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鲁伦慧: 作品数：23 被引量：46H指数：5; 供职机构：中国科学院重庆绿色智能技术研究院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>; 相关领域：环境科学与工程水利工程天文地球生物学更多>>

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机器学习在微生物生态领域的应用文献计量分析: 2024年; 【背景】随着新型台站和测序方法的迅猛发展,微生物生态学数据已经呈现出爆炸式的增长,为理解微生物在全球生态系统中的功能提供了坚实的基础。然而,这些庞大的数据集的处理和分析对传统方法来说是一个挑战,机器学习因其在处理大数据方面的优势而成为解决这一问题的关键技术。【目的】基于文献计量学,本文全面探索机器学习在微生物生态学研究中的应用,包括其发展趋势、现状及热点,为未来机器学习和微生物生态研究的结合指明方向。【方法】获取并分析Web of Science(WOS)核心合集数据库中1991–2023年间发表的相关文献,运用可视化软件CiteSpace探究发文量演变特征、国际合作情况及学科交叉现状,利用Carrot2对文本数据进行挖掘,构建可视化知识图谱。【结果】机器学习在微生物生态学研究中应用的数量以2018年为界经历了稳定增长和暴发增长两个时期,相关应用正逐渐成为各国研究的热点,研究成果持续增长,相关学科之间的交叉融合越来越紧密,特别是微生物生态学与化学、物理、环境、计算机等学科之间的合作,为科学研究的进展提供了新的视角。机器学习在微生物生态学中的应用广泛。在早期,研究主要集中在序列识别和物种分类上。自2018年以来,随着深度学习和计算机视觉技术的发展,研究焦点转向复杂系统的预测。这两个时期关键词的对比展示了机器学习技术在微生物生态学中的应用从基础的数据处理和分析逐渐转向更加复杂、高级的预测模型。【结论】基于文献计量分析结果,结合机器学习在微生物生态中应用的数据缺乏、模型选择困难和可解释性差等挑战,后续研究应更加重视国际合作和数据共享,加强学科交流,推动可解释机器学习的发展。; 林珊珊李哲杨柳鲁伦慧; 关键词：CITESPACE 微生物生态

长江上游高坝大库垂向微生物结构及其网络互作: 2024年; 长江上游一系列高坝大库导致水体光、温、氧等呈现特有的垂向分层特征,导致垂向微食物网结构发生变化。本文选取长江上游典型高坝大库溪洛渡、向家坝、三峡大坝坝前垂向生境为研究对象,于2019年从坝前垂向采集了5个不同深度水层的水样,开展了坝前垂向生境特性和微生物群落结构的调查研究。研究发现,7月溪洛渡坝前垂向从90到140m,溶解氧浓度先降低后增加。溪洛渡水库5月在距水体表层40~60m处发生温跃,7月在距水体表层80~120m处发生温跃。向家坝水库5月在水层底部附近出现温跃。不同深度水层物种组成种类和丰度无显著差异,但香农多样性存在差异,并且从表层到底层,香农指数先降低后增加。蓝藻丰度在不同水深差异显著。共现网络分析表明,不同深度水层微生物间的相互作用以正相互作用为主;第二层水层水样微生物群落具有最高的模块化程度,比其他水深处的共发生网络具有更高的复杂度;藻类在微食物网中具有重要作用:藻类与细菌、藻类与原生动物、细菌与原生动物的互作是水生生态系统微食物网之间的主要互作类型,占物种间总互作的81.50%。研究结果表明,坝前垂向不同深度水层微食物网结构和物种间的相互作用在温度、溶解氧浓度等环境因子的作用下存在差异。; 陈露欣鲁伦慧; 关键词：高坝大库长江上游群落结构

内陆水体好氧甲烷氧化过程研究进展被引量：6: 2021年; 内陆水体是全球碳循环的关键组成部分,是大气中甲烷(CH 4)的重要来源,每年从内陆淡水与自然湿地排放进入大气的CH 4约为185-357 Tg/a.通常,内陆水体中CH 4主要由分布于水层底部的厌氧区或沉积层内的产甲烷菌介导产生,其向水层表面传输的过程中易被甲烷氧化菌所氧化.甲烷氧化菌可分为好氧甲烷氧化菌和厌氧甲烷氧化菌,有氧条件下,由好氧甲烷氧化菌介导的好氧甲烷氧化过程是水体中甲烷氧化过程的主要形式,湖泊底部产生的CH 4总量中约有99%可以被上覆水体中的好氧甲烷氧化过程所消耗.本文收集文献综合分析阐明,好氧甲烷氧化过程是由水环境因子、水文条件以及不同内陆水体的生态系统特征共同调控,同时也表现在了好氧甲烷氧化菌的生境偏好上.复杂的调控过程构建了内陆水体向大气输送CH 4的动态平衡,并最终反映在内陆水体对全球CH 4循环、碳循环作出的贡献上.; 秦宇黄璜李哲鲁伦慧鲁伦慧苏友恒李欣芮; 关键词：内陆水体生境偏好

枯水期金沙江下游梯级水库叶绿素a与营养盐的空间分布特征: 2018年; 金沙江是长江的上游河段,其水环境状况关系到整个长江上游乃至下游的水质状况,选择金沙江下游的两个梯级水库溪洛渡和向家坝进行水质监测,其中溪洛渡水库库容129.1×10~8 m^3,向家坝水库库容51.63×10~8 m^3,研究河段总长约185km。2017年2月在溪洛渡—向家坝区域对15个采样水进行采样,测定了叶绿素a浓度、营养盐和其他水质指标,运用统计学的分析方法,对冬季溪洛渡和向家坝区段的氮、磷营养盐和叶绿素a的空间分布特征进行探讨和分析。结果表明:1)表层叶绿素a与氮、磷营养盐的空间分布均呈现出湖泊区>河流区,说明营养盐和浮游植物均被大坝部分拦截;2)溪洛渡和向家坝区段的氮、磷含量已经具备了发生富营养化的条件,该区段以磷为主要限制,而藻类含量相对较低,原因可能是冬季光照少、温度低限制了藻类的生长;3)表层叶绿素a含量与溶解性总磷具有显著的负相关,与pH具备显著的正相关性。; 禤颖敏付川闫彬鲁伦慧李哲李哲李哲时绍鹏王海菱; 关键词：金沙江叶绿素A 营养盐

一种生物过程系统浓度场的构建方法: 本发明提供一种生物过程系统浓度场的构建方法，包括如下步骤：1）根据反应系统的尺寸，构建反应系统的结构图；2）对步骤1）构建的反应系统结构图进行网格划分；3）采用CFD模型（如纳维‑斯托克斯方程）模拟反应器内部流场；4）水...; 杨吉祥鲁伦慧陈猷鹏申渝晏鹏董阳郭劲松; 文献传递

一种水体颗粒物沉降与沉积过程的原位试验装置与方法: 本发明提供一种水体颗粒物沉降与沉积过程的原位试验装置及方法，包括支撑机构以及安装在支撑机构上的沉降颗粒物捕集器，沉降颗粒物捕集器为上端敞口下端封闭的桶状结构，沉降颗粒物捕集器包括由上至下形成的入口区、沉降区和沉积区，沉积...; 李哲鲁伦慧马健荣郭劲松肖艳; 文献传递

农业耕作对三峡水库支流库湾消落带土壤氮、磷含量及流失的影响被引量：6: 2021年; 三峡水库低水位运行时,消落带由于落干期与作物生长期重叠,常被近岸农民开垦利用,然而传统的农业种植可能会影响库区水环境.为对比农耕和弃耕的水环境效应,选择一级支流澎溪河库湾消落带为研究区域,以玉米、土豆和花生地为研究对象,选择农耕期(2018年3~9月)和退耕期(2019年3~9月)对农耕地和弃耕地土壤各氮、磷形态含量进行研究,同时构建了农耕地与弃耕地氮、磷平衡模型,比较分析农耕和弃耕状态下土壤氮、磷收支特征及其流失风险.结果表明,玉米地土壤氨氮、全磷和无机磷含量在不同种植期差异显著;农耕地的氨氮和硝态氮的含量显著高于弃耕地,全磷、无机磷和钙结合态磷的含量显著低于弃耕地;土壤氮、磷盈余量大小顺序为玉米>土豆>花生,分别是76.89、51.92和43.74 kg·hm^(-2)以及79.69、75.76和17.78 kg·hm^(-2),整体上,3种作物用地氮、磷盈余量大于流失风险值,研究区农耕地氮、磷污染潜势呈现.综上可知,消落带农业耕作将迫使氮、磷流失风险加剧,不利于水环境保护.; 罗芳鲁伦慧鲁伦慧韦方强; 关键词：消落带农业耕作

三峡水库CO_(2)、CH_(4)通量监测分析研究被引量：4: 2023年; 自成库以来,三峡水库CO_(2)、CH_(4)等温室气体通量较蓄水前发生明显改变。如何科学认识和客观评估三峡水库修建及运行对其CO_(2)、CH_(4)等温室气体通量的影响备受关注。本文简要回顾了自2009年以来在三峡水库开展CO_(2)、CH_(4)等温室气体通量监测与分析工作,综述认为,现阶段三峡水库温室气体排放以水-气界面扩散释放为主要途径。陆源输入的有机碳是主导三峡水库CO_(2)、CH_(4)产生的主要碳源,但在局部区段或时段自源性有机碳的贡献亦十分显著。同蓄水前相比,三峡水库碳排放量呈现为净增加,淹没效应约占水库C净增量的20%,库区内点面源污染负荷并未对CO_(2)排放的净增量产生显著贡献,阻隔效应和生态系统重建效应对三峡水库碳排放的净增量产生显著贡献。近10年来,监测方法比对、监测点位优化等工作在一定程度上完善了三峡水库温室气体通量监测体系。新方法、新技术的引入也为三峡水库温室气体通量监测分析提供了有利支撑和保障,但复杂水文环境下驱动水库碳循环的水文生态机制仍不明晰,这是制约三峡水库碳通量长期趋势预测的难点。未来将通过监测技术持续创新以促进对三峡水库碳通量的精准核算,在深化基础研究的同时,仍亟待提出更科学有效的模型或方法以支撑长期趋势预测,服务水库碳管理。; 李哲杨柳吴兴华陈永柏鲁伦慧鲁伦慧; 关键词：三峡水库温室气体甲烷

基于藻类细胞能量代谢的磷营养通量模型的构建方法: 本发明涉及一种基于藻类细胞能量代谢的磷营养通量模型的构建方法，包括限定藻细胞磷吸收过程的能量代谢包括磷的转运、磷的同化和磷的储存三个环节，综合三个环节的化学反应式，得到藻类磷吸收过程的总反应式，结合线性非平衡热力学函数J...; 秦镕聪肖艳郭劲松李哲鲁伦慧欧阳文娟马健荣陈海燕

基于宏基因组学的三峡库区重庆主城段水体浮游微生物群落的组成和功能分析被引量：6: 2019年; 三峡水库建成以来,水生环境发生了显著的变化,水库浮游微生物在关键生源要素循环中发挥关键驱动作用。为了分析三峡库区重庆段水体浮游微生物的功能及多样性,于2015年5月对三峡库区重庆主城段(北碚、朱沱、木洞)表层水环境总DNA样本进行了提取。调查水域总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)已分别达到IV、V类水标准,水体污染主要是由TN,TP造成的,各调查水域均处于中营养至重富营养状态。基于宏基因组学技术在Illumina HiSeq 4000平台上对总的浮游微生物进行了序列测定,分析了重庆主城段水环境浮游微生物的物种以及功能结构特征。结果显示,朱沱和木洞点位水体优势门为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。北碚点位水体优势门为放线菌门、变形菌门、拟杆菌门和蓝细菌门(Cyanobacteria)。在属水平上,颤藻属(Oscillatoria)和微鞘藻属(Microcoleus)只出现在北碚点位的嘉陵江表层水体,其余两处几乎没有。在对3组样本一共99 472条基因进行通路分析时,有54 340条有功能注释结果。由直系同源聚类(cluster of orthologous group,COG)注释结果得知,浮游微生物物种基因的主要功能为翻译、核糖体结构和生物合成、氨基酸转运和代谢。Pearson相关分析结果显示:水温(T)、总碳(total carbon,TC)、溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)是影响三峡库区重庆段浮游微生物群落结构的重要环境因子。; 罗芳鲁伦慧李哲李哲李哲; 关键词：宏基因组学三峡库区

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