2015年, 第43卷, 第6期　刊出日期：2015-11-10

  

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数学与计算机科学
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  一种新聚类评价指标

  谢娟英,周颖

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 1-8.

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  用于发现数据集类簇数k的常用内部评价指标DB(Davies Bouldin)和BWP(Between-within Proportion)等需要先确定一个搜索范围kmax，使数据集的类簇数满足k≤kmax，但如何确定kmax尚无理论指导。针对这一问题，提出一个新F统计量Fr, 将Fr作为新聚类有效性准则, 以判断聚类算法收敛与否, 自适应地确定数据集类簇数；将Fr应用于快速K-medoids算法的收敛性判断，并以基于最小生成树的测地距离，即样本对在最小生成树上的路径长度，代替其间的直接欧氏距离度量样本相似性，得到一种自适应的快速K-medoids聚类算法，解决了K-medoids算法需要人为给定类簇数和不能发现任意形状簇的问题。UCI机器学习数据库数据集和人工模拟数据集实验测试表明，本文提出的Fr指标是一种有效的聚类算法评价指标，基于该指标和测地距离的K-medoids算法不仅能发现任意形状的簇，还可以自适应地确定数据集的类簇数，且对噪音数据有很好的鲁棒性。
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  光滑支持向量机模型及算法比较

  李亚微,高兴宝

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 9-16.

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  光滑支持向量机(SSVM)可以用牛顿法等快速算法求解,典型的光滑函数有sigmoid函数的积分函数、多项式函数、插值函数和样条函数。本文从理论和数值实验两个方面比较研究了这些光滑函数逼近正号函数的精度及SSVM模型的常用求解算法Newton-Armijo法、BFGS-Armijo法和Newton-PCG法的收敛速度。研究表明,光滑函数越逼近正号函数，解的精度越高，而训练时间也明显增加；Newton-Armijo法的收敛速度慢于后两种方法，而Newton-PCG法收敛速度最快。
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  von Neumann代数上的Jordan双导子

  王莉莉,张建华

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 17-20.

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  证明了无非零中心理想von Neumann代数上的Jordan双导子是内双导子。作为应用,给出了无非零中心理想von Neumann代数中所有自伴算子构成的实Jordan代数上Jordan双导子的具体结构。
物理学
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  添加过量Na2CO3对(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷结构和电学性能的影响

  王婷,陈晓明,赵旭梅

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 21-29.

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  钛酸铋钠基陶瓷中含有易挥发性Na+，为研究Na+含量对钛酸铋钠基陶瓷结构和电学性能的影响，采用传统固相反应法制备了(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3+xwt.%Na2CO3(记为BN6BT-xNa,x=0、0.5、1、2)无铅压电陶瓷。研究了添加过量Na2CO3对(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的烧结性能、晶体结构、显微结构、压电性能、介电性能和铁电性能的影响。发现在1 180 ℃烧结的陶瓷均具有纯钙钛矿结构,陶瓷的晶粒尺寸随Na2CO3含量不同而改变。钛酸铋钠基陶瓷的结构和电学性能与Na+含量密切相关。研究结果表明:1 180 ℃烧结的x=1组分陶瓷具有最大的体密度(5.73 g/cm3)，最大的压电常数(88 pC/N)，较高的剩余极化强度(25.5 μC/cm2)和较低的矫顽场(27.5 kV/cm)。
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  耦合超声振动系统的辐射特性

  胡静,王成会,李锦

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 30-35.

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  研究了一种用于液体中的由纵向夹心式换能器和纵径尺寸接近的金属圆柱辐射器构成的新型大功率超声振动系统。通过表观弹性法获得金属圆柱纵径耦合振动的机电等效电路及共振频率方程。对耦合振动系统的辐射特性进行了理论和数值分析，并通过实验进行验证。研究表明:该振动系统的圆柱辐射器的耦合振动可等效为一维径向振动和一维纵向振动的复合，其通过耦合系数相互作用；适当选择辐射圆柱的几何尺寸，振动系统产生强烈的纵径耦合振动，从而有效地辐射大功率超声波。
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  加速度粒子群算法在多旅行商问题中的应用

  强宁,康凤举

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 36-42.

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  标准粒子群算法(PSO)在求解多旅行商问题（MTSP）时易发生早熟收敛，为此提出一种新的加速度粒子群算法。借鉴力学思想将粒子的运动描述为受力以后在解空间中的搜索运动，粒子受个体最优、全局最优的牵引力，并受局部最优的排斥力，加速度由粒子所受的合力决定。通过审敛操作判断早熟收敛，当发生早熟时局部最优对所有粒子产生的排斥力使种群跳出局部最优继续搜索。为进一步提高算法效率，针对MTSP问题的特点设计了基于维度的粒子学习策略和编解码方法。仿真结果表明，该算法能够有效克服早熟收敛，从而提高解的收敛性和稳定性，为MTSP问题提供了一种可行的方法。
化学与材料科学
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  溴化1-癸基-3-甲基咪唑离子液体+脂肪醇二元溶剂体系的物理化学性质

  张云霞,李淑妮,翟全国,蒋育澄,胡满成

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 43-48.

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  在大气压力0.1 MPa及288.15~308.15 K温度下测定了溴化1-癸基-3-甲基咪唑离子液体(\[C10mim\]Br)+脂肪醇{乙二醇(EG)/ 1, 2-丙二醇(PG)/ 正丙醇(NPA)}三个二元体系的密度(ρ)、折光率(nD)和黏度(η)。计算获得了过量摩尔体积(VEm)和折光率偏差(ΔnD)，并用Redlich-Kister方程对衍生性质数据进行拟合。密度、折光率和黏度值随组成的变化用多项式方程进行了拟合。通过对实验数据的比较，总结出脂肪醇的碳链长度和羟基个数以及温度等对物化性质的影响。
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  聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的制备及性能

  李金芳,李兆祥,夏江滨

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 49-53.

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  以十二烷基硫酸钠作为表面活性剂，三氯化铁为氧化剂，水相中氧化聚合3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)，并对产物进行了表征。研究了反应温度、氧化剂加入方式及表面活性剂的用量对聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）产率和导电性能的影响。结果表明，在50 ℃下，十二烷基硫酸钠和3,4-乙撑二氧噻吩物质的量比为0.25，氧化剂在2 h内逐滴滴入反应液，反应24 h下制备出的PEDOT电导率高达100.2 S/cm，产率为72.14%。
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  葡萄糖酸钠对7003铝合金的缓蚀性能及其与苯甲酸钠的协同作用

  仲亚男,闵鹏飞,卞达,赵永武,黄华栋

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 54-58.

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  运用极化曲线、电化学阻抗谱等电化学测试技术研究了葡萄糖酸钠对7003铝合金在3.5%NaCl溶液中的缓蚀性能及其与苯甲酸钠的协同作用，并利用扫描电镜（SEM）观察铝合金的腐蚀形貌。研究结果表明，葡萄糖酸钠能抑制7003铝合金的腐蚀，是一种阳极型缓蚀剂;随着葡萄糖酸钠浓度的增加腐蚀率逐渐减小；当葡萄糖酸钠浓度为0.005 mol/L时，缓蚀效率最高为76.92%。此外，葡萄糖酸钠与苯甲酸钠具有良好的协同作用，当葡萄糖酸钠与苯甲酸钠比例为3∶2时，缓蚀率达到86.49%。
生命科学
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  解纤维素固氮芽孢杆菌与伴生菌的鉴定及其相互关系

  熊平,陶树兴,梁健,冯晓磊,郭贤,许真珍,唐娜

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 59-64.

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  通过提高加热温度和增加稀释度分别获得解纤维素固氮芽孢杆菌与伴生菌的纯培养，依据形态特征、生理生化特性和16SrDNA序列分析对两种菌进行鉴定；将两种菌分别培养及二者按不同比例接种进行混合培养，测定活菌数量、纤维素酶活性和固氮量，探讨两种菌的相互关系。结果表明：解纤维素固氮芽孢杆菌AX32为栗树类芽孢杆菌（Paenibacillus castaneae），伴生菌AX322为根癌土壤农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）；混合培养与单独培养相比，两种菌活菌数量降低，种间关系为竞争，但混合培养时纤维素酶活性和固氮量提高。
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  PI3P和NO在UV-B诱导蚕豆气孔关闭中的关系

  樊彩明,王静,胡洁,贺军民

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 65-70.

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  以蚕豆(Vicia faba L.)叶片下表皮为材料，结合气孔开度分析和保卫细胞内源一氧化氮(NO)水平的测定，研究了NO和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)的催化产物磷脂酰肌醇3-磷酸(PI3P)在紫外线B(UV-B)诱导气孔关闭中的关系。结果显示：UV-B辐射诱导蚕豆保卫细胞NO产生和气孔关闭的效应能被PI3K抑制剂沃曼青霉素（WM）和LY294002（LY）显著抑制。同时，外源NO释放剂硝普钠（SNP）处理能完全逆转WM和LY对UV-B诱导气孔关闭的抑制效应，而WM和LY却不能抑制外源SNP诱导蚕豆气孔关闭的效应。结果说明，在UV-B诱导蚕豆气孔关闭的信号转导途径中PI3P的作用在NO上游。
资源与环境科学
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  中国丝绸之路世界遗产旅游发展战略研究

  马耀峰,刘军胜

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 71-76.

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  基于丝绸之路申遗成功的宏观背景，通过分析中国丝绸之路沿线各省区遗产旅游发展现状以及存在的问题，以“问题”为导向，提出中国丝绸之路世界遗产旅游发展战略。主要包括：遗产旅游品牌打造战略、境内外市场拓耕战略、区域旅游合作机制创新战略、跨越式发展战略、“点—轴—带—面”发展战略、旅游新业态培育与提升战略、差异化发展战略以及支持保障发展战略。
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  2000—2012年山西省旅游业碳排放的时空差异

  程占红,韩玉姣

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 77-82.

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  采用自下而上法从旅游交通、旅游住宿和旅游活动三个方面估算了山西省旅游业碳排放量。结果表明：（1）2000—2012年山西省旅游交通碳排放、旅游住宿碳排放和旅游活动碳排放均表现出逐年上升的趋势，三者增长率依次是125%、300％和683.41%。其中，公路和民航的增长速度均快于铁路的增长速度，住宿碳排放增长率表现出波动性，不同旅游活动的碳排放量依次是休闲度假>探亲访友>观光旅游>商务出差>其他。（2）山西省旅游业碳排放总量持续增加，13年共增长了0.610 2 Mt，其中，旅游交通碳排放量明显多于旅游住宿碳排放量和旅游活动碳排放量，具有决定性的影响。碳排放增长率呈现波动性，但是人均碳排放量和碳排放强度自2003年出现下降趋势，说明山西省旅游业逐步趋于健康。（3）山西省各地市旅游业碳排放存在区域不平衡现象，其中太原市、大同市、运城市和晋中市的碳排放量最多，吕梁市、晋中市和朔州市的增长速度最快。为有效减少旅游碳排放，政府、旅游经营者和旅游者应通力合作、共同践行低碳旅游。
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  基于微博的西安市交通拥堵状况时空分布研究

  陈宏飞,张心萍,赵艳慧,刘广,孙九林

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 83-88.

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  通过自主开发的数据抓取软件获得西安市新浪微博数据，利用文本分析筛选出表达交通拥堵的微博数据，通过多时间尺度分析，得到交通拥堵的月、周内和日分布规律；经过ArcGIS 10.2的点密度分析工具计算及可视化处理，得到交通拥堵的空间分布规律。结果表明：在时间上，交通拥堵与居民工作日通勤、节假日外出等有密切联系；在空间上，交通拥堵与商业区、学校等人流量密集区域等因素有密切关系。研究证明了利用社交媒体数据研究城市交通拥堵问题的可行性。
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  前期旱情等级对红壤坡面土壤裂缝及产流产沙特征的影响

  陈晓安

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 89-93.

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  在人工模拟试验的基础上，采用图片处理技术和统计分析方法，分析无旱、轻旱、中旱、重旱4种旱情级别下的坡面土壤裂缝特征以及前期干旱影响下的坡面产流产沙特征。结果表明：土壤裂缝长度密度、面积密度、宽度、裂缝交点数、土壤裂缝弯曲度从小到大依次为轻旱、中旱、重旱；土壤裂缝条数从轻旱到中旱略有下降，到重旱后土壤裂缝数量激增，土壤裂缝网络的连通性从轻旱到中旱急剧增大，中旱到重旱基本一致。轻旱、中旱、重旱下土壤产流开始时间比无旱土壤分别增加1.83、2.43、3.87 min，产流截止时间比无旱土壤分别减少0.97、1.23、1.40 min；无旱、轻旱、中旱、重旱土壤产流稳定前各时段产流量依次减小，稳定后无明显差异，总产流量随旱情等级加大而减小。土壤平均产沙浓度从无旱、轻旱、中旱依次增加，中旱到重旱有所减小，稳定前土壤产沙速率从轻旱到重旱依次减小，无旱土壤最小，从无旱到重旱总侵蚀产沙先增大后减小，轻旱、中旱、重旱土壤侵蚀量分别是无旱的3.92、3.85、2.50倍。
食品工程与营养科学
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  超低温冻藏牛奶中牛基因组DNA的提取方法

  刘永峰,库婷,高俊岭,杨兴斌

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 94-99.

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  采用不同的解冻方法以及牛奶体细胞分离与SDS苯酚法相结合的手段，分离提取-80 ℃冻藏牛奶中牛基因组DNA，利用超微量核酸分析仪和琼脂糖凝胶电泳法分别对DNA浓度、纯度及分子量大小进行检测，采用PCR技术扩增牛特异性基因序列片段进行DNA质量鉴定。结果表明，“两步法”解冻提取的牛基因组DNA的质量优于“一步法”和“三步法”，且该方法所提取的DNA浓度为（52.46±2.40）μg/mL，DNA纯度为1.85±0.80，条带较清晰；PCR扩增证实这些DNA可以成功扩增出729 bp的牛特异性基因序列片段。本研究成功优化了牛奶中DNA的分离提取方法，筛选出了冻藏牛奶的适宜解冻方法，建立了一种新的超低温冻藏牛奶中牛基因组DNA提取方法。
体育科学
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  负重爬梯与负重跑台运动对大鼠股骨微结构及力学特性的影响

  唐量,高小航,赵新娟,张静,孙丽君

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2015, 43(6): 100-105.

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  观察负重爬梯运动与负重跑台运动对大鼠股骨微结构及生物力学的影响，分别评价两种运动对股骨的作用效果。将28只16周SD雄性大鼠随机分为3个组：负重跑台运动组（WR），负重爬梯运动组（LC）以及对照组（CON）。WR组在晚上进行每周6次持续8周无坡度15 m/min的负重跑台运动，每组运动2 min，间歇2 min，共10组，周日休息；LC组在晚上同期进行负重爬梯训练3组，每组10次，每次间歇2 min；CON组不施加干预。实验8周后，戊巴比妥钠麻醉处死，并按解剖位置截取大鼠左右股骨分别用来进行Micro-CT扫描和三点弯曲实验，对其微结构及生物力学参数进行分析。Micro-CT定量分析显示，与CON组对比，WR组与CL组的骨小梁数量（Tb.N）和骨体积分数（BV/TV）均出现显著性增加，骨小梁分离度（Tb.Sp）和结构模型指数（SMI）均呈现显著性降低；三点实验显示，与WR组和CON组对比，CL组的弹性模量（MOE）呈现出显著性增加；与CON组对比，WR组与CL组的最大载荷（ML）均出现显著性增加，WR组的刚度出现显著性增加。以上结果表明，经过8周的负重训练，两种训练方式均能在不同程度上改变骨的微结构及生物力学特性，负重爬梯训练的效果优于负重跑台训练。