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期刊信息/Journal information
北京大学学报（自然科学版）
北京大学
北京大学学报（自然科学版）

北京大学

赵光达

双月刊

0479-8023

xbna@pku.edu.cn

010-62756706

100871

北京海淀北京大学校内

北京大学学报（自然科学版）/Journal Acta Scientiarum Naturalium Universitatis PekinensisCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报创建于1955年12月，是北京大学主办的自然科学（包括技术科学）综合类学术性刊物。主要刊登北京大学教师、研究生及海内外校友在基础科学、技术科学和边缘科学等领域的研究成果及综述性文章。由北京大学18个理科院、系、所的30名教授组成学报编委会，负责确立学报的办刊宗旨及审定论文的学术质量。学报被国际权威检索文献数据库CA，SA，MR，GR以及EI等收录，是国内自然科学综合类学科的核心期刊，在国内的被引用率、影响因子等在综合类学术期刊中都名列前茅）。
正式出版
收录年代

    基于足底压力和卷积长短期记忆神经网络的前交叉韧带断裂智能辅助诊断

    李玳王天牧张思秦跃...
    109-117页
    查看更多>>摘要：提出一种基于卷积长短期记忆神经网络的深度学习模型 PressureConvLSTM,用来提取行走过程中足底压力的空间特征和时序特征,并进行步态分类.通过对前交叉韧带断裂患者的足底压力数据分析,实现智能辅助诊断.结合临床数据的实验结果表明,PressureConvLSTM模型对前交叉韧带断裂的辅助诊断,能够达到 95%的预测准确度;与卷积神经网络等其他模型相比,准确度得到大幅度提升.

    智能诊断前交叉韧带断裂足底压力深度学习卷积长短期记忆神经网络

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    利用生物声学指标评估暗针叶林鸣禽围攻事件中的鸣声特征

    王江月田佳周正暘马晓昀...
    118-126页
    查看更多>>摘要：利用鸣声播放实验,并结合自动录音技术,综合使用多种声学指数,探究亚高山森林生态系统中,森林鸣禽在围攻事件中鸣声的声学特征及其变化规律.2021 年夏季,在四川王朗国家级自然保护区冷云杉暗针叶林中分别播放领鸺鹠(Glaucidium brodiei)鸣声和暗绿柳莺(Phylloscopus trochiloides)报警鸣叫来引发鸣禽围攻,使用自动录音设备记录播放期间及播放前后在实验位点上自由活动的森林鸣禽的鸣声.设置 12 个位点,每个位点进行领鸺鹠和暗绿柳莺播放实验各一次.24 次实验共记录到分属 3 目 17 科的 28 种鸟类参与围攻行为,实验录音总有效时长为 1057 分钟.对围攻行为的观察和对录音记录的声学指数分析结果表明:1)领鸺鹠鸣声和柳莺报警鸣叫都可以有效地引发鸣禽的围攻行为,柳莺类与山雀类鸣禽是参与围攻的主体;2)两种鸣声播放期间,森林鸣禽的鸣声声强均显著高于播放前(领鸺鹠鸣声实验 SPLavg =-31.02±4.87 dB(播放期间),SPLavg =-42.74±4.68 dB(播放前空白段),p = 0.001;暗绿柳莺报警鸣叫回放实验 SPLavg =-33.26±4.05 dB(播放期间),SPLavg =-46.38±4.54 dB(播放前空白段),p = 0.001),鸣声复杂度均显著低于播放前(领鸺鹠鸣声实验 H = 0.76±0.02(播放期间),H = 0.80±0.03(播放前空白段),p = 0.001;暗绿柳莺报警鸣叫回放实验 H = 0.77±0.02(播放期间),H = 0.82±0.02(播放前空白段),p = 0.001);3)播放领鸺鹠鸣声或暗绿柳莺报警鸣叫并未引发声学指数变化程度的显著不同.研究结果从声学层面为鸟类行为研究提供新的思路,同时为大范围的声景监测数据提供新的行为学应用场景.

    自动录音技术声学指数鸟类围攻行为鸣声播放实验森林鸣禽王朗国家级自然保护区

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    实验教学用植物活体荧光影像系统的研制

    王璠璘贺新强王东辉
    127-132页
    查看更多>>摘要：通过植物培养及拍摄系统的开发,研制低成本的植物活体荧光影像系统.该系统采用双层箱体结构设计,分为恒温光照培养系统和荧光记录系统两部分,可以为植物生长发育提供所需的生命支撑功能,还能实时获取植物生长发育过程中的关键图像,包括监控转基因植物发育过程中荧光信号的时空模式.利用该系统成功地对EGFP转基因烟草和拟南芥进行培养和实时观察.低廉的成本极大地扩展了该系统在实验教学中的运用,也为生命活动的观察和检测研究奠定基础.

    仪器研制植物活体荧光影像系统植物培养实时显微记录仪植物培养箱

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    青藏高原1981-2015年暖季降水变化趋势:受控于大尺度环流型变化

    孙亚伟吴振鹏黎立页张庆红...
    133-144页
    查看更多>>摘要：利用最新的高时空分辨率融合降水数据集,研究青藏高原的长期降水变化趋势.结果表明,在 1981-2015 年的暖季(5-9 月),青藏高原降水量显著增加(格点平均趋势为 0.9 mm/a),其东北部、中部和西部最为显著.采用 T 模态倾斜旋转主成分分析法(PCT),将青藏高原 500 hPa 位势高度场分为 9 个典型环流型,发现第 2 和第 4 环流型(T2 和 T4)是暖季降水量增加的主导环流型(DT).DT 位势高度场为西低东高的"槽脊对峙"分布,青藏高原暖季降水量增加体现在 DT 主导降水日数和日均降水量的共同增加.除 DT 环流型数量的增加导致青藏高原中西部降水增加外,降水增加机制还包括降水条件的优化,即 T2 以"槽脊对峙"加强为驱动的动力条件优化为主导,T4 以"水汽滞增"加强为驱动的热力条件优化为主导.

    青藏高原(TP)降水长期趋势大尺度环流

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    风云三号E星空间环境载荷综合探测技术

    沈国红黄聪张鹏飞张效信...
    145-156页
    查看更多>>摘要：针对中国风云三号卫星运行的低地球太阳同步轨道,开展空间环境及粒子辐射效应监测,提出基于空间环境监测器Ⅱ型载荷的综合探测技术.在各载荷技术指标的地面研制过程中,通过标准放射源、等效信号源、粒子加速器和标准磁场等不同方式进行标定和实验验证.结果表明,多方向全能谱粒子探测的能量范围为 30 keV～300 MeV,精度优于 10%;磁场强度测量范围为-65023～+65023 nT,精度优于 0.73 nT;电位探测范围为-32.4～+23.7 kV,灵敏度优于 10 V;辐射剂量探测范围为 0～3×104 rad(Si),灵敏度优于 8.3 rad(Si).通过空间环境监测器Ⅱ型载荷对卫星运行轨道上的粒子辐射环境、原位磁场矢量变化、辐射剂量累积以及卫星表面电位变化等进行观测,可以为航天活动、卫星设计、空间科学研究及空间天气预警预报业务提供必要的数据支撑.

    空间环境粒子探测电位探测辐射剂量磁场探测

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    基于环境DNA宏条形码的汉江上游黄金峡段鱼类多样性研究

    丁洋李艳艳赵进勇彭文启...
    157-164页
    查看更多>>摘要：2020 年,采用环境 DNA 宏条形码对汉江上游黄金峡鱼类多样性进行研究,并对比历史调查数据,构建汉江上游黄金峡段鱼类名录.从 9 个采样点中共检测出 20 种鱼类,占名录的 45.45%;鲤鱼(Cyprinus_car-pio)、鲫鱼(Carassius_auratus)、圆吻鲴(Distoechodon_tumirostris)和银鮈(Squalidus_argentatus)为优势种;黄金峡上、下游 Shannon 指数存在显著性差异(P<0.01,n=9),上游鱼类 Shannon 指数明显大于下游,黄金峡水利枢纽是造成鱼类多样性空间差异的主要原因.环境 DNA 检测出的鱼类组成与过去传统方法监测的结果相近.环境 DNA 宏条形码技术是一种新兴的生物监测手段,可以辅助传统鱼类监测方法,快速检测汉江上游鱼类多样性及其空间分布.

    环境DNA宏条形码鱼类多样性汉江上游黄金峡段

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    水土平衡的生境营造模式及其工程应用

    王志勇李嘉宁彭晓洪敏...
    165-174页
    查看更多>>摘要：对我国农业生产中的 23 种理水造田智慧进行梳理,总结其处理水土关系的方法,发现通过就地填挖土方,将雨水径流进行收集或分离,在局部与土壤形成一种动态稳定的互生互养关系,是营造可种植生境的核心.在此基础上,提炼出"挖凹以集蓄塑造汇水区、堆凸以分流塑造分水岭"的两种生境营造模式.依据地形坡度与河水淹没范围之间的动态关系,提出两种生境营造模式在流域尺度的空间分布范式——多尺度分水岭-汇水区的嵌套结构.将两种生境营造模式应用于生态修复工程实践,证明其具有处理水土平衡关系、营造可种植生境的潜力,可为当前我国的生态修复工程提供方法和技术参考.

    设计生态传统生态智慧生境营造生态修复基于自然的解决方案

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    运行模式对聚磷生物膜同步去除和富集磷酸盐效果的影响机制

    毕贞欧阳志康钱萌萌刘宇清...
    175-182页
    查看更多>>摘要：为了探究运行模式(即厌氧、好氧顺序不同)对聚磷生物膜磷去除与回收效果的影响,采用相同的聚磷生物膜对模拟城市污水进行磷回收.经过连续运行生物膜反应器,发现在不同运行模式下,聚磷生物膜的吸磷和释磷环境(水体中磷浓度)有显著差异.在"厌氧-好氧交替"模式下,好氧阶段的高磷负荷会强化生物膜的吸磷能力,此时磷回收的效果取决于吸磷的限值;而"好氧-厌氧交替"模式下,厌氧阶段的高浓度磷会抑制生物膜释磷能力,成为限制磷回收效果的主要原因.这种由运行模式带来的吸磷和释磷环境差异导致生物膜的好氧吸磷量、厌氧释磷量以及释磷时的碳源利用率不同,"厌氧-好氧交替"模式下生物膜的碳源利用效率为 0.213 mmol P/mmol C,远高于"好氧-厌氧交替"模式下的 0.046 mmol P/mmol C.综合来看,"厌氧-好氧交替"模式下的聚磷生物膜磷在磷去除率和碳源利用率方面更具优势,而"好氧-厌氧交替"模式下的磷回收效果更佳,磷回收液浓度达到 99.90 mg/L.

    聚磷生物膜磷回收吸磷释磷运行模式

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    甲醛法处理兰炭废水反应条件的优化

    王亚俐柏旭波孙娟娟
    183-187页
    查看更多>>摘要：利用甲醛将兰炭废水中的酚类物质转化为酚醛树脂,以便资源化利用兰炭废水.通过测定酚醛树脂生成过程中挥发酚、COD、氨氮和油的含量,调控反应时间、温度以及原料比例,确定制备酚醛树脂的最优反应条件.同时,应用 X 射线晶体衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征技术对生成的酚醛树脂进行理化分析.研究结果显示,甲醛法处理兰炭废水制备酚醛树脂的最佳条件为反应温度=90ºC,反应时间=4 h,甲醛与兰炭废水的体积比=1:40.

    兰炭废水酚醛树脂反应条件优化表征

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    三维度生命意义感量表的中文版翻译及其信效度检验

    苗淼周志伟钟绍婷何庆欢...
    188-194页
    查看更多>>摘要：引入三维度生命意义感量表(Three Dimensional Meaning in Life Scale,3DM),包含目标、重要性和一致性 3 个维度,检验其中文翻译版的信效度和测量等值性.样本 1(544 名大学生)用于探索性因素分析,样本 2(559 名成年人)用于验证性因素分析和测量等值性检验.选取生命意义感问卷作为效标效度,正性负性情绪量表和生活满意度量表作为聚合-区分效度.间隔 1 个月,对 345 人进行重测,考察重测信度.结果表明,探索性和验证性因素分析支持三维度结构,总量表及分量表的内部一致性系数在 0.82～0.95 之间,重测信度在0.71～0.83 之间.3DM 量表总分及分维度与拥有意义感、寻求意义感、正性情绪和生活满意度显著正相关,与负性情绪显著负相关.3DM 量表具有跨性别与跨时间的测量等值性.研究结果证明,3DM 量表具有良好的信效度,可以在中国用于测量生命意义感的不同成分.

    生命意义感信度效度测量等值性

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