mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
粘着剑菌溶藻效能与溶藻过程藻胞内物质释放

粘着剑菌菌株r23(Ensifer adhaerens)是从微囊藻水体中筛选出的溶藻菌。文章研究了不同温度和投加方式下r23溶解铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的效果,以及不同投加方式下胞内外藻毒素-LR(MC-LR)的变化和胞内有机物质的释放。结果显示, r23菌液的EC_(50,72 h)是2.04×10~6 CFU/mL,能够在温度低至15 ℃时仍有95%的溶藻效果。在没有培养基条件下,菌体细胞不具有溶藻能力,菌液上清液能够实现70%的溶藻效果。菌液5%(V/V)的投加剂量会刺激藻细胞产生更多MC-LR,总MC-LR达到256.7 mg/L,高于对照样的232.1 mg/L,而10%和20%的投加剂量会抑制MC-LR产生,总MC-LR浓度在溶藻30 d后会降至36.8 mg/L和12.24 mg/L。三维荧光测定结果显示,菌液的投入以及藻细胞的死亡会导致水溶液中类蛋白质物质(λ_(Ex) /λ_(Em) =280 nm/350 nm;λ_(Ex) /λ_(Em) =230 nm/330 nm)含量增加,而类腐殖质物质(λ_(Ex) /λ_(Em) =340 nm/430 nm)变化不大。
近断层多脉冲地震动作用下斜拉桥地震响应特征分析

为确定近断层多脉冲地震动的水平最强能量方向对大跨斜拉桥地震响应的影响,以港珠澳大桥青州航道桥(主跨458 m双塔双索面钢箱梁斜拉桥)为背景,采用LS-DYNA程序建立全桥有限元模型,将利用多脉冲小波分析方法提取的地震动(PS类,对应水平脉冲能量最大方向上的地震动)和相应的原始记录地震动(RS类,对应地震动2个水平分量中峰值加速度较大的分量)分别沿顺桥向输入,分析桥塔、桥墩、斜拉索的位移和内力响应特征。结果表明:PS类地震动作用下,该桥塔顶纵向位移和墩顶纵向位移特征值比RS类地震动作用下分别提高35%、23.53%,塔底横向弯矩、墩底横向弯矩、墩底纵向剪力特征值比RS类地震动作用下分别增大6.92%、5.79%、14.16%;2类地震动作用下,塔底纵向剪力和斜拉索索力特征值相差不大。
食品配料米糠的研究进展

米糠营养丰富且资源充足,但由于氧化酸败、外源性污染、口感差等突出问题的限制,大部分米糠只能作为动物饲料或废料丢弃。米糠经加工处理后可作为食品配料添加到焙烤食品、饮料、糕点、饼干等大宗食品中。本文对米糠配料在食品中应用情况、配料存在的问题以及解决的技术措施进行了综述,提出了目前技术中尚存的不足之处,并对其在食品工业中的应用前景进行了展望。
油橄榄叶提取物橄榄苦苷的酶法水解产物及其抗氧化能力的研究

评价了木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、β-葡萄糖苷酶(A. niger)、β-葡萄糖苷酶(来自杏仁)、半纤维素酶(A. niger)、纤维素酶等7种酶对橄榄苦苷水解程度、水解产物(橄榄苦苷元、烙醇苷元、去(羧基甲基)橄榄苦苷元、去(羧基甲基)烙醇苷元、羟基酪醇)的影响,采用三价铁离子还原法、DPPH ·体系对油橄榄叶提取物及其水解产物抗氧化活性进行研究,以VC、BHT、橄榄苦苷、羟基酪醇(对照品)等为对照。结果表明:酶法辅助提取和水解处理可以显著提高产品中橄榄苦苷元、烙醇苷元、去(羧基甲基)橄榄苦苷元、去(羧基甲基)烙醇苷元、羟基酪醇的含量,其中,β -葡萄糖苷酶(A. niger)水解效果最佳。此外,经过酶水解后油橄榄叶提取物水解液(A. niger)的还原能力明显高于VC(2.12倍)和BHT(5.95倍),其清除DPPH ·的能力也高于VC (1.29倍)和BHT(3.38倍)。结论为油橄榄叶提取物酶解制备特定水解产物的工业化生产提供参考。
青稞萌动过程中β-葡聚糖、γ-氨基丁酸和多酚的含量研究

研究青稞中β-葡聚糖、γ-氨基丁酸和多酚三种活性物质的含量随萌动温度和时间的变化。以康青7号、独立花、紫青稞、藏青25号和西藏2000五个青稞品种做萌动实验,分别采用葡萄糖氧化酶-过氧化酶法(Glucose oxidase/peroxidase method,GOPOD)、高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)、福林酚法检测不同萌动温度和时间条件青稞中的β-葡聚糖、γ-氨基丁酸和多酚含量。结果表明,三类物质在不同品种内随萌动时间的变化趋势不完全相同,三者的变化无显著性相关;β-葡聚糖含量在青稞萌动后下降,γ-氨基丁酸萌动后增加,多酚含量在不同品种中有不同的变化。萌动前,三类物质在藏青25号中的含量最高;萌动后,与相同萌动时间段的其他品种相比,β-葡聚糖在藏青25号中的含量最高,γ-氨基丁酸在藏青25号和西藏2000中的含量较高,多酚在康青7号中含量较高;萌动温度为22 ℃时,康青7号87 h、西藏2000萌动27 h,紫青稞和藏青25号萌动39 h,可以得到四种萌动青稞中三类物质较佳含量;而独立花青稞不适合做萌动处理。
基于部首和音位的情感词汇表示模型

文本情感分析是自然语言处理的热点问题之一,而词汇是情感分析的基础。汉字通过声音和形状表达意义,该文综合考虑词汇中每个字的部首和音位等信息,构建了一个情感词汇分类模型。在模型中,将词汇的字、部首和音位三种信息向量化,与原始词汇向量融合,生成新的情感词汇表示,最后采用前馈神经网络和卷积神经网络对情感词汇的极性进行分类。实验结果表明,三种细粒度特征都能有效地提高情感词汇的分类效果,并且该文在COAE评测的语料上验证了模型的有效性。
油菜精量直播机播种监测系统传感装置改进及通信设计

针对油菜播种作业质量实时监测、播种量计量的问题,设计了油菜精量直播机播种监测系统。该监测系统由多路油菜种子流传感装置和油菜播种监测显示终端装置组成,油菜种子流传感装置安装于油菜精量排种器下方输种管道上,利用MSP430单片机系统的时间捕获中断程序及定时计数程序实时记录油菜种子流的排种时间间隔序列、排种频率、排种总量并根据国家标准计算获得漏播指数、合格指数,采用“多对一”传输方式无线发送至油菜播种监测显示终端装置。监测显示终端实时显示多路播量信息、排种性能指标信息以及每一路的排种频率曲线。设计了应答模式的轮询数据通信协议实现监测系统在数据传输过程中的可靠性、容错性、准确性。播种监测系统台架试验及田间试验结果表明:该播种监测系统工作稳定可靠,播种质量监测准确率达96%以上,在田间较空旷场地传输距离达60 m,满足播种监测的需要,并为油菜播种状态图的生成提供了技术支撑。
不同结构滴灌双向流道灌水器抗堵性能对比试验

该文开展滴灌双向流道抗堵性能研究,以提高灌水器对含沙率较高的地表水源的适应性。试验浑水含沙率为30 g/L,经20次浑水试验,设置3种结构参数不同的双向流道灌水器(1#,2#,3#),并对比迷宫式流道灌水器的水力性能和抗堵性能。结果表明:1#、2#、3#双向流道浑水流量分别为清水流量的77.44%,83.35%,85.43%,而迷宫式流道在12次试验后完全堵塞。双向流道灌水器与迷宫式流道灌水器的水力性能及抗堵性能差异显著,且双向流道的水力性能及抗堵性能均优于迷宫式流道;双向流道水力性能越好,抗堵性能越差;流道形式及结构参数是影响灌水器水力性能及抗堵性能的重要因素。试验结束后,观测流道泥沙沉积情况,发现泥沙沉积程度由前段(进口)到后段(出口)逐渐减少;采用电子显微镜分别获取流道前段、中段和后段沉积泥沙样品扫描图像,利用Image Pro Plus 6.0软件分析沉积泥沙样品的粒径组成,发现沿流道方向,粒径>0.03 mm的泥沙颗粒质量分数逐渐减小,粒径<0.005 mm的泥沙颗粒质量分数呈先减小后增加的趋势;流道沉积泥沙中粒径<0.03 mm的颗粒质量分数占92.23%~97.89%,此粒径范围的泥沙颗粒更易在双向流道内沉积,引起堵塞。
深翻结合心土与不同改土物料混合改良白浆土的效果

该研究通过设置心土混拌配施改土物料区和浅翻深松区进行小区对比试验,调查心土混拌配施不同改土物料对白浆土心土理化性质的改良效果,进而进一步拓宽白浆土心土改良途径。试验共设置浅翻深松区(CK);心土混合区(SML);秸秆+心土混合区(S+SML);秸秆+心土混合区+磷肥(S+SML+P),秸秆+心土混合区+石灰(S+SML+L);秸秆+心土混合区+石灰+磷肥(S+SML+L+P)6个处理。研究结果表明:1)与浅翻深松(CK)相比,深翻结合心土与不同改土物料混合能够改善心土层土壤物理性质,20~40 cm土层土壤含水率提高幅度为2.11~6.11个百分点;硬度降低40%~50%,且没有出现峰值;提高土壤通透性,改善土壤三相比值,固相降低幅度为8.5~9.97个百分点,液相增加幅度为2.82~5.41个百分点,气相增加幅度为3.89~6.65个百分点,容重下降幅度为10.13%~17.09 %。2)提高心土层养分含量,碱解氮提高82.75%~121.63%,有效磷提高190.91%~681.82%,特别是添加磷肥处理变化明显,是对照处理6.5~ 6.8倍,速效钾提高20.7%~40.74%。有机质提高157.14%~185.71%。缓解土壤酸性,加石灰处理pH值提高0.45~0.47个单位。提高土壤全量养分,全氮提高45.76%~52.54%,全磷提高108.14%~144.19%,全钾提高8.10%~26.34%。3)连续两年提高作物产量。与对照区相比,第1年大豆增产13.42%~24.46%,第2年玉米增产13.43%~19.17%,一次改土后效时间长,增产效果显著。研究结果认为,心土混合配施秸秆、石灰和磷肥是白浆土区比较理想的心土改良技术,可为白浆土及其同类低产土壤改良及作物增产提供技术支撑。
世界耕地休耕时空配置的实践及研究进展

该文立足于探索中国耕地休耕时空配置的关键问题,沿着“典型国家及地区实践→理论成果提炼→关键问题探讨”的逻辑思路,从地理学、农学、土地科学和管理学等多学科视角,采用文献法、对比法、归纳法和实地调查法,对耕地休耕时空配置进行了研究,得到以下主要结论:1)典型国家及地区的耕地休耕时空配置主要有4种类型:目标导向型时空配置、执行方式导向型时空配置、多条件约束导向型时空配置和技术导向型时空配置。2)耕地休耕时空配置的内涵本质就是实现对休耕地“定位、定量、定时”的宏观调控,主要包括了休耕目标、休耕空间(休耕区域和休耕规模)布局和休耕时间(休耕时序和休耕时长)安排;耕地休耕时空配置过程为“休耕目标→约束条件→空间布局→时间安排”,各个环节之间又相互联系,其中,约束条件主要包括粮食市场、粮食安全、生态安全、耕地质量和社会经济。3)中国耕地休耕时空配置需解决的2个关键问题是不同空间尺度的耕地休耕空间布局和不同区域的耕地休耕时间安排,而构建综合模型或评价指标体系和划分评价等级标准是解决这2个关键问题的难点和重点。
基于灰度关联-岭回归的荒漠土壤有机质含量高光谱估算

为改善高光谱技术对荒漠土壤有机质的估测效果,该文采集了以色列Seder Boker地区的荒漠土壤,经预处理、理化分析后将土样分为砂质土和黏壤土2类,再通过光谱采集、处理得到6种光谱指标:反射率(reflectivity, REF)、倒数之对数变换(inverse-log reflectance,LR)、去包络线处理(continuum removal,CR)、标准正态变量变换(standard normal variable reflectance,SNV)、一阶微分变换(first order differential reflectance,FDR)和二阶微分变换(second order differential reflectance,SDR)。通过灰度关联(gray correlation,GC)法确定SNV、FDR、SDR为敏感光谱指标,采用偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)法和岭回归(ridge regression,RR)法,构建基于敏感光谱指标的土壤有机质高光谱反演模型,并对模型精度进行比较。结果表明:砂质土有机质含量的反演效果要优于黏壤土;基于SNV指标建立的模型决定系数R~2和相对分析误差RPD均为最高、均方根误差RMSE最低,所以SNV是土壤有机质的最佳光谱反演指标;对SNV-PLSR模型和SNV-RR模型综合比较得出,SNV-RR模型仅用全谱4%左右的波段建模,实现了更为理想的反演效果:其中,对砂质土有机质的预测能力极强(R_p~2为0.866,RMSE为0.610 g/kg、RPD为2.72),对黏壤土有机质的预测能力很好(R_p~2为0.863,RMSE为0.898 g/kg、RPD为2.37)。荒漠土壤有机质GC-SNV-RR反演模型的建立为高光谱模型的优化、土壤有机质的快速测定提供了一种新的途径。
基于多特征融合和深度置信网络的稻田苗期杂草识别

杂草的准确识别是田间杂草精准防控管理的前提,机器视觉技术是实现杂草准确识别的有效手段。该文以水稻苗期杂草为研究对象,采集稻田自然背景下和不同光照条件下的6种杂草图像共928幅,包括空心莲子草、丁香蓼、鳢肠、野慈姑、稗草和千金子。采用1.1G-R颜色因子将杂草RGB图像进行灰度化,选择自动阈值自动分割得到杂草前景二值图像,通过腐蚀膨胀形态学操作进行叶片内部孔洞填充,应用面积滤波去除其他干扰目标,最后将杂草二值图像与RGB图像进行掩膜运算得到去除背景的杂草图像;提取杂草图像的颜色特征、形状特征和纹理特征共101维特征,并对其进行归一化处理。在双隐含层和单隐含层的深度置信网络(deep belief networks,DBN)结构基础上,对DBN隐含层节点数选择方法进行研究。针对双隐含层DBN节点数,选择恒值型、升值型和降值型3种节点组合方式进行优化研究,当网络结构为101-210-55-6时杂草识别率为83.55%;通过对单隐含层节点参数优化得到网络结构为101-200-6时杂草识别率达到91.13%。以同一测试样本的运行时间值作为模型的测试时间对3种不同模型进行耗时测试,SVM模型、BP模型和DBN模型测试结果分别为0.029 7、0.030 6和0.034 1 s,试验结果表明基于多特征融合的DBN模型的识别精度最高,且耗时较其他2种模型相差不大,可满足实时检测的速度要求,所以在实际应用中应优先选择基于多特征融合的DBN模型。该研究可为稻田杂草识别与药剂选择性喷施提供参考。
气力式1JH-2型秸秆深埋还田机设计与试验

针对东北黑土区合理耕层构建秸秆深埋还田的技术要求,实现虚实并存合理耕层结构,研制了气力式1JH-2型秸秆深埋还田机,能够一次完成破茬、秸秆捡拾粉碎、开沟碎土、行间深松、秸秆深埋、覆土镇压等功能。机具主要由传动系统、破茬装置、捡拾粉碎装置、气力输送装置、开沟装置、覆土装置、镇压装置等组成。其关键部件是气力输送装置,应用离散元气固耦合数值模拟法对秸秆在气力气力输送装置中不同转速下的运动过程进行了数值模拟研究,得到了秸秆和气流输送气固耦合的运动规律。正交试验结果表明,机具运行最优参数组合为开沟装置转速215 r/min,风机转速1 850 r/min,机具作业速度3.0 km/h。田间试验表明,在最优参数组合条件下,秸秆深埋率为94%,秸秆粉碎合格率为94.2%,碎土率为95.4%,满足了东北黑土区秸秆深埋还田技术指标要求,为秸秆深埋还田机的改制和评价提供参考。
基于裸土期多时相遥感影像特征及最大似然法的土壤分类

运用单时相遥感数据进行土壤分类及制图,其数据本身易受到其他因素干扰而出现误差,存在一定的局限性,导致制图精度不高。为了提高制图精度,以松嫩平原林甸县为研究区,利用裸土时期多时相Landsat 8遥感影像、DEM数据和全国第二次土壤普查数据,从所有单时相遥感影像中提取出多种分类特征,按照分类特征类型进行压缩处理,得到新的多时相分类特征,将不同分类特征进行组合并分别进行最大似然法分类,得到不同分类特征组合下的土壤类型图,通过不同土壤类型图精度来判断各分类特征对于制图的影响。研究表明,该文所提取的分类特征均可以实现土壤制图,使用压缩处理后得到的多时相遥感数据分类特征完成制图的精度更高,总体精度达到91.0%,研究可为土壤精细制图提供依据。
土地整治对耕地细碎化影响评价指标适用性分析

为分析土地整治对耕地细碎化影响评价的指标适用性,综合现有研究成果,采用土地利用数据和村域土地权属信息,基于景观指数视角选择27项评价指标,分析了不同数据来源、数据类型和粒度水平下土地整治前后的耕地细碎化状况,探讨了可有效表征项目区耕地细碎化变化的景观指标。研究结果如下:1)受基础数据类型、分析方法选择及空间格网粒度等因素的影响,项目区尺度下耕地细碎化的评价结果存在较大差异;2)基于矢量的景观指数对耕地细碎化的表征能力较强,但考虑到评价指标的全面性,仍需结合栅格数据计算,在项目区尺度粒度以10 m为宜;3)常用的景观指标应用于耕地细碎化评价存在内涵重复、方法依赖、粒度敏感和结果歧义等问题,可有效表征耕地细碎化程度的景观指标包括斑块个数(number of patches, NP)、平均斑块面积(mean patch size, MPS)、边界密度(edge density, ED)、斑块密度(patch density, PD)、斑块面积变异系数(patch size coefficient of variation, PSCOV)和香农均匀度指数(Shannon's evenness index, SHEI)共6项;4)土地整治对耕地细碎化程度改善效果明显,表示地块数量、形状不规则程度的指标有所降低,NP、PD和ED分别降低了997、0.16和141.73;而表示地块规模和空间分布均衡性的指标有所增加,MPS、PSCOV和SHEI分别增加了0.118 hm~2、23.56和0.004。因此,在进行耕地细碎化景观指数评价时应注重基础数据的选择,筛选适宜指标,确定合理粒度。
宽谱带转光棚膜力学与光学特性及其提高番茄产量和品质

为探索添加VTR-660转光剂后涂覆型棚膜的力学特性、光学特性及日光温室覆盖该转光膜对番茄产量和果实品质的影响。该研究采用了荧光光度计、红外光谱仪和双光束紫外可见光分光光度计对试样棚膜"传统内添加EVA消雾无滴棚膜"(F1,对照)、"涂覆型持久流滴耐老化消雾无滴棚膜"(F2)和"添加了VTR-660转光剂后涂覆型宽谱带紫外转红棚膜"(F3)的光学特性进行分析;参照国家标准测定了试样棚膜的力学特性(厚度、拉伸强度、断裂伸长率和直角撕裂强度);并对覆盖不同试样棚膜日光温室内的温光环境(光照强度、气温和地温)、番茄的生理和产量指标进行了测试。结果显示:与F1相比,F3纵向的拉伸强度和直角撕裂强度分别显著提高了30.72%和7.20%(P<0.05);在4 000~1 430,1 430~770和770~400 cm~(-1) 3个波段下的红外线透过率积分面积分别显著提高13.69%,61.78%和41.83%(P<0.05);紫外吸光度显著降低了49.21%(P<0.05);覆盖宽谱带紫转红棚膜日光温室(T3)番茄每公顷产量比覆盖传统内添加型EVA消雾无滴膜(T1)显著提高了25.71%(P<0.05),果实维生素C和番茄红素含量分别显著提高了11.11%和33.04%(P<0.05)。由此可知,添加VTR-660转光剂的宽谱带紫转红棚膜显著提高了红外线透过率,改善了日光温室内的温光环境,提高了番茄产量并改善了果实品质。
温度对茶发酵叶色泽及茶色素含量的影响

为探究温度对发酵外形、汤色指标和品质成分的影响,并获得快速判别发酵适度的指标,该文以福鼎大白茶品种鲜叶为原料,设置25、30、35、40 ℃等4个发酵温度,首次检测在制品外形L值(亮度)、a值(红度)、b值(黄度)和△E值(总色差),汤色LC值(总汤色值)、LL值(汤色透亮度)、La值(汤色红度)和Lb值(汤色黄度)等色泽属性,以及TFs(茶黄素)、TRs(茶红素)和TBs(茶褐素)等品质成分的动态变化,建立3类指标的相关性。结果表明,发酵的进行会导致外形色泽L值、b值的下降,a值的增加,汤色LC值、La值和Lb值的先升后降,LL值的下降,各色泽属性的剧变期均发生在前90 min;不同温度比较,低温(25或30 ℃)有利于外形亮度L值、外形黄度b值、总汤色LC值、汤色黄度Lb值和汤色红度La的值的稳定,高温(35 ℃)有利于外形红度a值和汤色透亮度LL值的增加。品质成分TFs和TRs均呈先增后降的趋势,然茶红素峰值点出现时间晚于茶黄素,整体上以25 ℃发酵有利于TFs的形成和累积,而30 ℃发酵有利于TRs累积。相关性分析表明,TFs和TRs均与TFRB(茶黄素和茶红素之和与茶褐素的比值)呈极显著正相关,TFRB值较TFR值(茶红素与茶黄素的比值)更可有效代表茶黄素和茶红素在叶内的贡献表征;外形色泽属性与汤色色泽属性间呈极显著相关性,TFs与L值、b值、Lb值呈极显著正相关,与LC值、La值呈显著正相关, TRs仅与a值和Lb值呈显著正相关。通过线性回归分析获得了以LL值、Lb值和b值为变量的茶黄素回归模型,R~2达到0.804,结合回归模型和相关性结果可以看出外形黄度b值最为关键,可作为判断发酵适度和衡量茶黄素含量的关键指标。
基于变距光电传感器的小麦精播施肥一体机监测系统设计

为实现小麦精播施肥过程的实时监测,确保播种作业质量,该文设计了一种基于变距光电传感器的小麦精播施肥一体机监测系统。该监测系统以STM32单片机硬件系统为下位机,通过反射式光电传感器和旋转编码器分别获取种肥流动与种肥轴转动信息,判断精播机运行状态,并通过Modbus通讯协议将信息传输至MCGS触摸屏上位机人机交互界面实时显示。下位机排种监测电路仿真测试结果表明,放大电路对种管光电传感器检测距离的改变值为4~7 mm;上下位机通讯测试结果表明,数据传输内容准确率为100%;监测系统样机试验测试结果表明,故障报警准确率≥92.5%,种肥缺失、堵塞、泄漏响应时间分别≤0.2、≤0.3、≤0.3 s。该监测系统实现了对小麦精播施肥机作业的实时高精度监测,有助于提高小麦精播机作业质量。
基于耕作半径分析的山区农村居民点布局优化

该文以四川省西昌市为例,探讨了基于耕作半径分析的山区农村居民点布局优化方法。首先对西昌市高山陡坡区、低山缓坡区、河谷平原区农村居民点特征进行分析,而后借助GIS欧氏距离分析工具及网络分析模块来分析3个区域适宜的耕作半径,以及西昌市农村居民点向“>0.5、>1、>2、>3、>4、>5 hm~2”农村居民点聚集后耕作半径的变化,最后提出西昌市不同区域“合村并居”策略。研究结果表明:西昌市农村居民点破碎化程度高,微型与小型农村居民点数量占总数量的94.8%。河谷平原区、低山缓坡区、高山陡坡区适宜的耕作半径分别为3000~4000、750~950、550~750 m。河谷平原区农村居民点向大于3 hm~2农村居民点聚集后,可形成具有一定规模的村庄,并满足耕作半径要求;低山缓坡区部分农村居民点可向大于1 hm~2,且交通便捷的农村居民点集中,从而形成具有一定规模的农村居民点;高山陡坡区农村居民点就地迁并价值不高,除部分少数民族聚居点以外,其他农村居民点迁并工程应与退耕还林还草、异地扶贫搬迁、山地保护与修复等工程协同推进,逐渐向低山缓坡区与河谷平原区迁移。该方法可用于计算不同区域适宜的耕作半径,及不同合村并居情景对耕作半径的影响,从而提高合村并居规划的合理性。
葡萄园植保机器人路径规划算法

为提高植保机器人葡萄园作业在垄行识别和路径规划中的准确度和可靠性,该文提出了一种基于支持向量机(support vector machine,SVM)的多支持向量配比权重进行葡萄园垄行识别与农业机器人作业路径规划的算法。该算法利用Kalman滤波器对由激光雷达扫描获取的粗大实况果园数据信息进行预处理,校正数据中的噪声离群点,然后结合SVM,获得垄行环境中的分割超平面和分类边际线,最后根据样本点与分类边际线存在的几何间隔关系判别各点所占相对权重,获取垄线安全预估测位置并进行农业机器人作业导航线的规划拟合。通过对多个实际样本的试验与测试,拟合导航线与实际垄行中心线平均角度偏差为0.72°,相对植保机器人的平均距离偏差为4.22 mm。试验结果表明,该算法能够有效的识别与定位植保机器人所需导航线的位置,拟合的导航线满足葡萄园植保机器人准确作业的要求。
半自动压缩基质型西瓜钵苗移栽机设计与试验

针对目前使用压缩基质培育的钵苗无法使用现有移栽机械完成栽植工作的问题,模仿人工先打穴后放苗的移栽方式,设计了一种半自动压缩基质型钵苗移栽机,包含有间歇式打穴装置、持苗栽植装置和钵苗输送装置。通过单因素试验测得2组不同含水率的西瓜钵苗的钵体侧面与滑道的摩擦系数分别为0.755、0.634,并分析了2组钵体抗压载荷与压缩量之间的关系。根据西瓜种植农艺要求及西瓜钵苗外形尺寸,确定了打穴器及钵苗夹持机构的结构尺寸。按照已知运动规律对摆动机构进行优化设计,阐述了持苗栽植装置的工作过程,使用解析法对其进行了运动分析。试验结果表明,拖拉机保持2.1~2.6 km/h的速度前进时,该机作业的平均株距为98.6 cm,株距合格率为90.62%;倒伏率为21.9%,能够基本满足西瓜钵苗移栽的要求。该研究为半自动压缩基质型西瓜钵苗移栽机的设计提供了参考。
基于旋耕覆土的冬小麦基肥分层定深施用装置设计

针对中国黄淮海地区冬小麦主产区基肥的无序、过量施用和利用率低等问题,该文在基肥分层施用农艺研究基础上,基于旋耕机覆土原理,提出了土壤后覆盖方式下的冬小麦基肥精准分层定深投送方法,并设计了冬小麦基肥分层定深施用装置,该装置可一次完成旋耕、分层施肥和镇压作业。其中旋耕机构配备变速齿轮传动箱,可以进行高、中、低3种转速之间的转换,选用国标IT245型号旋耕刀,在刀辊上按对称螺旋线布置;肥料分层投送机构配深层和浅层排肥管,用于深层和浅层肥料的投送作业。在北京小汤山精准农业示范基地进行了装置的田间作业性能试验,结果显示:装置在120、150和180 mm的3种耕深作业工况下,耕深最大误差为5 mm,耕深稳定性系数最小为93.84%,满足旋耕机构的作业性能技术要求;设置浅层和深层肥料的目标施用深度分别为80和150 mm,实际肥料施用深度稳定性系数分别为92.38%和95.11%、合格率分别为83.33%和90%,满足旋耕施肥装置的作业性能指标要求。该研究可以为冬小麦基肥的机械化精准分层定深施用技术提供装备支撑。
基肥定深施用装置排肥口位置与施肥深度关系模型

针对中国黄淮海地区冬小麦基肥施用过程中化肥无序投送造成的过量施用、利用率低的问题,结合现有的冬小麦旋耕施肥作业的农艺特点,该研究提出一种基于旋耕覆土的基肥定深条施投送方法。通过对旋耕刀、后抛土块进行运动学分析,建立了基肥定深施用装置排肥口位置与施肥深度关系模型,搭建了旋耕施肥试验平台,设计了2组递进试验,应用该平台对建立的排肥口位置与施肥深度关系模型进行大田试验验证,在旋耕机构的结构参数和工作参数一定的情况下,根据建立的关系模型对排肥管的安装位置进行依次调整,试验设置80、100、120、140和160 mm共计5种肥料目标投送深度,然后对5种肥料目标投送深度下的肥料实际位置深度进行测量。试验结果表明,肥料的实际位置深度均值与对应目标投送深度的偏差最大值为9 mm,偏移率最大值为8.75%,肥料的实际投送位置深度和目标投送深度基本吻合。该研究可以为中国黄淮海地区冬小麦基肥的精准定深实施及其相关联合机具开发提供理论依据。
油菜秸秆和鸡粪比例及含固率对其发酵产甲烷特性的影响

基于低含固率粪秸厌氧发酵工艺存在的缺点和多原料共发酵的优势,以碳素和氮素含量互补的油菜秸秆和鸡粪为原料,采用批次中温((37±1) ℃)发酵工艺,研究了不同含固率和挥发性物质质量混合比对2种原料产甲烷效率的影响,并分析了产甲烷过程稳定性及动力学特性,以期为粪秸高效产甲烷提供优化工艺参数。结果表明,当油菜秸秆和鸡粪的混合比为90∶10、85∶15和80∶20时,物料产甲烷效率均具有显著的协同效应,其中混合比为90∶10的物料产甲烷效率最高(288.7 mL/g),分别比纯鸡粪和纯油菜秸秆高16.1%和30.4%;当TS≥15%时,不同混合比粪秸的物料甲烷产率和容积甲烷产率较TS≤10%时均显著降低;在TS=10%条件下,二者混合比例为90∶10的物料甲烷产率和容积甲烷产率均较高,分别为224.4 mL/g和0.50 mL/(mL·d);挥发性脂肪酸的大量积累和高浓度铵态氮分别是破坏高C/N和低C/N物料产甲烷稳定性的原因,VFA/TA和氨氮浓度是评价不同C/N物料产甲烷过程稳定性的重要指标。根据动力学特性结果,建议在粪秸高含固率连续产甲烷启动阶段,适宜的固体滞留时间设为14 d。上述结果为油菜秸秆和鸡粪混合发酵高效产甲烷及其发酵过程稳定性的控制具有指导意义。
不同雨型下反坡台阶减少红壤坡耕地氮磷流失的效果

为研究自然降雨条件下反坡台阶对坡耕地氮、磷流失的影响,该文基于滇中红壤坡耕地标准径流小区45场典型降雨观测资料,根据降雨量、最大30 min雨强和降雨侵蚀力,综合采用快速聚类和判别聚类,划分确定出A(高雨量、大雨强、高侵蚀力)、B(低雨量、小雨强、低侵蚀力)、C(中低雨量、中小雨强、中低侵蚀力)、D(中高雨量、中雨强、中高侵蚀力)4种降雨类型。研究发现,反坡台阶减流率和减沙率达到52.11%和71.30%,减沙率显著大于减流率(P<0.01);不同降雨类型下反坡台阶的减流率表现为:C雨型>B雨型>D雨型>A雨型,减沙率表现为:D雨型>A雨型>C雨型>B雨型,C雨型和B雨型下反坡台阶减流率显著高于D雨型和A雨型(P<0.05),减沙率则显著低于D雨型和A雨型(P<0.05)。反坡台阶对径流中总氮(WTN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)削减率分别达到68.10%、69.81%、50.14%,对径流中总磷(WTP)、溶解无机磷(DIP,dissolved inorganic phosphate)的削减率分别达到71.52%和72.77%,不同自然降雨类型下反坡台阶对径流中WTN、NO_3~--N、NH_4~+-N、WTP、DIP的削减率均呈现出随着雨量和雨强增大而降低的趋势。反坡台阶对泥沙中全氮(STN)、水解性氮(HN, hydrolyzable nitrogen)的削减率分别达到57.32%和54.22%,对泥沙中全磷(STP)、速效磷(AP)的削减率分别为67.38%和63.69%,不同自然降雨类型下反坡台阶对泥沙中STN、HN、STP、AP的削减率呈现出削减率随着雨量和雨强增大而提高的趋势。该研究可以深入地揭示反坡台阶控制坡耕地面源污染的机理,以及对于控制坡耕地氮磷流失的效果,为源头控制山区水土流失和农业面源污染提供理论支撑。
基于卷积神经网络的温室黄瓜病害识别系统

基于图像处理和深度学习技术,该研究构建了一个基于卷积神经网络的温室黄瓜病害识别系统。针对温室现场采集的黄瓜病害图像中含有较多光照不均匀和复杂背景等噪声的情况,采用了一种复合颜色特征(combinations of color features,CCF)及其检测方法,通过将该颜色特征与传统区域生长算法结合,实现了温室黄瓜病斑图像的准确分割。基于温室黄瓜病斑图像,构建了温室黄瓜病害识别分类器的输入数据集,并采用数据增强方法将输入数据集的数据量扩充了12倍。基于扩充后的数据集,构建了基于卷积神经网络的病害识别分类器并利用梯度下降算法进行模型训练、验证与测试。系统试验结果表明,针对含有光照不均匀和复杂背景等噪声的黄瓜病害图像,该系统能够快速、准确的实现温室黄瓜病斑图像分割,分割准确率为97.29%;基于分割后的温室黄瓜病斑图像,该系统能够实现准确的病害识别,识别准确率为95.7%,其中,霜霉病识别准确率为93.1%,白粉病识别准确率为98.4%。
北方寒冷地区水渠的地震动力响应特征

冻土中的含水量和含冰量受温度直接影响,因此温度对季节性冻土的冻结层的力学性质有显著的影响。北方寒冷地区水渠的地震动力响应随季节变化会呈现出差异。该文运用冻土物理学、冻土力学、数值传热学、高等土力学及土动力学等基本理论,建立了北方寒冷地区水渠的水-热-动力耦合数学模型,并编制了相应的数值分析程序。最后,以北方寒冷地区某一监测输水渠道为例,对修建后第10年水渠在地震荷载作用下的2个典型时期的地震动力响应问题进行了数值分析。结果表明,当发生地震时,水渠加速度呈显著季节差异,渠底和渠顶加速度在温度环境最低时(1月15日)最大值分别为1.160、1.476 m/s~2,在温度环境最高时(7月15日)其最大值分别为1.360、1.785 m/s~2;水渠速度无显著差异,渠底和渠顶的水平速度在1月15日最大值分别是0.145和0.149 m/s,7月15日其最大值分别是0.146和0.150 m/s;在地震结束后,水渠发生残余位移并呈倾斜分布,渠堤出现较大的相对位移,7月15日水渠最大位移为5.6 cm。该研究成果可为北方寒冷地区同类型工程的设计与维护提供参考。
京津风沙源治理工程区植被对沙尘天气的时空影响

为了理解京津风沙源治理工程区植被对沙尘天气的影响,该文采用沙尘天气气象数据和归一化植被指数NDVI (normalized difference vegetation index)时间序列,分析了京津风沙源治理工程区(二期)2000-2013年沙尘天气发生日数和植被NDVI的时空格局,探究了沙尘天气与当年春季、前一年植被生长季NDVI之间的关系,揭示了植被对沙尘天气影响的时间格局和空间异质性特征。结果表明,2000-2013年,京津风沙源治理工程区(二期)沙尘天气发生日数呈显著下降趋势,同时区域植被NDVI显著增加;沙尘天气发生日数与当年5月、前一年8月的NDVI的相关性最强;约60.99%区域沙尘天气发生日数与当年5月NDVI显著相关,主要分布在典型草原中区、浑善达克沙地和农牧交错区;约19.59%的地区植被NDVI对沙尘天气的影响具有一定的滞后性,主要分布在鄂尔多斯高原东部、典型草原西区、燕山丘陵山地水源区北部。
基于深度全卷积神经网络的大田稻穗分割

稻穗的准确分割是获取水稻穗部性状、实现水稻表型自动化测量的关键。该研究应用水稻图像数据集及数据增广技术,离线训练了用于稻穗分割的3个分别基于SegNet, DeepLAB和PSPNet的全卷积神经网络。综合考虑分割性能和计算速度,优选了基于SegNet的网络,称为PanicleNet。在线分割阶段先将原始图像划分为子图,由PanicleNet分割子图,再拼接子图得到分割结果。比较该算法及现有作物果穗分割算法Panicle-SEG、HSeg、i2滞后阈值法及jointSeg,该算法对与训练样本同年度拍摄样本Qseg值0.76、F值0.86,不同年度样本Qseg值0.67、F值0.80,远优于次优的Panicle-SEG算法,且计算速度约为Panicle-SEG算法的35倍。该算法能克服稻穗边缘严重不规则、不同品种及生育期稻穗外观差异大、穂叶颜色混叠和复杂大田环境中光照、遮挡等因素的干扰,提升稻穗分割准确度及效率,进而服务于水稻育种栽培。
消除水分因素影响的野外原状土壤盐分高光谱建模估测

土壤水分被确定为土壤属性(有机碳、盐分等)光谱预测准确性下降的一个主要原因,该文通过两种方法的对比旨在探索去除土壤水分影响、提高盐分高光谱定量估测精度的方法和技术路线。首先以山东省东营市垦利区为研究区,采用地物光谱仪测定了96个样本的野外原状土和室内风干土光谱,并进行一阶导数变换;接着,对比分析盐分光谱特征及水分的影响;然后分别采用外部参数正交化(external parameter orthogonalization,EPO)和非负矩阵分解(non-negative matrix factorizing,NMF)方法校正和融合野外原状土光谱,去除土壤水分因素的影响,形成野外原状土光谱的校正和融合光谱;最后基于野外原状土光谱、校正和融合光谱,分别采用多元逐步线性回归(multiple step linear regression,MSLR)和偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)构建土壤盐分含量的估测模型,并进行验证和比较,分析预测精度变化。结果显示:土壤水分对野外原状土光谱及盐分光谱特征影响较大,需要研究去除;EPO和NMF均可提高土壤盐分野外原位光谱估测精度,比较而言,NMF效果更为显著;EPO结合PLSR或NMF结合MSLR可作为去除水分影响的土壤盐分校准模型的技术路线。
油菜小麦兼用气送式直播机集排器参数优化与试验

为提高油菜小麦兼用气送式集排器的排种性能,该文针对集排器具有较长导种管和气流扰动影响种子迁移轨迹的问题,通过构建导种过程力学模型确定了影响排种性能的主要因素,分析了导种管材料、直径、长度组合、角度布置、气流压强和供种转速对排种性能的影响。试验结果表明:导种管材料、直径、材料与直径的交互作用、长度组合对平均行排种量和各行排量一致性变异系数均有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)影响,角度布置影响不显著,导种管材料和直径分别为PVC钢丝软管和20 mm的排种性能较优,且应尽量布置导种管长度一致。气流压强和供种转速对各行排量一致性变异系数影响显著(P<0.05);供种转速为20~40 r/min时,排种油菜、小麦时气流压强分别为1 200和1 600 Pa时具有较好的排种均匀性,总排量稳定性变异系数和各行排量一致性变异系数分别低于1.0%和4.00%;油菜、小麦的排种均匀性变异系数分别低于19.0%和12.5%,种子破损率低于0.1%。田间试验表明油菜种植密度为40~68株/m~2时,稳定性变异系数低于20%;小麦单位面积植株数量为129和252株/m~2时,稳定性变异系数分别为8.34%和8.12%,达到油菜、小麦的农艺种植要求。该研究为气送式集排器结构优化和排种性能提升提供了参考。
基于Micro-CT的黄瓜苗坨夹取破损检测及取苗参数优化

为了减小自动移栽时取苗爪夹取苗坨的破损,利用X射线Micro-CT对处于夹取状态的黄瓜苗坨进行检测,用阈值分割方法将根系和孔隙从断层图片中分割提取并三维重构。在垂直和水平方向将苗坨划分成6等份,对根系和孔隙的体积和分布密度进行统计,得出夹取过程中根系未发生显著位移,根系的作用是将基质缠绕包裹住,防止苗坨散坨;孔隙的体积和分布密度变化非常显著,新生孔隙的聚集和裂缝的形成是导致苗坨破损的主要原因。苗坨中夹针收缩移动的区域、夹针的顶端部位和苗坨的顶部是破损的主要部位,用这3个区域孔隙体积的增加量作为评价苗坨破损量的指标,对圆形和扁形2种夹针,在夹针直径为2、2.5和3 mm,夹取初始角为7°、9°和11°时进行扫描试验,得出在夹针收缩量为5 mm时,减小夹针直径和增大夹持初始角可以减小苗坨破损量,相同夹取条件下圆针夹取苗坨的破损量小于扁针;在夹取力等于苗坨屈服点的抗压力7.31 N时,圆针和扁针的收缩量分别为4.75和4.26 mm,此时孔隙体积的增加量分别为843.7和786.1 mm~3,扁针夹取苗坨的破损量小于圆针。以苗坨质量损失25%作为考核指标,在自动取苗机构上进行试验,结果表明,在夹针直径为2 mm,夹取力和夹取初始角分别为7.31 N和11°时,苗坨的破损率为6.3%,小于其他参数的试验结果,与Micro-CT扫描分析的结论一致。
组合型孔排种器双充种室结构对充种性能的影响

为研究组合型孔排种器的双充种室结构对充种性能的影响,该文对组合型孔排种器的充种起始角和限种机构参数进行了理论计算和试验验证。理论计算和以充种起始角为单因素变量的试验结果表明,组合型孔排种器在-40°左右的位置开始充种。以型孔大小、充种起始角度和排种器工作转速为变量的多因素试验结果表明,最佳充种起始角为-20°;与-10°和0相比,充种起始角为-20°的平均穴粒数受排种器工作转速影响的变化更小,变异系数也更小。限种机构距离排种轮中心40 mm时最佳,解决了毛刷甩种的情况;以型孔大小、水稻品种、限种板调节位置和排种器工作转速为变量的多因素试验结果表明,限种调节板与型孔轮的距离在0~22 mm范围内可调,对大、小型孔以及不同类型的稻种都能实现对播种量的微调节。
振动与波浪二级分离马铃薯收获机改进

针对当前马铃薯机械化收获环节存在的破皮率和伤薯率较高等问题,通过设置振动分离段和波浪分离段、基于振动与波浪二级分离改进了一种马铃薯收获机,并分析了振动与波浪二级分离条件下的分离筛及薯块运动特征。单因素试验表明,收获速度为0.726 m/s时,单位时间内挖掘的薯土混合物较少,易导致薯块疲劳累积损伤,当收获速度为1.167 m/s时分离筛的分离负担加大,土壤和杂质分离效率降低,导致明薯率下降;分离筛运行速度从1.52提高至2.80 m/s时,破皮率和伤薯率呈先降低后增大的趋势,但明薯率自99.8%下降至96.4%;振动强度由无振动增加到强烈振动时,明薯率提高3.3%,但破皮率和伤薯率均有较大幅度的增加;峰谷高差自40~40 mm增大到200~200 mm时,明薯率由97.2%升高至99.8%,但其破皮率和伤薯率均有所升高。正交试验表明:破皮率和伤薯率受收获速度和振动强度的影响规律基本一致;收获速度和振动强度对破皮率和伤薯率的影响较显著(P<0.05),振动强度和峰谷高差对明薯率的影响较显著(P<0.05)。该文为马铃薯收获机的研发优化以及薯土分离效率和收获品质的综合控制提供了技术参考。
煤炭资源枯竭型城市绿色转型绩效评价与区域差异研究

选择16个煤炭资源枯竭型城市作为研究对象,构建了煤炭资源枯竭型城市绿色转型评价指标体系,运用熵值法进行绿色转型绩效评价,并通过聚类分析法对每一类城市绿色转型绩效结构进行比较分析。在研究中,将转型得分的变化率界定为转型速度,同时引入全国平均转型速度作为基准,对城市的转型速度进行了对比分析,并选取其中两座典型城市做了进一步的评价。结果表明:①不同城市之间绿色转型绩效差别很大,一些城市的绿色转型取得了比较明显的进展,相对而言有的城市转型效果不佳。②不同类型城市的经济转型绩效、社会转型绩效和环境转型绩效存在明显的不平衡,绿色转型绩效的结构差异与各个城市转型路径的选择密切相关。③从经济转型速度来看,除了辽源之外其他城市都低于全国平均增长速度;从社会转型速度来看,所有城市的社会转型速度都低于全国的平均水平;从环境转型速度来看,各个城市差异较大,有半数城市环境转型速度好于全国平均水平。④综合来看,仅有枣庄、焦作、韶关绿色转型速度快于全国平均速度,这说明煤炭资源枯竭型城市在绿色转型进程中普遍较慢;从煤炭资源枯竭型城市内部对比看,枣庄综合转型速度最高,转型相对最快,而阜新、抚顺、双鸭山转型速度弱于其他城市最多,显示出转型相对较慢。基于上述结果,本文对中国煤炭资源枯竭型城市的绿色转型提出以下三点建议:①找准城市定位,发扬自身优势。②政府为城市转型需要提供充分的政策和资金支持。③城市应逐步地推进转型,尽量减少转型对城市发展带来的冲击。
环境规制对中国循环经济绩效的影响

运用主成分分析法和功效系数法测算出2007—2016年中国省域循环经济绩效值,基于广义空间模型,设置三种空间权重矩阵,分析了节能型与减排型环境规制对中国循环经济绩效的影响。研究表明:第一,循环经济绩效本身具有相对稳定的正向空间溢出效应;第二,节能型及减排型环境规制均与中国循环经济绩效之间存在倒“U”型非线性关系;第三,与中西部样本相比,东部样本的空间溢出效应较为显著,不同区域之间存在明显的空间异质性;第四,节能型与减排型环境规制在促进循环经济绩效提升方面存在互补效应,且水体污染指标比气体污染指标的互补效应显著;第五,产业结构对循环经济绩效有显著的促进作用,要素禀赋对循环经济绩效有显著的抑制作用,而城镇化水平和投资开放度对循环经济绩效的影响具有不确定性。因此,政府应适当加强环境规制强度,发挥环境规制对经济发展质量的净化效应,从节能与减排两个方面着手形成合力促使循环经济绩效提升;推进产业转型升级,通过环境规制“质量门槛”建立产业甄别机制,避免中西部地区重蹈东部地区覆辙,使环境规制成为产业转型升级的动力;建立自由流通的要素市场,将环境规制效果纳入政绩考核范围之内,建立良好的循环经济发展环境;坚持走新型城镇化道路,推进公共服务的人口均等化,进而为环境规制促进循环经济绩效提升创造新的市场潜能,形成新型城镇化建设与循环经济绩效提升的协调发展局面;提高对外开放水平,通过提高引进外资的“质量门槛”避免成为“污染避难所”,并加强外资与国内重大科技创新项目的结合,建立激励与约束并重的环保技术市场,充分发挥环境规制对净化经济质量的倒逼作用。
区域一体化背景下城市土地利用效率指标体系设计及区域差异———以长江中游城市群为例

探寻区域一体化背景下城市土地利用效率(ULUE)的基本内涵及整体分布格局是加快区域一体化进程的关键环节,也是新型城镇化路径创新的基础平台和重要参照。本文以长江中游城市群2003—2015年数据为研究样本,首先在理论层面揭示区域一体化与ULUE变化的互动机理,并据此构建了区域一体化背景下ULUE测度的“规模+结构+集聚”指标体系,在此基础上,综合运用小波神经网络模型和核密度估计对长江中游城市群ULUE的基本格局及区域差异演变特征进行探讨。结果表明:①区域一体化与ULUE彼此影响、相互促进,区域一体化改变区域要素的交流规模与频率,是ULUE变化的重要驱动力,而ULUE则是评判区域一体化程度及整体水平的关键指标之一,会对区域一体化进程产生反作用。②在明晰区域一体化对ULUE变化作用机理的基础上,从规模效率、结构效率和集聚效率三个维度选取规模效应、乘数效应、产业合理化、产业高级化、人口集聚和产业集聚6个指标构建了区域一体化背景下ULUE的测度指标体系。③长江中游城市群整体及其内部各子城市群的ULUE均呈波动上升态势,但表现出明显的空间差异,且根据核密度估计结果,考察期间长江中游城市群ULUE的地区差距总体上遵循“先扩大,后减小,再扩大”的变化路径,武汉城市群ULUE的多极分化特征明显,环鄱阳湖城市群ULUE的地区差距逐步减小但幅度较小,环长株潭城市群ULUE的区域差异则经历了先增大后减小的过程,江淮城市群ULUE始终呈两极分化趋势。④为实现区域一体化与ULUE的协调发展,并形成相互支撑,内在互动的开放格局,提出针对性的对策和建议,包括制定因地制宜的土地利用政策、建立区域合作与交流机制、借鉴邻近ULUE高阶区的城市土地利用和管理经验等。
资本禀赋对农户耕地面源污染治理受偿意愿的影响分析

生态补偿是激励农户主动参与耕地面源污染治理的有效手段,农户对耕地面源污染治理的受偿意愿不仅影响补偿政策的可持续性,更决定污染治理的效果。本文将农户对耕地面源污染治理补偿的受偿意愿分为参与意愿和受偿额度,基于布迪厄的实践理论建立资本禀赋(经济资本、文化资本和社会资本)与受偿意愿的理论分析模型和研究假说,利用秦巴生态功能区农户微观调研数据,采用Double-Hurdle模型实证分析了资本禀赋对农户两阶段受偿意愿的影响。研究结果显示:①愿意参与耕地面源污染生态补偿的农户占所有样本的86.69%,农户受偿额度的均值是6 444.37元/hm~2·a。②耕地面积、受教育程度、参加农业培训的次数、亲戚朋友信任程度、邻里信任程度、村干部信任程度和借钱人数等变量均对农户的补偿参与意愿具有正向影响,表明经济资本、社会资本和文化资本均与农户补偿参与意愿正相关,意味着资本禀赋越高的农户,参与耕地面源污染治理生态补偿政策的概率越大。③家庭收入、耕地面积、参加农业培训的次数、借钱人数和是否贫困县等变量均对农户受偿额度具有正向影响,亲戚朋友信任程度具有负向影响,表明经济资本和文化资本越丰富,农户生态补偿接受额度越高,而社会资本对农户生态补偿接受额度的影响不确定,具体表现为信任程度具有负向影响,关系网络具有正向影响。最后,针对研究结论提出了将农户参与纳入耕地面源污染治理补偿政策制定环节、加强农户资本禀赋积累的政策建议。
Lingo - 1及其相关传导通路在神经系统修复中的研究进展

富含亮氨酸重复序列和免疫球蛋白结构域的Nogo受体作用蛋白-1(Lingo-1)在神经元与少突胶质细胞修复、神经突延长、轴突再生等过程中,通过NgR/p75/Lingo - 1或NgR/TROY/Lingo - 1、WNK1、Mytl与Mytll等通路发挥明确的负性调节作用,阻断Lingo - 1及其通路可促进损伤的中枢神经系统再生,提示Lingo - 1有可能成为治疗神经精神系统疾病的新靶点。
三维和二维超声对先天性心脏病儿童心脏标准切面的显示效果比较研究

目的探讨三维和二维超声对先天性心脏病儿童心脏标准切面的显示效果,为先天性心脏病儿童临床诊断提供参考。方法以我院109例先天性心脏病儿童,分为三维超声组(66例)和二维超声组(43例),比较两组儿童四腔心切面、上下腔静脉长轴切面、三血管及气管切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、主动脉弓长轴切面、动脉导管弓长轴切面的显示率差异,并比较四腔心切面和主动脉弓长轴切面容积数据扫描时,三维和二维超声对儿童其他心脏标准切面显示率差异。结果三维超声组对先天性心脏病儿童四腔心切面、上下腔静脉长轴切面、三血管及气管切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面、主动脉弓长轴切面、动脉导管弓长轴切面的显示率均显著高于二维超声组(P均<0.05);四腔心切面容积数据扫描时,三维超声组的上下腔静脉长轴切面、左心室流出道切面、右心室流出道切面的显示率与本身切面的显示率比较无差异(P均>0.05),且高于二维超声组的显示率(P均<0.05);主动脉弓长轴切面容积数据扫描时,三维超声组的动脉导管弓长轴切面、三血管及气管切面的显示率与本身切面的显示率比较无差异(P均>0.05),且高于二维超声组的显示率(P均<0.05)。结论三维超声对先天性心脏病儿童心脏标准切面的显示效果明显优于二维超声,同时联合四腔心切面和主动脉弓长轴切面容积数据进行心脏扫描,可有效显示先天性心脏病儿童心脏全部切面信息,因此可根据四腔心切面和主动脉弓长轴切面信息综合评价先天性心脏病儿童心脏功能。
土壤微生物生物量碳氮磷与土壤酶化学计量对气候变化的响应机制

微生物和土壤酶是陆地生态系统中生物地球化学循环的重要驱动力,深入理解微生物在生态系统中的调节作用以及气候变化过程中微生物量和土壤酶的响应机制是生态学领域关注的重要科学问题.本研究从气候因素角度出发,基于生态化学计量学理论,综述了微生物和土壤酶在陆地生态系统碳氮磷循环中的作用,以及土壤微生物生物量碳氮磷和土壤酶化学计量对气候变化的响应机制,即:改变微生物代谢速率和酶活性;调整微生物群落结构;调整微生物生物量碳氮磷与土壤酶化学计量特征;改变碳氮磷养分元素利用效率.最后分析当前研究的不足,并提出了该领域亟待解决的科学问题:综合阐明土壤微生物和土壤酶对气候变化的响应机制;探究土壤微生物和胞外酶养分耦合机理;深入探究土壤微生物量和土壤酶化学计量特征对气候变化的适应对策.
黄土高原人工刺槐林生长衰退的生态生理机制

刺槐是黄土高原广泛栽植的水土保持树种,然而人工刺槐林的树木个体生长衰退已经成为该区域开展植被恢复建设、实现森林可持续经营所面临的重大生态环境问题之一.目前人工刺槐林生长衰退的定义、界定标准、量化指标尚未形成统一标准.探讨刺槐生长衰退的机理不仅是植被恢复的理论基础,也是退耕还林还草工程持续开展的直接需求,具有实际价值和研究意义.通过汇集相关研究文献,综合国际和黄土高原关于森林生长衰退、死亡率增加的研究,从生态学(气候变化、土壤干化、群落结构失调、森林经营管理不当)和树木生理学(水力学故障、碳饥饿、遗传及分子调节)两个角度概述了黄土高原人工刺槐林生长衰退的机制以及取得的研究进展.最后提出黄土高原人工刺槐林生长衰退研究的不足,并对未来研究进行展望.
短期氮-水处理对刨花楠幼苗细根根序形态的影响

以种子来源于江西遂川的1年生刨花楠扦插苗为材料,设置田间持水量的80%、 40% 2个水分水平,以及不添加(0 kg N·hm~(-2))、低氮(50 kg N·hm~(-2))、高氮(100 kg N·hm~(-2)) 3个氮添加水平共6种处理的氮-水交互受控试验,测定不同处理刨花楠幼苗3个根序细根比根长、比表面积、平均直径和根组织密度,分析短期氮添加、干旱胁迫及两者交互作用对刨花楠幼苗细根的影响.结果表明:刨花楠幼苗细根平均直径、比根长在不同根序间差异显著.随根序的增加,刨花楠幼苗细根平均直径增加,其中3级根最大,为0.97 mm;而比根长降低,3级根最小,为238.99 cm·g~(-1).氮添加对刨花楠细根的比表面积、平均直径、比根长和根组织密度无显著影响,而水分对刨花楠细根平均直径、比根长、根组织密度影响显著.干旱胁迫明显促进幼苗3级细根直径的增加,降低了1、2级细根根组织密度.干旱环境下幼苗3级根的比根长明显低于正常供水环境下幼苗.氮水交互作用对刨花楠细根形态影响不显著.
玉龙雪山东坡不同海拔长苞冷杉径向生长与气候因子的关系

基于树木年代学方法,利用玉龙雪山东坡长苞冷杉树轮宽度资料,分别建立了3个海拔(低、中、高)长苞冷杉差值年表(RES),并利用响应分析与冗余分析(RDA)研究其径向生长与温度和降水的相关关系,分析影响玉龙雪山长苞冷杉径向生长的主要气候因子.结果表明:玉龙雪山不同海拔长苞冷杉径向生长受气候变化的影响具有一致性,温度和降水共同作用于径向生长,这种一致性与玉龙雪山地形陡峭以及长苞冷杉的高海拔分布与浅根特性有关.不同海拔长苞冷杉径向生长均与当年7月和上年11月平均温以及当年1月降水量呈显著正相关,而与当年6月降水量呈显著负相关.响应分析与冗余分析的综合应用能够准确揭示环境梯度上树木生长与气候因子的关系.本研究可为该地区历史气候重建以及森林经营管理提供科学依据.
宁夏引黄灌区次生盐碱地紫穗槐茎干液流分析

于2017年5—10月采用包裹式液流测量系统,研究宁夏引黄灌区次生盐碱地不同水盐条件下不同基径紫穗槐的液流变化、耗水规律,以及环境因子对液流的影响.结果表明:晴天紫穗槐液流呈“几”字型宽峰曲线,无明显“午休”现象,多云、阴、雨天气呈不规则多峰曲线,夜间存在微弱液流;生长季(5—10月)中,基径约为13、16、22 mm紫穗槐的总液流量分别为138.14、206.06、370.11 kg,6、7月耗水较多,约占全生长季的50%,5、8月次之,9、10月较少; 0.5 h和日尺度下,光合有效辐射(PAR)为影响紫穗槐液流的关键因子.第一阶段(5月13日—8月19日),浅层(0~40 cm)土壤水分对不同基径紫穗槐的液流均有显著影响,浅层土壤盐分仅对13 mm紫穗槐液流存在显著抑制作用;第二阶段(8月20日—10月10日),土壤水分、盐分对不同基径紫穗槐液流均无显著影响.综上,基径<13 mm的紫穗槐不适宜在浅层土壤电导率(EC) >2 dS·m~(-1)的盐渍土中栽植,而基径>16 mm的植株可在浅层土壤EC为5 dS·m~(-1)的盐渍土中正常生长,且均需在其生长旺盛期进行合理灌溉.
不同光环境下栓皮栎和刺槐叶片光合光响应模拟

植物的光合作用在一定程度上能够体现其对生境的响应情况.采用Li-6400XT光合测定系统,测定了黄河小浪底森林生态系统定位研究站栓皮栎和刺槐人工林林内、林缘叶片气体交换的光响应曲线,利用叶子飘模型对光合作用-光响应进行了拟合,分析了林内和林缘光合参数的差异,将气孔导度机理模型与光合作用-光响应修正模型进行耦合,研究了气孔导度(g_s)的光响应特征.结果表明: 7—8月,当光强小于200 μmol·m~(-2)·s~(-1)时,林内栓皮栎叶片净光合速率(P_n)高于林缘叶片,初始量子效率(α)高于林缘叶片12.4%,林内栓皮栎叶片对弱光的捕获和利用能力明显高于林缘叶片;当光强大于200 μmol·m~(-2)·s~(-1)时,林缘栓皮栎叶片光合能力P_n高于林内.低光强下(0~200 μmol·m~(-2)·s~(-1)),林内刺槐叶片P_n高于林缘;当光强大于200 μmol·m~(-2)·s~(-1)时,林内刺槐叶片P_n低于林缘,且暗呼吸速率(R_d)和光补偿点(I_c)分别低于林缘50.0%和42.8%,以此来减少碳损耗,适应较低的光合速率.林内和林缘刺槐g_s随光强的变化差异显著.栓皮栎和刺槐叶片对不同光环境具有较强的适应能力.栓皮栎叶片的最大净光合速率(P_(n max))和α主要受气孔导度控制,R_d和I_c主要受气温影响.刺槐叶片的P_(n max)和α均与气温呈显著正相关,I_c、光饱和点(I_s)与叶片饱和水汽压差呈显著正相关.
冠层结构和光环境的时空变化对紫耳箭竹种群特征的影响

选择金佛山国家自然保护区内落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林3种典型群落类型,研究冠层结构和光环境特征,以及林下优势种———紫耳箭竹的种群特征.结果表明:随着落叶阔叶林!常绿落叶阔叶混交林!常绿阔叶林的演替,Shannon多样性指数、 Simpson优势度指数和Pielou指数呈增加趋势,表明群落趋于稳定发展的状态;冠层结构特征也发生了显著改变,冠层开度和平均叶倾角减小,叶面积指数增加,冠层的消光能力增强,林下光照水平降低.上层林冠是造成林型郁闭的主要原因,其中冠层厚度和冠层面积是2个主要的影响因素.冠层结构与林下光照指标显著相关,对林下散射光的影响最大.冠层开度、林下光照条件均随着生长季的到来而下降,而叶面积指数呈现增长的趋势,峰值出现在6、7月;平均叶倾角在春季达到最大值,在夏季为最小值.紫耳箭竹的生长与冠层结构和光环境密切相关,其在光照适中的常绿落叶阔叶混交林中生长得最好,分株粗壮、密度大(29.69± 1.68株·m~(-2)),地下茎拓展能力强;落叶阔叶林中的强光环境可能造成土壤水分缺失,从而对其生长产生影响;而在常绿阔叶林的低光环境下紫耳箭竹分株矮小,密度小(5.80±1.16株·m~(-2)),克隆扩展能力降低.在森林结构演变的过程中,冠层结构发生了明显的改变,显著影响林下光环境,过度的低光环境对紫耳箭竹种群的更新和发展有限制作用.