中国科学院大学学报

一类特殊有限群环的K₂-群

张亚坤, 唐国平

2018, 35 (6): 721-723. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.001

摘要 ( 265 ) HTML ( ) PDF (344KB) ( 668 )

G为阶数小于6的非平凡群，p为整除群G的阶数的素数，确定k≥2时K₂（ZG/p^k（ZG）的结构。

不可约单项式理想乘积的Castelnuovo-Mumford正则度

宋娟娟, 高玉彬

2018, 35 (6): 724-730. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.002

摘要 ( 282 ) HTML ( ) PDF (490KB) ( 736 )

对于域k上多元多项式环k[x₁,…,x_n]中不可约单项式理想I、J、K和L，证明reg（IJKL）≤reg（I）+reg（J）+reg（K）+reg（L）.

序贯最大最小距离设计的空间填充性

滕一阳, 武赟, 熊世峰, 杨建奎

2018, 35 (6): 731-734. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.003

摘要 ( 611 ) HTML ( ) PDF (1436KB) ( 974 )

最大最小距离设计是计算机试验中常用的一种空间填充设计。讨论序贯最大最小距离设计的空间填充性质，证明在样本量趋于无穷时，这种序贯设计中的点在试验区域内达到稠密.

层状SnSe₂材料中锂离子吸附和迁移的第一性原理研究

方林灿, 郝宽荣, 闫清波, 郑庆荣

2018, 35 (6): 735-742. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.004

摘要 ( 463 ) HTML ( ) PDF (7402KB) ( 811 )

使用第一性原理方法系统地计算研究层状SnSe₂材料中锂离子吸附和迁移。发现锂原子在SnSe₂表面被强烈吸附，结合能（>3eV）显著大于石墨烯、磷烯、MoS₂等二维层状材料。Bader电荷分析表明锂原子的几乎整个2s电子电荷都转移给了SnSe₂，锂原子以正离子的形式存在。单层SnSe₂表面锂离子的迁移势垒为0.197eV，低于石墨烯、MoS₂等二维层状材料。基于单层SnSe₂的锂离子电池理论，平均开路电压为3.05V。此外，锂离子的插入也带来了从半导体态向金属态的转变，从而具有较好的电导率。这些发现增进了对层状过渡金属二硫化物材料中锂离子吸附性质和迁移机制的理解。

裂纹方向对轴承裂纹应力强度因子的影响

刘珑, 时军波, 丁宁, 胡志文

2018, 35 (6): 743-748. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.005

摘要 ( 354 ) HTML ( ) PDF (8604KB) ( 641 )

利用有限元分析方法，研究裂纹与内圈轴向的夹角和裂纹与内圈径向的夹角两个因素对于裂纹扩展速率的影响。研究结果表明：当裂纹与内圈轴向夹角在10°左右时，裂纹扩展速率出现最大值，等效应力强度因子为0.22MPa ·m^0.5；夹角在90°左右时，裂纹扩展速率出现最小值，等效应力强度因子为0.039MPa ·m^0.5。当裂纹与内圈径向夹角在10°左右时，裂纹扩展速率出现最大值，等效应力强度因子为0.19MPa ·m^0.5；夹角在80°和-80°左右时，裂纹扩展速率出现最小值，等效应力强度因子为0.15MPa ·m^0.5。

中国北方农牧交错带草本植物δ¹⁵N梯度变化及其对环境信息的指示

刘贤赵, 张勇, 宿庆, 李振国, 冯腾, 宋焱

2018, 35 (6): 749-760. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.006

摘要 ( 338 ) HTML ( ) PDF (5281KB) ( 623 )

植物氮同位素组成（δ¹⁵N）是气候环境变化和生态系统氮循环的综合结果，开展典型区域植物δ¹⁵N的研究可以指示气候环境的变化。沿400mm等降水量线测定中国北方农牧交错带草本植物和土壤的δ¹⁵N值，并将δ¹⁵N值与气候环境因子进行统计分析。结果表明：1）样带草本植物δ¹⁵N值分布在-5.5‰~15.3‰之间（平均值4.02‰），其中，C3草本植物的δ¹⁵N值范围（-5.5‰~15.0‰）比C4植物（-2.85‰~15.3‰）宽，但平均值显著低于C4植物；土壤δ¹⁵N值范围为1.42‰~9.11‰，平均值为4.74‰；2） C3、C4草本植物整体以及2种广适性草本植物的δ¹⁵N值与经纬度均呈显著正相关性（C4草本植物δ¹⁵N值与经度关系不显著除外），但与海拔关系微弱；3）植物/土壤的δ¹⁵N值均随温度升高呈显著偏负趋势，其中C3、C4草本植物的温度系数分别为-0.41‰/℃和-0.39‰/℃，但植物δ¹⁵N值随降水增加呈微弱偏负趋势；4）偏相关分析显示，在控制降水变化后，草本植物δ¹⁵N值与年平均温度的相关性更加显著，而在控制温度变化后，植物δ¹⁵N值与年平均降水量的关系更加微弱。研究表明在水分变化相对较小的条件下，温度可能是控制本样带植物δ¹⁵N值变化的关键因子，意味着植物δ¹⁵N信息可以指示中国北方农牧交错带温度的变化。

20世纪40年代初以来渤海形态变化特征

宋洋, 张华, 侯西勇

2018, 35 (6): 761-770. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.007

摘要 ( 403 ) HTML ( ) PDF (16875KB) ( 735 )

20世纪中期以来中国沿海经历了多次围填海热潮，2000年以来环渤海区域大规模围填海已使其成为近期中国围填海的重点区域。利用地形图、海图和遥感影像等资料获取的渤海多时相的平面重心、立体重心、海岸线、低潮线、等深线、海区面积和海区体积等指标变化信息，系统揭示渤海形态的长期变化特征。结果表明：近70年来，渤海面积不断萎缩，岸线普遍向海扩张，导致渤海的平面重心总体向东偏北方向移动，但渤海的平面周长总体呈增加趋势，平面形状趋于复杂；近50年来，渤海体积总体呈下降趋势，立体重心的位置趋于变深。自然条件下的河口三角洲发育和人类围填海活动是渤海形态变化的主要原因，但渤海形态变化的驱动力已由早期的以自然因素为主转变为近期的以人类活动因素为主。

基于地表温度日较差-植被覆盖度特征空间的土壤含水量反演方法

茹晨, 段四波, 姜小光, 冷佩, 高懋芳, 霍红元, 李召良

2018, 35 (6): 771-781. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.008

摘要 ( 388 ) HTML ( ) PDF (14551KB) ( 991 )

土壤含水量是气候、水文和生态等研究的重要参数。地表温度-植被指数特征空间法是遥感监测土壤含水量的常用方法。以欧洲伊比利亚半岛为研究区，使用MSG-SEVIRI （Meteosat Second Generation-Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager）晴空数据，构建地表温度日较差-植被覆盖度特征空间。在此特征空间上，结合研究区土壤质地数据，建立土壤含水量反演模型反演土壤体积含水量。利用西班牙REMEDHUS （REd de MEDiciòn de la HUmedad del Suelo）土壤含水量观测网络的实测数据对反演结果进行验证，均方根误差均在0.05m³/m³以内，具有较高的精度。与常用的地表温度-植被覆盖度特征空间的结果对比证明，以地表温度日较差替代地表温度，能够减小地表温度反演误差导致的土壤含水量估算误差，从而提高土壤含水量反演精度。

基于车载激光扫描数据的城区道路自动提取

赵海鹏, 习晓环, 王成, 雷钊

2018, 35 (6): 782-787. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.009

摘要 ( 333 ) HTML ( ) PDF (16822KB) ( 783 )

提取准确的道路信息对城市规划和数字城市制图具有重要意义。利用高密度车载激光扫描数据，针对无法以路沿作为道路边界的情况，提出一种基于边缘线检测的道路自动提取方法。先利用平面检测算法对分段后的路面完成粗提取，在此基础上，分析道路边缘线与相邻两侧路面在激光反射强度与几何性质上的差异，通过设定合理阈值提取边缘线上的点云，最后对离散边缘点进行曲线拟合完成道路精提取。利用实际获取的城区车载点云数据验证表明，该方法提取道路的正确度、完整度和提取质量等均高于90%，特别是对无明显路沿的道路，可有效识别出道路边缘线。

建筑物的高分辨率SAR图像仿真方法

任苗苗, 潘卓, 徐向辉, 苏海涛

2018, 35 (6): 788-794. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.010

摘要 ( 332 ) HTML ( ) PDF (4901KB) ( 719 )

提出一种基于建筑物几何特征的高分辨率（VHR）SAR图像仿真方法。该方法首先构建成像场景模型，以改进的光学着色模型近似散射模型；然后在场景间进行射线追踪，得到目标的散射强度信息和位置信息；为使仿真图像更加真实，引入后处理过程；最后经二维成像，得到逼真的建筑物SAR仿真图像。分析和仿真结果表明，该方法准确高效地仿真建筑物在SAR图像中的几何特征和辐射特征，可为理解和解译SAR建筑物图像提供有效的数据支撑。

民国时期乌鲁木齐城市的社会空间结构

贾晓婷, 雷军, 张小雷

2018, 35 (6): 795-804. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.011

摘要 ( 463 ) HTML ( ) PDF (11873KB) ( 1273 )

对民国时期乌鲁木齐城市的社会空间结构进行深入研究。研究结果如下：民国时期乌鲁木齐呈现出以迪化城南门为界，城内城外种族、阶层、文化差异悬殊的社会空间格局；清末民初时期，乌鲁木齐城市社会空间呈现出满族官兵居住区、汉族商人居住区、维吾尔和回族人口聚居区、俄国侨民聚居区和农牧业人口散居区5种社会区；民国末期，社会空间呈现出高级官署区、汉族商人居住区、少数民族聚居区和农牧业人口散居区4种社会区；政治军事力量是社会空间演变的主导因素。

农村集体经营性建设用地入市中村委会寻租行为的监督博弈模型

刘靖羽, 尹奇, 唐宏, 张湛

2018, 35 (6): 805-813. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.012

摘要 ( 245 ) HTML ( ) PDF (2055KB) ( 659 )

为更有效地抑制在农村集体经营性建设用地入市中村委会的寻租行为，构建地方监督机构与村委会之间的监督博弈模型，通过对博弈均衡解和影响均衡解的各个参数变量的探讨，分析影响中国农村集体经营性建设用地入市中寻租和监察行为的因素。结果显示：村委会选择寻租策略的概率受地方监督机构的成本、严格监察概率、查出概率（不严格监察概率）、扭曲效应及惩罚力度的影响。地方监督机构选择严格监察的概率受监察力度、查出概率（不严格监察时/严格监察时）的影响。因而，应当形成以国家和社会相结合的监督模式，畅通公共群众社会监督渠道，降低地方监督机构的监察成本；同时通过国家行政立法完善网络化监督；最后应当从政治和经济两个方面增强惩戒力度。

地下水污染物浓度与电阻率映射关系的构建

赵少桦, 董艳辉, 李学兰, 王礼恒

2018, 35 (6): 814-821. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.013

摘要 ( 486 ) HTML ( ) PDF (7804KB) ( 729 )

地球物理方法中的地电方法所获取的地下含水层视电阻率如何转换为地下水中污染物的浓度分布是有待解决的问题。本研究探索基于地下水流动与溶质运移数值模型构建映射关系的方法。从构建的多个已知污染物浓度场出发，通过Archie定律建立地电模型并对其进行地球物理正演模拟来代表野外观测到的电阻率数据，而后通过反演获得视电阻率反演数据分布，最后通过分析污染物浓度与视电阻率反演数据的统计特征来建立映射关系。结果显示地下水浓度场和电阻率之间的映射关系可通过不同的统计方法如线性拟合、多项式拟合来建立，但在不同的模型区域映射关系有所差异，表现出空间差异性。相比于直接采用Archie公式将视电阻率转化为浓度场的方法，线性拟合或多项式拟合所建立的映射关系在映射精度方面都具有明显优势。两者在多数情况中的应用效果类似，但在部分区域渗透系数较小（例如：渗透系数k=28m/d）的情况下，多项式拟合的映射关系应用效果优于线性拟合的映射关系。总体而言，本研究所构建的基于地下水模型的映射方式比直接采用Archie公式的方法更为精确，并且能获取更多的场域整体信息，可配合钻孔取样监测在地下水污染调查方面发挥作用。

基于方位调制的快速分解因子BP算法

林建和, 吕孝雷

2018, 35 (6): 822-831. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.014

摘要 ( 338 ) HTML ( ) PDF (10473KB) ( 845 )

BP算法的低效极大地限制了其在大范围场景和实时性要求高的场合下的应用。利用空间上相邻的点存在近似相等的"等效距离"原理，基于已有的两类快速BP算法，提出一种基于方位调制的快速分解因子BP算法。一方面利用基于方位调制的BP算法减少等效合成孔径长度，另一方面利用快速分解因子BP算法减少合成孔径范围内孔径点数。该算法在已有的快速BP算法基础上进一步提高效率，且能够并行实现，在机载实时成像和卫星在轨实时成像方面有一定的应用潜力。仿真和实测数据验证了该算法的有效性。

纳米TiO₂分散液的制备及其光催化性能

吴志娇, 翟彦青, 郭瑞, 曹宝升, 朴玲钰

2018, 35 (6): 832-838. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.015

摘要 ( 702 ) HTML ( ) PDF (10258KB) ( 990 )

利用沉淀-溶剂热联用方法，制备粒径约为30nm的TiO₂材料，作为光催化分散液的光催化剂。采用X射线粉末衍射（XRD）、电镜（透射TEM、扫描SEM）、拉曼、红外光谱（FT-IR）和X射线光电子能谱（XPS）等技术对纳米TiO₂的晶型、形貌、结构与表面特性进行表征。制备的TiO₂为粒度均匀、分散良好的锐钛矿型纳米TiO₂。在不做任何修饰的情况下，将纳米TiO₂置于水中，通过超声得到分散均匀、稳定性好的纳米TiO₂水性分散液，室温静置180d后仍保持澄清透明，无沉淀析出。180d后，该分散液对有机污染物罗丹明B的降解仍旧表现出优异的光催化活性，光照15min后罗丹明B明显褪色，30min完全降解，无活性损失。将该分散液喷涂在铝板基底上，表现出良好的自清洁能力。本文提供了一种可规模化生产、成本低、过程易控的纳米光催化分散液制备思路。

碘甲烷在外电场下的光谱和解离特性

张翔云, 刘玉柱, 马馨宇, 秦朝朝

2018, 35 (6): 839-844. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.016

摘要 ( 353 ) HTML ( ) PDF (2635KB) ( 409 )

碘甲烷是一种有毒的甲基化试剂和土壤消毒剂，应用十分广泛，研究其基本的物理性质和使其降解的有效措施很有必要。使用密度泛函理论（density functional theory，DFT），在B3LYP/LANL2DZ水平上研究在外电场（0~0.04a.u.）作用下碘甲烷分子的解离特性以及多种物理性质。计算结果表明，在C—I键连线Z方向上，外电场从0逐渐增加到0.04a.u.时，分子体系能量逐渐减小，偶极矩单调增大.HOMO-LUMO能隙E_G却呈现先增大后减小的变化趋势，C—I和C—H键键长逐渐增大，更加易于裂解。在外电场逐渐增强时，解离特性表现为：CH₃I分子的C—I键方向扫描得到的势能曲线的束缚状态逐渐消失，势垒逐渐变小最后消失。计算发现，强度为0.04a.u.的外电场足以使CH₃I分子发生C—I键断裂而降解。该结果为保护环境和对碘甲烷进行电场降解提供理论依据。

CANON体系中颗粒污泥粒径及C/N比对反应器脱氮性能的影响

李津青, 韩晓宇, 黄京, 张树军, 刘红辉, 刘新春

2018, 35 (6): 845-850. DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2018.06.017

摘要 ( 316 ) HTML ( ) PDF (5629KB) ( 674 )

采用一体化厌氧氨氧化SBR反应器处理高氨氮废水，研究不同粒径（R₁：0.2~0.5mm、R₂：0.5~1mm、R₃：>1mm）颗粒污泥的脱氮性能及不同C/N比对颗粒污泥系统的影响。实验结果表明：R₁、R₂、R₃的AOB活性依次降低；NOB活性R₂最高，其次是R₁，最低是R₃；厌氧氨氧化菌活性R₂最高，其次是R₁，最低的是R₃。C/N比升高过程中，颗粒形态发生变化，镜检显示中间红色部分减少，外围出现黄色包围圈，总氮去除负荷由0.59kg/（m³ ·d）降到0.34kg/（m³ ·d），总氮去除率由94.75%升到95.07%后降到87.55%。结果表明CANON工艺的C/N比不宜超过1.5。

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