科研产出
放牧对草地生态系统C:N:P的影响
《科学通报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：放牧影响草地生态系统植物-微生物-土壤连续体中的碳(C)、氮(N)、磷(P)循环.放牧对生态系统各组分C、N、P含量影响的不一致性,可能引起生态系统C:N:P计量关系的错配和失衡.明确生态系统各组分C:N:P化学计量特征对放牧的响应,对评估人类活动对草地生态系统功能的影响至关重要.本文利用长期放牧联网实验平台的生态系统叶、根、凋落物、土壤微生物生物量和土壤C、N、P含量整合数据库,分析地上和地下组分间C:N:P联系对放牧的响应及其区域差异.结果表明,放牧降低了生态系统中叶、根、凋落物和土壤的C:N:P,各组分C:N:P的改变在不同生态系统类型间存在差异.生态系统各组分C:N:P对放牧的响应取决于放牧强度,与轻度和中度放牧相比,重度放牧显著影响了叶、根、土壤微生物和土壤的C:N:P.随着放牧强度的增加,生态系统中叶、根和土壤的C:N下降,叶和凋落物的C:P下降,土壤微生物生物量C:P(除高寒草甸)和N:P升高.放牧强度对生态系统各组分C:N:P的影响与草地类型和气候因素密切相关,当控制草地类型和气候因子的影响后,放牧强度的独立效应对生态系统各组分C:N:P变异的解释率仅为0.4%～3.7%.放牧改变了叶与根、根与土壤间C:N:P化学计量关系,荒漠草原叶和根C:N响应比间的正相关关系、根和土壤N:P响应比间的负相关关系对放牧的响应更强烈.放牧系统中地上和地下组分间C:N:P关系的改变提示我们草地可持续管理不能忽视生态系统C:N:P化学计量关系间的平衡.
关键词： 放牧强度 草甸草原 典型草原 荒漠草原 高寒草甸 地上地下C:N:P关系
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短链脂肪酸介导的肠骨轴在骨代谢中的研究进展
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：随着全球老龄化加剧,骨质疏松症等与年龄相关的骨骼代谢疾病发病率不断上升,寻求安全有效的治疗干预方法至关重要.目前肠道微生物及其代谢产物调节骨代谢已成为研究的热点.短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)如乙酸、丙酸和丁酸等,能够通过肠-骨轴发挥骨形成和骨吸收的调节作用,对骨稳态调节具有一定的积极作用,并能改善炎症性骨丢失.本文综述SCFAs通过内分泌、免疫、改善营养吸收等途径调控骨代谢稳态,以期为老年代谢性骨病的预防和治疗提供科学依据.
关键词： 肠-骨轴 短链脂肪酸 肠道微生物 骨代谢 骨质疏松症
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温度波动通过调控磷酸化和亚硝基化对磷酸丙糖异构酶活性的影响
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：本研究通过外源添加蛋白激酶A和S-亚硝基谷胱甘肽，分析磷酸化和亚硝基化影响磷酸丙糖异构酶活性随时间变化的规律。通过构建不同温度条件下磷酸丙糖异构酶磷酸化和亚硝基化修饰高表达模型，探究磷酸化和亚硝基化在调节磷酸丙糖异构酶活性中的作用。结果表明，4℃体外条件下，对照组样品在孵育6 h的磷酸丙糖异构酶活性、磷酸化水平和亚硝基化水平显著低于恒温+修饰组，磷酸化和亚硝基化共同作用提高了磷酸丙糖异构酶活性。与恒温+修饰组相比，幅度波动+修饰组磷酸化对酶活性的作用减弱，频率波动+修饰组亚硝基化对酶活性的作用增强。幅度波动+修饰组和频率波动+修饰组样品孵育6 h的β-折叠相对含量显著高于恒温+修饰组，无规卷曲相对含量显著低于恒温+修饰组。温度波动延缓磷酸丙糖异构酶结构的解聚。利用原子力显微镜观察发现，3个处理组孵育12 h的磷酸丙糖异构酶形态小于0 h，温度波动不改变磷酸丙糖异构酶的最终解聚形态。综上，在4℃体外孵育条件下，磷酸化水平和亚硝基化水平的提高延缓了磷酸丙糖异构酶的活性下降，温度幅度或频率波动影响磷酸化和亚硝基化对酶活性的调节作用，使其在孵育早期的活性提高，抑制其结构从有序向无序转变。
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基于代谢组学的不同贮藏年份紧压寿眉白茶化学成分分析
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明贮藏时间对紧压寿眉白茶内含物变化规律的影响，本研究采用基于超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱的代谢组学方法，对不同贮藏年份（2020—2009年）紧压寿眉白茶进行化学成分分析，共鉴定出148种化合物，包括儿茶素类12种、二聚儿茶素类12种、N-乙基-2-吡咯烷醇取代黄烷醇（N-ethyl-2-pyrrolidinolsubstitutedflavanol,EPSF）类16种、生物碱类17种、氨基酸类11种、黄酮苷元类4种、黄酮糖苷类30种、香气糖苷类4种、酚酸类11种、有机酸类7种、脂类14种、其他类10种。通过偏最小二乘判别分析与热图分析筛选出145种具有显著组间差异的化合物（P<0.05），表明不同贮藏年份紧压寿眉白茶化学成分差异较大，其中儿茶素类、二聚儿茶素类、氨基酸类、酚酸类、有机酸类成分在贮藏后含量呈下降趋势，EPSF类、生物碱类、脂类、黄酮醇类整体呈现上升趋势；2020—2013年寿眉白茶的EPSF类化合物含量与贮藏时间呈强正相关（相关系数为0.882）。本研究结果可为不同年份白茶中化学物质基础的阐明和科学贮藏提供理论参考。
关键词： 年份白茶 贮藏 N-乙基-2-吡咯烷醇取代黄烷醇类化合物 超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱联用 代谢组学
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棉田施药机器人视觉导航方法与田间试验
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：视觉导航是田间作业机器人的主流导航方法，为解决因棉苗稀疏、缺苗和杂草等因素导致导航路径提取困难这一问题，该研究建立了基于改进RANSAC(random sample consensus)算法和最小二乘拟合的视觉导航方法，并开展田间视觉导航路径跟踪试验。首先获取棉田前视导航图像，利用改进超绿灰度特征变换提高作物行与背景的区分度，结合自适应阈值分割方法将作物行从背景中分割出来并进行形态学滤波去噪得到二值化图像；然后根据图像中作物行目标区域的分布特征，利用改进RANSAC算法去除离散点，并对最优特征点聚类，以保证最终提取的作物行中心线的准确性，最后采用最小二乘法拟合得到导航路径。试验结果表明，传统RANSAC方法的行识别率为96.5%，平均误差角为1.41°，单幅图像平均耗时0.087 s；改进RANSAC方法去除离群点后的行识别率为98.9%，平均误差角为0.53°，导航路径提取性能得到大幅提升。利用自主开发的施药机器人及视觉导航系统在棉花苗期开展田间路径跟踪试验，施药机器人在3种不同初始状态和3种不同运动速度下自主导航行驶，最大横向偏差不超过2.59 cm，且无轧苗现象发生，满足“一膜三垄六行”种植模式下的自主导航作业要求，研究结果可为其他农业机器人的自主导航方法开发提供参考。
关键词： 视觉导航 机器人 棉田 行识别 改进RANSAC 路径拟合 跟踪试验
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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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分数阶微分数据变换在滨海盐渍土盐分反演中的适用性
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：滨海地区是中国重要的农业生态功能区，土壤盐渍化已成为该区域土地生产力退化的主要因素。为探索分数阶微分（fractional-order differentiation, FOD）数据变换在滨海盐碱地盐渍化监测中的应用潜力，该研究以中国北方典型滨海盐渍化区域—河北省黄骅市为研究区，利用环境减灾二号卫星（HJ-2B）高光谱影像，进行了阶数范围为0～2.0、步长为0.1的FOD数据变换。通过分析不同阶数下3类土壤（非盐渍化、轻度盐渍化、重度盐渍化）的光谱特征及其反射率与土壤含盐量的相关性，筛选出对土壤盐分敏感的波段作为模型输入，进而基于梯度提升机（gradient boosting machine, GBM）实现土壤盐分反演。结果表明：1）在0.9阶微分光谱下，3类土壤的光谱差异最为显著且与土壤含盐量的相关性最高，相关系数达到0.58;2）在FOD数据变换的基础上，结合皮尔逊相关性分析，计算了各波段在0～2.0阶范围内的反射率与土壤含盐量的相关性均值。结果显示，960、1 630、1 975、975和2 140 nm波段与土壤含盐量具有较高相关性，适合作为模型输入变量，以提升滨海盐碱地盐渍化监测的精度；3）根据光谱特征分离度和相关性排序，筛选出0、0.5、0.9、1.0、1.1和1.5共6个FOD变换阶数用于土壤盐分反演。其中，0.9阶影像反演精度最高，优于原始光谱和整数阶光谱，决定系数达0.78，均方根误差为1.0 g/kg。总体而言，FOD数据变换能更有效地揭示土壤含盐量与光谱信息的非线性关系，研究结果可为滨海盐碱地及其他区域的高光谱遥感土壤盐渍化监测提供参考。
关键词： 遥感 土壤含盐量 高光谱影像 分数阶微分数据变换 敏感波段 梯度提升机
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草原生产力形成与调控机制研究展望
《科学通报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：草原是全球最重要的陆地生态系统之一,为全球1/3的人口提供食物、水以及其他各种生态系统服务,同时草原在维持生物多样性和调节全球气候变化等方面具有非常重要的作用.当前,由于过度利用和气候变化,全球50%以上的草原面临持续退化的问题.在草原修复、保护以及可持续利用过程中,生产力的提高和维持是草原生态系统经济生产和生态功能的基础,因此,厘清草原生产力的形成与调控机制,是草学和生态学领域关注的重点.本文从草原第一性生产力的形成和维持、第一性向第二性生产力的转化、生产功能与碳汇功能的协同三个层次总结剖析草原生产力的形成与调控机制的研究进展.提出未来研究重点在于草原第一性和第二性生产力与碳汇功能之间的协同与权衡关系及其区域分异规律,以解决草原生产力提升和生态可持续发展中的重大理论和技术问题.
关键词： 草原生产力 生态功能 联网实验平台 第一性生产力 第二性生产力
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无压侧管对渠道分水区水力特性影响
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：渠道分水区水流流态复杂，易对分流量与泥沙淤积产生影响。因地形、来流量等因素的变化，分水侧管常出现无压状况。为探究无压侧管对渠道分水区水力特性的影响，采用物理模型试验与理论分析相结合的方法，对无压侧管在不同充满度下的主渠分水区三维流速、紊动强度、分水宽度、分流比进行研究。结果表明：自渠底至水面，纵向、横向、垂向流速均呈现出逐渐增大的变化趋势。自分水口上游至下游，纵向平均流速逐渐降低，横向、垂向平均流速先升高后降低；纵向、横向、垂向紊动强度先升高后降低，且在正对管道入口区域紊动强度较大。随着管道充满度的增大，主渠各断面纵向平均流速与紊动强度、垂向平均流速降低，横向平均流速与紊动强度、垂向紊动强度升高。分水宽度随着充满度的增大而增大，当充满度小于0.5时，分水宽度自水面向下逐渐减小，当充满度大于0.5时，分水宽度自水面向下先增大后减小。当主渠流量一定时，分流比随充满度的增大而增大；当充满度一定时，随着主渠流量的增大，分流比减小。研究成果可为田间渠管引水工程设计与维护提供一定的技术支撑。
关键词： 灌溉 管道 渠道 无压 三维流速 分水宽度 分流比
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制备工艺对菌丝复合材料抗压性能的影响
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为获得菌丝复合材料抗压性能的最佳工艺参数，该研究以压缩强度为评价指标，通过筛选与优化试验研究了真菌菌株、培养基质、基质粒径和接种量对菌丝复合材料抗压性能的影响。结果表明，采用Ganoderma resinaceum为供试菌株、芦苇秆与玉米芯为复配基质，在基质粒径为0.075～2.000 mm、接种量为7.5%的工艺参数下能制得压缩强度较高的菌丝复合材料，其10%相对形变的压缩强度达到190.99 kPa，为18.0 kg/m3聚苯乙烯泡沫塑料的1.90倍。该研究结果可为制备环保可降解菌丝包装材料提供参考，同时对提高芦苇秆等农业废弃物的综合利用率具有一定的实际意义。
关键词： 抗压强度 农业废弃物 生物质 制备工艺 菌丝复合材料
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