河南大学学报(自然科学版)

地理环境与资源开发

  • 伏牛山地区生境质量多维空间异质性及驱动因素

    巴明廷;马媛媛;张静静;郝万康;尚琛馨;

    探究伏牛山生境质量多维空间变化及其影响因素,可为该区提供针对性与差异化的生态管理策略.综合土地利用数据、自然环境以及社会经济等多源数据,借助InVEST模型,从区域、县域、南北坡和垂直带等多个尺度分析伏牛山生境质量多维变化特征,并借助地理探测器探究生境质量变化的主要驱动因素.结果表明:区域尺度生境质量指数平均为0.68,整体处于中等水平.县域尺度上,栾川生境质量最高(0.836),镇平最低(0.363);南北坡和垂直带尺度上,呈现出北坡(0.717)>南坡(0.6),不同垂直带呈现出随海拔升高而增大的趋势.人口密度、地形起伏度、海拔和NDVI是影响该区域生境质量的主要驱动因素(q值均大于0.55),且双因子交互下对于生境质量空间分布特征的解释力均大于单因子作用结果,其中NDVI和人口密度的交互作用影响最大(q=0.72).因此,在生态保护和恢复过程中,需重点关注人类活动的调控以及地形和植被的协同管理.

    2026年02期 v.56 127-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2127K]
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  • 国土空间生态修复分区研究——以黄河流域河南段为例

    温美琪;吴浩;秦明周;李昊阳;解少华;

    新形势下开展国土空间生态修复是我国推进生态文明建设的必经之路,国土空间生态修复分区是科学高效地开展生态修复的前提.黄河是中国第二大水系,在国家生态环境、社会经济建设方面具有举足轻重的地位.其中,河南省位于黄河流域承上启下的关键位置,研究其国土空间生态修复对黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义.以黄河流域河南段为例,通过构建“地域分异特征-生态系统功能-典型生态问题”框架,基于土地利用、DEM、气象等数据,利用InVEST、RUSLE和加权叠加等模型方法对国土空间生态修复分区指标和规划进行了研究.研究结果表明:(1)水源涵养和生物多样性维护功能的空间分布由西向东逐渐降低,水土保持功能整体表现不突出,粮食供给呈现东高西低的空间分布趋势,东部平原土地沙化较为敏感,西部山地水土流失较为敏感,城市及城市周边生态退化度较高;(2)研究将黄河流域河南段划分为4个生态修复一级分区、6类19个生态修复二级分区和5类84个生态修复三级分区,并分别制定了相应的生态修复措施.研究可为黄河流域国土空间生态修复工作提供借鉴与参考,对黄河流域生态保护和高质量发展及全面推进美丽中国建设和生态文明建设具有重要意义.

    2026年02期 v.56 137-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 2113K]
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  • 快速扩张背景下历史文化名城开封城市新旧轴线的传承与融合

    王菲;刘静玉;魏成俊;刘聪慧;武小倩;贾雨飞;

    轴线是城市空间组织的重要手段和形式,新旧轴线体系设计对于历史文化名城开封的文脉传承、城市空间品质与环境质量提升具有重要的理论和实践意义.借助空间句法定量分析开封中轴线的历史演变及存在问题,提出新旧轴线融合构建城市轴线体系的基本策略,结果如下:(1)开封轴线经历了“单一化发展—初具雏形—初步发展—渐趋完善”4个时期,最终形成现代与传统交汇的轴线体系;(2)开封现有中轴线存在系统性不强、区段功能不明确、记忆要素缺失、空间序列感较弱等问题.基于设计的整体性、体系化和文脉传承的原则,通过完善功能组织、优化空间布局、提取轴线节点、织补空间序列及塑造协调风貌5方面对开封新旧轴线进行优化设计,进而促进开封城市新旧轴线的传承与融合.

    2026年02期 v.56 152-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 2086K]
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  • 乡村振兴背景下A级景区与乡村旅游重点村耦合协调研究——以太行山区为例

    周可丽;徐冰垒;史薪茹;宋美玲;元媛;

    乡村振兴战略是实现国家稳定和促进社会长远发展的重大国家战略.而乡村旅游是推动乡村产业兴旺的新引擎和有效路径,对于全面推进乡村振兴具有重要意义.以太行山区78个市、县为例,运用空间分析方法、协同发展关系模型对该区域的A级景区和乡村旅游重点村的空间协调度和质量空间耦合关系进行评价,并从自然和人文两个方面探讨其影响机制.结果表明:(1)太行山区A级景区与乡村旅游重点村空间分布不均衡,整体都呈现“东南聚集,西北稀疏”的格局.两者的数量空间关联指数R=0.23,总体上呈现正向关联且影响显著.(2)从质量空间协调度来看,太行山区3个区域质量空间协调度值均大于0.90,其中西太行、南太行协调等级均表现为优质协调,而东太行协调等级则属于良好协调;从质量空间耦合关系发展度来看,优质协调区主要分布在太行山东北部和西南部,失调区域集中分布在太行山西北侧边缘.(3)在地理生态因素方面,A级景区中自然类景区和乡村旅游重点村协调水平较高;在旅游配套要素方面,东太行山区和南太行山区的游客承载能力远远超过西太行山区.

    2026年02期 v.56 165-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 1932K]
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自动化基础理论与信息技术

  • 基于深度强化学习的养老设施容量约束与公平性权衡选址方法

    王昊;谢毅;王少华;李辰翔;张恒源;党兰学;

    全球快速老龄化与城市资源约束的双重压力,使得养老设施配置的供需矛盾愈发突出,亟待针对性解决.为克服传统MCLP对距离与容量处理的不足,首先提出将距离衰减与容量边界显式耦合的目标与约束体系:在目标中以距离衰减函数度量有效服务,并引入设施容量限制.为求解该NP-Hard问题,将其建模为序列决策的马尔可夫决策过程,提出基于深度强化学习(DRL)框架TransDRL,编码器以图注意力对候选点位的空间关联与多维度属性进行全局特征提取;解码器采用Transformer的掩码自注意力与交叉注意力,高效生成设施序列.策略以覆盖收益、距离惩罚与容量惩罚的加权奖励进行端到端优化,使模型在训练过程中自主学习容量约束下的合理分配规则.实验表明,TransDRL较精确求解器Gurobi求解速度提升约30倍,最优性差距为0.9%~1.3%,相较主流DRL方法方案质量也有较大提升.与经典启发式算法GA、SA等相比,该求解器在实现小于2%的最优性差距的同时显著降低运行时间.研究证实,该优化框架可为大规模、多属性、容量受限的城市养老设施选址决策提供有效技术支撑.

    2026年02期 v.56 178-188+199页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K]
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  • 郑州市家庭用能碳排放空间分异及其影响因素

    李镏阳;张丽君;窦朴严;孙琪;王晨晓;

    家庭能源消费已成为城市碳排放的新增长点,对城市低碳转型构成巨大挑战.以郑州市主城区为研究单元开展家庭用能实地调查,利用碳排放系数法、空间自相关与地理加权回归(GWR)模型,分析家庭用能碳排放空间分布格局,探讨建成环境、社会经济因素等对家庭用能碳排放影响.研究发现:(1)郑州市家庭用能碳排放相对较高,人均碳排放为1.48 t,高于全国平均水平.用电是家庭用能碳排放的主要贡献者,所占比重高达50%.(2)户均与人均家庭用能碳排放空间分异特征均比较显著.碳排放HH与LH区主要分布在二环以外新建的高档小区,HL与LL区在二环以内中心城区集聚程度比较高.(3)从全局尺度看,家庭规模对户均家庭用能碳排放的边际影响最高,建筑面积、建筑密度、楼层高度、家庭支出与容积率的影响依次减弱.(4)从空间异质性看,建筑面积、建筑密度对家庭用能碳排放分别呈现负向抑制与正向促进作用,且均呈现中心-外围结构.容积率与楼层高度对家庭用能碳排放分别呈现负向抑制与正向促进作用,且均呈现东西差异.研究结果为因地制宜地推动家庭用能碳减排提供政策依据.

    2026年02期 v.56 189-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K]
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化学与化工

  • FLP型Al@BN_V催化CO2加氢制HCOOH:第一性原理研究

    张月;陈明明;张晴;张涛;张玮伊;钱旭坤;曹枫;

    发展高效、低成本的主族金属催化剂用于CO_2活化与转化是当前研究的重要方向.通过在缺陷态氮化硼(BN)基底材料中锚定主族金属铝(Al)单原子,设计了一种基于受阻路易斯酸碱对(FLP)的单原子催化剂(Al@BN_V).基于第一性原理计算,系统评估了该催化剂在催化CO_2加氢还原反应中的性能.结果表明:该催化剂结构中独特的Al/N受阻路易斯酸碱对(FLP)赋予了其良好的热稳定性,并能有效地吸附和活化关键反应物分子(CO_2与H_2).催化反应遵循三步路径:(1)H_2在Al/N对位点上发生异裂解离;(2)解离产生的氢物种(H*)与活化的CO_2反应形成关键中间体(HCOO*);(3)第二个H_2分子活化后提供质子(H*)与HCOO*结合生成甲酸(HCOOH).因此,得益于Al/N受阻路易斯对的协同作用,Al@BN_V展现出优异的CO_2加氢活性,其反应决速步(即HCOO*中间体氢化为HCOOH*)的活化能低至0.59 eV.

    2026年02期 v.56 200-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 1408K]
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  • 多缺位硅钨酸盐稳定的钯催化烯烃氢羧基化反应研究

    赵磊恒;秦军明;毛乐敏;肖金玲;张传伟;马源;柳文敏;

    通过CO与烯烃进行氢羧基化反应是合成羧酸化合物最简单和直接的方法之一,且反应不会生成副产物.以Keggin型三缺位硅钨酸盐作为构筑单元,结合不同亲疏水性共存阳离子的设计,合成了杂多酸盐(POMs)稳定的钯催化剂TBA-Pd_3-SiW_9、TOMA-Pd_3-SiW_9和K-Pd_3-SiW_9;通过FT-IR、粉末XRD、HRMS、HRTEM等表征技术对所合成的POMs催化剂进行了分析研究,结果表明Pd~Ⅱ成功被引入至POM骨架中.TBA-Pd_3-SiW_9与TBAB组成的催化体系在催化苯乙烯与CO的氢羧基化反应中表现出了高效的催化性能(转化率94.5%,羧酸总收率90.2%)及丰富的底物适用性;得益于多缺位的POMs前体对钯中心的稳定,该催化体系在甲苯-离子液体两相催化反应中具有良好的可分离和重复使用性能.

    2026年02期 v.56 208-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 1460K]
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建筑环境与结构

  • 砖粉改性丙烯酰胺水凝胶的试验研究

    李曜林;岳建伟;赵丽敏;赵刚;李银忠;

    为了探索适合在砖石传统建筑裂缝的修复材料,结合无机颗粒增强水凝胶力学性能的原理,采用去离子水、丙烯酰胺、N′N-亚甲基双丙烯酰胺、三乙醇胺、过硫酸铵作为水凝胶的材料,青砖砖粉作为主要受力材料对水凝胶材料进行改性,制备得到砖粉水凝胶.对不同砖粉掺量的水凝胶的干密度、弹性模量、抗压强度、韧性、反复压缩性能和冻融循环的破坏进行了测试.结果表明,砖粉颗粒的掺入显著提升了水凝胶的力学性能,70%掺量试件在10 kN荷载下表现出61.29%的应变和85.08 MJ·m~(-3)的韧性.复合水凝胶具有较好的弹性恢复和形状记忆特性,40%形变后能恢复原状,可有效减少对裂缝的二次破坏.冻融循环测试表明复合水凝胶耐久性良好,40%应变下试件保持完整性.砖粉水凝胶在修复砖裂缝方面表现出色,65%配比的样品在30 d观察期内保持稳定,且外观与青砖相似.其力学性能可通过调整配比优化,满足不同工程需求.

    2026年02期 v.56 218-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 1629K]
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  • 弯曲荷载下三向预应力体系混凝土槽形梁的开裂性能研究

    田林杰;熊永明;高亚楠;吴江玲;

    为研究弯曲荷载下三向预应力体系混凝土槽形梁的开裂性能,以宁波某快速路工程简支轨道槽形梁为研究对象,首先采用ABAQUS建立非线性1/2梁模型,研究不同结构参数下三向预应力体系混凝土槽形梁的开裂损伤程度、挠度变化规律及变形特征;然后,通过理论分析,求解三向预应力体系混凝土槽形梁的全截面换算截面的几何特性,提出弯曲荷载下三向预应力体系混凝土槽形梁开裂弯矩的计算方法;最后,将模拟结果和理论结果对比分析,验证本文推导的开裂弯矩计算公式的精确性.研究结果表明:随着三向预应力体系混凝土槽形梁横向U型束数量的减少,纵向裂纹数量和开裂损伤区域面积增大,横向和斜向裂纹数量减少,非对称的三向预应力体系混凝土槽形梁在对称弯曲荷载下发生扭转变形,应考虑腹板内倾和扭转变形带来的不利影响.

    2026年02期 v.56 231-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K]
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  • 基于抗剪强度指标对水泥基3D打印砂浆可打印性的表征分析

    贺东青;李婵婵;王笑阳;

    水泥基材料3D打印性能可归结为对其流变特性的调控,直剪试验操作简单易行,用其研究砂浆流变性已成为新的趋势.采用直剪试验测试不同配比下砂浆的抗剪强度指标(黏聚力C和内摩擦角φ),探明骨胶比、水胶比、减水剂掺量和黄河砂掺量对砂浆C和φ的影响规律,指出水膜层厚度(WFT)与C、φ的相关性,并依据WFT理论解释各因素的影响机制.提出满足砂浆可打印性的C和φ范围,分析其与打印参数之间的相关性.结果表明:(1)骨胶比增加,C和φ增大;水胶比和减水剂掺量增加,C和φ减小;黄河砂掺量增加,C和φ先减小后增大.(2)C与WFT呈高度相关,而φ与WFT无明显相关性.(3)当砂浆的C为3~7.3 kPa,φ为35.6°~40.9°时具有较好的打印性.(4)C和φ与流动度和打印参数呈非线性相关,与流动度、坍落度H和振动触变度V的相关性较高,与开放时间T的相关性较低.

    2026年02期 v.56 240-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K]
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