mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于虚拟惯量的风电场黑启动频率协同控制策略

在传统黑启动电源匮乏的电网中,采用风电场作为黑启动电源是一种有益的尝试。风电场采用虚拟惯量控制方式可避免风电机组转速与频率解耦导致的频率支撑能力不足问题,从而有效提升风电场作为黑启动电源过程中的系统频率稳定性。通过对风电场黑启动场景下传统虚拟惯量策略的适应性分析,文中提出了一种新的频率协同控制策略。首先,针对实际工程背景提出了一种以柴油发电机作为配套小容量支撑电源的风电场黑启动方法,并分析了风电场黑启动的关键问题及其过程。其次,通过附加功率外环控制和跟踪曲线切换控制在不同启动阶段的柔性切换,且辅以桨距角参与调节的频率响应策略,提出了一种基于虚拟惯量的频率协同控制策略。最后,通过PSCAD仿真验证了所提策略的合理性和先进性。
基于模板滤波的居民负荷非侵入式快速辨识算法

以电流信号的频域分析为基础,结合非侵入监测负荷运行的电流模型,利用单独作用时电流信号的频谱分量会完整包含于混合电流频谱中,提出一种基于模板滤波的居民负荷非侵入式快速辨识算法。通过先验方式获取用电网络各负荷的特征电流形成特征滤波器,对其频谱分量进行0-1赋值得到对应的模板滤波器。利用模板滤波器对非侵入采集模式下的混合电流信号滤波,通过对滤波后频率分量的量化判决确定负荷的运行状态。利用实际采集的用电数据验证了该算法的有效性,能够准确判断负荷运行状态。此外,算法利用快速傅里叶变换(FFT)即可实现,便于实际中硬件封装。
利用自动成图的配电网模型拓扑校核技术及实现

当前配电网自动化主站系统建设过程中,存在拓扑连接错误,馈线范围维护不对、孤岛节点及运行方式不一致等诸多问题。文中基于自动成图思想,提出一种能直观反映模型拓扑关系的配电网概念图,通过动态模型抽取、树型/弹力布局过程,以可视化的方式展现配电网模型概况。从技术层面辅助配电网自动化、运方人员进行配电网模型拓扑校核工作。通过具体工程应用,验证了方法的有效性。
计及历史数据熵关联信息挖掘的短期风电功率预测

对风电功率历史数据进行关联信息挖掘,将有助于提高短期风电功率预测的准确度和计算效率。为解决风电功率预测模型的输入、输出变量的相关性冗余问题,尝试采用了一种基于信息熵和互信息的熵相关系数指标,旨在量化评估不同历史日风电样本与待预测日参考样本间的复杂非线性映射关系,并与线性相关系数、秩相关系数、欧氏距离指标进行了对比研究。同时,设计了一种BP神经网络改进模型,通过亲密样本筛选、隐含层结构寻优、网络权重赋初值等环节,克服了传统预测模型的训练数据冗余度大、收敛速度慢问题,提高了预测模型的泛化能力和计算效率。对某风电场实测数据的算例分析表明,所提出的方法在改善短期风电功率预测性能方面具有应用可行性。
低碳背景下基于展开型表述的随机生产模拟

低碳背景下,清洁能源大规模并网后对系统低碳效益的影响越来越受关注,而常规生产模拟无法精确地对其做出评估。为此,借鉴展开型表述形式提出了一种富于结构性的随机生产模拟。该方法首先以同一时刻风速分布特性作为风电机组输出功率典型场景的选取依据,构造风电展开型表述模型;其次在保留负荷时序性基础上引入机组加载率,结合概率计算全面分析常规机组的启停因素,进而评估清洁能源并网对系统低碳效益的负面影响。同时在算法中,考虑了机组计划停运工况,保证模拟的合理性,并采用均摊舍入法减缓系统状态数的爆炸增长。通过算例分析进一步表明了所提模型和算法的正确性与优越性。
基于波形匹配的谐波责任划分方法

为了对公共连接点的谐波责任进行量化,提出了一种基于波形匹配的谐波责任划分方法。首先建立谐波电压幅值与谐波电流幅值的线性回归方程模型,规避了对谐波相角的直接测量。考虑到背景谐波波动会对方程求解带来误差,利用动态时间弯曲距离对关注时间段的谐波数据进行滑动分析,筛选出谐波电压与电流相似度较高的子序列。运用最小二乘法对筛选出的子序列进行回归计算求得系统侧等效谐波阻抗,进而计算用户侧谐波电压责任。仿真分析与实际工程分析的结果说明了所述方法能够抑制背景谐波波动的影响,相比于已有方法具有较高的准确性。
零序电流差动保护选相元件

针对零序电流差动保护选相元件受负荷电流影响,在高阻接地故障中灵敏度较低的情况,文中提出了一种基于序分量的零序电流差动保护选相元件。选相元件包括三部分:利用负序与零序差动电流大小相近区分单相接地两相高阻接地故障;利用正序差动电流与负序差动电流的相位关系区分单相接地与两相金属性接地故障;利用低制动系数差动判据防止区外三相短路不平衡零序电流。RTDS仿真结果表明:提出的选相元件不受过负荷影响,无需补偿,可以准确选出单相接地故障相,灵敏度高于零序电流差动保护,保证零序电流差动保护准确分相跳闸。
基于功率变换器与励磁电压扰动法的SRG风电MPPT控制

提出一种新型开关磁阻发电机(SRG)自励解耦型功率变换器结构和运行方法,满足两相绕组同时工作,克服了传统他励式和自励式功率变换器的缺点,发电电压与励磁电压之间经过带隔离的正激电路实现解耦,励磁电压独立可调。基于此新型功率变换器,提出基于励磁电压扰动法进行SRG最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法,该方法不依赖于复杂数学模型,通过检测励磁电压扰动下输出功率与转速的变化,实现MPPT。最后,通过仿真分析和实验验证说明,最大功率跟踪效果较好。
基于Wirtinger不等式的电力系统延时依赖稳定判据

随着现代电力系统规模和互联区域的不断扩大,测量信号传输过程中的延时问题引起了广泛的关注。该问题的常规处理方法是基于Lyapunov稳定性理论求出系统所能承受的时滞稳定裕度,求解判据过程中不可避免地利用不等式放缩,因此,判据保守性的高低成为衡量判据优劣的重要指标之一。首先构造全新的Lyapunov泛函,进一步利用Wirtinger不等式技巧对求导后的泛函进行放缩,推导得出相应的延时依赖稳定性判据,可大大降低结果的保守性。然后,借助MATLAB中的线性矩阵不等式(LMI)工具箱进行求解,求得系统所能承受的时滞稳定裕度。最后,借助典型二阶时滞系统和包含广域阻尼控制(WADC)回路的四机两区域电力系统,对所得结果进行仿真验证。结果表明,利用Wirtinger不等式所得到的稳定性判据具有更低的保守性。
基于修正区域控制偏差的多区域协同控制技术(二)问题建模与改进方法

在分析了国内外多区域协同控制应用技术的驱动、现状与发展建议基础上,以华东电网的动态区域控制偏差(ACE)为例,针对所提出的目前多区域协同控制应用技术存在的几点问题,结合现有的应用条件阐述了其改进的方法。首先,结合理论分析与动态ACE的实际应用情况,讨论了当前动态ACE存在的一些问题;通过构建考虑断面可传输容量的备用容量计算模型,实现区域实际可传输备用容量的估算;以全网备用共享为目标,提出动态ACE的改进算法,保证各区域的调节方向保持一致;进一步结合省(市)间断面的传输裕度,提出动态ACE下发调节功率量的修正算法,结合现有的安全约束调度系统,实现对关键断面的两级协同控制。
电动汽车双向无线充电系统谐振拓扑分析

针对双向电动汽车无线充电系统,对应用于双向无线电能传输的三种谐振拓扑进行了深入研究,在对其进行建模分析的基础上,结合电动汽车无线充电应用的需求特征,从对参数变化与系统故障的鲁棒性、特定工况下的最大传输功率以及谐振电容电压等方面进行了对比分析。研究表明,双边LCC谐振拓扑在继承了双边LCL优势的同时,亦解决了双边LCL传输功率偏小和直流磁化等问题,在双向电动汽车无线充电应用中具有较强的适用性。同时,搭建了相关实验平台对上述分析进行了验证。
基于可变系数的双馈风电机组与同步发电机协调调频策略

双馈风电机组的解耦控制决定了其输出的有功功率无法响应电网的频率变化,当风电的渗透率不断升高时,电网的调频压力不断增大。当风电作为一种新的调频电源并入电网时,为使其更好地为电网调频服务,提出一种基于可变系数的双馈风电机组与同步发电机协调一次调频策略。在不同的运行模式下,定义并整定了双馈风电机组的可变调差系数,使其可以根据当前备用容量决定其调频出力深度;兼顾风电机组的调频备用与经济性,在频率偏差允许范围内通过协调双馈风电机组与同步发电机的调频出力,实现了既能减轻同步发电机的调频压力,又能间接减少风电机组弃风量的双重目标。仿真结果表明,所提出的调频策略可使风电机组的储备功率更加充分地参与调频,有效减轻同步发电机的调频压力。
感应耦合无线电能传输系统的能量法模型及特性分析

感应耦合无线电能传输(ICPT)基于电磁感应原理,目前采用电路模型的分析方法,由于该方法无法深入了解ICPT系统能量传输的过程,所以提出了一种ICPT系统的能量法建模方法,建立了串联-串联(SS)、串联-并联(SP)、并联-串联(PS)和并联-并联(PP)型4种ICPT系统的能量法模型,分析了能量法模型与耦合模型的相互关系,研究了它们的等效性及数学意义上的等效条件,并通过MATLAB仿真研究,证明了理论分析的正确性。此外,目前ICPT系统与磁耦合谐振式无线电能传输(MCRWPT)系统原理相混淆,因而基于能量法模型分析了ICPT系统与MCRWPT系统在原理上的区别,得出只有在谐振、弱耦合、高品质因数的物理条件下,SS型ICPT系统才与MCRWPT系统等效,由此阐明了ICPT系统与MCRWPT系统原理上的差异性,为进一步精确设计和优化ICPT系统与MCRWPT系统设计提供了模型基础。
电动汽车动态无线充电紧-强耦合模式分析

针对感应耦合结构近距离、弱偏移,以及谐振耦合式结构易受干扰的问题,提出紧-强耦合协同工作机构。通过建立动态无线充电系统的数学模型,研究其传输特性随品质因数和耦合系数的变化规律。基于有限元仿真,分析了系统的动态传输特性。为提高系统的抗偏移性、降低电磁辐射,在接收线圈装设铁氧体屏蔽结构。通过搭建实验平台对仿真过程进行实验验证,证明了所设计耦合机构的可行性。结果表明所设计的耦合机构具有较高的动态传输性能,并且在85 kHz下获得了93.9%的传输效率。
电动汽车可调度能力模型与日内优先调度策略

提出了"可调度能力"概念,表征单辆电动汽车(EV)基于车电互联技术接入特定配电网参与系统运行调控时的动态能量平衡能力,并构建了EV日内优先调度模型。首先,为精细量化EV可调度能力,综合EV电池损耗程度、用户信用度和反向供电能力等建立EV可调度能力分析模型;其次,以配电网总负荷峰谷差最小化为指标,结合EV可调度能力分析模型与供需两侧协同优化的两阶段优化调度模型,兼顾用户用车习惯确定可调度能力最优阈值;最后,基于新入网EV的可调度能力评估结果与最优阈值的数值关系,判断车辆有无优先调度权,从而构建了单辆车的事件驱动型日内优先调度方法。以某居民区充放电设施集群为例进行了仿真分析,算例结果验证了所提模型的合理性、有效性。
电动汽车移动式无线充电系统动态建模与特性分析

移动式无线充电系统能够显著减少电动汽车动力电池的携带量,具有广阔的应用前景。文中基于分段式多发射导轨方案,建立了电动汽车移动式无线充电系统的状态空间模型,进而推导出能够描述系统动态特性的小信号模型。搭建了试验平台,利用实际系统参数研究了移动充电过程中系统输出功率和效率的动态变化过程,以及导轨切换开通过程中系统的瞬态特性,并分析了不同切换开通位置对瞬态过程的影响。通过实验对建立的模型和分析得到的结论进行了验证。
电动汽车动态无线充电关键技术研究进展

电动汽车动态无线充电技术在静态无线充电技术逐渐趋于成熟的情况下渐渐成为静态无线充电技术的重要补充及未来发展方向。文中对国内外学者及研究机构对动态无线充电技术的研究进展做了详细综述,对其未来发展面临的关键技术问题及瓶颈进行了详细分析,主要包括耦合机构、控制策略、电磁兼容等方面,并介绍了针对动态无线充电技术瓶颈问题的前期研究工作。
磁耦合谐振式无线电能传输技术研究动态与应用展望

近年来,无线电能传输技术由于其独特的自身优势而受到了越来越多的关注。文中重点分析了磁耦合谐振式无线电能传输技术的发展动态与应用现状,介绍了磁耦合谐振式无线电能传输技术发展现状以及尚待解决的问题。详细阐述了无线电能传输技术的机理模型、关键技术、电磁环境、技术标准及相关应用中的瓶颈问题等。最后,在深入探讨当前研究热点的基础上,对该技术的发展动态进行了总结与展望。
新型桥式固态故障电流限制器

文中提出了一种新型桥式固态故障电流限制器,该装置由二极管、晶闸管和限流电抗等组成。在系统正常运行时,新型故障电流限制器运行于整流桥模式,对系统影响很小;在故障发生时,限流电抗能自动无延迟地限制短路电流第1个峰值,且通过对晶闸管的控制,实现装置由整流桥模式进入限流模式,限制短路电流稳态值。该方案无需另设旁路限流电抗,也无需全控型器件,结构简单,可靠性高。文中提出了该方案的控制策略,并通过实际系统仿真分析及与现有桥式故障电流限制器对比,证明了该方案的可行性和技术优势。
基于修正区域控制偏差的多区域协同控制技术(一)驱动、现状与发展建议

随着电网运行环境日趋复杂,各区域间相互影响不断加深,通过多区域协同控制技术实现区域间备用共享、提升区域协同控制水平已成为国内外的研究热点。文中阐明了协同控制的具体概念和驱动力,介绍了国内外相关应用技术的基本控制结构;从电网频率和联络线功率两个控制目标,分别介绍了目前协同控制应用技术的现状;在评述各种方法的基础上,提出了目前存在的主要问题,并展望了可能改进的方向。
基于配电自动化系统的单相接地定位

为了更好地进行配电网单相接地定位,提出一种将单相接地定位装置的信息直接上报配电自动化主站进行单相接地定位的方法,论述了利用配电自动化系统主站已有相间短路故障定位判据实现单相接地定位的基本方法,分析和介绍了各种单相接地定位原理的两值性和分化性特征及处理方法以满足主站定位判据的要求,论述了利用来自各个位置的单相接地定位信息之间的相互关联性,以及多种定位原理上报的定位信息的冗余性并采用贝叶斯方法实现容错定位的原理。所提方法无需改变已有配电自动化系统主站,也无需传送波形信息,即能正确实现单相接地定位。结合具体工程实例给出了现场测试和实际应用情况。
基于动态分区的大电网紧急状态控制辅助决策

针对当前状态和预想故障情况下的电网紧急状态,提出多区域多类型紧急状态时的动态分区方案自动搜索算法,为调度员制定调控措施和运行方式提供合理化辅助决策建议。首先,引入了以线路投切为手段动态调整电网分区结构的动态分区技术;然后,针对设备过载、电压越限等紧急状态,分别给出了单一紧急状态和多种紧急状态时的动态分区自动搜索算法;最后,提出了综合考虑安全性、经济性和可靠性的动态分区方案量化评价指标,该指标可用于确定最优动态分区方案。算例以实际电网中同时出现多种紧急状态为例,分析了动态分区方案制定过程。仿真结果表明,所提方法能够给出正确的辅助决策建议,有效消除电网的紧急状态。
光氢混合发电系统功率协调控制

结合绿色、高效的氢储能方式,提出了光氢混合发电系统功率协调控制策略。氢储能主要包括电解槽、储氢罐和质子交换膜燃料电池,考虑到实际燃料电池和电解槽自身动态响应速度慢的特性,采用功率密度高、暂态性能好的超级电容器来弥补氢储能装置动态响应过程中的不平衡功率。光伏、超级电容器及氢储能各单元通过DC/DC变换器及功率协调控制策略,汇集与分配电能到直流母线,利用DC/AC并网逆变器接入交流系统。通过算例仿真分析,验证了所提协调控制的正确性和有效性。
中国地下储气库业务面临的挑战及对策建议

在地下储气库、气田、小型LNG等众多调峰方式中,前者是当今世界最主要的天然气储存方式和调峰手段。随着我国天然气工业的快速发展,天然气季节性调峰矛盾日益突出,如何实现地下储气库业务可持续发展已成为我国天然气产业面临的主要问题之一。为此,调研了国外地下储气库的发展现状及趋势,分析了我国地下储气库发展所面临的挑战:①建设明显滞后,调峰能力不足;②优质库源缺乏,建库地质条件复杂,建库成本高;③建设处于初级阶段,安全、科学运行管理经验不足;④建设、管理、使用主体相对分离,难以最大限度地发挥作用;⑤未实行单独的核算,难以体现储气库的经济效益。进而借鉴国外地下储气库的发展经验,结合我国天然气产业发展的实际情况,提出了我国地下储气库业务发展的建议:①强化战略布局,继续加大库址筛选力度,稳步推进地下储气库建设;②建立地下储气库专业技术和管理团队,加大地下储气库技术科研攻关力度;③逐步形成配套的储气库建设经营管理模式。
计及电动汽车和光伏不确定性的主动配电网量测优化配置

大规模电动汽车及分布式电源的发电并网使得配电网态势感知结果需要考虑更多的不确定因素。在利用动态概率密度函数表征电动汽车充/放电随机性和光伏系统出力间歇性的基础之上,基于加权最小二乘法方法,建立了含网络节点注入功率不确定性的主动配电网量测(数据采集点)优化配置模型,并采用一种自适应协方差矩阵进化策略对模型进行优化求解,从而可以得到在给定系统状态量估计误差允许精度下的数据采集点最优配置方案。通过某一电网算例计算分析,结果验证了所提模型和方法的可行性和有效性,可为主动配电网安全评估提供支撑。
面向全景调控统一数据模型的缺失数据填补算法

缺失数据填补是构建调度控制系统全景数据的关键步骤之一,有助于保证全景数据的完整性和准确性。文中根据电力调度控制系统的历史数据特征,提出了一种面向全景调控统一数据模型的缺失数据填补算法。针对构建全景数据过程中出现的不完整数据,该算法采用改进的混沌遗传优化方法估计不完整数据的均值和协方差对应的最佳参数,再利用改进马尔可夫蒙特卡洛方法根据已知数据估计缺失数据。结果表明,该算法能通过较少的迭代次数获得不完整调控数据的最佳参数,可以提高缺失数据估计值的准确性,进而保证数据的完整性和准确性。
含风/光/抽水蓄能并计及负荷响应的海岛微网优化配置

利用可再生能源的微网是解决小型海岛供能问题的一种理想方案,但是高昂的投资成本阻碍了它的应用。为此,针对地理条件允许的海岛,使用微型抽水蓄能系统储能,同时以负荷响应参与度标度居民的负荷响应参与意愿,并将可时移电器视为能源资源参与微网的配置优化,提出了考虑负荷响应的含风/光/抽水蓄能的海岛微网优化配置模型,并利用粒子群算法对微网中主要设备的数量或容量进行优化。算例验证了所提方法的有效性,家用可时移电器的负荷响应及抽水蓄能替代蓄电池储能可显著减少微网投资成本。此外还对负荷总量、可时移电器功率,以及抽水蓄能系统水头高度对配置成本的影响进行了敏感度分析。
电力系统随机动力学研究展望

随机性广泛存在于自然、工程和社会系统中,电力系统也不例外。20世纪70年代左右,电力系统研究逐渐考虑随机性,但偏重于稳态随机问题,而动态问题研究仍然是确定性的。近年来,新能源发电与电动汽车等的广泛接入,给电力系统动态带来不可忽视的随机性。为此,文中提出电力系统随机动力学的研究框架,聚焦电力系统在随机因素作用下的动态问题,包括电力系统的随机动力学模型、随机动态响应、随机稳定性、随机安全性、随机优化控制,并给出研究建议。
电转气设备与燃气机组的联合竞价策略

电转气(P2G)设备和燃气机组作为联系电力系统与天然气系统的能源转换单元,是未来多能源互联系统的重要枢纽。在竞争性能源市场环境下,P2G设备和燃气机组如何构造竞价策略是相关各方关注的重要问题。对于P2G设备和燃气机组而言,在构造其参与竞争性电力市场和天然气市场的竞价策略时,这两个市场的出清价格未知,可以采用概率分布或其他方法进行模拟。在此背景下,发展了基于场景分析的P2G设备和燃气机组的最优竞价策略模型。首先,采用拉丁超立方抽样生成含概率信息的场景集合,用于处理采用概率分布模拟的市场出清价格,并对场景进行消减。之后,以收益最大化为目标,分别构建了P2G设备同时参与日前能量市场和调频市场的单独竞价模型及其与燃气机组的联合竞价模型,确定次日各交易时段的竞价策略。然后,针对具体的市场出清结果,采用夏普利值法对P2G设备与燃气机组的收益进行合理分配。最后,用算例对所构建的模型和采用的求解方法加以说明,并分析了P2G设备和燃气机组竞价策略的特征。
面向智慧工业园区的双层优化调度模型

将智慧工业园区作为用户侧参与电网优化调度的重要平台,分析了智慧工业园区内部负荷参与源荷互动运行的能力,针对智慧工业园区参与系统运行建立双层优化调度模型。其中,电网层以调度运行费用最小为目标,对智慧工业园区功率缺额或富余出力进行补偿或消纳,保证系统实时功率平衡;智慧工业园区层在保证自身收益的情况下,对园区内部可控负荷进行优化调度,实现负荷对系统运行的主动参与。模型中采用机会约束对清洁能源不确定性进行处理。最后,在算例中验证了所建模型的可行性,比较了双层调度模式与单层调度模式的优化差异,实现含智慧工业园区电力系统的经济运行。
天然气长输管道地区等级升级管理与风险评价

为了有效管理和控制地区等级升级后所引起的输气管道风险变化,有必要依据管道完整性管理的基本原则,结合输气管道地区等级变化条件,制订相应的管理流程,建立风险评价模型,并提出风险管控原则。为此,首先结合地区等级划分标准识别高后果区,分类管理地区等级升级后的管段。然后,评价地区等级升级后管段的风险水平:①引入模糊语言与其量化值修正EGIG统计的失效概率,得到适用于特定管段的总失效概率;②按最严重事故后果选取蒸气云爆炸模型进行计算,依据泄漏50%致死率估算出死亡人数作为后果等级评价标准;③依据失效概率与失效后果,利用风险矩阵评定风险等级。最后引入风险可接受准则,分析管道泄漏的个人风险与社会风险,判定管道地区等级升级后的风险可接受性。案例分析结果表明:①地区等级升级后天然气长输管道风险也随之增大;②对于升级后风险增大的管段,需根据风险管控原则决定是否采取安全措施。
考虑配电网重构的区域综合能源系统最优混合潮流计算

随着热电联产系统、中央空调及燃气锅炉等单元的广泛使用,区域综合能源系统(ICES)中电力、天然气和热力系统的耦合和联系日益紧密。从"源-网-荷"全环节出发,提出了融合配电网重构的ICES最优混合潮流算法来对ICES进行优化调度。首先,基于能源集线器理论,构建了ICES中能量中心(EC)的数学模型。然后,考虑ICES中三相不平衡配电系统、燃气管网及EC的相关约束,以运行成本最小为目标,提出了融合配电网重构能力的ICES最优混合潮流模型及求解方法。最后,利用典型ICES算例系统测试结果表明,所述方法通过将配电网可重构网络拓扑这一灵活可控元素作为控制变量有效集成到ICES"源-网-荷"最优混合潮流算法中,进一步降低了ICES的运行成本。
基于NSGA_II的地下储气库注气节能优化运营研究

地下储气库具有储气量大、安全系数高等诸多优势,已成为天然气管网不可或缺的终端配套设施。其运营是一个涉及经济效益、运营风险、工作效率等因素的多目标问题,因而提出符合多方面要求的注气配产方案以达到降低压缩机能耗、降低运营成本的目标是储气库节能优化运营的核心。为此,基于地下储气库地上地下压力系统一体化仿真模型,综合环境条件、地质条件、安全压力等因素对储气库运营的影响,以单井注气流量为变量,根据管道级别确立双层目标函数,结合实际生产要求设置约束条件,应用NSGA_II算法制订了注气配产方案,最后对上述方案进行了生产优化分析。两组实验结果均表明:利用NSGA_II算法制订的注气配产方案合理有效,在满足生产要求的同时,也兼顾了地质环境、安全运营等条件,同时压缩机功耗较经验配产情况下降低40%以上,大幅减少了能源浪费。
深层页岩气水平井体积压裂技术

深层(深度超过3 500 m)页岩气储层地应力高、水平两向应力差异大、层理和天然裂隙分布复杂、岩石塑性特征强,导致水力裂缝破裂延伸困难、裂缝复杂性程度及改造体积低、导流能力低且递减快,极大制约了深层页岩气的经济有效开发。为此提出了针对性与现场可操作性均强的深层页岩气水平井体积压裂技术方案,即以平面射孔、多尺度造缝、全尺度裂缝充填及高角度天然裂缝延伸控制为核心,配套形成了多级交替注入模式(酸、滑溜水、胶液)以及以变黏度、变排量、混合粒径及小粒径支撑剂为主体的工艺方法,最大限度地提高了深层页岩气的有效改造体积(ESRV)。在四川盆地永川、威远及焦石坝南部等深层页岩气井的压裂中,部分成果获得应用,实施效果显著。其中,永页~1HF及威页~1HF压后初产分别为14.1×10~4 m~3/d和17.5×10~4 m~3/d。深层页岩气水平井体积压裂技术的突破,对确保涪陵二期深层3 500 ~ 4 000 m深度范围内50×10~8 m~3页岩气产能建设目标的实现、垂深不超过6 000 m以内的巨大页岩气资源量的经济开发动用,都具有十分重要的现实指导意义。
长宁-威远页岩气清洁生产实践与认识

按照中国页岩气发展规划(2016-2020年),到2020年全国页岩气产量将超过300×10~8 m~3。但中国页岩气资源多集中在中西部山区,其地表地形复杂、人口密集、开发环境极其敏感,如何构建更加和谐的开发环境,走出一条页岩气绿色开发之路,成为了页岩气规模开发工作的重中之重。为此,依据四川盆地长宁-威远国家级页岩气产业示范区的清洁生产实践,归纳总结了该区以"节能、降耗、减污、增效"为目标,以"减量化、无害化、资源化"为重点的清洁生产技术体系:①在井场设计、钻完井技术和作业物料选择时,综合考虑生产需求和环保要求,优先选用环境友好型技术和物料,从源头上控制了钻完井过程中固体废物和废液的总量;②加强钻完井作业过程中废气、废水、废渣的过程管控,进一步强化了废弃物总量削减效果;③结合多年钻井生产和环保工作实践,形成废弃物集中处理与再利用技术体系,提高了末端治理水平。现场实践应用效果表明,页岩气钻井作业通过源头预防、过程管控和末端治理,对周边环境生态的影响明显减小,取得了良好的环境和社会效益。
自然伽马能谱录井技术在页岩气开发中的应用

目前气体钻井、PDC钻头+旋转导向等钻井新工艺被广泛地运用于页岩气平台的水平井中,使得岩屑十分细碎,甚至呈粉末状,致使岩屑录井对地层岩性难以识别,增大了页岩气储层跟踪、解释的难度,导致前期部分页岩气井Ⅰ类储层钻遇率不高,直接影响水平井单井产量和最终采出量。为此,针对四川盆地下志留统龙马溪组页岩储层的特点,将自然伽马能谱录井新技术应用于页岩气勘探开发中。自然伽马能谱录井资料具有以下优势:①适应性强,可分析钻井新技术条件下地层特征变化,进行地层对比与划分,判断优质页岩段;②及时性好,可随钻准确识别龙马溪组储层,确定水平井巷道位置,实时调整井眼轨迹,保障优质页岩储层钻遇率;③针对性强,建立了页岩气储层有机碳含量计算方法,并结合区域储层分类标准划分页岩气储层。现场应用效果表明,采用自然伽马能谱录井有效地实现了页岩储层有机碳含量的随钻定量解释,解决了页岩气小层划分的难题,为辅助水平井地质导向、保障页岩气储层钻遇率提供了有力的技术支持。
鄂尔多斯盆地奥陶系白云岩成因及白云岩储层发育特征

白云岩是鄂尔多斯盆地奥陶系最重要的有效储集岩类,由于岩石结构及产状特征复杂多变,对其成因认识尚存在争议。为此,综合宏观区域地质背景、微观岩石结构、矿物学及岩石地球化学等分析研究成果,将该区奥陶系白云岩划分为泥-细粉晶、粗粉晶、细(中)晶3种类型,指出其分别形成于"蒸发泵吸准同生云化""淡水与富镁卤水混合水云化""回流-渗透云化"3种不同的白云岩化成岩作用环境,并在层位及空间展布上表现出明显的"层控性"及"区位性"分布特征。进而探讨了白云岩的成因,结果认为:① 3种白云岩化作用在时空演化特征上表现出一定的相关性,即均与蒸发背景下的膏盐矿物沉淀有着密切的成因联系; ②白云岩中所发育的溶孔、白云石晶间孔及生物格架孔等主要孔隙类型分别形成于3种白云岩类型中,对白云岩类型表现出一定的"专属性",表明孔隙成因与白云岩化成岩作用环境密切相关;③白云岩有效储层的发育与分布主要受原始沉积相带、大区白云岩化的成岩作用环境、相对海平面变化产生的层序界面等3类要素的控制。
页岩气水平井高产层段判识方法及其应用-以四川盆地威远页岩气示范区下志留统龙马溪组为例

在页岩气勘探开发过程中,准确界定目的层中高产层段,对页岩气的效益开发具有十分重要的意义。为此针对四川盆地威远页岩气示范区高产层难以判定、导致水平井产气量差异巨大的问题,建立了水平井高产层段测井判识方法。首先以导眼井中游离气含气饱和度计算为基础,确定游离气富集的高含气饱和度层段,再以导眼井标志层测井组合特征建立小层划分标准,根据钻井旋回的连续性及沉积地层不可逆性原则,创建了"极值方波旋回对比"小层对比方法,准确界定了各水平井钻遇的地质小层。并利用同一井组各水平井钻遇不同小层厚度、实际压裂级数与产气量相关分析方法进行了方法验证。在此基础上对威远地区页岩气高产层段进行了判识,明确指出威远地区页岩气高产层段是下志留统龙马溪组底部的1套中高伽马值(超低去铀伽马)硅质页岩段,其厚度介于1.5 ~ 6.0 m,页岩气赋存方式以游离态为主。相关研究成果对该区块页岩气中高产层段的准确判识、界定并及时掌握其分布规律提供了技术支撑。
四川盆地高磨地区龙王庙组气藏高效开发有利区地震预测

四川盆地高石梯-磨溪地区下寒武统龙王庙组气藏是国内单体规模最大的特大型海相碳酸盐岩整装气藏,找准溶蚀孔洞或者溶孔与裂缝叠加形成的高渗区是该气藏开发获得高产稳产气井的关键,而优质白云岩储层埋藏深且存在着较强的非均质性,因此储层预测难度大。为此,开展了相关的地震攻关研究并形成了配套技术,主要包括:①通过已有资料深入分析,建立地质模型,开展正演建立储层地震响应模式;②采用井驱振幅处理技术,并通过VSP测井资料求取球面扩散补偿因子,实现地震资料真振幅恢复;③利用井驱高分辨拓频技术提高深层地震数据的分辨率,获得了高品质的叠前时间偏移成果数据;④通过基于地层模型的全局自动地震解释技术实现多套滩相储层追踪,解决了多套储层横向连片、纵向叠置的预测难题,高质高效地刻画出优质储层的平面展布。利用所形成的配套技术最终实现了准确定位钻井轨迹,指导部署的开发井口口获得高产,助推了百亿立方米级特大型现代化气田的建成。
沿海河谷盆地城市热岛时空特征及驱动机制

针对以往热岛研究中缺少自然-人文多维因子组合作用的成因分析,基于landsat TM/OLI遥感影像反演福州市1991、2000及2013年河谷盆地亮温热场,并利用主成分多元回归方法探讨DMSP /OLS夜间灯光、交通密度、地表非渗透面、地面高程、地表植被、水体等多维因素对城市热岛的综合影响及联动关系。研究发现:①1991-2013年盆地热岛辐射范围不断蔓延,老城区成为热岛核心区,呈中心向外辐射并沿江扩展态势,盆地"溢出"现象显著; ②盆地内平原-山地温差达10-14℃,热岛面积出现两极分化, 23年间热岛面积共增加226.9km~2,其中高温区面积增长四倍,年增长率最大(7.50%); ③夜间灯光、交通路网密度、地表非渗透面、地表植被、地面高程及水体每变化1个单位,温度将分别变化0.430、0.418、0.103、-0.031、-0.469及-0.096; ④人文促进作用大于自然抑制作用,综合作用下盆地升温0.35个单位; ⑤相比地表非渗透面,夜间灯光与交通密度对热岛的增温贡献更为显著;地面高程主导降温作用,其次为水体与地表植被,后两者作用之和仅为地面高程的27%。福州盆地当前的生态环境并不足以缓解城市未来进一步发展而导致的热岛加剧,当保持城市现有发展规模且自然作用进一步增加60%时,降温抑制作用才会明显。
若尔盖沙化草地恢复过程中土壤特性及水源涵养功能

1995年以来,政府大力开展对若尔盖沙化草地生态系统的恢复重建工作,其生态恢复效益受到广泛关注。而水源涵养功能作为衡量草地生态系统恢复程度的重要生态指标,其变化对水分循环及全球气候变化有一定的影响和响应。以若尔盖县不同治理年限的沙化草地治理区为研究对象(包括1995年、2007年、2009年、2010年、2011年的治理区,2012年的正常放牧区和2012年的无治理区),采用野外采样和室内分析相结合的方法,将土壤含水量作为研究指标,结合土壤的理化性质,分析沙化草地在恢复重建过程中水源涵养功能的变化及其影响因素,结果表明:若尔盖草地在恢复重建过程中,(1)土壤质地发生变化,由紧砂土逐渐恢复成砂壤土,保水能力及保肥性都得到显著提高;土壤容重随着治理时间的增加而降低,由无治理区的1.7 g /cm~3下降到正常放牧区的1.3 g /cm~3; (2)土壤pH值随着治理时间的增加而逐渐降低,由7.6逐渐下降到6.7,土壤总体上为中性土,适宜植被生长;土壤有机质的变化相对不明显,但治理区的有机质远低于正常放牧区的土壤有机质,总体呈缓慢上升趋势; (3)土壤含水量呈"V"型变化趋势,在治理初期,土壤含水量先减小,2009年治理区的含水量最低,仅为6.8%,但到了治理后期,土壤的含水量开始增加, 1995年的沙化治理区含水量达到了12.1%,说明水源涵养能力得到相应的提升; (4)经过相关分析,土壤含水量和有机质、土壤质地、土壤pH值、生物量以及土壤碳含量呈显著相关关系,其中,含水量与有机质、土壤质地以及土壤碳含量呈极显著正相关,而与pH值呈显著负相关; (5)随着治理时间的增加,土壤退化指数逐渐减小,土壤状况得到不断的改善。
缝内填砂暂堵分段体积压裂技术在页岩气水平井中的应用

针对四川盆地页岩气水平井在压裂过程中因受到复杂因素导致套管变形、无法应用电缆传输射孔桥塞联作工艺的情况,采用了缝内填砂暂堵分段体积压裂新工艺。采用理论分析的方法并结合技术实践经验,建立了连续油管多簇喷砂射孔参数和缝内填砂暂堵参数优化设计方法,解决了页岩气套管变形水平井ZJ-1井大规模分段压裂的技术难题。现场施工论证和应用效果表明:①页岩气水平井连续油管多簇喷砂射孔缝内填砂暂堵分段压裂技术,可以对储层水平井段进行选择性分段压裂;②可在不使用机械封隔的条件下实现大规模分段压裂且分段效果稳定可靠,压裂作业效率与常规桥塞分段相当;③压裂后井筒实现全通径,可直接放喷测试,节约了占井时间。采用该缝内填砂暂堵体积压裂工艺技术在ZJ-1井实现了14段成功作业,获得同常规桥塞分段相当的SRV有效扩展体积和比同平台邻井更高的产气量,为页岩气水平井分段多簇体积压裂提供了一种新的改造手段与有效的工艺方法。
生态恢复对马尾松叶片化学计量及氮磷转移的影响

为了解生态恢复对侵蚀红壤恢复的马尾松林叶片碳氮磷化学计量及氮磷养分转移的影响,在福建省长汀县河田镇典型侵蚀红壤区选取恢复13、30、33a的马尾松林为研究对象,并以未治理侵蚀地(CK1)和次生林(CK2)分别作为恢复前和恢复后的对照,通过测定马尾松叶片的碳、氮、磷含量,计算其计量比,内稳性指数和氮磷转移率,分析了侵蚀红壤生长的马尾松养分限制与养分转移的关系。结果表明:在侵蚀红壤恢复过程中,马尾松1年龄叶片C、N、P含量及1年龄叶片C :N、C :P、N :P变化较小,这与马尾松较高的内稳性有关(N和P内稳性指数分别为7.57和3.89) 。所有实验地马尾松1年龄叶片N :P处于11.0- 13.4之间,表明马尾松的生长受N、P共同限制,其中马尾松叶片N转移率显著低于P转移率,这与生态恢复过程中马尾松养分利用效率、生长需求以及土壤养分供应状况有关。1年龄叶片C :N、C :P分别与马尾松N、P转移率成负相关关系,当马尾松叶片C :N、C :P较低时,表明N、P利用效率较低,叶片衰老时更多的N和P被转移利用;反之,则N、P利用效率较高,转移率低。同时,C :N、C :P分别与树高、胸径成显著负相关关系,即马尾松生长对N、P的需求同样会影响化学计量比的变化,从而影响养分转移。虽然侵蚀地生态恢复过程中土壤N、P含量增加,但仍较贫瘠,不足以满足马尾松的生长,马尾松养分转移率较高,因此,为了提高侵蚀地恢复的马尾松林的生产力,建议下一步恢复措施中适当施加N肥和P肥。该研究将侵蚀红壤不同生态恢复年限的马尾松叶片C、N、P化学计量及养分转移结合,有助于全面、系统地揭示生态恢复过程马尾松林的养分循环,对指导侵蚀红壤恢复和提高马尾松生产力具有重要意义。
四川盆地震旦系灯影组岩相古地理与沉积模式

为指导四川盆地安岳古老碳酸盐岩特大型气田有利储集相带的展布预测,从构造和岩相古地理分析入手,结合野外露头剖面、钻井和地震资料,重建了该盆地震旦系灯影组岩相古地理及其沉积模式,取得了4项研究成果:①盆地及其周缘震旦纪处于伸展构造环境,强烈的伸展作用导致德阳-安岳台内裂陷的形成,其最终将四川盆地分隔成"两隆四凹"的古地理格局,"两隆"演化为台地,"四凹"演化成斜坡-盆地环境;②灯二期发育大陆边缘丘滩、裂陷边缘丘滩及台内丘滩等有利储集相带,裂陷边缘丘滩沿德阳-安岳裂陷两侧发育,呈U形分布,宽5 ~ 40 km、长约500 km,向西在什邡一带、向北在广元附近与大陆边缘台缘带相接;③灯四期继承了灯二期的岩相古地理特点,但由于德阳-安岳裂陷不断向南张裂,并最终贯穿盆地南北,裂陷边缘台缘带演化成东西2条,东部台缘带分布在广元-盐亭-安岳-泸州一带,南北向展布,长约450 km、宽4 ~ 50 km,西部台缘发育在都江堰-成都-威远-宜宾-马边一带,呈向东凸出的弧状分布,长约300 km、宽4 ~ 30 km;④建立了灯影组"双台缘"镶边台地沉积模式,指导了有利储集相带的展布预测。
天然气与能源革命-以川渝地区为例

为了充分认识和准确把握天然气在能源革命中的地位和作用,为科学制定天然气发展战略和推动能源革命提供决策参考,以在我国天然气工业中占有重要地位和具有代表性的川渝地区为研究对象,分析了天然气对中国能源革命的引领作用,指出了川渝地区天然气利用的主要方向。研究结果表明:①天然气发展空间巨大,将在我国第三次能源革命中扮演重要的角色;②我国天然气资源丰富,开发潜力巨大;③川渝地区天然气利用空间广阔,未来天然气除了作为城镇燃气之外,还有5个利用方向-以煤改气为主的工业燃料、交通运输、分布式能源、调峰发电、高端天然气化工原料等。结论认为:①天然气是化石能源中最清洁的能源、最优质的燃料,21世纪是天然气世纪,天然气将在我国第三次能源革命中发挥不可替代的作用;②川渝地区同时具备天然气和水电等可再生能源的双重优势,到2020年将再度成为我国最大的产气区,天然气年产量将超过550×10~8 m~3,到2030年,得益于页岩气的快速发展,该地区天然气年产量有望超过800×10~8 m~3;③川渝地区有可能成为我国第三次能源革命的引领者。
红壤侵蚀地不同人工恢复林对土壤总有机碳和活性有机碳的影响

土壤有机碳尤其是活性有机碳可快速反映土壤肥力和土壤质量的恢复程度。研究了南方红壤侵蚀地3种典型人工恢复林(马尾松与阔叶复层林(Pinus massoniana-broadleaved multiple layer forest (PB)) 、木荷与马尾松混交林(Schima superba-Pinus massoniana mixed forest (SP)) 、阔叶混交林(broad-leaved mixed forest (BF)))土壤(0-60 cm)总有机碳和不同活性有机碳的垂直分布特征及其差异。结果表明:不同恢复林分土壤总有机碳(SOC)含量和有机碳储量均表现为PB>SP>BF,均随土层深度的增加而逐渐降低;土壤表层有机碳富集系数为0.49-0.55,表明表层土壤具有较高的有机碳恢复水平和保持强度。不同林分土壤易氧化有机碳(ROC) 、水溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量变化范围为0.92-9.17 g /kg、535.89-800.46 mg /kg和27.24-261.31 mg /kg,且均随土层深度的增加而降低,土壤活性有机碳含量总体以BF较高。土壤活性有机碳分配比例以ROC/ SOC最高,DOC/SOC次之,MBC/SOC最低,且随土层深度的增加,ROC/SOC的值呈逐渐降低趋势,DOC/SOC的值却呈逐渐升高趋势,MBC/SOC(微生物熵)则变化规律不明显;不同林分间土壤活性有机碳分配比例以BF最高,表明阔叶混交林更有利于活性碳的积累。因此,对于红壤侵蚀地森林恢复初期,可适当密植和立体种植,以提高土壤碳储量和土壤肥力,并在马尾松等先锋树种林分中补植阔叶树种,以增加土壤活性有机碳含量,从而有利于退化生态系统土壤速效养分和土壤功能的快速恢复。
克拉通盆地构造分异对大油气田形成的控制作用-以四川盆地震旦系-三叠系为例

克拉通盆地是中国海相碳酸盐岩油气赋存的主体,但过去在古老克拉通盆地构造分异对海相碳酸盐岩油气田形成与分布的影响方面缺少系统的研究,导致碳酸盐岩油气勘探有利区带评价优选难度大。为此,基于多年来对四川盆地震旦系-三叠系原型盆地与岩相古地理的研究成果,遵循构造控制沉积及油气分布的思路,分析了克拉通盆地的构造分异型式及其对油气成藏要素与分布的控制作用。结果表明:①克拉通内裂陷控制了优质烃源岩及生烃中心,与侧翼台缘带优质储集体构成良好的源-储组合,近源成藏条件优越; ②克拉通内发育的差异剥蚀型、同沉积型、褶皱型3类古隆起及深大断裂,有利于碳酸盐岩规模储层的形成与分布;③多期、多类型构造分异的叠合区有利于形成大油气田。结论认为:四川盆地海相碳酸盐岩油气勘探潜力巨大,具有有利油气成藏条件的德阳-安岳裂陷东翼台缘带震旦系灯影组、川中古隆起斜坡区下寒武统龙王庙组、川中-川西地区中二叠统茅口组等是该盆地天然气勘探的新领域,值得重视。
森林转换对地表径流可溶性有机碳输出浓度和通量的影响

米槠次生林转换成米槠人工幼林和米槠人工促进天然更新幼林(以下简称"人促幼林")后,以这三种森林类型为研究对象,连续监测每次降雨后地表径流量及径流水中可溶性有机碳(DOC)的含量及通量,比较不同森林类型观测结果的差异,并分析降雨对实验结果的影响。结果表明:米槠人工幼林单次产流量是米槠次生林的1.5-19.0倍,观测期间总径流量为5.9倍;米槠人促幼林单次径流量和总径流量均与米槠次生林无显著差异(P>0.05) 。观测期间米槠次生林、人工幼林、人促幼林径流水DOC浓度值范围为5.9-18.4 mg /L,4.3-13.5 mg /L和3.2-9.9 mg /L,米槠次生林径流水浓度均值(12.6 mg /L)分别是米槠人促幼林(7.6 mg /L)和米槠人工幼林(5.3 mg /L)的1.6和2.4倍。回归分析表明,径流水中DOC浓度与降雨前土壤含水率呈显著相关;降雨前土壤含水率20.8%是一个临界值,含水率低于20.8%时,径流水DOC浓度与降雨前含水率呈显著正相关(P< 0.05);高于20.8%时,径流水DOC浓度与降雨前土壤含水率呈显著负相关(P<0.05) 。米槠人工幼林地表径流DOC输出通量是米槠次生林的0.7-5.4倍,观测期间总输出通量为2.1倍;米槠人促林DOC单次通量和观测期间总通量均与米槠次生林差异不显著(P>0.05) 。三种森林类型DOC输出通量均与降雨量呈显著相关(P<0.05) 。可见,米槠次生林转变成米槠人工幼林后DOC输出浓度降低,但径流量显著增加,导致DOC输出通量增加;而转变成米槠人促幼林后DOC输出浓度也降低,但径流量并未增加,因而并未增加DOC输出通量。
模拟增温和氮沉降对中亚热带杉木幼林土壤有效氮的影响

以中亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,设置埋设电缆以加热土壤增温(+5℃)结合模拟氮沉降的实验,施氮水平分别为对照(CT,0 kg hm~(-2) a~(-1)) 、施低氮(LN, 40 kg hm~(-2) a~(-1))和施高氮(HN, 80 kg hm~(-2) a~(-1)),用离子交换树脂袋法研究了土壤有效氮对模拟增温和施氮的短期响应。经过为期1a的研究,结果表明:土壤有效氮主要集中在夏冬季,而且硝态氮是土壤有效氮的主要存在形态;增温显著增加土壤有效氮含量(P<0.05),各月间的有效氮含量与气温和降雨量有关;总体来看,氮沉降显著增加土壤有效氮含量(P<0.05),而且随氮沉降水平的升高而增加。低氮处理下,大多数月份的土壤有效氮含量显著增加,高氮处理下,各月的有效氮含量均显著高于对照处理;增温×氮沉降在各月间均显著增加土壤有效氮含量(P<0.05),并随氮沉降水平的升高而增加。而且,两者的交互作用对有效氮的增幅显著大于任一单一因子的作用。说明增温和氮沉降两者的交互作用对土壤有效氮的影响具有叠加效应。因此,增温和氮沉降及其交互作用短期内都会显著增加土壤有效氮含量,为植物生长提供充足的养分。
土壤增温对杉木幼苗细根生理生态性质的影响

为了揭示我国最重要人工林树种杉木对全球变暖的地下响应及其适应性,通过在福建省三明市陈大国有林场设置杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗土壤增温实验(增温+5 ℃和不增温两个处理,各5个重复),用土钻法和内生长环法探讨土壤增温约1年后的杉木幼苗细根生物量和形态特征(比根长,SRL;比表面积,SRA),化学计量学特征(C、N、P)和代谢特征(包括呼吸和非结构性碳水化合物,NSC)的变化。结果表明:1)与对照相比,土壤增温处理0-1 mm细根生物量显著下降,1-2 mm细根生物量没有变化,细根形态亦未有显著变化; 2)土壤增温处理细根N浓度显著增加,细根P浓度没有显著变化,细根C/N显著降低而N/P显著增加; 3)土壤增温处理细根呼吸没有出现驯化现象,细根NSC显著下降。可见,土壤增温改变了杉木细根生物量分配格局,并引起一定的营养失衡和代谢失衡现象,从而对杉木生长和生产力产生影响。
氮、磷养分有效性对森林凋落物分解的影响研究进展

通过对相关研究文献的综述结果表明,氮(N)和磷(P)是构成蛋白质和遗传物质的两种重要组成元素,限制森林生产力和其他生态系统过程,对凋落物分解产生深刻影响。大量的凋落物分解试验发现在土壤N有效性较低的温带和北方森林,凋落物分解速率常与底物初始N浓度、木质素/N比等有很好的相关关系,也受外源N输入的影响;而在土壤高度风化的热带亚热带森林生态系统中,P可能是比N更为重要的分解限制因子。然而控制试验表明,N、P添加对凋落物分解速率的影响并不一致,既有促进效应也有抑制效应。为了深入揭示N、P养分有效性对凋落物分解的调控机制,"底物的C、N化学计量学"假说、 "微生物的N开采"假说以及养分平衡的理论都常被用于解释凋落物分解速率的变化。由于微生物分解者具有较为稳定的C、 N、P等养分需求比例,在不同的养分供应的周围环境中会体现出不同的活性,某种最缺乏的养分可能就是分解的最重要限制因子。未来的凋落物分解研究,应延长实验时间、加强室内和野外不同条件下的N、P等养分添加控制试验,探讨驱动分解进程的微生物群落结构和酶活性的变化。
天宝岩长苞铁杉林倒木接触处土壤酶活性变化及其环境效应

倒木是森林生态系统中重要的结构性和功能性成分,但分解过程十分缓慢,目前有关土壤生物学特性对其分解影响机制的研究甚少。通过分析环境因子对选择天宝岩国家级自然保护区长苞铁杉林内倒木接触处土壤酶活性的影响,探讨酶活性对倒木分解机制、土壤进程的影响及特定酶活性的时空分布格局。研究结果表明:天宝岩长苞铁杉林内倒木接触处土壤酶活性的变异系数属中高等变异程度,纤维素分解酶活性受环境影响最大,蛋白酶受影响最小;倒木的覆盖有利于提高土壤酶活性,尤其是显著地提高了纤维素酶活性,蛋白酶及脲酶活性随腐烂等级升高而降低,纤维酶活性呈升高趋势;在所有环境因子中,土壤基质环境对土壤酶活性的解释量最大,表明化学基质环境对土壤酶活性的影响不容忽视,土壤酶活性随土壤SOC、TN含量的增加而升高,随海拔升高而降低,越往南坡,土壤酶活性越高。研究揭示倒木分解与土壤酶活性之间相互促进、相互制约,倒木的存在对驱动森林生态系统的碳循环有重要意义。
磷添加对中亚热带米槠和杉木细根分解及其酶活性的影响

为深入探讨磷(P)有效性对中亚热带地区林木细根分解及其胞外酶活性的影响,选取福建省三明格氏栲自然保护区内米槠天然林为分解的实验样地,采用网袋法以该区域较为典型且底物P含量有显著差异的米槠和杉木细根为研究对象,进行P添加试验。各施P水平分别为高磷(HP, 360 kg P hm~(-2) a~(-1)) 、中磷(MP, 240 kg P hm~(-2) a~(-1)) 、低磷(LP, 120 kg P hm~(-2) a~(-1))和对照(CT,0 kg P hm~(-2) a~(-1)) 。结果显示:在2 a分解期内,米槠细根分解快于杉木细根,呈先快后慢的变化趋势; P添加提高了细根的分解速率,对分解起促进作用,且对P含量较低的杉木细根促进作用更强,但未随施P水平的提高分解呈加速的现象。总体上,米槠细根分解各种酶活性及总的累积酶活性均显著高于杉木细根;主要降解纤维素的水解酶活性呈先升后降,主要降解木质素的氧化酶活性呈增长趋势; P添加降低了酸性磷酸酶(AP)活性,而提高了β-葡萄糖苷酶(βG) 、纤维素水解酶(CBH) 、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG) 、酚氧化酶(PhOx)和过氧化物酶(PerOx)活性;回归分析显示细根的分解速率与水解酶呈显著的二次函数关系,与氧化酶呈显著的指数关系。研究表明,P是影响中亚带林木细根分解的主要因素之一,分解过程中酶活性的变化可用于解释细根的分解速率。对土壤P有效性低的中亚热带地区林木细根分解的机理探讨,有助于进一步了解森林生态系统的养分循环并为森林经营提供决策参考。
雨滴谱谱形参数对梅雨降水模拟能力的影响

实际观测表明雨滴谱的谱形参数(μ_r)具有显著的时空分布特征,而微物理参数化方案中往往将其设定为常数。基于WRF 3.5.1模式中的Milbrandt 2-mon(MY)双参数方案,针对四次典型的江淮梅雨降水过程,利用江淮梅雨的实际雨滴谱观测资料结果,分析MY方案中诊断雨滴谱谱形参数的处理方法对梅雨降水模拟效果的影响。结果表明:利用雨滴谱斜率诊断μ_r的处理方式对梅雨降水的系统性偏差有一定的改善能力,对降水落区分布的局地性特征能够发挥一定的修正作用。较强降水对μ_r的完善表现出更显著的改善倾向。耦合经验公式后,μ_r总体增加,对流层中低层的μ_r随降水强度增加而降低。与μ_r直接相关的雨滴质量加权末速度的增加和雨水含水量的减小是改进试验中降水变化的直接原因。环境场的水汽与动力条件的改变是降水变化的重要间接原因,云物质的响应变化以及降水位置强度的宏观特征演变与此密切相关。强弱降水的改善程度的差异主要源于各自物理量场的响应特征的不同。强降水的暖云云物质特征变化趋势虽与弱降水时一致,但变化幅度等差异显著。弱降水时,物理量场对μ_r的响应特征表现出较为一致的变化趋势和一定的线性特征;而强降水条件下,云物理过程以及同环境条件之间的反馈作用更加复杂,冰云和环境场的响应特征往往没有显著规律可循。
国家级强对流天气分类预报检验分析

预报产品的客观检验是记录、考量各种预报业务质量,促进预报水平提高的重要手段,也是整个天气预报过程中的重要环节。本文采用"点对面"Threat Score(TS)、漏报率、空报率等客观指标首次对2010-2015年4-9月国家级强对流天气预报中雷暴、短时强降雨以及雷暴大风和冰雹等分类预报进行了检验。同时,本文也对强对流天气落区分类预报客观检验存在的问题以及未来发展进行了讨论。检验结果表明:过去6年间,6~24 h时效预报,雷暴TS评分为0.22~0.34,短时强降水为0.18~0.24,雷暴大风和冰雹为0.01~0.07;48、72 h时效预报,雷暴TS评分为0.30~0.40,强对流天气TS评分为0.16~0.23,除雷暴预报TS评分在2012-2013年有所回落外,其他类别的强对流天气预报总体上TS评分呈上升趋势,雷暴大风和冰雹预报评分明显低于其他两个类别。雷暴空报率是漏报率的2~3倍,短时强降水漏报率与空报率接近,雷暴大风和冰雹天气漏报率和空报率都在0.8以上。与美国风暴预报中心(SPC)2000-2010年定期发布的1 d对流展望产品检验结果比较,强天气预报中心雷暴和短时强降水落区预报TS评分较高,雷暴大风和冰雹评分较低。典型个例预报检验结果表明,系统性大范围的风雹天气可预报性较强,评分要显著高于平均预报水平;对于非过程性的、分散的风雹天气,预报难度大,TS评分低。
加工型辣椒品种对细菌性叶斑病的抗性鉴定

由黄褐假单胞Pseudomonas fulva侵染引起的辣椒细菌性叶斑病是近期在新疆北疆加工辣椒生产区发现的一种新病害。为评估辣椒品种对细菌性叶斑病的抗性水平,采用苗期人工接种结合田间调查,鉴定了生产中13个主栽辣椒品种对细菌性叶斑病的抗性。结果表明,供试材料对细菌性叶斑病均无免疫性,但不同辣椒品种对辣椒叶斑病抗性差异较大,'改良佳线1号'和'丰力红冠'为抗病品种;'佳线4号'、'新丰6号'、'秦椒王'、'陕早红'、'宝丰2号'为耐病品种;'红安6号'、'朝天椒'为感病品种,高感品种为'金塔'、'铁皮椒'、'红龙13'和'超级韩国甜椒'。研究结果为辣椒的抗病育种和病害防治提供了基础。
不同杀菌剂对小麦纹枯病和赤霉病的防治效果

为明确不同杀菌剂对小麦纹枯病、赤霉病的防治效果,在大田条件下以'开麦21'为试验材料研究了12种杀菌剂对小麦纹枯病、11种杀菌剂对赤霉病的防治效果及对小麦产量的影响。结果表明:30%己唑醇悬浮剂76.5 g/hm~2、75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂168.75 g/hm~2处理对小麦纹枯病的防效较好,拔节期病指防效(乳熟期枯白穗防效)分别为62.77%(56.21%)和60.58%(53.45%),小麦产量较对照分别增加27.65%和21.30%;48%氰烯·戊唑醇悬浮剂432 g/hm~2、25%氰烯菌酯悬浮剂750 g/hm~2处理对小麦赤霉病的防效较好,病指防效(病穗防效)分别为70.78%(56.57%)和68.84%(46.86%),小麦产量较对照分别增加25.44%和24.40%。综合分析,以上药剂可做田间大面积推广应用。
山东烟台地区发生番茄斑萎病毒病危害

番茄斑萎病毒Tomato spotted wilt virus (TSWV)是我国进境植物检疫性有害生物,近年来相继在国内一些省份发现。利用TSWV的通用引物NF302/NR575对从山东烟台地区收集的15份疑似感染番茄斑萎病毒病的番茄样品进行检测;进一步对特异引物TSWV-NF2037/TSWV-NR2825扩增的TSWV的N基因序列克隆、测序,并对N基因片段编码氨基酸进行遗传距离及系统发育分析。结果表明,15份疑似样品中有4个样品扩增得到TSWV病毒片段;基于N基因序列分析发现,山东TSWV番茄分离物与云南TSWV番茄分离物(AEI70836.1)的遗传距离最近,为0.8%,且与云南TSWV番茄分离物聚为一支。这是山东地区首次利用分子标记证实番茄斑萎病毒病的危害。
虫草素对ob/ob小鼠非酒精性脂肪肝的改善作用及机制研究

探讨虫草素对ob/ob小鼠非酒精性脂肪肝的改善作用及保护机制。将12周龄的雄性B6.V-Lep~(ob)/Lep~(ob)小鼠,按照血糖和体重分层后随机分为5组,并以C57BL/6J小鼠为对照组。每周监测一次体重和摄食,在给药2周和4周时,眼眶静脉取血测定血清中的各项生化指标,在给药5周时,进行胰岛素耐量实验,在给药7周后取肝脏组织对甘油三酯、胆固醇及炎症因子含量进行检测,并进行苏木精-伊红染色和油红O染色;提取肝组织的总RNA,采用实时定量PCR技术分析与脂质合成和炎症相关基因的表达。结果显示,虫草素可以有效降低ob/ob小鼠血脂水平,改善肝功能,明显降低肝脏组织脂质含量和炎症因子水平,而对胰岛素抵抗未见改善作用。实时定量PCR结果表明,虫草素可显著降低ob/ob小鼠肝脏组织中与脂质合成及炎症相关mRNA的表达。结果提示,虫草素对ob/ob小鼠非酒精性脂肪肝具有改善作用,其作用机制可能与下调脂质合成和炎症相关基因表达有关。
Al_2O_3掺杂ZnO基高选择性丙酮气体传感器

采用溶胶-凝胶法,制得Al_2O_3掺杂质量分数分别为0、2.96%、4.96%、6.96%的纳米Al_2O_3-ZnO粉体,样品经700 ℃退火后对其物相及表面形貌进行表征,测试了不同Al_2O_3掺杂量Al_2O_3-ZnO样品的气敏特性,研究了结晶粒径、掺杂浓度、工作温度等对元件气敏特性的影响;通过对元件进行控温控湿老化实验,研究了老化温度、相对湿度对元件稳定性的影响;并根据气体吸附、脱附模型与半导体能带理论,对气敏机理进行了进一步的讨论。结果表明:Al_2O_3-ZnO对丙酮表现出良好的选择性和稳定性,掺杂为4.96%的Al_2O_3-ZnO,经700 ℃退火后,在64 ℃的低温下,对含量为100×10~(–6)丙酮的灵敏度为29.24,响应时间和恢复时间均为2 s;丙酮含量低至10×10~(–6)时,灵敏度为3.23,响应、恢复时间分别为4 s、7 s。
自模板法制备镍掺杂的锰酸锂纳米棒及其电化学性能

采用自模板法制备了Ni掺杂的锰酸锂纳米棒,利用X射线衍射、扫描电子显微镜表征其结构和形貌,并对其电化学充放性能进行了分析。结果表明,当Ni掺杂量x=0.1时所获得的产物LiNi_(0.1)Mn_(1.9)O_4的容量保持率较好,且具有较好的高温大倍率循环性能。在50 ℃以3C倍率循环500周后,LiNi_(0.1)Mn_(1.9)O_4纳米棒容量保持率达70%,而未掺杂的LiMn_2O_4纳米棒仅能保持33%。