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  • 数学
    陈小鹏, 郭志明
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 21-32.
    登革热是由伊蚊传播登革病毒所引起的急性传染病,主要传播媒介是白纹伊蚊和埃及伊蚊。目前,控制登革热传播的一种可行的方法是释放携带Wolbachia氏菌的蚊子与野生蚊子产生CI效应,进而起到阻断疾病传播的目的。不同蚊虫之间的竞争机制会影响到释放携带Wolbachia蚊子的效果。为了探究埃及伊蚊和白纹伊蚊的种间竞争及交配对蚊子种群动态及其生态的影响,文章基于对白纹伊蚊与埃及伊蚊偏态的种间交配实验和最新研究结果,建立了一个两种群竞争模型来模拟埃及伊纹和白纹伊蚊的种群动力学行为,在不同条件下,证明了平凡平衡点、边界平衡点和正平衡点的全局渐近稳定性。文章的理论研究结果与文献中实验结果一致,即白纹伊蚊的高种间交配率和再交配率导致其在和埃及伊蚊的竞争繁衍中取得优势。了解这一机制将为预防控制媒介蚊虫以及后续制定感染 Wolbachia蚊子的释放策略来控制登革热的传播提供科学指引。
  • 功能材料设计与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 47-57.
    为了提高催化剂催化氧化CO的催化活性,文章采用水热法和湿浸渍法制备了一批不同锰(Mn)负载量的xMn/CeO-L(纳米线)催化剂,考察了不同Mn负载量对铈基催化剂催化CO性能的影响。根据CO活性2评价可知,075Mn/CeO-L催化剂表现出最佳催化性能(T=129℃,T=179℃),相比CeO-L催化剂降低了250902约221℃和171℃,显著提高了铈基催化剂的CO催化活性。进行了X射线粉末衍射(XRD)、N吸脱附测定2(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼(Raman)以及H升温还原程序(H-TPR)表征工作,结果显示075Mn/22CeO-L催化剂具有更高的氧空位含量,表明适量Mn负载量对CeO-L催化剂的氧空位具有提升作用。此外,22通过四探针法测试催化剂的电导率发现,催化剂的电导率与催化活性(R2(T)=0998和R2(T)=0998)以5090及氧空位(R2(I/I)=0999)之间均存在线性相关性,结果表明,对于纯CeO-L催化剂,负载Mn可以有效地DF2g2提高xMn/CeO-L催化剂的电导率,从而促进催化剂表面离子迁移速率,增强了xMn/CeO-L催化剂的催化活22性。该实验有利于机动车尾气处理系统实现低温高效催化,减少CO污染。
  • 物理学
    黄玉春, 周艺轩, 郭康贤
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 41-49.
    以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为单体,通过自由基溶液聚合合成了丙烯酸酯共聚物分散剂P(BA-AA-HEA),并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其进行了表征及分析。将P(BA-AA-HEA)应用于超细氢氧化铝粉体颗粒在环氧树脂基体的分散中,探究添加P(BA-AA-HEA)的添加量对氢氧化铝-环氧树脂复合材料的粘度、抗沉降、稳定性和剪切强度等系数的影响,并与市售Y016分散剂做对比。结果表明,P(BA-AA-HEA)和Y016分散剂都能使氢氧化铝粉体颗粒更容易分散在环氧树脂基体中,有效使氢氧化铝-环氧树脂复合材料更具有流动性,粘度降低了60%左右。同时,与市售Y016分散剂相比,采用P(BA-AA-HEA)制备的氢氧化铝-环氧树脂复合材料具有更好的抗沉降性能、稳定性和更高的剪切强度。具体来说,与Y016分散剂组相比,P(BA-AA-HEA)组在保持氢氧化铝-环氧树脂复合材料粘度在26 000 mPa·s左右的同时,还具有优异的氢氧化铝粉体颗粒抗沉降效果,如7天内无明显沉降;加入P(BA-AA-HEA)后,材料的剪切强度由9.246 MPa提高到11.617 MPa。本研究结果有望用于环氧树脂体系配方的工业化应用。
  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 1-16.
    自“大气十条”等政策实施以来,PM等颗粒物得到了较好的治理,而臭氧浓度却呈现上升趋势,已成2.5为中国继PM之后的重要污染物。由于高温会进一步催化和加剧臭氧的生成,为探究华南地区气温与臭氧浓2.5度的特征及两者的相互关系,文章利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的ERA5再分析资料(ERA5-LandHourly)的温度数据和地面空气质量监测站点的臭氧浓度数据,探究了2015年和2020年华南地区气温与臭氧浓度的时空分布特征、影响关系及臭氧随沿海距离的变化情况。研究结果表明:①空间上,气温与臭氧浓度存在空间自相关性的特征和局部冷热点集聚的模式;时间上,两者存在季节性变化特征,夏秋高,冬春低。②气温与臭氧浓度呈正相关关系,其相关性在小时值尺度上最为显著,2015年和2020年的r分别为097和096。③臭氧浓度随沿海距离变化而变化,在距海岸线较近的区域(<50km),臭氧浓度较高且呈上升趋势;在10~50km区间出现波峰;在50~300km内呈现波动下降的趋势并出现波谷;在远海区(>300km)则重现上升趋势。④华南地区存在臭氧抑制现象,截断温度为28℃。文章通过探究华南地区气温与臭氧浓度的时空分布特征及两者的相关性,并探讨了沿海距离对臭氧浓度的影响,为华南地区臭氧防控和区域环境保护提供了参考。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 72-77.
    文章主要利用二面体群D所有不可约复表示的张量积分解公式的递推关系,得到了D上的复表示nn环r(D)的伴随子环,通过研究伴随子环上不可分解的!-子双模,刻画了r(D)作为fusion环的泛阶化n+n结构。
  • 地理科学
    杜雨穆, 滕 丽
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 82-93.
    产业园作为一种有效的产业空间组织模式,对驱动区域经济增长具有特殊的作用。文章分析了珠三角111个产业园的基本特征,并分类型探讨了不同产业园对县域经济增长的作用机制。结果显示:①珠三角产业园的特征表现为:产业园建设有利于推动县域经济增长;但不同等级的产业园对县域经济的作用强度呈逐级递减趋势,依次为国家级、省级、重要级产业园。②不同创新水平的产业园拉动县域经济发展的机制各异,并解释为3种不同效应的结果:即乘数效应,集聚效应和溢出效应。创新水平低的产业园通过为县域提供就业所产生的区域乘数效应带动县域经济发展;创新水平高的产业园通过技术溢出效应拉动县域经济,但比较微弱;创新水平中等的产业园对本地资源的竞争所带来的负面效应与其对外溢出的正面效应相抵消而表现出没有明显作用。
  • 物理学
    潘书生, 吴 悠
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 33-40.
    氨气检测涉及各种行业,可用于环境分析、空调压缩机、呼吸诊断分析、化肥工业等。氨气是环境和安全监测重点关注的对象,其相应的传感器显得尤为重要。目前,传统的氨气传感器检测速度已经得到一定的提升,但仍存在工作温度过高等不足,制备室温下快速检测氨气的传感器尤为必要。文章采用液相激光烧蚀的方法合成高氧空位的微纳米三氧化钨材料,用于高效的室温氨气传感器。该制备方法具有可控性好、纯度高、生产效率高和装置简单等优点,所获得的三氧化钨材料在室温下对氨气的响应度达到56%,优于同类型传感器的性能,有望应用于制作高性能的室温氨气传感器。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 66-71.
    文章研究八阶二面体群D复表示环r(D)的自同构群,计算r(D)的所有自同构,并证明r(D)的自4444同构群同构于三次对称群与二阶循环群的直积。
  • 功能材料设计与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 36-46.
    金属-有机框架材料(Metal-OrganicFrameworks,MOFs)因其多样化的化学结构而在气体储存与分离、催化、药物储存和递送等领域展现出广泛的应用潜力。随着MOFs种类和应用领域的快速扩展,传统的实验方法和分子模拟已经无法在短时间内充分评估新MOFs的所有性能。考虑到MOFs的数量庞大,且伴随着它们结构和性能方面的巨大数据量,将机器学习方法整合到MOFs的设计和开发中无疑将带来巨大的好处。通过构建机器学习模型,可有效揭示MOFs复杂的结构-性能关系,加速性能预测和材料设计过程。文章汇总和分析了利用机器学习方法进行MOFs吸附与分离领域的研究概述:①讨论了适用于机器学习工作流程的各种MOFs数据库、特征描述符、算法以及评价指标。②探讨了机器学习如何助力高通量计算筛选,加速对气体在MOFs中的吸附与分离研究。③综合讨论了机器学习在辅助基于大数据的MOFs气体吸附分离存储计算模拟中所面临的机遇与挑战。通过本工作的全面综述和分析,机器学习与大数据挖掘方法可以被更好地理解和应用,以加速MOFs的设计和开发,为相关领域提供新的研究方向和技术支持。
  • 经济与统计
    刘广, 伍子睿, 黄思杰
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 65-73.
    准确预测股价波动是金融投资关注的焦点问题。股价波动受多种因素影响,具有非线性特征,传统的线性预测方法往往难以奏效。文章选择A股5个代表性股指与5只大市值股票为样本,使用其2020—2023年的日收盘价数据,首先,借助相空间重构技术(Phase Space Reconstruction,PSR)将股价时间序列映射到高维空间中,揭示其混沌特征;然后,基于门控循环单元(Gate Recurrent Unit,GRU)深度学习方法开发出PSR-GRU预测模型,生成股价预测结果;最后,将预测结果与经典预测模型所得结果进行对比。结果发现,股价波动具有混沌特性,PSR-GRU模型在股价预测上表现出更优异的性能。
  • 金属腐蚀与防护技术专题(主持人:廖伯凯)
    余海润, 陈硕硕, 廖伯凯, 董伟, 项腾飞
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 24-35.
    由环境因素导致工业设备、输电线路等出现低温结冰的现象是亟待解决的问题。近年来,超疏水防冰涂层发展迅速,但与此同时也暴露出不可忽视的弱点,在极端环境下超疏水表面微纳结构易与冰形成“互锁”现象,导致防冰性能衰减甚至消失。而具有光热效应的超疏水涂层能够在光照条件下迅速升温,“解锁”微纳结构与冰粘附,这类表面为防冰提供了一种新的研究思路。文章首先介绍了固体表面结冰机理,阐释了固体表面液滴的凝结行为,总结了不同种类光热材料与超疏水表面的制备方法,归纳了几类具有光热效应超疏水表面的性能与优势;最后,简要阐述了光热超疏水表面防冰机理,并指出了当下光热防冰超疏水表面的不足与未来研究方向的展望。
  • 电子与信息科学
    濮荣强, 黄 玮, 居水荣
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 50-55.
    量子行走得益于概率幅的叠加特性,可同时出现在多条路径中,使其能以平方式乃至指数级别的速度加速扩散所携带的量子信息。文章基于无向图G=(V,E)结构,从离散时间量子随机行走(Discrete Time Quantum Walk,DTQW)搜索算法特性出发,运用幺正变换的硬币算符与迁移算符,构建了DTQW搜索算法步骤框图,在此基础上,应用SKW搜索算法对4节点无向图中的标记节点态进行搜索,通过态塌缩的观测,实现以1/4概率化读取出目标节点。研究结果表明,当有n个足够大的量子系统,并保持彼此之间的强纠缠性时,量子随机行走可以过渡到经典随机行走。文章还详细讨论了DTQW搜索算法实现左右同移的二次加速搜索机制。
  • 数学
    吴丰桓, 唐春明
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 9-20.
    卷积是卷积神经网络的关键组成部分,其性能对网络的运行效率具有重要影响。目前对卷积的优化方法集中在计算速度和内存使用两方面。MEC算法是一种内存高效的卷积加速方法,将输入图像紧凑地排列为二维矩阵,降低中间矩阵的内存开销。然而,在处理大尺寸输入时,生成多个瘦高的二维分块矩阵,无法充分发挥矩阵乘法的峰值性能,导致计算效率下降。文章提出了一种基于三维分块矩阵的卷积优化算法CMEC:①采用三维窗口在原始图像上滑动获取数据,将输入和卷积核重新组织为三维中间矩阵;②并行计算输入分块矩阵与卷积核的三维矩阵乘法,利用高度优化的矩阵加速库提升计算速度;③将计算结果转换为标准的卷积输出形式。实验结果表明,与MEC算法相比,CMEC算法具有相同的中间矩阵内存使用,但是在CPU上计算单个卷积层的平均性能提升了61%,在GPU上性能最高提升71%,在多层卷积神经网络中至少获得56%的性能提升。
  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 26-35.
    卫星观测的对流层甲醛(HCHO)垂直柱浓度(VerticalColumnDensities,VCD)已成为研究区域挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)时空演变的重要手段。探索对流层HCHOVCD的时空演变对粤港澳大湾区乃至广东省PM和O污染协同控制具有重要意义。文章采用OMI(OzoneMonitoringInstrument)载2.53荷的Level2甲醛观测数据,通过自主开发的过采样算法实现2013—2022年粤港澳大湾区对流层HCHOVCD的公里级监测,并分别从自然源和人为源的角度分析大湾区对流层HCHOVCD的影响因素。研究发现,2013—2022年大湾区HCHOVCD总体呈升高趋势,2022年相比于2013年HCHOVCD增长了113%,低值主要分布在大湾区周边地势较高地区及沿海一带,高值主要分布在大湾区中部地区,以广州、佛山、东莞为高值中心区,还包括肇庆、惠州及江门部分地区;大湾区HCHOVCD均值表现出冬季<春季<秋季<夏季的周期性规律。肇庆、东莞、广州和佛山表现出冬季<春季<秋季<夏季,惠州表现出冬季<秋季<春季<夏季,沿海城市包括江门、中山、深圳、香港和珠海表现出冬季<春季<夏季<秋季;大湾区植被的增加对甲醛柱浓度的增长有正向贡献,但不太显著。夜间灯光辐射强度与对流层HCHOVCD的相关系数不高,而大湾区年度GDP与对流层HCHOVCD表现出显著的正相关关系,表明GDP的增长对对流层甲醛柱浓度的升高具有重要贡献。
  • 计算机科学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 87-94.
    在激光光软钎焊过程中,焊点温度的精确控制对焊接质量至关重要。现有的激光软钎焊的焊接温度控制基于比例积分微分Proportional-Integral-Derivative(PID)控制实现。传统的PID控制方法因其固定参数,无法有效应对钎料比热容和激光吸收率随温度变化的问题。在使用传统PID控制温度的过程中,降低了系统的响应速度和控制精度,实际输出的温度与目标温度的误差值偏大,输出功率波动也比较大。为此,文章提出了一种基于模型预测控制Model-Predictive-Control(MPC)的温度控制方法,通过利用过程模型预测未来的温度变化,能够动态调整控制参数,减少了PID面对温度变化时候的滞后或过冲问题。实验结果表明,MPC方法显著提升了焊点的温度控制精度,其温度误差方差值为PID控制的32%,最大绝对误差为PID控制的67%。这些改进有效提高了钎料的润湿性和流动性,改善了焊点的均匀性和焊接质量,显著提升了激光软钎焊的良品率。
  • 数学
    周 权, 谢淑婷, 曾志康, 陈丽丽, 卢子冲
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 1-8.
    SM2签名算法是我国商用密码体系的重要组成部分,现已被广泛应用于多个领域。然而,私钥泄露的风险和签名的前向安全性问题仍然备受关注。对此,文章提出了一个基于SM2的可穿刺签名方案(SM2-PS),支持在密钥泄露的情况下保证历史签名的安全性。SM2-PS方案支持对任何特定部分的消息进行穿刺,且其密钥穿刺操作仅需一次从布隆过滤器中删除关键元素即可完成。在椭圆曲线离散对数问题假设下,SM2-PS方案是满足存在性不可伪造的。性能分析及对比表明,SM2-PS方案在密钥生成和签名验证上的计算效率分别提高了51.83%和94.43%,其签名长度仅为0.156 KB。
  • 地理科学
    袁海威, 倪 杰, 邱 霓, 林港特, 王时宽, 郭铭彬, 龚建周
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 66-81.
    将生态系统服务价值的空间分布与连通性纳入考量,对关键区域进行生态网络的构建与优化,是提升区域景观结构的连通性以及生态系统整体功能的有效手段。目前,针对这一领域的研究仍显不足,文章基于PLUS-InVEST模型与“源地-廊道”范式,利用2000—2020年土地利用数据,对南岭山区未来生态系统服务价值进行核算,通过识别价值高值区,进而构建并优化南岭山区的生态网络。结果表明:在南岭山区总面积约11.4万km2的范围内,景观组成相对稳定,以林地为主导类型;该区域典型生态系统服务价值总体呈波动下降的趋势,预计到2030年达最低值;南岭山区的生态网络呈现出西密东疏的空间分布特征,生态源地呈团状分布,边缘地带较为割裂。文章从优先保护生态夹点和重点修复生态障碍点的目标出发,明确了生态网络优化的关键区域,研究成果为完善生态系统服务网络空间体系以及构建可持续的生态安全格局提供了研究支撑。
  • 智能计算与生物计算专题(主持人:石晓龙)
    席嘉, 薛志东
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 48-56.
    高血脂作为动脉粥样硬化性心血管疾病的重要危险因素,致使全球心血管疾病负担不断加重,已然成为全球公共卫生领域的重大难题。传统降血脂药物如他汀类、贝特类存在副作用、耐受性低等局限,开发新型安全有效的药物迫在眉睫。肽类药物以其高生物利用度、高活性、低毒副作用及多靶点调节脂质代谢等优势,成为降血脂药物研发的新方向。降血脂肽来源广泛,包括植物、动物和微生物,可分为天然多肽和合成多肽。它们通过抑制胆固醇生成、促进脂质代谢、抑制脂质吸收等多种机制发挥降血脂作用,部分肽还具备多重作用机制。近年来,多种肽类药物已进入市场,以依洛尤单抗为代表的前蛋白转化酶枯草溶菌素 9(PCSK9)抑制剂在临床应用中成效显著,还有大量新型治疗肽正处于临床前和临床开发阶段,展现出良好的发展前景。
  • 环境科学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 95-101.
    内分泌干扰物由于化学结构稳定很难从废水中去除,其在水环境中持续的释放仍然是水处理中备受关注的难题。文章以藻类为原料合成的铜掺杂类石墨烯催化剂(Cu@IANC)构建了以Cu为中心的富电子区域和以C为中心的贫电子区域,在含有双酚A(BPA)和10mMHO的反应水溶液中,Cu@IANC对BPA的降解22呈现出优异的活性和稳定性。反应水溶液中,BPA通过π-π与氢键作用,在Cu@IANC表面的贫电子区域络合,同时HO在Cu@IANC表面的富电子区域吸附,由此,在Cu@IANC表面形成多点吸附模式。在这种吸附22模式下,BPA受Cu-π静电力的影响电子离域,并被HO捕获产生羟基自由基(·OH),生成的·OH游离在水溶22液中攻击BPA及其中间体。HO与Cu-π静电力在生物炭基类芬顿催化剂上的协同作用是有效降解内分泌干22扰物的低成本解决方案。
  • 土木工程与技术
    梁正阳, 向越, 谭平
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 87-97.
    为了研究高层高耸结构变摩擦摆式调谐质量阻尼器(Variable Friction Pendulum Tuned Mass Damper, VFP-TMD)减振性能,将结构简化为欧拉-伯努利悬臂梁来准确表征其动力特性。介绍了VFP-TMD装置构成,并进行变摩擦摆式支座试验验证。提出风振激励下VFP-TMD体系模型,基于定点理论获取VFP-TMD的最优参数,给出了不同VFP-TMD质量比对应的最优参数,并进行参数分析。以某景观塔为例,进行风振案例分析。结果表明:文章提出的最优参数能够实现该体系的最优减振效果,峰值减振率为51.31%,平均减振率为54.62%。
  • 遥感技术与应用专题
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 17-25.
    三峡库区是我国滑坡发生的重灾区,大坝蓄水排洪加速了长江及其支流沿岸边坡活动,使得大量古滑坡被重新激活。宋家屋场滑坡发生于巴东县东渡口镇,文章通过收集2020年4月至2021年9月的15景ALOS-2/PALSAR-2影像来获取该滑坡的时序形变,并根据地层分布和滑移形态进行区域划分,着重分析滑移特征和成因。此外,通过统计稳定区域信息验证了形变结果的可靠性。结果表明:①宋家屋场滑坡监测期间呈现“上段-中段-下段”台阶式滑移,且偏向右侧发育,最大形变出现在中段右侧,速率达到-1939mm/yr;②通过剖面线和特征点提取,进一步解释滑坡形变的时空形态,发现阶梯式滑移与地层分布具有一致性;③利用Pearson相关性检验,认为滑坡整体滑移速率受到累积降水量和水位变化的共同影响。
  • 物理与材料科学
    高卓予, 岑奕桦, 张成云
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(3): 1-9.
    全介质纳米结构在可见光波段范围内支持独特的电磁谐振模式,在定向光散射和非线性光学响应等领域具有重要的应用前景,备受关注的高折射率硅的各种形貌的纳米结构已经成为该领域重要的基本组成单元,中折射率宽带隙的二氧化钛(TiO2)纳米结构的折射率虚部在可见光波段接近0,极低的吸收特性会导致其比硅产生更强的散射。为此,利用飞秒激光诱导后向转移的方法制备尺寸不同的TiO2纳米球,在可见光范围调控其尺寸依赖的谐振模式,基于Mie理论分析多极谐振模式,发现百纳米量级直径内TiO2纳米球的磁偶极和电偶极特征峰展宽且重叠,使得二者之间存在模式耦合,且电偶极谐振模式变得不明显,而高阶磁四极谐振模式具有窄带宽的特点。数值模拟的场分布结果表明,磁四极谐振模式具有更强的局域场增强因子。尺寸依赖的谐振模式的调控可应用于纳米级尺度的显示和光子器件。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 58-65.
    反同态映射是使运算反序的映射,与同态映射扮演着相同的角色,在代数体系的结构和性质研究中极其重要。文章根据环同态映射的同构定理将反同态映射平行到环理论的结构中,给出了环反同态同构定理,以便能够挖掘出更多关于环的结构和性质的一些结论。
  • 健康地理专题(主持人:李颉)
    李颉, 张戈, 陈晓亮, 林煦丹
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 1-13.
    人民健康是社会文明进步的基础,是民族昌盛和国家富强的重要标志。党和国家把保障人民健康放在优先发展的战略位置,提出“健康中国”战略。2016年8月,中共中央政治局召开会议,审议通过《“健康中国2030”规划纲要》,对当前和今后一个时期更好保障人民健康作出了制度性安排,但目前从地理学角度对健康中国建设的理论阐释与实践路径研究还较为缺乏。文章从我国传统文化的视角出发,提出了健康中国建设的基本内涵,将人地关系、空间分析、区划理论作为地理学服务健康中国建设的核心理论基础,参考世界卫生组织制订的健康评价指标,以健康中国2030规划纲要为基础构建了包括健康状态、健康风险、健康服务、健康系统、健康生活5个维度的健康中国建设评估指标体系。据此,将我国健康中国建设的进展与联合国可持续发展目标对应进行了评价,对健康中国建设的地理学路径进行了探索。研究对因地制宜地做好健康中国建设的规划,充分体现建设的科学性、合理性、公平性具有积极的意义,为我国在规定的时间内完成纲要的目标,并达到联合国可持续发展目标和世界卫生组织的要求,实现全面提高人民群众健康水平的总目标提供科学依据。
  • 地理科学
    周梦楚, 杜志威, 千庆兰
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 94-106.
    县域是我国城镇体系的重要组成部分,是城乡融合发展的关键支撑。乡村人口数量变动和结构调整,对于推动新型城镇化建设和乡村振兴具有重要意义。文章以广东省县域为研究对象,运用《广东省农村统计年鉴》等统计数据,通过多尺度地理加权回归模型(MGWR)和地理探测器等方法,研究2010—2020年广东省县域乡村人口分布的时空演变及其影响因素。结果发现:①在时间上,全省乡村人口变化呈现先增加后减少的波动态势,可以划分为保持增长时段(2010—2014年)和明显收缩时段(2014—2020年);②在空间上,广东省县域乡村人口密度分布总体呈现“珠三角、粤东和粤西地区较高—粤北地区较低”的空间格局,乡村人口收缩与增长呈现“珠三角地区增长为主—粤东西北地区普遍收缩”的空间格局;③影响乡村人口分布的因素是多元的,人均GDP、产业结构升级对乡村人口分布产生负向效应,医疗服务水平、农业生产总值对乡村人口分布有正向影响,劳动生产效率和粮食产量的作用随时间推移而变化;④县域乡村人口分布的影响因子呈现两两交互作用形成增强效应,医疗服务水平与农业生产总值是主导交互因子且随时间变化而出现分异。本研究不仅有助于丰富我国乡村人口动态变化的理论实证,而且为因地制宜推进新型城镇化和乡村振兴提供科学依据。
  • 健康地理专题(主持人:李颉)
    孔令才, 任六艺, 孟红, 牛亚茹, 郑心草, 刘敬刚
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 14-23.
    在探索健康中国战略目标的实现路径中,分级诊疗制度扮演着举足轻重的角色。在分级诊疗制度下,居民的就医模式可分为3种:在基层医疗机构就诊并得到有效治疗;在基层医疗机构首诊但需要向高级医院转诊;直接选择高级医疗机构就诊。综合考虑以上3种模式,文章在两步移动搜寻法基础上引入了基层首诊率(α)和转诊率(β)两个参数,以广州市为例探讨分级诊疗制度下居民的就医模式及其对就医空间可达性的影响,为进一步优化医疗资源配置提供参考。结果表明,当基层首诊率α=0时,整体医疗可达性最差;而当基层首诊率α=0.1,转诊率β=0.05时,整体医疗可达性达到最高水平,且不同区域之间的差异也较小;在固定基层首诊率α的情况下,较低的转诊率有助于提升整体可达性。整体上,广州市各城区的居民就医可达性呈现出以主城区为核心,向外围城区递减的多圈层分布特征。研究发现,分级诊疗制度有助于提升各级医疗机构的利用率,提高居民就医的便捷性,促进医疗资源均衡配置。研究结果为优化分级诊疗制度中的转诊机制以及医疗资源分配提供了重要的理论依据和政策建议。
  • 经济与统计
    肖恒毅, 陈爱贤
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 74-86.
    幸存者平均因果效应(Survivor Average Causal Effect, SACE)可以用来度量任何处理下都能存活的受试者接受不同处理的影响差异,是因果推断中的一个重要研究方向。由于处理组和对照组中总是存活的受试者样本不能直接观测,SACE通常是不可识别的,只能得到SACE的边界。已有文献中SACE尖锐边界的主流求解方法依赖于多参数线性规划,通过枚举对偶问题的约束多边形的所有顶点来产生封闭形式的解。如果单调性和随机占优等条件不成立,则无法采用枚举法求解该多参数线性规划问题。文章基于主分层框架考虑了“死亡截断”、稳定个体处理效应和可忽略性假设下SACE的尖锐边界问题,其中,优化问题的求解是基于一阶KKT(Kraush-Kuhn-Tucker)条件所对应的多项式方程组。实证选取美国国家支持工作示范项目(National Supported Work Demonstration,NSW)中的Lalonde数据集,计算了“永远幸存者”(always-survivor)在完整协变量情形下的SACE尖锐边界。
  • 物理与材料科学
    闫佳琳, 柯 彬, 邓皓玮, 张 涛
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(3): 10-19.
    6xxx(Al-Mg-Si)系铝合金有强度适中和成形性好等特性,被广泛应用于汽车结构件。随着汽车产品更迭及消费者对汽车安全的日益重视,传统6系型材性能已不能满足需求。添加过渡族元素,浇铸时快冷使其保留在α-Al基体中,随后经高温均质弥散析出,能有效增强铝合金的性能。该研究通过对6061铝合金成分进行调整并添加0.1 wt.% 钒(V),采用三级均质工艺,再经热挤压变形后,进行时效处理,制备6系铝合金型材。利用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、拉伸试验等手段对合金的微观结构和力学性能进行表征。结果表明,原始型材以粗大再结晶晶粒为主,添加V后,型材以细小再结晶以及发生部分再结晶的纤维状晶粒组织为主,其芯部再结晶分数由原始型材的62.7%降低到29.2%,平均晶粒尺寸从93 μm细化到11.8 μm。并且经均匀化处理,V形成的针状β-Al(FeMnCrV)Si相球化成α-Al(FeMnCrV)Si相。此外,型材(T6)比原始型材的抗拉强度和屈服强度分别提高31 MPa和20 MPa,延伸率提高6.1%。当挤压速度降低时,添加0.1 wt.%V型材近表层出现异常长大晶粒,型材屈服强度(YS)降低到与原始型材一致,但抗拉强度(UTS)比原始型材高。该研究突出了添加钒和均匀化处理在细化显微组织方面的有效性,但同时强调了优化挤压工艺以平衡力学性能的关键作用。
  • 数学
    席肖玉, 张美玲
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 51-56.
    文章重点研究在三维情形下等离子体中产生的欧拉-泊松系统的长波长极限,目标是在G-M变换ε1/2(x1-Vt)→x1、ε1/2x2→x2、ε1/2x3→x3、ε3/2t→t下,严格推导出修正的modified Korteweg-de Vries-ZK (mKdV-ZK)方程,并利用精细的能量方法,给出mKdV-ZK方程与欧拉-泊松系统之间误差的均匀ε估计。
  • 数学
    广州大学学报(自然科学版). 2024, 23(6): 78-86.
    在物理工程中,由于材料的材质不同,存在一个材料由两种不同的材质组成,一个材料中不同区域的结构也会不一样。为此,文章探讨当一个材料中存在两种不同材质时,即求解两相椭圆偏微分方程的特征值问题。一维时,相当于常微分方程特征值问题;二维时,利用分离变量法把方程组变成一维的特征值问题。根据边界条件的特性,采用分块区域进行计算得出特征值和特征函数。
  • 数学
    陈金妹, 邓姮, 王光武
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 57-64.
    文章研究了Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG)方程强解的爆破准则,特别强调了这些解何时不存在。同时,构建了一个全面的模型,并得出多个爆破准则,包括二维和三维空间中的Serrin型、Besov型、BMO型和Beale-Kato-Majda (BKM)型的爆破准则。
  • 金属腐蚀与防护技术专题(主持人:廖伯凯)
    张绍琦, 夏海明, 凌凌, 谢于辉
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(2): 36-50.
    太阳能作为清洁能源具有巨大应用潜力,但其波动性和不稳定性限制了其被广泛应用。相变材料(PCMs)作为高效的热能存储介质,具有良好的热管理性能,能够促进太阳能的利用。十二水合磷酸二氢钠(Na2HPO4·12H2O)作为一种无机相变材料,具有较好的热导率和较高的相变潜热,但其腐蚀性引发的金属容器腐蚀问题亟待解决。文章探讨苯并三唑(BTA)与硫脲(TU)复合缓蚀剂对Na2HPO4·12H2O熔融液体中Q235碳钢腐蚀的协同抑制效果。通过电化学测试(如开路电位、阻抗谱和极化曲线)及表面表征技术(如SEM、XPS、AFM等),研究BTA与TU复合缓蚀剂对金属表面的保护机制。结果表明,BTA与TU的协同作用显著提高了腐蚀抑制效率,在24 h浸泡实验中,复合缓蚀剂体系表现出最高的缓蚀效率(98.26%),远高于单一缓蚀剂。EIS测试表明,BTA和TU能够在金属表面形成保护膜,有效减少金属腐蚀。复合缓蚀剂BTA300TU100对金属表面的保护效果最佳,具有较高的腐蚀抑制效率和较厚的氧化膜。该研究为Na2HPO4·12H2O相变材料在太阳能热能存储中的应用提供了有效的腐蚀抑制策略。
  • 土木工程与技术
    宋 坤
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(3): 61-69.
    文章分析了斜拉桥地震反应特点与脉冲型地震动参数的相关性,根据相关性分析结果,提出纵桥向梁体位移的单自由度体系简化计算方法,并从不同地震动输入条件和不同斜拉桥结构等多角度验证该方法的合理性和有效性。在此基础上,文章进一步分析在不同脉冲波作用下斜拉桥采用粘滞阻尼器后梁体位移反应特性,系统研究了实际脉冲地震波作用下粘滞阻尼器的减震效果。研究结果可为斜拉桥粘滞阻尼器参数的快速确定及其在脉冲地震作用下的减震设计提供参考。
  • 地理信息与智能分析专题(主持人:龚建周)
    杨现坤, 杨子琛, 王大康, 杨颖频, 王晋年
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 13-27.
    近几十年来,受全球变暖和剧烈人类活动等多种因素的交织作用,全球流域地表过程发生明显变化。河流形态变化是反映河流长期动态演化及环境影响的重要指标。然而,当前研究大多聚焦于河流形态变化的单一维度特征,从宏观视角系统分析河流动态的问题尚未得到足够的重视。文章通过设计新的河流形态变化指数,对珠江流域几十年间不同时期的河流形态进行叠加分析,统计了河流稳定、增加和消失部分的面积,进而揭示该地区河流的时空动态变化规律。研究表明:①珠江流域河流形态呈现出较高的稳定性,并且呈现稳定性逐渐增强的趋势,这与人类活动的干预密切相关;②1995—2015年间,珠江流域河流平均增加面积最多,消失面积最少,故该时期内河流动态变化最为剧烈;③珠江流域大型河流的稳定性要高于中型河流,而中型河流的稳定性又高于小型河流;④珠江流域中下游子流域的稳定性较高,上游子流域的稳定性较低,其中稳定性最高的是贺江流域,稳定性最低的是北盘江流域。通过对珠江流域的案例分析,文章强调了保留宽阔河流走廊和恢复自然河床形态在维持自然地貌过程中的关键作用,并提出了优化流域管理与防灾减灾的建议。
  • 土木工程与技术
    蔡卫强, 刘爱荣, 黄友钦, 盘钊杰
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(3): 42-51.
    行人步行具有显著的主观性,人行桥在随机人群荷载作用下的动力响应广受关注。文章考虑了行人步行中的跟随、超越与排斥等主观行为,采用元胞自动机建立行人流模型,并基于振型叠加法开发了基于元胞自动机的人致振动响应高效计算方法,分析了共振响应随人群密度的变化规律及桥梁频率对最不利人群密度的影响。结果表明:①当人群密度较高时,行人步频可能降低,导致步行荷载的频率偏离桥梁自振频率,使得共振响应并不随人群密度的增加而变大;②在高密度人群下,应特别关注步行力二阶谐波对桥梁振动响应的影响,其可能引发高频模态的显著共振响应。
  • 电子与通信科学
    彭 凯, 黄高飞
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(3): 89-99.
    针对由一个发射机、一个智能反射面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)和多个接收机组成的IRS辅助广播通信系统,研究了一种无需信道状态信息(Channel State Information, CSI)的IRS相移优化新方案。在目前关于IRS辅助通信系统优化的相关研究中,大多假设可以获得系统链路的CSI。然而,由于IRS反射单元数量通常较多,而为获得CSI的信道估计开销与IRS反射单元数量成正比,导致获取CSI的开销很大,因此,相关研究结果难以在实际中使用。由此,提出一种仅需使用接收机观测到的接收信号强度即可优化IRS相移的新方案,其目标是最大化接收机处的最小接收信号功率。由于缺乏CSI,无法通过解析表达式计算接收信号功率,因此,建立的优化问题无法使用传统的凸优化理论方法进行求解。为解决此问题,把相应的系统优化问题建模为马尔可夫决策过程(Markov Decision Process, MDP),并提出一种基于近端策略优化的深度强化学习算法对该MDP进行求解,从而得到IRS的最优相移。仿真结果表明,所提出的系统优化方案可获得良好的系统性能。
  • 地理信息与智能分析专题(主持人:龚建周)
    高军波, 朱啸武, 喻超, 马志飞
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 1-12.
    文章以河南省信阳市2010—2020年发展实践为基础,从要素融合视角出发,构建基于PLUS模型、人口流动模型、PCA-BP土地规模预测模型和GDP预测模型的多维度耦合系统,模拟在基准情景、经济优先发展和农业保护发展情景下2035年人才、资本、土地等关键要素的流动和融合模式。研究结果表明:经济优先发展情景下城市用地占比最高,人口向城区集中,GDP增速最快;农业保护发展情景下耕地得到保护,人口外流范围最大,经济增长较为均衡;基准情景下城乡发展较为平缓。城乡要素合理配置是乡村振兴的关键,政策干预显著影响要素流动方向和效率。运用机器学习方法探讨乡村振兴的路径选择与情景模拟,不仅拓展了乡村振兴的理论范式和政策支持机制,其方法和发现也有助于其他区域的城乡发展政策制定。
  • 数学
    陈雪兰, 杨艳芳
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 73-84.
    文章基于弱Galerkin广义多尺度(Weak Galerkin Generalized Multiscale,WG-GMS)有限元法,结合过采样和在线自适应技术对其进行改进,用于求解具有高对比度系数的二阶椭圆方程。其中,过采样法通过扩大多尺度基函数的采样区域,来减小边界条件带来的误差。在线自适应法基于残差最大值来构造新的在线多尺度基函数,以提供改进的函数逼近空间,从而提高数值解的精度。数值实验的结果显示,文章提出的过采样和在线自适应混合WG-GMS有限元法,对于求解高对比度系数的二阶椭圆方程非常有效,可以获得更高精度的数值解。
  • 智能计算与生物计算专题(主持人:石晓龙)
    陈闽捷, 刘晓星, 李利彬, 李舒豪, 任帅, 张帆
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(4): 28-36.
    城市交通拥堵是现代都市面临的重大挑战之一。在城市交通中,驾驶者由于视野有限,倾向于选择当前看似最通畅的车道,然而这种“局部最优”的选择可能导致整体交通效率降低。为解决这一问题,该研究针对城市快速路和高速公路提出了一种智能导流系统。该系统通过交通路网中的摄像头实时捕获视频数据,运用Yolo算法和DeepSORT算法对车辆进行精确检测与追踪。系统将以上数据映射到图结构中,利用图神经网络模型对车道级交通流量进行预测。基于预测结果,系统生成并实时更新导流信息,通过道路情报板向驾驶者推荐最佳行驶路线。该系统在广州华南快速路春岗立交段部署并稳定运行,实验数据表明该系统能改善车道级车流的均匀度,提升道路通行效率,验证了智能导流系统的有效性。
  • 管理科学
    陈 青, 张仁寿, 陈 刚, 张健斌
    广州大学学报(自然科学版). 2025, 24(1): 56-65.
    文章采用定性和定量实证研究方法对氢燃料电池汽车产业政策效应进行分析。为深度挖掘在政策了解度、政策适应度、政策实施效度、政策卷入度中,哪些是影响企业发展意愿的主要因素,运用SEM模型深入分析影响因素及其作用机理。研究发现:①政策实施效度是影响企业发展意愿的最主要直接因素,出台政策对企业发展有直接支持和影响效应;②企业对氢燃料电池产业政策出台的适应度并不乐观;③目前政府的扶持政策对企业支持效果并不理想;④企业对扶持政策的整体卷入度得分表现一般,企业的重视程度比理解程度卷入更深,企业对政策的理解度并不高,表示“非常理解”的占比仅为18.18%。综上,提出针对性对策等建议:政府应重点提升政策适应度和政策卷入度,即关注企业问题、优化政策合理性、及时调整政策导向和加强政策宣传导读等。