2018年, 第46卷, 第4期　刊出日期：2018-07-10

  

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数学与计算机科学
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  保持算子乘积广义投影的可加映射

  牛珂,吉国兴

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 1-5.

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  设B(H)是复Hilbert空间H上的有界线性算子全体且dim H>2,证明了B(H)上的可加满射φ保持算子乘积非零广义投影的充要条件是存在酉算子或共轭酉算子U及常数a且a6=1使得对于任意的A∈B(H)都有φ(A)=aUAU*,或存在共轭酉算子U及常数a且a6=1使得对于任意的A∈B(H)都有φ(A)=aUA*U*。
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  固定和自适应设计下高维广义线性模型的经验似然检验

  白璐,陈夏

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 6-11.

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  利用经验似然方法，讨论固定设计和自适应设计下高维广义线性模型中的参数检验问题。数值计算结果表明,所构造的经验对数似然比统计量渐近于标准卡方分布，具有较稳定的真实检验水平和功效。
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  基于复合记忆-遗忘模型框架的连续教学策略优化控制

  刘丹青,李雅芝,吴振强,郭强,刘建国

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 12-20.

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  通过对教学现象进行数学建模和分析,定量地研究教学策略对知识传播系统的影响并优化控制教学管理目标。深入考察学习者认知学习时大脑中知识存量的变化规律,将学习者大脑分为短时记忆室和长时记忆室两个仓室,提出连续教学中的复合记忆-遗忘模型框架;并根据两个仓室内知识扩散的不同方式,进一步构建双边连续扩散、单边脉冲扩散和双边脉冲扩散三种不同的知识扩散模型;针对不同的记忆模型,应用种群动力学基本理论和数学分析法,通过控制教学力度E或教学周期Th这两种教学策略,优化知识存量或学习成效这两个教学管理目标;最后通过实例予以说明和验证。
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  基于M.Katsurada所得zeta函数狄利克雷级数系数的模关系解释

  陈小芳,[日本]金光滋,李海龙

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 21-27.

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  研究模关系理论与M.Katsurada的关于zeta函数系数级数的结论之间的关系，用模关系理论对Katsurada的zeta函数狄利克雷级数系数的一些研究结果进行解释。证明了一个一般性定理，该定理包含Katsurada的两个定理，可将M.Katsurada的Riesz和结论解释为一种模关系,还证明M.Katsurada的快速收敛级数表达式也是一种模关系。其中Ψ-函数在研究中发挥了至关重要的作用,该函数也出现在Bochner-Chandrasekharan的一些研究中。
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  基于线性判别深度信念网络的人脸表情识别

  王健,郭敏,肖冰

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 28-34.

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  深度信念网络在人脸表情识别领域表现出很好的性能，但由于其最后一个隐层与分类层之间的初始权值矩阵通常随机生成，这样的权值矩阵不具有判别能力，从而导致经该权值矩阵映射得到的特征不能保证适合于分类任务。为了解决此问题，提出一种新的深度信念网络结构——线性判别深度信念网络，其对传统线性判别分析法进行改进，设计了一个新的类间离散度矩阵，解决了传统线性判别分析法中存在的秩限问题；使用改进的线性判别分析法初始化深度信念网络最后一个隐层和分类层之间的权值矩阵，使网络更适合于分类任务。本文提出的线性判别深度信念网络在JAFFE和Extended Cohn-Kanade人脸表情数据库上分别得到了78.26%和94.48%的识别率。
物理学
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  基于参数化模型的液体声参量估计方法

  张小凤,李舒园,韩丽娜

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 35-39.

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  为快速、准确地对液体材料的声衰减系数及声速进行估计，提出了一种基于参数化模型的液体材料声参数估计方法。建立了声波在液体介质中传输的参数化线性系统模型，通过脉冲回波实验测得液体材料的回波，结合系统辨识得到声波的传输函数，根据传输函数与声参量的解析表达式对材料的声参量进行估计。结果显示：利用参数化模型方法，可以获得液体材料声参量较为精确的估计;声衰减系数与频率平方成正比，声速随频率缓慢变化。
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  噪声作用下不连续不可逆映象中的吸引子湮灭

  杜如海,刘玉龙,屈世显

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 40-44.

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  研究了噪声对一个既不连续又不可逆分段线性映象中共存吸引子动力学行为的影响。在控制参数范围内，系统存在共存的周期5和周期6吸引子。结果发现：弱噪声作用不会影响共存态的行为，在临界噪声强度下，共存态中的一个周期吸引子湮灭，系统由共存态转变成单稳的周期态，且在此临界噪声强度下，吸引子湮灭取决于系统的控制参数D；进一步提高噪声强度，前述周期态进入混沌态。可以用吸引子湮灭或失稳时临界噪声强度描述吸引子的鲁棒性，此鲁棒性在由噪声强度D和控制参数μ组成的参数空间中具有4个不同的动力学区间。
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  螺旋开槽结构低频换能器的性能分析

  白佳霭,张光斌

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 45-49.

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  设计了一种大振幅低频换能器，该换能器由圆柱管、螺杆、压电陶瓷环及后盖板组成，并且在圆柱管表面刻螺旋型槽。利用等效电路法和有限元方法，对换能器的导纳特性及辐射表面的振幅进行分析，得到了圆柱管的螺旋槽数量及后盖板厚度对换能器振动性能的影响。仿真结果表明,对圆柱管进行开槽，能有效减小换能器的工作频率，增大换能器的振幅。
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  基于超声椭圆振动辅助车削的铝合金表面微织构仿真

  曹腾,路冬,舒嵘,彭国文,吴勇波

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 50-57.

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  针对需要切削成形的零件，提出了在完成零件车削的同时获取微织构表面的加工方法，即超声椭圆振动辅助车削表面微织构方法。对铝合金材料构建了反映微织构表面的理论模型，以此为依据对表面微织构进行了仿真，将仿真获得的微织构单元尺寸与实验获得的微织构单元尺寸进行比较，验证了仿真模型的正确性。分析了加工参数对微织构几何尺寸的影响，给出了微织构单元几何尺寸的具体算法以及微织构单元在工件表面的排列算法，为表面微织构几何参数的优化提供了依据。
化学与材料科学
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  RGO/TiO2/Fe3O4复合纳米材料的制备及其对甲基橙废水的脱色效果

  王宇航

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 58-63.

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  通过水热法制备Fe3O4磁性纳米微球，以此为核包覆TiO2，并将核壳结构的TiO2/Fe3O4附着在还原氧化石墨烯（RGO）片层结构上；利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、N2吸附-脱附、X射线衍射仪（XRD）、震动样品磁强计（VSM）和X射线光电子能谱（XPS）表征了RGO/TiO2/Fe3O4磁性复合纳米材料的形态结构、包覆情况、磁性和元素种类，同时考察了该催化剂在紫外光照射下催化脱色甲基橙的效果。实验结果表明，TiO2均匀地包覆在Fe3O4表面，RGO/TiO2/Fe3O4磁性复合纳米材料的比饱和磁化强度为19.0 emu/g。以甲基橙的水溶液为模拟污染物，紫外光照射90 min后RGO/TiO2/Fe3O4复合纳米材料对甲基橙的脱色率达到91%。
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  脆弱纸质档案多功能纸浆加固新技术

  刘姣姣,李玉虎,邢惠萍

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 64-70.

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  针对单薄、脆弱、酸化的古籍、档案修裱后增厚大、易发霉、耐老化差等问题，提出了一种多功能同种纤维纸浆加固新方法。在传统纸浆中添加具有脱酸、防紫外光老化及防霉性能的无机纳米材料，不仅提升了加固纸浆的性能，而且实现了对纸张加固、脱酸、防霉、防紫外光老化的一体化保护。通过模拟试样加速老化试验，对加固前后和老化前后耐折度、抗张强度、柔软度、pH、厚度及防霉性能等进行了测试。结果表明：采用本技术加固后的纸张耐久性明显提高，纸张保持原来柔软度，老化后pH变化小，加固后增厚较小，防霉性能优异。该技术已经成功应用于清代古籍善本抢救修复中，得到了良好的加固保护效果。
生命科学
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  菲牛蛭肠道细菌的群落结构及功能

  刘宇,张秀秀,管德龙,王晓雯,许升全

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 71-77.

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  为了揭示肠道细菌对菲牛蛭(Hirudinaria manillensis)消化、代谢等生理活动的影响，采用二代测序技术测定了三个菲牛蛭个体肠道细菌的群落结构并推断了其功能。结果共鉴定出细菌7门，16纲，24目，29科，36属，40个操作分类单元（operation taxonomic units, OTUs）；其中优势属分别为色杆菌属（Chromobacterium）、甲基菌属（Methylovorus）和Jonquetella。采用PICRUSt软件对菲牛蛭肠道细菌进行功能预测，结果显示其主要功能依次是膜转运、碳水化合物代谢、氨基酸代谢、细胞迁移、能量代谢、基因复制和修复、辅酶因子和维生素代谢、外源物质降解、细胞进程和信号转导等。
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  外周血白细胞端粒DNA长度与肺癌的关系

  张毅,武雨思,宋睿睿,吴瑞锋,王建国,钟理

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 78-82.

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  外周血白细胞端粒DNA长度与肺癌之间的关系研究有助于肺癌的早期诊断和治疗。本研究采用实时荧光定量PCR法对肺癌患者和健康对照组外周血白细胞端粒DNA的长度进行检测，研究肺癌与外周血白细胞端粒DNA长度的关系。结果表明,肺癌组的端粒长度小于健康对照（normal control，NC）组（P<0.05），小细胞肺癌（small cell lung carcinoma，SCLC）组端粒长度短于非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）组（P<0.05），Ⅲ+Ⅳ期较Ⅰ+Ⅱ期端粒DNA明显缩短（P<0.05）。多元线性回归分析结果显示，SCLC和NSCLC组中年龄与是否吸烟两个因素与端粒的长度具有相关性（P<0.05），且前者与端粒长度的关系呈负相关；腺癌组中与端粒长度具有相关性的因素是性别和年龄（P<0.05），且后者与端粒长度的关系也呈负相关。
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  黄土高原撂荒川地植被演替及土壤性质分析

  李小炜,卜耀军

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 83-90.

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  以土壤含水量较高的陕北黄土高原撂荒川地为对象，研究了撂荒2年、4年、6年川地的植被演替、土壤理化变化状况以及土壤酶活性。结果表明：土壤含水量达到8%以上，撂荒地植被演替沿低级向高级发展。从以沙芦草(Agropyron mongolicum)、猪毛菜(Salsola collina)等为优势种喜阳小型草本群落，逐渐演替为以柽柳(Tamarix chinensis)、菖蒲(Acorus calamus)、芦苇(Phragmites)为优势种的中、湿生大型草本和灌木混合群落。撂荒后土壤浅层物理结构呈现先下降、后逐渐上升的趋势，深层物理结构随时间推移变化不大；土壤浅层的有机质、碱解氮等养分含量也呈现先下降、逐渐升高的趋势。撂荒6年土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶含量相对在耕地分别上升424.7%、141.7%。在黄土高原撂荒川地土壤水分状况较好的条件下，次生裸地采用避免人工干预、自然恢复的方式，植被生态系统会由低级向高级发展，土壤理化结构、酶活性也向有益的方向发展。
资源与环境科学
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  黄土高原矿区生态系统服务价值研究

  薛娟娟,葛永慧

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 91-97.

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  采用Landsat多期遥感卫星影像与单位面积当量因子法，对黄土高原典型矿区——轩岗矿区1986—2015年生态系统服务价值变化进行研究。结果表明：轩岗矿区生态系统服务价值从1986年的22.18亿元减少到2015年的16.86亿元；2006年是轩岗矿区生态系统服务价值变化的重要节点，变化斜率由2006年之前的-0.02变为之后的-0.52，生态系统服务价值减小速率加快；煤矿开采对土地利用的扰动是生态服务价值变化的主要原因，研究期内工矿用地、城镇和居民点用地持续增加，耕地、草地面积显著减少；轩岗矿区不同类型生态系统的服务价值敏感度指数均小于1，最大值为0.55，这说明生态服务价值对单位面积生态系统服务价值参数不敏感。煤矿开采对于生态脆弱区生态服务价值具有负面影响，且随着煤矿开采活动的持续推进而呈加剧态势，亟须采取有效措施遏制矿区生态服务价值流失。
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  塔克拉玛干别里库姆沙漠胡杨沙堆流场风洞模拟

  霍天赐,来风兵

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 98-103.

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  利用全站仪及RTK对胡杨沙堆进行三维形态实测采样，以实测数据为基础，制作胡杨沙堆实验模型。在风洞中用3组不同风速（6、10、14 m/s）对胡杨沙堆模型进行纯气流流场的模拟实验，结合研究区胡杨沙堆表层沉积物样品粒度分布特征，印证流场风洞模拟的准确度，并分别测定在5组不同风速（6、8、10、12、14 m/s）下胡杨沙堆后100 cm处的输沙率。结果表明：气流在胡杨沙堆迎风坡强度较大，沿着沙堆迎风坡加速爬升；至沙堆背风侧，气流强度明显减弱，一部分气流方向发生逆转形成强涡流区，最终在沙堆后方气流强度逐渐恢复；胡杨沙堆流场变化特征与沙堆表层沉积物平均粒径的分布特征相吻合；胡杨沙堆后方，输沙率随高度的增加呈指数函数迅速降低，风蚀输沙量为无植被时的78%，输沙量较平沙地明显减少。
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  1937—1949年陕甘宁边区人口再分布及人均耕地变动过程

  米瑞华

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 104-111.

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  以边区各县人口规模、耕地面积和人均耕地为指标，采用地图可视化、热点分析、空间自相关、回归分析等方法，从人-地资源匹配的视角，阐明1937—1949年陕甘宁边区人口再分布与人均耕地变动过程及其经济社会效应。研究发现：随着政府有效引导人口迁移，边区人口密度和人均耕地指标的空间集聚特征增强；在大生产运动的推动下，逐渐实现了以平均高程和纬度所代表的土地同质条件下的人均耕地等量化趋势。陕甘宁边区政府为解决边区粮食不足和农业人口分布等不均衡问题，提出奖励移民和大生产运动等经济政策，吸引较大规模的边区农业人口再分布，人均耕地占有量随着人口再分布而显著变化，这充分发挥了边区各县的人口承载余力，是一种对人力资源与物质资源进行优化匹配的有利尝试，促进了资源匮乏时期寻求人的最大生存机会、寻求中国革命伟大胜利等目标的实现。
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  皖南安茶产区典型茶园土壤重金属含量及空间分布

  甘卓亭,王思强,章萍秋,姚婷

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 112-119.

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  选取位于皖南祁门县安茶产区的坡地和平地两种典型茶园为样地，分别按海拔梯度和距公路远近设置采样带，土钻法分层采集0~100 cm土样，并同步采集茶树新叶和老叶，利用ICP-MS测定土样和叶样的Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Ni和Hg 8种重金属元素含量。结果表明：就平地茶园而言，土壤Zn平均含量最高，Hg和Cd平均含量最低，近公路样带的土壤重金属含量总体较高；在0~40 cm土层范围内，近公路样带和近河样带土壤重金属含量随深度增加而增大，中间样带随深度增加而减小。就坡地茶园而言，随海拔降低，土壤Cr、Cu、Zn平均含量增加，土壤Cd、Pb、Ni和Hg平均含量减小，土壤As无显著差异。坡地茶园土壤Cr、As、Cd和Pd含量高于平地茶园，Cu、Zn、Ni和Hg含量低于平地茶园；除坡地茶园土壤As、Cd和平地茶园土壤Zn、As、Hg外，茶园土壤重金属均为无污染等级。
食品工程与营养科学
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  商洛杜仲叶多糖对高血脂模型小鼠的降血脂作用

  雷燕妮,张小斌

  陕西师范大学学报(自然科学版). 2018, 46(4): 120-124.

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  为探究商洛杜仲叶多糖对高血脂模型小鼠脂质代谢的影响，以昆明种小鼠为实验动物，随机分成6组：空白对照组，模型对照组，阳性对照组及低剂量(50 mg/kg BW)、中剂量(100 mg/kg BW)和高剂量(150 mg/kg BW)杜仲叶多糖组，每组15只。空白对照组给予基础饲料，后5组喂以高脂饲料，将小鼠灌胃杜仲叶多糖4周后，分别测定各组小鼠血清和肝脏组织中脂质水平。结果表明：杜仲叶多糖能够明显降低小鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、脂蛋白a(Lp-a)和载脂蛋白B(Apo-B)水平、动脉硬化指数（AI）和冠心指数（R-CHR），肝脏组织中TC、TG含量亦有明显降低。同时，血清中高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和载脂蛋白A(Apo-A)水平明显升高。在高脂膳食条件下，杜仲叶多糖能够起到降低血清中血脂水平和肝脏中脂质代谢的作用，具有良好的降血脂作用，其中以中剂量组降血脂效果最好。