mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
适用于直流电网的新型机械式直流断路器

直流断路器是保证直流电网安全稳定运行的关键器件。为此,提出了一种新型机械式直流断路器拓扑,并介绍了其工作原理以及参数设计方法。利用PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了四端直流电网模型,仿真验证该直流断路器的故障电流和负荷电流开断能力。最后,将该直流断路器与其他3种典型的直流断路器进行了对比。仿真结果表明:快速机械开关的分闸时间为3.5 ms时,该直流断路器开断时间<4 ms。与传统机械式直流断路器相比,所提新型机械式直流断路器无需额外的预充电电源,可以更好地应用于直流电网。
±535 kV混合式直流断路器分断条件下的电场分析

为研究混合式高压直流断路器分断条件下的各组件表面电场分布情况,建立了±535 kV混合式高压直流断路器3维模型,并利用静电场分析软件Ansoft对断路器阀塔结构进行了电场仿真计算。仿真结果表明:当故障电流产生时,直流断路器关断,此时在阀塔屏蔽罩的倒角位置有最大电场1.8×10~6 V/m,小于空气的起晕场强3×10~6 V/m。对于不同阀层布置的阀组件来说,随着阀层的增加,其表面最大电场分布表现为先降低后升高的趋势;避雷器MOV组件的电场分布表现为中间部位最高,约为2×10~5~5×10~5 V/m。断路器在分断时,阀塔各金具表面电场强度<2×10~6 V/m,满足绝缘设计要求。试验证明,该混合式直流断路器能够在过流关断条件下工作正常,且断路器各组件绝缘特性保持良好。
535 kV耦合负压式直流断路器短路电流开断试验研究

直流断路器是柔性直流电网的关键设备,肩负着数毫秒内切除故障设备或线路的作用,短路电流开断试验用于考核直流断路器开断故障电流的能力,是直流断路器型式试验的核心。该文基于张北±500 kV柔性直流输电工程,首先阐述了耦合负压式直流断路器的主要技术参数及工作原理,然后详细介绍了短路电流开断试验要求以及试验方法,并基于交流单频振荡法搭建了试验平台,试验平台主要包括直流充电电源、电容器塔、电抗器、放电电阻以及各种开关等设备。试验结果表明:该试验平台能够满足短路电流开断试验要求,以535 kV耦合负压式直流断路器为试品,完成了7.5 kA、15 kA和25 kA短路电流开断试验,从直流断路器接到分闸指令至试验回路电流开始下降的时间均小于3 ms,开断时直流断路器端间过电压峰值均未超过800 kV,满足直流断路器设计要求,可为直流断路器短路电流开断试验提供参考依据。
基于真空与SF_6气体串联间隙的新型高压直流断路器介质恢复特性

为研究不同间隙串联用于高压直流开断的介质恢复特性,分析了基于真空与SF_6气体串联间隙的新型高压直流断路器结构与工作原理,得到其分压措施和“电压零休”创造方式。然后分别从固有和实际两方面研究了直流开断时真空与SF_6气体串联间隙的介质恢复特性,采用60 kV/8 μs的高压脉冲源测试其固有介质恢复特性,系统研究了不同开距/不同电流下降率时真空间隙与SF_6气体间隙固有介质恢复特性,并基于试验结果理论推导了新型高压直流断路器理想介质恢复强度;通过搭建新型高压直流断路器试验样机进行了开断测试,研究了有/无“电压零休”、有/无分压措施对实际介质恢复强度的影响。研究表明:真空与SF_6气体间隙分别为5~7 mm和25~45 mm开距时介质恢复时间分别为20 μs和200 μs,最终的介质恢复强度(即介质的击穿电压)可达40 kV和60 kV,可推导得出“电压零休”时间为100 μs时真空与SF_6气体串联间隙理想介质恢复强度可达80 kV。实际直流开断验证了“电压零休”方式和分压措施可以实现真空与SF_6气体串联间隙协同开断,为新型高压直流断路器研制提供了参考依据。
柔性直流电网故障保护关键技术研究综述

随着电力电子技术的发展,柔性直流电网成为未来能源互联网发展的重要方向。区别于常规直流输电、两端及多端柔性直流输电系统,柔性直流电网故障特性更加复杂、故障隔离设备多样化,对保护技术提出了更高要求。基于柔性直流电网自身特性和直流故障特性,具体指出了相应的保护需求。从故障检测识别方法、故障隔离设备及对应的保护方案等方面,系统地介绍了国内外对于柔性直流电网直流线路保护技术的研究现状。重点对不同的故障检测识别方法和保护方案进行了总结和评析。最后对柔性直流电网故障保护技术后续研究提出了建议。
适用于中压直流配电网的新型多端口机械式直流断路器

直流配电网需要配置大量的直流断路器来保证其安全可靠运行,而每台直流断路器昂贵的造价已成为限制其大范围应用的重要因素。为了降低直流断路器的成本,提出了一种新型多端口机械式直流断路器。首先,介绍了新型多端口机械式直流断路器的拓扑结构并分析了其应用于直流配电网的经济优势;然后,详细介绍了新型多端口机械式直流断路器的工作原理、故障处理过程中断路器内部各组件的动作策略;最后,在PSCAD/EMTDC内搭建了配置新型直流断路器的三端中压直流配电网系统模型,仿真验证了新型多端口机械式直流断路器的可行性。新型多端口机械式直流断路器可以在2.05 ms内开断故障电流,满足电网保护快速性和可靠性要求,利用1条主开断支路实现同一母线上所有进出线的故障开断与保护,对于含n条进出线的直流母线,可以节省(n–1)条主开断支路,大幅降低电网中直流断路器的台数和投资成本。
5-氨基水杨酸的合成工艺改进

采用简单易行的操作方法对现有的5-氨基水杨酸的合成工艺进行改进。以2-氯苯甲酸(Ⅰ)为起始原料通过n(质量分数98%硫酸)∶n(质量分数65%硝酸)=6∶1的混酸进行硝化反应,得到2-氯-5-硝基苯甲酸(Ⅱ),化合物Ⅱ再与质量分数为15%的氢氧化钠进行亲核取代反应得到中间体5-硝基水杨酸(Ⅲ),最后由铁粉/锌粉与浓盐酸作为还原剂与中间体Ⅲ进行还原反应,得到最终产物5-氨基水杨酸(Ⅳ),3步反应总收率为61%,并且中间体及产品的结构均经IR、~1HNMR和MS进行表征。
Mn_3O_4@SiO_2核壳磁性复合材料对钼(Ⅵ)的吸附性能

以一水硫酸锰和正硅酸乙酯为原料,采用氧化法和水解法制备了Mn_3O_4@SiO_2核壳结构磁性纳米材料,并研究了其对水溶液中钼(Ⅵ)的吸附效果。运用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及磁强计(VSM)对Mn_3O_4@SiO_2核壳磁性复合材料进行了表征,并考察了溶液的初始pH、钼(Ⅵ)的初始质量浓度和温度对钼(Ⅵ)吸附量的影响。结果表明:在pH为2.8,温度25 ℃,钼(Ⅵ)初始质量浓度为160 mg/L条件下,Mn_3O_4@SiO_2核壳结构磁性复合材料对Mo(Ⅵ)的饱和吸附量为145.35 mg/g;Mn_3O_4@SiO_2对钼(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学行为符合准二级动力学模型;吸附热力学分析表明,Mn_3O_4@SiO_2复合材料对钼(Ⅵ)的吸附行为是自发的放热过程。
脂肪烷基三甲基草酸铵的合成和优化

以脂肪烷基二甲基叔胺和碳酸二甲酯(DMC)为原料,制备了脂肪烷基三甲基碳酸甲酯铵,再将其与草酸反应得到脂肪烷基三甲基草酸铵,并通过~1HNMR对产物结构进行了确认。以合成十六烷基三甲基草酸铵为例,对合成工艺进行了优化。结果表明:在碳酸二甲酯中150 ℃反应3 h,叔胺质量浓度控制在0.05 kg/L,4种季铵盐产率都能达到85%以上。
柠檬桉树脂总黄酮的提取纯化及抗氧化活性

采用溶剂法提取纯化柠檬桉树脂总黄酮,对粗提物(A)和纯化物进行抗氧化活性研究。用盐酸-锌粉、浓硫酸、三氯化铁、硝酸铝等方法定性鉴别树脂总黄酮,以芦丁为标准品定量分析树脂总黄酮含量为4.64%(以柠檬桉树脂固体粉末的质量为基准,下同)。粗提物(A)经氯仿-乙酸丁酯、氯仿-二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺-氯仿两次超声萃取后得到纯化物B、C、D中总黄酮质量分数分别为10.39%、18.03%、44.15%。考察了A、 B、C、D对2,2-二苯基-1-苦味基肼自由基(DPPH·)的清除活性、总抗氧化能力和还原能力。结果表明,质量浓度为0.14 g/L时,A、B、C、D对DPPH·的清除活性分别为91.75%、74.22%、88.44%、91.56%;总抗氧化能力分别为19.99、1.75、4.39、3.79 μmol芦丁当量(RE)/g;还原能力分别为1.16、0.36、0.39、0.45 μmol RE/g。
热缔合型阳离子纤维素的制备及性能

以羟乙基纤维素(HEC)、正丁基缩水甘油醚(BGE)和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)为原料,通过改变纤维素衍生物亲水基和疏水基的比例调控亲水-亲油平衡的方法制备了热缔合型阳离子纤维素(TACC)。首先,HEC与BGE反应制备了疏水化纤维素(HBPEC);然后,HBPEC与不同质量的GTA反应制备了4种不同GTA取代度的热缔合型阳离子纤维素(TACC)。采用FTIR、~1HNMR、元素分析对TACC进行了表征,证实TACC上已成功接枝了BGE和GTA。考察了GTA取代度、TACC质量浓度、NaCl浓度及剪切速率对TACC温敏增稠性能的影响。结果表明:40 ℃下,当GTA的取代度从0.12增加到0.32时,15 g/L的TACC水溶液的最大黏度(η_(max))从13 mPa·s增大到54 mPa·s,最大与最小黏度比(η_(max)/η_(min))从1.5增加到7.0,与最大黏度对应的温度(T_(max))从25 ℃升高到40 ℃;TACC浓度的增大使水溶液黏度及温敏增稠性能提高;相反地,NaCl浓度的增加会使TACC水溶液的黏度和温敏增稠性能降低,且会使T_(max)减小。
自乳化微乳液法两亲水溶性聚合物的制备及性能

通过自乳化微乳液聚合的方法,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、苯乙烯为原料(St),制备出两亲水溶性聚合物,避免了传统的微乳液聚合中引入过多小分子乳化剂而导致后期处理过程复杂的问题,同时对自乳化微乳液聚合机理进行探讨。红外和核磁结果表明:丙烯酰胺与丙烯酸和苯乙烯发生了共聚反应。DSC结果表明:生成的共聚物为嵌段结构。表面张力和黏度测试结果表明:当单体配比为m(AM)∶m(AA)∶m(St)=87.5∶10.0∶2.5时,其表面张力和黏度可达26.113 mN/m和1260 mPa·s,并解释了不同含量疏水单体存在时,溶液中分子链的聚集状态。
电视胸腔镜手术前CT引导下亚甲蓝和/或Hookwire定位肺磨玻璃结节

目的探讨肺磨玻璃结节(GGN)电视胸腔镜手术(VATS)前CT引导下亚甲蓝染色和/或Hookwire定位结节的临床价值。方法对141例肺GGN患者(160枚结节)均在CT引导下亚甲蓝染色和/或Hookwire定位结节后行VATS,计算定位成功率、穿刺并发症发生率及手术成功率。结果141例均成功定位并切除肺GGN。单独亚甲蓝染色定位18枚,Hookwire定位12枚,二者联合定位130枚,定位成功率均为100%。穿刺过程中少量肺出血25例,气胸38例,肺出血并发气胸13例。术后病理示恶性结节117枚,良性结节43枚。结论对肺GGN行VATS术前CT引导下亚甲蓝染色和/或Hookwire均可准确定位结节,有助于减少穿刺并发症、提高切除成功率。
京津冀城市群人口流动网络结构及影响因素研究

通过社会网络分析方法,研究2000-2015年京津冀城市群人口流动的网络结构特征及演化趋势。结果表明:①京津冀城市群人口流动网络结构不断发展完善,节点数量明显增多,核心节点由"双核并进"演化为"四核争辉",但也存在节点等级结构不合理、次核心节点和地方节点对核心节点的支撑力不足等问题。②从人口流动网络演化过程来看,京津冀城市群人口流动网络由双核心集聚阶段发展为多中心网络化阶段,但区域差异明显。③经济因素与社会因素对人口流动网络演化均具有显著的正向效应,社会因素的影响更为明显。
基于GIS的采煤塌陷区生态恢复优先级评价--以安徽省淮南市区为例

选取煤矿型城市淮南市区为研究区域,以2017年12月淮南市Landsat-TM影像、淮南市采煤塌陷地分布矢量图和全国第二次土地调查的土地利用数据为数据源,在GIS技术支撑下,从生态敏感性和生物多样性服务价值两个方面评价采煤塌陷区的生态恢复优先级,利用GIS中的自然断点法将生态恢复优先级分为非常低、低、中等、较高和高5个级别。结果表明:淮南市区生态恢复优先级高和较高的塌陷区面积所占比例为27.34%,主要分布于潘集区采煤塌陷区的中南部、八公山区采煤塌陷区的大部分区域、谢家集区采煤塌陷区的西北部以及大通区采煤塌陷区的大部分区域,建议将这些区域予以优先恢复。
中亚热带典型杉阔混交林碳储量分配特征

基于样地实测法和森林固碳计量理论,分析杉阔混交林生态系统各组分的碳储量及分配特征,揭示经营杉阔混交林在固碳增汇方面的潜力优势。结果表明:杉阔混交林从幼龄林到近熟林乔木层碳储量增加了64.97 t/hm~2;土壤碳储量增加了18.23 t/hm~2。在林龄、密度、立地等相近的情况下,杉阔混交林较杉木纯林的固碳潜力大。杉阔混交林和杉木纯林的林下植被层、凋落物层碳储量差异显著(P<0.05),杉阔混交林在水土保持功能、生物多样性和土壤养分积累等方面更具优势。通过选择合适的混交树种、混交比例和造林密度可以明显增加植被碳储量和土壤有机碳储量,杉阔混交林经营是实现杉木人工林可持续经营的重要途径。
基于居民满意度的城市老旧住宅小区综合整治优先级研究--以哈尔滨市小康住宅示范小区为例

在存量规划时代下,明确老旧住宅小区综合整治中各项性能指标的主次关系、更新时序及更新策略是研究的关键。基于哈尔滨市3个小区的调研数据,运用因子分析和IPA分析对居民满意度改造优先级进行分析。研究表明:因子分析与IPA方法对居民满意度中的满意度和重要度进行联合评估,能够有效识别老旧住宅小区综合整治中的公共因子及其优先级排序;哈尔滨市老旧住宅小区综合整治中,物业管理与道路交通是位于第一位的整治因子,改善这两项对于提升总体居民满意度作用显著,修复住宅本体和完善寒地住区室外空间是位于第二位的整治因子。
转基因技术的微博形象研究

针对2013年国内发生的“转基因大豆是否致癌争论事件”,文章以微博中的转基因技术形象为研究对象,利用新浪微博自带的高级搜索功能对2014年关于转基因技术的微博进行抽样,按照每7日抽样一次的方法共抽52日共计721个有效样本并进行内容分析,归纳微博中转基因技术内容信息及分类条目,并总结出4种转基因技术在微博中的形象:神奇的魔术师、安全可靠的高科技、充满争议的科学创新以及管理不善的失信者。本研究对于研究新媒体与转基因生物技术传播之间的关系具有一定的现实意义。
气流改善泡沫树莓果浆微波干燥均匀性提高能量利用率

为满足浆果低能耗、高品质的生产过程的需要,采用理论分析、数值模拟与台架试验相结合的方法,研究气流与微波协同作用对泡沫果浆干燥均匀性和微波能利用率的影响规律。结果表明:在气流与微波协同干燥中由于物料的介电特性指标及表观导热、气体渗流、气相导热、液相导热等系数变化,从而影响泡沫果浆料层中传热、传质过程。泡沫果浆传热及传质系数变化,影响泡沫果浆内部热传导及水分传递,温度及含水率直接影响泡沫果浆介电特性指标,进而影响物料微波能吸收。气流在料层边界热对流量及料层内的热传导量是表征气流、微波协同作用的主要指标,当料层边界热对流量与内部热传导量比值低于27.79时,气流与微波协同作用产生正向效应,提高微波能利用率;当料层边界热对流量与内部热传导量比值高于27.79时,此协同作用产生负向效应,降低微波能利用率;气流携带泡沫果浆中蒸发出的水蒸气,降低物料表层湿空气压力,导致泡沫果浆气泡的产生和破裂,强化传热传质过程,进而提高料层内温度及含水率分布均匀性。当气流速度小于1.5 m/s时,气流速度与干燥均匀性呈显著正相关;当气流速度大于1.5 m/s时,气流速度对物料干燥均匀性影响不显著;在气流速度为1.5 m/s时,干燥时间短,微波能利用率最高,相比无通风时提高了17.57%,微波能吸收量、温度及含水率分布的均匀度分别提高了20%、19%及27%,符合低能耗、高品质的浆果干燥生产要求,研究结果为浆果微波泡沫干燥工艺优化提供依据。
基于可改良限制因子的耕地质量等别提升潜力研究

分析不同尺度耕地质量等别提升理论潜力和实际潜力空间分布特征,为加强耕地保护和提升耕地质量提供依据。该文以辽宁省大石桥市为研究区,基于大石桥市农用地分等结果,筛选土地整治工程可改良限制因子,构建指数提升潜力模型测算研究区耕地质量自然等、利用等和经济等指数的理论潜力与实际潜力。运用面积加权法和局部空间自相关法,揭示研究区乡镇、村级和地块不同尺度的耕地质量等别提升潜力的空间分布特征。结果表明:1)各乡镇耕地质量等别提升潜力空间差异明显,呈现东高西低,依次递减;2)各行政村耕地质量等别提升潜力东部属于正相关类型(高-高型)且集中连片,中部正相关类型(低-低型)面积较小且零星分布,西部为随机分布;3)东中部地块耕地质量等别提升潜力较大,东部坡耕地宜实施土地平整工程,中部耕地宜实施灌溉与排水工程。研究结果可为区域规划土地整治重点工程和划定耕地保护分区提供理论与技术支持。
基于改进最大值法合成NDVI的夏玉米物候期遥感监测

利用遥感技术监测农作物物候期,能够及时有效地评估作物生长趋势、提高农情信息化管理水平。本研究利用2016年MODIS 8天合成数据,提出改进的最大值合成法,结合S-G滤波和Logistic函数拟合重构夏玉米生长曲线,最后利用曲率法提取夏玉米的拔节期和成熟期,利用动态阈值法提取夏玉米的出苗期和抽雄期。结果表明:采用本文提取的夏玉米物候期与实测物候期相比,平均误差为2.76 d,其中在抽雄期的绝对误差为1.06 d,运用改进的最大值合成提取作物NDVI时序数据可有效去除连续云雾对植被指数的影响,提高监测作物物候期的准确性,为精准农业提供技术支撑。
秸秆还田及氮肥调控对不同肥力白浆土氮素及水稻产量影响

三江平原是黑龙江省水稻主要种植区,白浆土是主要种稻土壤,在白浆土上开展秸秆还田试验研究,明确白浆土秸秆还田效果,根据土壤肥力水平调控氮素为秸秆还田提出因地制宜的土壤、施肥等管理技术提供参考。该文以白浆土为供试土壤,比较研究不同肥力白浆土上连续秸秆还田及调控氮素对水稻产量及土壤养分变化的影响。结果得出:高肥力土壤连续秸秆还田适合减氮,减氮10%连续3年水稻不减产,增产幅度为0.1%~6.94%,减氮20%以上产量降低,秸秆连续还田增加氮素水稻产量第1年与正常施肥比增产4.47%,第2年水稻产量比对照减产4.02%~31.86%,调氮降低幅度大;中、低肥力土壤秸秆还田水稻产量第1年比对照分别增加1.48%,4.52%,第2年调氮增产幅度会下降;秸秆还田使土壤有机质、氮素含量提高,在高肥力土壤上氮素过高使水稻前期分蘖量增多,水稻有效穗数降低,产量降低,减氮后可以避免土壤氮素过剩,水稻产量提高;中、低肥力土壤秸秆还田有利于增加土壤肥力水平,适当增加氮素可使水稻产量提高。
耕作方式和秸秆还田对砂姜黑土碳库及玉米小麦产量的影响

长期秸秆还田免耕覆盖措施导致沿淮区域砂姜黑土耕层变浅、下表层(10~30 cm)容重增加、土壤养分不均衡等问题凸显,限制了小麦-玉米周年生产力的提高。耕作和秸秆还田措施合理的搭配组合是解决这一问题的有效方法。通过8年的小麦-玉米一年两熟田间试验,设置4个处理:1)玉米季免耕-小麦季免耕秸秆不还田(N);2)玉米季深耕-小麦季深耕秸秆不还田(D);3)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦秸秆免耕覆盖还田(NS);4)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦季秸秆深耕还田(DS)。通过分析作物收获后不同土壤深度(0~60 cm)总有机碳(TOC)、颗粒态碳(POC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化态碳(KMnO4-C)、可溶性有机碳(DOC)和土壤碳库管理指数(CPMI),并结合小麦-玉米的周年产量变化,以期获得培肥砂姜黑土的最佳模式。研究结果表明:1)相对于长期免耕措施(N),DS处理能够提高0~30 cm土层TOC、POC、MBC、KMnO4-C等组分含量和CPMI;而NS措施仅提高土壤表层(0~10 cm)TOC、活性有机碳组分含量和CPMI;2)DS处理显著提升了小麦-玉米的周年生产力,其麦玉的周年产量均值分别比N、D和NS处理高出14.7%、12.9%和8.5%;3)MBC和KMnO4-C对于耕作和秸秆还田措施都是较为敏感指示因子。总的来说,玉米季小麦秸秆覆盖还田+小麦季玉米秸秆深耕还田(DS)是改善沿淮地区砂姜黑土土壤碳库、提高小麦-玉米周年产量的一种有效农田管理模式。
单垄单行甘薯联合收获机薯秧分离机构设计与参数优化

针对中国甘薯联合收获机作业薯秧分离机构分离不彻底、甘薯损伤数量多、茎秆缠绕机具部件等亟待解决的问题,该文基于自走式甘薯联合收获机设计了一种结构简单、摘净率高、伤薯率低以及防茎秆缠绕的薯秧分离机构。根据设计计算确定了分离机构结构参数,其中挖掘输送装置总长度为2 050 mm,水平倾角为24º;主动轴和摘辊半径分别为18、36 mm;输送装置下层杆条与摘辊间距为27 mm,最上端与摘辊之间距离为251 mm。经过理论分析明确了甘薯的运动特性及其影响作业质量的主要工作参数机具前进速度、主动轴转速、输送装置水平倾角。通过薯秧分离试验发现在甘薯收获期薯秧分离力与其含水率变化规律符合二次函数关系,进一步开展田间试验借助Box-BenhnKen的中心组合设计方法选取主要工作参数对摘净率和损伤率的影响并作试验设计,以此为基础开展三因素三水平一次回归正交试验。在DESIGN EXPERT中使用响应曲面法分析各因素对摘净率和损伤率影响效应并对回归模型的参数进行优化。当田间试验取最优参数组合机具前进速度1.2 m/s、主动轴转速895 r/min、输送装置水平倾角24°时,摘净率和损伤率分别为98.14%、 2.76%,分离效果满足甘薯收获要求。该研究也为其他土下果实联合收获作业果秧分离机构提供思路。
交替隔沟灌溉制度对制种玉米耗水规律和产量的影响

该文研究交替隔沟灌溉下不同灌溉制度对制种玉米耗水规律和产量的影响。以制种玉米“金西北22号”为供试材料,2014年在大田条件下采用垄植沟灌技术,设置7种灌溉制度:全生育期充分供水(CK)、仅苗期中度亏水(T1)、仅苗期重度亏水(T2)、仅穗期中度亏水(T3)、仅穗期重度亏水(T4)、仅花粒期中度亏水(T5)和仅花粒期重度亏水(T6),分析灌溉制度对玉米耗水强度、作物系数、籽粒产量和水分利用效率(water use efficiency,WUE)的影响。结果表明:CK下制种玉米生长期内的耗水量、平均作物系数和籽粒产量均最大,分别是494 mm、0.86和6478 kg/hm~2。与CK相比,任一亏水处理均降低制种玉米全生育期的平均耗水强度,且T6处理下全生育期的平均耗水强度较T5处理的相应值明显减少(P<0.05);任一生育期亏水均降低该生育阶段的作物系数。T2、T3、T4、T5和T6处理的籽粒产量较CK明显降低,降幅分别是13.29%、15.48%、28.13%、14.06%和19.87%(P<0.05);而T1处理的籽粒产量较CK差异不显著(P>0.05),与此同时,T1处理下玉米的耗水量较CK下降20.44%,使其WUE最大(1.55 kg/m~3)、灌溉水WUE最大(2.54 kg/m~3)。可见,交替隔沟灌溉下采用苗期中度亏水、其他生育期内充分供水的灌溉制度可明显提高制种玉米的水分利用效率,同时不显著降低产量。该研究结果对河西走廊地区制种玉米灌溉管理具有重要指导意义。
经济发达地区农村居民点生产居住空间权衡关系解析

农村居民点生产居住空间权衡关系解析是农村居民点用地内部结构调整和农村人居环境改善的科学基础。社会经济转型期,经济发达地区的农村居民点生产居住空间逐渐多样化,各类空间呈现此消彼长的权衡变化,显著区别于传统农区村庄生产居住空间的废弃和空心化。当前研究多将农村居民点视为一个整体,少有对其内在复杂空间的系统解析。该文引入生态系统服务权衡概念,基于“权衡类型—驱动力—效应”框架系统解析经济发达地区农村居民点生产居住空间权衡关系,并据此提出农村居民点生产居住空间优化的思路。结果表明:1)根据生产居住空间组合关系,将农村居民点生产居住空间权衡类型分为居住—工业空间权衡型、居住—商业空间权衡型、居住-出租空间权衡型、多空间权衡型4类;2)土地利用多功能性是引发农村居民点生产居住空间权衡的前提,农户依据其生产生活需求变化能动的改造农村居民点,直接决定了其生产居住空间权衡类型及变化,而土地利用控制及村庄规划缺位则加剧了农村居民点生产居住空间权衡过程;3)农村居民点生产居住空间权衡提高了农户生计水平和农村发展活力,也引发了各类空间混杂和农村人居住环境恶化等问题;4)将农村居民点视为均质空间的重构模式与农户需求相差甚远,未来应通过农村居民点用地多功能复合及功能优化提升,满足建设用地紧缺背景下农户的多元需求和农村居民点生产居住空间优化的目标。研究提出了农村居民点生产居住空间权衡概念,为农村居民点转型研究提供了新视角,为解决农村空间与人居环境混乱,推动形成科学合理的村庄规划提供了新思路。
中国农作物秸秆综合利用潜力研究

针对秸秆分区布局规划不完善,导致地区性、季节性、结构性秸秆过剩,资源浪费与环境污染问题突出,研究秸秆综合利用规划理论,提出“一主多元、农用优先”秸秆综合利用途径。中国秸秆综合利用潜力总量8.76亿t,比2015年增加利用量1.56亿t,其中秸秆肥料化、饲料化和能源化利用量分别增加8 722.4万t、5 122.3万t和1 720.1万t。通过肥料和饲料化利用,可直接和间接替代化肥潜力氮肥(N)1 481.6万t、磷肥(P_2O_5)419万t、钾肥(K_2O)1 885.1万t,节本增效节约化肥成本约685.9亿元(折合98.5元/t秸秆);通过能源化利用,可替代煤炭等化石能源5 982.4万t(标准煤),可减排二氧化碳1.5亿t、二氧化硫448.7万t、氮氧化物224.3万t,烟尘4068万t,经碳排放交易经济效益可达20.25亿元(折合16.9元/t秸秆),环境和经济效益显著。
基于改进Multi-Scale AlexNet的番茄叶部病害图像识别

番茄同种病害在不同发病阶段表征差异明显,不同病害又表现出一定的相似性,传统模式识别方法不能体现病害病理表征的动态变化,实用性较差。针对该问题,基于卷积神经网络提出一种适用于移动平台的多尺度识别模型,并基于此模型开发了面向农业生产人员的番茄叶部病害图像识别系统。该文详细描述了AlexNet的结构,分析其不足,结合番茄病害叶片图像特点,去除局部响应归一化层、修改全连接层、设置不同尺度卷积核提取特征,设计了基于AlexNet的多感受野识别模型,并基于Android实现了使用此模型的番茄叶部病害图像识别系统。Multi-ScaleAlexNet模型运行所耗内存为29.9MB,比原始AlexNet的内存需求652MB降低了95.4%,该模型对番茄叶部病害及每种病害早中晚期的平均识别准确率达到92.7%,基于此模型的Andriod端识别系统在田间的识别率达到89.2%,能够满足生产实践中移动平台下的病害图像识别需求。研究结果可为基于卷积神经网络的作物病害图像识别提供参考,为作物病害的自动化识别和工程化应用参考。
基于表观电导率和Hydrus模型同化的土壤盐分估算

精细刻画农田土壤盐分运移过程对盐渍化精准治理具有重要意义。该文以磁感式大地电导率仪EM38测定的土壤表观电导率作为数据源,利用表观电导率与剖面土壤盐分之间的反演模型作为观测算子,将集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)同化方法应用于土壤水盐运移过程模型(HYDRUS-1D),进行滨海盐渍农田周年土壤盐分动态的模拟,并分析了同化过程的敏感性。结果表明:与单纯使用HYDRUS模型相比,EnKF同化方法对模型观测算子的更新,有效提高剖面土壤盐分模拟精度,且EnKF同化值的精度优于EnKF同化模拟值,在同化过程中的调整量亦最大;敏感性分析结果显示土壤盐分同化过程对状态变量集合数大小不敏感,对观测数据误差和引入观测数据的深度较为敏感,观测数据误差水平越高、引入观测数据的深度越浅其误差越大。研究表明基于水盐运移模型和土壤表观电导率数据的EnKF同化方法能提高土壤盐分的模拟精度,为利用多源数据和机理模型进行较大尺度生态过程模拟预测提供了有效手段。
4YZT-2型自走式鲜食玉米对行收获机设计与试验

为解决国内鲜食玉米收获机械化程度低,玉米种植户劳动强度大的问题,该文设计了适应中国鲜食玉米小地块种植规模的收获机。由于鲜食玉米特殊的采摘条件,该机摒弃了传统摘穗模式,通过斜辊掰穗,完成鲜食玉米自上而下的掰穗过程,以降低对玉米果穗作用力,使果穗从茎秆上分离下来,实现了对脆嫩玉米的收获要求。为验证机器性能的可靠性、实用性,进行了田间试验,以摘穗台高度40~55 cm、拉茎带转速450~600 r/min、掰穗辊间隙25~34 mm作为试验因素对喂入姿态成功率和果穗损伤率进行三因素四水平二次回归正交试验;采用极差分析和方差分析对各因素的影响显著性进行判断,得出各因素对喂入姿态成功率和果穗损伤率的影响显著性顺序分别为:夹持拉茎带转速>摘穗台高度>掰穗辊间隙和夹持拉茎带转速>掰穗辊间隙>摘穗台高度。各试验因素最优化参数组合为摘穗台高度47.5 cm,夹持拉茎带转速525 r/min,掰穗辊间隙29.5 mm,在该组合下茎秆喂入成功率为81%,果穗损伤率为5.4%。将对应参数进行试验验证,得到优化后最佳工作参数下:茎秆喂入成功率为83%,果穗损伤率为4.7%,优化预测模型可靠。该研究可为玉米收获机械化提供技术路线,其摘穗方式可为其他类型的玉米收获机研发提供参考。
大豆联合收获机作业参数优化

现阶段国内大豆联合收获机收获作业时由于脱粒、清选系统作业参数调整不当而导致大豆机收损失率、破碎率、含杂率较高。为解决这一问题,该文对影响大豆机收作业质量的相关参数开展田间试验研究,探索各参数对大豆机收作业质量的影响规律,探寻最佳作业参数组合。以机收损失率、破碎率、含杂率为目标,选择脱粒清选系统对作业质量影响较大的前进速度、滚筒转速、脱粒段脱粒间隙、分离段脱粒间隙、导流板角度、分风板角度、风机转速、上筛前部开度、上筛后部开度共9个因素,利用Box-Behnken中心组合试验方法,进行九因素三水平响应面试验,使用Design-Expert对试验结果进行响应面分析,探索各因素对试验指标的影响规律,并构建相关数学模型。试验结果表明:对大豆收获损失率影响较为显著的因素为风机转速、脱粒段脱粒间隙、前进速度、脱粒滚筒转速;对破碎率影响较为显著的因素为脱粒滚筒转速、脱粒段脱粒间隙、前进速度、导流板角度;对含杂率影响较为显著的因素为导流板角度、风机转速、分风板角度、上筛后部开度。通过多目标参数优化,确定最佳工作参数组合为前进速度6 km/h、脱粒滚筒转速450 r/min、脱粒段脱粒间隙25 mm、分离段脱粒间隙20 mm、导流板角度26°、风机转速1 260 r/min、分风板角度11.5°、上筛前部开度19 mm、上筛后部开度11 mm,此时损失率为0.24%、破碎率为0.90%、含杂率为0.14%,田间试验实测损失率、破碎率和含杂率平均值分别为0.24%、0.90%和0.14%,与优化值相对误差分别为0、4.7%和7.7%。研究结果可为大豆联合收获机结构改进和作业参数控制提供参考。
自扰动内充型孔轮式玉米精量排种器设计与试验

为提高机械式排种器的工作性能,该文从增加充种区种群活跃度、降低种群内摩擦力的角度出发,设计一种自扰动内充型孔轮式玉米精量排种器,分析了种子在扰种条上运动情况和充种原理,完成排种盘的参数设计。采用离散元软件EDEM对排种器进行仿真试验,以排种盘转速、扰种条形式、排种盘圆台锥角、扰种条半径为试验因素,以排种单粒率、重播率、漏播率为试验指标进行单因素试验和二次正交回归旋转组合试验。应用Design-Expert8.0.6对试验数据进行分析,得到了单粒率、重播率、漏播率和试验指标之间的数学模型,对试验结果进行多目标优化,得出最佳参数为:排种盘转速8.4 r/min,螺旋扰种条,排种盘圆台锥角38.6°,扰种条半径1.24 mm,此时排种单粒率为96.29%,重播率为2.55%,漏播率为1.15%。在最优参数组合下进行台架试验,排种器的单粒率、重播率和漏播率分别为95.4%、1.6%和3.0%;且当排种盘转速在8.40~16.67 r/min(对应工作速度为4.94~9.75 km/h)时,排种单粒率大于91.4%,重播率小于1.6%,漏播率小于7.3%,伤种率小于0.44%,排种效果优于勺轮式排种器,满足玉米单粒精播的农艺要求,对播种机作业速度适应范围广。基于EDEM离散元法的排种器仿真试验为排种器性能参数的确定提供参考且缩短设计周期,该研究可为提高机械式排种器充种性能提供参考,为玉米精量播种机的设计提供研究基础。
面向乡村振兴战略的乡村发展格局及其分区研究

该文综合运用兴趣点、遥感影像等多源数据,基于“生产-生活-生态”(简称“三生”)空间功能视角,设计了面向乡村振兴战略的乡村发展评价方法,并以平谷区为例开展乡村发展格局及分区研究。结果表明:平谷区乡村生产、生活、生态功能的空间分布特征,总体符合平谷区生态涵养建设目标及产业发展规律。基于空间的主导功能,将平谷区划分为生产主导、生活主导、生态主导、生活生产复合、生产生态复合、生态生活复合、生产生活生态复合共7类功能区。通过分析发现,平谷区基本呈现“平原区生产功能主导、中心城区及乡镇中心村生活功能主导、山区乡镇生态生活功能主导”的分布特征,其中生产主导功能区和生态生活复合功能区居多,面积占比分别为27.27%和24.38%。建议生产主导功能区积极发展现代化农业及旅游业,促进乡村产业振兴;生活主导功能区适度推进农村公共服务设施建设,促进乡村生态宜居;生态主导功能区坚持生态优先,保障生态空间功能发展;兼具2种以上优势空间功能类型的复合功能区,应结合区域自身及周边乡村的空间特性,宜生产则生产、宜生活则生活、宜生态则生态,优化布局“三生”空间;而复合功能区中“三生”功能均处于劣势的乡村,则需要结合“三生”空间功能发展的迫切程度,合理展开村庄空间规划和重构。研究结果可为乡村振兴战略实施下的乡村发展规划编制和建设实践提供指导。
深松对不同耐密性春玉米增密增产调控机制

为了探明深松对玉米品种耐密性的影响机制,该研究在内蒙古三大平原灌区,以不同耐密性春玉米品种为试验材料,在深松和浅旋耕作条件下,设置4.5~10.5万株/hm~2范围5个种植密度梯度,对植株根系结构特征、冠层生理特性及产量变化进行对比分析。研究结果表明,深松后土壤环境得到明显改善,从而促进根系生长发育,有效地缓解植株后期的衰老,延长叶片的持绿期和光合生产时间,延缓单株干物质积累量随密度增加的下降速度,提高玉米的耐密性,最终达到增密增产效果。强耐密性品种通过深松调控能够增密0.79万株/hm~2,增产1.37 t/hm~2;弱耐密性品种通过深松调控能够增密0.60万株/hm~2,增产1.06 t/hm~2。花后日温差<10 ℃天数、花后日照时数<8 h天数、花后日均温度和土壤中速效磷含量是造成玉米品种对深松响应区域间差异的主要因素,强耐密性品种的深松调控效果在区域间更稳定,该研究可为内蒙古平原灌区采用深松措施实现再增密增产提供科学依据。
基于遥感影像的黄土高原沟壑区生态效应评价

水土流失和生态退化是当今黄土高原面临的主要生态问题,已严重制约区域经济发展。该文基于Landsat TM和OLI数据,估算了黄土高原沟壑区的遥感生态指数(remote sensing ecological index, RSEI),定量分析了2002、2009、 2017年甘肃、陕西、山西3个主要塬区的生态安全特征,并指出了需要重点治理的区域。研究结果表明:与2002年相比,2017年甘肃塬区的遥感生态指数呈微弱增长(增加0.04),陕西塬区总体呈现改善的趋势,遥感生态指数由0.45(2002)增加至0.56(2017),山西塬区遥感生态指数由0.54(2002)减少至0.46(2017)。与2002年相比,2017年甘肃塬区中生态条件差、较差区域减少,良好、优秀的区域增加;陕西塬区中生态条件差、较差区域减少,中等、良好的区域增加,优秀的区域保持稳定;山西塬区中生态条件差、较差和中等的区域增加,良好、优秀的区域减少。甘肃塬区的蒲河和洪河流域,陕西塬区的沮河、三水河、泔河和漆水河流域以及山西塬区的州川河和鄂河流域目前的生态环境仍呈现退化趋势。3个塬区中,甘肃、陕西塬区生态条件得到不同程度的改善,山西塬区生态条件虽有下降,但生态条件改善趋势已初现端倪,随着各项水土保持和生态恢复措施不断实施深入,3个塬区生态环境将会有效改善。该研究结果对黄土高原塬面地区生态恢复、水土流失综合治理具有重要指导意义。
秸秆坯块成型工艺参数及保水性试验研究

为探究玉米秸秆、豆粕和聚丙烯酸钠混合制备农用保水剂的生产工艺,以最大压缩力、混料水分、压缩速度、豆粕质量分数和聚丙烯酸钠质量分数为试验因素,以成型坯块的松弛密度为评价指标进行二次回归旋转组合试验,优化工艺参数组合并试验验证,在松弛密度的最优范围内分析其对坯块保水性能的影响。试验结果表明:坯块的松弛密度为460~540 kg/m~3的条件下,得出最大压缩力为16~20.59 kN,混料水分为8.84%~12.96%,压缩速度为95.56~ 155.51 mm/min,豆粕质量分数为16.08%~24.02%,聚丙烯酸钠质量分数为4.91%~7.15%的最佳成型工艺参数;坯块的保水效果随松弛密度的增大而逐渐增强,有砂土时释水量随时间变化符合对数模型,无砂土时则符合线性模型,拟合方程的回归系数均大于0.9,成型坯块保水性的分析可靠,可为复合型农用保水剂的应用提供参考。
基于高光谱特征的盐渍化土壤不同土层盐分离子含量预测

为了利用高光谱技术准确预测不同土层土壤盐渍化程度,该研究以宁夏银北地区不同层次土壤为研究对象,以土壤实测光谱数据和室内盐渍化指标测定数据为基本信息源,系统分析不同类型盐渍化土壤光谱特征,确定与土壤pH值、电导率(electric conductivity,EC)和可溶性盐分离子相关性最强的反射率转换方式,筛选0~5 cm和0~20 cm土层盐分指标敏感波段,然后建立并验证不同土层不同土壤盐分指标的预测模型。结果表明:研究区不同类型、不同盐渍化程度土壤光谱特征曲线变化趋势相似,盐土光谱反射率最高,轻度硫酸盐型土壤反射率最低。在所有盐分指标中,单波段反射率与0~5 cm土壤SO_4~(2-)的相关性最强(相关系数为0.910 4);反射率与CO_3~(2-)、HCO_3~-、Cl~-含量相关性不显著。土壤单波段反射率与0~20 cm土层SO_4~(2-)的平均相关系数比0~5 cm土层降低了0.232 2,但Cl~-、K~+、HCO_3~-和EC的相关系数都有所增大。反射率通过不同方式转换后,敏感波段与各盐分的相关性有不同程度的增强,尤其是一阶微分和连续统去除后一阶微分转换。在0~5 cm土层反射率经过平滑后一阶微分转换后与土壤pH值、SO_4~(2-)、K~+、Mg~(2+)相关性最强;反射率经平滑后连续统去除一阶微分转换与土壤EC、CO_3~(2-)、HCO_3~-、Cl~-、Na~+、Ca~(2+)的相关性最强。0~20 cm土层中,平滑后连续统去除一阶微分与土壤pH值、Cl~-相关性最强,平滑后倒数对数一阶微分与EC、HCO_3~-、SO_4~(2-)、Na~+、Ca~(2+)的相关性最强,而平滑后一阶微分与CO_3~(2-)、K~+、Mg~(2+)相关性最强。不同土层相同盐分指标敏感波段不同。利用偏最小二乘回归建立的预测模型中,0~5 cm和0~20 cm敏感波段对10个盐分指标预测平均决定系数分别为0.820 8和0.890 7,其中0~5 cm敏感波段对SO_4~(2-)的预测模型决定系数达0.967 6。采用逐步回归与偏最小二乘回归相比模型引入敏感波段减少,但R2降低。验证结果表明模型对0~20 cm土层SO_4~(2-)和CO_3~(2-)的预测能力不及0~5 cm;但对其他8个盐分离子的预测能力明显高于0~5 cm。研究结果可以为该地区土壤的盐渍化信息预测及植物格局配置提供科学依据。
基于堆积试验的黏壤土仿真物理参数标定

为获取南方黏壤土的离散元仿真模型精准接触参数,构建土壤离散元仿真模型,基于土壤堆积试验,结合试验测定和EDEM软件推荐的参数构建土壤仿真模型,以休止角为响应值,采用Design Expert软件依次设计Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验完成土壤仿真物理参数标定及优化。进一步通过成穴装置成穴的仿真试验与土槽试验的对比分析,验证黏壤土仿真模型的精准性。成穴试验的仿真与土槽试验结果表明,装置在仿真土壤中运动规律与土槽试验中差异较小,成型穴孔的开口纵长和有效深度的误差分别为3.98%和1.87%,模拟仿真土壤的物理力学特性与实际土壤一致,表明黏壤土的离散元仿真参数系统标定研究的方法准确可行。研究构建了南方黏壤土精准的离散元仿真模型,为该类型土壤与触土部件相互作用的动力学研究提供技术支持。
耕作及种植方式对土壤入渗参数和畦灌水流运动的影响

为探明耕作和种植方式对土壤入渗参数及畦灌水流运动的影响规律,试验设置了4个处理(深松+旋耕+等行距、深松+旋耕+三密一稀、旋耕+等行距、旋耕+三密一稀旋耕+三密一稀),每个处理中设3种不同畦田规格(畦长30、35、 40 m,畦宽均为2 m),越冬和拔节期分别进行灌水,实测了入渗量、水深、水流推进时间等,基于采用Kostiakov入渗公式计算的土壤入渗参数和WinSRFR4.1软件优化法求解的入渗参数,研究不同处理下入渗参数变异对畦灌水流运动的影响。结果表明:1)田间试验实测值和基于WinSRFR4.1软件优化模拟值间入渗系数和入渗指数相对误差最大值分别为1.24%和1.57%,表明采用2种方法确定不同耕作和种植方式下土壤参数均可行;2)耕作和种植方式的不同会对土壤入渗参数产生较大影响,前者影响更大。3)越冬期和拔节期灌水时入渗系数变异系数最高分别为0.34和0.22,入渗指数变异系数最高分别为0.14和0.13。2次灌水期间相同处理入渗参数也发生了时间变异性,处理深松+旋耕+等行距和深松+旋耕+三密一稀的入渗系数和入渗指数均发生中等变异性,处理旋耕+等行距和旋耕+三密一稀发生弱变异性。4)在土壤入渗参数的变异性影响下,2次灌水过程中,不同处理水流运动时间均发生了变异性。5)基于土壤入渗参数变异性,确定了2次灌水不同耕作及种植方式冬小麦畦灌条件下土壤入渗系数和入渗指数。研究结果可为畦灌系统设计和管理评价提供理论依据和技术支撑。
Meta分析湖南省双季稻田甲烷排放影响因素

稻田是农业生产中甲烷的主要排放源。探索不同农田管理措施对甲烷排放的影响,对湖南省双季稻可持续生产意义重大。该研究利用Meta分析方法,基于该区域53篇公开发表研究文章中收集的840对数据研究发现:湖南省双季稻田中,双季稻甲烷排放占全年甲烷排放的97.9%,且晚稻甲烷排放显著大于早稻;冬闲期种植作物显著增加了双季稻田43.88%(P < 0.05)的甲烷排放;免耕和复合种养(稻田养鸭、稻田养鱼等)则分别显著降低了双季稻26.84%、37.02% (P < 0.05)的甲烷排放;另一方面,从单位产量甲烷排放来看,施氮肥显著降低了双季稻40.01%(P < 0.05)排放量,这主要是由于水稻产量显著提高了73.87%(P < 0.05);施有机肥和秸秆还田显著增加稻田甲烷排放量,显著增加了68.11%、71.80%(P < 0.05)的双季稻单位产量甲烷排放量。研究结果表明,在湖南双季稻生产中合理采用免耕、复合种养措施并合理化肥料投入等措施有利于平衡该区域水稻增产与甲烷减排。
基于水力性能和净化效果的表面流人工湿地设计参数优化

为探究表面流人工湿地设计参数对水力性能和净化效果的影响,分析设计参数与水力性能指标和净化效果指标之间的关系性,优选综合考虑水力性能和净化效果的设计参数组合,对表面流人工湿地设计参数(长宽比、水深、植物间距、流量、进出口布置、植物种类)开展正交试验。结果表明:设计参数对净化效果有显著的影响,各水力性能指标之间、以及净化效果指标之间均存在极显著的相关性,水力性能指标与净化效果指标之间存在一定的相关性。长宽比、水深和植物间距是影响表面流人工湿地水力性能和净化效果的主要设计参数,尤其以长宽比的影响最为显著。在试验条件下,表面流人工湿地最优设计参数组合为长宽比4∶1、水深30 cm、植物间距20 cm、流量0.55 m~3/h、进出口中进中出布置、水生植物水葱。
新马克思主义视角下的城市空间演变—以上海工人新村为例

城市空间演变的研究对于理解城市的发展和促进城市更新具有直接的意义。工人新村是城市社会变迁所导致的一种历史产物,其空间生产和演变的逻辑既不同于中国传统社会的合院住宅,亦与今天的商品房住宅存有很大的差别。针对工人新村这一在今天看来较为独特的城市空间现象,应该如何去理解在其背后所隐含的城市社会变迁的过程?如何去研究城市社会变迁对城市空间所造成的影响?本文采用新马克思主义的历史空间辩证法原理来研究这一课题,尝试从空间意义、社会实践和空间实践等层面去探讨工人新村这一城市空间类型的发展历程。
基于“双评价”的市县级国土空间“三区三线”技术方法探讨

国土空间规划编制要求以资源环境承载力评价和国土空间开发适宜性评价(以下简称“双评价”)作为对国土空间格局和“三区三线”划定的重要支撑依据。本文旨在探讨“双评价”结果与“三区三线”划定如何科学合理对接,并对市县级国土空间“三区三线”的细化进行探讨。提出,“双评价”是国土空间规划的预判,“三区三线”需要结合地区的整体战略进行因地制宜的多视角研究,才能得到科学合理的结果。“双评价”预判需要与现行管控边界、发展实际进行校核,应遵循“生态保护红线只增不减”、“基本农田总量不变”、“城镇开发边界集约利用”等基本原则,最终明确国土空间的“三区三线”.建议国土空间以“三区一网络”全域全覆盖的功能分区、以“三线一附加”的细化“三线”刚性控制线体系来实现统筹管控,构建覆盖全域、上下传导的空间控制体系。
大断面隧道三岔口段施工技术及围岩变形规律

隧道斜井进入主洞三岔口段断面大、受力复杂、施工难度大,是长大隧道施工的关键。三岔口将隧道分为多个施工作业段同时施工,缩短了工程的工期,加快了隧道的整体施工进度。某山岭隧道斜井进入主洞处三岔口采用台阶扩挖法。斜井末端采用上下台阶,从上台阶向上挑挖4.2 m确定导洞高度,继续向前扩挖至对侧主洞边墙轮廓线完成导洞施工。主洞采用三台阶法,按照上台阶5.3 m、中台阶3.59 m、下台阶3.31 m依次向进口和出口方向开挖。三岔口段主洞断面面积92.1 m~2,为大断面隧道。大断面隧道的跨高比大,导致围岩和支护的稳定性变差,所以主洞在施工过程中应加强支护来保持隧道的稳定。利用ABAQUS有限元软件对隧道进行了数值分析,并直观地模拟了隧道开挖后围岩的应力分布,为隧道的施工提供合理依据。锚杆、钢筋网、衬砌、格栅和钢架根据不同的围岩等级按相应的要求进行了施工。通过对围岩及支护微小变形的监测,掌控了在开挖过程中围岩的稳定程度和支护结构的力学动态信息。对监控量测数据进行了回归分析,以较好地反映围岩变化规律,并分析各阶段的位移速率,预测最终位移值。监控量测数据表明:拱顶下沉和周边收敛的累计变形范围为8 ~ 14 mm。
软包锂离子电池铝塑膜的热封性能研究

选取40μm流延聚丙烯热封层铝塑膜(1#样品)、80μm流延聚丙烯热封层铝塑膜(2#样品)和80μm接枝改性PP热封层铝塑膜(3#样品)作为研究对象,在不同热封温度、热封时间、热封压力、热封层厚度和热封层种类的条件下,对3种不同软包锂离子电池铝塑膜进行热封研究。利用万能试验机和扫描电镜等,对3种不同铝塑膜的热封强度和热封结合界面进行分析。结果表明,3种不同铝塑膜的最佳热封工艺均为热封温度为230℃,热封时间为12 s,热封压力为1.0MPa。1#样品的热封强度最高仅为98.9N/15 mm;3#样品的热封强度最高为114.3N/15 mm;2#样品的热封强度最高可达144.4N/15 mm。在0.5~1.0MPa的范围内,热封压力对铝塑膜热封强度的影响不显著,热封温度和热封时间成为影响样品热封强度的主要因素。在相同的热封条件下,CPP热封层的热封效果要明显好于PP-g-PGMA热封层。热封剥离失效界面的研究表明,剥离实验失效模式为界面破坏和剥离破坏两种破坏模式并存,CPP与铝箔间的界面没有紧密机械啮合,如果对铝箔进行表面处理,增加铝箔与CPP间的机械结合力,可能会成为提高铝塑膜热封强度的有效手段之一。
基于POSS-SH模板硅酸钴复合材料的制备、结构及电化学性能研究

在众多能量存储和转化器件中,超级电容器由于具有功率密度高、充放电迅速和优异的循环性能的优点而被广泛研究。然而,较低的比容量和能量密度,限制了超级电容作为大尺度能量存储和转化器件的广泛应用。为了提高超级电容器的比容量,需要增大电极材料和电解质的接触面积,进而促进电极材料获取/释放电解质中的离子。此外,增加电极材料电化学性能的另一种有效途径为引入S、N等非金属原子掺杂。该种方法可以改善材料的电子特性从而改善电化学性能。在此,采用具有致孔剂和S掺杂功能的巯基-POSS作为模板,通过简单的溶剂热法联合高温煅烧实验方案,实现了均匀介孔的S掺杂Co_2SiO_4纳米结构材料(S-Co_2SiO_4),S-Co_2SiO_4的比表面积高达143.58 m~2/g。比容量在电流密度为1A/g时比电容达到1 125.3F/g,且有着较好的倍率性能,在电流密度从1A/g增大到9A/g时,初始电容保留值达73.9%。
石墨烯填充对不同聚合物导热性能和热稳定性的影响

为研究同一制备方法下石墨烯质量分数对不同聚合物导热性能和热稳定性的影响,通过熔融共混法制备了石墨烯/聚酰胺(GE/PA6)、石墨烯/聚丙烯(GE/PP)、石墨烯/高密度聚乙烯(GE/HDPE)3种聚合物复合材料。结果表明,石墨烯能有效提高3种聚合物导热性能,当填充石墨烯质量分数达到10%时,PA6导热系数从0.32W/(m·K)提升至1.30W/(m·K);GE/PP导热系数从0.37 W/(m·K)提升至1.15 W/(m·K)、GE/HDPE导热系数从0.62W/(m·K)提升至1.13W/(m·K)。对制备的石墨烯聚合物复合材料进行热重分析。将纯聚合物与石墨烯质量分数1%,5%,10%的石墨烯聚合物复合材料对比,PA6的热稳定性逐渐提升,PP、 HDPE的热稳定性先降低后升高。
玉米秸秆还田对土壤丛枝菌根真菌群落的影响

为揭示农业管理活动对土壤丛枝菌根(AM)真菌的影响机制,基于Illumina Miseq高通量测序平台以及脂肪酸指纹图谱方法,研究了连续4年玉米秸秆还田后,AM真菌群落组成、AM真菌生物量及其与土壤环境因子间的相互关系.结果表明:所获得的2430个AM真菌OTUs从门到种依次分类,共分为1门、3纲、4目、8科、10属、143种,但不同处理间AM真菌群落丰富度(Chaol指数和ACE指数)、多样性(Shannon、SimpSon多样性指数)没有显著差异. AM真菌中类球囊霉属、球囊霉属为优势属.随秸秆还田量的增加,球囊霉属丰度降低;3000、9000 kg · hm~(-2)秸秆还田量下,类球囊霉属、无梗囊霉属的丰度与对照(0 kg · hm~(-2))间差异达极显著水平;原囊霉属、类球囊霉属、球囊霉属在3000 kg · hm~(-2)秸秆还田量下与对照间差异显著.非度量多维尺度(NMDS)分析表明,9000、12000 kg · hm~(-2)的秸秆还田量下土壤AM真菌β多样性与对照间聚集度较其他处理相差较远,秸秆还田量对AM真菌β多样性的影响显著.多元分析结果能在累积变量82.8%上揭示土壤主要理化性状与AM真菌丰富度、多样性的空间变化关系.土壤全氮、碱解氮是影响以磷脂脂肪酸表征的土壤主要微生物类群生物量以及以中性脂肪酸表征的AM真菌生物量的主要因子.持续玉米秸秆还田改变了AM真菌属水平上的分类学组成;随秸秆还田量的增加,AM真菌特有的微生物种类减少,AM真菌群落组成间的相似度下降;秸秆还田增加了土壤AM真茵生物量及其占土壤微生物总生物量的比例.
中国东部海岛森林和灌丛土壤碳氮磷养分库的纬度变化

虽然海岛结构相对简单,但在生物多样性和生态功能维持方面起重要作用.以中国东部暖温带、北亚热带、中亚热带和南亚热带的14个海岛为对象,研究森林土壤碳和氮磷养分库的纬度变化特征,并分析其与气候因子和植物多样性的关系.结果表明:土壤碳和氮磷养分库在温度带间差异显著,土壤碳库与氮库在暖温带最低,分别为49.35和1.08 t· hm~(-2),在北亚热带最高,为137.25和4.63 t · hm~(-2);磷库在南亚热带海岛最低,为1.3 t · hm~(-2),在北亚热带最高,为5.19 t · hm~(-2).各植被类型土壤碳氮磷库在不同温度带间存在显著差异,落叶林土壤碳氮磷库在亚热带高于暖温带;常绿阔叶林土壤碳和氮库不受温度带影响,磷库在北亚热带和中亚热带显著高于南亚热带.年均温、年降水量、土壤含水量和植物物种多样性间的交互作用对土壤碳氮磷库有显著正向影响;植物物种多样性对土壤氮库变化有正向影响,但对磷库具有负向影响.海岛森林土壤碳库的纬度变化趋势与大陆相反,土壤氮磷养分库变化格局与大陆相似;其中,水热和植物物种多样性是驱动中国东部海岛森林土壤碳氮磷库变化的主要非生物和生物因素.
毛乌素沙地固沙林发育过程中土壤有机碳库稳定性特征

为揭示固沙林发育过程中土壤固碳效应与有机碳库稳定性特征,基于时空替代法,采集陕北毛乌素沙地治沙区从半固定沙地到林龄分别为22、32、53年乔木和灌木林地表层土壤,分析了土壤总有机碳、氧化活性碳和惰性有机碳含量,以及矿化碳排放、分解比例的变异特征.结果表明:相比半固定沙地,22~53年灌木和乔木林土壤总有机碳增幅来自惰性碳,分别为3.5~6.2和3.2-7.7 g · kg~(-1),来自氧化活性碳的分别为2.8~3.4和1.3~2.8 g · kg~(-1),并且灌木和乔木林土壤氧化活性碳所占比例未发生显著变化,分别维持在37.0%和26.8%,但土样经恒温培养60 d后,该比例分别下降至25.7%和17.4%.培养结束时,2种林地22~53年土壤有机碳矿化率无显著差异;所有固沙林样地矿化碳的损失有76.9%~98.7%来自于氧化活性碳,仅1.3%~23.5%来自于惰性碳.与最高碳分解速率相比,土壤碳累积释放量与β-葡萄糖苷酶、脱氢酶活性的相关性更强,但酶活性在32~53年林地无显著差异.综上,随着固沙林林龄增加,土壤有机碳趋向少排多存碳的稳定性特征,乔木固沙林固碳效果优于灌木固沙林.
河西走廊荒漠盐碱地人工柽柳林土壤水盐分布

土壤盐碱化是一个全球性问题,植树造林是一种主要的改良措施.为了研究荒漠盐碱地10年人工柽柳林土壤水盐空间分布及生态改良效果,对2、4、6和8 m行间距柽柳灌下和行间的土壤水盐进行分析,并构建结构方程模型量化土壤水盐对植被的影响程度.结果表明:林地浅层土壤(0~40 cm)可溶性盐明显低于林外(CK),灌下土壤含水率高于行间.且6 m行间距柽柳的高度和冠幅及其灌下草本植物的盖度和生物量均大于其他行间距柽柳,阳离子在柽柳周围的富集程度为Na~+>K~+>Ca~(2+)>Mg~(2+),阴离子的富集程度为Cl->HCO_3->SO_4~(2-).土壤盐分含量最高的是MgSO_4,其次是CaCl_2、NaCl和MgCl_2,KHCO_3含量最少.土壤水盐中影响植被生长的最大因素是土壤水分,其次是盐分,最小为pH,权重大小分别是50.6%、29.5%和19.9%.
黄河三角洲林草复合系统土壤水盐分布特征及其边界效应

以国土部土地利用山东无棣科学观测野外基地白蜡-香花槐混交林×紫花苜蓿林草复合系统为对象,研究了0~40 cm土层土壤的水盐分布特征,并通过游动分割窗技术分析了系统内水盐边界效应.结果表明:白蜡-香花槐混交林×紫花苜蓿林草复合系统内土壤水盐含量在水平方向上分布不均衡,越靠近表层,水平方向土壤含水量变异程度越大,而土壤含盐量变异程度越小.以混交林带为分界线,其两侧土壤水盐含量均有相同变化规律:随离林带距离的推近,在0~10 cm土层,含水量先降低再升高,含盐量平缓波动;在10~20 cm土层,含水量下降-平缓-下降,含盐量先上升后下降;在20~40 cm土层,含水量平缓波动,含盐量持续升高.林草复合系统内土壤水盐含量均随土层深度的增加而显著升高.林草复合系统土壤中除HCO_3-、K~+外,其余各离子含量与总盐含量呈相同变化规律,相关性大小为Na~+>Cl->SO_4~(2-)> Mg~(2+)>Ca~(2+).游动分割窗技术表明,南北走向林草复合系统中,土壤水分的主要竞争区域为林带东侧2.5至林带西侧2 m区域;土壤盐分在距林带1.0 m范围内受林带主导影响,距林带1.0~3.0 m范围内受林带及紫花苜蓿的共同影响.