科研产出
湿地表层底泥溶解性有机质荧光组分特征及与真菌群落相关性
《光谱学与光谱分析 》 2025 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：溶解性有机质(DOM)和微生物群落间具有紧密联系，DOM为微生物提供营养，微生物代谢可转化DOM,两者间相互作用共同影响着生态系统的物质循环与能量流动。采集北方寒区天然湿地(河流湿地，HL;湖泊湿地，HP)和人工湿地(水田，ST;鱼塘，YT)表层(0～15 cm)底泥样品，采用三维荧光光谱法和高通量测序技术，揭示不同类型湿地表层底泥DOM荧光光谱及真菌群落特征，并进一步分析其相关性。结果表明：表层底泥DOM荧光光谱共识别出4种荧光组分，包括类富里酸(C1)、类胡敏酸(C2)和类蛋白质(类色氨酸C3和类酪氨酸C4)。C1和C2成显著正相关，而与类蛋白质间相关性不显著。C1的相对浓度高于C2, C3和C4的相对浓度接近。YT中DOM浓度相对高于其余样品，HL和HP中C2和类蛋白质相对浓度具有显著差异，ST和YT中C1、 C2和C3的相对浓度均具有显著差异。湿地表层底泥真菌群落优势门(除未分类类群)为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、罗兹菌门(Rozellomycota)。YT中真菌群落Chao1丰富度指数、 Shannon多样性指数显著较低，而Simpson优势度指数显著较高，HP中Shannon多样性指数显著高于其余样品。C1、 C2与真菌群落多样性显著相关，C2与真菌群落组成显著相关，而类蛋白质与真菌群落无显著相关性。C1、 C2与子囊菌门均成显著正相关，C1与壶菌门(Chytridiomycota)和单毛壶菌门(Monoblepharomycota)成显著负相关，C2与担子菌门、罗兹菌门、壶菌门、单毛壶菌门均成显著负相关。因此，真菌群落对DOM相对大分子量荧光组分的相对浓度具有显著影响。针对北方寒区典型湿地表层底泥DOM荧光光谱特征及与真菌群落相关性进行分析，为湿地环境监测与评价提供基础数据，并为湿地合理利用提供理论参考。
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中国三种草地类型的碳循环模式与长期碳汇机制
《科学通报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：过去几十年的快速气候变暖和降水格局改变可能对草地碳循环过程产生重要影响,但是否会引起生态系统碳库损失尚缺乏长期实验证据.生态系统碳循环过程考虑不完善、参数不明,也限制了草地碳动态评估的准确性.对此,本研究基于高寒草甸、典型草原和草甸草原三种草地类型的长期定位观测和短期控制实验,通过精细计量、数据挖掘与模型模拟,构建了草地生态系统碳循环模式图,明确了主要碳循环过程及参数,并模拟评估了全球变化背景下草地生态系统的碳汇特征及其驱动机制.结果显示,三种草地生态系统碳库总体呈高寒草甸>草甸草原>典型草原,总初级生产力和生态系统呼吸通量均呈草甸草原(1064和964 g C m-2yr-1)>高寒草甸(849和805 g C m-2yr-1)>典型草原(673和582 g C m-2yr-1),而土壤有机碳分解速率呈草甸草原(0.049 yr-1)>典型草原(0.040 yr-1)>高寒草甸(0.020 yr-1).1980～2015年间,三个长期定位观测样地均呈弱碳汇,改善放牧管理是草地长期增汇的主要原因.其中,长期冬季中度放牧的高寒草甸得益于生产力的提高,长期全年禁牧的典型草原得益于放牧移除量降低,而短期全年禁牧的草甸草原则是二者共同的贡献.以温暖化为主的气候变化提高了生态系统碳通量,但并未显著改变生态系统净碳收支.本研究为今后评估区域碳收支、过程模型参数化及草地碳库管理等提供参考.
关键词： 高寒草甸 典型草原 草甸草原 气候变化 放牧 Daycent模型
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基于数据-物理混合模型的菇房空调节能控制方法
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对模型预测控制在菇房节能控制中存在纯数据驱动温度预测模型可解释性差、优化求解速度慢等问题，该研究提出了一种基于数据-物理混合模型的菇房空调节能控制方法。首先，使用门控循环单元神经网络（gated recurrent unit neural network, GRU）与注意力机制（attention）作为预测模型，将菇房内部热平衡方程纳入损失函数中，实现基于数据-物理混合模型的菇房温度预测方法。然后，基于模型输出与参考轨迹的偏离程度和设备控制量建立目标函数。最后，利用改进型Adam算法快速地求解出空调在控制时域内的最优控制序列，实现菇房空调能耗最优控制。试验结果表明：与纯数据驱动的GRU模型相比，本文所提出的菇房温度预测模型，预测精度提高18%，均方根误差可控制在0.10℃内。与自适应矩估计（adaptive moment estimation,Adam）优化算法相比，改进型Adam算法适应度值降低6%，与带精英策略的快速非支配排序遗传算法相比（non-dominated sorting genetic algorithmⅡ, NSGA-Ⅱ）运算时长减少81%。与传统的阈值控制方法相比，本文所提出的模型预测控制方法跟踪精度提高63%，控制精度的均方根误差平均降低了73%，空调能耗平均降低了12%。该研究为菇房空调的节能控制提供了有效的控制方法。
关键词： 节能 模型预测控制 深度学习 数据-物理混合驱动模型 菇房
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食物源微塑料研究方法和风险评估综述
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：微塑料逐渐成为备受人们关注的新兴环境污染物，环境中大量存在的微塑料会在人类食物系统中积累，进而威胁人体健康.明确微塑料在食物中的污染特征，对于科学评估人体的摄入风险具有重要意义.基于当前已发表文献，从食物原料、加工和包装过程这3个方面分析了人体通过饮食接触微塑料的暴露途径.进一步总结食物中微塑料研究方法，主要包括密度浮选、膜技术和电动分离技术系列检测方法及视觉分析、光谱法、色谱法和激光红外成像系列鉴定方法 .最后计算了人体通过食物接触微塑料的估计日摄入量（EDI），论述了微塑料对人体的潜在危害.提出今后需要在分析检测、来源追溯和毒理研究方向进行系统研究，可为微塑料综合防控和人类健康风险评估提供理论参考.
关键词： 微塑料(MPs) 食物 来源 赋存 检测 风险评估
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不同栽培模式对韭菜采后贮藏品质及风味影响
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究不同栽培模式(水培、土培和基质培)对韭菜采后贮藏品质及风味物质的影响,采用水培、土培和基质培3 种栽培方式种植'航研791'韭菜,采后放入20℃、相对湿度80%~85%的冷库中贮藏,测定其贮藏期间生理品质和风味物质的变化.结果表明:土培和基质培栽培方式能够较好地维持韭菜在贮藏期间的质量损失率和腐烂率,水培韭菜则质量损失率和腐烂率都较高,与水培相比,土培和基质培韭菜能够较好地维持VC和可溶性蛋白含量,具有较高的膳食纤维含量,土培还能促进纤维素、半纤维素、果胶和木质素含量的积累,基质培韭菜的木质素呈下降趋势,水培韭菜在贮藏过程中纤维素含量呈下降趋势,木质素含量则基本不变.韭菜的风味物质主要是醛类、醇类、酯类、醚类、杂环类化合物等,α-松油醇、丁酸异戊酯、水杨酸甲酯和苯乙醛等物质是3 种韭菜贮藏前后的主要风味物质.土培韭菜能够在贮藏过程中更好地维持韭菜的品质和风味物质,耐贮性最强,其在贮藏过程中品质劣变以衰老为主,基质培次之,水培韭菜则耐贮性最差,品质劣变以软化腐烂为主.
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城市公园景观水体上覆水溶解性有机质荧光光谱特征
《光谱学与光谱分析 》 2025 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：上覆水是水体与大气的交界面，其水质是公园景观水体环境质量评价的重要指标。本研究采集哈尔滨市8处城市公园景观水体上覆水，应用三维荧光光谱-平行因子分析方法，检测溶解性有机质(DOM)荧光光谱，分析DOM的来源和组成特征，以及荧光光谱指数、组分荧光强度与理化指标的相关性，为城市公园景观水体环境质量评价及污染防治提供参考依据。研究结果表明：DOM荧光指数(FI)范围为1.71～1.98,平均值为1.85,其来源兼具外生源与自生源特征；生物指数(BI)在0.97～1.34范围之间，平均值为1.09,新鲜度指数(β/α)范围为0.91～1.19,平均值为1.01, DOM组成的新生自生源特征性强；腐殖化指数(HI)在0.86～4.26范围内，平均值为2.43,腐殖化程度弱。水体样品DOM中共识别出5种荧光组分：类富里酸(紫外类富里酸组分C1、可见类富里酸组分C2)、类蛋白质(类色氨酸组分C3、类酪氨酸组分C5)和类胡敏酸组分(C4),类腐殖质(C1、 C2和C4)相对浓度高于类蛋白质。3种类腐殖质间具有显著(p<0.01)正相关性，且均与C5成显著(p<0.01)负相关，而C3与其余荧光组分间相关性均不显著(p>0.05)。各理化指标对FI的影响均不显著(p>0.05)。pH与BI、β/α(p<0.01)的正相关性及与HI(p<0.05)的负相关性均为显著。DO与C3负相关性及与C5正相关性均为显著(p<0.05)。类腐殖质与TOC、 TP(p<0.01)及COD(p<0.05)均具有显著正相关关系，类富里酸与TN亦成显著(p<0.05)正相关性，而C5与TOC、 TP均成显著(p<0.01)负相关。基于上覆水理化指标和DOM荧光光谱指数、组分荧光强度的主成分分析结果可知，相比于荧光光谱指数，类腐殖质及C5的荧光强度可以更好地区分不同水体样品，用于评价景观水体环境质量。
关键词： 三维荧光光谱 景观水体 溶解性有机质 光谱指数 荧光强度
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规模化畜禽养殖粪便中接合型耐药质粒污染及耐药基因赋存特征
《环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：近年来，细菌病原体中抗生素耐药性的出现和传播对公众健康构成严重的威胁.为了解规模化养殖畜禽粪便中质粒介导的可移动抗生素耐药基因（ARGs）的赋存情况和转移特征，对北京、河北和宁夏等地区的蛋鸡、肉鸡和生猪规模化养殖场粪便进行耐药接合型质粒（CARP）的捕获与分析.采用滤膜接合法对养殖场畜禽粪便中的CARP进行捕获并计算转移频率和流行率.通过接合子基因组二代测序获得质粒携带ARGs信息，比对PlasimidFinder数据库鉴定耐药质粒的复制子类型.利用药敏纸片扩散法（Kirby-Bauer法）对接合子进行耐药表型测定.结果表明，35个规模化养殖场捕获了125个CARP，共携带13类65种ARGs，最常见的ARGs为floR、aac(6')-lb7和TEM-150.不同养殖动物粪便中CARP流行情况有一定差异，其中蛋鸡粪中CARP具有更高的转移能力和流行率，但其多重耐药程度要弱于肉鸡和猪粪.共检出49种共有的ARGs，其中64%属于氨基糖苷类、 β-内酰胺类、氟喹诺酮类和甲氧苄啶类. 64株典型接合子的耐药表型也有类似特点，主要对β-内酰胺类（95.31%）、四环素类（89.06%）、氨基糖苷类（87.5%）和氟喹诺酮类（68.75%）抗生素耐药率较高.猪粪中检出IncH型、IncN型和IncR型这3种广宿主范围质粒，猪场中12.5%接合子携带5个及以上高风险ARGs，比例高于其他养殖场.研究表明，畜禽粪便中CARP普遍携带多种类型的ARGs，使宿主菌具有多种抗生素耐药能力；高风险ARGs被广宿主范围接合型质粒所携带，增加了其由养殖场向周边环境传播的风险.
关键词： 畜禽养殖 接合型质粒 抗生素耐药基因(ARGs) 表型 复制子
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空气中耐药基因和致病菌逸散特征与暴露风险-以典型市政污水处理厂为例
《中国环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：对污水处理厂空气和对应污水中的抗生素耐药基因(ARGs)和耐药致病菌(ARBs)展开系统研究,分析其在空气中的富集率以及影响因素,评估其日呼吸暴露量.结果显示,空气和污水中的优势ARGs的种类和浓度均存在差异,最高浓度基因分别为Sul1和tetW.两种介质中优势致病菌种类相似,依次为拟杆菌(Bacteroides)、克雷伯菌(Klebsiella)和肠球菌(Enterococcus).污水厂空气中某些ARGs和ARBs存在富集现象,其中富集率最高ARGs和ARBs分别为tetW和巨单胞菌(Megamonas).污水中ARGs和ARBs向空气的转移受到污水水质和曝气工艺等因素的影响.溯源分析结果显示,污水厂空气中细菌约有73.59%±3.61%来自污水.本研究在空气和污水样本中均分离出耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),发现空气中MRSA的抗生素耐药指数(0.24)远高于污水(0.077±0.045),并且其对万古霉素的耐药性能也高于污水中相应分离株.人体呼吸暴露分析结果显示,污水厂工人的细菌日吸入量为(1.9±1.5)×10～5copies/d,ARGs和移动遗传元件(MEGs)的日吸入量分别为(7.4±7.5)×10～4copies/d和(0.8±1.0)×10～4copies/d.
关键词： 市政污水处理厂 抗生素耐药基因(ARGs) 抗生素耐药致病菌(ARBs) 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA) 富集规律 呼吸暴露
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丘陵山地水稻机械化技术研究现状与展望
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：作为丘陵山地种植历史最久、种植面积最广、产量最高的农作物，水稻耕种收综合机械化水平的提升对于推进整个丘陵山地农业机械化全程全面高质量发展意义重大。该文以丘陵山地水稻机械化关键技术为“切口”，在梳理国内丘陵山地的特征与丘陵山地水稻机械化发展现状的基础上，围绕水稻耕、种、收等主要环节的生产机械化开展技术前沿与态势分析，剖析国内外水稻机械化技术装备研发差距，提出不同环节下国内丘陵山地水稻机械化发展面临的挑战，并展望未来丘陵山地水稻机械化发展态势，以期为推动水稻全程全域生产机械化水平提升、补齐丘陵山地农机化发展短板、建设现代农业强国提供新思路、新方向。研究表明：1)2022年国内丘陵山地水稻耕种收综合机械化率为80.8%，并且在不同的环节间、地区间发展不平衡不充分；2）与先进国家相比，国内的水稻耕种收机械研发与应用起步较晚、基础不牢、产品的综合性能不高，特别是针对丘陵山地的轻量、高效、高稳定性的水稻耕种收机械相对匮乏，发动机高功率低排放设计制造技术、刀具抗损降耗优化设计技术、车架轻量化设计技术等关键技术仍有待进一步攻克；3）轻量化、智能化、绿色化等是未来国内丘陵山地水稻生产作业装备发展方向与趋势。
关键词： 丘陵山地 水稻机械化 关键技术 主要挑战 未来趋势
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基于文献计量的抗生素适配体传感技术研究进展与热点分析
《分析试验室 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：适配体是经体外筛选得到的短链寡核苷酸序列,能与靶标进行高亲和力和强特异性结合,以适配体为识别元件的生物传感器被广泛用于小分子传感检测研究.近年来,抗生素作为一类新兴污染物,其在环境和食品中的出现引起了人们的广泛关注.本文采用文献计量分析可视化工具VOSviewer,以Web of Science(WoS)核心数据库的文献资料为数据源,对抗生素适配体领域研究的发展过程、主要研究力量、研究热点及前沿等进行了分析.结果表明,抗生素适配体的研究发文数量不断增长,尤其是近10年呈快速增长态势;中国的累计论文发表数量最多,为378篇,占全球总发文量的57.62%,在国际合作网络中占据重要地位,而韩国、美国等国家的发文质量更高.关键词共现分析表明,抗生素适配体研究热点主要体现在"抗生素适配体筛选及性能表征"、"适配体传感器的构建及抗生素检测研究"以及"纳米材料在适配体传感检测抗生素中的应用"等3个方面.本研究提出了抗生素适配体领域未来发展方向和研究重点,有助于推进适配体生物传感技术的产业化发展.
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