特邀稿(青年编委)

• 基于忆阻电磁辐射的极简环形HNN动力学行为增强研究

  赖强;秦铭宏;

  忆阻器独特的非线性能够使人工神经网络产生复杂的类脑动力学行为。使用忆阻器描述神经元的外部电磁辐射，在仅含单向突触连接的三节点周期态Hopfield神经网络的基础上构造了一系列含丰富动力学行为的忆阻神经网络(MHNN)。数值分析表明，当单个或多个忆阻器参数发生改变时，MHNN将产生多样分岔行为和动力学演化过程。在不同初值的作用下，丰富的同构多稳态现象被吸引盆和相图刻画，如周期与周期吸引子、混沌与混沌吸引子。通过调整忆阻耦合强度，在MHNN中还发现了调幅控制行为。此外，借助电子电路实验对MHNN的物理存在性进行了检验。最后，基于MHNN设计了一种新型伪随机数发生器(PRNG),并通过NIST测试验证其优良伪随机性。

  2025年03期 v.43;No.181 1-11+136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2017K]
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• 基于空间机器学习的长江中游地区城市生态韧性时空演变及其影响因素研究

  吕添贵;付舒斐;赵巧;洪土林;樊后宝;陈安莹;邱蓉;

  城市生态韧性建设是实现区域生态治理与高质量发展的有效路径，科学测度并探析城市生态韧性的时空演变及其影响因素，可为城市生态保护转型提供参考。尝试引入DPSIRM模型界定城市生态韧性内涵，采用核密度估计和马尔可夫链揭示2007—2022年长江中游地区城市生态韧性的时空演化特征和转移规律，并基于空间机器学习的地理最优区域异质性模型识别空间差异性的影响因素。结果表明：1)长江中游地区城市生态韧性呈现“√”型的波动提升态势，从2007年的0.152下降至2011年的0.135后，又提升至2022年的0.200;武汉城市群、环长株潭城市群和环鄱阳湖城市群年均增幅分别为1.673%、3.223%和2.063%,存在“低低集聚、高高靠拢”的非均衡演化特征。2)长江中游地区城市生态韧性呈现“中心—外围”递减的空间模式，三大城市群交界地带形成生态韧性低值走廊，且各城市生态韧性倾向朝相邻类型转移。3)长江中游地区城市生态韧性的关键影响因素为人力资本水平。此外，人力资本水平和经济发展水平的交互效应对城市生态韧性空间差异性的影响最为显著。未来需要从加强城市基础设施与应急能力建设，构建区域生态治理协作机制，提升城市人力资本与教育投入，推动环境规制与技术创新融合等多个维度协同提升城市生态韧性水平。

  2025年03期 v.43;No.181 12-23+136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1378K]
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喀斯特地区资源环境与发展

• 基于类DMSP-OLS数据的岩溶山区新型城镇化发展时空演变及驱动因素研究

  覃文艺;刘艳;吴冉;郑朋飞;耿秘;

  新型城镇化在解决新时代我国社会主要矛盾、推动经济高质量发展等方面的作用日益显现，已成为全面建成社会主义现代化强国的重要驱动力量。基于2008—2019年夜间灯光遥感数据及新型城镇化评价结果，反演出2012—2022贵州省9个地级市(州)的新型城镇化发展水平。通过非参数Kernel核密度估计和空间Markov链模型对贵州省新型城镇化发展空间分布特征进行分析，并利用地理探测器探讨新型城镇化发展驱动因素。结果表明：1)研究期内，贵州省各地级市(州)新型城镇化发展整体呈现出“发展水平提升、绝对差异缩小”的特征，各市(州)新型城镇化发展波动起伏，核密度“双峰”结构逐渐显现。2)贵州省各市(州)新型城镇化发展存在“俱乐部收敛”现象，且新型城镇化发展水平与区域新型城镇化发展类型具有协同性。3)贵州省新型城镇化发展是以经济发展和政府行为为主要驱动，交通状况、城镇化水平、产业结构、绿色环境和自然条件次要驱动下共同作用的结果。

  2025年03期 v.43;No.181 24-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 392K]
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• 基于地形梯度的岩溶山区森林转型特征研究——以贵州省为例

  杨谍;赵宇鸾;杨顺富;

  地形是影响山区森林植被分布的重要因素，探究岩溶山区森林转型特征及其对地形梯度的响应，有利于因地制宜进行山区生态建设。研究基于土地利用和归一化植被指数(NDVI)数据，运用地形分布指数和信息图谱等方法探讨贵州森林转型特征及其对地形梯度的响应。结果表明：1)从森林空间转型看，2000—2020年，林地面积增加745 km~2,林地空间分布指数与坡度等级成正比，与高程等级成反比；各等级地形位上的土地利用结构整体稳定，其变化部分表现出“林进耕退”的特征。2)从森林功能转型看，研究期内NDVI退化和改善面积分别为8 651 km~2和108 722 km~2,NDVI变化趋势大小依次为：轻微改善型>显著改善型>轻微退化型>极显著改善型>显著退化型，且退化型随地形梯度的增加而减小，改善型则随地形梯度的增加而扩大。研究表明，贵州省森林转型特征显著且地理分异较大，未来的生态建设应根据地形条件因地制宜促进森林面积扩张和提升森林营林质量。

  2025年03期 v.43;No.181 33-42+50页 [查看摘要][在线阅读][下载 777K]
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• 茂兰保护区青冈栎林叶片氮磷化学计量及内稳性研究

  刘奇;龙翠玲;何庆;袁荣利;李娟;

  为科学认识茂兰喀斯特森林不同地形青冈栎林生态适应性和限制性养分因子，对茂兰喀斯特森林漏斗、槽谷、坡地青冈栎林进行野外调查，研究不同地形青冈栎林叶片、土壤氮(N)、磷(P)生态化学计量特征和内稳态特征。研究结果：1)叶片N含量：漏斗<槽谷<坡地，P含量：坡地≈槽谷<漏斗，叶片N/P值：漏斗<槽谷<坡地。2)土壤N含量：槽谷<坡地<漏斗，P含量：坡地<槽谷<漏斗，土壤N/P值：漏斗<槽谷<坡地。3)从相关性来看，漏斗叶片P含量与土壤N含量、N/P值呈负相关；槽谷叶片P含量与土壤P含量呈正相关；土壤P含量与土壤N含量呈负相关。4)漏斗、槽谷、坡地的N、P含量、N/P值的内稳态等级，除漏斗地形N/P值属于敏感型，槽谷P属于弱稳态型，坡地P属于敏感型外，其余指标均为稳态型。研究表明是地形导致青冈栎林土壤养分循环途径的差异，漏斗地形养分富集，土壤N易影响叶片P的含量。槽谷叶片P含量易受土壤P和N含量共同影响。坡地养分易流失，土壤养分含量低，土壤与叶片养分含量相关性较低；漏斗青冈栎林易受土壤N/P值内稳态较低的限制。槽谷、漏斗叶片N/P>25,且P的内稳态等级较低，青冈栎林易受到P含量及其稳态等级较低的限制。因此，漏斗土壤N、P含量较丰富，但N/P值内稳态性等级较低，槽谷、坡地土壤P含量和内稳态性等级较低，研究结果对揭示茂兰不同地形青冈栎林养分稳定性维持机制具有重要意义。

  2025年03期 v.43;No.181 43-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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区域碳中和与可持续发展

• 县域尺度下土壤有机碳含量反演及空间分布研究——以辽宁省西丰县为例

  刚爽;柳鸿超;任婉侠;管超;霍焱;付博;朱向新;石晨;薛冰;

  土壤有机碳(SOC)是衡量土壤质量与肥力的重要依据。东北黑土地退化严重，精准监测SOC含量成为提高土壤质量和保障粮食安全的关键。以辽宁省西丰县为研究区，基于150份土壤样品测试分析数据、Sentinel-1、Sentinel-2遥感数据及地形数据，使用BP神经网络(BPNN)、随机森林(RF)、梯度提升回归树(GBRT)及支持向量回归(SVR)4种机器学习方法建立县域尺度土壤有机碳含量预测模型，并评估模型的预测精度，绘制土壤有机碳空间分布图。研究结果表明，基于土壤指数、Sentinel-1、Sentinel-2及DEM数据组合构成的RF模型预测效果最好(R~2=0.858;S_(MAE)=1.292;S_(RMSE)=1.730;S_(MAPE)=0.130),DEM数据、B4波段及极性特征对模型预测精度重要性居前三位。辽宁省西丰县SOC含量整体变化范围在6.22～19.82 g·kg~(-1)之间，总体呈现出东南部高，北部、中西部低的特征。研究结果可为优化黑土地管理和提高农业生产提供参考。

  2025年03期 v.43;No.181 51-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1035K]
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• 近20年成渝地区双城经济圈植被碳源/汇时空格局演化及其变异性特征

  黄林;汪洋;李帆;赵俊杰;李培;张珂宁;

  净生态系统生产力(NEP)是陆地生态系统碳源/汇定量评价的重要指标。明晰区域NEP时空演化格局对评估区域碳中和潜力和制定区域“双碳”目标、实现高质量发展具有重要指导意义。以成渝地区双城经济圈为研究区，采用2000、2005、2010、2015、2020年5期遥感、气象、土地利用空间数据集，基于改进CASA和土壤呼吸模型对2000—2020年的生态系统碳汇进行估算，构建变异性指数探讨其时空格局特征。结果表明：1)成渝地区双城经济圈整体呈碳源属性，但碳源属地比例逐渐降低，上述5年碳源面积占比分别为87.2%、85.0%、75.8%、61.5%、60.5%,多年NEP均值为-53.12 gC·m~(-2)·a~(-1);2)NEP的整体空间格局表现为“边缘高、中间低”,内部呈现“双核多心放射状”的形态，表现出明显的地形因素伴生性和城镇化水平互斥性；3)2000—2020年NEP上升趋势显著，82.1%的区域表现为增长趋势，大-中-小幅度增加、小-中-大幅度减少的区域占比分别为33.7%、27.2%、22.3%、8.9%、5.2%、3.7%;4)NEP的变异格局与地形呈现出一定耦合特征，显著减少区域集中于平原地貌与城镇聚集交叉地带，显著增加区域集中于盆周中低山区及内部低山及中高丘陵区；地形复杂程度整体与变异幅度呈非线性正相关，与变异趋势呈非线性负相关。

  2025年03期 v.43;No.181 63-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 911K]
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• 山西中部城市群土地利用碳足迹及驱动因素分析

  李晓静;王霜;刘猛;

  以山西中部城市群5个地市为研究区，基于土地利用碳足迹核算模型，分析其2006—2021年土地利用碳足迹时空变化特征，结合Tapio脱钩模型分析碳足迹与GDP的脱钩弹性，运用地理探测器对碳足迹的驱动因素进行探讨。结果表明：1)山西中部城市群净碳排放量呈递增态势，太原市、晋中市和阳泉市呈“N”字波动，忻州市和吕梁市表现为直线上升。2)山西中部城市群整体上呈碳赤字状态：碳生态承载力相对稳定，介于5.60×10~5～6.12×10~5 hm~2之间；土地利用碳足迹呈增加趋势，2021年碳足迹面积为5.46×10~6 hm~2。3)碳足迹与GDP之间的脱钩状态波动性较强，经历了“扩张连接—扩张负脱钩—强脱钩—弱脱钩”。4)从影响研究区土地利用碳足迹的驱动因子来看，人口密度、城市化水平、坡度和土地利用结构是主导因子，且各项因子之间的交互作用力均大于单因子作用力，交互影响较高的协同因子是能源结构、能源强度和经济发展水平。总体，研究区碳足迹水平呈逐年增长的趋势，应推动经济绿色转型、优化能源结构，削减碳排放负面影响，结果可为山西中部优化土地利用结构、制定碳减排修复策略、实现低碳发展目标提供理论依据。

  2025年03期 v.43;No.181 74-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 540K]
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• 不同情景下成德绵城市带碳储量时空演变与预测

  雒苑婷;罗曼;陶敏;杨存建;

  以成德绵城市带2000—2022年LUCC数据为基础，在GeoSOS-FLUS模型的基础上，构建自然发展、生态优先和耕地保护3种情景，预估未来2035—2050年土地利用格局。在此基础上，基于InVEST模型，量化2000—2022年间该区域生态系统碳储量的空间分异规律，并探讨了不同土地利用变化对碳储量的影响及未来碳储量的潜力。结果表明：1)2000—2022年成德绵城市带耕地减少了2 692.11 km~2,林地和建设用地呈增加趋势，分别增加了825.53 km~2和1 470.22 km~2。2)2000—2022年，成德绵城市带陆地生态系统的总碳储量从113.26 t/hm~2到117.00 t/hm~2,呈增加态势，以2010—2022年间的增幅最大。3)2035年和2050年研究区碳储量变化呈现不同的发展趋势，自然发展情景下总碳储量变化不大，而生态优先情景和耕地保护情景能够有效地提高成德绵城市带的总碳储量。

  2025年03期 v.43;No.181 84-94+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
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材料制备与性能研究

• DOPS衍生物阻燃环氧树脂的热降解动力学及阻燃性能研究

  宝冬梅;马仕凯;穆星宇;胥秋;叶小林;高成涛;李玉美;邹光龙;文竹;张玉鹏;侯学清;

  目前利用简单方法合成双基阻燃剂，构建高性能阻燃环氧树脂复合体系备受关注。首先，合成了磷杂菲-三嗪双基阻燃剂TFD,并将其添加至环氧树脂(EP)中制备复合材料EP/TFD;其次，进行极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热(CONE)测试，并通过热失重分析法(TGA)研究EP/TFD的热稳定性；最后，通过Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Coats-Redfern法分析EP和EP/TFD的非等温热降解动力学数据，计算出热降解活化能(E)和指前因子(A),并推测出热降解动力学方程。实验结果表明：阻燃剂TFD能够提高EP的阻燃性能、残炭量和热稳定性，当TFD的质量分数为10%时，复合材料EP/TFD的LOI值为35.3%,达到UL-94 V-0级，总热释放量(THR)和热释放速率峰值(PHRR)分别降低了20.57%和65.43%,即TFD在EP中具有较好的阻燃效果；与纯EP相比，EP/TFD的初始分解温度(T_(5%))、最大热失重速率(R_(max))、峰温(T_P)和E值均降低，其中E_K=148.19 kJ/mol,E_O=148.47 kJ/mol,A_K=4.04×10~(11 )min~(-1),热降解机理函数为g(α)=[-ln(1-α)]~n,反应级数n=1。

  2025年03期 v.43;No.181 95-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
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• 新型花瓣状WO₃掺杂Sn₃O₄纳米材料的制备及其光催化性能

  谢辉;徐冰霜;

  通过一步水热法将氯化亚锡(SnCl_2·2H_2O)为锡前驱体，钨酸钠(Na_2WO_4)为掺杂给体，成功制备了花瓣状WO_3/Sn_3O_4复合纳米材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等方法对其微观形貌进行表征。在模拟自然光(300 W氙灯)条件下，以罗丹明B溶液作为模拟污染物来测试样品在不同条件下的光催化性能。结果表明：WO_3/Sn_3O_4复合纳米材料对罗丹明B的去除率最高可达91.04%,而纯Sn_3O_4去除率仅为48.32%。可见，WO_3的掺杂能有效提高Sn_3O_4纳米材料对有机污染物的去除率。

  2025年03期 v.43;No.181 103-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
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• 3种氨基酸在纳米孔二氧化硅表面的吸附行为

  孟晓辉;李姗姗;徐舒;张伯凯;

  采用合成的纳米孔二氧化硅作为模拟纳米孔矿物，对3种不同等电点的氨基酸(赖氨酸、组氨酸、苯丙氨酸)进行吸附，并考察了溶液pH、温度、初始浓度、离子强度的影响，同时结合红外光谱表征对吸附机制进行了探讨。结果表明：3种氨基酸在纳米孔二氧化硅上的吸附量顺序为赖氨酸>组氨酸>苯丙氨酸，且均在等电点附近达到最大吸附量；随NaCl浓度的升高，3种氨基酸的吸附量均呈现降低的趋势。动力学拟合表明赖氨酸和组氨酸的吸附符合准二级动力学模型，苯丙氨酸的吸附符合准一级动力学模型。Sips吸附等温模型能较好对3种氨基酸进行拟合，热力学参数的计算结果表明吸附是自发、放热和熵增的过程。

  2025年03期 v.43;No.181 109-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 876K]
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• 氢气焙烧温度对小球状CeCO₃OH分解产物的光催化性能影响研究

  田维浩;毛锡嵩;龙安燕;储智尧;兰苑培;

  以Ce(NO_3)_3·6H_2O和NH_4HCO_3为原料，采用水热法制备出小球状CeCO_3OH,并研究了氢气气氛中不同热分解温度对产物CeO_2的光催化性能影响。结果表明：在氢气气氛中600℃条件下所得的CeO_2-600具有最优光催化性能，其Ce~(3+)、氧空位浓度分别为浓度28.4%、36.3%,对亚甲基蓝(MB)的光催化降解率为76.84%,动力学常数k为0.011 53 min~(-1)。

  2025年03期 v.43;No.181 121-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 754K]
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• 本期特邀专栏作者简介

  <正>赖强,华东交通大学教授,博士生导师,江西省青年井冈学者,IEEE高级会员,连续五年入选全球前2%顶尖科学家榜单。担任《Chaos,Solitons&Fractals》《AlexandriaEngineering Journal》《International Journal of CircuitTheory and Applications》《Circuits,Systems and Signal Pro-cessing》等SCI期刊副主编、《贵州师范大学学报(自然科学版)》青年编委,兼任100余本国内外权威期刊审稿人。

  2025年03期 v.43;No.181 136页 [查看摘要][在线阅读][下载 513K]
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