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济南大学学报（自然科学版）

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2026年02期

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环境与水利科学 | 长三角地区城市蔓延时空变化及其驱动因素

环境与水利科学 | 长三角地区城市蔓延时空变化及其驱动因素

摘要：针对长三角地区快速城镇化进程中城市无序扩张与生产、生活、生态空间冲突日益突出的问题，利用2003—2020年长三角地区夜间灯光数据和生产、生活、生态数据，以市域为数据基本单元，利用重心移动分析、空间自相关分析和地理探测器等方法，系统分析长三角地区城市蔓延的时空分布变化和驱动因子。结果表明：研究期内长三角地区城市蔓延度重心整体向南移动，城市蔓延度在空间尺度上有着较强的聚集性，且聚集程度逐渐增强后趋于平稳，2018—2020年有所下降；长三角地区更靠近内陆的西部城市出现区域性的连续性城市蔓延，而东部城市蔓延程度较低，属于高度城镇化地区，规模相近、经济发展水平相似的城市更容易产生城市蔓延的集聚；影响城市蔓延的不同年份空间差异的主导驱动因子不尽相同，各类驱动因子的解释力逐渐下降且趋于均衡。
环境与水利科学 | 基于Copula似然比检验的黄淮海地区降水多变量序列变点检验

环境与水利科学 | 基于Copula似然比检验的黄淮海地区降水多变量序列变点检验

摘要：为了探索降水与气象因子、大气环流现象之间的相关关系，以南水北调工程受水区黄淮海地区为研究区，通过Kendall秩相关检验，分析厄尔尼诺现象和温度与研究区内降水的相关性；采用Mann-Kendall检验和Petit检验方法对单变量序列进行趋势分析和变点检验；利用C-vineCopula模型构建以月降水量为关键变量的多元联合分布模型，并采用Copula似然比检验方法对多变量的降水序列进行变点检验研究。结果表明：研究区月平均气温呈微弱的上升趋势，月降水量、月平均温度和南方涛动指数的单变量序列无明显的突变点；在C-vine Copula模型结构中，一级树结构中月降水量与月平均气温在2013年3月发生突变，二级树结构在2014年11月和2015年1月发生突变，原因是2013年前后研究区极端事件高发和大气环流异常改变了降水模式，一级树结构中月平均气温与月降水量的突变也是导致二级树结构突变的原因之一。
环境与水利科学 | 基于多源数据与元胞自动机的潍坊市城区暴雨洪涝模拟

环境与水利科学 | 基于多源数据与元胞自动机的潍坊市城区暴雨洪涝模拟

摘要：为了更好地呈现洪涝水深与淹没范围随降雨强度和时间的变化差异，利用基于元胞自动机技术的地表洪水模拟模型CAFlood和多源数据对山东省潍坊市城区暴雨洪涝进行模拟和分析；采用开源数据库的降雨数据、互联网媒体报道和实地调研数据补充潍坊市城区洪涝模拟中实测数据，采用台风利奇马(1909)、温比亚（1818）的降雨数据对模型进行率定和验证，模拟不同降雨重现期的洪涝过程。结果表明：随着降雨重现期的增加，潍坊市城区的淹水深度和范围显著扩大；在重现期为200a的极端降雨条件下，水深超过 0.30m 的淹没面积大幅增加，主要集中在城区中部和东部开发区；同时，精度为 12.5m 的数据在模拟中表现优于精度为 30m 的数据，可准确反映淹水深度和分布；淹水深度和淹没范围随着降雨强度和降雨时长的变化呈现出显著差异。
环境与水利科学 | 岩溶多级次地下水流系统成因类型及演化

环境与水利科学 | 岩溶多级次地下水流系统成因类型及演化

摘要：为了研究岩溶水成因及演化，保护岩溶水系统，以济南泉域为例，运用水文地质分析、孔内地下水监测、示踪试验等综合手段，研究和揭示北方岩溶水流系统的分级、成因类型及其演化。结果表明：北方岩溶水系统发育多级次地下水流系统，地形、岩溶发育率是岩溶水流系统识别要素。局部地下水流系统可分为溢流型、侵蚀型和接触型，中间地下水流系统分为越流型、人工开采型和断裂溢出型，区域地下水流系统分为顺层型、断裂带循环型和穿层型，局部流动系统多发育于间接补给区，地形、岩性是局部流动系统的主控因素，区域流动系统主要受地形控制。济南泉域内趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龙潭泉群受区域流动系统补给，动态稳定，南部山区岩溶泉主要受局部流动系统补给，岩溶泉的断流与复现指示局部流动系统发育情况。局部地下水流动系统以泉形式排泄后，就近入渗，补给区域地下水流动系统，维持区域流动系统汇区的岩溶大泉持续喷涌。根据多级次地下水流系统发育特征，圈定济南泉域张夏组灰岩补给范围，将张夏组岩溶含水介质对泉域的补给贡献量由 13.54×10⁴m³/d 修正为 10.71×10⁴m³/d ，精度提高 21% ，提出“分层开采、优质优用”的岩溶水利用模式及保护三山子组岩溶含水层的重要性。
环境与水利科学 | 莱州湾南岸典型剖面咸淡水交互带的数值模拟

环境与水利科学 | 莱州湾南岸典型剖面咸淡水交互带的数值模拟

摘要：为了探究咸淡水交互带空间分布和动态变化特征，基于莱州湾南岸某典型剖面的地下水实测数据，建立二维变密度地下水数值模型，并采用电阻率层析成像技术进行校正；选用咸淡水交互带宽度、咸水趾和2个典型监测井水头数据作为评价指标，分析不同地下水开采情景、极端气候情景下典型剖面咸淡水交互带动态变化特征。结果表明：在现状条件下，研究区地下水淡水区水位下降，卤水区水位上升，咸水入侵有所减缓并呈向海边后退的趋势；在不同地下水开采情景下，随着开采量的增加，上部交互带宽度逐渐减小，下部交互带宽度快速减小到某一宽度后缓慢增加，咸水趾呈现向内陆入侵的趋势；在极端气候情景下，降雨补给使淡水区水头在初期上升后逐渐下降，而持续干旱导致淡水区水头持续下降，降雨量变化显著影响上部交互带宽度，且极端降雨情景对减缓咸水入侵的作用更为显著。
环境与水利科学 | 山东沿海地区鸽鹬类水鸟栖息地适宜性分析

环境与水利科学 | 山东沿海地区鸽鹬类水鸟栖息地适宜性分析

摘要：为了查明鸻鹬类水鸟栖息地分布变化趋势，以山东沿海地区为研究区，基于最大熵模型和地理信息系统空间分析方法，揭示2013、2023年影响鸻鹬类水鸟适宜栖息地分布的主要环境变量，分析鹬类水鸟适宜栖息地的时空分布规律，识别栖息地保护空缺。结果表明：归一化植被指数和距海岸线距离是影响鸻鹬类水鸟栖息地分布的关键环境变量，对最大熵模型预测的贡献率最高；鹬类水鸟的适宜栖息地主要分布在靠近海岸线的区域，且总面积有所减少；2013、2023年高适宜区面积最大分别归属东营、青岛市；2013、2023年高适宜区面积最大的土地利用类型均为湖库坑塘；研究区内自然保护区与鹬类水鸟栖息地总适宜区的重合率仅为 4.8% ，尚有面积为 7976km² 的保护空缺，其中潍坊、日照市的重合率为0。
环境与水利科学 | 净水厂污泥基活性炭的制备及去除水中土臭素的效能

环境与水利科学 | 净水厂污泥基活性炭的制备及去除水中土臭素的效能

摘要：针对净水厂污泥产量大、处理成本高、原水中嗅味物质严重影响饮用水品质等问题，以某净水厂污泥为原料、玉米秸秆为增塑剂原料制备污泥基活性炭，设计正交试验优化制备污泥基活性炭的工艺条件，对比考察污泥基活性炭、商业活性炭对水中嗅味物质土臭素的吸附去除特性及吸附机制。结果表明：与净水厂原污泥相比，所制备的污泥基活性炭的比表面积增大4.9倍至 276.90m²/g ，其孔径结构、表面官能团等均有助于对土臭素的吸附；土臭素的初始浓度、活性炭投加量、温度、 pH 等因素对污泥基活性炭、商业活性炭吸附去除土臭素的影响作用规律相近，2种活性炭对土臭素的吸附动力学、热力学趋势相似，最大饱和吸附量均大于 55ng/g ，表明所制备的污泥基活性炭具备与商业活性炭相近的吸附去除土臭素的能力。
生命科学 | 玉米GSK3基因家族生物信息学鉴定与分析

生命科学 | 玉米GSK3基因家族生物信息学鉴定与分析

摘要：为了揭示玉米糖原合成酶激酶-3(GSK3)家族在玉米生命活动和逆境响应中的作用，利用生物信息学方法对玉米GSK3基因家族成员进行鉴定和分析。结果表明，在玉米全基因组中共鉴定到12个 ZmGSK3 基因，不均匀地分布在玉米的8条染色体上，蛋白长度为 403～473 个氨基酸，分子质量为，等电点为6.79\~8.90，预测亚细胞定位位于细胞质、线粒体和细胞核中；系统进化树分析将 ZmGSK3 分为4组进化分支，不同分支成员可能功能冗余；ZmGSK3共有10个保守基序，前9个保守基序最为保守，以串联形式存在于GSK3家族成员中，保守基序10仅存在于第I、Ⅲ组成员中；启动子分析显示 ZmGSK3 基因含有大量光响应、激素响应、胁迫响应相关元件及部分细胞分化相关元件，说明ZmGSK3基因家族可能在玉米光合作用或光形态建成、激素响应、胁迫响应、细胞分化等方面发挥作用。
生命科学 | 空气中细颗粒物对人微血管内皮细胞损伤研究

生命科学 | 空气中细颗粒物对人微血管内皮细胞损伤研究

摘要：为了研究空气中细颗粒物（ PM_2.5 )的氧化潜力与铁系离子（亚铁离子 Fe²⁺ 、铁离子 Fe³⁺ ）价态平衡的相关性及其损伤人体微血管内皮细胞的机制，采集每日早、中、晚时段室内的 PM_2.5 样品，表征 PM_2.5 样品的颗粒形貌及元素组成，采用菲咯嗪比色法和二硫苏糖醇法检测铁系离子含量、价态和活性氧量；以端粒酶永生化人微血管内皮（TIME)细胞和永生化人脑微血管内皮(hCMEC/D3)细胞为研究对象，探究 PM_2.5 暴露对细胞氧化应激、存活率及血脑屏障功能的影响。结果表明： PM_2.5 颗粒呈不规则形貌，铁元素占粒子总质量的 43% ；光照可显著调控铁系离子价态平衡，既促进 Fe³⁺ 还原为 Fe²⁺ ，又加速 Fe³⁺ 络合物解离，使早、中、晚时段采集的 PM_2.5 样品中可溶性铁系离子平均浓度分别从1.76、1.67、 1.76ng/m³ 增加至 2.14,1.91,2.48ng/m³ ，且 PM_2.5 的活性氧生成量提升了 57% 。hCMEC/D3细胞经 PM_2.5 暴露 ³h 后即可引发剂量依赖性损伤，当混悬液中 PM_2.5 的质量浓度为 200mg/L 时，TIME 细胞内活性氧水平为对照组1.74倍，且hCMEC/D3构建的血脑屏障模型通透性显著增加，达到对照组的1.44倍；当混悬液中 PM_2.5 的质量浓度达到 500mg/L 时，TIME、hCMEC/D3的细胞存活率分别降至 47.44% ！ 49.49% 。光照介导的 PM_2.5 中铁系离子价态转化及可溶性铁系离子含量增加，是增强 PM_2.5 氧化潜力的关键因素，氧化应激激活是 PM_2.5 诱导微血管内皮细胞损伤及血脑屏障通透性增加的核心机制。
生命科学 | 管花肉从蓉提取物对大鼠应激性胃溃疡的预防作用

生命科学 | 管花肉从蓉提取物对大鼠应激性胃溃疡的预防作用

摘要：为了阐明不同管花肉从蓉提取物对束缚浸水应激导致大鼠胃粘膜损伤的作用，将30只健康的雄性Wistar大鼠随机分为5组，即1个蒸馏水组（对照组）、3个管花肉从蓉提取物组（实验组)和1个雷尼替丁组（药物组)，连续14d按时对大鼠进行灌饲处理，将大鼠束缚浸水后，剖胃处理测量胃溃疡指数并计算溃疡抑制率，观察不同管花肉从蓉提取物对应激性胃溃疡的预防作用，同时测定管花肉从蓉提取物对应激性胃溃疡大鼠体内血清中丙二醛及超氧化物歧化酶含量的变化。结果表明：3个实验组与药物组的胃溃疡指数均明显小于对照组的，并且管花肉从蓉提取物能使应激性胃溃疡大鼠体内丙二醛的含量减小，提高血清超氧化物歧化酶活性水平，可有效预防应激性胃溃疡，其作用机制与提高超氧化物歧化酶活性，增强自由基清除能力有关。
生命科学 | 蒙山木本植物群落组成、结构及物种多样性的垂直分布格局

生命科学 | 蒙山木本植物群落组成、结构及物种多样性的垂直分布格局

摘要：为了探究蒙山木本植物群落的物种组成和群落结构对海拔梯度的响应，对蒙山龟蒙顶区域的木本植物群落开展调查，分析群落的物种组成、多样性、结构和林分自然更新。结果表明：蒙山的木本植物群落物种较为丰富，乔木层建群种为栓皮栎和油松，灌木层主要优势种为荆条；除Pielou指数外，群落各层 ∝ 物种多样性指数随着海拔上升呈递增趋势，β物种多样性Cody指数随着海拔上升显著增大，而 Sorenson指数显著减小，不同海拔地区的物种差异性较大；灌木的平均高度与海拔呈显著的正相关，随着海拔的上升，灌木平均高度增加；蒙山森林群落林分更新指数随着海拔的上升呈先降后升的趋势，且在海拔 1100m 处达到最大值。
生命科学 | 蓝光照射对三角褐指藻岩藻黄素含量的影响

生命科学 | 蓝光照射对三角褐指藻岩藻黄素含量的影响

摘要：为了提高具有抗氧化、抗炎、抗肥胖等多种生物活性的天然类胡萝卜素岩藻黄素的产量，采用单因素实验法，探索不同光照强度、照射时间的蓝光照射条件对模式硅藻三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum细胞生长、岩藻黄素含量及产量的影响。结果表明：经光合光子通量密度为 10μmol/(m²?s) 的蓝光照射 6h ，处于稳定期的三角褐指藻细胞密度无明显变化，但岩藻黄素含量较未处理组的提高了 22.4% ，岩藻黄素产量提升了23.9% ；短时间的低光照强度蓝光照射能够显著促进三角褐指藻细胞生长，提高岩藻黄素含量。
化学化工 | 葡萄糖响应光子晶体异质水凝胶膜的制备与性能

化学化工 | 葡萄糖响应光子晶体异质水凝胶膜的制备与性能

摘要：针对传统均质响应性光子晶体水凝胶因分析物扩散受阻与凝胶弛豫时间较长而导致的响应慢，且高交联度下响应范围受限与力学强度难以兼顾的问题，以葡萄糖响应光子晶体纳米链为显色与响应单元，采用磁场取向将一维光子晶体纳米链有序排列，通过紫外引发化学交联将其固定包埋于非葡萄糖响应的聚丙烯酰胺水凝胶中，制备葡萄糖响应光子晶体异质水凝胶膜，表征该凝胶膜的结构与组成，系统考察凝胶基体配比与交联度对该凝胶膜光学响应范围、响应时间及循环稳定性的影响。结果表明：当葡萄糖浓度由0增至 200mmol/L 时，以丙烯酰胺与二甲基亚砜的物质的量之比为1:9、交联度 10% 为条件制备的凝胶膜的反射光谱主衍射峰中心波长由约 600nm 红移至 710nm ，膜色由黄色跨色系变为红色，响应时间为 47.3s 。该凝胶膜在保持较高交联度的同时仍获得较宽变色范围，具有交联度与响应性的解耦优势和良好的循环稳定性，在时间跨度为3个月的间歇性测试中累计完成超过60次交替测试结果显示反射光谱的主衍射峰中心波长基本保持一致。
化学化工 | 三氧化钼-MXene复合材料的制备及在锂离子电池负极中的应用

化学化工 | 三氧化钼-MXene复合材料的制备及在锂离子电池负极中的应用

摘要：为了解决二维层状新型材料MXene纳米片层易堆叠和本征储锂容量较小的问题，采用水热法制备高可逆储锂容量的纳米三氧化钼 MoO₃ 与碳化钛 Ti₃C₂ 基MXene材料相结合制备 MoO₃-Ti₃C₂T_x 复合材料，其中T为末端官能团，如一 ?OH 、一F等， x 为官能团数量，对材料的结构、形貌和电化学性能进行表征分析。结果表明：MoO₃ 纳米颗粒均匀地生长在 Ti₃C₂T_x 纳米片的表面和层间，可有效防止 Ti₃C₂T_x 纳米片的自堆叠， Ti₃C₂T_x 的多层结构能够抑制 MoO₃ 纳米颗粒的聚集和体积膨胀。 MoO₃-Ti₃C₂T_x 复合材料用作锂离子电池负极材料时，呈现优异的电化学性能，比电流为 0.1A/g 时的初始放电比容量大于 1 000mA?h/g ，在比电流较大( 5A/g^? 时的放电比容量仍达到；在比电流为 2A/g 时循环800圈后，放电比容量仍保持在 280mA?hg ，库仑效率稳定在约 100% 。
化学化工 | w-转氨酶在氮杂环手性胺合成中的应用

化学化工 | w-转氨酶在氮杂环手性胺合成中的应用

摘要：针对 ω- 转氨酶催化氮杂环手性胺生物合成信息有限及相对分散的现状，综述近年来利用 ω- 转氨酶生物催化合成氮杂环手性胺类医药中间体的研究进展，包括五元、六元、七元的氮杂环类手性胺化合物及其在药物合成中的应用，以及新酶资源开发、蛋白工程改造、反应体系优化、酶固定化技术开发、生物反应器设计等合成工艺开发策略；重点梳理在氮杂环手性胺合成过程中 ω- 转氨酶来源、合成方式、底物及产物类型、合成效率和分离纯化方法方面的异同，分析酶与底物适配性、副产物抑制效应等影响反应转化效率的因素，并对该领域存在的问题和发展前景展开讨论，指出利用人工智能辅助的蛋白质结构预测和功能设计工具对 ω- 转氨酶进行资源开发和工程改造，是该领域今后的研究方向。
信息科学 | 基于自适应梯度稀疏化增强的高效纵向联邦学习模型

信息科学 | 基于自适应梯度稀疏化增强的高效纵向联邦学习模型

摘要：为了解决纵向联邦学习模型训练过程中模型参数传输通信开销较大的问题，提出一种基于自适应梯度稀疏化增强的高效纵向联邦学习模型；在各参与方上传加密梯度之前，进行梯度稀疏化，进而优化模型参数传输效率；建立定量稀疏化阈值的端到端动态自适应映射算法，实现超参数阈值的动态自适应求解；基于各参与方私有数据，构建映射模型的输入特征指标集，实现数据驱动的梯度阈值求解过程，提高阈值的求解精度。实验仿真结果表明，相较于基准对比模型，提出的基于自适应梯度稀疏化增强的高效纵向联邦学习模型训练速度平均提升 24.4% ，且电力数据异常检测准确率平均提升 9% ，在保障检测准确率的同时，有效提高了纵向联邦学习的建模效率。
信息科学 | 基于改进卷积神经网络的微博文本情感分类模型

信息科学 | 基于改进卷积神经网络的微博文本情感分类模型

摘要：为了提高微博文本情感分类模型的性能，将卷积神经网络用于文本训练，并采用樽海鞘群算法优化求解卷积神经网络权重；对微博文本进行样本初始化并采用Word2Vec模型进行样本向量化，并建立卷积神经网络微博文本情感分类模型；将权重和偏置参数作为多个樽海鞘个体进行训练，并采用樽海鞘群算法的领队和追随者的的位置更新不断优化；对比所有樽海鞘个体和食物位置的适应度值，取适应度值最大的个体即获得卷积神经网络最优权重和偏置；采用经樽海鞘群算法优化的卷积神经网络对微博文本进行情感分类仿真验证。结果表明，通过合理设置樽海鞘群算法的控制参数，能够得到更优的卷积神经网络参数；与常用微博文本情感分类模型相比，樽海鞘群算法优化的卷积神经网络具有更高的分类准确率。
土木建筑 | 超大直径盾构下穿引发的堤坝沉降分析与控制

土木建筑 | 超大直径盾构下穿引发的堤坝沉降分析与控制

摘要：为了合理地控制超大直径盾构下穿引发的堤坝沉降，基于山东省济南市某超大直径盾构下穿水库工程的监测数据，分析堤坝沉降的规律与特点，建立数值模型精细化模拟盾构下穿过程，对比数值模型的数值解与监测值，验证数值模型的可靠性；进一步探究盾构机的切口水压、注浆压力、过渡段位置及堤坝两侧水位差等要素对堤坝沉降的影响，并结合工程施工情况，从切口水压、注浆压力、盾构掘进速度3个角度提出堤坝沉降控制措施。结果表明，在盾构下穿过程中，切口水压由 0.16～0.32MPa 增至 0.3～0.5MPa 且在提前过渡距离即与堤脚线的水平距离为 1.0H～1.5H(H 为隧道埋深)处提前开始盾构掘进参数过渡的措施，可以在保持堤坝隆起变形较小的条件下，使堤坝沉降变形减小约 40% ，堤坝沉降控制效果较好。

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