(自然科学版) 2025年第1期39卷 20-28页

作者：张雪羿桑国庆刘阳济南大学水利与环境学院山东济南250022

针对山丘区河道山洪频发、干支流洪水顶托条件下放大山洪效应、增大山洪灾害风险的现状,以浔河、沭河为研究对象,构建一-二维耦合水动力学模型模拟洪水演进及淹没情况,分析干、支流洪水遭遇概率,设定顶托组合工况;选取壅水距离、壅水高... 详细信息

针对山丘区河道山洪频发、干支流洪水顶托条件下放大山洪效应、增大山洪灾害风险的现状,以浔河、沭河为研究对象,构建一-二维耦合水动力学模型模拟洪水演进及淹没情况,分析干、支流洪水遭遇概率,设定顶托组合工况;选取壅水距离、壅水高度、流量、淹没面积、淹没历时等指标,分析干支流顶托工况下洪水水力特征变化规律。结果表明:受沭河洪水顶托的影响,浔河山洪放大效应明显,且与沭河洪水量级成正比;浔河上游来水条件一定时,沿程壅水距离、壅水高度、流量降幅随着沭河洪水量级的增大而增加,在浔河洪水重现期为20 a、沭河洪水重现期为200 a的工况下,较非顶托工况沿程壅水高度达3.9 m,最大影响范围距交汇口8.48 km,沿程平均流量减小15.6%;当浔河与沭河洪水量级相对增大时淹没指标影响显著增加,在浔河洪水重现期为50 a、沭河洪水重现期为200 a的工况下,淹没面积达17.46 km 2,淹没历时达26.7 h,分别较同量级浔河洪水的非顶托工况下的增加了90%、55%。

关键词：山洪灾害洪水顶托水动力学模型水力特征

海(咸)水入侵对莱州湾南岸含水层微生物群落结构的影响

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济南大学学报(自然科学版) 2025年第1期39卷 38-45,62页

作者：陈宏帆支传顺胡晓农黄宪瑞陈耿济南大学水利与环境学院山东济南250022

为了探究海(咸)水入侵对含水层微生物群落结构影响及微生物丰度与环境因素关系,在莱州湾南岸白浪河下游沿岸3眼监测井内,采集各含水层中地下水和沉积物样品;根据高通量测序结果,研究海(咸)水入侵对含水层微生物群落结构影响。结果表明:... 详细信息

为了探究海(咸)水入侵对含水层微生物群落结构影响及微生物丰度与环境因素关系,在莱州湾南岸白浪河下游沿岸3眼监测井内,采集各含水层中地下水和沉积物样品;根据高通量测序结果,研究海(咸)水入侵对含水层微生物群落结构影响。结果表明:地下水中微生物丰富度和多样性均高于沉积物中的;随着海(咸)水入侵的加剧,地下水中微生物的丰富度和多样性降低,沉积物中微生物的丰富度和多样性则呈现波动变化并有升高的趋势;地下水中微生物以变形菌门、拟杆菌门为主,而沉积物中以变形菌门、放线菌门为主,在门以下微生物群落结构差异性较大,涅斯特连科氏菌属可作为识别海(咸)水入侵的标志微生物;地下水的Cl-、HCO-3含量和酸碱度对微生物群落结构影响显著,溶解性总固体、化学需氧量、全盐量对沉积物中微生物群落结构影响显著。

关键词：海(咸)水入侵地下水微生物群落结构莱州湾

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Fe^(3+)掺杂的聚氨基吡咯纳米粒子用于原位乳腺癌的磁共振成像和光热治疗

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高等学校化学学报 2025年第1期46卷 180-187页

作者：朱宣祺崔丽影赵欣宇姜玲张雪吉林农业大学资源与环境学院长春130118 吉林大学化学学院长春130012

利用铁离子诱发的氨基吡咯氧化聚合反应及铁离子与聚氨基吡咯间的配位作用制备了尺寸均一的铁离子掺杂聚氨基吡咯纳米粒子(Fe/Ppy-NH_(2)NPs).Fe/Ppy-NH_(2)NPs的胶体稳定性良好,其中铁离子的质量分数高达17.4%.铁离子在Fe/Ppy-NH_(2)NP... 详细信息

利用铁离子诱发的氨基吡咯氧化聚合反应及铁离子与聚氨基吡咯间的配位作用制备了尺寸均一的铁离子掺杂聚氨基吡咯纳米粒子(Fe/Ppy-NH_(2)NPs).Fe/Ppy-NH_(2)NPs的胶体稳定性良好,其中铁离子的质量分数高达17.4%.铁离子在Fe/Ppy-NH_(2)NPs中的大量掺杂,一方面,能够增强其在近红外光区的消光能力,Fe/Ppy-NH_(2)NPs的光热转化效率高达37.9%,是一种良好的光热试剂,能够实现对肿瘤的光热治疗;另一方面,铁离子3d轨道中存在的单电子能够降低纵向弛豫时间,Fe/Ppy-NH_(2)NPs能够作为T_(1)加权的磁共振成像造影剂,实现对肿瘤的定位.Fe/Ppy-NH_(2)NPs在对原位乳腺癌的磁共振成像和光热治疗中展现了良好的效果.

关键词：聚氨基吡咯 Fe^(3+)掺杂磁共振成像光热治疗