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自然科学进展
自然科学进展

朱作言

月刊

1002-008X

progress@mail.nsfc.gov.cn

010-62327202/6952

100085

北京海淀区双清路83号

自然科学进展/Journal Progress in Natural ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是反映我国自然科学领域基础研究和应用基础研究成果的综合性学术期刊。刊登具有创造性、高水平、有重要意义的学术论文，国内外发行。
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    螯合剂强化重金属污染土壤植物修复的机制和应用研究进展

    张玉秀黄智博柴团耀
    1149-1158页
    查看更多>>摘要：螯合剂能活化土壤中的重金属离子,提高其生物有效性;与重金属离子结合形成螯合物,降低重金属对植物的毒性;促进植物对重金属的吸收和由根部向地上部转运能力,从而可以提高植物重金属的累积量和提取效率.螯合剂的作用因螯合剂和重金属种类的不同而异:人工合成的多羧基氨基酸ED-TA强化植物修复Pb污染土壤的能力最强,但对Cd污染土壤的作用较小.天然的多羧基氨基酸EDDS对提高植物提取Cd和Pb的作用不如EDTA,但对Cu和Zn提取作用较强;此外,EDDS对提高植物吸收Cu,Pb和Zn的效果高于NTA.EDTA及其复合物在土壤中持续时间长,生物毒性较大,易造成环境二次污染;与之相比,EDDS和NTA易于生物降解,其中EDDS将可能成为人工多羧基氨基酸的替代品.目前,螯合剂诱导的植物提取效率较低,这可能与添加螯合剂的时间和剂量以及植物种类有关.本文主要综述了螯合剂增强植物提取的作用机制、应用效果和存在问题,并提出了进一步研究的方向.

    螯合剂重金属植物提取

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    陶家寨墓地M5号墓主线粒体DNA片段分析

    李胜男赵永斌高诗珠周慧...
    1159-1163页
    查看更多>>摘要：以青海省西宁市陶家寨墓地M5号墓中的14个个体的牙齿样本为研究对象进行线粒体DNA研究.考古学研究表明该墓葬年代为东汉-魏晋时期(距今2000 a左右),并可能为家族墓地.通过对该墓地的14个个体的高可变一区(HVRⅠ),高可变二区(HVRⅡ)测序及扩增片段长度多态性(APLP)分型,共检出8个单倍型,分属于A,B,D,Flc,Z和M,6个单倍型类群.与周边地区的古代人群相比较,实验样本与同一地区距今约4000 a前的喇家古人群在遗传结构上具有一定的连续性.而与现代人群比较发现,实验样本与羌族人群有较近的亲缘关系.

    古线粒体DNA西宁陶家寨墓地中国青海

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    人工杨树林对长江中游芦苇滩地土壤细菌多样性影响的研究

    严炎孙启祥韦朝领
    1164-1174页
    查看更多>>摘要：以长江中游芦苇滩地为研究对象,利用微生物分离培养计数方法和PCR-DGGE技术重点研究了人工杨树林对芦苇滩地土壤细菌种群的影响.结果表明:与芦苇地相比,人工杨树林根际土、根表土和0-10 cm土层中的氮、速效磷和总有机碳的含量都明显降低;人工杨树林下根际土中的微生物数量都比芦苇地的低,而其根表土中则是细菌、真菌数量低于芦苇地,放线菌比芦苇地高;就4种功能细菌来说,人工杨树林根际土的纤维素菌、反硝化菌、硝化细菌和氨氧化细菌的数量则比芦苇地低,而根表土中除了氨氧化细菌外,其他3种功能细菌含量又比芦苇地的高.4种功能细菌数量在不同的土壤剖面中的分布也各不相同:在0-10 cm土层中,人工杨树林的纤维素菌和氨氧化细菌的数量高于芦苇地,而其余2种功能菌则低于芦苇地;在10-25 cm土层中,人工杨树林的纤维素菌和硝化细菌含量低于芦苇地,反硝化菌的含量却高于芦苇地,而氨氧化菌含量相同;在25-60 cm土层中,除了纤维素菌,其他3种功能细菌含量都是人工杨树林低于芦苇地.通过系统进化树分析发现,滩地中普遍存在的细菌类群为α变形菌纲、β变形菌纲和硝化螺旋菌纲,而人工杨树林和芦苇地的根表土、根际土和0-10 cm土层均存在各自专有的细菌种群,表明人工杨树林对芦苇滩地土壤中细菌种群产生了一定的影响.

    人工杨树林长江中游芦苇滩地细菌多样性PCR-DGGE

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    准噶尔盆地东南缘盐生荒漠生态系统的凝结水输入

    郑新军王勤学刘冉李彦...
    1175-1186页
    查看更多>>摘要：凝结水输入是干旱地区生态系统重要水分来源之一.文中分析了采用涡动相关法测定的2005年准噶尔盆地东南缘盐生荒漠灌木群落凝结水输入数据,并对其在一年中的输入量、时间分布规律和在全年降水中的比重进行了探讨.2005年凝结水全年输入总量为24.9 mm,占全年总降水量的17.5%;全年325天有凝结发生,平均日输入量为0.077 mm.总体看来,该地区凝结水输入有稳定性高、发生频率高和在干旱季节里比重大的特点.对一次降水过后凝结水的成因分析表明,空气接近露点而导致水汽直接凝结的情形并未发生,驱动夜间向下潜热通量除了地气逆温(地温低于空气露点温度)外,还有白天地表急剧升温、土壤表层过分干燥导致的夜间恢复性吸湿.由于干旱区环境的特殊性,夜间恢复性吸湿是最易发生的主导机制.

    凝结水输入涡动相关盐生荒漠灌木群落

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    萨拉乌苏河流域MGS5层段CaCO_3记录的末次间冰期东亚季风与沙漠环境演化

    杜恕环李保生David D.Zhang牛东风...
    1187-1193页
    查看更多>>摘要：毛乌素沙漠萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面时代上属末次间冰期的MGS5层段可以进一步划分为5a-5e亚段.其中5a,5c和5e亚段以河湖相和古土壤为主要特征,其CaCO_3含量主体呈现峰态;5b和5d亚段以风成沙丘砂沉积为主,CaCO_3含量主体呈现谷态.研究表明,末次间冰期毛乌素沙漠冬季风盛行时期,沙丘砂强烈堆积,CaCO_3大量迁移;夏季风盛行时期河湖相和古土壤发育,CaCO_3大量聚集.研究还发现,MGS5各个亚段CaCO_3记录的冬夏季风环境与格陵兰冰芯氧同位素5a-5e亚段在时间-气候性质上的变化节奏相当一致.这可能说明,末次间冰期毛乌素沙漠的演化主要受北半球冰量增减导致的东亚冬、夏季风强弱所控制.

    萨拉乌苏河流域MGS5层段末次间冰期CaCO_3环境演化

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    南海夏季风强弱年青藏高原地区春季大气的低频振荡特征

    王澄海崔洋靳双龙燕青...
    1194-1202页
    查看更多>>摘要：利用NCEP/NCAR再分析资料和气象台站逐日地温、气温观测资料,通过带通滤波的方法对南海夏季风典型强弱年,青藏高原地区3-6月大气低频振荡信号分布和传播特征进行了分析研究.指出在春季青藏高原地区的高度场和纬向风场存在30-60 d大气低频振荡、准双周和5-7 d的大气振荡.揭示了在典型的南海夏季风强、弱年,200 hPa,500hPa上低频振荡产生的位置,强度及传播特征各不相同.在典型强季风年份,高原北部形成低频振荡并向北传播;而在弱季风年份,高原地区的低频振荡具有原地振荡的显著特征.在强季风年,高原的非绝热加热削弱高原地区低频波,非绝热加热在高原以外的东西两侧中再现出来,与南北两支急流相联系.在弱季风年份,高原地区的非绝热加热起着加强高原地区低频波的作用;形成了以高原为中心的准南北方向上的振荡特征.

    青藏高原低频振荡南海季风非绝热加热

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    梅雨湿度锋上中尺度对流云团生成和发展的波捕获机制

    许小峰高丽Fei-Fei Jin
    1203-1208页
    查看更多>>摘要：提出了一个适用于梅雨湿度锋上中尺度对流系统(MCS)生成和维持的惯性重力波捕获和增长机制,并通过对一个梅雨湿度锋上的含有线性波动-CISK(第二类条件不稳定)过程的惯性重力波系统进行数值模拟加以验证.结果显示:在梅雨锋湿度锋区上引入波动-CISK机制,在弱稳定条件和弱不稳定条件下,随机扰动可以触发中尺度对流系统生成和发展;随机扰动中的小尺度波动随时间衰减,中尺度波动则在湿锋区中被捕获,并得以维持和发展,从而解释了在梅雨湿度锋区上常见的中尺度对流系统发生、发展的一个重要原因.

    梅雨湿度锋中尺度对流系统波捕获

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    断裂问题的有限元线法

    胡少伟
    1209-1217页
    查看更多>>摘要：详述了有限元线法的基本过程,建立了针对断裂问题的有限元线法,提出了奇异问题转换为规则问题的奇异结线元映射技术,并将该技术应用于数个断裂实例中,得到了高精度的计算结果,如应力分布、应力强度因子和开裂位移等重要参数.通过与其他数值方法比较,证明了该方法的正确性和实用性.研究工作拓展了有限元线法的应用范畴,为进行非线性结构断裂力学行为分析提供了一种新的可靠途径.

    有限元线法含裂缝3D物体应力强度(SIF)开裂计算

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    温度对平衡水分煤样吸附常数影响的实验研究

    程根银陈绍杰马玉姣
    1218-1220页
    查看更多>>摘要：基于两组平衡水分煤样的高压等温吸附实验,探讨了煤的吸附常数与温度的关系,并与前人的研究结果进行了对比.实验表明:平衡水分煤样条件下,饱和吸附量随温度的升高变化趋势不明显,总体略有下降;干燥煤样条件下,饱和吸附量随温度的升高变化幅度较大,下降明显.平衡水分煤样和干燥煤样得出的结果相差较大.由于平衡水分煤样更接近实际煤储层,因此研究煤的吸附性能时,建议采用平衡水分煤样.

    温度平衡水分等温吸附吸附常数饱和吸附量

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    射电望远镜馈源支撑系统索力特性研究

    姚蕊唐晓强汪劲松
    1221-1229页
    查看更多>>摘要：在新一代大型射电望远镜的机构设计中,馈源定位系统采用刚柔混联机构,利用6绳索柔性并联机构牵引馈源舱实现5个自由度的运动,以满足馈源位置和跟踪角度要求.针对40 m缩尺模型,基于混联机构中绳索并联机构姿态角度可优化的特点,文中对馈源刚柔混联机构中的绳索并联机构索力特性进行研究与优化.通过采用T&T(Tilt-and-Torsion)角的坐标转换方式建立机构运动学模型,直接辨识出绳索并联机构在任意位置下的俯仰角度,基于绳索自重引起的悬链线方程建立力平衡方程,以拉力连续平稳及避免虚牵为目标,提出刚柔混联系统中绳索并联机构的一种拉力特性分析及优化解算方法.以两条典型轨迹为例证明了该算法的可行性,其中一条轨迹上的索力最大变化率通过优化降低达90%,使索力平稳光滑.文中采用的索力优化算法可以有效降低索力变化率,平稳索力,降低电机功率,避免虚牵和提高控制精度.

    索力优化绳索并联机构悬链线射电望远镜

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