基于残差注意力网络模型的浮游植物识别

浮游植物作为水生态系统中最重要的生物组成部分之一,对水环境敏感,在水环境监测中得到了广泛的关注。然而水生环境复杂多样,准确高效地识别浮游植物是监测工作中的一大挑战。当前浮游植物识别方法可分为经典形态学分类、分子标记和人工智能图像识别三类。前两种方法已被广泛采用,但费时费力,不利于监测机构的大规模应用和推广。同样,利用图像进行自动化分类难以在高准确率与高效率上达到平衡。深度学习技术的发展为此提供了新思路。本文提出一种新的深度卷积神经网络RAN-11。该网络以残差注意力网络Attention-56和Attention-92为基础,凭借通道对齐融合主干上的底层特征与顶层特征,通过调整注意力模块和残差快个数以精简结构,并引入了Leaky ReLU激活函数代替ReLU。以太湖11个优势属共计1036张图像为数据来源进行对比验证。除星杆藻外,RAN-11对单一优势属的的查准率都在90%以上,并且有5个优势属达到100%的查准率。RAN-11的识别准确率为95.67%,推理速率为41.5帧/s,不仅比Attention-92（95.19%的准确率,23.6帧/s）更准确,而且比Attention-56（94.71%的准确率,41.2帧/s）更快,真正兼顾了准确率与效率。研究结果表明：（1）RAN-11在查准率、准确率和推理速率上优于原始残差注意力网络,更优于以词包模型为代表的传统图像识别方法;（2）融合多尺度特征、精简网络结构和优化激活函数是提高卷积神经网络性能的有力手段。建立在经典分类基础之上,本文提出新的残差注意力网络来提升浮游植物鉴定技术,并构建出浮游植物自动化识别系统,识别准确率高、易于推广,对于实现水体中浮游植物的自动化监测具有重要意义。     

后疫情时代全球可持续发展目标加速行动的推动

“SDGs加速行动”是国际组织、政府部门、私营机构和其他利益攸关方为加快落实2030年可持续发展议程采取的全球行动。2019年联合国可持续发展目标峰会后,政府、国际组织、私营部门等提出了214项SDGs加速行动。2019年爆发的新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019,COVID-19）对实现可持续发展目标带来了系列影响,后疫情时代如何推动全球SDGs加速行动的实施成为重要的问题。对可持续发展评估报告（2019）和可持续发展目标加速行动等政策文件进行信息提取,建立加速行动匹配性指数模型和各国应对新冠疫情的恢复力指数模型,根据匹配性-恢复力分类体系将各国按照17项可持续发展目标分为9类,为推动后疫情时代全球可持续发展目标加速行动提供支撑。研究发现：（1）现有可持续发展目标加速行动的实施与区域需求不匹配,且这种不匹配的情况在COVID-19爆发前已经出现;（2）加速行动的实施受限于现有可持续发展水平和国家经济基础,区域关注的可持续发展目标与其自然地理位置和社会发展水平有着密切的关系,多边组织机构和其他利益攸关方需要在发展中国家大力推动可持续发展加速行动;（3）下一步实施加速行动需要加强国际间的合作,根据分类框架和可持续发展目标的关联关系,分重点推进加速行动的实施,完善可持续发展指标监测体系,分类设立后疫情时代不同时期的阶段目标,分阶段循序渐进,定期反馈追踪,以在2030年促进17项可持续目标的实现。     

DNA末端硫修饰依赖的体外大片段DNA连接法

【背景】DNA组装技术是基因组合成中的一个关键技术。探索低成本、高效率的基因组合成技术一直是合成生物学的重要研究领域。在某些细菌如变铅青链霉菌中,DNA上有磷硫酰化修饰(简称硫修饰),而在另一些细菌如天蓝色链霉菌中存在一种含有硫修饰识别结构域(sulfur-binding domain, SBD)的识别蛋白,可以特异性识别DNA上的硫修饰,这启发了我们发展出一种新的DNA组装技术。【目的】探究在DNA末端硫修饰的连接中,T4 DNA连接酶与SBD相融合蛋白和单独的T4 DNA连接酶相比,是否有更高的连接效率。【方法】根据同源重组原理,设计硫修饰引物,扩增硫修饰的DNA片段。构建T4 DNA连接酶与SBD融合蛋白的3种表达载体T4-linker-SBD(Hga)、T4-linker-SBD(Spr)和T4-linker-SBD(Mmo),表达纯化以上3种融合蛋白。比较3组浓度梯度(2.4、0.24、0.024 mg/mL) T4 DNA连接酶与融合蛋白在2.5 kb和8.0 kb DNA片段连接上的差异。【结果】DNA末端硫修饰的2.5kb和8.0kb的两端片段均能扩增,而且3种融合蛋白...     

基于主体功能区的长江经济带绿色发展评价与问题区域识别

长江经济带已成为我国推进绿色发展的重要阵地。基于主体功能区视角,构建以水系统为纽带的长江经济带绿色发展评价指标体系,采用综合加权法、空间自相关、耦合协调度模型等方法探究2018年长江经济带130个城市绿色发展及各子系统耦合协调水平的空间格局,并对绿色发展的问题区域进行分类识别。结果表明：(1)长江经济带绿色发展水平呈由下游、中游至上游递减趋势;各主体功能区绿色发展指数表现为优化开发区>限制开发区>重点开发区。(2)绿色发展各子系统耦合协调度值位于0.365—0.656之间,多处于濒临失调和勉强协调的临界区间,耦合协调水平整体偏低。(3)从长江经济带整体来看,长江中上游地区绝大部分城市绿色发展主要受资源利用和产业发展水平偏低,及由此带来的生态和生活问题限制,且长江中上游地区各省会或直辖市对区域内其他城市绿色发展带动能力不足。从主体功能区视角来看,优化开发区以生态问题为主,仅上海和嘉兴两市;重点开发区以生态和生产问题为主,集中于武汉都市圈和成渝双城经济圈内部;限制开发区以生产和生活问题为主,主要位于省际边界型城市地区。最后综合问题识别结果,分别对长江经济带各主要问题区域绿色发展...     

基于文献计量分析的联合国可持续发展目标研究

厘清联合国可持续发展目标(SDGs)研究的现有进展和发展脉络,有助于深化SDGs研究和推动可持续发展。本文基于Web of Science核心合集数据库,运用可视化分析软件CiteSpace对SDGs相关文献进行文献计量分析,并绘制知识图谱。结果表明：(1)SDGs相关研究经历了萌芽阶段、快速增长阶段和稳定发展阶段,累计发文量呈稳步上升趋势,且涉及学科领域广泛。(2)英国、美国和中国等是SDGs的主要研究力量,发展中国家对SDGs研究的影响也持续增强。(3)环境问题、多方合作、SDGs全球治理与地方化等是SDGs研究的热点方向,而公民健康和推动可持续发展教育是SDGs未来研究的关注重点。鉴于文献计量分析结果,后续研究应重视SDGs评估、扩展指标数据源和制定可持续发展策略等。     

四种鲤科鱼类对捕食胁迫行为响应的种间比较

为了比较早期捕食胁迫经历和当前环境中存在的捕食者对鱼类行为的影响,并考查这些影响是否存在种间差异,研究分别考查了测定环境(有、无捕食者存在)对有、无捕食胁迫经历的鳊(Parabramis pekinensis)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲫(Carassius auratus)和中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)等4种鲤科鱼类探索性、活跃性和勇敢性的影响。结果发现:早期捕食胁迫经历与当前环境条件对鱼类行为产生截然不同的影响,且存在较大的种间差异。无捕食胁迫经历的鳊、草鱼和中华倒刺鲃均会对陌生的捕食者乌鳢(Channa argus)做出行为响应,提示这3种鱼可能对陌生捕食者具有一定的识别能力,但这种识别与猎物鱼通过捕食胁迫经历获得的识别仍具有一定差距;具有捕食胁迫经历的鳊和中华倒刺鲃在空白环境中未表现出反捕食行为,可能是节约能量的一种策略。总体而言,草鱼对捕食胁迫经历和测定环境处理反应更为敏感,而中华倒刺鲃的反应则相对保守。但当周围环境中存在捕食者时, 4种鲤科鱼类均会通过维持较高运动状态的方式来应对捕食者。维持这种应激状态可能对猎物鱼...     

白血病发生的新基因

加拿大科学家日前发现，哺乳动物父亲与后代的相互作用增加了脑室下区（SVZ）和齿状回中的神经形成，这对于父亲与后代的认知非常重要。     

枪弹痕迹检验中弹孔的识别和特征分析

由于枪支特有的机械和物理原理,其子弹射击所形成的洞孔相较于其它物体有明显差别。本文主要分析了枪支子弹射击不同物体所形成的弹孔特征差异,藉此可以在刑事涉枪案件的现场快速识别弹孔为案件侦破提供有价值的信息。     

化石(孢粉)识别专家系统

化石识别(鉴定)是古生物学最基础的研究工作,鉴定错误,研究工作就不可能获得正确的结论。一个经验丰富、鉴别能力很强的古生物专家的成长需要数十年的长期实践。古生物学发展到今天,门类繁多、数以万计的古生物类型使专家们花在浩如瀚海的文献堆中的时间和精力,比用于研究化石本身的时间和精力多得多。     

桔园植保协调管理的多目标群决策研究

植保系统工程是植保工作科学化的必然趋势,有关系统工程与具体植保工作相结合的理论研究较为丰富,然而,在更高的层次上,植保系统是多决策者、多目标的复杂系统,这就要求植保工作者必须学会用系统工程理论解决植保系统的协调管理问题。迄今这方面的研究