南昌大学学报（理科版）
 
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南昌大学学报(理科版)
 
2025年 49卷 6期
刊出日期：2025-12-28
论文
   
论文
557 张嘉新李韵琴郑丝语李枝秀
基于大语言模型和实时视觉反馈的城市设计教学系统开发及应用
为突破城市设计教学中空间想象不足、协作线性及反馈滞后等难题，本研究通过整合实体白模（1∶500比例）、ESP32-CAM相机阵列视觉采集技术、大语言模型需求解析能力与扩散式图像生成方法，构建“师生”交互设计系统。多模态输入经联合编码，平均10 s内输出高保真街景；物理操作同步驱动数字模型，操作日志触发结构化诊断。实证结果表明，该系统能够提升设计意图传达的准确性，减少返工次数并提高协作效率。同时，可在短时间内推送规范检测与优化建议，从而增强学生的决策信心与课程满意度。结果证明，该系统实现了需求具象化、协作动态化、反馈实时化，为认知建构范式的城市设计教学提供了可行技术路径。
2025 Vol. 49 (6): 557- [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 8 )
567 杨玉群 徐刚
一种用于连续优化的鲁棒混合萤火虫算法
萤火虫算法是一种基于种群的随机全局优化算法，但它易陷入局部最优和早熟，且收敛速度慢。为了克服其缺陷，本文提出了一种鲁棒混合萤火虫算法（RHFA）。本算法在标准萤火虫算法的基础上，融入基于分段线性混沌映射（PM）和改进的局部随机搜索策略（MLS）。PM增强种群多样性，并通过MLS加速局部开发，实现探索与开发的自适应平衡。RHFA与其他已有算法进行了比较，实验结果表明，RHFA在全局搜索方面表现出更强的探索力与稳定性，不仅收敛更快，而且所获得的解精度更高、质量更优。
2025 Vol. 49 (6): 567- [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 6 )
574 毛洪亮向彪余小军王晏斌董鹤强杜海波
基于时序预测的智慧矿山云服务冷启动优化方法
随着智慧矿山的快速发展，无服务器计算凭借其弹性扩展和自动化管理特性，为矿山云服务提供了高效的计算支持。然而，函数即服务（FaaS）模式中容器在空闲时缩减至零的特性虽然优化了资源利用率，但也引入了冷启动问题，严重影响高时延敏感型矿山任务的实时响应能力。针对这一问题，本文提出一种基于SARIMA-LSTM混合模型的预测驱动资源调度方法。首先，通过SARIMA捕捉计算请求的线性趋势和季节性特征，结合LSTM学习非线性动态变化，实现对函数调用量的精准预测。在此基础上，设计SARIMA-LSTM预测驱动的自动扩展器，基于预测结果并综合考虑Pod处理能力、副本创建时间和现有容器数量等参数，预先计算并部署所需容器实例。该方法能在请求到达前完成资源准备，有效降低冷启动延迟并提升资源利用率。实验结果表明，本文方法在Kubernetes真实环境中显著优于默认的水平自动扩展策略（HPA）。相较于HPA,SARIMA-LSTM预测驱动的自动扩展器的资源消耗减少了13.86%，同时显著降低了冷启动延迟，尤其在请求量突增的场景下表现更为突出。
2025 Vol. 49 (6): 574- [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 5 )
583 邱晶晶 王承军 刘小林 魏越波 胡春华
南昌市城镇生活污水污染物特性及时空分布规律
为揭示中部城市生活污水的水质特征及污染机制，以南昌市为对象，通过旱季连续1周的水质监测，测定CODCr、BOD5、TP、TN污染物浓度，结合污染指数法与BOD5/CODCr等比值分析，评估污染负荷及生物处理潜力。结果表明：南昌市生活污水污染负荷较高，CODCr、BOD5、TP、TN平均浓度分别为177.53 、77.49 、4.00 、42.92 mg·L-1，以GB 18918—2002为基准量化评估，达到标准限值1.33～2.58倍；各功能区污染物受餐厨用水和卫生用水占比影响呈现显著时序特征，学校与商业区因集中式餐饮活动呈“双峰”模式，住宅区与三餐同步形成“三峰一谷”，办公区则为“单峰”分布；BOD5/CODCr均值为0.44，表明污水可生化性良好，但BOD5/TN均值仅有1.87，碳氮比不足制约脱氮效率；对比区域经济水平发现南昌市CODCr浓度(177.53 mg·L-1)显著低于沿海发达城市，其差异源于第三产业占比低、居民消费强度有限及化粪池截留作用。本研究系统揭示了中部城市污水水质与功能区特征、区域经济水平之间的关联机制，为制定差异化管控策略提供科学依据。
2025 Vol. 49 (6): 583- [摘要] ( 2 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 7 )
591 章萍 黄雨晴 丁晨科 游乐 胡艳 徐梦秋
基于养分-盐分协同作用下对畜禽粪便生态风险评估——以青菜生长影响为例
为评估畜禽粪便施用后的土壤养分-盐分协同作用生态效应，本研究选取蛋白类（猪粪PM、鸭粪DM、鸡粪CHM）和纤维类（羊粪SM、牛粪CAM、兔粪RM）两类粪便，施用于红壤中，以青菜（Brassica chinensis）为指示植物开展盆栽试验，监测其在幼苗期（14 d）、生长期（28 d）和稳定期（32 d）的存活率与生长发育状况。结果表明：蛋白类粪便在幼苗期显著促进植株生长，生长期出现短暂萎蔫，至稳定期恢复，最终总生物量比纤维类处理高7.8倍；纤维类粪便促生效果有限但植株未出现萎焉。畜禽粪便中TN、TP、TK含量是影响青菜生长的关键因子，其中生长期TN与青菜鲜重、干重、株高和叶宽呈极显著正相关。幼苗期粪便Na+含量与植株存活率显著负相关，较高K+/Na+有助于缓解Na+毒害，提高存活率。本研究揭示不同粪便组分通过调控植物存活与生长体现其生态影响，并明确Na+含量是引发生态风险的关键因素。
2025 Vol. 49 (6): 591- [摘要] ( 5 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 7 )
599 刘远昊 李跃辉 杨维冉
KI介导的烯烃环氧化反应在有机合成中的应用
开发了一种高效、绿色的苯乙烯环氧化催化体系，以碘化钾（KI）为催化剂、叔丁基过氧化氢（TBHP）为氧化剂、邻二氯苯（o-DCB）为溶剂。通过系统优化，确定最佳反应条件为10 mol%KI、2 eq. TBHP、1 mL o-DCB、100℃反应12 h，在此条件下可获得90.2%的苯乙烯转化率和86.0%的氧化苯乙烯产率，环氧化选择性高达95.3%。机理研究表明，KI与o-DCB的协同作用促进了TBHP均裂生成叔丁基过氧自由基（t-BuOO·），进而通过自由基加成-氧迁移路径实现环氧化。该体系对多种芳香烯烃表现出良好的底物适应性，且无需昂贵过渡金属或复杂配体，为工业环氧化合成提供了更为经济的替代方案。
2025 Vol. 49 (6): 599- [摘要] ( 1 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 6 )
607 邓建军 黄晓伟 刘杜 秦小康 吴昌泉 周耐根
锂离子电池宽温域高电压电解液的研究进展
锂离子电池凭借高能量密度、长循环寿命、结构轻巧以及绿色环保等优势，已在便携式电子、新能源电动汽车以及大规模储能等众多领域得到了广泛应用。然而，现有锂电池在低温（<-20℃）、高温（>45℃）以及高电压（>4.5 V）条件下，电化学性能会急剧下滑，这严重限制了其在未来多元化场景下的应用。电解液作为锂离子传输的核心介质，直接制约着电池的温度适应性及高压稳定性。为了应对这些挑战，开发出能耐受宽温域高电压的电解液已成为拓展电池应用范围的有效策略之一。尽管针对宽温域高电压电解液的研究已经取得了一些进展，但目前仍然缺对材料-界面-性能关联机制的深层研究。因此，本文首先紧紧围绕三者深入地剖析了锂电池在低温、高温以及高电压等极端条件下所面临的严峻挑战；其次，从多维度视角深刻评述了宽温域高电压电解液的最新研究进展；最后，强调了开发宽温域高电压电解液的前景和挑战，并提出了基于人工智能筛选和原位界面表征的未来发展方向。本工作旨在为突破锂离子电池极端环境应用瓶颈提供有效指导。
2025 Vol. 49 (6): 607- [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 7 )
621 张世洋 黄模佳 张志炫 杨新航 肖先志 赵腾飞 李爱民
柔性光伏支架承重索张力与线形计算式的推导与应用
柔性光伏支架凭借诸多优势而在工程中得到广泛应用，对于支架拉索的张力与线形计算，现有研究一般将光伏组件对拉索的荷载等效为均布荷载。而未能充分考虑光伏组件与抗风装置对拉索的集中荷载。针对这一问题，本文根据集中荷载作用下的拉索线形为分段悬链线将其划分为若干个索段，并结合光伏支架拉索垂度较小这一特点，提出了通过索段间位移与转角关系解析计算拉索张力与线形的方法，并通过与现有研究成果的对比验证了计算精度。针对该方法在柔性光伏支架工程实例中的应用展开研究，并对一系列工程问题进行理论计算与数值仿真，计算结果表明：对于不同支架结构与工况组合，本方法均能得到拉索张力与线形精度较高的结果。研究成果可为复杂荷载条件下的小垂度索结构设计提供理论依据。
2025 Vol. 49 (6): 621- [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 7 )
629 范紫嫣黄一鸣刘鑫袁昊林佳欣陈佐权简少卿张万昌
光倒刺鲃的生物学特性及比较基因组学分析
光倒刺鲃（Spinibarbus caldwelli）作为我国重要的淡水经济鱼类，因过度捕捞、生境退化及水利工程影响，其自然种群资源呈显著衰退趋势。基于形态学与生物化学方法，系统解析了光倒刺鲃的生物学特征。形态学分析表明：成鱼肌间骨可分为7类，总数介于104～115根，其中“Ⅰ”型占比最高，集中分布于尾部区域；躯干部以“卜”型与“Y”型为主。采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测光倒刺鲃12种组织的乳酸脱氢酶（LDH）与酯酶（EST）同工酶活性，发现LDH和EST表达谱具有显著组织特异性，其中心脏、肝脏及肾脏组织酶带数量最多为7条，活性强度与功能需求高度相关，可作为种质鉴定的生化遗传标记。比较基因组学分析发现，在11种鱼类物种中，共鉴定出36 134个基因簇，其中包含995个重叠基因簇以及11 540个保守直系同源基因簇。结果表明，光倒刺鲃在进化过程中具有显著的物种特异性进化特征。基于光倒刺鲃的生物学特性，分析比较基因组学结果，结合同工酶表达谱等分子遗传标记，可更准确地评估光倒刺鲃亲本的遗传多样性，选择遗传背景丰富的亲本进行繁殖，提高后代的遗传多样性和适应性。
2025 Vol. 49 (6): 629- [摘要] ( 2 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 8 )
637 朱春梅 缪茂生 雷宁 丁德文 吴早保 蒋志忠 简少卿 林锋 周春花
环境DNA宏条形码评价信江鹰潭段浮游生物多样性和生态健康
浮游生物是生态系统的基石，其群落结构变化可直接映射水体的健康状态。为深入了解信江鹰潭段浮游生物多样性及水生态健康状况，使用环境DNA宏条形码技术与传统形态鉴定方法，对信江鹰潭段浮游生物进行了监测和评价。结果显示：环境DNA方法能鉴定到更多浮游生物物种；浮游生物多样性水平在城市化程度较高的区域较低，但没有显著的差异，而浮游生物群落结构有显著的区域差异；总磷含量显著影响浮游生物群落结构；浮游生物完整性指数评价表明，山区水生态健康状况优于城区和农业区，信江鹰潭段整体水生态健康状况被评估为“亚健康”。环境DNA宏条形码技术在浮游生物监测中具有更高的分辨率和客观性，能够显著提升监测效率。
2025 Vol. 49 (6): 637- [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 7 )
646 舒丹 温馨 王周灿 马龙 章圳 阮禄章
人为干扰对鼬獾时空分布的影响
人为干扰会改变野生动物的空间分布格局和生存现状。研究人为干扰对野生动物的影响机制可以更好地保护野生动物并为保护区管理工作提供科学建议。鼬獾(Melogale moschata)作为亚热带山地的食肉目动物优势种，其生存模式具有广泛代表性。使用红外相机技术在2020年10月至2021年12月和2023年11月至2024年10月两年期间对赣江源国家级自然保护区的鼬獾进行了监测。使用核密度估计曲线和重叠系数来评估鼬獾在人为干扰下的日活动节律，并使用占域模型来评估赣江源国家级保护区鼬獾在人为干扰背景下的栖息地偏好模式。结果表明：人为干扰与鼬獾的活动节律存在极显著差异(P<0.001)；人为干扰会导致鼬獾的日活动高峰显著向更晚时间偏移(P=0.031)。占域模型分析结果显示鼬獾的适宜栖息地偏向人类活动频率低、海拔高等人为干扰强度低的区域。在保护管理上，首先需要重点关注并控制保护区秋季人为活动频率来降低对鼬獾的影响；其次，通过科学管理旅游经营活动及合理调整或限制道路的使用时间来降低人类活动频率，保证鼬獾的栖息地质量。
2025 Vol. 49 (6): 646- [摘要] ( 2 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 6 )
658 熊江花 黄振侠 马静 辛宜聪 万晨雨 程友飞 欧小英 蔡松壮 杨安树 王跃春
沼肥对水芹生长、品质和重金属含量的影响
为探究沼肥在水芹种植中的合理施用依据，采用田间小区试验，研究了沼肥不同施用比例（25%、50%、100%）替代化肥对水芹产量、品质及重金属含量的影响，并以单施化肥处理为对照组。结果表明：沼肥能有效提高水芹产量，其中25%沼肥组水芹产量最高（8.41 kg/m2），较化肥组增产10.85%，株高以50%沼肥组最高（66.25 cm）；在品质方面，沼肥组水芹中蛋白质、总黄酮、可溶性糖、可溶性蛋白含量均高于化肥组，其中25%沼肥组含量最高，且膳食纤维含量下降，口感得到改善；各沼肥组水芹中6种重金属含量均未超过国家蔬菜标准规定的限量值，说明在本试验周期内施用沼肥未导致水芹受到重金属污染。综合产量和品质分析，在水芹种植中，25%沼肥施用量为最佳选择，既能提高产量，又能改善品质，且具有食用安全性。
2025 Vol. 49 (6): 658- [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 6 )
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