mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
一种快速储能式直流限流器拓扑的电气参数分析

传统饱和铁心型故障限流器在开断时反向过电压较高,而耗能型故障限流器承受故障电流时间长、发热大和成本高,因此该文提出一种快速储能式直流限流器拓扑,具有过电压小、响应快及能量二次利用等优点。首先,分析该快速储能式限流器的拓扑结构和工作原理,即通过磁耦合的方式引入辅助支路,从而实现快速吸收故障能量的目的;其次,建立该限流器的电路模型,给出主要电气参数设计方法;然后,通过磁路有限元与电路仿真相结合,对关键电气参数进行优化计算;最后,进行全过程工况仿真,得到限流器的暂态电压和电流波形,并通过与解析解计算结果和不同类型直流限流器仿真结果的对比。验证了该文所提出限流器的可行性和有效性。
操作冲击电压下C_4F_7N/CO_2混合气体252kVGIL间隙及沿面放电特性

C_4F_7N/CO_2混合气体作为有望在高电压等级气体绝缘输电管道(GIL)中替代SF6的环保绝缘气体被广泛研究。在高电压等级下,操作冲击电压下的介质绝缘特性成为绝缘配合中无法忽略的重要因素,然而现阶段操作冲击电压下C_4F_7N/CO_2混合气体中间隙击穿和沿面闪络特性研究很少。该文通过实验研究操作冲击电压下C_4F_7N摩尔百分比为5%、9%、13%的C_4F_7N/CO_2混合气体中252kV GIL中间隙和沿面放电特性,并与0.5MPa SF6中的实验结果进行对比。结果表明,放电电压随压强及混合气体C_4F_7N摩尔百分比升高而上升;放电存在盆式绝缘子凹面侧间隙-沿面闪络和间隙击穿两种形式;0.5MPa 13%C_4F_7N/87%CO_2、0.6MPa 9%C_4F_7N/91%CO_2混合气体下沿面绝缘强度达到0.5MPa下SF6绝缘强度的87%以上,而0.7MPa 9%C_4F_7N/91%CO_2混合气体下沿面绝缘强度已超过0.5MPa下SF6的绝缘强度。
基于模式切换的舰船逆变器并网策略

随着舰船综合电力系统的发展,可通过舰船动力调度中心控制逆变器和船舶辅助发电机并网,以保证舰船低压设备的供电。在舰船综合电力系统的逆变器、交流发电机并网过程中,为确保舰船低压电网在电源切换过程中的稳定性,该文提出逆变器控制模式切换与辅助发电机同期并网相结合的控制策略,通过能量管理系统对逆变器、发电机进行控制,解决了船用逆变器与辅助发电机并网过程的稳定控制与功率分配问题。通过1:1样机物理实验,验证了该控制策略的有效性与可靠性。
高压直流电缆附件XLPE/SIR材料特性及界面电荷积聚对电场分布的影响

双层绝缘介质界面电荷积聚是导致高压直流电缆附件界面放电的重要原因。该文测量分析交联聚乙烯(XLPE)和硅橡胶(SIR)两种介质的介电性能、电导特性和导热特性;通过建立高压直流附件电-热仿真模型,研究不同温度下XLPE/SIR界面电荷积聚特性及局部电场畸变引起的附件内部电场变化规律。实验结果表明,室温下SIR的电导率略高于XLPE材料,随着温度的升高,XLPE的电导率增加较为明显,而SIR的电导率增加则相对缓慢,高温下两种介质电导率不匹配是导致界面电荷积聚的重要原因。室温下XLPE/SIR界面积聚负电荷面密度约为3.42×10~(-4)C/m~2,这部分电荷会增强电缆主绝缘电场,削弱应力锥根部电场畸变,主绝缘电场增加约36%,应力锥根部电场畸变下降约62%。当温度超过约36℃时,XLPE/SIR界面开始积聚正电荷,随着温度的升高,开始出现极性反转现象,造成应力锥根部局部电场畸变加重,70℃时最大畸变电场达到12kV/mm。
多电机同步运动控制技术综述

多电机同步控制的系统在工业和生产中得到大量的运用,其控制结构与控制策略极大地影响着生产的质量与效率。针对不同的实际应用场景,学者们提出了诸多具体的同步控制方案,对双电机乃至多电机集群系统同步控制的响应速度、同步精度与鲁棒性等方面的研究已成为热点。该文参阅近年来国内外学者对同步控制做出的大量研究,综述典型的同步控制方法,包括交叉耦合、相邻耦合、偏差耦合等控制结构,在仿真的基础上对比三者性能指标的差异,整理基于各个控制结构的控制策略与优化完善,归纳出目前主要面临的研究难点与现有解决方案,最后对多电机同步运动控制技术的发展给出总结与展望。
交错控制双输入Boost变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析

多输入Boost变换器较传统并联方式工作的Boost变换器而言,具有体积小、成本低、增益高、控制方式灵活等优点,因此在新能源联合分布式发电系统中具有广阔的应用前景。但由于多输入Boost变换器存在多个输入电压及功率开关管,导致其供能模式及输出纹波电压较传统Boost变换器要复杂得多。为给多输入Boost变换器的分析和设计提供正确的理论指导,该文对采用交错控制的双输入Boost变换器供能模式及输出纹波电压进行深入研究。研究结果发现,电感L_1存在完全电感供能模式(CISM)、不完全电感供能模式(IISM)和断续导电模式(DCM)三种供能模式;电感L_2存在连续导电模式(CCM)和DCM两种供能模式。推导出各供能模式的临界电感,得到各供能模式的输出纹波电压解析式,据此给出双输入Boost变换器参数设计方法。实验结果验证了该理论分析的正确性。
陆地生态系统稳定性空间格局及影响机制研究综述

稳定性是生态系统保持或恢复自身结构和功能的能力,是维持生态系统服务功能的关键。近年来全球植被稳定性面临重大威胁,生态系统稳定性的研究逐步成为生态学的热点问题。本文综述了稳定性的定义、空间格局及其影响机制,指出了当前研究存在的问题,并对未来发展提出展望。目前研究发现,生态系统稳定性是一个多维结构,主要包括抵抗力、恢复力和时间稳定性三个方面。稳定性及其影响机制具有很强的空间异质性与尺度依赖性,主要表现为在站点尺度由生物多样性等生物因素控制,而在区域及全球尺度则由温度、降水、辐射等非生物因素控制。目前植被稳定性的研究中尚存在数据源噪声难以去除,量化方法未标准化等问题。未来稳定性的研究可逐步由站点等局部尺度向区域、大陆等全局尺度扩展,并形成标准化的稳定性评估方法。
应用小波谱白化法对木材表面声发射源直线定位算法的改进

针对信号噪声显著影响木材表面声发射(AE)源定位精度的问题,提出了一种应用小波谱白化与信号互相关分析的木材表面AE源直线定位算法。首先,依据ASTM-E976标准采用折断铅芯的方式在木材表面产生模拟声发射源,在试件表面相距固定距离的两个位置采集AE信号,采样频率设定为500 kHz。然后,提出一种应用信号相关度的自适应小波重构算法,用于降低噪声影响并重构AE波形,为了补偿AE传播过程高频部分的衰减,提出了一种小波谱白化重构算法。最后,通过信号相关性分析,计算AE信号到达两个传感器的时差,进而计算AE信号的传播速度,并依据直线定位法计算AE源的位置。试验结果表明:使用原始、自适应小波重构、小波谱白化重构的3种AE信号进行AE源定位时,两组试验的误差分别为42.9%、25.1%、2.5%和37.7%、35%、4.1%。AE信号重构算法将直接影响定位算法精度,特别是使用小波谱白化法能够显著提高AE源定位算法精度。
长江下游鳊种群生长及繁殖特性

为了解长江下游鳊种群生长特征和繁殖特性,于2017—2018年连续4个季度在长江下游铜陵、芜湖、当涂、镇江、靖江、南通江段共采集鳊样本1040尾。采样群体体长为84.79~305.00 mm,体质量为8.50~673.39 g,雌雄比例为1 ∶ 0.97。样本年龄为1 ~ 6龄,其中2 ~ 3龄为优势年龄组,占比为87.79%。Von Bertalanffy生长方程L_t = 331.09 ×[ 1-e~(-0.22(t+0.27)) ] 、W_t = 589.05×[ 1-e~(-0.22(t+0.27)) ] 2.964,生长拐点年龄t_i = 4.67 a,拐点体质量为174.00 g,对应体长为219.42 mm。对其中24尾样本进行了解剖,绝对繁殖力为1630 ~ 154247粒,均值为35792±39381粒;相对单位体重繁殖力(FW) 10.99~383.70粒·g~(-1),平均值120.06±89.68粒·g~(-1),相对单位体长繁殖力(FL) 7.89 ~ 598.44粒·mm~(-1),平均值为142.23±135.78粒·mm~(-1),绝对繁殖力与体长、体质量分别呈线性、指数关系。结果表明,长江下游鳊年龄结构简单,低龄个体占优势,繁殖潜力较弱,但生长参数处于较高水平,应采取相应的保护措施,保护其种群资源可持续利用。
白洋淀大型底栖动物群落结构及其与环境因子关系

调查了2018年白洋淀大型底栖动物、水质和沉积物特征,分析了大型底栖动物群落结构与环境因子的关系。结果表明:白洋淀大型底栖动物6纲21种,以腹足纲和昆虫纲为主;平均生物量和平均生物密度具有时空差异,夏季平均生物量最高,南刘庄最大;春季平均生物密度最高,东田庄最大;利用多样性指数进行水质评价,发现白洋淀水环境质量处于较低水平,水体中的氮、磷和沉积物中的碳、氮含量相对较高;影响底栖动物的主要水质环境因子和沉积物环境因子分别为NO_3~--N、TN、温度、TOC和NO_3~--N、pH、NH_4~+-N。本研究结果可为白洋淀大型底栖动物的修复与管理提供依据。
浑水-浮泥分层流动稳定性判别标准

稳定行进中的泥沙异重流,由于垂向泥沙浓度分布不均,在交界面处存在密度梯度和黏度梯度。交界面以上为含沙量较少的浑水层,泥沙颗粒悬浮在液体中,属于牛顿流体;交界面下侧为含沙量较高的浮泥层,其流变关系表现出非牛顿特性,选取幂律流模型对其进行描述。根据上下层流体中泥沙浓度分布及流变特征的不同,该文构建了浑水-浮泥双层流体模型,综合考虑上层浑水密度、下层浮泥密度、浮泥幂律指数及浮泥相对厚度等特征参数,计算了分层流由层流转捩为湍流时的临界雷诺数,分析了浑水-浮泥分层流扰动流速分布特征,阐述了浮泥层对分层流体流动稳定性的影响,表现为下层浮泥的密度和黏度均大于上层浑水,随着浮泥层密度和相对厚度的增加,分层流体流动稳定性逐渐增强。该研究为构建泥沙异重流稳定运动模型提供了思路。
广州市3种典型绿化树冠层降水再分配对重金属元素沉降的影响

植物冠层降水再分配对化学物质迁移过程具有重要影响。以广州市3种典型绿化树王棕(Roystonea regia) 、榕树(Ficus microcarpa)和大花紫薇(Lagerstroemia speciosa)为研究对象,通过实验观测、样品收集和分析测试,研究2018年10月—2019年9月3种绿化树冠层降水再分配过程及其对重金属元素(Zn、Fe、Cu、Ni、Pb、As、Cd、Hg)沉降的影响。结果表明:王棕、榕树和大花紫薇的穿透水分别占降水量比例62.68%、58.79%和67.95%;树干茎流率分别为6.34%、2.08%和1.02%,说明3种树木降水再分配组分存在一定差异。在对重金属元素沉降影响方面,除榕树树干茎流Cd淋溶系数小于1外,3种绿化树的穿透水和树干茎流重金属元素淋溶系数均大于1,表现出正淋溶,且王棕、榕树和大花紫薇的重金属输入总量分别是大气降水的1.11、1.80和1.99倍,说明降水淋洗了植物冠层干沉降重金属物质,使得重金属含量增加。3种绿化树树干茎流重金属富集率变化范围为2.06 ~ 118.22,说明绿化树树干茎流重金属元素具有明显的富集效应,研究结果对于城市绿化树树种遴选和区域污染防治具有重要科学意义。
椭球瓜瓣构件充液成形模具设计及优化

以两种材质(2219铝合金及2A14铝合金)、8种厚度规格(4.5 ~ 9.5 mm)的航天运载火箭用铝合金椭球瓜瓣构件产品为研究对象,以板坯减薄率、壁厚同板差及型面偏差为技术指标,通过理论计算、软件辅助等手段设计完成了一套通用的充液成形模具,并利用有限元软件对全部规格的椭球瓜瓣构件进行充液成形工艺仿真,得到了板坯成形后的技术指标参数。通过对模具进行仿真回弹补偿优化,并结合后期生产试验进行验证和改进,成功优化了一套可实现两种材质、8种规格的椭球瓜瓣构件制造的充液成形模具,板坯成形后,减薄率≥3%、壁厚同板差≤0.3 mm、型面偏差≤2 mm,试验板坯的尺寸及性能结果全部满足技术条件要求,极大地节约了模具投入成本,并提高了生产效率。
镧掺杂量对Pb_(1-2x/3)La_x(Ti_(0.99)Mn_(0.01))O_3压电陶瓷性能的影响

采用固相烧结法制备了Pb_(1-2x/3)La_x(Ti_(0.99)Mn_(0.01))O_3压电陶瓷,研究了镧掺杂量(x= 0.005,0.045,0.075,0.150,物质的量分数)对压电陶瓷晶格常数、压电各向异性、介电常数、介电损耗、居里温度以及机械品质因数的影响。结果表明:随着镧掺杂量增加,压电陶瓷晶格的轴向比(c/a)减小,各向异性和四方相结构减弱,介电损耗减小,机械品质因数增大;镧的掺杂有利于压电性能的改善,但会造成压电各向异性减弱,居里温度降低,介电常数增大。
既地下水采补平衡又冬小麦稳产的探讨

河北省太行山山前平原浅层地下水位持续下降,问题十分突出,然而,该区域又是我国优质冬小麦的重要产区。能否实现在浅层地下水采补平衡的同时做到冬小麦稳产,是该区域水资源保护和农业生产管理工作中亟待回答的重要问题。基于分布式水文模型的模拟结果表明:在该区域若要实现地下水位止降回升这一压采目标,仅利用浅层地下水进行灌溉,冬小麦的产量会减少40%以上。考虑到南水北调中线工程的引水线路自南向北贯穿河北省太行山山前平原,建议在冬小麦关键需水期的灌溉中采用“一水用浅层地下水另一水用南水北调水”的“修改的春浇两水”模式。基于模拟结果的估算表明:在这种限水灌溉模式下有望实现浅层地下水采补基本平衡且冬小麦基本稳产。值得注意的是,这种“修改的春浇两水”模式,需要南水北调中线引水工程每年提供的灌溉水量大约为8.6×10~8 m~3,灌溉成本较纯井灌至少增加562.5~ 1282.5元/hm~2。本研究可为我国最典型的浅层地下水超采区—河北省太行山山前平原探索保产量与节水并举的新路径提供定量化的参考。
基于离心机和数值模拟的软硬互层反倾层状岩质边坡变形特征分析

我国西部山区建设揭露了众多大型弯曲倾倒变形体,它们多具有软硬互层结构。为进一步探明软硬互层反倾岩质边坡的变形破坏规律,本研究融合大型土工离心机试验与自开发的可以综合考虑节理面拉剪和压剪破坏的Hoek-Brown与Mohr-Coulomb联合强度准则,对此类边坡进行试验与数值模拟分析。首先,结合监测点位移和应力曲线对边坡的变形破坏过程进行详述并验证了所提出的强度准则及所建立的数值模型的正确性;然后,基于此数值模型研究不同几何因素对此类边坡倾倒破坏特征的影响。结果表明:(1)节理单元采用Hoek-Brown与Mohr-Coulomb联合强度准则可以较准确地模拟软硬互层反倾边坡的层间错动以及岩层弯折;(2)此类坡体倾倒变形破坏全过程为:层间先出现相互错动,然后边坡自坡脚部位开始出现弯曲变形,随后坡体后缘出现拉张裂缝,与此同时边坡整体向临空面弯曲倾倒,最终形成2个或3个破坏面; (3)随着岩层倾角的增大,边坡一级破坏面逐渐向坡体深处发展;(4)随着硬/软岩层厚比的减小,坡顶竖向位移变小,且坡体滑动的整体性逐渐增强;(5)随着软/硬岩层厚比的增加,坡体破坏面逐渐由粗糙的“锯齿状”向平滑的“圆弧状”过渡。
无黏性土的压缩特性及模型

我国南海神狐海域海底沉积物主要由钙质砂与无黏性土组成,其力学性质对海洋工程的稳定性具有显著影响。无黏性土的压缩特性是研究其力学性能的重要内容之一,为分析不同荷载作用下土样的压缩特性,利用高压三轴仪试验系统,开展了不同砂含量及不同初始孔隙比下无黏性土样的等向压缩试验。试验结果表明:在试验采用的高有效应力下,无黏性土具有显著的过渡土性质,初始组构难以被改变;随多孔易碎钙质砂含量的增加,土样可压缩性和压缩曲线的收敛度均增加,钙质砂的破碎显著改变了初始组构。提出可以描述含砂无黏性土压缩特性的数学模型,所含参数物理意义明确且易于确定。与不同砂土压缩试验数据对比发现,该模型对其他种类土同样具有较好的拟合度,验证了本模型的广泛适用性。与已有压缩模型的对比,验证了本模型的实用性,为无黏性土应力-应变关系的理论研究提供基础。
预制裂隙岩样宏细观力学行为颗粒流数值模拟

为了研究双轴压缩下预制裂隙岩样宏细观力学行为及裂纹扩展模式,采用颗粒流程序(PFC)先分析平行粘结模型细观参数对宏观参数的影响,接着结合完整花岗岩常规三轴压缩试验结果对其细观参数进行标定,最后借助该组参数模拟有围压下预制裂隙(上裂隙①和下裂隙②)岩样的力学特性。研究表明:基于PFC程序和标定的参数能较好地模拟完整岩样的破坏情况;随着围压增大,双裂隙岩样的峰值强度和弹性模量均增大,且裂隙②与水平向夹角α2为90°时,两者均达到最大值;不同的α2下,各岩样的裂纹演化均经过裂纹萌生、发展和稳定等3个阶段;随着围压的降低和轴向应力的增大,颗粒间的力链破坏情况愈严重。由于拉伸力链的集中和分布不同,水平裂隙长度方向上的裂纹沿着轴向扩展,且两裂隙的贯通呈现不同方式。
马尾松组培苗对氮素形态的生长响应

马尾松属高氮需求树种,然而在苗木培育中马尾松对氮素,尤其是不同形态氮素的需求尚不明确。该文以马尾松组培苗为试验材料,采用基质培养方法,针对硝态氮、铵态氮两种氮素形态均分别设置了2、4、8、16 mmol·L~(-1) 4个处理,以不添加氮素为对照,对苗木的高径生长、根构型参数(总根长、总表面积、总体积、平均直径和根尖数)以及生物量的变化进行了分析。结果表明:(1)在2 ~ 8 mmol·L~(-1)硝态氮处理下,除根冠比外,苗高、地径、根构型参数、生物量均不低于对照,其中以2 mmol·L~(-1)水平下苗木生长效果最好,苗高、地径、根构型参数、生物量均高于对照;在16 mmol·L~(-1)硝态氮处理下,苗高、总根长与根尖数低于对照。(2)在2 ~ 16 mmol·L~(-1)供试范围内,铵态氮处理下的苗木根冠比小于对照,但其苗高、地径、根构型参数、生物量均不低于对照,整体上以4 mmol·L~(-1)处理下的苗木生长表现最佳。(3)在任一供氮水平,除根冠比和2 mmol·L~(-1)处理下的根总表面积与根尖数在两种氮素形态间无明显差异外,铵态氮处理下的苗木生长情况显著优于硝态氮处理,这说明马尾松组培苗偏好于吸收和利用铵态氮。综上结果表明,外施硝态氮、铵态氮均能促进马尾松组培苗生长,但需控制在适宜浓度范围内,其中以2 mmol·L~(-1)硝态氮和4 mmol·L~(-1)铵态氮处理效果较佳。高浓度硝态氮会抑制苗木高度及根系发育,且在相同施肥水平下,对苗木生长的促进效果大多弱于铵态氮。因此,今后为达到培育优质壮苗和提高肥效、减少肥害的目的,可考虑使用铵态氮肥。
会仙喀斯特湿地三种典型植物叶片碳同位素(δ~(13) C)特征及其指示意义

为探讨会仙喀斯特湿地不同生长环境下植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)、稳定碳同位素(δ~(13) C)特征及其生态学指示意义,该文以挺水植物芦苇、浮水植物水葫芦和沉水植物
飞机草对热带珊瑚岛的生理生态适应性

入侵植物对环境的适应性是探究其入侵性的基础。西沙群岛为热带珊瑚岛,具有高盐、强碱、高温、强光、干旱等恶劣环境特点。近年来,西沙群岛的一些原生植物群落中出现了
全球跨境水资源合作时空演变及生成机制

跨境水资源合作对人类社会的可持续发展和国家水权益保障意义重大。以166个国家为研究样本,选择1948-2008年全球跨境水资源合作事件为基础数据,提取合作关系并构建全球跨境水资源合作网络。基于社会网络分析、层次分析等方法,探讨了跨境水合作事件及其网络的时空复杂性,阐述了跨境水合作生成机制与合作类型。研究发现:水合作事件数量与频次呈波动增长,阶段特征显著;水合作网络结构的去中心化、多极化和区域化趋势明显,东西方阵营在冷战时代主导了全球水合作,后冷战时代的热点合作广泛产生在非洲、东欧地区和亚洲水塔周边地区;水合作对地理距离表现为高敏感性,同一流域内国家互动频繁,域外大国在不同时期介入热点流域水合作事务;国家行为体、区域合作关系和国际合作体系三个层次综合影响水合作关系的生成,各层次内部有着复杂的多因素互动,强制型、功利型、规范型和意识形态型水合作是四种主要跨境水合作类型。
长征国家文化公园红色旅游资源网络关注度及其旅游流网络结构分析

长征国家文化公园建设面临着的现实需求和复杂问题,迫切要求开展相应的系统性研究工作。以长征国家文化公园内154处重点红色旅游资源为研究对象,基于"虚拟"与"现实"相结合的视角,使用GIS、Gephi等研究方法,对其网络关注度和旅游流网络结构进行分析。研究表明:(1)红色旅游资源网络关注度普遍偏低、差异明显,5A级景区和重要人物是最受网络用户关注的资源类型;(2)旅游流网络结构松散、小世界效应显著,在湖南、贵州、陕西省内分别形成了"△""网状""双核"结构模式;(3)网络关注度与旅游流网络具有关联性和差异性,据此识别了湘中、黔川、陕北等重点红色旅游区,以及川陕、闽赣等红色旅游发展潜力区。基于以上分析,长征国家文化公园建设应以重点红色旅游资源为基础,实施分类施策、分段开发、扬长补短的发展策略。围绕高高、高低、低高、低低四种不同类型资源制定相应的发展策略,并结合不同区域的发展情况分别采取"节点""斑块""廊道"相结合的发展模式。
陕甘宁三河源区1971—2017年极端降水时空变化分析

为了揭示陕甘宁三河源区极端降水时空分布及其变化规律,利用1971—2017年逐日降水、气温数据,辅以气候趋势系数、小波相干分析等方法分析三河源地区极端降水时空变化特征,并探究极端降水指数与厄尔尼诺南方涛动(ENSO)的关联关系。结果表明:1971—2017年,陕甘宁三河源地区极端降水有明显增多的趋势;在空间分布上受地理位置和地形的影响,总体呈现“南高北低”的分布格局,空间差异显著。研究区内极端降水指数变化增减不一,大部地区极端降水量增多,弱降水日数减少,强降水日数增多,降水强度增大,降水趋于极端化。极端降水指数与多元ENSO指数(MEI)呈显著负相关关系,存在3~5 a及9~12 a时间尺度的显著共振周期。
基于短时临近降水集合预报的中小河流洪水预报研究

为了延长中小河流洪水预报预见期,建立了基于短时临近精细化网格降水集合预报的中小河流洪水预报模型。模型采用百分位映射订正技术,发展数值模式降水预报场与实况场映射关系,结合Bayesian模型,构建基于GRAPES-3KM模式和Time-Lag-Ensemble融合技术的短时临近降水集合预报(最优集成、最大(95%分位数)、最小(5%分位数))格点场,作为GMKHM(Grid-and- Mixed-runoff-generation-and-Kinematic-wave-based Hydrological Model)的降水驱动,进行中小河流洪水逐小时实时滚动预报。选择新安江屯溪流域作为试验流域,对2020年汛期流域大洪水进行实时预报。检验结果表明,基于短时临近最优降水预报的中小河流洪水预报模型提前了7 h预报出屯溪断面洪峰,洪峰误差为5.6%,峰现时差为-1 h,比不考虑预见期降水的中小河流洪水预报提前了4 h;基于短时临近最大、最小降水预报的中小河流洪水预报模型提前了13 h预报出洪峰区间,并且自7月7日9时起滚动预报最大与最小预报跨度呈逐渐减少趋势。在中小河流洪水预报中引入短时临近集合预报降水,对提升中小河流洪水风险防控能力有重要意义。
10 kV架空导线单相触树接地故障检测方法

针对单相触树接地故障(TSF)检出困难的问题,进行了TSF建模和检测方法研究。通过分析导线触树过程中的树木温度变化,构建了基于树木电阻率、高度、半径、电阻率-温度特性等实际物理参数的TSF过渡电阻工频时变模型。利用所建模型,分析得到不同10 kV系统发生TSF时的零序电压、电流随时间的变化规律。基于TSF零序电流缓慢单调上升的特征,提出了监测零序电流超过阈值的持续时间的TSF检测方法,并利用多周期测量数据提高测量可靠性。以数字仿真和10 kV TSF试验对模型和方法进行了验证。验证结果表明,所建模型能够准确地模拟不同尺寸树木TSF的过渡电阻随时间的缓变曲线,所提方法的TSF检测灵敏度可达几十千欧,能够大大提升TSF的检出率。
电力系统移频电磁暂态仿真原理及应用综述

高效、精确的电磁暂态仿真是支撑电力系统运行和控制的关键技术。为了解决传统电磁暂态仿真中速度和精度之间的矛盾,提出了移频电磁暂态仿真方法。文中对移频电磁暂态仿真理论的关键技术进行梳理并对其中存在的部分问题进行分析。首先,介绍移频电磁暂态仿真的原理。然后,依次对移频电磁暂态仿真中的3个关键点进行分析,包括复数信号的构造方法、移频变换的具体形式、移频仿真的模型及其特点。接着,对移频电磁暂态仿真技术应用的研究现状进行了介绍。最后,讨论了现有移频电磁暂态仿真中存在的部分关键问题。
基于谐波阻抗匹配的微电网互联线路谐振分析及抑制措施

相邻微电网之间往往通过长距离的输电线路互联。针对这类输电线路双端存在独立谐波源的系统,其谐波交互特性与谐波放大机理更为复杂,采用传统阻性有源电力滤波器方法抑制谐振并不适用。文中基于传输线理论分析互联线路的谐波传播机理,并提出基于谐波阻抗匹配的谐振抑制方案。为了克服线路参数与谐波源相角信息的不确定性,提出基于线路中点谐波电压检测的有源电力滤波器谐波阻抗协调控制策略,根据谐波电压含量在线调节线路两端谐波阻抗相角,实现谐振抑制目标。与此同时,提出一种有源电力滤波器改进控制策略,保证其谐波阻抗相角可以任意调节。仿真验证了控制策略的有效性。
兼顾多电网调峰与水电消纳的跨流域梯级水电站调度方法

中国云南省的电源结构以水电为主,水电消纳问题异常突出,且云南水电外送的受端调峰压力巨大。为充分挖掘云南电网"西电东送"通道潜力,最大限度消纳云南水电,同时响应多电网的调峰需求,文中构建了兼顾多电网调峰与水电消纳的跨流域梯级水电站调度的混合整数线性规划模型。模型采用目标权重法将多电网调峰问题转化成单目标问题,并通过调整各电网余荷距平绝对值的平均值权重,使得目标兼顾了多电网的调峰需求与水电消纳。同时,通过引入特殊顺序集约束,对最小持续时间约束提出了一种简易的线性化方法,此方法可应用于其他同类型的约束中。最后,以澜沧江干流与金沙江干流的18座水电站为例,验证了模型的可行性与有效性,结果表明所提方法可满足多电网调峰与水电消纳的需求。
基于模量相平面的柔性直流电网T接线路故障识别方法

含T接线路的柔性直流电网由于仅在送端和受端安装直流断路器,发生区内故障时各端的直流断路器均需断开,与双端直流相比,其故障电流特征更加复杂,常规的直流电网保护方法无法直接应用。为满足含T接线路的柔性直流电网对保护的高要求,文中提出了一种基于模量相平面的柔性直流线路故障识别方法。首先,研究网络拓扑结构,基于换流器闭锁前区内外故障等效电路,推导故障电流模量特征。然后,结合故障位置及类型,对保护动作原则和阈值整定进行分析;同时通过构造阈值缩比因子,实现保护的自适应整定。最后,在PSCAD/EMTDC平台中建立含T接线路的柔性直流电网仿真模型,验证了所提方法的快速性和可靠性。该方法算法简单、计算量小,仅利用单端信息快速识别故障且抗系统扰动能力强。
促进新能源消纳的省间、省内两级电力现货市场运行机制

随着中国新能源装机容量的快速增长,消纳任务愈发艰巨。电力市场建设也需要结合电网发展特点,寻找高比例新能源背景下的市场模式。文中在分析西北区域现行两级调峰辅助服务市场运行机制存在问题的基础上,提出了未来区域电网省间、省内两级电力市场协调运行中的关键问题及解决措施,建立了以最大化消纳新能源为目标的市场间优化协调机制,设计的机制可以推动省间、省内多个市场之间的有序衔接,促进电能的优化配置和调峰资源的有效利用。通过某省级电力市场实际运行数据,对所提出的两级市场协调机制进行了模拟计算和对比分析,结果验证了设计机制的有效性。
基于深度强化学习的激励型需求响应决策优化模型

随着中国电力市场化改革的推进,售电侧市场逐步开放,售电商可以聚合大量的分散负荷参与电力市场环境下的需求响应。文中提出以售电商和用户综合收益最大化为目标的基于深度强化学习的激励型需求响应建模和求解方法。首先,建立售电商和用户的需求响应模型,通过引入时间-价格弹性,改进现有的用户响应模型,考虑用户对相邻时段补贴价格差的反应。然后,基于马尔可夫决策过程框架构建补贴价格决策优化模型,并设计基于深度Q学习网络的求解算法。最后,以1个售电商和3个不同类型的用户为例进行仿真计算,通过分析算法收敛性和对比不同模型及参数下的优化结果,验证了改进模型的合理性和生成策略的有效性,并分析了激励型需求响应对售电商以及用户的影响。
考虑氢-电混合储能的直流配电网优化调度

针对氢-电混合储能系统的运行模型和多端柔性直流配电网的电压-功率下垂特性二次调节过程,提出了一种源-储-网联合多时间尺度优化调度策略。日前调度阶段以运行成本和电压偏差率最小为目标,优化混合储能运行模式、微型燃气轮机的启停与下垂特性二次调节参数,为日内优化调度提供参考;日内滚动优化调度阶段以经济性为目标,微调设备出力并修正预测误差带来的功率波动。以某环形多端直流配电网为例,验证了所提调度策略的可行性、混合储能的优势和下垂特性二次调节对运行的改善。
端对端交易场景下配电网分布式储能的优化配置

高渗透率可再生能源接入配电网不仅促进了分布式发电技术以端对端(P2P)的形式参与市场竞争,也对电网的安全稳定运行提出了挑战。为了保证配电网中P2P交易的安全稳定进行,提高用户和储能供应商投资储能的收益,在2种交易方案下提出了一种双层优化储能配置方法。上层模型以储能总投资成本最小为目标,采集配电网一年的运行数据进行优化,计算出储能的配置规格传递给下层模型。下层模型考虑集中竞价和用户主导这2种P2P交易模式,引入区域边际价格的概念最大化买卖双方收益,优化调度储能充放电策略以最小化储能投资成本。最后,以IEEE 15节点配电网为算例验证了所提方法的有效性。
面向高比例可再生能源的输电网规划方法研究进展与展望

为应对高比例可再生能源接入带来的消纳问题,提出了以多场景技术、鲁棒优化技术和协同规划技术为核心的输电网规划理论,涵盖不同适用条件或需求场景下的4种不同规划方法,即基于多场景的输电网随机规划方法、基于概率驱动的输电网鲁棒规划方法、考虑多源互补的网-源协同规划方法以及与配电网相协同的输电网规划方法,能够从输电网规划的角度在安全稳定前提下提高可再生能源消纳能力。在此基础上,对未来输电网规划方法进行了展望,提出了满足更高安全稳定需求、协同更广泛的源-网-荷-储柔性互动、推动大数据应用和挖掘电力市场机制激励空间的可能研究方向,并探讨了研究难点和解决方式。
基于DKDE与改进mRMR特征选择的短期光伏出力预测

随着光伏发电装机容量的增长,其在能源消费中的占比不断提升,准确预测光伏发电功率对电力系统发展规划和调度运行均具有重要意义。目前,针对光伏预测特征选择的研究比较少,不合理的特征选择往往导致信息丢失,气象参数与出力间的映射关系难以有效挖掘,最终导致预测精度偏低。因此,文中提出一种基于改进互信息计算与改进最大相关最小冗余(mRMR)的光伏预测特征选择方法。针对连续随机变量相关性互信息难以直接计算的问题,基于扩散核密度估计(DKDE)理论,提出一种依据概率密度的区间划分方法并应用于变量离散化,以提高互信息对实际有限数据集的表征能力。然后,对传统mRMR的增量搜索过程进行了改进,提出一种可并行筛选多个特征子集的改进mRMR算法,并针对各特征子集分别采用XGBoost算法构建气象信息与光伏功率的预测模型。最后,通过实际光伏电站测量数据验证了所提方法的有效性和准确性。
基于模型校核的输电线路载流量限额动态评估

急剧增长的用电需求和高比例可再生能源发电并网给现有输电系统带来了较大压力。动态增容技术是提升线路输送能力的经济有效的手段,但受数据采集精度、计算模型参数时变特征等影响,现有动态增容系统在实际应用中仍存在计算精度不足、可靠性偏低等问题。为降低数据采集质量和载流量模型精度对动态增容技术可靠性的影响,提出并构建了一种基于实时闭环校核的载流量及弧垂计算模型修正方法。结合数值天气预报,进一步提出了一种输电线路载流量限额动态评估方案,在动态校核载流量和弧垂计算模型的基础上,实现对实时和预测载流量限额的滚动修正。最后,通过实际工程案例验证了模型校核方法和载流量限额动态评估方案的正确性和可行性。
考虑网络损耗的基于模型预测直流微电网群能量优化策略

直流微电网群实现了多个直流微电网的互联与能量互济,提高了单一直流微电网供电效率和可靠性,但多个直流子网的接入使得直流微电网拓扑更加复杂,增加了网络传输损耗和协调控制难度。文中提出一种以最小损耗为目标,具有自适应分配系数的优化策略。通过对各子网预测功率的修正,实现直流微电网群功率的协调与优化。为预测各子网功率变化情况,提出基于脉宽调制的模型预测控制,降低了在线运算量。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。
考虑源荷储协同优化的增量配售电公司决策模型

增量配售电公司(IDR)具有灵活性资源多元化、经营方式复杂化的特点。合理制定购售电策略、充分利用灵活性资源是IDR提升市场竞争力的关键。为此,考虑源荷储规划和运行的特点,提出了IDR多时间尺度源荷储协同优化综合决策模型。首先,从当前中国电力中长期交易向现货市场过渡的实际需求出发,构建了基于电量合约分解曲线的IDR购电模型。其次,采用用户价格弹性和消费者心理学理论模拟了零售环节中用户的合同类型选择与可中断负荷响应行为。然后,以最大化经营利润为目标,构建了面向IDR合同购电组合、售电定价、用户侧可中断负荷采购与调用、储能配置与运行等决策的综合优化模型。最后,以某区域IDR为例进行仿真分析,结果表明通过综合优化源荷储决策,IDR可以灵活应对合约价格和代理用户结构的变化,最大化自身利润。
多回LCC-HVDC分区馈入电网中柔性直流接入位置的确定方法

馈入同一交流系统的多回传统直流(LCC-HVDC)存在发生同时换相失败的可能,通过柔性直流(VSC-HVDC)实现交流电网的分区运行是解决该问题的方法之一,而柔性直流接入位置的确定方法是实现分区互联的重要研究内容。首先,基于雅可比转移矩阵搭建了考虑电网换相换流器(LCC)和电压源型换流器(VSC)的全系统微增量模型,计算了VSC的运行阻抗,进而计算出基于阻抗的有效短路比(IESCR)。随后,对分区拓扑进行了理论分析,得到了VSC-HVDC接入位置、传输功率和IESCR的关系。而后,充分考虑正常运行和N-1运行状态,提出了包括IESCR在内的9个评价指标,给出了VSC-HVDC接入位置的评价流程。基于IEEE 39节点模型给出了算例,对3个VSC-HVDC接入位置计算出了各评价指标的值并给出了得分,确定了其中的最优接入位置。
跨区域省间富余可再生能源现货交易优化出清模型

跨区域省间富余可再生能源现货交易采用市场化手段有效促进了可再生能源消纳。在保证出清计算效率的前提下,如何提升出清模型的适应性和拓展性,在跨区域省间现货出清中考虑更复杂的电网运行约束,已成为省间现货市场进一步发展的关键问题之一。文中提出了跨区域省间富余可再生能源现货交易优化出清模型。结合中国特高压交直流混联电网特点和跨区域省间输电定价机制,构建了基于电力流和交易流的跨区域省间交易网络模型,并提出了计及网络损耗折价的输电成本计算方法。在竞价出清中,考虑了输电通道可用容量、爬坡能力和断面潮流限额等安全约束,以社会福利最大化为目标,构建了跨区域省间现货交易优化出清模型。算例对比了优化出清和匹配出清的结果,验证了所提优化出清模型的有效性,并说明了所建模型的适用性。
美国电力市场环境下抽水蓄能调度模式分析及启示

抽水蓄能在促进发电资源优化配置、维持电网安全稳定运行方面发挥着重要的作用,合理的抽水蓄能调度模式能够最大化运营商的运行收益和系统效益。美国在电力市场机制和抽水蓄能调度模式方面有成熟的经验,文中主要梳理了美国电力市场环境下抽水蓄能的3种调度模式:自调度、半调度和全调度,比较并分析了优化目标、运行约束、优化效益等主要环节的具体实践及应用区域。此外,以给定地区内抽水蓄能和火电机组联合调度为例,分析了3种调度模式下优化结果的差异及原因。最后,在总结美国抽水蓄能调度模式的基础上,提出了对中国电力市场环境下抽水蓄能调度模式的建议。
考虑电池寿命损耗的园区综合能源电/热混合储能优化配置

针对园区综合能源系统(PIES)储能容量优化配置问题,为提升PIES规划-运行经济性,提出了考虑电池寿命损耗的PIES电/热混合储能优化配置方法。首先,构建了适用于PIES规划问题的电池寿命损耗模型,用于量化评估电池寿命损耗;进而,在考虑PIES多能互补特性基础上,引入电池置换成本体现电池寿命损耗的长期影响,以电/热混合储能投资置换成本与运行成本等年值最低为目标函数,建立了PIES电/热混合储能容量双层优化配置模型;最后,通过算例验证了文中混合储能配置方法对系统规划-运行经济性、电池使用寿命的提升效果,并比较分析了电/热混合储能与单一储能对系统规划-运行经济性和电池使用寿命的影响。
风电并网系统次同步振荡监测装置优化配置方法

近年来,风电等可再生能源的大规模接入使得次同步振荡事故频发。鉴于现有监测系统难以满足对次同步振荡的监测需求,中国多地正积极开展新型振荡监测系统的构建工作。考虑到时间和成本的限制,明确系统关键监测节点、经济合理地选取配置数量是构建新型振荡监测系统的首要问题。从振荡监测和溯源两个角度定义各节点在振荡监测系统中的关键度,提出了一种考虑节点关键度的振荡监测装置最优配置方法。该方法通过综合节点可观性和阻尼影响程度建立节点关键度指标,并计及系统N-1故障概率和零注入节点构建最优配置模型,最后利用整数线性规划得到配置方案。通过对美国得克萨斯州ERCOT风电系统、改进的New England 39节点系统和中国河北沽源实际风电并网系统的不同配置方案进行分析对比,验证了文中算法的可行性和经济性。
两电平电压源型换流器负阻性与容性效应特征指标研究

为评估两电平电压源型换流器(VSC)并网系统的谐振不稳定风险,定义了4个描述两电平VSC负阻性与容性效应的特征指标。首先,基于简化等效电路,通过奈奎斯特稳定判据论证了VSC负电阻引起谐振不稳定的简单机理。然后,通过分析两电平VSC的交流侧扰动响应特性建立其端口阻抗模型。在此基础上,通过简化分析建立VSC端口电阻和端口电抗的宽频近似模型;据此定义了VSC负阻性与容性效应的特征指标,并对其影响因素进行了分析。最后,通过电磁暂态仿真验证了宽频近似模型的准确性和特征指标的有效性。算例分析表明,文中提出的特征指标可以定性评估两电平VSC并网系统的谐振不稳定风险。
二次模态分解组合DBiLSTM-MLR的综合能源系统负荷预测

用户级综合能源系统多元负荷存在随机性、波动性相对更大的特点,现有预测方法不能得到很好的预测效果。为此提出一种基于核主成分分析(KPCA)、二次模态分解、深度双向长短期记忆(DBiLSTM)神经网络和多元线性回归(MLR)的多元负荷预测模型。首先,运用自适应噪声的完全集合经验模态分解分别对电、冷、热负荷进行本征模态分解,对分解得到的强非平稳分量运用变分模态分解进行再次分解。然后,运用KPCA对天气、日历规则特征集提取主成分实现数据降维;将分解得到的非平稳、平稳分量结合特征集主成分分别用DBiLSTM神经网络、MLR进行预测。最后,将预测结果进行重构得到最终预测结果。通过实际算例分析可知,与其他模型相比,所提模型具有更高的预测精度。
基于多模型选择性融合的变压器在线故障诊断

在线智能化故障诊断是变压器故障诊断的发展趋势,为发挥不同征兆子集及诊断算法的性能优势,实现多元诊断模型的互补决策,文中通过对智能诊断算法的性能进行多维对比分析,选取综合性能优的诊断算法用于征兆子集优选,使用优选子集与诊断算法训练多个诊断模型,通过模型间差异性分析有选择地对模型进行融合并用于最终决策。实例验证结果表明,融合模型泛化性能及均衡诊断能力均有提升。
基于分布式模型预测控制的综合能源系统多时间尺度优化调度

采用具有滚动优化、反馈校正特点的模型预测控制是实现综合能源系统多时间尺度优化调度的关键技术之一。鉴于集中式模型预测控制实现系统整体在线优化的复杂性,文中提出一种基于分布式模型预测控制的综合能源系统多时间尺度优化调度方法,通过各子系统协调配合实现综合能源系统灵活调度。首先,建立以系统日运行经济最优、系统日运行费用及机组启停惩罚费用最小为目标的日前、日内滚动优化模型。然后,在实时阶段采用基于分布式模型预测控制的优化调度策略对整体优化问题进行分解,各子系统根据其他子系统前一时刻的输入序列进行状态估计并优化自身性能指标。最后,通过对各子系统的协调控制进而实现整个系统的在线优化,满足其动态调整需求。仿真结果表明,所提方法能够在改善系统控制性能的同时,提高系统运行的经济性。
基于分布鲁棒优化的电-气综合能源系统弹性提升策略

小概率-高风险极端天气灾害事件的频发对电力系统的安全稳定运行提出了重大挑战。针对深度耦合的电-气综合能源系统,文中提出一种考虑极端天气下配电网线路故障概率信息的弹性导向分布鲁棒优化模型以提升其弹性能力。首先,融合极端条件下元件故障概率区间构造线路故障模糊集,在此基础上建立防御-攻击-防御3层框架下的配电网弹性提升优化问题。其次,构建以燃气机组出力为耦合变量的天然气系统运行可行性子问题。然后,提出一种内外双层循环算法求解上述问题:外层循环结合对偶理论和列与约束生成算法求解配电网优化问题;内层循环采用Benders分解算法对气网问题进行校验。最后,通过算例验证了所提模型及求解算法的有效性。
含转子侧控制器的双馈风机建模与次同步振荡机理分析

双馈风机经串联补偿电容并网会存在引发次同步振荡的风险,因此有必要研究双馈风机转子侧控制器在次同步振荡中的作用。文中以等效电路的形式表征转子侧变流器控制环节,从系统电路性质变化的角度探讨全部控制参数的影响和作用途径,并分析了内、外控制环之间的耦合作用。首先,通过联立转子侧变流器与感应发电机电压方程,将转子侧变流器控制等价变化至电路中,获得包含转子侧和锁相环全部控制参数的等效电源与等效阻抗解析表达式,进而建立了相应的双馈风机等效模型。然后,基于所构建的等效模型,提出了存在分别影响电阻、电抗性质的直接和间接作用途径,分析了转子侧内、外环耦合交互影响,得到了转子侧控制参数的影响机理。最后,通过时域仿真和扫频法验证了所提分析机理的正确性和有效性。
高寒草甸不同坡向植物群落物种多样性与功能多样性的关系

植物群落物种多样性与功能多样性是生态学研究的热点问题之一,研究其对于保护生物多样性和维持生态系统功能具有重要意义。采用野外群落调查方法,探讨了物种多样性与功能多样性在坡向梯度上的变化格局及其关联性。结果显示: (1)从北坡到南坡,土壤含水量、有机碳呈递减趋势;坡度、照度、土温、pH呈递增趋势;土壤全氮、全磷在西坡明显低于其他各坡向; (2)物种多样性指数均由北坡向南坡依次递减; (3)一元性状功能多样性在各坡向间的差异显著(P<0.05),除LDMC_(FDrao)外,其他功能性状均为北坡大于南坡; (4)多元性状功能丰富度与功能均匀度均由北坡向南坡呈递减的趋势,各坡向的功能均匀度差异性不显著。通过相关分析与通径分析发现,功能多样性指数的主要环境决定因子与限定因子均存在差异:功能丰富度、功能均匀度主要环境限定因子为pH,功能离散度主要环境限定因子为土温;功能离散度主要环境决定因子为土壤含水量; (5)物种多样性指数与功能丰富度呈正线性相关,与功能离散度呈负线性相关,而与功能均匀度不相关。
基于故障区域局部迭代的工程实用化新能源短路电流计算

新能源快速发展,正在由辅助电源向主力电源过渡。现有新能源工程短路电流计算存在两大问题。一是用1.2~2倍额定电流表征新能源故障特性,过度简化导致计算精度差,难以满足保护要求;二是现有短路电流整定计算软件不支持迭代,因而无法根据节点电压变化而更新新能源故障电流,体现其压控电流源特性。针对该问题,首先,基于新能源的故障特性精细化解析模型,结合现场故障录波数据,构建满足工程实用计算要求的电压电流映射关系;然后,根据电网故障后节点电压跌落程度和节点之间的连接关系划分故障区域,并在故障区域内依据新能源的工程实用化计算公式进行局部迭代计算来求解网络的节点电压和短路电流,从而避免了全局迭代可能带来的收敛性问题,同时也缩短了计算时间;最后,通过工程计算软件验证了所提方法的计算效果。
野慈姑(Sagittaria trifolia)人工授粉的有效性:授粉工具与花粉保存

人工授粉作为一项关键性技术在生态研究与农业生产领域广泛应用,但是授粉过程中的工具有效性以及花粉保存尚未受到研究者的关注。以植物
甘肃南部7种高寒杜鹃生物量模拟

精确测定与模拟高山-亚高山灌丛生物量是了解陆地生态系统碳功能的重要基础工作。以甘肃南部高山-亚高山地区常见的7种高寒杜鹃(Rhododendron spp.)灌木为对象,通过标准植株收获法,建立易测因子与各器官生物量及总生物量的方程并检验拟合精度,筛选最优拟合方程。结果表明: (1)自变量和函数的类型对杜鹃生物量的模拟效果影响较大, 700组方程中以D和D2H为自变量和以幂函数为模型拟合的R2相对集中、中位数都较高。(2)遴选出的35组单物种最优生物量模型的R2介于0.66—0.99之间、中位数为0.92,除山光杜鹃(Rh. oreodoxa)的茎、叶生物量和地上生物量模型为线性函数、麻花杜鹃(Rh. maculiferum)的所有模型为指数函数外,其余的生物量模型均为幂函数; D和D2H是单物种生物量模型的最佳预测变量,H仅是黄毛杜鹃(Rh. rufum)除根外、美容杜鹃(Rh. calophytum)叶生物量的最佳预测变量。(3)混合物种最优模型是以D2H为自变量的幂函数,除对叶生物量的模拟精度相对较低外,对其它生物量的模拟均较好。甘肃南部7种高寒杜鹃灌木生物量模型的建立为高寒地区灌丛生态系统碳汇功能的研究提供了支撑。
基于土地利用的博斯腾湖流域生态系统服务价值时空变化

探讨土地利用变化及其对生态服务功能价值影响,是促进流域生态环境保护和资源合理配置的重要理论依据和决策支持。采用改进的生态系统服务价值评估、热点分析等方法探究了博斯腾湖流域1995—2018年土地利用变化与生态系统服务价值时空(ESV)演变。结果表明: (1)流域旱地、建设用地面积持续增加;荒漠、草甸、湿地、水域、灌木面积呈现波动增长趋势;裸地、草原、冰川积雪、阔叶、针叶面积呈现波动下降趋势。(2)流域23年间ESV呈减小—增大—减小—增大的波动增大趋势,调节服务和支持服务构成流域ESV主体。水域、草甸和草原是流域ESV变化主要的贡献因子和敏感因子,其中水域和草甸为正向贡献因子;草原为负向贡献因子。(3)流域ESV总体空间分布呈“北偏高,南偏低”,唯一高值集聚区(博斯腾湖)点缀在低值区的格局,ESV南北空间差异明显;研究区年平均湿地和水域面积之和仅占总面积的3.61%,主导着整个流域生态系统服务价值的变化,是流域环境保护和生态建设的重心。(4)流域生态系统服务价值热点区域变化不大,冷点区域面积大且呈缩减趋势。流域北部的ESV空间演变较为显著,其原因是荒漠和裸地、草原和草甸等自然生态系统转换频繁。研究区南部的绿洲区的扩张使得局部冷点区转为次冷点区。
克氏针茅草原土壤生态化学计量特征对放牧强度的响应

生态化学计量学是研究生态系统中各元素间平衡的科学,对于探究土壤有机碳(C) 、全氮(N) 、全磷(P)元素循环以及土壤养分限制状况具有重要意义。为了解克氏针茅(Stipa kirschnii)草原土壤生态化学计量特征,以内蒙古克氏针茅草原区为研究对象,在不同放牧强度草场进行采样分析。结果表明:随着放牧强度的增加,C、P含量先降低后升高,N含量先升高后降低;土壤C/N先降低后升高、C/P逐渐升高、N/P先升高后降低。C/N随着放牧强度的增加与有机碳相关性逐渐增大、与全氮的相关性逐渐减小;轻牧区的C/P受有机碳作用有所增强;中牧区N/P受全氮作用增强。C/N主要限制因素是有机碳含量,C/P和N/P主要限制因素是全磷含量。不同放牧强度会影响土壤化学计量比与其他物质的关系,也会改变土壤化学计量比各制约因素的强度。
漓江流域生态系统服务价值最大化的土地利用结构优化

土地利用结构优化是促进生态系统可持续发展的重中之重,而生态管理的最终目标是优化生态系统服务,使生态系统提供的服务达到最大化。选择典型生态脆弱区漓江流域为研究区,将整个生态系统服务价值的最大化作为研究目标,首先结合野外实验和五期Landsat高分遥感影像获取基础数据,对研究区1998—2018年各项生态系统服务价值进行估算,然后结合灰色线性模型对2018—2028年价值进行预测,借助Lingo软件提出生态效益最大化的土地结构优化方案,进而对优化前后研究区生态系统服务价值进行比较与分析。结果表明: (1)近20年间研究区主要土地利用类型一直以林地与耕地为主,所占比例保持在整个流域的95%。水域与耕地面积逐年减少,林地、建设用地及未利用地面积持续增加。此外,未利用地面积发生的变化最为显著,增加了近30倍,主要由林地与耕地转变而来。(2)研究区生态系统服务价值总体约减少了19.55×10~6元,呈现先上升后下降趋势,并将长期处于下降趋势,至2028年时流域生态系统服务价值将减少至8067.43×10~6元。在流域整体生态系统中,林地价值最高,在历年约占流域总价值的86%,其次是水域及耕地,分别占比8%、6%。(3)对研究区进行优化后,漓江流域总生态系统服务价值增长了2%,其中主要来源于林地与水域面积的增加,提高了生态系统调节服务的供给能力,耕地、建设用地面积略微增加,未利用地面积显著减少,基本与2008年水平持平。本研究通过优化喀斯特地区关键生态系统服务价值,为该区域生态管理提供科学支撑。
中国马尾松林土壤肥力特征

土壤肥力是各因素的综合作用和反映,也是林地生产力的基础。为了解马尾松分布区林下土壤肥力状况,利用499条文献数据、134条历史调查数据和131条当前调查数据中0—20 cm和20—40 cm土层的pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾,根据全国第二次土壤普查养分分级标准和内梅罗指数法分别对土壤养分单一指标丰瘠水平和综合肥力状况进行评估,并分析马尾松天然林与人工林和纯林与混交林间土壤肥力特征的差异,为马尾松林可持续经营和生产力提高提供科学依据。结果表明: (1) 0—20 cm和20—40 cm土层土壤pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾的平均值分别为4.79和4.91、33.78 g/kg和19.92 g/kg、1.82 g/kg和1.32 g/kg、0.46 g/kg和0.40 g/kg、14.49 g/kg和15.71 g/kg、88.00 mg/kg和59.41 mg/kg、4.94 mg/kg和2.38 mg/kg、71.72 mg/kg和52.99 mg/kg; (2)除土壤有机质、全氮和全钾含量外,两个土层其他土壤养分指标的丰瘠水平在“较缺”水平及其以下; (3) 0—20 cm土层土壤肥力指数(0.97)大于20—40 cm土层(0.77),土壤有效磷含量的肥力指数均最小(0.60和0.33); (4)除20—40 cm土层pH值、碱解氮和速效钾含量外,其他土壤养分指标和肥力指数均表现为混交林>纯林;这些指标在天然林与人工林间的差异因指标而异。总体来看,马尾松林土壤磷和钾养分的供给潜力和能力较弱,土壤综合肥力状况也偏“贫瘠”,其中土壤有效磷含量最低,肥力指数也最小; 0—20 cm土层的土壤肥力状况优于20—40 cm土层,均受林分起源(天然林与人工林)和林分结构(纯林与混交林)的影响;但由于指标缺乏(如物理指标)和数据分布不均衡(天然林和混交林少),土壤肥力的估算以及林分特征对土壤养分和肥力的影响还有待于进一步研究。
空间相关视阈下浙江省县域生态文明建设空间格局分析

生态文明是社会文明的重要表征,是经济、政治、文化、社会的重要组成部分。利用“2017年浙江省生态文明建设年度评价结果公报”的指标数据,对绿色发展指数及6个分维度指数的空间格局进行研究,探讨空间相关视域下浙江省县域生态文明建设的空间格局。结果表明: (1)浙江省各市域绿色发展指数及分维度指数的差异明显,杭州市的绿色发展指数最高,而嘉兴市的绿色发展指数处于最低水平。(2)浙江省绿色发展指数存在空间自相关特征,但Global Moran's I并不高。在分维度指数中,除资源利用外,环境治理、环境质量、生态保护、增长质量和绿色生活都存在明显的空间自相关性。(3)发达县域间存在资本、人才和技术的流动,有足够的经济实力和技术投入到环境污染治理和防止、生态环境保护和修复中,形成绿色发展的扩散互溢区。而欠发达县域以资源环境为代价的不持续发展方式对提高绿色发展指数具有明显的制约作用,呈现极化效应和低速增长态势。(4)研究认为可利用空间相关性发挥县域间生态文明建设的带动作用,实现生态文明建设整体水平的提高。一方面要构建跨区域绿色发展的协作机制,落实跨区域的生态补偿机制;另一方面要积极发挥试点和示范的带动作用,产生正外部性溢出效应。
中亚热带次生林和人工林凋落枝水溶性碳氮磷动态特征

凋落枝是森林地上部分凋落物的重要组分,揭示其水溶性碳氮磷的动态规律对于认识森林物质循环过程具有重要意义,但目前研究集中于凋落叶,而对凋落枝缺乏必要关注。因此,以中亚热带典型马尾松(Pinus massoniana)人工林、杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林和米槠(Castanopsis carlesii)次生林为研究对象,在一个自然年内调查了凋落枝水溶性碳、氮、磷含量及其芳香化指数以及化学计量比的动态变化过程。结果显示:(1)米槠次生林凋落枝水溶性碳、氮、磷含量及芳香化指数明显大于马尾松和杉木人工林;(2)水溶性碳和磷、水溶性碳比磷、水溶性氮比磷和芳香化指数有明显的季节变化;(3)水溶性碳、水溶性磷、水溶性氮比磷和芳香化指数在不同林分和季节间有交互作用。(4)马尾松和杉木人工林、米槠次生林凋落枝水溶性物质含量的季节变化多数与气温和降水呈显著负相关。这些结果表明亚热带次生林可能相对于人工林具有更为高效的以凋落枝为载体的物质循环过程,在未来气候变暖背景下亚热带森林由凋落枝归还给土壤的养分浓度可能降低。
珠三角城市群生态空间分区方法与管控对策

生态空间管控是维护区域生态安全,解决区域生态供需矛盾的重要手段。生态空间分区一直是生态管控的热点问题,对促进城市群可持续发展具有重要意义。以珠三角城市群为例,基于政策目标、民众需求、专家知识等方面综合构建评价体系,开展了基于生态空间质量和生态系统健康评价的生态空间分区的探索研究。结果表明:珠三角城市群生态空间约占城市群面积的82.8%,生态空间质量好,但生态系统健康水平低。城市尺度肇庆市、深圳市生态空间质量较高,珠海市、中山市生态空间质量较低;惠州市、肇庆市生态系统健康水平较高,佛山市、中山市生态系统健康水平较低。综合生态空间质量和生态系统健康,区域尺度将城市群生态空间分为重点保护区、重点修复区、潜在修复区和生态保育区。重点保护区占生态空间总面积的10.1%,是区域生态源地,应实行最严格的环境保护制度,划定生态保护红线和自然保护地,加强生态建设和生物多样性保护,并加强生态连通性建设,提升区域整体生态系统服务;重点修复区占生态空间总面积的21.6%,以生态修复,实施生态治理工程,推进生态产业为主;潜在修复区占生态空间总面积的13.1%,以保护优先、自然恢复为主,对生态空间进行全面的养护,保护和提升品质,重点提升生态系统服务;生态保育区占生态空间总面积的55.2%,重点实施生态廊道建设,同时加强区域高标准农田建设,在保护生态空间的基础上合理开展生产建设活动。对生态空间分区管控的研究可方便决策者对生态修复空间和生态保护空间进行识别和分类管理,有效指导国土空间规划和区域生态环境管理体系的完善。
空气污染对城市活力的影响及其建成环境异质性--基于大数据的分析

建设充满活力的城市空间得到地理和城乡规划学者的广泛关注。随着空气污染问题的加剧,空气质量影响居民在城市空间中的活动,但鲜有研究考察空气污染与城市活力的定量关系。基于广州市2019年新浪微博签到记录、日气象和空气质量数据、以及建成环境数据,本研究构建以街道为空间单元、以天为时间单元的面板数据,通过标准差椭圆(SDE)以及面板回归模型测度空气污染对城市活力的抑制效应以及该抑制效应在不同建成环境上的异质性。研究得到以下结论:①城市活力SDE面积随空气质量指数(AQI)上升而收缩,轻度污染和中度污染的城市活力SDE面积仅为空气质量优的约80%和30%。②运用空间面板回归模型控制街道的空间关联性后,空气质量指数(AQI)对城市活力具有明显负向影响,AQI每增加1个单位,日活动强度减少约0.10次/10 km~2;当空气质量恶化到中等污染后,AQI每增加1个单位,日活动强度减少约0.14次/10 km~2。③空气污染对城市活力的抑制效应在不同建成环境上存在异质性,POI密度、离城市中心距离强化空气污染对城市活力的抑制效应,而地铁站密度、道路交叉口密度、土地利用混合度则弱化空气污染对城市活力的抑制效应。本研究有助于更好厘清空气污染、建成环境与城市活力的关系,并为优化建成环境以缓减空气污染对城市活力抑制效应提供分析支撑。