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2011年 第47卷 第3期 刊出日期：2011-05-20

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新一代存储技术:阻变存储器

王源, 贾嵩,甘学温

2011, 47(3):  565-572. 

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阻变存储器具有存储单元结构简单、工作速度快、功耗低、有利于提高集成密度等诸多优点,受到广泛的关注。作者论述了 RRAM 的基本结构和工作原理, 并介绍了三维集成和多值存储等 RRAM 新型技术。

塔北哈拉哈塘流纹岩的离子探针锆石U-Pb 年代学: 对塔里木溢流玄武岩主期喷发时代的约束

上官时迈, 田伟,李献华, 关平, 潘懋, 陈咪咪, 潘文庆

2011, 47(3):  561-564. 

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塔里木北部哈拉哈塘地区存在流纹岩覆盖于玄武岩之上的迭置关系。对上层流纹岩采用SIMS锆石U-Pb 法精确测定其年龄为 287.3 ±2.0 Ma。该年龄限定该区玄武岩的喷发时代不晚于 287 Ma,证明塔里木溢流玄武岩的主喷发期应不晚于 287 Ma,而非前人提出的大约 275 Ma。

木糖发酵重组酿酒酵母研究进展

朱顺妮,张明婷,周卫征,庄新姝,徐惠娟,亓伟,袁振宏

2011, 47(3):  573-580. 

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近年来针对木质纤维素类原料生物转化乙醇的研究引起了广泛关注。乙醇的高产依赖于木质纤维素水解液中六碳糖和五碳糖的共同发酵。但是,传统产乙醇酵母酿酒酵母 Saccharomyces cerevisiae 既不能发酵木糖, 也不能利用该五碳糖生长。因此, 研究人员尝试各种方法构建重组酵母菌以提高木糖发酵能力。作者综述了木糖发酵重组酿酒酵母菌的研究进展,包括天然木糖发酵微生物、木糖代谢途径、S. cerevisiae 的代谢工程、原生质体融合以及基因组改组技术, 同时也对目前研究存在的问题及研究前景进行了讨论。

二维玻色系统超流密度的重整化群研究

何培松, 吴成真, 陈宇, 田光善

2011, 47(3):  389-396. 

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利用Holzmann-Baym超流密度公式以及准确到一圈图的重整化群方法,计算了零温下二维弱相互作用玻色体系的超流密度和超流刚度。计算表明,当高能涨落的贡献占主导地位时,超流密度与超流刚度对化学势的依赖关系会呈现标度行为, 与前人的研究结果相一致。

可重构视频编解码处理器ReMAP设计

戴鹏, 雍珊珊, 王新安, 张兴

2011, 47(3):  418-426. 

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针对当前视频高清编解码的计算密集性、并行性和数据局部性的特点, 提出一个粗粒度的可重构处理器ReMAP-2。该处理器由一个可重构的计算单元阵列构成,通过由临近直联和分段式总线组成的互联网络完成数据通信任务, 具有良好的扩展性。计算阵列针对不同应用,通过加载不同配置信息流实时改变运算单元的计算功能和连接方式,支持多种格式的视频编解码应用。仿真验证表明, 可重构处理器 ReMAP-2 在视频编解码应用时较常用的媒体处理器具有较大幅度的性能加速, 处理性能达到或接近于ASIC水平,同时具有较高的应用灵活性。

武进港浮游微生物群落研究

邹莉, 黄艺, 谢曙光

2011, 47(3):  513-518. 

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通过 T-RFLP 分析和构建 16S rRNA小型基因文库相结合的方法, 研究了江苏省常州市武进港塘桥段微生物群落结构特点。T-RFLP 分析结果表明, 该群落的多样性较高,但均匀度较低。基于 Ribosomal Database Project Ⅱ的分析结果表明, 该处水样的浮游微生物群落种类较多, 还含有尚未分出门的微生物种群, 而变形菌门为最优势的类群。通过与 GenBank 中已知序列对比(BLAST)发现, 具有较高相似性的克隆数较多, 但也存在很多未知种类的新细菌。此外,还探讨了一些已知属的微生物的环境意义。

一种具有新型时钟产生器的无源超高频 RFID 标签

冯晓星, 王新安, 张兴, 葛彬杰

2011, 47(3):  404-410. 

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给出一种符合 ISO/IEC 18000-6B 协议的超低功耗的无源超高频 RFID 标签。为了能够给标签数字基带处理提供准确的时钟, 使用了一种超低功耗、自校正的时钟产生器, 产生的时钟在-50℃~120 ℃或者 0.7~1.6 V 电源电压的范围内, 偏差小于 4%。此自校正时钟模块的功耗在 0.7 V 的电源电压下仅为 364 nW。一个低压输出参考电压源也集成到了该标签芯片中, 该模块产生 0.96 V 的基准且只消耗 100 nA 的电流。采用门控时钟和模块复用使功耗降低至 1.17 μW。该设计采用 0.18μm 的混合信号 CMOS 工艺, 整个面积为 0.75mm ×0.75mm 。测试结果显示该标签的灵敏度达到-10 dBm。

双截尾的Cauchy 分布顺序统计量的渐近分布

匡能晖,陈勇

2011, 47(3):  385-388. 

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设 {X_k, 1 ≤k ≤n}独立同分布, X_1:n, X_2:n, … , X_n:n为其顺序统计量。当 X_k服从参数为 A 和 B(A1:n和X_n:n的渐近分布; 当 k(k>1)固定时,得到X_n:n和X_n-k+1:n的渐近分布; 并且证明其极端顺序统计量X_1:n和X_n:n是渐近独立的。

一种恒定发送符号速率的自适应SC-FDE 方案

王武军,蒋伟, 董明科, 梁庆林

2011, 47(3):  411-417. 

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研究了单载波频域均衡(SC-FDE)技术中的发端自适应问题,提出了一种基于部分信道信息(PCSI)的发送信息速率和块平均功率恒定的ASC-FDE方案(CR-ASC-FDE), 针对迫零和最小均方误差两种线性均衡方法对其块平均接收信噪比进行了理论分析。仿真结果表明, CR-ASC-FDE 在保持符号速率恒定和块平均发送功率恒定的基础上, 其误比特性能大大优于传统 SC-FDE,也优于其他采用部分信道信息的 ASC-FDE 方案和OFDM 类似方案。仿真结果还表明迫零算法是基于 PCSI 的 ASC-FDE 方案理想的线性均衡方式。

面向瘦客户计算的应用特定图形缓存机制

张杨, 管雪涛, 程旭

2011, 47(3):  427-434. 

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研究由重绘应用程序的图形对象产生的像素冗余, 提出利用应用特定缓存机制识别并减少此类冗余, 并在 VNC 系统中实现了这一机制。试验表明该机制能够减少约17.8%~22.7%的网络通信, 并能降低大部分由此类冗余引起的高延迟;同时该机制还具有较低的计算及存储开销。

一种提取介质结构等效电磁参量的改进方法

胡振燕, 周乐柱

2011, 47(3):  435-442. 

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基于对提取人工电磁材料等效结构电磁参量的传统 S 参数提取法的研究, 提出一种新的既适用于异向介质也适用于传统介质简单明确的改进方法。改进方法具有 3 个优势: 1)采用反正弦函数提取等效折射率 n,无需使用附加限制条件 n^" ≥0 和 z^' ≥0 便可直接得出 n 的正负属性,避免了传统 S 参数提取法应用上述限制条件可能引起的误差; 2) 明确给出一种多值反正弦函数的取值方案,解决了传统 S 参数提取法中多值反三角函数的取值困扰问题; 3)改进方法对厚度较小或厚度较大的介质结构都能适用,克服了传统 S 参数提取法仅适用于介质厚度足够小的限制。通过对均匀异向介质板、均匀传统介质板以及典型的 SRR-Rods 异向介质结构等效特性参量的提取,证实了此方法的正确性、有效性和优越性。

强子对撞中测量J/Ψ极化的方法

胡震,郭爽,Eric James,钱思进

2011, 47(3):  397-403. 

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描述测量 J/Ψ介子极化的方法,该方法能够测量质心能量为 10 TeV(或以上)的质子对撞中产生的 J/Ψ 介子的极化参量随其横向动量的变化, LHC 上的 CMS 探测器收集到的前 50 pb^-1 的数据就可以完成这项测量。研究了用于提取极化参量α 的拟合过程的误差,并分析了相应的测量精度。该方法的测量精度受到统计误差和系统误差的影响, 其量级为αstat < 0.13, αsyst < 0.01。在费米实验室的 CDF 实验上曾进行过 J/Ψ极化的测量, 其结果与非相对论 QCD 理论预言不符,在 CMS 上进行的再次测量将为这项研究提供更充足的信息。

一种基于稀疏规则库的定性插值推理方法

祝建军, 谭少华

2011, 47(3):  443-452. 

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提出一种基于三元组定性分析理论的插值推理方法,提供了该方法的具体算法, 并将此方法应用到有限推理问题的一个典型实例中, 验证了该方法在解决有限推理问题上的有效性和准确性。

一维CdS 纳米结构的光致发光和微腔性能研究

闫国庆,李旦, 张立欢, 赵博文, 符秀丽,高

2011, 47(3):  453-458. 

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运用低温变温宏观光致发光和共焦空间分辨光致发光光谱技术, 研究了由催化剂辅助化学气相沉积方法生长的一维CdS 纳米结构(纳米带和纳米棒)的发光机制及单个纳米结构光学微腔的性质。在 10~290K 之间, 光谱对温度的依赖关系清楚地显示了 CdS 纳米结构的室温近带边发光主要由自由激子发光及其声子伴线组成。 纳米结构的端面和侧壁均可对近带边发光表现出较强的束缚作用, 形成法布里-珀罗(FP)和回音壁 (WG)两种谐振腔,并表现出较明显的非线性特征。深能级的缺陷发光在 WG 微腔中形成较强的等间距腔模式, 而在FP 微腔中其在轴向上的传播则损耗较大。上述结果有助于理解两种纳米结构光学微腔的机制, 并支持了与激子相关的微腔模式的激子极化激元模型。

基于扫描电子显微镜的单根一维纳米材料原位场发射性能研究

刘钊, 闫国庆, 赖嘉霖, 李成, 肖竞, 王胜高

2011, 47(3):  459-465. 

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基于扫描电子显微镜和纳米探针技术, 展示了一维纳米材料原位场发射的测量方法和实例。实验以钨针尖为接收极, 纳米材料为发射极,通过结合扫描电子显微镜的实时成像功能,纳米探针的精确操纵及电学测量技术以及激光辐照功能, 系统研究了极间距离 D 、形貌变化、吸附气体和激光注入对单根多壁碳纳米管和氧化锌纳米线场发射性能的影响。结果表明,当 D 远小于纳米材料长度 L 的 3 倍时, D 越小, 开启场强和阈值场强越大, 场发射性能越弱。此外,纳米线尖端曲率半径越大, 场增强因子越小,场发射性能越弱。研究还发现 O2 的脱附和激光辐照有助于纳米材料场发射性能的提高。

萨拉乌苏河两岸宋(西夏)元前后的环境变化与人类活动

胡珂, 莫多闻, 王辉, 张翼飞

2011, 47(3):  466-474. 

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根据对萨拉乌苏河两岸地层时代、古代遗址分布、剖面孢粉分析、考古资料、古文献和前人研究成果的综合分析, 结合野外考察资料的研究, 认为除气候因素外,萨拉乌苏河的下切也是两岸地貌水文情况变化、植被变化、沙漠化和人类活动兴衰值得考虑的原因。萨拉乌苏河现在的深切河谷在唐代中后期才开始下切形成, 之前附近为较大面积的湖沼水域,水域内人类活动程度较低。萨拉乌苏河下切使两岸在宋元时期形成了一个适于牧业经济方式的茂盛的草原湿地环境,造成宋元时期该流域人类活动的繁荣局面。而元代以后该河流的下切深度过深引起的水文条件的退化与气候变化、人类活动影响等因素的叠加, 也是导致其两岸环境恶化和人类活动衰退以及明代后期沙漠化事件的重要原因。

热对流对土壤温度和能量平衡的影响

孔丽静, 刘树华, 吕世华, 张宇

2011, 47(3):  475-482. 

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在传统的土壤热传导方程基础上,耦合了土壤水分的垂直运动引起的热对流项, 用金塔绿洲 2005年6月11? 15 日的观测数据分别计算了土壤热扩散系数以及水的通量密度。以0.05 m 深度的土壤层为上边界,模拟了 0.10m 和 0.20m 深度的土壤层温度,并比较了计算的地表能量闭合因子。结果表明：热传导对流方法模拟的土壤温度与实际观测值吻合较好,且热对流作用使土壤表面能量闭合因子提高 6%左右。

东北三省主要粮食作物虚拟水变化分析

黄姣, 高阳, 李双成

2011, 47(3):  505-512. 

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计算了1988?2008 年东北地区 4 种主要粮食作物(水稻、小麦、玉米和大豆)的初级产品单位虚拟水含量和省虚拟水总量, 明晰了这 4 种粮食作物的农业用水量格局及时间变化。研究结果表明:大豆单位耗水量最高,小麦次之,玉米最小；空间上水稻的单位耗水量在黑龙江省最高,小麦在吉林省最高, 玉米和大豆在辽宁省最高；黑龙江省的水稻、小麦和大豆的虚拟水总量都明显高于吉林省和辽宁省,分别达到8.60×10⁹,3.98×10⁹和 1.22×10¹⁰m³, 而吉林省玉米虚拟水总量在 3 个省中最高,达1.08×10¹⁰m³。随时间的变化,东北地区大豆和小麦的单位虚拟水含量表现为下降或者波动,而水稻和玉米相对稳定；玉米和水稻的虚拟水总量呈上升趋势而小麦明显呈下降趋势。该研究提供了从虚拟资源视角认识水资源消耗的实证, 可以对东北地区粮食作物布局提供科学依据。

三维地学建模技术与Kriging 方法在固体矿产储量计算中的应用

马?, 潘懋, 金毅, 姚凌青

2011, 47(3):  483-490. 

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结合Kriging方法在计算机上的实现和应用,介绍了运用三维地学建模技术生成矿体的三维品位模型的原理流程以及关键技术,并在此基础上进行矿产资源储量计算。其基本流程为:根据实际地质勘探数据生成矿体三维实体模型;在实体 tin 模型内部应用块模型方法进行划分,建立矿体块体模型; 利用 Kriging 方法进行插值, 生成矿体的品位模型;在此基础上进行储量计算。以某铜矿为例,对储量计算结果进行了比较和分析,取得了良好效果。

面向空间数据主动更新的地理事件模型研究

安晓亚, 李颖, 孙群, 严薇

2011, 47(3):  491-498. 

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为提高空间数据更新的自动化水平,提出“地理事件-条件-操作”规则驱动下的空间数据主动更新机制, 主动更新的关键是对地理要素时空变化过程进行完整有效地建模和表达。以地理事件作为描述地理要素动态变化和动态处理的概念实体,在概念模型和谓词表达式的基础上重点研究了面向空间数据主动更新的地理事件模型,设计了地理事件模型的数据库逻辑表达框架和事件的检测与存储流程。居民地和道路建模实例表明该模型可有效描述更新过程中实体的动态时空语义,同时兼具历史回溯功能。最后, 给出主动更新的应用实例, 结果表明该机制可以提高更新的效率。

中国冰箱行业淘汰CFCs 的环境效益分析

万婷婷, 万丹, 王雷,窦艳伟, 孙学志, 胡建信

2011, 47(3):  499-504. 

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以无《蒙特利尔议定书》的情景为基线情景, 从消耗臭氧层物质排放、温室气体排放及冰箱耗电量角度分析中国冰箱行业履约淘汰 CFCs 产生的环境效益。结果表明,截至2008年底,中国冰箱行业淘汰 CFCs已实现减排 273.5 MtCO₂-eq 和 4.7×10⁴t ODP; 2008 年后还将减排 619.8 MtCO₂-eq 和 1.0×10⁵t ODP;通过采用更加节能的制冷剂,截至 2008 年底累计节电 2.8×10¹⁰ kWh, 折合减排 24.2MtCO₂-eq,对中国节约资源和节能减排具有十分重要的现实意义。

珠江三角洲城市群PM₁₀的相互影响研究

胡晓宇, 李云鹏, 李金凤, 王雪松, 张远航

2011, 47(3):  519-524. 

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利用 Models-3/CMAQ 模拟系统, 对珠江三角洲地区 2006 年10 月的大气 PM₁₀ 污染进行模拟研究。通过敏感性分析, 获得各城市 PM₁₀ 浓度随不同污染源削减的变化情况, 量化出城市间空气污染的相互影响。结果显示,珠江三角洲地区已形成 PM₁₀ 区域性污染的格局,广州、佛山、江门、东莞等地是珠三角地区PM₁₀的重要源贡献区域。提出相对敏感系数作为表征外来源影响程度的指标,珠海、江门、中山、佛山等地的 PM₁₀ 浓度受到外来源的显著影响, 城市间输送已成为造成珠三角地区PM₁₀污染的重要因素。对重点城市源的合理削减和有效控制, 以及城市群的统一规划、相互协作、联防联控是改善珠三角地区空气质量的唯一途径。

环境可持续交通管理的概念、内涵与研究方法

王真,郭怀成

2011, 47(3):  525-530. 

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我国在快速城市化和交通飞速发展过程中产生了一系列交通引发的环境问题。环境可持续交通管理是一种崭新的管理方式, 为交通环境管理提供了可行的方向。作者详细阐述了环境可持续交通的概念、特征、管理对象与目标, 提出了环境可持续交通管理的预测-评价-优化-管理决策的一体化方法体系, 丰富了环境可持续交通的理论与方法,为城市交通环境管理提供科学依据。

基于GIS 的城市用地生态适宜性评价研究??综合生态足迹分析与生态系统服务

张浩, 赵智杰

2011, 47(3):  531-538. 

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以台州市沿江带为例,在评价指标体系中增加了生态足迹分析和生态服务价值两个重要指标, 进一步完善了评价框架。应用 GIS/RS 等技术方法, 评价了研究区的城市用地生态适宜性, 并进行单因子生态适宜度评价, 重点探讨了这两个因素在生态适宜性评价中的作用。通过层次分析法确定评价因子权重,最后叠加生成综合的城市用地生态适宜度分布图, 从空间上更加科学地表征土地利用生态适宜等级,从而得出城市用地的可建设性。结果表明,将生态足迹和生态服务功能作为重要指标进行城市用地生态适宜性分区研究,更具有针对性,分区结果更加合理,有助于地区的可持续发展。

不同密度级别无烟煤粉催化燃烧研究

姬莉, 王平, 张洪, 李亚男, 陆超

2011, 47(3):  539-544. 

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利用热重法研究了K₂CO₃对不同密度无烟煤煤粉燃烧特性和动力学的影响。结果表明:K₂CO₃能够改善煤粉的燃烧性能; 在K₂CO₃溶液最佳添加量浓度为 15%时, 低密度煤粉着火温度降低 56.7℃,中密度煤粉着火温度降低 30℃;随着K₂CO₃负载量的增加, 煤样的最大失重速率对应的温度先降低后升高, 但均低于原煤; 由于中密度煤粉矿物质含量高, K⁺离子含量低,在最佳催化剂含量下, K₂CO₃对低密度煤粉的催化作用优于对中密度煤粉的催化作用; K₂CO₃催化煤燃烧机理可用氧转移理论解释; K₂CO₃可减小体系表观活化能。

深圳市绿地植被凋落物存留特征及其影响因素

张璇, 唐庆龙, 张铭杰, 曾辉

2011, 47(3):  545-551. 

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分析了深圳特区不同绿地类型凋落物现存量分布与土壤凋落物层发育特征,及其与样地乔灌草盖度、边缘干扰情况、人为处理频率和与主要道路距离的相关关系,并通过环卫和绿化单位的调查探讨了城市绿地凋落物处理模式。结果显示:深圳市各绿地类型中,森林绿地的凋落物现存量最大并且土壤凋落物层发育最好, 生产性绿地和道路绿化带其次, 行道树绿地最差。多元相关分析表明, 凋落物人为处理频率和绿地灌木层盖度是影响人工绿地植被凋落物现存量的主要因素,不同绿地类型所有影响因子组成的多元线性回归研究表明深圳市各绿地类型凋落物受到人为干扰程度由强模型分别可以解释其现存量变化的 40.6%~93.6% 。至弱排列为: 1)行道树绿地; 2)城中村绿地、单位附属绿地、公园绿地和居住区绿地; 3)生产性绿地和道路绿化带; 4)森林绿地。

区域规划累积环境影响评价方法框架研究

都小尚, 刘永, 郭怀成, 刘慧, 阳平坚, 杨永辉

2011, 47(3):  552-560. 

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鉴于累积环境影响评价在区域规划环评中的重要性和必要性, 提出包括规划描述、影响识别、尺度确定、因果分析、评价基准、情景构建、累积评价与预警、减缓措施以及适应调控等主要步骤在内的累积环境影响评价方法框架。同时, 考虑到累积环境影响的不确定性和动态性特征,采用情景分析和系统动力学模型相结合的方法, 模拟、分析和评价区域规划在时间和空间尺度上的累积环境影响。基于该方法框架,以郑州航空港地区总体规划为例,开展了评价区域环境空气和地表水环境质量的累积环境影响评价和预警实证研究。设计了基准情景、零方案情景、规划方案情景以及改善型情景 4 种情景模式, 分别对规划方案实施的区域水环境、大气环境的累积影响做出评价;并提出包括生态空间格局调控优化、产业结构调控与布局优化以及污染防治等在内的减缓措施,以及跟踪监测评估与适应性反馈调控对策。