野生动植物保护与利用

  • 湖北星斗山常绿落叶阔叶混交林叶片功能性状沿海拔梯度的响应与适应

    王留洋;庞京艳;张科燕;

    为探究不同海拔梯度(1 250~1 650 m)下常绿树种及落叶树种的性状响应机制,以湖北星斗山国家自然保护区为对象,共采集植物样本230份,其中常绿植物样本148份,落叶植物样本82份,包含37个植物种,测定不同叶习性树种的叶片功能性状并进行研究。结果表明:叶绿素与叶片厚度呈显著的正相关关系(P<0.01),叶面积受叶宽(R~2=0.64~0.79)和叶长(R~2=0.13~0.80)共同影响,其中常绿树种叶宽对叶面积的解释度更高;常绿植物叶厚和叶绿素含量极显著高于落叶植物(P<0.001),而落叶植物叶宽和比叶面积显著更大(P<0.05);落叶植物叶绿素含量、叶片厚度均整体较常绿植物下降,叶片宽度、叶片长度、叶面积、比叶面积与干物质含量在所有海拔梯度中未发现显著变化。研究揭示了常绿树种及落叶树种通过权衡策略适应山地环境:常绿树种以叶厚、高叶绿素维持持续光合能力,落叶树种以宽叶、高比叶面积实现资源快速获取,为亚热带常绿落叶阔叶混交林植被适应机制提供研究依据。

    2025年04期 v.43;No.128 451-457页 [查看摘要][在线阅读][下载 1553K]
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  • 湖北主栽油茶品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

    胡睿;王博颖;杨旭;唐潇潇;陶玉涛;徐华丽;杨雨欣;夏迪亚·艾散;杜克兵;

    为探究“长林系列”油茶(Camellia oleifera)品种在干旱胁迫下的生理响应,通过70 d的控制干旱胁迫实验及随后7 d的复水处理,评估了5种主要长林系列品种(‘长林03、04、18、40、53号’)的抗旱能力。实验测定了叶片气体交换参数、叶绿素荧光、叶绿素相对含量、相对电导率以及丙二醛、脯氨酸、超氧阴离子、过氧化氢含量等生理生化指标。结果显示,各品种抗旱性存在显著差异。长林40号展现出较强的抗旱能力,其光合效率、光系统Ⅱ功能和细胞完整性维持优异,活性氧积累较低,并具备有效的渗透调节能力。相反,长林53号较为敏感,光合活性显著下降,氧化应激严重。以干旱胁迫70 d时5个品种的抗旱系数进行隶属函数分析,其抗旱性强弱排序为:长林40号>长林04号>长林03号>长林18号>长林53号。该研究为干旱地区油茶抗旱品种选育和栽培提供了科学依据,有助于提升油茶产业的抗逆能力。

    2025年04期 v.43;No.128 458-463+510页 [查看摘要][在线阅读][下载 1190K]
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  • 湖北星斗山蕨类植物资源区系的统计分析及分布区类型研究

    石广地;丁中彪;崔孝民;张强;艾训儒;李娟;

    为系统清查湖北星斗山国家级自然保护区蕨类植物的区系组成,并阐明其地理分布格局及保育意义。于2013—2022年,通过对97个20 m×20 m永久样地进行野外调查与标本采集,对保护区蕨类植物进行科、属级鉴定与编目;在此基础上,划分科级与属级分布区类型,统计药用种类,并与邻近保护区进行比较。共记录蕨类植物29科64属156种,其中鳞毛蕨科、水龙骨科、蹄盖蕨科和金星蕨科4个优势科占总种数量的67.31%。科级分布以热带成分占主导(82.76%),属级分布则呈现热带与东亚-北美温带成分并存的过渡带特征。已确认药用蕨类仅7种,占总数量的4.49%,开发潜力突出。与周边保护区相比,星斗山蕨类物种丰富度偏低,可能与水杉(Metasequoia)单优群落结构有关。星斗山蕨类区系起源古老、谱系连续,但多样性水平仍有提升空间;建议优化乔木层物种配置、加强珍稀濒危种类保育及系统开展药用活性成分评价。该研究为保护区蕨类植物多样性保育、药用资源可持续利用和植被经营管理提供了科学依据。

    2025年04期 v.43;No.128 464-469页 [查看摘要][在线阅读][下载 1135K]
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化学与生物工程

  • 腐食酪螨双抗体夹心ELISA检测方法的建立及初步应用

    李辉平;孙佳琪;牛梦娜;袁连焰;徐平;林金盛;侯立娟;蒋宁;马林;曲绍轩;

    为开发腐食酪螨(Tyrophagus putrescentiae)酶联免疫吸附(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)检测技术,以螨虫总蛋白免疫新西兰白兔,制备多克隆抗体;同时以螨虫变应原Tyr p10蛋白免疫BALB/c小鼠,制备了单克隆抗体。以多抗为包被抗体,单抗为酶标抗体,建立双抗体夹心法ELISA检测技术,并对其在糙皮侧耳培养料及菌丝中的检测灵敏度和可靠性进行了验证。结果显示,兔源螨虫多抗纯度达到85%以上,质量浓度为1.70 mg/mL,效价在870.4×10~3倍左右;从38株杂交瘤细胞株筛选到1株细胞株(AntiTput-10),抗体纯化达到90%以上,质量浓度为3.1 mg/mL,亲和常数为2.71×10~(10)。经棋盘滴定法确定包被抗体质量浓度为100μg/mL、酶标抗体稀释度为1∶2 000。所建立的ELISA检测方法可从食用菌培养料中检测出腐食酪螨4头/g,具有较高的灵敏度。该方法能应用于不同场景的螨虫检测。

    2025年04期 v.43;No.128 470-475+503页 [查看摘要][在线阅读][下载 1262K]
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  • 壶瓶碎米荠TRX-y1-1基因鉴定及原核表达

    高李龙;李瑶;罗国强;周毅峰;

    为解析超聚硒植物壶瓶碎米荠(Cardamine hupingshanensis)在硒胁迫下的抗氧化机制,通过生物信息学方法对硫氧还蛋白-y(thioredoxin-y,TRX-y)基因家族进行基因鉴定与分析。结果显示,壶瓶碎米荠TRX-y基因家族共鉴定出5个成员,分布在4条染色体上,均含保守活性中心“WCGPC”且定位于叶绿体;系统进化显示其与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtTRX-y聚于组I,ChTRX-y亚型具有特异性基序。硒胁迫表达谱表明,高硒质量浓度(80 000μg/L)显著诱导ChTRX-y1-1和ChTRX-y1-2在根(24 h)和叶(9 h)中的上调表达,提示其为核心硒响应基因。进一步克隆ChTRX-y1-1并构建pET28b-ChTRX-y1-1重组载体,在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21中表达,诱导条件是温度为25℃、异丙基-β-D-硫代半乳糖苷物质的量浓度为0.1 mmol/L、时长为10 h,成功获得约59 kDa的高纯度重组蛋白,经超滤浓缩后重组蛋白质量浓度达到1.26 mg/mL。该研究揭示了ChTRX-y1-1在硒胁迫中的关键作用,并建立其原核表达体系,为深入探究壶瓶碎米荠硒代谢机制提供分子基础。

    2025年04期 v.43;No.128 476-482页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K]
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  • 卷丹鳞片扦插富硒培养中的硒吸收同化及不定根与籽球再生响应

    段雨晴;罗媛;杨钰莹;张美德;邓志军;

    为探究卷丹(Lilium lancifolium Thunb.)鳞片扦插富硒培养的硒代谢与再生响应机制,以卷丹鳞片为材料,在复合基质中分别添加含量为0、3、6、12、18 mg/kg的硒酸钠培养40 d,测定再生形态指标、硒含量、茉莉酸(jasmonic acid, JA)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、过氧化物酶(peroxidase, POD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性、硒吸收同化(LlSULTR1;1、LlAPS)与JA合成(LlAOC、LlLOX)基因表达量。结果表明,随着硒酸钠添加量的增加,鳞片总硒和有机硒含量均呈递增趋势,但有机硒占比在6 mg/kg处理时达最高值(53.2±2.3)%,该处理下鳞片JA含量、POD和CAT活性均达到最大值,MDA含量最低,同时上述基因相对表达量显著上调,生根率和籽球诱导率分别显著提升至(65.6±5.1)%和(86.3±5.5)%。当硒酸钠含量大于6 mg/kg时,鳞片有机硒占比下降,JA合成受抑,抗氧化能力下降导致氧化损伤加剧,不定根发生被显著抑制。综合来看,6 mg/kg硒酸钠是卷丹鳞片扦插富硒培养的最佳添加量。该研究为卷丹富硒栽培与扦插繁殖技术优化提供了理论支持。

    2025年04期 v.43;No.128 483-489页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K]
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  • 超声波辅助离子液体提取水芹菜多酚及其抗氧化活性研究

    陈文娟;陈建福;庄远红;

    为高效提取水芹菜中的多酚并探究其抗氧化活性,采用超声波辅助离子液体法,以多酚提取率为指标,通过单因素实验考察了超声时间、离子液体物质的量浓度、超声温度及液料比对提取率的影响,并进一步通过Box-Behnken响应面法对提取工艺进行优化,同时采用DPPH·、ABTS~+·、·OH及O_2~-·清除实验评价提取物的抗氧化性能。结果表明:最佳提取工艺为超声时间为20 min、离子液体物质的量浓度为0.31 mol/L、超声温度为62℃、液料比为31∶1,此时多酚提取率达56.91 mg/g,与模型预测值相对误差为0.65%,验证了数学模型的预测效能与可靠性。抗氧化活性实验显示,水芹菜多酚对4种自由基的清除效果均呈浓度依赖性,其中对ABTS~+·清除能力最强,其半抑制浓度(median inhibition concentration, IC_(50))仅为53.19 mg/L,对O_2~-·清除能力相对较弱,IC_(50)达到302.78 mg/L。在适宜浓度下,4种自由基清除率均达72%以上,特别是对ABTS~+·清除能力可以达到维生素C的92.67%。研究表明,超声波辅助离子液体法是高效提取水芹菜多酚的可行技术,且提取的水芹菜多酚具有广谱高效的抗氧化活性,为其功能性开发与利用提供了科学支撑。

    2025年04期 v.43;No.128 490-496页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K]
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专栏:智能科学与工程

  • 基于CFE-YOLOv11的航拍图像目标检测模型

    顾成杰;彭俊铭;朱东郡;张俊军;郑亚兵;

    针对无人机航拍图像中目标尺度变化大、目标遮挡、模型参数量大等问题,提出了上下文特征增强-你只看一次第11版(context feature enhancement-you only look once version 11,CFE-YOLOv11)模型,用于航拍图像目标检测。首先,设计轻量化下采样卷积(lightweight downsampling convolution, LDC)模块,通过双路下采样增强特征信息,利用通道混洗提升跨通道信息交互能力,降低模型的参数量。其次,设计基于分离与增强注意力的3尺度卷积双路径可变核(convolutional three-scale kernel-adaptive dual-path separated and enhancement attention, C3k2-SEA)模块,提升模型的特征提取能力。同时,提出多分支空间与通道注意力(multi-branch spatial and channel attention, MSCA)模块,增强模型对不同尺度目标特征的提取能力。最后,使用双重损失优化(dual loss optimization, DLO)模块,通过差异化梯度增益分配机制,优化模型的检测效果。结果表明,相较于YOLOv11模型,CFE-YOLOv11模型在视觉无人机(visual drones, VisDrone)、遥感图像目标检测(remote sensing object detection, RSOD)数据集上,交并比阈值为0.50时的平均精确率均值分别提升了2.1、2.0个百分点,且模型参数量下降了15.4%。CFE-YOLOv11模型不仅提升了航拍图像检测精度,还缓解了模型漏检、误检情况,为准确检测航拍图像目标提供了高效的解决方案。

    2025年04期 v.43;No.128 497-503页 [查看摘要][在线阅读][下载 1882K]
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  • 基于TLIAM-Net的图像修复模型

    滕林 ;张乾 ;柏武贰 ;

    针对现有变换器(Transformer)图像修复模型对空间信息利用不足,且对大面积缺失区域的修复存在语义模糊的问题,提出基于Transformer-局部重要性注意力和Mish激活函数的编码器-解码器网络(Transformer-local importance-based attention and Mish activation function encoder-decoder network, TLIAM-Net)图像修复模型。首先,TLIAM-Net模型采用编码器-解码器架构,将Transformer块逐级连接,以充分利用图像的特征信息。其次,在每个Transformer块后引入局部重要性注意力(local importance-based attention, LIA)机制,提升模型对空间信息的利用能力。最后,在Transformer块中使用Mish激活函数,使模型平滑过渡并更好地捕捉细微特征。结果表明,当掩码比例为(0.5,0.6]时,TLIAM-Net模型在弗利克人脸高清数据集(Flickr-faces-high quality dataset, FFHQ)上的弗雷歇特起始距离(Fréchet inception distance, FID)值为12.011 6,相较于多级交互式连体滤波(multi-level interactive siamese filtering, MISF)模型降低了51.17%。TLIAM-Net模型明显提升了图像修复任务的准确度和去模糊性能,能够被广泛应用到图像去模糊、去噪、缺损补全多种子任务,并降低人工修复成本。

    2025年04期 v.43;No.128 504-510页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K]
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  • 基于外部词库和超图降噪的事件因果关系识别模型

    廖涛;胡海倩;牛冰宇;

    针对现有的事件因果关系识别方法未考虑导入外部知识后产生的噪声干扰,导致事件表示歧义增加,从而影响识别效果的问题,提出了基于外部词库和超图降噪的事件因果关系识别模型(event causality identification model based on external vocabulary and hypergraph denoising, EHDM)。首先,从外部词库中检索事件的背景知识来丰富事件的语义信息,并对带有背景知识的事件描述进行编码。然后,根据事件背景知识中多个关系对应的知识特征构建超图,通过超图卷积神经网络和多头注意力机制进一步处理特征,得到降噪后的事件特征表示。接着,对事件及其上下文进行编码得到基于上下文的特征表示,并与降噪后的事件特征表示一起通过门单元进行特征融合。最后,将融合的特征表示输入多层感知器得到预测值,实现因果关系识别。结果表明,EHDM在因果时间库(causal-timebank, CTB)数据集句内方面的F1分数相比关系图卷积网络(relation graph convolutional networks, RGCN)模型提高了1.5个百分点,在事件情节链(event story line, ESL)数据集句内方面的F1分数相比RGCN模型提高了2.4个百分点,跨句、总体方面的F1分数相比事件关系图变换器模型分别提高了2.1、3.0个百分点。该研究证实了EHDM能有效应用于事件因果关系识别领域。

    2025年04期 v.43;No.128 511-516+592页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K]
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  • 一种ROI自适应轮廓驱动裁剪的工件分类模型

    谭寒钟;文双兵;张业东;黄海峰;胡涛;

    为解决现有工件分类模型在处理高分辨率图像时非感兴趣区域(region of interest, ROI)的冗余计算问题,提出了1种ROI自适应轮廓驱动裁剪的工件分类网络模型(a workpiece classification network model with ROI adaptive contour-driven cropping, ACDC-ClassNet)。该模型利用轮廓检测定位图像最大轮廓及其中心,据此生成标准化方形ROI裁剪区域,消除背景干扰。该模型采用预训练的50层残差网络(residual network-50 layers, ResNet-50),调整其分类头以适应工件类别数量,实现高效的特征聚焦与分类。结果表明,该ROI裁剪策略平均减少72.15%的冗余区域面积,使模型更专注于工件细节。相较于原始ResNet-50,ACDC-ClassNet在准确率、精确率、召回率、F1分数等指标上分别提升3.83、4.04、3.64、4.13个百分点。同时,该策略也优于高效网络(efficient network, EfficientNet)、视觉变换器(vision transformer, ViT)模型,准确率分别提升8.40、4.27个百分点。ACDC-ClassNet为工业背景下的高效视觉检测提供了新的技术路径。

    2025年04期 v.43;No.128 517-522页 [查看摘要][在线阅读][下载 1232K]
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  • 基于改进ShuffleNetV2和度量学习的光刻热点检测模型

    李子豪;徐辉;

    针对轻量级模型在光刻热点检测中特征提取能力不足的问题,提出以改进重排网络第2版(shuffle net version 2,ShuffleNetV2)为主干网络,引入多尺度双重注意力(multi-scale dual attention, MSDA)模块,同时融合梯度协调机制(gradient harmonizing mechanism, GHM)和基于度量学习思想的加性角度边距(additive angular margin, AAM)的光刻热点检测模型——ShuffleNetV2-MSDA-GHM-AAM(SMGA)。该模型提升了对不同尺度上下文信息的建模与感知能力,优化了特征嵌入空间的类间判别性,缓解了数据集的不平衡。在2012年国际计算机辅助设计会议(2012 international conference on computer-aided design, ICCAD 2012)数据集上进行实验,结果显示,SMGA模型在保持98.22%的较高检测召回率的同时,平均误报数量降低到484个。该模型为实现集成电路设计阶段的高效、低成本光刻热点检测提供了可行方案,具有重要的工程应用价值和推广前景。

    2025年04期 v.43;No.128 523-528页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K]
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  • 一种基于二维振镜系统的动态目标实时跟踪方法

    刘祥玉;钱家欣;李懋然;耿树巧;王力超;

    针对传统目标跟踪方法中观测视野受限和目标受外部遮挡导致难以持续有效跟踪的问题,提出了基于二维振镜系统的动态目标实时跟踪方法(dynamic target real-time tracking method based on two-dimensional galvanometer mirror system, GDTM)。首先,采用了视野前移模块对二维振镜系统进行改进,实现了观测视场随动态目标的快速移动,同时扩展了观测范围;其次,设计了非线性约束窗口(nonlinear constrained window, NCW),使动态目标能够稳定保持在局部感兴趣区域内;最后,以平均峰值相关能量(average peak-to-correlation energy, APCE)作为遮挡判定准则,采用无迹卡尔曼滤波器(unscented Kalman filter, UKF)对振镜光轴角度进行预测,从而实现对受遮挡目标的跟踪。结果表明,在预测跟踪精确度方面,GDTM所用的UKF相较于卡尔曼滤波器(Kalman filter, KF)、扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter, EKF)分别提升了28.57%、16.67%。该方法具有响应快、鲁棒性强、成本低等优势,能够在大范围内持续稳定地跟踪受遮挡的动态目标。

    2025年04期 v.43;No.128 529-534+540页 [查看摘要][在线阅读][下载 1514K]
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  • 基于敏感函数调用图表征学习的Android恶意软件检测方法

    杜云龙;赵生慧;

    针对Android恶意软件经常被混淆以逃避检测的问题,提出基于敏感函数调用图(sensitive function call graphs, SFCG)表征学习的敏感函数调用图检测(sensitive function call graphs detector, SFCG_Detector)方法,用于检测Android恶意软件。首先,通过静态分析提取函数调用图,并设计图修剪策略,保留与敏感应用程序接口(application programming interface, API)相关的关键节点,降低图的复杂性并保留行为语义。在节点表征方面,基于变换器的双向编码器表示(bidirectional encoder representation from transformers, BERT)模型与Katz中心性,提取节点的语义特征和结构重要性。随后,利用图采样与聚合(graph sample and aggregation, GraphSAGE)神经网络对敏感函数调用图进行层次化学习,生成图级嵌入以支持分类任务。使用经典的加拿大网络安全研究所恶意软件数据集2020版(Canadian institute for cybersecurity malware dataset 2020,CICMalDroid 2020)进行实验,结果表明,SFCG_Detector在恶意软件检测上的F1分数达到98.75%,召回率达到98.89%。相比其他方法,SFCG_Detector能有效地识别出Android恶意软件,性能上有明显提升。

    2025年04期 v.43;No.128 535-540页 [查看摘要][在线阅读][下载 1408K]
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  • 基于改进MobileNetV2的掩模优化模型

    张昱;徐辉;

    针对先进工艺节点下掩模优化精度与效率难以兼顾的问题,提出了基于改进轻量级移动端网络第2版(mobile network version 2,MobileNetV2)的端到端逆光刻掩模优化模型。首先,该模型采用MobileNetV2作为主干网络,充分发挥其参数量小、特征提取高效的优势,能够适应大规模集成电路数据的处理需求。然后,在特征提取阶段多次嵌入坐标注意力(coordinate attention, CA)模块,充分融合空间位置信息与通道特征,有效提升模型对掩模边缘细节和目标结构的建模能力。最后,解码器部分集成内容感知特征重组(content-aware reassembly of features, CARAFE)模块,实现高效且动态的特征重组,有效缓解传统上采样信息丢失和边缘模糊的问题。结果表明,相比神经网络逆光刻技术(neural inverse lithography technology, Neural-ILT)、注意力加速逆光刻(attention-accelerated inverse lithography technology, A2-ILT)、可微光学邻近校正(differentiable optical proximity correction, DiffOPC)模型,改进MobileNetV2模型在工艺变化带指标降低的同时,大幅缩减了97.3%、94.2%、96.1%的周转时间。该模型能够兼顾精度、效率与工艺适应性,有效满足集成电路掩模设计与制造的实际需求。

    2025年04期 v.43;No.128 541-545页 [查看摘要][在线阅读][下载 1259K]
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  • 基于TSABiNet的车载CAN总线异常检测模型

    叶海龙;王涛;陈慧;王建彬;刘雪山;

    针对车载控制器局域网络(controller area network, CAN)缺乏身份认证和加密机制导致的安全漏洞问题,提出了基于时空注意力双流网络(temporal-spatial attention bi-stream network, TSABiNet)的CAN总线异常检测模型。该模型采用并行双流架构:首先,内容流通过嵌入层和一维卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)提取CAN消息的语义特征;然后,时序流基于双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)网络和自注意力机制对消息序列的时序依赖关系进行建模;最后,交叉注意力融合(cross attention fusion, CAF)模块通过交叉注意力机制实现内容特征与时序特征的自适应权重分配和深度融合。在汽车黑客攻击数据集(car-hacking dataset, CHD)上进行验证,结果表明,在拒绝服务(denial of service, DoS)攻击上,TSABiNet模型的F1分数相比深度CNN、基于LSTM自编码器的CAN总线异常检测(CAN anomaly detection using LSTM autoencoder, CANnolo)模型分别提升了5.40、2.48个百分点。该研究验证了TSABiNet模型在CAN总线异常检测中的有效性。

    2025年04期 v.43;No.128 546-551页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K]
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  • 多种恶劣成像环境下一体化图像恢复模型研究进展

    焦思航;高林;郜世佳;刘华国;

    为提升图像恢复模型在多种恶劣成像环境下的泛化能力与适应性,系统探讨了一体化图像恢复模型的研究进展。首先,分析恶劣成像环境下6类一体化图像恢复模型的现状;接着,总结模型特点;然后,探讨模型的局限性;最后,展望模型的发展趋势。研究发现,现阶段一体化图像恢复模型提升了图像清晰度与多场景适用性,但存在真实退化图像恢复效果较差、可解释性差、模型结构复杂等问题。未来可通过真实退化建模与自监督学习提升恢复效果,结合注意力机制与物理建模及物理信息网络提升可解释性,通过模块化设计与模型压缩实现轻量化。该研究可为高性能通用图像恢复模型的研究及应用提供重要参考。

    2025年04期 v.43;No.128 552-557页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
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数学与系统工程

  • 一种去除椒盐噪声的SP3A图像复原算法

    张沛;方壮;

    为解决高密度椒盐噪声严重破坏图像细节的问题,提出了去除椒盐噪声的即插即用交替方向乘子法(removing salt-and-pepper noise with plug-and-play alternating direction method of multipliers algorithm, SP~3A)图像复原算法。首先,通过噪声检测滤波器识别噪声位置,将图像去噪问题转化为图像修补问题;然后,建立基于变分能量的数学模型,利用即插即用交替方向乘子法(plug-and-play alternating direction method of multipliers, PnP-ADMM)作为求解框架,将正则子问题替换为已有的去噪器,从而推导出SP~3A算法;最后,在去噪器有界的条件下,证明了SP~3A算法的收敛性。数值实验表明,在高噪声水平下,SP~3A算法在峰值信噪比(peak signal noise ratio, PSNR)和结构相似性指数(structural similarity index measure, SSIM)2项指标上相比L_o重叠组稀疏全变分(L_0-overlapping group sparse total variation,L_0-OGSTV)算法分别提升了0.74 dB和0.12。该研究证实SP~3A算法能有效复原图像细节纹理部分,为去除高密度椒盐噪声提供新方案。

    2025年04期 v.43;No.128 558-565页 [查看摘要][在线阅读][下载 1686K]
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  • 基于切换观测器的区间二型模糊网络系统安全控制

    于震;周峰;阿迪亚;

    针对非线性网络化系统时常遭受非周期拒绝服务攻击和虚假数据注入攻击的情况,研究了1类区间二型模糊网络系统基于切换观测器的动态事件触发控制问题。首先,考虑到非周期拒绝服务攻击的间歇性,并针对部分系统状态不可测量的情况,构建了基于切换观测器的区间二型模糊模型的非线性系统。同时,为更好地节省通信资源,采用了更具优势的动态事件触发控制方法。然后,运用Lyapunov稳定性理论,得到了被控系统的随机渐近稳定性条件以及控制器设计方法。最后,通过仿真算例验证了当被控系统中发生2种网络攻击时该系统的稳定性。研究表明,该区间二型模糊系统在应对混合网络攻击时,提升了系统抗干扰能力和运行可靠性,具有重要的理论意义与实际应用价值。

    2025年04期 v.43;No.128 566-573页 [查看摘要][在线阅读][下载 1280K]
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  • AdS5-Schwarzschild黑洞弦运动的显式辛算法构造及动力学研究

    王莹嵘;徐振梦;马大柱;

    针对低阶非保辛结构算法在模拟黑洞视界附近弦的动力学演化时极易产生假混沌现象的问题,以五维反德西特背景下的史瓦西(five-dimensional anti-de Sitter-Schwarzschild, AdS_5-Schwarzschild)黑洞背景为例,提出构造高精度显式辛算法。将系统的哈密顿函数分解为5个可积的子部分,分别设计了2类四阶显式辛迭代格式。成功构造的显式辛算法不仅严格保持了系统的辛结构,而且有效抑制了低阶非保辛结构算法积累的长期截断误差,大大提高了精度和计算效率。基于显式辛算法提供的高精度且长期稳定的数值解,通过分析庞加莱截面和李雅普诺夫指数图,发现系统所有的稳定轨道均为有序运动,未出现混沌现象。数值实验与理论分析结果一致,说明显式辛算法能够准确地描述弦在强引力场中的长期动力学演化。该研究提供了在强引力天体系统中构造显式辛算法的新路径,具有重要的应用价值。

    2025年04期 v.43;No.128 574-579页 [查看摘要][在线阅读][下载 1263K]
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地理信息科学

  • 危岩体监测预警技术研究现状及发展趋势

    孙先波;董珂雯;彭庞迪;金浩宇;黄勇;易金桥;胡涛;朱黎;宋健;

    为提高复杂地质条件下危岩失稳崩塌灾害的监测预警水平与防治效率,通过广泛检索和深入分析国内外相关文献,系统研究了危岩体地质灾害,危岩体监测预警技术的研究现状、存在问题及发展趋势。结果表明,危岩监测预警技术已由传统人工观测逐步发展为基于三维激光扫描、光纤传感等的实时传感监测,并融合机器学习(machine learning, ML)与深度学习(deep learning, DL)实现智能化判别;微震监测与多物理场耦合模拟成为重要补充。然而,当前技术仍存在孕灾特征识别精度不足、失稳前兆动态判据缺失、预警时效性受限等瓶颈。未来研究可聚焦多源数据融合,加强机理驱动与数据驱动的融合建模,构建高效智能化预警与应急响应体系,并推动危岩灾害防治从被动治理向主动防控转变。

    2025年04期 v.43;No.128 580-584+600页 [查看摘要][在线阅读][下载 1134K]
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  • 基于InVEST模型的嘉陵江流域碳储量及生态脆弱性研究

    周恒;潘安;舒成强;曹珑誉;杨英;丛睿;

    针对嘉陵江流域土地利用变化对陆地生态系统碳储量的扰动问题,基于2000—2020年土地利用数据,耦合生态系统服务和权衡的综合评估(integrated valuation of ecosystem services and trade-offs, InVEST)模型与地理探测器,系统评估了流域碳储量的时空变化特征与驱动因素,并采用潜在影响指数揭示了其生态系统服务的脆弱性。结果表明:2000—2020年嘉陵江流域土地以耕地和林地为主,耕地和草地面积减少,林地和建设用地大面积增加,耕地、林地和草地转移明显;流域内碳储量呈持续增加趋势,2000—2020年间增加了0.90×10~8 t,空间上呈现北高南低的分布格局;嘉陵江流域土地利用程度综合指数下降了5.31,潜在影响指数表现为负面潜在影响,碳储量服务脆弱性增强;高程、年均气温和坡度是嘉陵江流域碳储量空间分异的主要驱动因子,各因子交互探测以双因子增强作用类型为主。该研究成果可为长江上游生态屏障区国土空间优化与“双碳”目标协同推进提供科学范式。

    2025年04期 v.43;No.128 585-592页 [查看摘要][在线阅读][下载 1696K]
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  • 长三角城市群植被总初级生产力时空变化及其影响因素

    张砚婷;汤弟伟;陶文;王钰鑫;

    为厘清2001—2023年长三角城市群植被总初级生产力(gross primary productivity, GPP)的时空演变规律及其驱动机制,整合遥感与气象数据,采用变异系数、泰尔-森中位数趋势结合曼-肯德尔检验,以及赫斯特指数对GPP演变特征进行多尺度分析。通过对比4种机器学习模型的预测表现,选出最优的轻量级梯度提升机(light gradient booster machine, LigthGBM)模型,并结合沙普利加性解释(Shapley additive explanations, SHAP)方法揭示驱动因子的重要性及交互效应。研究发现,2001—2023年长三角地区多年平均GPP为1 130.41 g/(m~2·a),年际变化呈显著上升趋势(年平均变化量为6.71 g/(m~2·a),P<0.05)。空间上表现为“南高北低”格局:南部林地集聚区为高值区,北部以耕地和建设用地为主的区域为低值区。LightGBM模型优于其余模型。SHAP结果表明,驱动因子贡献度排名前5的依次为:高程>饱和水汽压差>夜间灯光>坡度>干旱指数。高程与气候-人为因子的交互对GPP提升尤为显著。各驱动因子的影响具有明显的非线性特征,对植被GPP的影响较为复杂。该研究可为长三角植被保护和生态治理提供科学参考。

    2025年04期 v.43;No.128 593-600页 [查看摘要][在线阅读][下载 2809K]
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  • 湖北民族大学学报(自然科学版) 2025年总目次

    <正>~~

    2025年04期 v.43;No.128 601-604页 [查看摘要][在线阅读][下载 1026K]
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  • 湖北民族大学学报(自然科学版)2026年征稿启事

    <正>《湖北民族大学学报(自然科学版)》(ISSN 2096-7594,CN 42-1908/N)本着“立足于土,涵泳自然,走向世界”的办刊理念,坚持“为民族地区经济、科技发展服务,为学校学科建设服务”的宗旨,立足于自然科学基础理论与工程技术的应用研究,突出野生动植物保护与利用学科特色,重视民族地区特色资源开发与产业技术研究,搭建自然科学学术交流平台,追踪学术前沿,推动理论创新和技术创新,努力为地方经济发展和科技进步做贡献。2024年本刊成功入选EBSCO学术全文数据库,开通CNKI论文网络首发系统。根据《中国学术期刊影响因子年报(2025版)》,本刊影响力指数(CI)值为85.247,CI值学科排序为67 (该学科总数为296),位列Q1区;学报复合影响因子(IF)为1.503,学科排序为41(总296);期刊综合IF为1.079;各类基金项目论文比为99%。本刊现为RCCSE中国核心学术期刊、全国高校自然科学学报特色期刊、全国民族地区十佳学报、第八、九、十届湖北省优秀期刊。

    2025年04期 v.43;No.128 605页 [查看摘要][在线阅读][下载 790K]
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