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2025年 59卷 5期
刊出日期：2025-10-27
647
长江中游总初级生产力对干旱胁迫的响应程度及敏感性研究
郑粮,吴浩,林安琪,申芳,姜婷,
干旱作为典型的极端气候事件，在全球变暖背景下呈现出日益频发和加剧的趋势，严重威胁区域生态系统稳定性与陆地碳循环功能.总初级生产力（gross primary productivity， GPP）是衡量植被碳汇能力的重要指标，量化其对干旱胁迫的响应特征，对于理解碳循环对气候变化的敏感性具有重要意义.本文以长江中游地区为研究对象，基于MODIS GPP产品和构建的多时间尺度的标准化降水蒸散指数（standardized precipitation evapotranspiration index， SPEI）数据集，系统评估区域GPP对干旱胁迫的响应强度与敏感性特征.结果表明：1） 研究期间，区域GPP整体呈显著上升趋势，SPEI虽略有回升，但仍处于水分亏缺状态，干旱事件频发；2） GPP对不同时间尺度干旱的响应存在明显差异，短期干旱对GPP具有一定促进效应，随着干旱持续时间延长，部分农田与草地区域的响应由促进转为抑制，表明累积干旱对碳吸收能力具有持续抑制作用；3） 草地、森林与农田三类典型生态系统在干旱响应中呈现出显著差异性.草地对干旱敏感性最高；森林具有较强水分调节与缓冲能力，响应相对滞后但波动性较小；农田则受自然条件与人为管理双重影响，呈现高度空间异质性与复杂响应模式.本研究通过多时间尺度干旱指标分析不同生态系统GPP的响应特征，揭示了不同生态系统对累积干旱的差异化响应机制，为理解区域碳循环敏感性、提升碳汇能力及制定精细化气候适应策略提供了科学依据.
2025 Vol. 59 (5): 647-657 [
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658
深圳市沿海红树林时空格局演变（1986—2021年）
王登辉,符俊杰,冯炼
红树林是典型的“蓝碳”生态系统，在固碳、护岸和维持生物多样性等方面发挥着重要作用，但快速城市化带来的岸线开发和土地利用变化使其面临生境退化风险.作为改革开放前沿城市，深圳沿海红树林的演变反映了城市化与生态系统互动的典型过程，对地方保护与修复政策制定具有重要参考价值.然而，现有研究多集中于深圳湾红树林，缺乏市域尺度的长期监测.基于1986—2021年Landsat影像，本研究采用K-means聚类和随机森林分类方法，系统绘制并计算了深圳沿海红树林的时空格局与地上生物量动态.结果显示，1986—2021年间红树林面积由约51.53 hm2 增至203.87 hm2，地上总生物量由15 827.28 t 增至56 674.79 t，整体呈持续增长趋势.空间格局上，红树林主要分布在深圳湾、前海湾、茅洲河口及东涌等区域，呈现出典型的河口与湾区聚集特征.本研究系统揭示了深圳市红树林的长期时空动态，为修复潜力评估、差异化保护措施制定及碳汇功能研究提供了数据支撑.
2025 Vol. 59 (5): 658-668 [
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基于知识约束和运行数据协同融合的逻辑异常发现方法及民航客票应用
孟凡,陈兵,朱少红,姚世洲
民航票价计算业务规则复杂，且规则逻辑变化快，传统基于无监督的异常发现方法在业务逻辑缺陷检测性能方面不理想，当事后发现时已造成营收损失.为此本文提出了一种基于知识约束和运行数据协同融合的逻辑异常发现方法，并在民航客票销售场景中实践.本文提出的方法包括三个模块：1） 锚点选择策略模块，通过设计基于高频且持续航线特征策略方法，选择出锚点业务规则集与锚点运行数据集；2） 特征区分度增强模块，将锚点业务规则集和锚点运行数据集进行组合，构造对比数据集，并使用对比学习方法增强运行数据的特征区分度；3） 异常匹配度发现模块，使用前馈神经网络来判断业务规则与运行数据的匹配程度，将匹配度较低的日志数据判定为逻辑异常.本文构建了一个实际民航客票销售数据集，并从检测性能、消融、运行效率扩展性三方面对提出方法进行验证，实验结果表明，该方法能通过增强运行数据的特征区分度提升异常检测性能.
2025 Vol. 59 (5): 669-676 [
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大模型驱动的具身智能机器人导航技术综述
谢远龙,王书亭,程祥,胡倚铭,李文龙
大模型驱动的具身智能机器人导航技术是人工智能与机器人学深度融合的前沿领域，通过大模型的自然语言处理、多模态信息融合及逻辑推理能力，赋能机器人在动态复杂环境中实现自主环境感知、语义指令理解与精准导航决策，突破传统导航方法在非结构化场景下的适应性、泛化性与人机交互能力瓶颈.近年来，随着大语言模型及多模态模型的技术突破，具身智能移动机器人导航方法正从强化学习范式向通用智能范式演进，在工业自动化、智慧服务、灾害救援等场景展现出显著应用潜力.本文系统梳理了该领域的技术演进脉络与研究现状.首先，回顾了具身智能的理论起源与导航技术发展历程，剖析了人工智能技术与具身智能导航的融合路径.其次，从架构层面将当前主流的具身智能导航方法划分为端到端模型与分层式模型两大核心范式，分别阐述其技术原理、代表性模型及应用场景.再次，介绍了具身导航任务的常用数据集与主流评价指标.最后，结合当前技术瓶颈，指出未来研究方向.本文旨在为该领域研究者提供系统性技术参考，推动大模型驱动的具身智能机器人导航从理论研究向实际应用.
2025 Vol. 59 (5): 677-693 [
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“双碳”目标下低空经济的AI变革之路
王梦宇,刘振宇,王玉伟
“双碳”背景下，以人工智能（AI）为核心的低空经济融合发展成为重要趋势.低空经济与 AI 深度融合既涉及效率安全又涉及能耗减排，因而面临三大重要挑战：AI 在低空典型任务中实现效率与安全如何影响能耗，当前深度融合的重要约束瓶颈是什么，受“双碳”目标约束的技术路径该如何设计与执行.本文基于感知—决策—执行链，从感知、智能、数字等方面，综述多源感知、边缘智能与数字孪生技术的低空物流、应急、农情等典型应用场景及任务相关研究和产业应用，提出以“技术-场景-绿色”为核心的AI?低空?双碳的整合机理模型，识别出标准、话语权缺失，低空空域治理碎片化，算法—能效—安全不协同三类瓶颈，明确任务能耗、能耗强度、排放因子等指标口径，并给出面向政策、产业与技术协同的可执行路线，即“场景适配型认证-智能数据与UTM 底座-绿色能源与能效一体”的路线建议，以期为我国低空经济智能化与低碳化提供分析框架与实施抓手.
2025 Vol. 59 (5): 694-706 [
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AI赋能药物递送系统的研究进展
刘明星,王一凡,祝丰啸,欧嘉瑶
人工智能（AI）通过机器学习算法处理复杂数据，加速药物载体开发，预测药代动力学相关参数，提升设计效率和精准性，在药物递送系统中展现出广阔的应用前景.相比于传统的药物递送系统设计耗时费力，AI赋能极大地提升了其实际应用效率.本文综述了AI在药物递送系统中的应用进展，探讨了AI赋能药物载体设计，总结AI在药物制剂与释放优化中模型的构建，分析了AI预测药代动力学的最新成果，并对AI赋能药物递送系统所面临的挑战以及未来的研究方向进行了总结与展望.
2025 Vol. 59 (5): 707-720 [
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多智能体驱动的虚拟学生模拟助力教师答疑能力提升
孙建文,冯锦天,万仟
随着大模型等生成式人工智能技术的快速发展，其在教育领域的应用不断拓展，为教师专业发展带来了新的机遇.答疑能力作为教师教学过程中的关键技能，在高度抽象化和逻辑化的数理学科教学中尤为重要.然而，当前教师教育中缺乏贴近真实、可反复练习的答疑训练手段，限制了教师实践能力的提升.基于此背景，本文提出学生模拟引擎（student simulation engine， SSE），由大模型驱动的多智能体协作构成.该系统基于IDEAL问题解决理论，将学生的答题过程拆解为读题、思考、解题和检查四个子步骤，通过动态建模学生状态，并在各阶段引入类人错误，以实现不同能力水平学生的真实模拟.SSE包括控制模块与执行模块，前者负责推理学生状态与规划错误策略，后者逐阶段执行任务并生成自然对话.在公开数学数据集GSM8K上的实验表明，SSE能够生成具有人类学生特征的互动过程，并显著提升教师的答疑训练体验.本研究为教师答疑能力提升提供了新的训练场景，同时为大模型赋能教师教育提供了实践路径.
2025 Vol. 59 (5): 721-729 [
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基于时空图卷积网络的智能学习诊断模型
王志锋,沈嘉良,侯玉林,严文星,罗恒,左明章
智能学习诊断是智慧教育平台中的核心任务，它通过分析学习者的答题记录来评估并预测其知识状态，实现个性化学习支持.然而，现有模型往往忽略答题序列中的知识结构信息，无法将学习状态细化至各个知识点，也难以揭示知识掌握的传播路径.针对上述不足，本文提出了一种基于时空图卷积网络的智能学习诊断模型：首先融入学科知识结构，将知识点视为相互关联的节点；然后利用时空图卷积网络同时建模答题记录的时序特性与知识结构的空间特性，动态刻画学习者知识状态的演变过程；最后生成具有更好可解释性和更高精度的诊断结果.实验证明，所提模型在三个真实数据集上的诊断性能显著优于现有主流模型.
2025 Vol. 59 (5): 730-742 [
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基于运动生物力学的太极拳技术动作智能解构与拳理探析：以“左蹬一根”为例
李铎,曾军,邹瑶,李雅雯,郑伟涛,马勇
当前太极拳拳理存在描述模糊化、理解主观化和神秘倾向性等问题，严重制约太极拳作为非遗文化的传承.而对技术动作评价指标进行量化、客观化和可视化将有助于传承者科学地探究和阐明太极拳拳理.本研究选择陈式太极拳的代表性技术动作“左蹬一根”，使用三维运动捕捉系统、三维测力台和无线表面肌电系统同步测量技术，对12名高水平太极拳运动员左蹬一根动作下肢运动学、动力学和肌动学的原始数据进行采集，选用Visual3D生物力学建模和MR3.16软件获得人体运动生物力学参数，结果表明用生物力学指标对动作解构的方法来揭示抽象的拳理是可行的，为实现拳理的AI教学和智能评分提供科学依据，为保护和传承非遗文化提供了新的视角.
2025 Vol. 59 (5): 743-754 [
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中国西北地区770 BCE—1000 CE疫灾的时空特征与影响因子
龚胜生,杜雨涵
中国西北地区是欧亚大陆贸易往来和疫病传输的重要通道.本文采用时间序列分析、GIS空间分析、因子相关分析等方法对中国西北地区770 BCE—1000 CE的疫灾时空特征与影响因子进行研究，结果表明：1） 770 BCE—1000 CE，西北地区共有38个疫灾之年，疫灾频度仅2.15%，低于全国平均水平；疫灾多在春、秋季流行，长期呈波动上升趋势，与同期全国特征一致.2） 770 BCE—1000 CE，西北地区疫灾集中于人口相对稠密的东南部，农耕区疫灾多于畜牧区，交通沿线为疫灾高发带，关中平原的宝鸡—西安—渭南一带为热点区，兰州—西宁一线、延安—榆林一线为冷点区.3） 770 BCE—1000 CE，西北地区疫灾时空特征的形成受气候、灾害和人类活动多重因子的影响：寒冷干燥期较温暖湿润期疫灾多发；灾害对疫灾有显著激发作用，灾害频繁期也是疫灾频繁期，灾害多发区也是疫灾多发区.上述研究结果，对于研究干旱半干旱地区疫灾的发生与流行机制具有重要参考价值.
2025 Vol. 59 (5): 755-764 [
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寒冷气候与疫灾：中国三千年的历史分析
龚胜生,陈志禹
疫灾流行与气候条件有着十分密切的关系.本文采用序列耦合分析方法对中国770BCE—1949CE的寒冷气候与疫灾流行进行相关分析，结果表明：1） 过去2 720a间，中国共有890个疫灾之年，其中97个（10.90%）由异常寒冷引发，异常寒冷以秋寒（34.43%）、夏寒（27.32%）为主. 2） 无论是十年尺度还是年度尺度，气候的寒冷程度与疫灾的严重程度都呈显著正相关性，这种相关性在魏晋南北朝寒冷期与明代小冰期尤为显著.3） 寒冷气候引发疫灾流行的直接原因是寒冷气候可延长病原体在环境中的存活时间并同时削弱人体的免疫力，间接原因是寒冷气候引发的水旱灾害和饥荒，形成寒冷气候—水旱灾害—生存危机—疫灾流行的作用路径.本文把气候与疫灾关系放到千年尺度的历史时域中来考察，对于深刻理解气候变迁的健康效应具有重要科学价值.
2025 Vol. 59 (5): 765-772 [
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湖北省1932年霍乱流行的时空分布、影响因素及社会应对
张涛,李佳思,陈志禹,涂伊娜,龚胜生,
1932年全国霍乱大流行，湖北省是重灾区之一.本文基于历史医学地理学视角和方法，从时空分布、影响因素和社会应对三个方面，对湖北省1932年霍乱疫情进行综合研究.研究发现：时空分布方面，湖北省1932年霍乱主要集中于夏季暴发，其中7、8月最为严重，至少有19个县发生霍乱疫情，汉口和武昌是疫情最严重的地区.霍乱疫情以汉口为起点向各地蔓延，大致沿长江、汉江、襄花公路、汉小公路和粤汉铁路五条路径传播.霍乱疫情的传播遵循扩展扩散、迁移扩散和等级扩散三种模式.影响因素方面，大致可以归纳为生态因素、诱发因素、驱动因素和抑制因素四类.气候、地形、河流是霍乱流行的生态因素，洪涝灾害是霍乱流行的诱发因素，人口流动是霍乱流行的驱动因素，防控措施是霍乱流行的抑制因素.从影响强度上看，几种可定量因素的影响强度由高至低依次为路网密度、河网密度、人口密度、年均降水和洪涝灾害.应对措施方面，湖北省政府的措施主要包括加强防疫宣传、注射霍乱疫苗、设立隔离医院、开展卫生运动，社会团体的措施包括协助政府行动和自主开展救济，民众个人的措施包括开展科学自救和求助鬼神巫术.疫情应对经验，一是治疗手段有效施行，二是政府、社团、民众共同防疫.疫情应对不足主要体现在医疗资源不足、卫生运动不彻底和防疫意识不强三个方面.本研究可为未来疫情防控提供理论基础和历史依据，提高社会公共卫生意识和防疫减灾能力.
2025 Vol. 59 (5): 773-787 [
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788
新工科建设背景下高校科技期刊同行评议优化路径研究
陈勇,胡小忠,张洋,胡佳慧,王旻玥,王晓醉,张聪
为助力新工科建设，本文针对高校科技期刊同行评议的现存问题展开系统探讨，在剖析新工科背景下高校科技期刊同行评议面临的四大核心挑战的基础上，从双维度提出优化路径：技术赋能层面，依托大数据与人工智能精准匹配专家、借助区块链提升评议透明可信度、采用自然语言处理技术辅助评议报告生成与质量评估、构建在线协作平台以促进专家交流；制度机制层面，探索开放评议模式、建立包含企业及国际专家在内的多元评议指标与专家库、建立和完善同行评议质量评估体系及评议专家激励机制、推行国家战略导向的差异化评议、完善代表作评价运行机制并实行全过程监督.本研究旨在为新工科背景下高校科技期刊同行评议优化提供理论支撑与实践指引，助力新工科建设的推进.
2025 Vol. 59 (5): 788-794 [
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从出版到服务：科技期刊出版活动本质的时代拓展
胡小洋,曹启花
科技期刊是人类社会知识体系记录、筛选、保存、传承和发展的重要载体，是推动社会科技创新发展进程的重要参与者，为人类社会进步做出了卓越的贡献.为全面认识和理解科技期刊出版活动的本质内容及其发展变化，充分洞察科技期刊社会价值及其演变，以更全面的认知理论指引当下中国科技期刊事业沿着办刊初心和社会需求及其变化的方向科学发展，本研究试图从科技期刊产生的社会背景及其孕育条件出发，深入剖析科技期刊出版活动在不同发展阶段及出版技术变革时期的社会功能演化过程，并努力从这些变化中挖掘出科技期刊出版活动的本质随着时代发展的变化轨迹.研究结果表明，随着期刊出版技术的不断革新迭代，科技期刊在内容生产技术、载体呈现形态、传播及转化途径等方面不断向前发展，其在人类社会发展进程中的社会功能边界也在不断延伸，科技期刊出版活动的本质已从最基本的“知识的筛选、认证和传播载体”到“信息的组织、记录和留存系统”，再到“科学共同体的连接和互动桥梁”，以及“科学交流与服务平台的搭建者”的渐进式拓展.新的发展时代，科技期刊正迈步在从传统出版机构向高端专业服务平台转型的发展道路上，不少科技期刊的业务活动已经在大规模践行着出色的服务本质.未来，“一本由新兴出版技术和理念加持的专业期刊”+“一个基于‘政产学研用’交织的知名品牌会议”+“一个专业的面向社会大众需求的服务产品（平台）”的“一体两翼”发展模式或将成为一流科技期刊高质量发展的主流选择.高质量的内容组织和出版传播是一流科技期刊建设的基本内容，高质量的“政产学研用”综合服务供给则是坚守办刊服务初心、推动科技期刊真正走上高质量发展轨道的必然选择.
2025 Vol. 59 (5): 795-801 [
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《华中师范大学学报（自然科学版）》重点专刊专栏建设的经验总结与思考
曾群
近年来，《华中师范大学学报（自然科学版）》紧密围绕国家战略和地方需求，依托学校学科优势与地域特色，注重栏目规划与创新，创建了多个主题专栏，并出版了7个特色专刊，有效提升了该刊的学术影响力，为学科建设和学校发展作出了贡献.专栏专刊主题关注国家建设与社会改革热点问题，为党和政府决策提供了重要的学术参考，为解决实际问题提供了理论支持和实践指导，推动了相关领域的政策制定和实施，促进了社会经济的可持续发展.从专刊专栏建设来看，明确栏目建设目标与定位、紧跟时代与需求、整合资源与优势、注重质量与创新是内容建设的关键，加强宣传与推广是传播效率提升的重要保障.未来的专刊专栏建设，将深化和拓宽选题、注重学科的交叉和融合、加强国内外交流与合作、强化期刊的服务意识并关注作者和读者的反馈，不断提升期刊的质量和影响力，为科技强国建设和经济社会发展做出更大的贡献.
2025 Vol. 59 (5): 802-808 [
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“双一流”师范类高校自然科学学报高质量发展研究
杨玙
“双一流”建设的深入开展为高校学报高质量发展带来新的机遇与挑战.“双一流”师范类高校自然科学学报在其发展历程中为学科发展、人才培养与成果转化提供了重要支撑，但也因其综合性、基础性等定位而面临诸多困境.为总结该刊近十年发展历程，探索“双一流”师范类高校自然科学学报高质量发展道路，本文基于CNKI数据库与CiteSpace可视化软件对2015—2024年《华中师范大学学报（自然科学版）》发文情况进行统计分析，探讨相关办刊举措.2015—2024年，《华中师范大学学报（自然科学版）》共发表论文1 333篇，年均校内作者发文占比为10.37%~36.63%.该刊以主题专刊（专栏）形式优化内容呈现方式，由编辑办刊模式逐渐向编辑-学者协同办刊模式转变，探索媒体融合背景下科技期刊双语传播模式，多重渠道推动学术共同体建设，与主办高校一流学科建设协同发展，期刊引证指标稳步上升，获多项荣誉资助，但目前仍面临国内科技期刊界对其价值认同存在差距、人才队伍不齐备、国际传播能力不足所带来的可持续发展困境.研究认为， “双一流”师范类高校自然科学学报的高质量发展路径在于，一是严守质量关口，夯实学术根基；二是善用数智技术，赋能科研组织；三是优化队伍结构，加速角色转型；四是回归学术本源，促进原始创新.
2025 Vol. 59 (5): 809-823 [
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824
高校科技期刊助力青年学术人才培养的路径研究
胡晓梅
高校科技期刊具有发现和培育青年学术人才的功能与责任，但受当前期刊评价体系的影响，高校期刊服务青年人才培养的使命被忽视，功能被弱化.为了使期刊更好地履行培养青年人才的功能与责任，本文从高校科技期刊在青年学术人才培养中的作用出发，在分析问题的基础上，以《华中师范大学学报（自然科学版）》为例，探讨高校科技期刊助力青年学术人才在学术共同体建设中协同创新发展的路径：1） 期刊、导师协同对青年学术人才进行论文写作指导；2） 强化期刊平台展示作用，积极发表和宣传青年学术人才优秀成果；3） 邀请青年学术人才参与期刊出版，构建互促互进的学术共同体；4） 与相关部门一起完善期刊评价制度与评价指标，共同构建良好学术生态圈.高校科技期刊要回归服务青年学术人才培养的初心和使命，在强化阵地学术引领作用的同时，还要积极发现和扶持青年学术人才成长，使其为科技期刊的未来发展提供源源不断的创新动力，从而切实推动我国科技期刊的高质量发展.
2025 Vol. 59 (5): 824-829 [
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编辑部公告
《华中师范大学学报（自然科学版）》开放获取政策
《华中师范大学学报（自然科学版）》首届青年编委征集启事
我刊参加承办全国性学术会议 第三届全国生态文明学术研讨会暨第七届全国生态文明建设与区域创新发展战略学术研讨会在沪举行
《华中师范大学学报（自然科学版）》再次入选中国科学引文数据库（CSCD）
关于我刊近期发现假冒网站的声明
我刊荣获“中国高校优秀科技期刊”“湖北优秀期刊”等多项荣誉称号
关于疫情防控期间办公情况说明及COVID-19专题征稿启事
本刊荣获2019年中国高校科技期刊“优秀团队”称号
下载中心
《华中师范大学学报（自然科学版）》首届青年编委征集启事
《华中师范大学学报（自然科学版）》参考文献著录要求
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