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基于循环结构的视觉Transformer

吉林大学学报（工学版） 2024年第7期54卷 2049-2056页

作者：蒋磊王子其崔振宇常志勇时小虎莫斯科国立大学数学力学系莫斯科119991 莫斯科国立大学计算数学与控制理论系莫斯科119991 吉林大学生物与农业工程学院长春130022 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130022 吉林大学计算机科学与技术学院长春130012 吉林大学符号计算与知识工程教育部重点实验室长春130012

针对视觉Transformer(Vision Transformer,ViT)性能的提升依赖于网络的参数量,从而导致其应用场景受限的缺点,本文从神经学得到启发,创新性地提出将人脑神经元之间的循环结构应用在ViT上。文中首次从黎曼几何的角度解释了循环结构生效... 详细信息

针对视觉Transformer(Vision Transformer,ViT)性能的提升依赖于网络的参数量,从而导致其应用场景受限的缺点,本文从神经学得到启发,创新性地提出将人脑神经元之间的循环结构应用在ViT上。文中首次从黎曼几何的角度解释了循环结构生效的工作原理,之后以Token-to-Token Transformer(T2T Transformer)为主干框架提出了基于循环结构的ViT。实验结果表明:循环结构的引入能在视觉Transformer参数量基本不变化的情况下大幅提高其性能,使用循环结构后,在Imagenet分类数据集下网络仅增加0.14%的参数,但带来9%的分类精度提升;在目标检测任务中,增加0.1%的参数带来10.7%的性能提升。

关键词：视觉Transformer 循环结构黎曼几何

2018—2021年江苏省青少年自行车运动员训练期间膳食营养状况调查

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中国食品卫生杂志 2024年第4期36卷 452-457页

作者：洪海贺维奇杨建蕊李亚伟鹤壁职业技术学院河南鹤壁458030 江苏师范大学江苏徐州221116 莫斯科国立体育学院俄罗斯莫斯科109807 郑州大学体育学院河南郑州450044

目的调查2018—2021年江苏省青少年自行车运动员在训练期间膳食营养状况,以明确青少年自行车运动员在训练期是否存在营养摄入不足问题,进一步为相关部门及时采取干预措施提供依据。方法选取2018—2021年江苏省青少年自行车运动员1100名... 详细信息

目的调查2018—2021年江苏省青少年自行车运动员在训练期间膳食营养状况,以明确青少年自行车运动员在训练期是否存在营养摄入不足问题,进一步为相关部门及时采取干预措施提供依据。方法选取2018—2021年江苏省青少年自行车运动员1100名作为调查对象,调查分析青少年运动员在训练期间膳食结构情况。共回收有效问卷1086份。结果1086名青少年运动员实际能量摄入基本达到能量需要量的80%以上;青少年运动员每日由脂肪提供的能量低于推荐摄入量(25%~30%),每日由碳水化合物提供的能量为64.72%,均在推荐范围内(55%~65%),并存在每日水分摄入不足的情况,且平均每日膳食纤维摄入量(10.23 g)低于推荐量(25~30 g);除男性运动员烟酸摄入量高于推荐量外,其他各种维生素摄入量均低于推荐量;膳食结构方面,蛋类、谷类及其制品摄入情况较好,能达到推荐量要求,而畜肉类、奶类、蔬菜类及豆类均摄入不足,水果类、薯类、水产类、禽肉类等严重摄入不足;早餐、中餐供能比均在推荐摄入量范围内,但晚餐供能比偏高。结论江苏省青少年自行车运动员摄入能量和营养素存在不足问题,无法满足运动员训练期间的需求,且存在膳食结构不合理情况,畜肉类、奶类、蔬菜类、豆类、水果类、水产类等摄入不足,同时长期晚餐摄入偏高,不利于运动员自身运动能力和正常训练。建议加强运动员、管理人员及厨师等人员营养知识教育,适当调整运动员膳食结构,改善运动员饮食行为,确保其营养健康需求,为提升运动成绩奠定基础。

关键词：江苏省青少年运动员膳食结构膳食营养

秸秆与有机无机肥配施对潮土关键微生物及小麦产量的影响

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土壤学报 2024年第4期61卷 1134-1146页

作者：郭伟周云鹏陈美淇李丹丹王青霞周谈坛赵炳梓土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学南京学院南京211135

秸秆与化肥和鸡粪配施改变了土壤微生物群落结构及微生物间的相互作用关系,但这种变化与小麦产量间的关系尚不清楚。依托7年长期定位试验,选取5个施肥处理:不施化肥+秸秆离田(N0S0)、不施化肥+秸秆还田(N0S)、常规施化肥+秸秆离田(NS0)... 详细信息

秸秆与化肥和鸡粪配施改变了土壤微生物群落结构及微生物间的相互作用关系,但这种变化与小麦产量间的关系尚不清楚。依托7年长期定位试验,选取5个施肥处理:不施化肥+秸秆离田(N0S0)、不施化肥+秸秆还田(N0S)、常规施化肥+秸秆离田(NS0)、常规施化肥+秸秆还田(NS)和施化肥+秸秆还田+鸡粪替代20%氮肥(NSM),研究不同施肥方式对细菌-真菌共现网络中微生物组成的影响,以及关键微生物与小麦产量间的相关关系。结果表明,与N0S0处理相比,NS0、NS和NSM处理的小麦籽粒产量分别提升539.20%、611.56%和676.56%,而N0S处理无显著变化。细菌和真菌群落组成均可分成显著不同的3组,分别为N0S0+N0S、NS0以及NS+NSM,即微生物群落组成在是否施用化肥之间显著不同;相同施用化肥情况下,在是否有施用有机物料之间显著不同。将重要性由高到低排序,导致不同处理细菌群落结构变化的主要土壤理化性质是有效磷(AP)、电导率(EC)、微生物生物量氮(MBN)、土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)和颗粒有机碳(POC),导致不同处理真菌群落结构变化的主要土壤理化性质是EC、MBN、ROC、POC、AP和SOC。细菌-真菌共现网络中,两个关键模块(模块1和模块4)与小麦产量变化显著相关。NS+NSM处理提升了模块4中与小麦产量正相关的类诺卡氏菌属(Nocardioides)、纤维单胞菌属(Cellulomonas)、Pir4_lineage、金孢子菌属(Chrysosporium)、无茎真菌属(Acaulium)和裂壳菌属(Schizothecium)等有益菌的相对丰度,它们可降解纤维素和木质素、促进养分转化和循环或抑制病原菌生长;并显著降低了模块1中与小麦产量负相关的葡萄穗霉属(Stachybotrys)、无色穗孢属(Achroiostachys)和Fusicolla的相对丰度,它们为不利于土壤健康和作物生长的植物病原真菌。因此,化肥配施秸秆及化肥配施秸秆和鸡粪利于关键有益微生物增加及病原真菌减少,关键微生物的功能和相对丰度对小麦产量具有影响。

关键词：秸秆还田有机肥细菌-真菌共现网络关键微生物小麦产量

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基于恒电容表面络合模型预测土壤中As(Ⅴ)吸附行为研究

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农业环境科学学报 2024年第2期43卷 278-284页

作者：薛沁李焱郁何敏王玉军中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤所) 南京210008 中国科学院大学北京100049

吸附是控制As在土壤中迁移的重要过程之一,为了预测As(Ⅴ)在土壤中的吸附过程,使用恒电容表面络合模型(CCM)模拟As(Ⅴ)在土壤中的吸附行为,获取As(Ⅴ)在土壤上吸附的表面络合常数,建立土壤基本理化性质(pH、有机质、碳酸钙、无定形铁/铝... 详细信息

吸附是控制As在土壤中迁移的重要过程之一,为了预测As(Ⅴ)在土壤中的吸附过程,使用恒电容表面络合模型(CCM)模拟As(Ⅴ)在土壤中的吸附行为,获取As(Ⅴ)在土壤上吸附的表面络合常数,建立土壤基本理化性质(pH、有机质、碳酸钙、无定形铁/铝/锰、总铁)与As(Ⅴ)表面络合参数的线性回归模型,以阐明As在土壤中吸附的主控因子。结果显示,As(Ⅴ)在不同类型的土壤中表现出不同的吸附特征,恒电容模型能够很好地模拟As(Ⅴ)在不同pH下的吸附特性(R^(2)为0.71~0.96),通过CCM模型拟合得到As(Ⅴ)在土壤表面的3个表面络合常数,绝大部分土壤lg K_(1)比lg K_(2)和lg K_(3)的值要大,说明As(Ⅴ)在土壤中的吸附相较于单齿络合物更偏向于形成双齿双核的络合物。As(Ⅴ)表面络合常数与土壤性质间的回归分析结果表明,As(Ⅴ)表面络合常数主要受土壤pH和无定形铁、无定形锰含量的影响。为了进一步验证上述线性模型的普适性,利用文献数据中土壤性质数据预测不同土壤上As(Ⅴ)的表面络合常数,并结合CCM模型预测了As(Ⅴ)在文献土壤中的吸附量,预测值和实测值具有很好的相关性,说明该模型具有一定的普适性。

关键词：表面络合模型 As(Ⅴ) 吸附恒电容模型广义复合模式

一种游动傅科机械编排的捷联惯性间接极区导航算法

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宇航学报 2024年第3期45卷 409-420页

作者：孙新雷尹浩凌富立王玲玲北京航空航天大学机械与控制工程国家级(虚拟仿真)实验教学中心北京100191 莫斯科罗蒙诺索夫国立大学力学数学系莫斯科119991

针对指北方位、游移方位等机械编排的惯性导航系统在极区附近出现计算溢出、导航误差发散、方向基准缺失等问题,本文提出了一种基于游动傅科机械力学编排的捷联惯性间接极区导航算法。首先,推导了传统坐标系和横向坐标系下的游动傅科机... 详细信息

针对指北方位、游移方位等机械编排的惯性导航系统在极区附近出现计算溢出、导航误差发散、方向基准缺失等问题,本文提出了一种基于游动傅科机械力学编排的捷联惯性间接极区导航算法。首先,推导了传统坐标系和横向坐标系下的游动傅科机械编排位置、速度和姿态转换关系,并设计了完整的捷联惯性极区导航流程。其次,在详细分析载体沿经线穿越极点时的导航解算性能基础上,提出了一种游动傅科机械编排的捷联惯性间接极区导航算法。实验结果表明,该算法能够实现传统导航与横向导航方式的平滑切换,并借助横向导航信息解决载体穿越极点时无法导航的难题。

关键词：极区导航惯性导航机械编排游动傅科系横向坐标系

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基于生态安全的我国土壤镉环境基准研究

地学前缘 2024年第2期31卷 130-136页

作者：丁昌峰周志高王玉荣张桃林王兴祥中国科学院南京土壤研究所江苏南京210008 中国科学院大学北京100049 中国科学院红壤生态实验站江西鹰潭335211

土壤镉(Cd)污染的生态安全问题不容忽视,我国目前尚缺乏基于生态风险的土壤Cd环境基准。本研究通过调研国内外关于土壤Cd的生态毒性研究,收集并筛选基于我国土壤的Cd毒性效应数据,采用物种敏感性分布法并结合Cd的生态毒性预测模型,推导... 详细信息

土壤镉(Cd)污染的生态安全问题不容忽视,我国目前尚缺乏基于生态风险的土壤Cd环境基准。本研究通过调研国内外关于土壤Cd的生态毒性研究,收集并筛选基于我国土壤的Cd毒性效应数据,采用物种敏感性分布法并结合Cd的生态毒性预测模型,推导不同用地方式下的土壤全量和EDTA提取态Cd生态安全环境基准。共收集与筛选出包含13个物种或生态过程的126个土壤Cd生态毒性数据,其中陆生植物毒性数据60个(6个物种)、无脊椎动物毒性数据39个(3个物种)、生态过程毒性数据27个(4种指标)。土壤Cd生态毒性预测模型研究结果表明,土壤pH是影响Cd生态毒性的最重要因子。自然保护地和农业用地、公园用地、住宅用地、商服及工业用地不同土壤pH值范围的土壤全量Cd生态安全基准分别为1.91~5.25、3.94~11.1、7.59~22.0和10.5~30.8 mg·kg^(-1),基于EDTA提取态Cd的生态安全基准分别为1.13~3.12、2.34~6.62、4.51~13.1和6.24~18.4 mg·kg^(-1)。研究结果可为我国土壤污染风险管控标准的制修订提供依据。

关键词：土壤镉生态毒性物种敏感性分布环境基准

大型标准化国际中文阅读测验认知诊断信息挖掘研究

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国际汉语教学研究 2024年第2期 84-94页

作者：刘慧王玮阎碧莹北京语言大学语言科学院深圳北理莫斯科大学汉语中心

本文以HSK(四级)阅读测验为例,对如何从大型标准化国际中文阅读测验中挖掘认知诊断信息进行了系统研究。研究结果显示,基于翔实的测验内容分析构建Q矩阵,并且在此基础上选择适用的诊断模型,能够从大型标准化国际中文阅读测验中成功挖掘... 详细信息

本文以HSK(四级)阅读测验为例,对如何从大型标准化国际中文阅读测验中挖掘认知诊断信息进行了系统研究。研究结果显示,基于翔实的测验内容分析构建Q矩阵,并且在此基础上选择适用的诊断模型,能够从大型标准化国际中文阅读测验中成功挖掘认知诊断信息;HSK(四级)阅读测验考查了“句法分析”“语义命题构建”“信息查找”“推理”“简单语义关系构建”“复杂语义关系构建”六种子技能,学习者的子技能掌握模式较为分散,认知诊断分析能够明确指出个体的优势和劣势,在提示后续的补救方向上发挥较大作用。

关键词：认知诊断分析国际中文阅读测验 Q矩阵构建语言测试

基于人地关系的东北农村空心化测度及其整治路径研究——以黑龙江省拜泉县为例

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地理科学进展 2024年第3期43卷 488-503页

作者：张茹杜国明李玉恒王玲 Monika Stanny Alexey Naumov 东北农业大学公共管理与法学院哈尔滨150030 中国科学院地理科学与资源研究所区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 黑龙江省自然资源权益调查监测院哈尔滨150030 波兰科学院农村与农业发展研究所波兰华沙00-3306 罗蒙诺索夫莫斯科国立大学俄罗斯莫斯科119991

快速城镇化进程中,人口大规模流失引发乡村人地关系失衡,加剧了村庄空心化问题。科学测度乡村空心化、提出以乡村振兴为导向的空心村整治策略,具有重要的现实意义。论文以黑龙江省拜泉县为例,基于人口转移率测度了乡村空心化水平,运用熵... 详细信息

快速城镇化进程中,人口大规模流失引发乡村人地关系失衡,加剧了村庄空心化问题。科学测度乡村空心化、提出以乡村振兴为导向的空心村整治策略,具有重要的现实意义。论文以黑龙江省拜泉县为例,基于人口转移率测度了乡村空心化水平,运用熵权TOPSIS法评价了村庄发展潜力水平,将二者结合识别了村庄发展类型,提出差异化的空心村整治策略。研究结果显示:(1)拜泉县乡村空心化水平均值为0.6529,空心化程度明显。乡镇层面的空心化处于中度和高度水平,村庄以高度和重度空心化为主。农村人口流失主要归因于城乡建设不均衡、农村就业机会少、农村社会保障水平偏低等。(2)村庄发展潜力均值为0.2279,整体水平偏低且空间分布差异明显,县城周边、沿主要交通干线以及主要河流的村庄发展潜力水平普遍高于偏远地区的村庄。产业兴旺(0.5026)水平显著高于乡风文明(0.2703)、生态宜居(0.1472),治理有效(0.0317)、生活富裕(0.0482)水平较低,成为村庄发展潜力的短板。(3)拜泉县村庄类型划分为Ⅰ类——高潜力低空心化、Ⅱ类——高潜力高空心化、Ⅲ类——低潜力低空心化、Ⅳ类——低潜力高空心化4类,整体以Ⅱ类——高潜力高空心化为主,且县域南部村庄发展状态好于北部地区。未来村庄发展应以乡村振兴战略为指引,重心向Ⅰ类、Ⅱ类以及南部村镇转移,并完善宅基地、生态用地、耕地等相关制度体系,促进村庄内部结构调整;培育合作社、家庭农场等新型经营主体,探索特色产业规划与升级道路;构建“中心镇—中心村—农民社区—村庄”的新型村镇体系,加强城乡互动,促进要素聚集、资源共享;同时加大环境整治,增强社会保障,吸引人才回归,实现空心化治理与县域乡村振兴。

关键词：乡村振兴人地关系村庄空心化潜力评价村庄发展黑龙江省拜泉县

松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度数字制图方法比较

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地球信息科学学报 2024年第6期26卷 1452-1468页

作者：郭俊辉刘峰徐胜祥高璐璐赵治东胡文友于东升赵玉国中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049 中国科学院南京土壤研究所土壤环境与污染修复重点实验室南京210008 安徽理工大学空间信息与测绘工程学院淮南232001

黑土层厚度与农田土壤肥力和质量密切相关,准确刻画东北松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度的空间分布对黑土地保护和农业可持续发展具有重要意义。然而,常用的预测模型在平原漫岗地区进行数字制图具有较大的难度,如何准确预测黑土层厚度的... 详细信息

黑土层厚度与农田土壤肥力和质量密切相关,准确刻画东北松嫩典型黑土区耕地黑土层厚度的空间分布对黑土地保护和农业可持续发展具有重要意义。然而,常用的预测模型在平原漫岗地区进行数字制图具有较大的难度,如何准确预测黑土层厚度的空间分布特征是亟待解决的问题。选取东北地区松嫩典型黑土区作为研究区,以研究区内106个剖面点和45个环境因子为基础数据,通过因子重要性排序和相关性剔除法筛选变量,利用多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)、随机森林(Random Forest,RF)、梯度提升树(Gradient Boosting Decsion Tree,GBDT)、极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)、随机森林回归克里格(Random Forest-Regression Kriging,RF-RK)和堆叠泛化模型(Stacking)对黑土层厚度进行空间预测制图,评估不同模型预测精度并研究影响黑土层厚度空间分布的最优协变量,并基于较优模型绘制东北黑土区耕地黑土层厚度分级图。结果表明:①Stacking组合多种模型的优点,预测性能表现最佳(R^(2)=0.47,MAE=21.02 cm,RMSE=27.12 cm),其次是RF-RK和RF;②通过变量筛选剔除低贡献度的环境变量后,不同模型的R^(2)平均提高0.11,其中MLR提升幅度最大为0.32;③不同模型预测的松嫩典型黑土区黑土层厚度空间分布趋势基本一致,60 cm以上的黑土层主要分布在研究区的东北部和东南部,而30 cm以下的黑土层主要分布在研究区的西南部。在平原漫岗地区,RF-RK和Stacking可以作为黑土层厚度预测的有效方法,总初级生产力(GPP)、坡度坡长因子(LS)和地表温度最大值合成(LSTm)是模型中最重要的解释变量,且黑土层厚度的空间分布信息能为黑土区耕地黑土保护和农业可持续发展提供数据支持。

关键词：黑土层厚度数字土壤制图变量筛选机器学习随机森林回归克里格堆叠泛化模型空间分异特征最优协变量