山西大学学报(自然科学版)

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基础数学与应用数学

  • 基于subsampling重尾序列持久性变点检验

    秦瑞兵;刘洋;

    研究新息为方差无穷重尾序列的持久性变点检验问题,为得到较好的经验水平值,构造了DF型比率统计量,得到其渐近分布。为避免估计重尾指数κ,应用subsampling方法确定渐近分布的临界值并论证了该方法的合理性。最后,Monte Carlo模拟说明统计量及subsampling方法的有效性。

    2017年02期 v.40;No.156 209-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 165K]
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  • 特征标五元组的线性约化

    郑慧娟;

    研究了特征标五元组的线性约化的定义及性质,推广了Loukaki和Dade关于线性极限的相关定理,得出了一些特征标五元组相关性质,为研究单项特征标和本原特征标提供了一种新的技术。

    2017年02期 v.40;No.156 216-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 144K]
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  • 三类p~4阶群的连通4度Cayley图

    孙莉敏;张聪;徐尚进;

    称有限群G的Cayley图X=Cay(G,S)是正规的,如果G的右正则表示R(G)正规于图X=Cay(G,S)的全自同构群。主要采用群论方法,证明了三类幂零类为3的p4(p是奇素数)阶群连通4度Cayley图都是正规的。

    2017年02期 v.40;No.156 221-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K]
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  • 包含Euler函数φ(n)与函数Ω(n)方程的解

    张四保;

    对任一正整数N,φ(N)为Euler函数,Ω(N)为N的素因数个数函数。讨论了方程φ(N)=2~(Ω(N))3~(Ω(N))的可解性,基于整数的分解获得了该方程的解。

    2017年02期 v.40;No.156 225-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 153K]
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  • 基于双成分双标图方法的学科学位点分布差异分析

    张晓琴;丁皓;

    针对研究生学位点建设分布不均衡日益凸显的问题,应用一种有效可视化分析方法——双标图,分析学位点分布差异情况。在此基础上,考虑到学位点分布数据集的特殊性,应用双成分双标图分析方法对各学科间的分布差异进行分析,并验证了其有效性和合理性。

    2017年02期 v.40;No.156 229-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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计算机科学与技术

  • 面向等维独立多流形的增量学习算法IMM-ISOMAP

    高小方;刘杰飞;

    流形学习是机器学习与数据挖掘领域的一个重要研究方向。其经典算法总是假设高维数据批量存在于单一流形,且不能有效处理增量式出现的高维多流形数据。针对等维独立多流形提出一种增量学习算法IMM-ISOMAP。首先在对新样本增量地更新动态邻域时,仅修改关键路径,避免重新计算全部邻域关系,以提高算法整体效率。然后通过扩展切空间的方法将新样本依次划分到各子流形,实现新样本的增量式分类算法。最后对各子流形计算低维嵌入并进行合并。实验结果表明,该算法可以有效地应用于人造多流形数据和实际得多流形图像数据。

    2017年02期 v.40;No.156 234-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 3666K]
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  • 基于改进RRT*的移动机器人运动规划算法

    潘思宇;徐向荣;

    RRT*(快速搜索随机树)算法在以往研究中存在收敛速度慢、结果不稳定的缺点。针对此问题,文章在现有RRT*基础之上提出一种新型改进算法。该改进算法结合环境约束、车辆自身约束和运动学约束,舍弃原算法贪心思想并引入启发式采样节点插入算法,提高路径规划的速度和质量;接着对改进算法进行理论分析,证明算法具有概率完整性、渐近最优性,从理论上保证算法能快速收敛到最优路径。通过各种仿真环境的测试,验证改进算法的有效性、稳定性和正确性,也验证理论分析的正确性。

    2017年02期 v.40;No.156 244-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 2371K]
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  • 一种去冗余抽样的非平衡数据分类方法

    史颖;亓慧;

    欠抽样是一类常见的解决非平衡数据分类的技术。传统抽样方法(如Kennard-Stone抽样和密度保持抽样)只考虑保持数据分布。已有欠抽样方法侧重抽取分类边界附近的样本,这样抽取的样本可能改变数据的原始分布特征,从而影响分类效果。提出数据冗余度的概念,即如果一个多数类样本处于多数类的密集区且距离分类边界或少数类样本较远,则样本冗余度较高。去冗余抽样(Redundancy-removed Sampling,RRS)采用传统抽样规则去掉多数类中冗余度相对较高的样本。这样的样本子集尽量包含对分类最有帮助的样本和保持原始数据分布,且两类样本数量相对均衡。实验结果表明,经RRS抽样的分类结果的总体精度高于其他抽样方法,尤其在分类精度较低的数据集上。同时,少数类样本的判别精度也有所提高。

    2017年02期 v.40;No.156 255-261页 [查看摘要][在线阅读][下载 943K]
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  • 特殊框架下分数(g,f,m)-消去图的不相邻顶点度条件

    彭波;高炜;

    若在图G中删除任意m条边的剩余子图仍存在分数(g,f)-因子,则该图称为分数(g,f,m)-消去图。文章给出在顶点集上两个整数值函数有差值Δ的框架下,分数(g,f,m)-消去图的不相邻顶点度条件,并说明界是最好的。

    2017年02期 v.40;No.156 262-266页 [查看摘要][在线阅读][下载 146K]
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  • 无线体域网中云外包可撤销的属性加密方案

    郝瑞;修磊;

    无线体域网(wireless body area networks,WBANs)在远程医疗、健康监测等服务领域有着广泛的应用前景,为了减少数据访问者和数据拥有者的计算量,提供低延迟的辅助医疗服务,结合数字信封技术提出云外包可撤销的属性加密方案,该方案将解密密钥分为两部分,采用云服务器对密文部分解密的方法,使得属性撤销操作不会对数据访问者和数据拥有者产生影响,分析证明该方案充分发挥云计算的优势,高效地对数据进行加密处理,并且方案也保证了数据的机密性,并具有抗共谋攻击。

    2017年02期 v.40;No.156 267-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K]
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  • 基于核与灰半径序列的GM(1,N)预测模型及其在雾霾中的应用

    熊萍萍;李军;张倩;张雪纯;

    既有的关于GM(1,N)模型的研究,都是建立在实数序列基础上,文章将对GM(1,N)模型进行拓广,深入探讨该模型在区间灰数序列情形下的建模机理和建模方法,提出了基于核与灰半径的GM(1,N)模型。将以区间灰数序列的核序列和灰半径序列为基础建立GM(1,N)预测模型,进而对区间灰数序列的核与灰半径进行模拟预测,根据核与灰半径的计算公式推导出区间灰数的上界和下界,从而实现对区间灰数序列的模拟预测。最后,将文中提出的GM(1,N)模型应用于对霾存在时的空气质量指数AQI的预测研究中,模拟预测效果较好,从而验证了该模型的有效性和可行性。

    2017年02期 v.40;No.156 273-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 171K]
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物理

  • 用于连续变量码率自适应的数据协调方案

    白增亮;杨申申;李永民;

    量子密钥分发能够使得合法通信双方共享一组无条件安全的密钥。数据协调是量子密钥分发过程中非常重要的一个环节,能够对密钥分发过程中产生的错误进行纠错。低密度奇偶校验(LDPC)码是一种性能接近于Shannon极限的信道纠错码,适用于高效的数据协调。为了达到高的协调效率,需要根据信道的信噪比适当地选择最佳的LDPC码的码率。我们提出了一种适用于高斯调制连续变量量子密钥分发的码率可调的数据协调方案:当信道信噪比发生变化时,使用码率调整技术对数据协调过程中每一级LDPC码的码率进行适当地调整,从而确保数据协调的效率在一定信噪比变化范围内能够保持。

    2017年02期 v.40;No.156 281-285页 [查看摘要][在线阅读][下载 690K]
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  • 热原子气室中正交分量存储的实验研究

    田龙;李淑静;王海;

    在热原子气室中,利用电磁感应透明动力学过程实现了相干态正交分量的存储与释放。利用平衡零拍探测方法测量了三种不同输入光子数时,探针光输入脉冲和恢复信号的正交分量,得到了正交分量随本地振荡光位相变化的分布图。实验结果表明,在不同平均光子数输入时正交分量随本地振荡光位相均匀分布,平均幅值的振幅随着光子数增加而增加。此外,还测量了正交分量恢复信号随存储时间的变化,得到了存储寿命为32μs。

    2017年02期 v.40;No.156 286-292页 [查看摘要][在线阅读][下载 2881K]
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  • GaAs量子阱的自旋扩散特性研究

    李博;

    基于单极自旋扩散方程,建立了(110)-晶向GaAs/(Al,Ga)As量子阱中非平衡态下的自旋扩散模型,并采用有限元方法对模型进行了数值模拟。模拟结果与实验数据的对比显示,在较低激发功率下理论与实验整体符合的很好;而在较高的激发密度,理论和实验分布在短时延处有一定的差异,可能与动态的热载流子效应有关。

    2017年02期 v.40;No.156 293-299页 [查看摘要][在线阅读][下载 1594K]
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  • 自旋轨道耦合驱动下二维质量不相等费米气体的拓扑相

    张鹏;梁军军;

    用平均场理论研究了二维质量不相等费米气系统的零温特性,该系统具有equal-Rashba-Dresselhaus(ERD)型自旋轨道耦合作用和Zeeman场。在该系统中存在三种不同的超流相(US-0相、US-1相、US-2相),我们通过数值分析能隙方程和粒子数方程组成的自洽方程组,发现二维费米气系统的质量相差越大,Zeeman场对超流序参量Δ的抑制作用就会越强。在弱吸引相互作用区域,随着自旋轨道耦合强度的增加,US-2拓扑超流相会逐渐收缩。自旋轨道耦合强度一定情况下,质量比0<λ≤1时,只有在弱吸引相互作用区域存在US-2拓扑超流相;当质量比λ>1时,在弱相互作用区域和强相互作用区域都存在US-2拓扑超流相。

    2017年02期 v.40;No.156 300-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 602K]
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  • 门电压诱导的单分子磁体磁滞效应

    刘亚文;张超;聂一行;

    基于率方程研究了温差驱动的单分子磁体中,门电压诱导的磁滞效应。当门电压从某一负值缓慢地增加到某一正值再从该正值返回到负值时,分子磁体磁化强度对门电压的响应曲线不重合,而是一条闭合磁滞回线。这种磁滞效应是分子磁体的宏观量子效应,只出现在低温下,可以从分子态占据概率对门电压的依赖来解释。此外,还讨论了温度、铁磁电极极化率以及交换作用对磁滞回线所围面积的影响。

    2017年02期 v.40;No.156 305-310页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K]
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化学

  • 药根碱与DNA G-四链体的相互作用研究

    李俊芬;樊鸽;董川;

    DNA单链(PS2.M)在K~+存在下可被诱导形成G-四链体。文章利用圆二色谱(CD)以及核磁共振光谱(NMR)表征了G-四链体的形成,并通过荧光滴定光谱、紫外滴定光谱以及核磁共振光谱研究了盐酸药根碱与G-四链体的相互作用。加入G-四链体后,药根碱在530nm处的荧光明显增强;紫外吸收光谱表现出减色和红移现象,说明药根碱可能堆积到G-四链体的尾部或者插入到G-四链体尾部的两个G-四分体之间形成夹心结构。由等摩尔连续变化法算出药根碱和DNA的结合比为1∶1,利用Scatchard方程计算出二者的结合常数为3.12×10~6 L/mol、结合位点为0.98。实验表明:盐酸药根碱与G-四链体有很强的相互作用,药根碱可以稳定DNA的G-四链体结构,二者的作用模式可能为末端堆积。

    2017年02期 v.40;No.156 311-315页 [查看摘要][在线阅读][下载 733K]
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  • 线性麦芽糊精超分子聚合物对孔雀石绿吸附性能研究

    弓韬;赵美玲;梁文婷;董川;杨成;

    通过线性麦芽糊精和均苯四甲酸二酐交联合成了一种新型线性麦芽糊精超分子聚合物(LM-SP),利用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重(TGA)和光学显微镜对其进行了结构和形貌的表征,并考察了其对孔雀石绿(MG)的吸附性能研究。实验结果表明,该超分子聚合物对孔雀石绿的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温方程,吸附15min后即达到平衡,最大吸附量可达543.48mg/g。并进一步探讨了材料本身吸附的重复利用性能,结果显示经过6次吸附-解吸附之后,吸附能力仅有微弱的下降。

    2017年02期 v.40;No.156 316-323页 [查看摘要][在线阅读][下载 1354K]
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  • 表面活性剂SDS和CTAB诱导天青蛋白的解折叠研究

    马剑龙;杨斌盛;

    天青蛋白(Azurin简写为Az)是由128个氨基酸残基组成的Ⅰ型铜蓝蛋白,唯一的色氨酸残基(Trp~(48))位于由8股β折叠片形成的疏水桶中。文章使用光谱学手段研究了表面活性剂SDS和CTAB诱导的apo-Az以及Cu~(Ⅱ)-Az的解折叠。结果表明,apo-Az的解折叠过程呈现为典型的两态,平均结构基元解折叠自由能<ΔG_(element)~0>约为18.00kJ/mol。铜(Ⅱ)与apo-Az的结合使蛋白质稳定性增加,且SDS诱导的解折叠表现为三态,CTAB仅能使Cu~(Ⅱ)-Az部分解折叠。

    2017年02期 v.40;No.156 324-330页 [查看摘要][在线阅读][下载 1118K]
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  • 无水三氯化铝催化的吲哚自身偶联反应研究

    于静文;宋璐娜;

    提出了一种由无水三氯化铝代替质子酸或酸酐作催化剂实现吲哚自身偶联反应的新方法。该方法使用了廉价的催化剂、操作简便、高收率(86%-90%)且反应时间短(小于40min)。此反应的原子利用率为100%,在有机合成中具有一定的应用。通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱对产物的结构进行了表征。另外文中还提出了可能的反应机理。

    2017年02期 v.40;No.156 331-335页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K]
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  • 还原剂在碱酸法石墨提纯中除铁效果的研究

    张文斌;魏丽丹;刘美多;秦玉珠;王雅珍;

    石墨在酸洗过程中加入还原剂将铁离子转化为亚铁离子,降低了溶出所需酸度,促进了溶出量的增加,提高了提纯速率。酸加还原剂的配方较仅用酸时令铁离子更快速地溶出,部分还原剂在1h内可以将处理液中铁浓度提高28.64%。在石墨酸洗过程中添加适当还原剂,不仅是降低石墨中高残留的铁离子是一种有效的方法,更可以缩短提纯时间一半以上。

    2017年02期 v.40;No.156 336-340页 [查看摘要][在线阅读][下载 487K]
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  • CdS量子点敏化SnO_2-TiO_2复合电极的制备及其可见光催化性能研究

    任振兴;刘心娟;王梦亮;刘滇生;

    采用微波辅助化学浴沉积法(MABCD)制备CdS量子点敏化SnO_2-TiO_2复合电极,并研究了不同反应条件对其光催化性能的影响。结果表明:CdS量子点敏化可将SnO_2-TiO_2复合电极的吸收范围扩展到可见光区域,其吸收边在570nm左右。研究发现,CdS-SnO_2-TiO_2复合电极阶梯式的能带结构和良好的界面接触均有助于促进光生载流子的转移,从而减少复合,提高SnO_2-TiO_2复合电极的可见光催化性能。当微波反应时间为40min时,CdS-SnO_2-TiO_2复合电极对Cr(Ⅵ)的还原率达到93%。

    2017年02期 v.40;No.156 341-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 2171K]
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  • 低共熔溶剂对丹酚酸B药物组织分布的影响

    陈珏;张立伟;

    为了研究低共熔溶剂对丹酚酸B在小鼠体内的药物组织分布影响,将健康小鼠随机分为对照组和受试组,其中对照组和受试组分别给予溶解在水中的丹酚酸B和溶解在氯化胆碱-甘油(摩尔比1∶2)中的丹酚酸B,小鼠按200mg/kg灌胃给予丹酚酸B后收集不同时间点的心、脑、肝组织器官,并采用HPLC-MS法测定给药后组织中的丹酚酸B含量。结果表明,受试组中丹酚酸B在肝组织的达峰时间为20min,较对照组相比提前了10min;且达峰浓度为1.66μg/g,约为对照组峰浓度的1.63倍。由此可见,低共熔溶剂可以增加丹酚酸B在小鼠肝组织中的分布,并且加快其吸收和消除,起到一定的减毒增效作用。

    2017年02期 v.40;No.156 347-352页 [查看摘要][在线阅读][下载 776K]
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生命科学与环境科学

  • 山西中条山块菌属资源研究

    刘虹;杨杰;萧晋川;王华;李素玲;范黎;

    报道了在山西中条山地区发现的块菌属Tuber6种,分别为太原块菌Tuber taiyuanense、辽东块菌T.liaotongense、宣化块菌T.xuanhuaense、乌蒙块菌T.wumengense,以及2个尚未定名的块菌物种。其中辽东块菌、宣化块菌、乌蒙块菌为山西首次发现,2个未定名种可能是尚未描述的新物种。

    2017年02期 v.40;No.156 353-357页 [查看摘要][在线阅读][下载 135K]
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  • 高迁移率蛋白HmgB3和组蛋白Mlh1维持了四膜虫小核稳定性

    乔菊霞;王伟;

    高迁移率族蛋白(High Mobility Group protein,HMG)和组蛋白H1结合染色质DNA,在维持染色质的高级结构、基因组基因表达调控以及DNA修复等方面发挥重要作用。嗜热四膜虫细胞含有一个体细胞系的大核和一个生殖系的小核,小核特异定位的高迁移率蛋白HmgB3或组蛋白Mlh1的缺失并未引起生长期细胞的异常表型。本研究通过同源重组的方法构建了HMGB3和MLH1的双敲除细胞突变株ΔHMGB3ΔMLH1。突变细胞在营养生长期能够正常增殖,但对甲基磺酸甲酯较为敏感。缺对PCR检测发现突变株中小核染色体有缺失现象,并且不能完成有性生殖。有性生殖过程中,减数分裂后的小核异常降解。结果表明高迁移率蛋白HmgB3和小核组蛋白Mlh1共同维持了四膜虫小核的稳定性,并可能具有功能上的冗余性。

    2017年02期 v.40;No.156 358-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
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  • 八肋游仆虫ARF1蛋白的表达纯化及其与嘌呤核苷酸的相互作用

    赵雪梅;宋建英;王茜;王软林;杨斌盛;梁爱华;

    ADP核糖基化因子1(ARF1)是Ras超家族的成员,调控细胞内囊泡运输,进而影响细胞的生长发育。为了研究单细胞真核生物八肋游仆虫ARF1的功能,构建了重组表达质粒pET28a-ARF1,在大肠杆菌BL21中进行了表达纯化,获得高纯度的八肋游仆虫腺苷酸核糖基化因子1蛋白EoARF1,随后通过荧光光谱法检测了其与嘌呤核苷酸的相互作用。结果表明,表达纯化的EoARF1蛋白能与嘌呤核苷酸发生相互作用,其结合位点数n约等于1,且与鸟嘌呤核苷酸作用强弱顺序为GTP>GDP>GMP,与GDP的结合强度明显大于与ADP的结合强度。

    2017年02期 v.40;No.156 365-372页 [查看摘要][在线阅读][下载 2030K]
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  • 红球菌R04细胞分裂相关蛋白RHOGL008438对大肠杆菌细胞丝状化的影响

    许晓潇;杨秀清;

    通过转录组测序分析发现红球菌R04的RHOGL008438蛋白可能与细胞分裂有关。为研究其生理功能,通过构建融合表达质粒在大肠杆菌BL21中异源表达RHOGL008438蛋白,并在荧光显微镜下观察该蛋白对大肠杆菌细胞形态的影响。结果表明,过量表达RHOGL008438蛋白会使大肠杆菌细胞出现丝状化,丝状化程度与IPTG诱导浓度呈剂量效应关系,且培养时间越长,细胞丝状化程度越高。IPTG浓度为0.5mmol/L时培养5h后细胞长度可达46.2μm,表明RHOGL008438蛋白干扰了大肠杆菌细胞隔膜的正常形成导致细胞丝状化。通过序列同源性分析,确定RHOGL008438蛋白为细胞分裂过程中的主要分裂蛋白FtsZ。

    2017年02期 v.40;No.156 373-379页 [查看摘要][在线阅读][下载 1549K]
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  • 水和氮调控对草场土壤微生物学特性影响研究

    马玉亮;张建伟;

    通过对内蒙古草场田间试验,研究水和氮调控对草场土壤微生物生物量、土壤呼吸、土壤微生物活性以及微生物群落结构的影响,试验按照裂区设计,主区为降水量(正常降水、增加降水180mm/年),副区为氮素施用量(0、50、100、150kg/hm~2)。结果表明:土壤微生物碳、氮量随施氮量增加而降低,施氮量为150kg/hm~2时最低,分别为105.23mg/kg、13.85mg/kg;增加降水会缓解下降趋势,50kg/hm~2施氮量时数值显著提升50.6%、59.4%;随施氮量增加,土壤基础呼吸、土壤诱导呼吸逐渐降低,CAI、呼吸商逐渐升高,施氮量最大时分别下降30.95%、98.02%,升高73.63%、63.74%,增加降水后各指标均有明显提升,土壤基础呼吸、诱导呼吸增加显著;随施氮量增加,土壤DHA酶、PRO酶、Acld PME酶、Alkaline PME酶逐渐降低,增加降水会使各酶升高;细菌、真菌、丛枝菌根真菌和厌氧菌相对丰度分别在施氮量为100、100、0、150kg/hm~2时最高,增加降水后使厌氧菌、丛枝菌根真菌分别降低11.07%、增加20.59%。

    2017年02期 v.40;No.156 380-387页 [查看摘要][在线阅读][下载 1488K]
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  • 渤海湾沿岸不同规模城市人体舒适度时空变化特征

    钞锦龙;顾卫;刘敏;李颖;梁爱民;

    为分析渤海湾沿岸不同规模城市在城市化进程中区域人体舒适度的时空变化特征,研究按行政级别选出三个规模级别城市:直辖市(天津);地级市(唐山、沧州、东营);县级市(县)(霸州、黄骅、乐亭、饶阳及惠民)。依据各城市1980-2013年间气温、相对湿度及风速的月平均值,计算出各城市1980-2013年间各月份人体舒适度指数(HCI)。结果表明:渤海湾沿岸4月~6月上旬及8月上旬~10月上旬为区域城市人体感觉舒适时段。为分析不同规模城市人体舒适度在冷、热季的差异,以人体舒适区(51≤HCI≤75)为界将年内其余时段分为冷季和热季,结果显示:不同规模城市间人体舒适度的差异在冷季差异较大,热季差异较小;冷季,1980-1996年间海陆差异明显,1997-2013年间却呈现出明显的斑块状;热季,人体舒适度空间分布格局在前后两个时段无明显变化,均表现为海陆梯度渐变特征。

    2017年02期 v.40;No.156 388-394页 [查看摘要][在线阅读][下载 2209K]
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