本期栏目

生物经济及生态环境建设-生态多样性及其影响评估

  • 龙感湖二期风电场运营期鸟类群落多样性及动态变化

    李辉;蔡灿;袁林青;王宁岳;朱莱茜;雷耘;

    为掌握龙感湖二期风电场运行后两年内鸟类群落结构特征，于2022年1月至2023年12月采用样线法对风电场区域开展鸟类调查，分析了鸟类组成、鸟类群落多样性及动态特征。结果表明：调查区域共记录到161种113 109只鸟类，隶属17目49科，两年分别记录到鸟类110种37 330只、142种75 779只。其中，国家一级重点保护鸟类5种，分别为青头潜鸭(Aythya baeri)、白鹤(Grus leucogeranus)、白头鹤(Grus monacha)、黑鹳(Ciconia nigra)、东方白鹳(Ciconia boyciana);国家二级重点保护鸟类18种，中国生物多样性红色名录的极危(CR)物种2种，为青头潜鸭和白鹤，濒危(EN)物种2种，为白头鹤和东方白鹤，易危(VU)的物种2种，为鸿雁(Anser anser)和黑鹳。居留型主要以冬候鸟为主，白鹭(Egretta garzetta)为春、夏、秋季的共同优势种，小天鹅(Cygnus columbianus)、豆雁(Anser fabalis)、灰雁(Anser anser)、斑嘴鸭(Anas zonorhyncha)为冬季优势种。鸟类的物种数和个体数量在风机建成后运营期的两年内有所上升。春秋两季的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数显著高于其他季节，春季的Margalef丰富度指数显著高于夏季和冬季，秋季的Margalef丰富度指数显著高于冬季，冬季的个体数显著高于其他季节。在鸟类的生境分布上，水域生境中鸟类的物种数、个体数量最高，灌草丛生境中鸟类的Shannon-Wiener多样性指数最高，居民区生境中鸟类的各项特征指数均最低。本研究为评估风电场建成后运营期对该区域鸟类的实际影响，及该区域鸟类的长期监测提供了基础数据。

    2025年04期 v.47;No.192 473-481页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]
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  • 加拿大一枝黄花防除药剂筛选及其防除效果对比

    韩云静;刘小林;沈艳;武健;张勇;周凤艳;

    加拿大一枝黄花是我国1级恶性入侵杂草，为探索和筛选出对其效果好、持效期长、环境安全的药剂配方，以茎叶处理除草剂草铵膦和乙氧氟草醚为研究重点，测定其单用及13种药剂复配组合田间应用效果。结果表明，200 g/L草铵膦SL药后14 d的防效最佳，为100.00%,药后210 d降低至25.00%,持效期差。240 g/L乙氧氟草醚EC药后14、28、56、210 d防效为9.67%～20.67%,远低于其与草甘膦、甲嘧磺隆、氨氯吡啶酸的复配组合。复配组合中，5种草铵膦复配药剂(200 g/L草铵膦SL+35%草甘膦AS、75%噻吩磺隆WG、75%甲嘧磺隆WP、75%环嗪酮WG、480 g/L三氯吡氧乙酸EC)和1种乙氧氟草醚复配药剂(240 g/L乙氧氟草醚EC+480 g/L三氯吡氧乙酸EC)在药后14或28 d防效表现优秀，防效在85.83%～96.00%,药后210 d时防效差，降低至29.00%～79.67%,持效期差；而200 g/L草铵膦SL+21%氨氯吡啶酸AS、240 g/L乙氧氟草醚EC+35%草甘膦AS、21%氨氯吡啶酸AS、75%甲嘧磺隆WP、75%二氯吡啶酸SG防效从药后14、28、56 d呈上升趋势，最后防效均大于87%,药后210 d除240 g/L乙氧氟草醚EC+75%二氯吡啶酸SG(防效85.67%)外均大于或等于96.00%,持效期长，其中前3种复配剂对物种多样性和生态环境安全性较好。

    2025年04期 v.47;No.192 482-488页 [查看摘要][在线阅读][下载 1527K]
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  • 2024年初严重冻雨对武汉典型城市森林致灾特征调查

    杨佳伟;马林江;唐岚;庞宏东;兰竹;付甜;戴薛;辜忠春;黄国伟;李振芳;胡兴宜;王晓荣;

    针对2024年初武汉市周边的大范围冻雨灾害，在武汉市九峰国家森林公园马尾松林等6种林分类型开展林木受损程度与特征调查，分析致灾主要影响因素，为区域生态恢复和森林资源管理提供参考。采用现地调查与灾害受损分级，评价不同树种受害表现、受害程度，分析胸径、树高、密度、坡度与林木受害关系。结果发现，共调查活立木1 668株，林木受害率67.51%,平均受害级1.46,主要受害形式为断梢、断干、压弯、翻蔸；马尾松、湿地松、常绿阔叶树种受害程度较重，平均受害级为1.40～2.41。马尾松、湿地松主要受害为大径阶乔木，常绿阔叶树种主要受害为主林层大径阶乔木和次林层小树。林分密度较小时针叶树种受冻雨影响较小，阔叶树种更容易受严重损害；林地坡度越大，林木断干、倒伏及翻蔸现象越严重，林分受害程度更重。研究表明，常绿阔叶树种、常绿针叶树种在冻雨灾害中比落叶树种受损程度更重。武汉市周边区域受损森林生态恢复可适当扩大地带性落叶阔叶树种比例，以降低偶发性冻雨等冰冻灾害对地区森林生态系统的破坏性。

    2025年04期 v.47;No.192 489-497页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • 基于多源数据的大城市公共服务设施空间分异及影响因素研究——以武汉市中心城区为例

    邹游;瓦瑞昕;贺瑜;陈锦仪;赵倩;李桂媛;

    研究城市公共服务设施的空间集聚特征和影响因素，对改善公共服务设施的空间分布和调整城市空间结构有重要意义。目前，关于大城市单一种类公共服务设施的分布及优化研究较多，但有关多种公共服务设施的集聚中心及空间特征的研究较为有限。本文中基于武汉市主城区公共服务设施多源数据，考虑不同类型和等级设施的服务范围，通过加权核密度、信息熵与等值线分析等技术方法确定该区域内公共服务设施的集聚中心，并对武汉市主城区公共服务设施集聚度的影响因素进行定性定量分析，结果表明：1)不同类型的公共服务设施在热点区域的分布模式有所不同，但大体都呈现出中心边缘结构；2)研究区域内集聚强度和混合度展现出不同的空间特征，分别表现为“一核多点”与“多中心”的结构特点，共识别出104个不同等级的设施集聚中心；3)路网密度、公服投资和旅游景点密度是公共服务设施集聚中心形成的主要影响因子。为加强武汉市主城区公共服务设施的空间公平性发展，本文中提出应适度增加二环以外公共服务设施集聚中心的等级规模和三环以外集聚中心的数量，以促进主城区功能产业和人口向城市外围转移等空间优化对策。

    2025年04期 v.47;No.192 498-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 1670K]
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调和分析及应用研究

人工智能-深度学习研究

  • 基于YOLOv8-CKS的SAR图像船舶目标检测算法

    罗雨婷;杨维明;武书博;徐泽;潘能源;

    针对复杂场景下合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像中船舶目标的像素尺度差异较大以及船舶密集排列导致目标漏检的问题，论文基于YOLOv8目标检测模型进行改进，基于SSDD数据集设计训练出YOLOv8-CKS网络模型，用于船舶多尺度SAR图像目标检测。首先，在输出层前引入坐标注意力机制，将位置信息嵌入到通道关注中以解决位置信息丢失的问题，实验结果表明，该方法可有效解决靠岸船舶和远海船舶目标漏检问题；其次，在主干网络部分加入跨层连接，以解决特征提取过程中特征丢失的问题，实验结果表明，该方法可有效解决靠岸船舶和近海船舶目标漏检问题；最后，对空间金字塔池化进行优化，用SPPFCSPC代替SPPF模块，进一步提升了模型对靠岸船舶目标的检测精确度。在SSDD数据集上的实验结果表明，YOLOv8-CKS模型检测的平均精确度(mAP@IoU=0.5)达到了98.3%,相比于YOLOv8基准网络提升了1.1%;与YOLOv5基准网络相比，YOLOv8-CKS网络模型的平均精确度提升了1.6%,而模型参数量降低了48.7%,在目标检测精度和检测效率方面获得双重改善。

    2025年04期 v.47;No.192 522-529页 [查看摘要][在线阅读][下载 647K]
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  • 基于改进YOLOv8的雾天行人检测算法

    郑爽;罗显志;孙雅静;

    雾天场景下，图像易受大气散射效应影响，导致非均匀模糊及目标细节提取困难。现有目标检测方法在雾天图像特征提取时存在浅层细节信息与深层语义的跨尺度融合失准问题，严重制约了检测精度。为此提出基于YOLOv8的雾天行人目标检测算法。改进策略包含两阶段优化：首先，在特征提取阶段引入MEEM多尺度边缘增强模块，通过强化多尺度轮廓特征的解耦与融合，提升模型对目标边缘感知能力及目标-背景区分度；其次，在C2f模块融入通道注意力机制，实现检测网络对重要特征的聚焦，从而抑制雾干扰下的特征混淆。该方法在RTTS行人数据集上达到80.8%的mAP值，较基线模型AP50提升2.5%,且模型参数量仅增加0.8 M,验证了算法在精度-效率权衡上的优越性。

    2025年04期 v.47;No.192 530-538页 [查看摘要][在线阅读][下载 557K]
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  • 基于改进YOLOv8n的手语识别算法

    孙雅静;郑爽;罗显志;

    在YOLOv8n实现手语识别的任务中，存在复杂背景下手语特征提取能力不足、多尺度特征融合有限等问题。为有效解决这些问题，提出一种基于YOLOv8n的改进网络模型，用于提高复杂场景下手语识别的准确率和可靠性。该模型首先利用DBB(diverse branch block)模块通过多路径结构增强复杂环境下的特征提取能力；然后设计C2f＿MLSA模块实现多尺度特征的深度融合，提升模型鲁棒性；接着引入SEAM(spatially enhanced attention module)注意力机制，结合深度可分离卷积与残差连接，优化遮挡场景下的特征表达；最后采用SIoU损失函数替代CIoU,通过角度损失优化预测框与真实框的对齐精度，加快模型收敛速度。改进后的YOLOv8n模型相较于原模型，mAP50达到了98.2%,精准率和召回率分别提升了1.2%和9.8%。

    2025年04期 v.47;No.192 539-550页 [查看摘要][在线阅读][下载 781K]
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基础数学与应用数学

  • R上具有三元数字集的自相似测度的谱特征值

    张如;吕军;

    假设q>1是整数，数字集D={0,a,b}满足{a,b}≡{-1,1}(mod 3)。测度μ_(3q,D)是由迭代函数系统{τ_d(x)=(3q)~(-1)(x+d)}_(d∈D)所生成的自相似测度。研究基于和谐对及有限群中元素阶的相关性质，在给出测度μ_(3q,D)的一类典型谱Λ的基础上，重点刻画整数p,使得pΛ也是μ_(3q,D)的谱。

    2025年04期 v.47;No.192 551-555页 [查看摘要][在线阅读][下载 190K]
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  • 一种矩阵列变换对应的图变化及其Leavitt路代数的不变基性质

    李换换;李敏;吴美琴;徐运阁;

    Leavitt路代数是一类与有向图对应的结合代数，是Leavitt研究的一类不满足不变基性质代数的推广。本文中研究一种矩阵列变换所对应的图变化，即对一个给定的有向图E,应用图对应的某个矩阵列变换来构造一个新图E~c(v_i)(参考定义1.1.3)。我们给出R_n玫瑰花图可由定义1.1.3中图的构造实现，该类图所对应的Leavitt路代数即为Leavitt引入的Leavitt代数。我们也给出了只有两个顶点的入度≥3的图的实现，并证明当给定的图E对应的Leavitt路代数不满足不变基性质时，图E~c(v_i)对应的Leavitt路代数也不满足不变基性质。

    2025年04期 v.47;No.192 556-564页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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  • Abel群的谱和元长集的研究

    向旭明;高睿;

    设G是一有限群，G的元素阶的集合称为群G的谱，G的同阶元素的长度集合称为G的元长集。本研究证明有限Abel群的谱和元长集可以唯一决定群G,并将结论延伸到两类无限Abel群中。

    2025年04期 v.47;No.192 565-569页 [查看摘要][在线阅读][下载 165K]
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化学化工与材料科学

  • Cu(Ⅰ)基有机多孔聚合物高效催化叠氮-炔环加成反应

    杨国康;陈星宇;蒋选丰;

    合成具有活性中心配位的多孔有机聚合物是非均相催化和材料化学领域的热门课题之一。本研究采用后修饰策略合成CuI修饰的联吡啶基有机多孔聚合物(POP),成功引入联吡啶配位位点，碘化亚铜通过Cu-N/Cu-I协同配位进入骨架中，形成金属活性中心催化位点。此外，均匀锚定的金属活性中心([(N^N)CuI])位点的联吡啶基有机多孔聚合物在乙腈溶液中催化叠氮化物-炔环加成反应，在温和条件下催化9种底物，产率在80%～97%,具有优异的官能团相容性和耐受性。该催化剂还表现出优异的可回收性，在连续4个催化循环中保持了其催化效率(95%～97%)。碘化亚铜负载的联吡啶基有机多孔聚合物为在温和条件催化叠氮化物-炔环加成反应提供选择性有机转化的高效平台。

    2025年04期 v.47;No.192 570-579页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K]
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  • 基于二氧化锆无机分子印迹石墨烯电化学传感器的构建及对多巴胺的高灵敏度检测

    谈殷东;高难;谭如男;王磊;王汝灵;朱泽宁;何云斌;常钢;

    多巴胺(Dopamine, DA)是一种关键的神经递质，在生理和病理过程中发挥着重要作用。研究其动态变化有助于理解神经系统的功能和疾病的发生机制，为疾病的诊断和治疗提供方法。现有的多巴胺检测技术在快速、灵敏及高选择性识别等方面仍面临许多挑战。分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers, MIP)因其高选择性和特异性识别等方面的优势，已广泛应用于传感器领域。在本研究中，以DA为模板分子，二氧化锆(ZrO_2)前驱体为功能单体，采用一步电聚合工艺合成ZrO_2无机分子印迹层与金/还原氧化石墨烯(Au/rGO)纳米复合材料(ZrO_2-MIP-Au/rGO),用于DA的高灵敏检测。ZrO_2上的—OH基团与DA的—OH/—NH_2基团易于通过氢键作用形成MIP层，使传感器拥有大量针对DA特异性吸附的印迹空腔，增强了传感器的选择性和灵敏度。与传统有机MIP材料相比，ZrO_2作为无机材料具有更好的化学稳定性，能够提高传感器的长期稳定性和重用性。此外，Au/rGO纳米复合材料的高导电性和大比表面积提高了电极的电荷转移能力，进一步增强了传感器的灵敏度。基于ZrO_2-MIP-Au/rGO的电化学传感器展现出宽线性范围20 nmol/L～200μmol/L、低检测限20 nmol/L、好的稳定性和高选择性，证明其在DA检测中的巨大潜力。另外，该传感器具有良好的可重用性和普适性，实现了在复杂汗液环境中对DA的高灵敏度和高选择性检测，为医疗诊断提供了新的有效平台。

    2025年04期 v.47;No.192 580-590页 [查看摘要][在线阅读][下载 838K]
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  • 两个新型多吡啶铜配合物的设计合成、表征及其与CT-DNA分子的相互作用

    赵晓飞;高利娟;曹冰雁;田炳欣;唐立真;

    为探究铜配合物的生物活性，为新型抗肿瘤药物的研发提供理论依据，本研究基于o-NPIP和p-NPIP两个多吡啶配体，合成了2个铜配合物([Cu(acac)(p-CPIP)(CH_3OH)](NO_3)(1)、[Cu(acac)(o-NPIP)(NO_3)](2))。通过红外、元素分析，X-ray单晶结构分析其化学结构。通过紫外滴定和溴化乙锭(EB)竞争实验测定配合物1和2与CT-DNA的结合能力，利用凝胶电泳实验检测配合物1和2对DNA的切割能力及切割方式。结果表明配合物1和2均为单核五配位方锥体几何结构。紫外滴定和溴化乙锭(EB)竞争实验均显示配合物1和2是以插入方式与CT-DNA进行结合，结合常数分别为K_b=2.47×10~4 mol~(-1)·L(1)、3.04×10~4 mol~(-1)·L(2);表观键合常数(K_(app))为4.97×10~(5 )mol~(-1)·L(1)、1.45×10~(6 )mol~(-1)·L(2),提示配合物2与CT-DNA的结合作用强于配合物1。凝胶电泳实验结果显示配合物1和2在加入氧化剂H_2O_2后可有效切割DNA,且金属离子和过氧化氢参与其切割过程。

    2025年04期 v.47;No.192 591-599页 [查看摘要][在线阅读][下载 554K]
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  • 废旧LiFePO4的干湿级联磁分离纯化与直接再生研究

    王凯;苏晨曦;彭旭;齐美洲;刘松;毕文团;

    电动汽车市场的快速增长显著推动了锂离子电池的发展，也带来了废旧锂离子电池处置和循环利用方面的巨大挑战。与传统的冶金或热解技术相比，对关键组分进行预分离有望减少环境影响和能源消耗。本研究提出一种环保的物理策略——干湿级联磁分离法，用于废旧LiFePO_4正极材料的纯化。首先，采用剪切耦合干式磁分离替代人工拆解，实现了电池单元正负极片的快速分离。其次，通过多次循环的湿式磁分离克服了非磁性杂质夹带问题，回收的废旧LiFePO_4材料纯度高达97.50%,回收率为88.15%。最终，再生的LiFePO_4首次充放电中放电克容量达到135.4 mAh·g~(-1),100次循环后保持了95.9%的容量保持率。

    2025年04期 v.47;No.192 600-611页 [查看摘要][在线阅读][下载 1293K]
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  • MXene@Au NRs自支撑复合膜的制备及其SERS应用研究

    张孜轩;周吉;

    表面增强拉曼(SERS)是一种简单、灵敏、快速的检测痕量分子的分析技术。本研究将二维过渡金属碳化物MXene(Ti_3C_2T_X)与金纳米棒(Au NRs)采用静电自组装的方式复合，结合真空抽滤简单制备了自支撑的纳米复合膜，以罗丹明6G(R6G)为探针分子，研究所制备的MXene@Au NRs复合膜的SERS性能，其检出限低至10~(-9) mol/L,相对标准偏差(RSD)为12.62%,且在室温空气中储存15 d后仍保持90%左右的SERS强度，是一种灵敏度和稳定性均较好的柔性SERS基底。采用该基底对系列浓度的福美双溶液进行了SERS检测，检出限低至0.01 mg/kg,且在0.01～1 000 mg/kg之间具有良好的线性关系，结果满足分析检测要求。该基底制备方法简单，具有操作方便、低生物毒性、良好的SERS性能等优点，为痕量目标物的现场即时检测提供了一种可行的方案，对SERS在农药等有毒有害化学品现场快速检测方面的拓展具有重要意义。

    2025年04期 v.47;No.192 612-619页 [查看摘要][在线阅读][下载 965K]
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  • RePO4(Re=La, Ce, Nd, Sm)微波介质陶瓷的制备及性能研究

    瞿锐;何创创;黄玉杰;乔晓斌;吴志文;江娟;甘霖;王今朝;章天金;

    为了系统地研究稀土磷酸盐的微波介电性能，通过固相烧结制备了RePO_4(Re=La, Ce, Nd, Sm)稀土磷酸盐，研究了稀土磷酸盐的微波介电性能以及烧结特性。采用XRD分析了材料的物相组成，使用Full prof软件对XRD慢扫数据进行Rietveld精修，计算了RePO_4(Re=La, Ce, Nd, Sm)陶瓷的晶体结构参数。实验结果表明LaPO_4陶瓷的最佳性能为：ε_r=8.85,Q×f=43 396 GHz和τ_f=-54.46×10~(-6)/℃;CePO_4陶瓷的最佳性能为：ε_r=9.97、Q×f=57 403 GHz和τ_f=-52.55×10~(-6)/℃;NdPO_4陶瓷的最佳性能为：ε_r=11.24、Q×f=75 944 GHz和τ_f=-61.74×10~(-6)/℃;SmPO_4陶瓷的最佳性能为：ε_r=11.44、Q×f=75 165 GHz和τ_f=-63.99×10~(-6 )/℃。NdPO_4陶瓷和SmPO_4陶瓷具有优异的微波介电性能，是很有前途的微波介质材料。通过P-V-L键价理论分析了微波介电性能的影响因素，结果表明陶瓷样品的介电常数ε_r随着相对密度ρ_(re)的提升而增大，陶瓷样品的Q×f随着总晶格能的增大而增大。此外，Re—O键的键能是影响τ_f的关键因素，Re—O键的键能越大，τ_f越近零。

    2025年04期 v.47;No.192 620-628页 [查看摘要][在线阅读][下载 722K]
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