Complex networks constructed from irrational number sequences

In this paper, we construct (d, r) networks from sequences of different irrational numbers. In detail, segment an irrational number sequence of length M into groups of d digits which represent the nodes while two consecutive groups overlap by r digits (r = 0,1,...,d-1), and the undirected edges indicate the adjacency between two consecutive groups. (3, r) and (4, r) networks are respectively constructed from 14 different irrational numbers and their topological properties are examined. By observation, we find that network topologies change with different values of d, r and even sequence length M instead of the types of irrational numbers, although they share some similar features with traditional random graphs. We make a further investigation to explain these interesting phenomena and propose the identical-degree random graph model. The results presented in this paper provide some insight into distributions of irrational number digits that may help better understanding of the nature of irrational numbers.

BIODIESEL PRODUCTION FROM DIFFERENT FEEDSTOCKS IN PILOT SCALE SYSTEM

In this study, the preparations of biodiesel from three different feedstocks, including rapeseed oil, high acidified Chinese wood oil and trap grease, were carried out in a pilot scale of 200 t yr(-1) biodiesel production system. The optimum operating conditions for transesterification of rapeseed oil in plug flow reactor were found to be as follows: the catalyst dosage is 1.2 wt%; the retention time is about 17 min; the bed temperature is 65 degrees C; the oil/methanol ratio is 1:6; the content of methyl ester is 96.33% under these conditions. A kind of ion exchange resin, a solid acid catalyst, filled in the fixed bed reactor was used as the esterification catalyst for the pretreating of high acidified oil. The acid value of Chinese wood oil could be reduced from 7 to 0.8 mg KOH.g(-1) after 88 min, the optimum operating conditions were obtained as follow: molar ratio of methanol to oil is about 6:1, the temperature of the fixed bed, 65 degrees C and the retention time, about 88 min. Also a kind of acidified oil, namely trap grease, with the acid value being 114 mg KOH.g(-1) could be equally converted to a good biodiesel product through this system. Generally, the refined biodiesel product generated through this system could meet China #0 Biodiesel Standard, as well as Germany Biodiesel Standard for most indexes. It indicates that the designed process in this system has a good adaptability for different kinds of oil.

黄土丘陵区退耕前后典型流域农业生态经济系统能值分析

应用能值分析理论和方法,从资源的投入和产出结构角度对黄土丘陵区退耕还林草政策实施前后纸坊沟流域农业生态经济系统的资源利用、环境压力、能值指标变化及生态经济效益进行比较研究。结果表明:退耕前,该流域农业生态经济系统农产品总产出能值为7.53E+18 sej,退耕后减小了1.50E+17 sej,单位面积农产品生产力由退耕前的5.38E+15 sej/hm2上升到退耕后的1.68E+16 sej/hm2,畜产品的产出能值有所下降。退耕后系统生产优势度指数由退耕前的0.60上升到0.72,系统稳定性指数由退耕前的0.51增加到退耕后的0.53,退耕后流域人口承载力较退耕前大。退耕前后该流域能值投入率及环境负荷几乎无变化,净能值产出率由0.11增加到0.29,退耕前流域人均能值用量为5.16×1015 sej,退耕后增加到5.41×1015 sej,系统可持续发展指数由退耕前的2.55上升到退耕之后的6.69。退耕后,能值-货币比为2.21×1012 sej/＄,与退耕前相比变化不大。为了使该流域的农业生态系统更加持续稳定的发展,需进一步调整农业结构,优化资源投入配置,提高资源生产效率,减小环境负荷,逐步走向系统可持...

黄土丘陵沟壑区人工林地的土壤抗蚀性评价

以延安、安塞、吴旗的人工刺槐林、柠条林为研究对象,选取同一地区的自然恢复草地和坡耕地为对照,通过对5个表征土壤抗蚀性的指标即>0.25 mm水稳性团粒含量、>0.5 mm水稳性团粒含量、平均重量直径、团聚状况和团聚度的比较分析,对人工刺槐林、人工柠条林相对于自然恢复草地和坡耕地改善土壤抗蚀性的效果进行了评价,同时分析了不同林龄人工林土壤抗蚀性的变化。研究表明,人工林地相对于坡耕地,显著提高了土壤抗蚀性,但不及自然恢复草地,尤其在安塞和吴旗表现更明显;随着林龄的增长,人工林地土壤抗蚀性能增强,并趋于稳定。并通过对样地的聚类分析,也得出与上述相似的结果。综合分析表明,封禁条件下的植被自然恢复是黄土丘陵沟壑区比较适宜的植被恢复方式和控制土壤侵蚀的有效措施。

土丘陵沟壑区植被恢复过程中的土壤抗蚀与细沟侵蚀演变

对黄土丘陵沟壑区安塞纸坊沟和县南沟、延安燕沟3个流域不同恢复年限的植物群落的土壤抗蚀性和侵蚀程度进行了研究。对12个土壤抗蚀性指标进行主成分分析表明,土壤抗蚀性(主成分综合指数)强弱为灌木群落阶段>多年生草本和蒿类群落阶段>一二年生草本群落阶段,与一二年生草本群落阶段相比,灌木群落阶段与多年生草本和蒿类群落阶段的土壤抗蚀性分别增加了362.29%～673.33%和574.71%～930.00%;野外调查结果分析表明,随着植被的恢复演替,土壤侵蚀量呈现明显的下降趋势,灌木群落阶段的土壤侵蚀量仅为演替初期的1.42%～5.59%;通过回归分析,土壤侵蚀量和水稳性团聚类因子,以及有机质含量之间分别存在极显著与显著相关关系,鉴于土壤分析的易获性,可选择>0.5mm水稳性团聚体与有机质含量作为反映土壤侵蚀程度的指标。

黄土高原苜蓿草地在不同种植方式下的土壤水分变化

在长期定位试验的基础上,通过田间实地测定0~400 cm土壤含水量,分析和比较了不同种植方式下苜蓿草地土壤水分的变化。结果表明,连作苜蓿地、轮作苜蓿地的400 cm土层平均土壤含水量分别为10.6%和11.4%,均低于土壤稳定湿度,其干燥化指数为24.6%和37.2%,分别属强烈干燥化和严重干燥化,而小麦连作的干燥化指数为86.4%,属轻度干燥化。连作苜蓿地土壤干层最厚,400 cm处仍十分干燥,而轮作苜蓿地和连作小麦地到240 cm以下时,土壤水分开始有所恢复。连作苜蓿地和轮作苜蓿地通过降雨可恢复部分土壤水分,可恢复的土壤深度为40 cm和60 cm,而连作小麦地可达100 cm。不同施肥措施下连作苜蓿地土壤干燥化程度都很严重,施肥措施不是造成土壤干燥化的主要原因。轮作系统中不同轮作年限苜蓿地的土壤水分状况有一定的差异,但是均没有形成深厚的土壤干层。与连作苜蓿相比,轮作苜蓿不会大量消耗土壤深层水分而形成深厚的土壤干层,有利于土壤水分的可持续利用。

黄土旱塬冬小麦水分利用效率及相关生理特性研究

采用Li-6400便携式光合测定系统在模拟光照条件下,通过对冬小麦叶片生理指标及其相应环境因子的测定,研究了小麦的生理指标和叶片水分利用效率的动态变化规律及其对环境因子的响应。结果表明:净光合速率日变化呈不明显的双峰曲线,蒸腾速率日变化呈明显的倒"U"型曲线,且不同生育期两者峰值出现的时间不同。拔节期环境因子对生理指标的影响要比灌浆期明显的多。光合有效辐射和CO2浓度是对净光合速率和叶片蒸腾速率影响最强烈的环境因子。在小麦整个生长过程中,温湿度对气孔导度的影响在逐渐增大,对胞间CO2浓度的影响也比较明显。小麦叶片水分利用效率的日变化呈不明显的双峰曲线,其峰值出现的时间早于净光合速率和蒸腾速率峰值出现的时间。灌浆期日平均WUE比拔节期低30.5%。小麦净光合速率、蒸腾速率和气孔导度三者之间极显著相关,叶片温度与气孔导度显著负相关。

土地利用方式对土壤有机质及其碳库管理指数的影响

采用野外调查和室内分析的方式对子午岭不同土地利用方式下,土壤有机质、3种活性有机质及其碳库管理指数(CMI)进行了研究,结果表明,土壤有机质、3种活性土壤有机质含量均随土层的加深逐渐降低,在土壤剖面基本表现为林地、撂荒未翻耕地>撂荒翻耕地>农用地.同一土层,3种土壤活性有机质含量及其有效率表现为低活性有机质>中活性有机质>高活性有机质.不同利用方式下,活性有机质有效率随有机质活性增强,呈现撂荒未翻耕地>林地>撂荒翻耕地>农用地的趋势.不同利用方式之间的CMI的差异随有机质活性的增强而增大,且影响深度也逐渐加深.在0~30cm土层内,林地3种活性有机质的CMI高于撂荒翻耕地和农用地;而在30cm之下土层,3种利用方式低活性有机质的CMI相差不大,但中活性有机质和高活性有机质的CMI表现为林地>撂荒翻耕地>农用地.3种活性土壤有机质与其他生物化学性质之间均表现为显著或极显著相关关系,表明活性有机质可以指示土地利用方式对土壤有机质和CMI的影响.

侵蚀环境人工灌木林土壤活性有机碳与碳库管理指数演变

采用时空互代法,以黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工柠条和沙棘林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、非活性有机碳(NLOC)及碳库管理指数的演变特征。结果表明,侵蚀环境下的坡耕地由于人为干扰,土壤碳库含量偏低,退耕营造柠条林可以显著增加土壤碳库各组分含量,并随恢复年限呈显著线性关系,25 a时TOC、LOC和NLOC分别较坡耕地增加271%、144%和204%,仅为侧柏林的32%、30%和29%,碳库指数和碳库管理指数较坡耕地明显增加,增幅分别达到144%和108%,仅为侧柏林的28%和43%;不同灌木林对土壤碳库管理的改善作用不同,恢复年限相同的沙棘林土壤碳库组分含量和管理指数明显高于柠条林,坡耕地营造灌木林后土壤经营和管理水平得到了显著改善,土壤系统向着良性方向转变。相关性分析表明有机碳、活性有机碳、非活性有机碳、碳库指数、碳库管理指数与土壤主要肥力因子相关性极其密切,可以作为反映生态恢复过程土壤质量演变的指标。

陕北风沙滩地区紫花苜蓿地下滴灌带埋设深度初步研究

研究了半干旱沙区不同滴灌带埋设深度下紫花苜蓿的生长特性。通过试验研究分析了滴灌带埋设深度对紫花苜蓿植株高度、茎粗、分枝数、根系生长、根系密度和产量等生长特性的影响。采用主成分分析法对不同滴灌带埋设深度的紫花苜蓿等生长特性进行了综合评价。结果表明,滴灌带不同埋设深度对苜蓿各个生育期生长特性指标影响不同。在苗期,埋设深度为10 cm的处理,有利于苜蓿生长。从分枝期起,埋设深度为30 cm的处理优于其它处理;在整个生育期内,不同埋设深度对苜蓿生长特性影响的综合评判结果为:埋深30 cm>埋深20 cm>埋深10 cm>埋深40 cm。

有机化合物结构自动解析专家系统研究

本文建立了一个能用于含N、P、O、S、Si及卤素等多种杂原子的有机化合物结构自动解析专家系统ESESOC(Expert System for the Elucidation of the Structure of Orsanic Compounds)。它可从未知化合物的分子式、光谱数据(包括IR, MS，~1HNMK ~(13)CNMR, 2D-NMR等)及其它化学信息自动地推衍出与己知信息相一致的候选化合物结构。ESESOC系统由三个部分组成：(1)光谱知识库及其光谱解释模块；(2)结构产生器；(3)结构验证模块。其结构解析基本过程为：从分子式、光谱数据或其它化学信息出发，由未知化合物的光谱数据去检索光谱知识库，即进行数据分析并推断出该未知化合物中可能含有的结构碎片，然后由结构产生器从这些结构碎片进行候选化合物结构的穷举生成，最后对候选结构进行验证并输出结果。从而实现由化合物光谱数据鉴别未知化合物结构的自动化。结构产生器是系统的核心模块。对一个结构产生器的基本要求是：穷举性，非冗余性，有效性。要完成一个能实际使用的结构产生器，效率则是至关重要的。ESESOC系统生成结果的穷举和非冗余性己通过与图论计算结果及著名的DENDRAL系统的生成结果相比较得以证明。如由本系统生成的烷烃系列C_nH_(2n+2)，及醇、醚系列C_nH_(2n+2)0的异构体数目与图论理论计算的数目相同；对C_5H_n n = 12，10，8，6，4，2，O；C_6H_n n = 14，12，lO，8，6，4，2，O系列，及含多种杂原子(O、N、S等)的复杂体系，其异构体生成结果则与DENDRAL系统的生成结果完全一致(DENDRAL系统的结构生成算法是经数学证明了是正确的，其结果已被很多系统引为穷举和非冗余性的例证)。关于ESESOC系统的有效性，在同一计算机上测试结果表明ESESOC系统的结构生成效率比著名的日本的CHEMICS系统高很多倍。结构解析专家系统另一重要组成部分为谱图知识库，它是逻辑推理的基础。专家系统的效能取决于其子结构一子光谱相关的知识库的有效性，所以要建造一个有效的~(13)CNMR知识库，关键在于建立一个好的子结构模型．在~(13)CNMR知识库中，子结构的概念与常规的子结构概念有所不同，它包括两个组成部分，(1)中心原子，它对应于一个化学位移；(2)环境部分，结构环境决定了中心原子的化学位移峰的位置。子结构模型的选择要适当兼顾信息全面和防止“组合爆炸”两个因素。ESESOC系统从~(13)CNMR本身的特征出发，提出了不确定层数的子结构模型。即以共振碳原子为中心，以与之相连的完整的官能团为外围环境，对这样的子结构，其外围环境根据官能团的不同可以是一层、或二层乃至多层，即环境层数是可变的。此即为ESESOC系统的广义-层子结构模型，它具有包含结构信息全，所有可能存在的子结构数量适中等优点。在此子结构模型的基础上，从CIAC-~(13)CNMR谱图数据库统计出。~(13)CNMR知识库，即子结构-~(13)CNMR化学位移相关表。ESESOC系统中结构验证方法有： ~(13)CNMR谱峰数预测，~(13)CNMR波谱模拟，应力能计算等。在结构解析专家系统研究中还涉及到如下三个问题：(1)结构编码；(2)结构之间相互比较；(3)结构中原子的对称性分析。在本研究中，对这些问题都提出了新的方案，并均获得较好结果。(1)在建造化合物结构信息系统时，首先要解决化合物结构的计算描述，即结构编码问题，以进行化合物结构的计算机存储和管理。为此我们提出了两种新的拓扑指数编码方案，即ID指数和EAID指数。由ESESOC结构产生器穷生成了含1-22个碳原子的380多万个链烷烃异构体，含1-12四价碳原子的20多万仑复杂多环异构体及40多万个含杂原子的化合物，通过对这3个系列共440多万个化合物结构的验证，结果表明，ID和EAID指数对这440多万个化合物结构均能唯一地区分，即没有出现简并(简并是指两个或多个不同的结构具有相同的拓扑指数值)。这是迄今未见报道的。(2)在计算机结构信息处理中，最常遇到的一个问题就是确认一个结构是新结构还是为已知结构，这就要把该结构与库中的结构进行逐个比较。为了结构的比较，我们以二维连接表描述化合物的结构，因连接表随化合中原子的编序的变化而变化，因而就需要有一套序号赋值规则，无论结构图在画法或形状以及原子的序号上如何变化，都可使得结构图中的各原子按该规则得到唯一的排序方案。ESESOC系统的唯一性序号方案集中了Morgan算法及其改进方案之所长，并加入新的图的不变量，如最小环指数等以正确地划分分子中的原子，从而得到一个新的唯一性排序方案，该方案效率较高，可适用于各类复杂化合物。在ESESOC系统中，我们还以一维的整数数组来存贮和管理二维连接表，即得到压缩连接表，这在结构比较时大大地节省了系统开销，提高了比较速度。在同一结构中，若各原子由两种不同编序方案得到同一连接矩阵，则与某一序号所对应的两个原子所在结构图中的拓扑环境是等价的，也就是说两个节点是拓扑等价的，或具有拓扑对称性(Topological Symmetry)。化合物结构中原子的唯一性排序算法，有机化物结构异构体穷举生成过程中冗余对接的消除，NMR谱模拟等都与拓扑对称性密切相关。在ESESOC系统建造过程中，我们提出了三个新的拓扑等价性分析算法，它们是基于节点矩阵的拓扑等价性算法，基于全通道算法的拓扑等价性算法，以及基于扩展连接矩阵算法的拓扑等价性算法。这些算法结果准确，效率高，适用于各类化合物。

Optical and structural properties of anodized AlxGa1-xAs layers

The optical and structural properties of anodized AlxGa1-xAs films were investigated by using optical reflectance, X-ray photoemission and Auger electron spectroscopy (XPS and AES). II was found that the anodization process occurs progressively from the surface to the bulk of AlxGa1-xAs and the formed oxidation film comprises mainly oxides of Al and Ga together with a relatively small amount of As. The refractive indexes of the anodized Al0.8Ga0.2As film and Al0.8Ga0.2As film itself were deduced to be about 1.80 and 3.25, respectively, indicating that the anodization film is desirable for anti-reflection coating of the surface of AlxGa1-xAs/GaAs solar cells. (C) 1997 Elsevier Science S.A.

土壤低剂量PAHs污染生态毒理诊断指标研究

本文探讨了蚯蚓细胞色素P450作为生物标记物诊断土壤低剂量PAHs污染的可行性，主要以蚯蚓P450含量和AHH活性二项指标为主，开展“土壤低剂量PAHs污染敏感生态毒理诊断指标研究”，并结合其它分子毒理诊断指标，通过指示敏感性比较，最终建立土壤低剂量PAHs污染早期诊断的敏感生物标记指标或指标组合，为土壤污染早期诊断奠定基础。 蚯蚓P450含量测定方法研究表明，在强化预处理的基础上，通过微粒体增溶、物理分离和解剖后内脏直接测定等去干扰手段均可实现P450含量的测定。通过三种方法的比较，最终确定内脏直接测定法为最佳方法。在此基础上，对CO通气量进一步优化，确保P450含量的准确定性和定量。 低剂量PAHs胁迫下蚯蚓细胞色素P450响应研究表明，P450含量和AHH活性两指标随暴露时间的增加总体上表现为“先诱导后抑制”的响应规律，且响应因PAHs的不同而存在差异，对芘的指示效应最强，荧蒽次之，菲最弱，与其毒性大小相关。其中，AHH对PAHs的指示作用优于P450含量，两指标的响应情况显示了它们作为生物标记物的可行性。为增强污染诊断的灵敏性和有效性，可将蚯蚓P450含量和特异性同工酶活性联合，彼此互为补充，共同应用于土壤污染生态毒理诊断中。 低剂量PAHs胁迫下，参比指标的响应情况与P450相比结果显示，P450含量和AHH活性的指示效应最明显；SOD和POD活性的指示次之；GST和CAT活性虽表现出指示效应，但并不是对三种PAHs都具有指示效果；MDA含量对低剂量PAHs的指示性最差。不同指标对污染物的指示敏感性存在差异，因而在进行土壤污染生态毒理诊断时，应选用多指标联合，彼此相互补充，以适应不同污染状况下的污染诊断。酶活性对毒物暴露的响应在时间上是一个动态变化过程，单一时段的暴露结果可能不足以揭示污染物的毒性效应，选择多时段检测对污染暴露的灵敏指示尤为重要。 应用蚯蚓生化指标对沈阳污灌区土壤进行毒性诊断，结果表明P450、AHH、GST、POD和CAT五个指标通过不同时段的检测均可对供试土壤显示出指示效应；而SOD和MDA两指标均出现“漏诊”现象。同实验室条件下低剂量污染情况相比，P450含量和POD的指示效果在两种情况下均较好；AHH、SOD在实验室条件下的指示更为优越；而GST、CAT和MDA更适合于污染物复杂的实际土壤诊断。研究结果从实际应用的角度再一次证实，任何一种指标若采用单时段的检测均存在其污染诊断的“盲区”。在进行实际环境污染诊断时，采用多指标和多时段检测是不可或缺的。

植物激素对土壤污染早期诊断研究

通过菲污染诱导动态响应预实验确定了小麦为供试植物，赤霉素(GA3)、细胞分裂素的玉米素和玉米素核苷总含量(Z&ZR)以及脱落酸(ABA)为植物激素供试指标，并且确定试验终点为小麦生长14d。在预实验的基础上，以草甸棕壤为供试土壤，采用室内培养箱盆栽方法，进行多环芳烃菲、芘、荧蒽和苯并(a)芘单一，两-两复合以及三-三复合与3种植物激素的剂量-效应关系研究；3种植物激素对土壤重金属镉、铅、铜和锌单一污染诱导的响应关系研究。并以多环芳烃类的菲和重金属类的镉为代表污染物，进行小麦芽期生长指标及植物激素测定，研究植物激素与生长指标对污染物的响应及敏感性比较。 多环芳烃单一及复合污染诱导实验结果表明：ABA对菲、芘、荧蒽、苯并(a)芘单一及复合污染诱导的响应趋势一致，即随着污染诱导浓度增加，ABA含量显著增加；GA3与四种多环芳烃单一及复合污染诱导存在一定的响应关系，但响应趋势呈多样性变化；对于多环芳烃单一及复合污染诱导，随着污染物浓度增加，Z&ZR含量出现了先增加后减少的趋势，表现为显著的污染诱导抑制效应。ABA和Z&ZR对多环芳烃污染诱导响应敏感，这为其成为土壤污染诊断指标提供了可能性。 在不同的镉、铅、铜、锌污染处理中，小麦体内ABA含量均出现明显增加趋势，与多环芳烃污染胁迫响应一致；GA3含量对镉、铅、铜、锌四种重金属污染胁迫响应趋势相同，均为先增加后减少。对于土壤镉和铅污染胁迫Z&ZR表现为先增加后减少的响应趋势，而对于铜和锌污染胁迫，Z&ZR含量变化与镉、铅胁迫时不同。 植物激素与生长指标对污染胁迫的响应及敏感性比较研究表明，对多环芳烃菲污染诱导，植物激素含量同生长指标相比具有显著的敏感性。对重金属镉污染诱导，内源激素含量和生长指标敏感性都显著，小麦根和芽中ABA含量显著增加，进一步证明了其在植物污染抗逆中的作用机理。