2017年  39卷  第1期

数学
求解非对称鞍点问题的广义修正的带位移分裂方法
王励冰, 豆铨煜, 甘小艇
2017, 39(1): 1-6. doi: 10.7540/j.ynu.20160318
摘要:
提出了一种求解非对称鞍点问题的广义修正的带位移分裂方法,详细分析了该算法的收敛性质.数值算例表明,新算法是行之有效的,相较其它方法具有更快的收敛速度.
计算机、信息与电子科学
基于极值理论的低温雪冻灾害损失分布研究——以云南省为例
何树红, 王巍, 邹丽华
2017, 39(1): 7-12. doi: 10.7540/j.ynu.20160396
摘要:
选取巨灾风险中的低温雪冻灾害进行系统研究.根据2004—2013年云南省低温雪冻灾害损失数据,利用损失数据的厚尾分布特征,采用极值理论中基于GPD分布的POT模型对灾害损失额进行拟合,并计算风险价值VaR和预期尾部损失ES,验证低温雪冻灾害损失服从的极值分布,对巨灾保险产品的设计和定价具有重要的意义.
Nekrasov矩阵的逆矩阵的无穷范数新的上界估计式
朱艳, 李耀堂
2017, 39(1): 13-17. doi: 10.7540/j.ynu.20160382
摘要:
Nekrasov矩阵是H-矩阵的重要子类之一,在矩阵分析和数值代数的研究中具有重要作用.研究了Nekrasov矩阵的逆矩阵的无穷范数的上界估计问题,给出了其逆矩阵的无穷范数的含参数ε的估计式.数值例子表明当选取适当的参数ε时,所得估计式比已有估计式估计结果更为精确.
基于改进PCNN模型的椒盐噪声级化滤波方法
吴海龙, 李海燕, 柏正尧, 张瑜, 檀磊
2017, 39(1): 18-24. doi: 10.7540/j.ynu.20160289
摘要:
为有效滤除椒盐噪声同时保留图像的灰度细节,提出了一种椒盐噪声滤波算法.首先利用改进PCNN简化模型进行一次点火过程,定位灰度图像中被噪声污染和未被噪声污染的像素点,然后采用提出的级化中值滤波算法对已定位的噪声点进行滤波而保持其他像素点不变.仿真实验表明,提出的方法对不同强度的椒盐噪声图像均有较好的滤波性能.比较已有的滤波算法,该算法能在高噪声强度时有效滤除噪声并同时很好地保留图像的边缘细节,实验结果证明了算法的有效性.
基于改进SFLA-LSSVM的矿浆管道临界淤积流速预测
杨静宗, 王晓东, 吴建德
2017, 39(1): 25-32. doi: 10.7540/j.ynu.20160243
摘要:
由于矿浆管道的临界淤积流速受被输送物料的性质、浆体的物理特性等因素的影响,计算较为复杂,现有各种类型的经验计算公式无论在适用面还是精度上都难以满足实际需求.为此,引入了改进的混合蛙跳算法(SFLA)优化最小二乘支持向量机(LS-SVM)的新方法对临界淤积流速值进行了预测.针对该算法容易陷入早熟收敛和局部最优等问题,所改进的混合蛙跳算法通过参考PSO算法的更新方式,引入了非线性递减的惯性权值.此外,还融合了基于平均值思想的局部搜索更新策略和基于群体适应度方差的局部最优的判定方式.仿真结果表明该算法所取得的预测效果优于常规的方法,同时与所选的临界淤积流速的经验公式相比有着较高的精度.
基于虚构理论对不平衡数据集中少数类关联规则挖掘的研究
刘云, 向婵
2017, 39(1): 33-38. doi: 10.7540/j.ynu.20160221
摘要:
在网络入侵检测系统中,数据挖掘往往面对的是不平衡数据集,而对不平衡数据集中少数类的挖掘是现在研究的热点.针对不平衡数据集中少数类的挖掘问题,提出了不平衡库关联规则挖掘算法(ARUD).算法首先构造一个知识联接强度矩阵,用来存储所有二项集的支持度计数,然后基于该矩阵挖掘满足最小说服度的所有关联规则,且ARUD算法仅需扫描整个事务数据库1次.采用了UCI数据库中4个典型的不平衡数据集,对比Apriori算法与CFP-Growth算法, ARUD算法能有效提取不平衡数据集中的少数类,并在数据挖掘运行时间和占用内存方面均有性能提升.
基于GABP技术的PCA弥苴河水质预测
刘洋, 龙华, 赵继东, 杜庆治
2017, 39(1): 39-44. doi: 10.7540/j.ynu.20160125
摘要:
针对传统的水质预测方法中由于因子的多重相关性而造成的预测精度偏低的问题,提出了一种将主成分分析法(PCA)和遗传算法优化的BP神经网络(GABP)相耦合的水质预测方法.利用主成分分析法提取对水质因子影响较强的综合成分,克服了传统水质预测方法中信息冗余的问题.在对大理弥苴河水质进行大量实际监测的基础上,分别采用PCA-GABP神经网络,GABP神经网络以及传统的BP神经网络3种模型的方法,建立了弥苴河水质高锰酸盐指数的的预测模型.通过数据预处理,筛选了600组数据进行训练学习和测试.通过对3个模型的预测误差分析对比,可以得出PCA-GABP神经网络预测模型精度更高.
基于PCA和KICA双空间特征提取的玉米碰撞声信号分类
孙雪华, 郭敏, 马苗
2017, 39(1): 45-49. doi: 10.7540/j.ynu.20160370
摘要:
提出了一种基于主元分析(PCA)和核独立主元分析(KICA)双空间特征提取方法,PCA-KICA方法.运用碰撞声装置采集玉米完好粒声信号、虫蛀粒声信号、霉变粒声信号,首先将信号在PCA空间进行特征提取,然后将提取的特征送入到KICA空间提取信号的特征向量,最终送入到粒子群优化的支持向量机分类器中进行分类.实验结果证明,单空间特征提取算法对于3类信号的分类效果不理想,但是采用双空间中特征子空间的互补性可以克服单空间的限制.PCA-KICA双空间特征提取方法的识别率最高,完好粒、虫蛀粒、霉变粒的识别率分别达到95.00%、96.40%、97.80%.
物理学
双重正弦槽同轴布喇格结构特性的模拟研究
丁学用, 王连胜, 吕振肃
2017, 39(1): 50-57. doi: 10.7540/j.ynu.20160084
摘要:
基于耦合模理论,利用Fortran编程软件,对双重正弦同轴布喇格结构的频率响应特性进行了模拟研究.结果表明:与传统单一正弦槽结构相比,在不改变开槽深度情况下,双重正弦槽工作模式和竞争模式带宽变窄,带隙间隔变宽.过模工作状态所产生的带隙重叠明显分离,频率响应曲线的残余旁瓣被有效抑制,腔体品质因数Q得到提高,从而结构模式选择性得到增强.这些特点有利于构建高品质因数、高功率自由电子激光设备的单一高次模谐振腔.
脉冲星风云G21.5-0.9的多波段非热辐射
刘志强, 朱波涛, 方军, 宋庆和, 楼宇丽
2017, 39(1): 58-62. doi: 10.7540/j.ynu.20150451
摘要:
运用含时演化理论模型研究脉冲星风云G21.5-0.9的多波段非热辐射.在这个模型中,考虑2种不同成分的注入电子,低能成分电子和高能成分电子.其中低能成分电子形式为具有幂律谱,而高能成分电子形式为Maxwellian加上一个高能幂律谱.通过理论计算,发现该模型能很好地解释脉冲星风云G21.5-0.9的多波段观测数据,射电到X射线段的辐射主要通过电子同步辐射产生,而伽玛射线主要通过逆康普顿散射产生.
大气科学
昆明市PM2.5中水溶性无机离子时空变化特征及来源分析
李建文, 毕丽玫, 韩新宇, 史建武, 杨健, 施择, 宁平
2017, 39(1): 63-70. doi: 10.7540/j.ynu.20160456
摘要:
为探讨高原城市昆明大气中水溶性无机离子的季节和空间变化特征,选取2013年4月至2014年5月昆明市3个采样点进行了PM2.5样品采集,分析了PM2.5及水溶性无机离子的污染特征,并结合气象因素、硫氧化率、氮氧化率及主成分分析法对其主要来源进行了分析.结果表明:PM2.5质量浓度季节变化为春((105.9±48.0)μg/m3)>冬((92.7±51.6)μg/m3)>秋((74.7±41.4)μg/m3)>夏((72.2±30.3)μg/m3).总水溶性无机离子质量浓度季节变化特征为夏((38.0±18.3)μg/m3)>冬((22.0±11.4)μg/m3)>春((18.4±4.8)μg/m3)>秋((13.6±3.1)μg/m3);其中SO42-、Ca2+、NO3-及NH4+为PM2.5中主要的水溶性无机离子,分别占总离子质量浓度的27.7%、17.8%、15.2%和9.5%;二次离子质量浓度之和年均为13.9μg/m3,占PM2.5质量浓度的16.5%,表明高原城市昆明大气中二次组分较少.NO3-/SO42-为0.21~0.68之间,表明固定源是主要污染贡献源.主成分分析结果表明水溶性无机离子主要来源于土壤扬尘和建筑扬尘的混合源、燃煤源和工艺过程源.
2015年贵州首场降雪和冻雨天气对比分析
罗喜平, 王兴菊, 汪超
2017, 39(1): 71-77. doi: 10.7540/j.ynu.20160400
摘要:
利用NCEP 1°×1°再分析资料和常规气象观测资料,对2015年贵州首场降雪和大范围的冻雨天气过程,从环流形势、垂直温湿结构、动力抬升及水汽条件的异同进行综合诊断分析.结果表明,“1.28”冻雨过程南支槽及冷暖空气的交汇不如“1.8”降雪过程明显;2次过程均有逆温存在,“1.28” 冻雨过程逆温强,温度层结在垂直方向上为 “冷-暖-冷”的结构,且湿层浅薄,但“1.8”降雪过程在降雪发生前有弱逆温存在,降雪开始后逆温消失,整层为冷性结构,湿层深厚;“1.28” 冻雨过程低层锋区比“1.8”降雪天气过程强,水汽辐合区集中在低层;“1.8”降雪过程除了低层为偏北气流以外,中高层均为一致的西南气流影响,水汽比冻雨过程充足,中层明显的上升气流及低层锋区的存在,利于降雪天气过程的产生.
青藏高原臭氧亏损变化及其对太阳活动的响应
仕仁睿, 周顺武, 孙绩华, 郭栋, 黄莹
2017, 39(1): 78-87. doi: 10.7540/j.ynu.20160536
摘要:
基于ECMWF的37a(1979—2015年)和NASA的30a(1979—2008年)TOMS/SBUV月平均臭氧总量资料,分析了青藏高原(以下简称高原)臭氧总量及其亏损的多时间尺度演变特征,讨论了太阳辐射通量对高原臭氧总量亏损的影响.结果表明:37a来高原臭氧总量呈现一致的下降趋势,且春、冬季的下降趋势更为显著,表明高原臭氧总量的下降趋势强于非高原区;1979—2015年各季高原臭氧总量的下降幅度明显小于1979—2008年的下降幅度,表明近年来高原臭氧总量的下降趋势有所减缓;各季高原臭氧总量及亏损存在显著的准11a振荡周期,春季和夏季高原臭氧总量亏损的高低值年对应并落后于太阳辐射通量的峰谷期.
应用AIRS卫星资料对一次青藏高原东南部MCSs的对流指数进行分析
王凌云, 李国平
2017, 39(1): 88-97. doi: 10.7540/j.ynu.20160348
摘要:
根据高原特点修订后的对流指数公式,使用大气红外探测仪(AIRS)反演的温湿参量,对 2013年5月3—5日发生于青藏高原东南部的1次强降水过程中的中尺度对流系统(MCSs)进行分析,得出AIRS资料的多产品、高精度、高空间分辨率的优势可在一定程度上弥补青藏高原上探空资料严重不足的缺点.K指数在MCSs发展过程中存在由大减小的特点,最大对流稳定度指数(BI)出现在MCSs的低值中心,并且低值中心随云顶亮温的低值中心移动;沙氏(SI)指数的低值区先于MCSs而形成,大致为0~5℃,说明在MCSs发展前高原大气就已出现热力不稳定,有利于强对流天气的形成.上述3个对流指数在MCSs发展过程中都出现了低值区,但低值中心并不重合,并呈现不同的变化特征,提示我们采取对流指数作为高原对流天气辅助分析预报信息时,需要综合加以应用.
地球科学
基于GIS的区域土壤侵蚀敏感性评价——以怒江州为例
李益敏, 朱军
2017, 39(1): 98-106. doi: 10.7540/j.ynu.20160223
摘要:
怒江州作为三江并流世界遗产核心地,生态区位重要,承担着国家生态安全战略,以此区域研究土壤侵蚀敏感性具有重要的意义.在RUSLE模型和对研究区的自然环境特征研究基础上,选取降雨侵蚀力、地形起伏度、土壤可蚀性、植被覆盖(植被覆盖度和土地利用类型综合)等作为评价因子,采用几何平均数法和土壤侵蚀潜在危险性指数模型综合评价怒江州土壤侵蚀敏感性.研究表明:土壤侵蚀敏感性对各因子的敏感性都较高,说明怒江州各自然要素特征都较容易形成土壤侵蚀;土壤侵蚀总体处于高度敏感,占总面积68.12%,潜在危险性指数为5.9,验证了统计结果.总体上,三江两岸敏感性较高;土壤侵蚀与人类活动的空间存在耦合性,人口越密集区,敏感性越高,主要体现在坡耕地的较高敏感性.总之,该区域水土保持的关键在于对土地的合理利用.
材料科学
基于最紧密堆积理论制备活性粉末混凝土的试验研究
陶毅, 张海镇, 王秋维, 史庆轩
2017, 39(1): 107-114. doi: 10.7540/j.ynu.20160141
摘要:
基于水泥基材料的最紧密堆积理论,本试验研究设计了使用本地原材料的活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)基础配合比,并通过变换基础配合比参数,系统地研究了养护制度、水胶比、外加剂以及富余系数等对RPC性能的影响.结果表明:热水养护时间以3d为宜;随着水胶比的增大RPC抗压强度下降,但是流动性增大;消泡剂的掺入可以改善试件内部结构从而使试件内部更加密实充足,但其掺量不宜过大,其最优掺量约为0.8%;配合比计算时富余系数宜取1.4;试验成功制备了抗压强度超过160MPa的RPC.
化学
丹参脂溶性成分的化学研究
伏继萍, 方健平, 苏海霞
2017, 39(1): 115-119. doi: 10.7540/j.ynu.20160323
摘要:
研究了丹参脂溶性化学成分.采用硅胶柱色谱,Sephadex LH-20和HPLC等色谱技术进行分离和纯化,根据波谱数据对化合物进行结构鉴定.从丹参的乙醇提取物中分离得到11个化合物,分别鉴定为2,3-反式-4,5-顺式-二烯-6-羰基硬脂酸(1)、丹参螺旋缩酮内酯(2)、丹参酮Ⅰ(3)、丹参酮ⅡA(4)、二氢丹参酮Ⅰ(5)、二氢异丹参酮Ⅰ(6)、异隐丹参酮(7)、丹参酸甲酯(8)、弥罗汉酚(9)、Sibiriqninone A(10)、Sibiriqninone B(11).化合物1为新化合物,命名为2,3-反式-4,5-顺式-二烯-6-羰基硬脂酸.
2-氰基-2-(1,3-二烷基咪唑烷-2-亚基)乙酸乙酯衍生物的合成
崔时胜, 罗大云, 林军, 严胜骄
2017, 39(1): 120-123. doi: 10.7540/j.ynu.20160378
摘要:
建立了以DMF为介质,氢化钠为碱,室温条件下,双取代杂环烯酮缩胺1与卤代化合物2反应,一步合成2-氰基-2-(1,3-二烷基咪唑烷-2-亚基)乙酸乙酯衍生物3的方法.该反应具有操作简便、条件温和、产率高 (87%~93%) 等特点.
多穗金粟兰的化学成分及生物活性研究
麻新华, 黄密, 邓士豪, 杨洁, 柯蕊芳, 宋萍, 杨新洲
2017, 39(1): 124-129. doi: 10.7540/j.ynu.20170330
摘要:
运用中压柱色谱和高效制备液相色谱方法对多穗金粟兰的化学成分进行分离纯化,利用现代波谱技术鉴定分离得到的化合物结构,并对其进行体外细胞毒活性测试.从多穗金粟兰乙醇提取物中分离得到8个单体化合物,分别鉴定为迷迭香酸(1)、迷迭香酸甲酯(2)、isorinic acid(3)、isorinic acid methyl ester(4)、(E)-N-苯乙基-3,4-(亚甲二氧基)丙烯酰胺(5)、咖啡酸(6)、oresbiusin A(7)、5-羟基尿嘧啶(8),化合物3~6、8 均为首次从该植物中分得.采用MTT法对化合物1~8进行体外细胞毒活性测试,结果显示化合物2、4、8对2个肝癌细胞株HepG2和Hep3B均有抑制作用,它们的IC50值范围为116.8~150.8μmol/L.
生物学
干热河谷地区不同恢复期火烧迹地地表蚂蚁群落比较
武子文, 毕兴丹, 卢志兴, 陈又清
2017, 39(1): 130-136. doi: 10.7540/j.ynu.20160138
摘要:
为了揭示攀枝花干热河谷不同恢复期火烧迹地地表蚂蚁群落多样性及其影响因素,采用陷阱法调查了攀枝花市红花田和示范碑4种不同恢复期火烧迹地的蚂蚁群落,恢复期分别为3a(H3)、6a(H6)、10a(H10)和16a(H16).研究结果表明,在攀枝花干热河谷4种类型样地共采集地表蚂蚁3亚科13属21种,1541头,其中H3样地为3亚科7属10种,H6样地为3亚科8属10种,H10样地为3亚科8属11种,H16样地为2亚科5属9种.个体数最多的分别是立毛蚁Paratrechina sp.1和中华小家蚁Monomorium chinensis.地表蚂蚁多度由大到小依次是H10、H6、H3和H16样地,H3和H16样地与H10样地蚂蚁多度有显著差异;物种丰富度由大到小依次是H6、H10、H3和H16样地,H6和H10样地与H16样地物种丰富度有显著差异.攀枝花4种恢复期地表蚂蚁群落基本分为3类,H10样地中的3个样方聚为一类,H16样地中的3个样方聚为一类,H3和H6样地的6个样方混合聚为一类.相关性分析表明地表蚂蚁群落多度和物种丰富度与植物群落多度和物种丰富度相互呈正相关,地表蚂蚁群落多度和物种丰富度与植物群落投影盖度呈负相关.根据这些结果,可以认为干热河谷地区地表蚂蚁群落受火烧后的0~6a是恢复的初始阶段,6~10a是恢复和演替的关键阶段,10~16a是恢复的稳定阶段.地表蚂蚁群落的恢复与生境条件密切相关,人为干扰是引起生境变化的重要因素之一,因此可以通过改善生境的方法提高生物多样性水平.
西双版纳地区胶农复合系统的土壤斥水特性
朱凯, 刘文杰, 刘佳庆
2017, 39(1): 137-146. doi: 10.7540/j.ynu.20160477
摘要:
采用滴水穿透时间法与斥水指数法,测定了西双版纳地区橡胶-可可、橡胶-龙血树、橡胶-大叶千斤拔、橡胶-茶树4种较典型的胶农复合系统和单层橡胶林中的土壤斥水特性及其与土壤基本理化性质的关系.结果表明:单层橡胶林的种植增加了土壤的斥水性,其斥水持续时间显著增长,斥水指数也比其他胶农复合系统显著增大;不同土地利用方式对土壤的水力特性具有一定的影响,除了橡胶-大叶千斤拔之外,单层橡胶林中土壤的饱和导水率显著低于其他胶农复合林下的土壤饱和导水率(P<0.05).相关分析表明,土壤斥水指数与土壤饱和导水率呈显著负相关关系(P<0.05,r=-0.556);逐步回归分析表明,土壤容重与土壤质地是影响西双版纳地区胶农复合系统中土壤斥水性的主要因素.因此,构建胶农复合生态系统能够有效减轻土壤斥水性,增加土壤水分入渗,进而减轻和控制水土流失.
小省藤播种育苗技术研究
刘蔚漪, 刘广路, 范少辉, 彭超, 辉朝茂
2017, 39(1): 147-154. doi: 10.7540/j.ynu.20160199
摘要:
为保护和发展云南野生藤资源,提高人工培育技术,以西双版纳小省藤为材料,经不同质量浓度生物激素赤霉素 GA(20、50、100mg/L)和清水浸泡后,置于西南林业大学温室进行育苗试验.小省藤种子带壳千粒重9044.36g,去壳千粒重4029.07g,坚硬的果皮和较厚的果肉可能是天然状态下小省藤种子发芽率不高的原因之一;利用小温棚和地温床模拟西双版纳当地的水热条件,使环境平均温度为27.6℃,平均相对湿度为89%,平均土壤温度为25.4℃,为种子的萌芽提供了良好的条件;分析种子萌芽率、根径、根长、地径、苗高等指标,得出经A3(100mg/L)赤霉素处理过的种子,发芽率最高(88.04%),且苗木的生长情况最优良;移苗后,不同处理间的苗木生长情况差异不显著(P>0.05).因此,小省藤的人工异地育苗期间的水热条件是种子发芽的关键,且经过生物激素处理的种子,能显著提高种子的发芽率.
云南阿昌族、景颇族、傈僳族育龄妇女叶酸代谢相关基因遗传多态的比较研究
谢正媛, 袁彦玲, 陈涓涓, 李根瑞, 李欣, 孙丽娟, 赵勤, 叶汉风
2017, 39(1): 155-164. doi: 10.7540/j.ynu.20160432
摘要:
本研究以云南省阿昌族、景颇族和傈僳族3个特有少数民族的育龄妇女(每个民族各200例,共600例)作为研究对象,采用SNapShot技术对MTHFR(C677T、A1298C)、MTRR(A66G)、MTHFD(A1958G、C401T)、MTR(A2756G)和RFC1(A80G)5个与叶酸代谢相关的基因中的7个多态位点进行突变检测分析,以期揭示叶酸代谢相关基因的SNP频率在云南上述3个少数民族育龄妇女中的分布差异,并将本研究的数据与中国已报道地区数据相比较,为评估不同民族的叶酸代谢障碍风险提供参考数据.研究结果显示:MTHFR基因的 C677T和A1298C,MTRR基因的A66G及RFC1基因的 A80G位点的基因型频率在3个不同民族的育龄妇女群体中的差异存在统计学意义(χ2=21.98,16.92,30.32,57.97;P<0.05);MTHFR C677T,MTHFR A1298C,MTRR A66G及RFC1 A80G位点的等位基因频率在统计学上存在差异(χ2=12.73,11.84,6.87,41.32;P<0.05).特别对于纯合突变,傈僳族MTHFR的677TT和1298CC,MTHFD的1958GG和401TT及RFC1的80GG纯合突变基因型频率(依次为11.6%、5.6%、79.9%、11.7%、63.0%)均比阿昌族(依次为4.0%、4.8%、75%、11.3%、36.9%)和景颇族(依次为4.0%、4.1%、69.8%、11.4%、26.5%)高;而景颇族(20.3%)则表现出较阿昌族(9.2%)和傈僳族(3.6%)高的MTRR 66GG纯合突变基因型频率.云南特有少数民族育龄妇女MTHFR C677T、A1298C,MTRR A66G 3个位点的基因型频率和等位基因频率与我国其他22个地区女性相比,存在一定的差异.上述结果初步揭示云南特有的阿昌、景颇和傈僳3个少数民族在上述5个与叶酸代谢相关的基因中的SNP多态具有一定的群体特异性和地域特异性.