2016年  38卷  第1期

数学
具时滞与反馈控制的企业集群和第三方物流的依托型共生模型的持久性
刘萍
2016, 38(1): 1-10. doi: 10.7540/j.ynu.20150368
摘要:
企业集群与第三方物流的关系类似于生物生态系统中的共生进化.提出了一个具时滞与反馈控制的企业集群和第三方物流的依托型共生模型,获得了该模型持久性生存的充分条件,得到了一些新的结果,发展了前人的研究成果.最后,举例说明结果的可行性,并对所得结果作出简要的经济解释.
具有Holling-Ⅲ型反应项的捕食-食饵系统的分歧分析
李方方, 贾云锋
2016, 38(1): 11-17. doi: 10.7540/j.ynu.20150286
摘要:
研究了一类具有Holling-Ⅲ型反应函数的捕食-食饵反应扩散系统.运用谱理论、分歧理论以及不动点指数理论,以捕食者的死亡率为参数讨论了系统发自唯一半平凡解处的分歧解的局部和全局存在性.
计算机,信息与电子科学
基于分数傅里叶变换的数字图像复制-粘贴篡改检测算法
杨仁青, 柏正尧, 尹立国, 高皜, 张涛
2016, 38(1): 18-22. doi: 10.7540/j.ynu.20150058
摘要:
复制-粘贴篡改是最简单和最常见的一种数字图像伪造方法,即把图像中的一部分区域进行复制并粘贴到同幅图像的其他区域,数字图像篡改认证具有重要的理论意义和应用价值.文章提出了一种新的采用分数阶傅里叶变换对数字图像复制-粘贴区域进行检测的算法.算法首先对待检测图像进行一级小波变换,降低图像维度.对变换后的低频子带分解成大小一样、互相重叠的子块.然后对子块进行分数阶傅里叶变换,将变换系数构成特征矢量.再对所有特征矢量进行字典排序.最后通过比较相邻两块特征矢量之差以定位复制-粘贴篡改区域.实验结果表明,提出的算法能有效地检测数字图像的复制-粘贴伪造区域.
认知无线电中一种非高斯背景下的协同频谱感知方案
任修仕, 邵剑飞
2016, 38(1): 23-28. doi: 10.7540/j.ynu.20150161
摘要:
在认知无线电系统中,由于需要对一定频谱范围内的认知用户进行频谱检测,而传统经典的检测方法无法满足复杂多变的检测环境,基于此,文章研究了在实际情况中更为普遍的非高斯噪声情况下认知用户的频谱检测问题.由于传统的广义似然比检测计算量较大而且实际工程中较难实现,文章采用广义似然比的一种近似形式即Rao检测.通过采用矩估计方法对系统模型的混合系数等进行参数估计,并在拟合非高斯噪声的背景下应用于认知用户的频谱检测,推导出非高斯噪声中Rao检测的检测统计量和检测性能公式,分析比较了非高斯噪声中Rao检测与高斯Rao检测的性能.仿真结果表明,在虚警概率一定的情况下,基于Rao检测的频谱检测方法能有效地提高认知无线电网络中非高斯噪声背景下认知用户的检测性能.
基于网络微积分的QoS接入策略
曹伟, 龙华, 杜庆治, 邵玉斌, 李博
2016, 38(1): 29-36. doi: 10.7540/j.ynu.20140692
摘要:
针对网络服务质量中的接入控制存在的数据流可控性问题,提出一种基于网络微积分的接入策略.首先针对接入控制中的带宽计算,引入了网络微积分中的有效带宽与等效容量模型,其次建立了接入控制中接受域的数学模型.并对该模型的理论意义进行分析.最后,通过实验仿真来说明此算法的有效性.
基于数据压缩的无线传感器网络分簇路由算法
唐菁敏, 马社方, 曹操, 张晓颍
2016, 38(1): 37-43. doi: 10.7540/j.ynu.20150181
摘要:
针对LEACH协议、HEED协议和TEEN协议在传输数据过程中消耗过多节点能量的问题,提出了对相关数据进行时空压缩的算法,推导了簇首选择和数据压缩的算法表达式.理论分析和仿真结果表明,与LEACH、HEED协议、EABGC算法相比,数据压缩算法可以有效减少WSN冗余数据传输和节点能耗,在相同的生存期内存活的节点数多,节点能量利用率有所提高,进而达到延长传感器网络生存周期的目的.
可编程神经元sigmoid函数及其导数发生器的实现
张黎黎, 李志军
2016, 38(1): 44-53. doi: 10.7540/j.ynu.20150294
摘要:
基于跨导线性原理,提出了一种能实现单极性和双极性sigmoid激活函数及其导数的可编程发生器.该发生器结构简单,仅由一个跨导线性环和2个差分跨导电路构成.该电路可实现单极性和双极性sigmoid函数输出,通过改变外部偏置电流和电压调节激活函数的幅值、增益因子和阈值,并可以选择电流或电压输出,因而可广泛应用于各种电流模式或者电压模式神经网络中.采用TSMC 0.35μm CMOS标准集成工艺对电路进行PSPICE仿真测试,结果表明该电路产生的激活函数及其导数与理想函数拟合度好,并具有适用范围宽、编程性好的优点.
物理学
中国地壳运动观测网络昆明基准站GPS观测时间序列研究
康四林, 李语强
2016, 38(1): 54-61. doi: 10.7540/j.ynu.20140215
摘要:
对昆明基准站坐标时间序列进行了深入研究,分析了时间序列的一些特征及其产生的原因.首先,对昆明基准站坐标时间序列进行了线性拟合,拟合结果显示其南向运动速度为21.2mm/a,东向运动速度为33.4mm/a,下降速度为4.1mm/a.之后,用FFT滤波器平滑时间序列非线性部分,发现南北向和东西向坐标时间序列没有明显的周期变化或规律性变化,高程方向坐标时间序列有幅度达40 mm左右的年周期变化,周年波峰出现在4月份左右,波谷出现在10月份左右.对极潮和大气压对昆明站坐标的影响做了一些探讨.最后,研究了昆明基准站在水平方向的加速运动现象与云南及周边地区发生的地震之间的时间关系.发现在云南及周边地区发生大的地震以前,昆明基准站水平方向的运动会出现明显的加速运动现象.这种加速运动现象可能是预测地震的一个可参考手段.
大气科学
云南秋季降水的变化特征及其成因分析
万云霞, 朱保林, 张万诚, 任菊章
2016, 38(1): 62-71. doi: 10.7540/j.ynu.20150296
摘要:
利用NCEP/NCAR再分析资料、SST资料以及云南124个站逐月降水资料,对云南秋季降水的变化特征及其成因进行了分析.结果表明:云南秋季降水地区分布差异明显,哀牢山以西以南地区秋季降雨量较多,以东以北地区降雨量少,雨量最少的区域在高寒山区以及干热河谷地区.趋势分析表明云南中部及以东地区和西南部秋季降雨量有减少的趋势,西北部和西部地区秋季降雨量有增多的趋势.主分量分析表明云南秋季降雨量第1主分量存在着一致偏多(或偏少)的特征;云南秋季降雨量第2主分量表现为西北东南向的反向振荡分布.相关分析表明近地面冷高压的活动、500hPa高度场上极涡和乌山阻高以及南支槽的强弱、700hPa经向风的异常以及850hPa云南气温的高低对云南秋季旱涝的变化影响较大.合成分析表明,云南秋季降水旱涝年水汽来源和含水量不同,降水偏多年份的水汽主要来源于印度洋至孟加拉湾和西太平洋至南海的水汽输送,大气含水量高,水汽饱和程度高;而偏少年份水汽主要来自中纬度西风的输送,大气含水量低,水汽饱和程度低.低层辐合、高层辐散的散度场配置和明显的上升运动是云南秋季降水偏多的原因之一.低纬高原秋季降水与海温异常存在密切关系.当夏威夷群岛以东附近海温偏高,马来西亚以东至关岛附近海温偏低时,云南秋季降水偏多.
一次局地突发性暴雨过程成因及数值试验分析
马志敏, 余珂, 杨超, 张万诚, 赵宁坤
2016, 38(1): 72-80. doi: 10.7540/j.ynu.20150423
摘要:
针对昆明1次局地突发性暴雨过程,采用常规观测资料与NCEP再分析资料对其成因进行分析,并利用WRF模式进行参数化方案敏感性试验,结果表明:上干冷下暖湿的不稳定大气层结是本次暴雨发生的大尺度环流背景;暴雨发生前,水汽不断向暴雨区输送,在低层辐合高层辐散的动力机制作用下,水汽不断聚集,不稳定能量增大,最终触发暴雨;卫星云图特征表明,产生暴雨的直接系统为一MβCS,最大小时雨量出现在MβCS移动过程中;数值模拟发现,最优微物理方案为Kessler方案,最优积云参数化方案为Kain-Fritsch方案,二者组合能较好地再现该类暴雨过程.
滇西南中尺度对流飑线的移动路径和雷达回波特征
王民栋, 徐萍, 陶然, 杨敬文
2016, 38(1): 81-89. doi: 10.7540/j.ynu.20150077
摘要:
对2004—2014年普洱市多普勒天气雷达观测到的28次飑线过程进行基础数据分析,并对比分析雷达产品.结果表明:滇西南飑线主要发生在3—9月,平均生命史约为3.6h,82%的初生时段集中在14:00—22:00;飑线路径共有5条,1和4型飑线雷暴单体强度明显大于2、3和5型飑线,后者单体消亡后形成宽广的层状云降水回波,在8~10km高度层“零度层亮带”呈现不规则状;径向速度存在模糊区、逆风区、中层径向幅合(MARC)、中气旋、回波墙、云顶上冲、穹窿和有界弱回波区(BWER)等特征的出现有利于雷暴单体的加强和飑线的维持;飑线前新生单体强度的增减在一定程度上预示着飑线的加强或消亡;飑线降雹过程主要出现在第1类型飑线中,垂直累积液态含水量(VIL)在49~76kg·m-2时,降雹几率最大.
昆明市PM2.5浓度时空变化特征及其与气象条件的关系
张朝能, 王梦华, 胡振丹, 袁园, 刘慧, 邱飞
2016, 38(1): 90-98. doi: 10.7540/j.ynu.20150467
摘要:
针对高原山地城市PM2.5的污染及防治问题,利用2014年4月—2015年3月昆明市主城区PM2.5小时浓度平均值及对应的气象参数连续观测资料,采用普通克里格插值法、非参数分析法对昆明市主城区PM2.5浓度时空特征及其与气象因素的影响进行了研究分析.研究结果表明:昆明市主城区PM2.5浓度季节高低为春季>冬季>秋季>夏季.PM2.5日变化趋势呈双峰单谷型,上午PM2.5浓度高于下午浓度,这种变化趋势与人们出行高峰和当天气象条件有关.普通克里格插值法得到昆明市PM2.5高浓度主要分布在主城区西北至东南一带,五华区、盘龙区浓度高于西山区、呈贡区.通过Spearman秩相关分析得出日均温度、气压、风速气象因子对环境PM2.5浓度的季节分布具有显著影响.
材料科学
TC11钛合金4种典型组织静态力学性能对比研究
颜茜, 舒鑫柱, 祝菲霞, 孙坤
2016, 38(1): 99-104. doi: 10.7540/j.ynu.20150354
摘要:
采用4种热处理工艺制备了等轴、双态、网篮、固溶时效4种不同组织的TC11钛合金棒材,并采用MTS万能材料试验机测试其室温准静态拉伸性能,研究了不同的热处理制度对其微观结构和力学性能的影响.结果表明:不同的热处理工艺,将得到不同的微观组织,在不同的显微组织结构中,等轴(球状)初生α相和β转变组织的含量以及β转变组织中次生α相的形貌明显不同;4种不同组织形貌的TC11钛合金的静态力学性能有显著的差异,在4个组织中,固溶时效组织和双态组织强度较高,但塑性却较差,等轴组织和网篮组织塑性较好,但强度则较低.
化学
钾盐对烟草燃烧特性及烟气成分的影响研究
叶灵, 李超, 李颖, 张承明, 吴佳, 许江海, 孙桂芬, 芮晓东, 毕玉波, 李向珍, 胡燕
2016, 38(1): 105-111. doi: 10.7540/j.ynu.20150360
摘要:
研究了2种无机钾盐(氯化钾、硝酸钾)和2种有机钾盐(乙酸钾、柠檬酸钾)对烟草燃烧特性的影响以及它们对烟气成分的影响.利用同步热分析-红外-气质联用仪(STA-IR-GC/MS)对添加不同钾盐的烟草的热解行为进行研究,通过对热解产物进行红外扫描,同时对其产物进行实时GC-MS分析检测.将生物质的综合燃烧特性指数应用于烟草燃烧过程的研究,并得出上述钾盐对卷烟的综合燃烧指数的影响大小为:柠檬酸钾>硝酸钾>乙酸钾>氯化钾.利用卷烟燃烧指数的评价方法及IR-GC/MS分析手段,可进行推广评价不同品种的钾盐添加入卷烟后,对烟丝的综合燃烧指数和烟气中成分含量的影响.
叔丁基硝酮类化合物的合成工艺研究
谭国联, 黎孝全, 孙业伟, 于沛
2016, 38(1): 112-115. doi: 10.7540/j.ynu.20150243
摘要:
自制N-叔丁基羟胺并通过气相色谱进行质量控制,然后以其为原料,分别与苯甲醛-2,4-二磺酸钠和3,5,6-三甲基吡嗪-2-甲醛反应,合成了N-叔丁基硝酮类化合物NXY-059及TBN,该工艺简洁,收率高,适合工业化生产.
SPME-GC/MS分析都匀毛尖茶挥发性成分
朱楠, 陶晨, 任竹君, 张明, 王道平, 杨小生
2016, 38(1): 116-126. doi: 10.7540/j.ynu.20150298
摘要:
用固相微萃取法分别从3种都匀毛尖茶鲜叶和4种成品茶中提取挥发性成分,用气质联用仪进行测定,结合Nist 2005和Wiley 275谱库鉴定各成分,用峰面积归一化法测定各成分的相对质量分数.结果表明,都匀毛尖茶挥发性成分主要是醇类、醛类和碳氢化合物.茶鲜叶和成品茶、不同生长阶段、不同等级茶叶的挥发性成分有一定差异.结果可为进一步拓展都匀毛尖茶特征性香气物质的研究和应用提供一定的基础.
佛甲草细胞毒活性成分研究
杨新洲, 徐婵, 黄密, 郑思建, 麻新华, 宋萍, 万定荣
2016, 38(1): 127-132. doi: 10.7540/j.ynu.20150406
摘要:
采用半制备高效液相和中压柱色谱方法对佛甲草的化学成分进行纯化分离,并利用现代波谱技术鉴定单体化合物的结构,并采用MTT法对所得到的化合物进行细胞毒活性筛选.从佛甲草甲醇提取物中分离到9个纯化合物,分别鉴定为山奈酚(1)、木犀草素(2)、3,5,7,3',5'-五羟基黄酮(3)、槲皮素(4)、紫云英苷(5)、咖啡酸(6)、阿魏酸(7)、4-羟基苯甲酸(8)和β-谷甾醇(9).化合物1~8均为首次从该属植物中分得.体外细胞毒活性评价结果显示化合物1~7对HepG2和Hep3B两个肝癌细胞株有不同程度的抑制作用.其中,苯丙酸类成分6~7比黄酮类成分1~5显示出强的细胞毒活性,IC50值范围为19.7~56.4μg/mL.
生物
生物强化法提高生物塔烟气同时脱硫脱氮性能的实验研究
姜阅, 孙珮石, 邹平, 毕晓伊, 王洁, 魏中华, 吴志浩, 任洪强, 王艳茹
2016, 38(1): 133-140. doi: 10.7540/j.ynu.20150400
摘要:
研究采用人工复配功能菌的生物强化法提高生物膜填料塔烟气同时脱硫脱氮性能,对入口气体SO2和NOx的浓度、气体流量、循环液流量等因素对功能菌复配前后生物膜填料塔烟气同时脱硫脱氮效率影响进行实验.结果表明,在入口气体SO2和NOx的质量浓度分别为1500~3000mg/m3和1400~1600mg/m3,气体流量为0.2m3/h,循环液流量为9.0L/h的最优条件下,功能菌复配后生物塔的脱氮率达到62.03%,比复配前(44.81%)提高了17.22个百分点,而生物塔的脱硫率在复配前后均为100%.
亚热带森林逆向演替对土壤碳贮量的影响
周文君, 鲁志云, 武传胜, 温韩东, 张一平, 刘玉洪, 沙丽清
2016, 38(1): 141-149. doi: 10.7540/j.ynu.20150477
摘要:
选择了亚热带森林逆向演替过程中的原生林、次生林和人工林作为研究对象,开展亚热带森林逆向演替过程中土壤有机碳贮量的研究.研究结果表明:自原生林到人工林,0~100cm土壤容重增加,土壤有机碳含量显著减少;土壤碳贮量次序却为原生林(445.7Mg·hm-2),茶园(427.7Mg·hm-2)和次生林(314.5Mg·hm-2)依次减少,表明在逆向演替过程中,因人为干扰和管理使得人工林土壤碳储蓄能力高于次生林.0~40cm的土壤占100cm土壤剖面碳的比例随着逆向演替过程逐渐减少:亚热带常绿阔叶林(63.0%)>滇南山杨次生林(57.2%)>茶园(52.4%);土壤容重,土壤有机碳含量,土壤碳贮量剖面动态有林间差异.但在60cm以下层间差异不显著,表明逆向演替过程对深层的土壤碳贮量影响小,在未来的研究中需关注本区域60cm以上土壤碳库对土地利用变化和气候变化的反馈.
螯合剂对香樟生理特征和镉积累效率的影响
陈良华, 徐睿, 张健, 杨万勤, 胡相伟, 张明锦, 高顺
2016, 38(1): 150-161. doi: 10.7540/j.ynu.20150523
摘要:
植物修复效率常常受限于污染土壤中较低的重金属生物有效性,添加螯合剂活化土壤中的重金属以提升植物修复效率是一种重要的技术措施.采用盆栽实验研究了EDTA(0.25mmol·kg-1)和柠檬酸(0.2mmol·kg-1)对Cd污染条件下(10mg·kg-1)香樟(Cinnamomum camphora)幼苗生物量积累、生理特征、养分含量以及Cd积累量的效应.结果表明,在Cd污染条件下,单独添加EDTA、柠檬酸以及复合添加2种螯合剂一定程度增加了香樟幼苗的细根生物量,但对其它器官生物量、总生物量以及根冠比没有显著影响;添加以上螯合剂增强了叶片超氧化物歧化酶(SOD)的活性,降低了过氧化物酶(POD)的活性,但并未显著影响丙二醛(MDA)的含量;单独添加EDTA增加了细根的N含量(质量分数约14%)以及叶片的P含量(质量分数约15%),添加柠檬酸及复合添加2种螯合剂降低了香樟细根的N含量(均降低约20%)以及茎的P含量(分别降低约41%和36%);单独添加柠檬酸并没有显著促进各器官Cd的吸收和积累,但单独添加EDTA和复合添加2种螯合剂显著增加了香樟各器官Cd的含量和积累量,与单独添加2种螯合剂相比,复合添加2种螯合剂对Cd的积累表现出协同促进作用.这些结果表明,复合添加2种螯合剂的条件下,虽然香樟幼苗Cd的吸收和积累效率最高,但N、P等养分却受到更显著的负面影响,可能会对香樟的后续生长和Cd积累效率产生负面效应,因此认为单独施加EDTA能够提升Cd抽提效率,并且不会对香樟的生理特征产生负面影响,是比较适宜的方法.
铁核桃叶片主要矿质营养元素含量与生育期动态变化特征
刘茂桥, 潘学军, 张文娥, 李晶晶, 王长雷
2016, 38(1): 162-170. doi: 10.7540/j.ynu.20150344
摘要:
以成年铁核桃(30年生实生树)及幼龄铁核桃(2年生实生苗)叶片为试材,采用凯氏定氮法、钼锑抗比色法、原子吸收分光光度法和姜黄素比色法,对不同树龄铁核桃叶片10种矿质元素N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B进行测定.分析不同树龄叶片主要营养元素年动态变化规律,为树体的营养诊断取样时期和合理施肥提供科学依据.结果表明:不同树龄的铁核桃叶片矿质元素年周期变化规律基本一致,其中叶内大量元素波动较小,含量高低均表现为Ca>N>K>P>Mg,N、P、K的含量总体呈下降趋势,Mg的含量总体呈上升趋势;Ca的含量呈先上升后降低趋势;微量元素波动较大,幼龄铁核桃生育期内叶中微量元素含量的顺序表现为Fe>B>Mn>Zn>Cu,而成年铁核桃则表现为Fe>Mn>B>Zn>Cu.B、Mn含量均呈上升趋势,Cu、Zn含量呈下降趋势,Fe含量全年波动幅度明显,总体呈上升-下降-上升-下降的变化趋势.不同树龄铁核桃叶片各矿质元素间的相关性分析表明,各元素间存在拮抗或促进作用,其中N、P、K三种元素含量间都呈现出极显著正相关,同时N与Cu含量、Ca与Fe含量也呈现出极显著正相关,另一方面Cu与Ca、Mg含量呈现出极显著负相关.叶片对矿质营养元素的吸收在不同物候期表现各异,其中开花授粉期对N、P、K、Zn、Cu的需求量较大,果实膨大期和硬核期对N、P、K的需求量较大.研究表明,成年铁核桃叶营养元素相对稳定时期为6月29日—8月10日;幼龄铁核桃叶营养元素相对稳定时期为6月21日—8月4日,推荐作为铁核桃叶营养诊断的适宜采样时期,同时建议施用两次关键肥,第1次在5月底6月初果实膨大期,以施速效肥为主;第2次为9月下旬采收期后,深施有机肥作基肥.