mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
约束方式对温度环境下复材/金属混合结构壁板稳定性的影响

采用有限元对粘结连接和螺铨连接的复材/金属混合结构加筋板进行了数值模拟,分析了混合结构加筋板在不同温度、不同约束方式下的剪切、压缩屈曲及后屈曲性能。结果表明:温度环境下,夹具的厚度、与试件连接形式都对壁板屈曲失稳载荷有影响。通过不同组别的分析优化,可以得到比较理想的夹具及连接形式,即夹板厚度为6mm,螺栓连接;同时热胀系数接近壁板试件的边界约束可作为温度环境下混合结构壁板剪切稳定性试验边界条件较优的设计形式;壁板压缩情况下,侧边固支加筋板失稳载荷比侧边简支加筋板高5.6%,但侧边固支与简支加筋板的破坏载荷基本相同。
爆破作用下山岭隧道衬砌动态响应分析

基于数值计算方法,研究了在底部动载下拱桥铺山岭隧道衬砌的振动速度、应力以及弯矩的分布规律。得到在底部爆破动载作用下,隧道衬砌拱底振动速度峰值最大,其次是两帮,拱顶最小。随着动载作用时间推移,最大主应力越来越大,最小主应力先增大后减小;拱脚处受压较大,拱顶处受拉较大。随着底部动载的传播,最小弯矩和最大弯矩逐渐增大,直至动载趋于稳定时略有回落;隧道衬砌拱脚处负弯矩较大,隧道衬砌拱底处正弯矩较大。
基于位移响应协方差参数变化比和模式匹配的梁结构损伤识别方法研究

使用结构位移响应参数进行结构损伤识别,首先推导和建立了位移响应协方差参数的解析公式,它是结构频率、振型和阻尼等模态参数的函数。通过理论推导发现,在一定损伤程度范围内,位移响应协方差参数变化比值只与损伤位置有关,受损伤程度的影响较小。结合模式匹配法,使用模态置信准则得到各种可能损伤状态下的置信准则值,找出变化比向量最匹配(置信准则值最大时所对应的损伤状态),即为识别出来的损伤。本文对一个三跨连续梁进行数值模拟来验证该方法的有效性。通过算例发现:与损伤单元有关的位移响应协方差参数变化比值最大,相同损伤位置、不同损伤程度时,变化比向量之间具有大于0.99的置信准则值;而不同损伤位置、相同损伤程度的变化比向量之间的置信准则值则较低。最后进行了损伤工况研究,成功识别出了损伤位置,表明该方法是有效的。对于实际工程结构,可以通过位移响应(或加速度积分得到位移)协方差参数变化比值的连续监测来预警结构损伤的发生。本文提出的方法无需结构模型,计算简便,具有较好的工程应用性。
橡胶套筒对非均匀地应力下固井水泥环受力的影响分析

针对固井水泥环密封失效引起的环空气窜问题,本文提出了在套管外部安装一层橡胶套筒的方案,利用橡胶材料的超弹性能缓解水泥环的受力变形。建立了非均匀地应力和套管内压作用下的套管-橡胶套筒-水泥环-地层力学特性分析的有限元模型,研究了水泥环内壁的受力变形和等效塑性应变,分析了橡胶套筒材料属性对水泥环受力变形的影响。结果表明:当套管内压为90MPa时,无橡胶套筒条件下水泥环内壁的等效塑性应变为5.36×10~(-2),套管的最大Von-Mises应力为525.2MPa,有橡胶套筒时(橡胶套筒厚度为6mm)水泥环内壁的等效塑性应变为7.63×10~(-5),套管的最大Von-Mises应力为772.8MPa;橡胶套筒大幅缓解了水泥环的塑性变形,但对其受力状态不利;要使橡胶套筒对水泥环的等效塑性应变起到较好的改善作用,其厚度应大于3mm,硬度应大于85。研究结果对环空带压的预防和控制具有参考价值。
整体式卡瓦断裂仿真及实验研究

整体式卡瓦在桥塞坐封后起到支撑桥塞、锁定胶筒的作用。针对其在断裂过程中不均匀断裂而导致的承压过程中破坏失效的问题,建立了真实工况下卡瓦断裂坐封的有限元模型。基于损伤演化理论中的位移破坏原理和延性损伤准则中的材料塑性变形叠加原理,首先通过单轴拉伸实验获得了卡瓦材料的真实应力、应变等力学参数;并将其引入金属延性损伤和塑性力学参数设置中,成功模拟了卡瓦的断裂过程。基于这种分析方法和卡瓦的断裂缺陷,对卡瓦的断裂形式改进后再次分析,整体式卡瓦可均匀裂为三瓣,卡瓦本体应力分布明显降低。最后实验验证此结构下,桥塞的封堵效果良好,可稳定承载4.5in套管截面受到的50MPa轴向载荷,达到了实际坐封要求。整体式卡瓦分瓣断裂比C字形断裂承压能力更高。研究成果对应用有限元法模拟桥塞坐封过程和整体式卡瓦结构设计具有参考价值。
新型外包锚固式节点抗震性能试验研究

上、下部结构的连接节点是保证RC框架-轻钢增层混合结构整体协同工作的关键,本文提出一种用于该类混合结构的新型外包锚固式节点,并对该新型节点与传统植筋节点进行了拟静力试验,对比分析了滞回曲线、骨架曲线、强度退化、刚度退化和耗能能力等抗震性能。结果表明:两榀节点试件均为梁铰破坏,新型外包锚固式节点相对于传统植筋节点有效地限制了混凝土梁的裂缝开展,提高了节点承载力和刚度,减缓了强度和刚度退化,增强了节点塑性铰的转动能力;滞回环呈弓形;耗能能力和等效黏滞阻尼系数提升约2倍。
动张力简化方法对输电线舞动的影响研究

针对覆冰输电线舞动,考察了弯曲刚度、两种不同动张力简化方法对舞动特征的影响。首先基于哈密顿原理推导了考虑抗弯刚度的输电线振动偏微分方程,采用Galerkin方法将偏微分方程转换为常微分方程。采用两种不同的计算方法将偏微分方程转换为常微分方程,一种方法将动张力在长度范围内进行平均,然后采用Galerkin方法;另外一种是直接使用Galerkin方法转换该偏微分方程。参数分析表明,两种不同的动张力计算方法对得到的二自由度常微分方程各非线性系数及耦合项系数值有显著影响。针对具体的覆冰导线,研究了抗弯刚度以及两种动张力计算方法对舞动幅值的影响,结果表明对于档距大于300m的大跨度结构,动张力简化前后两种情况下,抗弯刚度EI对相位、幅值的影响较小,但动张力简化方法对系统的频率、相位、幅值影响明显。
沙漠砂蒸压加气混凝土砌块墙体的抗震性能试验研究

沙漠砂蒸压加气混凝土砌块是一种新型墙体建筑材料,本文利用沙漠砂制成的B06级沙漠砂蒸压加气混凝土砌块,以村镇建筑为对象,设计了两片在不同的竖向压应力0.1MPa和0.3MPa作用下的墙体,进行了拟静力试验的研究,分析了墙体在这两种竖向压应力作用下的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性系数以及刚度退化曲线。结果表明:在水平低周反复荷载作用下,墙体的破坏主要以剪切破坏为主,随着压应力的增加,墙体在破坏时的斜裂缝显著增加,且刚度退化更平缓;在竖向压应力为0.3MPa作用下墙体的极限荷载、延性系数大约是0.1MPa作用下的1.71倍和1.16倍。研究结果可为沙漠砂蒸压加气混凝土砌块墙体的承载力理论计算提供数据支撑。
螺杆钻具万向轴啮合结构有限元分析

对某油田现场使用的花瓣式与花键式万向轴啮合结构进行了受力分析;并通过数值仿真分析软件,对不同啮合结构的静载能力、抗疲劳能力与抗磨损能力进行了分析。受力分析结果表明,啮合点产生的不平衡力会对马达产生反作用力,其位置变化越大,对马达反作用力越大。花键与花瓣式万向轴的有限元对比分析结果表明:花键式万向轴的静载能力、抗疲劳能力、铰链结构的抗磨损能力和对马达的反作用力均优于花瓣式万向轴,其静强度提高了29%,对马达的反作用力降低了75%;但花键抗磨损能力要弱于瓣齿,为防止花键过度磨损,花键式万向轴必须带有密封结构为花键提供密封和润滑。
CFRP加固含腐蚀缺陷的受弯圆钢管屈服弯矩计算

对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固含均匀腐蚀缺陷的圆钢管受弯承载力进行了理论推导及试验研究。理论分析中,利用等效截面法推导了CFRP加固含腐蚀圆钢管在纯弯曲作用下屈服弯矩的计算公式。通过2组钢管试件(每组包含一个未经CFRP加固和一个经CFRP加固的钢管试件)的四点弯曲静力加载实验得到了其屈服弯矩。试验测试结果表明,经CFRP加固后,含腐蚀的圆钢管屈服弯矩值明显增大。试验测试中得到的钢管和CFRP沿轴向的应变发展过程验证了理论分析中所采取假设的正确性。通过将试件屈服弯矩的理论值与试验结果对比,两者之间的误差在2%以内,由此验证了所提理论公式的准确性。
零膨胀模型在珍稀鱼类资源时空分布预测中的应用———以长江口刀鲚为例

物种分布模型在估计渔业资源栖息分布中已有广泛应用,但在珍稀鱼类资源的时空分布预测方面,数据零值过多的情况是模型选择时应考虑的重要问题,零膨胀模型是解决此类问题的有效手段。根据2009—2016年每个季度在长江口采集的刀鲚资源量与环境调查数据,运用零膨胀泊松(zero-inflated Poisson,ZIP)模型和零膨胀负二项(zero-inflated negative binomial,ZINB)模型建立了长江口刀鲚资源密度与水温等环境因子之间的关系,并运用最优模型对2017年各季节长江口刀鲚资源密度分布进行预测。结果表明:在零膨胀模型结果的第一部分,水温对刀鲚资源密度非零值的发生有显著正向影响;零膨胀模型结果的第二部分显示,经度与刀鲚资源密度的大小呈显著负相关,水温对刀鲚资源密度的大小有显著正向影响;相比最优ZIP模型,最优ZINB模型对数据拟合较好,并具有较好的预测能力;最优模型显示,刀鲚资源密度的预测值在空间上呈现自西向东逐渐减小的趋势,预测结果与实际观测值存在空间分布的一致性;在时间上呈现夏季>春季>秋季>冬季的分布格局,这与水温的季节变化趋势一致。本研究将两种零膨胀模型应用于珍稀鱼类的时空分布预测,可为珍稀鱼类资源与环境之间的关系及其时空分布的研究提供参考。
光照强度对紫斑牡丹生理及生长特性的影响

紫斑牡丹(Paeonia suffruticosa var. papaveracea)是集观赏、油用及药用价值为一体的经济作物,与牡丹(Paeonia suffruticosa)相比具有较强的耐寒、耐旱性,对光照条件的要求较为苛刻。为了解紫斑牡丹对光照的需求及适应规律,本研究以3年生紫斑牡丹幼苗为材料,模拟东北地区林下光强,研究了紫斑牡丹在4种光照强度(全光照、透光率55%、25%和15%)处理下的生理及生长特性。结果表明:与全光照相比,遮阴条件下紫斑牡丹通过提高叶片色素含量、表观量子效率(AQE) 、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)及光补偿点(LCP)来提高对光能的吸收利用效率,以适应弱光环境,其中25%透光率处理的紫斑牡丹具有最高的光合性能和净光合速率(Pn),为全光照的1.58倍;在全光照处理下,紫斑牡丹叶片受到强光抑制,丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量显著增加(P<0.05),光合作用系统受到严重损害,光合速率较低。遮阴处理时紫斑牡丹通过增大叶片比叶面积(SLA) 、降低根冠比(R/S)并促进植株株高生长来获取更多的光照,其中,25%透光率处理的紫斑牡丹株高生长量显著高于全光照和15%透光率处理,分别为二者的4.57和3.87倍。本研究表明,25%透光率是最有利于紫斑牡丹生长的理想光照条件,该结果为紫斑牡丹在东北林下的引种栽培提供了科学依据。
河南省冬小麦农田蒸散和作物系数

农田蒸散是农田水分消耗的主要方式,是农田管理和规划必须考虑的重要因素之一。本试验在郑州农业气象试验站开展,用Penman-Monteith公式计算了2017和2018年两年冬小麦越冬期-成熟期的参考作物蒸散量,利用大型称重式蒸渗仪观测了充分灌水(T2)和自然降水(T1)两种状况下冬小麦农田的实际蒸散量,进而计算充分灌溉下冬小麦的作物系数和自然降水条件下的冬小麦实际作物系数,并分析它们的变化规律及其与气象要素的相关关系。结果表明:不同水分条件下冬小麦农田蒸散量均呈现先升高后降低的单峰变化趋势,其中T2处理的蒸散量和波动幅度明显高于T1处理;冬小麦试验观测时期内,T2、T1处理两年总蒸散量均值分别为535.8和256.4 mm,日均蒸散量分别为3.7和1.7 mm;不同发育期日均蒸散量均是孕穗、抽穗期最高,越冬期最低;冬小麦作物系数明显高于自然降水条件下的实际作物系数,总体上均呈现降低-升高-降低的变化趋势; T1处理实际作物系数与空气湿度相关性最好,与平均气温相关性最差; T2处理作物系数与平均气温、总辐射和风速均有较好相关性,而与空气湿度相关性较差。
东北地区落叶松新鲜针叶凋落物碳氮磷化学计量特征对环境变化的响应

为了解新鲜叶凋落物碳(C) 、氮(N) 、磷(P)化学计量特征对生长季环境因子变化的响应规律,揭示落叶松人工林生态系统养分循环过程,本研究以东北地区4个不同纬度地点的落叶松人工林新鲜针叶凋落物为对象,分析了针叶凋落物C、N和P含量与生长季累积温度、累积降水量和土壤养分累计变化量的关系。结果表明: 4个地点间落叶松针叶凋落物C、N和P含量变化范围分别为429~ 497、7.94 ~ 16.27和1.04 ~ 2.49 mg·g~(-1)。随生长季累积温度升高,落叶松针叶凋落物C、N含量升高,P含量降低,C ∶ P和N ∶ P升高;随生长季累积降水量增加,落叶松针叶凋落物C、N含量降低,C ∶ N升高,C ∶ P和N ∶ P降低。凉水、帽儿山、露水河和草河口生长季土壤全氮变化量分别为(- 0.84 ± 0.27) 、(- 0.42 ± 0.07) 、(0.04±0.01)和(1.44±0.01) g·kg~(-1),土壤全磷变化量分别为(0.98±0.04) 、(-0.24± 0.05) 、(-0.30±0.06)和(-0.95±0.05) g·kg~(-1)。4个地点的人工林中,落叶松普遍受到N限制,生长季累积温度较高的地点落叶松受到N限制的程度较低,累积降水量越多落叶松越容易受到N限制。在N限制得到缓解或程度较低的地点,落叶松针叶凋落物的C含量更高,P的利用效率也相应提高。因此,在东北地区落叶松人工林的经营过程中,应考虑生长季温度和降水量的变化,并关注土壤与落叶松N含量的动态变化,及时调整养分管理措施,保证落叶松正常生长。
东北地区胡桃楸次生混交林乔木物种组成和多样性

为了解东北地区胡桃楸次生混交林乔木树种组成和多样性,在黑龙江、吉林和辽宁三省中东部23个胡桃楸典型分布区内,设置123块面积0.1 hm~2圆形样地,对样地内DBH≥5 cm乔木树种的物种组成、区系特征、重要值、丰富度和多样性等进行调查与分析。结果表明:东北地区胡桃楸次生混交林内共调查到乔木物种48种,隶属于17科,31属,其中黑龙江省30种,隶属于14科,21属;吉林省37种,隶属于14科,25属;辽宁省35种,隶属于16科,25属。物种主要以北温带分布区类型为主,不同区域物种数量随纬度升高呈先增加后减少趋势,随海拔升高呈先增加后减少趋势,在海拔300~700 m物种数量最为丰富。 3个地区调查样地内重要值排在前6的共有树种是胡桃楸(Juglans mandshurica) 、春榆(Ulmus pumila) 、色木槭(Acer mono) 、蒙古栎(Quercus mongolica)和水曲柳(Fraxinus mandshurica),非共有树种为红松(Pinus koraiensis) (黑龙江) 、紫椴(Tilia amurensis) (吉林)和花曲柳(Fraxinus rhynchophylla) (辽宁) 。调查样地内多样性表现均较高,除Shannon多样性指数在吉林省显著高于黑龙江省和辽宁省外(P<0.05),Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数三省之间均无显著性差异,且三省群落之间均表现为中等相似。本研究可为深入了解东北中东部地区胡桃楸次生混交林物种多样性和森林经营提供基础。
隆宝滩保护区不同生态系统CH_4和CO_2通量差异及其影响因素

以位于青藏高原中部的隆宝滩自然保护区为对象,在2017—2018年生长季节使用便携式温室气体分析仪对高寒草地、沼泽化草甸和高寒沼泽的CH_4和CO_2通量进行原位观测,结合环境因子确定不同生态系统的CH_4和CO_2通量差异及其影响因素。结果表明,2个生长季节中沼泽化草甸和高寒沼泽排放CH_4,峰值出现在7—9月,高寒草地吸收CH_4,峰值出现在8月,沼泽化草甸和高寒沼泽CH_4通量与高寒草地差异显著(P<0.05) 。3种生态系统的CO_2通量均为正值,峰值出现在6—8月,高寒草地CO_2通量年均值最大,高寒沼泽最小,二者差异显著(P<0.05) 。统计显示,高寒草地和高寒沼泽CO_2与CH_4通量之间呈极显著负相关(P<0.01),而在沼泽化草甸中二者呈显著正相关(P = 0.02) 。CH_4、CO_2与环境因子关系的主成分分析结果显示,第1主成分是土壤因子,第2主成分是生物因子,第3主成分是温度因子。逐步回归结果显示,土壤温度是影响月尺度CH_4通量的关键因子,土壤温度和湿度是影响月尺度CO_2通量的关键因子。Pearson相关分析表明,3种生态系统的CO_2通量均与土温呈极显著正相关(P<0.01),与土壤水分呈显著负相关(P<0.05), CH_4通量则与土壤水分呈极显著正相关(P<0.01) 。受温度、土壤水分以及土壤有机质和氮等因素影响,高寒草地、沼泽化草甸和高寒沼泽CH_4和CO_2通量存在明显的异质性。因此,在估算青藏高原CH_4和CO_2排放时,需考虑不同生态系统碳排放的差异。
miR-433在NIH-3T3细胞纤维化和矽尘诱导的小鼠肺纤维化中的作用

目的:本研究旨在探究微小RNA-433(miR-433)在纤维化中的作用及机制。方法:采用TargetScan预测miR-433的潜在靶基因。检测转化生长因子β1(TGF-β1)处理小鼠胚胎成纤维细胞(NIH-3T3细胞)24 h后miR-433表达的变化。检测miR-433 mimic对TGF-β1处理的NIH-3T3细胞中p-SMAD2、纤维连接蛋白(FN)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和结缔组织生长因子(CTGF)表达水平的影响。采用CCK-8法和流式细胞术检测转染miR-433 mimic对TGF-β1诱导的NIH-3T3细胞生长和S期阻滞的影响。构建矽尘诱导的小鼠肺纤维化模型并使用agomiR-433进行干预,HE染色和Masson染色观察miR-433对小鼠肺纤维化的影响,采用免疫组化检测小鼠肺组织中α-SMA的表达。结果:miR-433能特异性结合SMAD2的3'-UTR,并抑制其蛋白和mRNA的表达。TGF-β1能下调NIH-3T3细胞中miR-433的表达水平,上调p-SMAD2蛋白的水平,同时也增强FN、α-SMA和CTGF蛋白和mRNA的表达,并增强细胞活力,诱导S期细胞数量增加;而miR-433 mimic能逆转TGF-β1对NIH-3T3细胞活力和S期阻滞的影响。在矽尘诱导的小鼠肺纤维化模型中,agomiR-433能抑制肺纤维化进程,减少小鼠肺组织中α-SMA的表达。结论:miR-433可能通过靶向调控SMAD2干预TGF-β1/SMAD2信号通路,从而参与调节纤维化的病理过程。
12%Cr超超临界转子钢热变形行为及高温塑性本构方程

以12%Cr超超临界转子钢作为研究对象,借助Gleeble-1500D热模拟实验机,在变形温度为900~1250 ℃,应变速率为0.005,0.05,0.5和5 s~(-1),变形量为50%的条件下,对试样进行热变形压缩实验。通过实验得到了该材料在不同参数下的应力-应变曲线,采用Arrhenius双曲正弦函数推导出12%Cr超超临界转子钢最大变形抗力本构方程,并分析了不同热加工条件下12%Cr超超临界转子钢的微观组织。通过实验可以得出:12%Cr超超临界转子钢对变形温度和应变速率的变化较为敏感,变形温度越高,应变速率越低,所对应的应力值越小,再结晶现象越容易发生。12%Cr超超临界转子钢的变形激活能为Q=5.266×10~5 J·mol~(-1)。
耳环安装零件多工位级进模设计

根据耳环安装零件的结构特点及实际生产的技术要求,进行多工位级进模排样设计。由于耳环安装零件结构不对称,故其排样设计采用对称排结构,导正孔设计在双排中心线处,保证板料在移动过程中的平稳,从而确保板料冲裁、折弯时的强度以及确保送料精度,同时,采用导正销确定步距。该耳环安装零件多工位级进模采用顺装结构,使得工件与废料自然分离,有利于减少人工成本。同时,由于耳环安装零件的精度要求较高,故进行了多个空工位的设计,以确保其成形精度。结果表明,耳环安装零件多工位级进模能满足产品生产要求。该模具的材料利用率高达63.3%,极大地节省了材料。
封严圈锻造应力裂纹分析与预防

采用金相分析、断口分析、有限元模拟、试验验证相结合的方法,对某航空发动机封严圈锻件分模面位置裂纹产生的原因进行了分析和验证。结果表明:分模面转接R处裂纹的产生主要与预锻坯尺寸有关,如环形坯料局部厚度偏大,则模锻成形过程中局部多余金属形成飞边时,R处流动速度差异增大,附加应力也随之增大,当附加应力与外界作用的应力之和超出材料的强度极限时即产生裂纹。此外,模具飞边槽圆角半径r值和桥部高度尺寸偏小,会增大裂纹出现的倾向。改进环形坯料壁厚控制的工艺方法,最大壁厚不大于21 mm;模具飞边槽桥部高度增加至8 mm,圆角半径增大至5 mm,同时控制锻坯的加热过程、模具温度和润滑等可有效预防此锻造裂纹。
单茂钪催化苯乙烯衍生物与异戊二烯共聚合的研究

研究了单茂钪(C_5Me_4SiMe_3)Sc(CH_2C_6H_4NMe_2-o)2催化异戊二烯(IP)与苯乙烯衍生物对氯苯乙烯(St-Cl)、4-二甲基硅氢苯乙烯(St-SiHMe_2)共聚合的性能,通过NMR、GPC和DSC对所获共聚物的微观结构和热性能进行表征分析.结果表明,在室温氯苯溶剂中,改变IP和苯乙烯衍生物的用量,单茂钪均可以催化IP与St-Cl、St-SiHMe_2共聚合,获得了组成可控(IP含量21 mol% ~ 95 mol%)、高分子量(M_n = 3.1 × 10~4 ~ 15.9 × 10~4)、窄分布(M_w/M_n = 1.21 ~ 1.92)的IP/St-Cl和IP/St-SiHMe_2两类共聚物,共聚物中IP形成1,4-和3,4-结构单元,苯乙烯衍生物形成间规聚合结构.苯乙烯衍生物取代基的电负性直接影响共聚合活性和共聚物的序列分布.IP与St-SiHMe_2共聚合活性(105 g聚合物mol_(Sc)~(-1)h~(-1))远高于IP与St-Cl共聚合活性(104 g聚合物mol_(Sc)~(-1)h~(-1));相同共聚合条件下St-SiHMe_2的插入率高于St-Cl.单茂钪催化IP与St-Cl共聚合获得了梯度共聚物,IP/St-Cl共聚物具有源自聚IP链段的玻璃化转变温度(T_g =-1 ~ 5 °C)和源自间规聚St-Cl链段的熔点(Tm = 314 ~ 318 °C).单茂钪催化IP与St-SiHMe_2共聚合获得无规共聚物, IP/St-SiHMe_2共聚物具有一个T_g,该T_g值(12 ~ 82 °C)随St-SiHMe_2含量(13 mol% ~ 79 mol%)的增加而线性增加.
改良模袋充灌特性及界面摩擦特性的试验研究

为解决模袋透水性与细尾砂利用率之间的矛盾,提高模袋界面强度,在质量分数为40%的细尾矿浆中掺入占风干尾砂不同质量比的水泥,对模袋的充灌特性和界面摩擦特性进行改良.通过充灌试验和模袋界面拉拔试验,研究了水泥掺量对模袋透水性、保砂性和界面摩擦特性的影响规律.结果表明:将水泥作为固化剂掺入细尾矿浆中,水化产物吸附部分细尾砂颗粒,黏附在尾砂颗粒表面的水化物膜层使尾砂颗粒变大,提高了模袋透水性和保砂性,提高程度与水泥掺量呈正相关;水泥水化反应降低了尾砂颗粒间薄膜水的厚度,改善了固结尾砂的骨架结构,提高了传递至界面上的法向应力,增强了界面嵌锁结构的稳定性,进而改善了界面摩擦特性;最佳水泥掺量为3%.
基于深度神经网络的井下无人机视觉位姿估计

无人机将在未来少人或无人采矿中发挥重要作用,而位姿估计则是实现井下无人机自主巡检的关键.针对井下巷道照度分布不均匀和动态复杂环境的特点,提出采用慕尼黑工业大学深度图像(TUM RGB-D)数据集对深度神经网络模型进行预训练的方法,提取巷道特征路标点.为实现具有真实尺度信息的位姿估计,首先利用机载相机三维深度数据流恢复网络特征点深度,然后建立帧间匹配巷道路标点最小二乘模型,最后采用奇异值分解的方法获得无人机位姿.开发了手持移动传感器数据采集系统,完成传感器相对位置标定,采集真实巷道环境数据并进行实验.实验结果表明,相比ORB-SLAM2位姿估计结果,提出的无人机位姿估计方法针对巷道复杂环境数据其定位精度可提高71%以上,定位误差约为13 cm.
泸州-渝西区块海相页岩可压性演化差异

为加深现有可压性评价在机理上的认识,以川南泸州-渝西区块奥陶系五峰组、志留系龙马溪组海相页岩气储层为例,采用氩离子抛光扫描电镜、X射线衍射和元素俘获能谱测井等手段,获取区内储层基本地质特征.通过镜下观察、数理统计与计算,利用矿物组分、储集物性、主量元素和岩石力学参数等,总结了海相页岩可压性演化机制,认为海相页岩在沉积成岩过程中受到了海水环境、矿物演化和微观孔隙组构的综合影响,对储层的可压性产生不同程度的促进和制约作用.研究结果表明:局限环境易促进生物成因硅质矿物大量发育,降低层间叠置频率,成岩后经胶结、黏土转化作用,增大矿物粒径,缩小层间差异,降低天然弱面发育,并且大量发育的孔隙和有机质对力学性质会产生负面影响;连通环境易促进生物成因硅质、陆源碎屑硅质和碳酸盐矿物混合发育,纵向上岩性差异化高频叠置,天然弱面发育,成岩后易在压实、压溶作用下发生矿物粒径减小、孔隙规模降低的现象,促使储层维持较高的可压性.渝西区块龙一_1~1、泸州区块龙一_1~2是沉积于滞留与连通环境交替期的页岩,经成岩作用改造后同时具有沉积成岩促进作用的优势,可压性卓越,储集物性较好,是高弹性模量(>45 GPa)、低泊松比(<0.25),较好物性参数(孔隙度>5%、TOC>4%)的储层,是改造甜点.生产实践表明,泸州-渝西区块改造甜点自北向南呈现"早时"的空间过渡关系,对其实现高钻遇率有利于后续深层页岩气储层优钻优压和规模效益开发.
聚(3,4-乙烯二氧噻吩)在电磁屏蔽领域的应用

随着现代电子信息技术的迅猛发展,电磁干扰问题日益严重,发展综合性能优异的电磁屏蔽材料具有重要意义.聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene),PEDOT)具有分子结构简单、能隙小、电导率高等特点,为高性能电磁屏蔽材料的实现提供了新途径.同时,随着对材料电磁屏蔽性能研究的深入以及制备技术的进步,将PEDOT与其他材料复合,通过合理的组分选择与结构设计,可以协同发挥各组分间电磁匹配特性,从而使PEDOT更好地满足柔性显示、智能可穿戴设备、高频器件、高精密电子设备等应用领域对电磁屏蔽材料“厚度薄、密度低、屏蔽强、屏蔽带宽宽”的具体要求.近年来,较多的研究致力于此并取得重要的成果.本文对以PEDOT为功能组分的电磁屏蔽材料的最新研究进展进行了综述,将近年来PEDOT及其与不同功能组分复合(包括导电组分、磁性组分及无电磁特性组分)构筑的电磁屏蔽材料体系的制备及电磁性能进行归纳总结,重点讨论电磁组分、微观结构与电磁屏蔽特性的联系,及其电磁屏蔽机理与性能优化方式,并对PEDOT在电磁屏蔽研究领域的机遇与挑战进行了展望.
巷道围岩蝶形破坏理论的适用性分析

蝶形破坏理论为定量研究地下围岩力学行为及解决地下工程灾害提供新的思路和方法.针对业内专家学者对蝶形破坏理论重点关心的问题展开研究,通过理论分析与数值模拟分析了理论计算的可靠性,以及蝶形破坏理论在不同巷道断面形状、层状围岩条件下的适用性.结果表明:1)理论计算与数值模拟得到的塑性区的形态与发展规律完全一致,仅在塑性区范围计算精度上有所差别,理论公式在研究巷道围岩力学行为规律方面具有可靠性;2)不同巷道断面形状围岩的蝶形破坏具有相似性,理论计算得到的蝶形破坏规律在非圆形断面条件下仍然适用;3)在层状围岩条件下岩层之间性质的差异导致巷道围岩蝶形破坏表现出选择性,但蝶形显现部位仍然符合蝶形破坏的数学界定,因此蝶形破坏理论在层状围岩条件下仍然适用.
曝气和射流的气泡分布与综合式泡沫分离效果研究

为提高循环水养殖中细微悬浮颗粒物的泡沫分离效率,试验研究了水体盐度、进气量对曝气和射流气泡分布的影响,根据相关泡沫分离理论,提出结合曝气和射流协同作用的综合式泡沫分离,并分析了颗粒物去除效果。结果表明:随着水体盐度增加,曝气和射流气泡的索特平均直径(SMD)减小,持气率增大;随着进气量减少,曝气和射流气泡的SMD减小,持气率也减小;曝气气泡的SMD一般大于射流。在试验条件下,综合式泡沫分离的持气率可达0.100,而曝气式、射流式分别为0.031、0.074;颗粒物去除率达到55.84%,曝气式、射流式分别为19.06%、39.67%,且曝气式对粒径小于50 µm的颗粒物去除较好,而射流式使得较大粒径颗粒物破碎成2~30 µm的颗粒物。综合式泡沫分离可以节约能耗,总体减少了由射流产生的粒径2~15 µm细微颗粒物。
基于田间图像的局部遮挡小尺寸稻穗检测和计数方法

大田水稻生长环境复杂,稻穗尺寸相对较小,且与叶片之间贴合并被遮挡严重,准确识别复杂田间场景中的水稻稻穗并自动统计穗数具有重要意义。为了实现对局部被叶片遮挡的小尺寸稻穗的计数,设计了一种基于生成特征金字塔的稻穗检测(Generative feature pyramid for panicle detection,GFP-PD)方法。首先,针对小尺寸稻穗在特征学习时的特征损失问题,量化分析稻穗尺寸与感受野大小的关系,通过选择合适的特征学习网络减少稻穗信息损失;其次,通过构造并融合多尺度特征金字塔来增强稻穗特征。针对稻穗特征中因叶片遮挡产生的噪声,基于生成对抗网络设计遮挡样品修复模块(Occlusion sample inpainting module,OSIM),将遮挡噪声修复为真实稻穗特征,优化遮挡稻穗的特征质量。对南粳46水稻的田间图像进行模型训练与测试,GFP-PD方法对稻穗计数的平均查全率和识别正确率为90.82%和99.05%,较Faster R- CNN算法计数结果分别提高了16.69、5.15个百分点。仅对Faster R-CNN算法构造特征金字塔,基于VGG16网络的平均查全率和识别正确率分别为87.10%和93.87%,较ZF网络分别提高3.75、1.20个百分点;进一步使用OSIM修复模型、优化稻穗特征,识别正确率由93.87%上升为99.05%。结果表明,选择适合特征学习网络和构建特征金字塔能够显著提高田间小尺寸稻穗的计数查全率;OSIM能够有效去除稻穗特征中的叶片噪声,有利于提升局部被叶片遮挡的稻穗的识别正确率。
基于图像处理和gbrt模型的表土层土壤容重预测

针对传统的表土层土壤容重测量方法费时、耗力的问题,利用易获得的土壤物理参数实现农田大范围表土层土壤容重的快速、准确预测。通过分析表土层土壤容重与土壤表面粗糙度、土壤阻力的关系,构建了以土壤表面粗糙度和土壤阻力为输入的GBRT模型,土壤表面粗糙度利用图像处理技术获得,土壤阻力使用实验室车载式阻力测量系统获得。使用同态滤波技术对土壤表面图像进行预处理,提取图像灰度直方图的熵、平均值、方差、偏度和峰度表征图像的纹理特征参数,提取图像灰度共生矩阵的能量、熵、对比度和逆方差表征图像的区域特征参数。利用灰度关联分析,从9个表征土壤表面粗糙度的特征参数和土壤阻力中选取与表土层土壤容重关联度大于0.65的变量作为模型输入,将得到的GBRT模型预测结果与环刀法得到的结果进行相关性分析, R~2达到0.878 2,平均绝对误差达到0.021 g/cm~3。同时在相同的输入参数和运算环境下,与BPNN和SVR模型的预测精度和运算速度进行了对比,验证得到GBRT模型具有更高的预测精度和更短的运算时间。本文研究结果为科学指导农田表土层土壤容重的获取提供了思路。
基于GIS与RS的北方防沙屏障带生态系统格局演变

研究北方防沙屏障带生态系统格局演变特征,对加强屏障带建设、改善生态环境具有重要意义。以北方防沙屏障带为研究区,根据2005、2010、2015年MODIS遥感影像,将北方防沙屏障带生态系统类型划分为森林、草地、湿地、农田、城镇、荒漠和裸地7类。采用空间统计、转移矩阵、景观指数分析法、PNTIL模型等方法,对北方防沙屏障带2005—2015年生态系统类型时空演变特征进行分析。结果表明,2005—2015年北方防沙屏障带生态系统整体呈稳定状态;从分屏障带看,内蒙古防沙屏障带荒漠面积明显减少,塔里木防沙屏障带森林面积迅速增加,而河西走廊防沙屏障带草地面积明显增加;从正/逆转换方向来看,屏障带内农田、城镇、荒漠及裸地生态系统正向转换率高于逆向转换率。10年间,在景观水平上,北方防沙屏障带斑块数量、斑块密度呈减少趋势;在类型水平上荒漠景观整体呈现破碎化萎缩的趋势特征,森林、草地向形状简单化的方向发展。研究表明,2005 —2015年,北方防沙屏障带生态总体向好,治沙效果明显,但局部仍面临较大压力。
基于评价模型的宁夏沙土春玉米最佳灌水施氮量研究

为分析不同水氮供应对宁夏沙土春玉米主要评价指标的影响,采用灌水和施氮2因素交互设计,灌水量设置3个水平(W0.6(0.6KcET0)、W0.8(0.8KcET0)和W1.0(KcET0),Kc为作物系数,ET0为潜在作物蒸发蒸腾量),施氮量设量4个水平:N150(150 kg/hm~2)、N225(225 kg/hm~2)、N300(300 kg/hm~2)和N375(375 kg/hm~2),进行了大田试验。结果表明:灌水量和施氮量的交互作用对产量、水分利用效率(WUE)和氮肥偏生产力(PFPN)有极显著影响,对地上部干物质累积量和籽粒氮素累积量有显著影响;在相同灌水条件下,春玉米地上部干物质累积量、产量、WUE均随施氮量的增加先增加后减小。主成分分析法、隶属函数分析法、灰色关联度分析法与基于组合赋权的TOPSIS模型两两之间具有良好的相关性,各模型之间相关系数均值为0.465~0.787;基于整体差异组合评价模型得出W0.8N300评价值最高。考虑试验区年际降雨量分布不均,经回归分析拟合得出,当春玉米生育期内灌水量与有效降雨量之和为544 mm、施氮量为260 kg/hm~2时,春玉米综合指标评价值最高(1.47),为适宜的春玉米滴灌灌水施肥量。本研究可为沙土地区春玉米滴灌施肥过程中水氮科学管理提供指导依据。
扁平茄果类种子导向振动供种装置设计与试验

针对扁平茄果类种子在供种箱振动供送下播种多粒率高的问题,设计一种带有Y型导槽的导向振动供种装置。通过分析种子在振动导向充种板上的运动特性,确定导向充种板安装角α为10°、振动方向角β为25°。在不同振动强度下,进行了导向充种板振动特性试验和朝天椒种子在导槽内流动特性试验。结果表明,随着振动器电压的增加,各检测点振动频率保持在100 Hz,沿X、Y、Z方向振动幅值增大,种子相对导槽的平均流速增大;Y向振幅在0.45 ~0.54 µm时,种子能在导槽内形成单层、均匀的定向流动,且各导槽内种子平均流速无显著差异。供种效果验证试验表明,在生产效率为300、600、900盘/h条件下,采用导向振动供种装置的播种合格率均超过95%,空穴率均低于5%,满足辣椒育苗精量播种要求。本文设计的导向振动供种装置可显著提高扁平种子播种合格率、降低播种多粒率。
胡萝卜联合收获机单圆盘对顶切割装置设计与试验

针对胡萝卜联合收获过程中对顶切割装置作业后胡萝卜损伤率高、切净率低等问题,设计了一种单圆盘对顶切割装置,并阐述了其主要结构及工作原理。在统计分析胡萝卜基本物理特性的基础上,通过理论计算确定了斜拉式导向齐平对顶机构的两对齐基板间距、拉齐区长度和对齐基板斜边角度等主要结构参数,达到胡萝卜茎叶精准拉齐的目的。以螳螂前肢胫节曲线为原型,将拟合优化后的曲线形状应用至圆盘动割刀和直割刀刃口上,构建切割机构-胡萝卜茎叶力学模型,分析其满足胡萝卜被高效切断的条件。对圆盘割刀进行运动学分析,建立圆盘割刀前进方向的运动学模型,确定影响装置工作性能的因素为胡萝卜输送速度和圆盘割刀转速。以胡萝卜收获机夹持输送皮带轮转速(胡萝卜输送速度)和圆盘割刀转速为试验因素,以胡萝卜根茎损伤率、茎叶切净率、切割平整度为试验指标,进行了二因素五水平二次正交旋转组合试验,通过对试验结果进行分析优化,确定最佳参数组合。结果表明,当胡萝卜收获机夹持输送皮带轮转速为113 r/min、圆盘割刀转速为156 r/min时,对顶切割装置性能最优,此时胡萝卜损伤率均值为0.53%、切净率均值为95.41%、平整度均值为94.10%。对优化结果进行田间试验验证,验证结果与优化结果基本一致,作业过程中装置工作平稳。
玉米播种机播深和压实度综合控制系统设计与试验

提高玉米播深合格率和一致性,并保持适宜的压实度,可以确保种子和土壤的良好接触,从而促进玉米苗期生长,有利于提高产量。本文对播深和压实度控制过程进行了分析,通过实时调节施加在四连杆仿形机构上的液压力调节下压力,实现播深的间接控制,通过实时调节镇压机构处的弹簧伸长量调节镇压力,从而间接控制压实度。从播深和压实度综合控制角度出发,设计了播深和压实度电液控制系统,主要包括测控系统、液压系统和机械部分等。控制系统的阶跃响应测试结果表明:下压力控制系统的调节时间均值为2.69 s,稳态误差均值为91.5 N,超调量均值为22.95%;镇压力控制系统的调节时间均值为1.44 s,稳态误差均值为30 N,超调量均值为1.83%。田间试验表明,当设定播深为50 mm、目标下压力为3 000 N、目标镇压力传感器测量值为400 N、播种机作业速度为6 ~ 10 km/h时,电液主动调节方式下的播深合格率均值为91.33%,播深变异系数均值为8.98%,机械调节方式下的播深合格率均值为82.67%,播深变异系数均值为16.73%。基于电液主动调节方式的播种机的试验指标优于基于机械调节方式的指标。
基于改进纯追踪模型的农机路径跟踪算法研究

为提高农机作业时直线行驶的精度,提出了一种基于改进纯追踪模型的农机路径跟踪算法。在建立了运动学模型和纯追踪模型的基础上,对农机直线跟踪方法进行研究;针对GPS导航精度易受噪声干扰的问题,通过卡尔曼滤波对航向误差以及横向误差进行了平滑处理,以获取更高精度的航向误差和横向误差;为提高纯追踪模型的自适应能力,以横向误差和航向误差的均方根误差为基础,构建适应度函数,并设计了权重函数,采用横向误差作为主要决策参数,通过粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法实时确定纯追踪模型中的前视距离;为使粒子群减少计算时间、尽快进行局部搜索,对PSO算法中惯性权重系数进行了改进。以东方红1104-C型拖拉机为试验平台,设计了农机自动导航控制系统,进行了农田播种试验。结果表明:当农机行驶速度为0.7 m/s时,采用基于改进纯追踪模型的农机路径跟踪算法,直线跟踪的最大横向误差为0.09 m;当行驶距离超过5 m后,最大横向误差为0.02 m,该算法能够有效地提高农机作业时的直线行驶精度。
基于卷积神经网络和概念格的图像语义完备标注

如何有效地提取图像底层特征、分析高层语义的潜在语义关系,已成为图像标签完备标注亟待解决的问题之一.为有效完善图像语义标签,本文采用卷积神经元网络(CNN)和概念格,提出一种图像语义完备自动标注方法.首先构建自适应CNN网络,分割待标注图像并提取其特征,以此来获得近邻图像集与其一系列相对应的标签集合;然后利用概念格进行标签本身潜在的语义分析,有效地改善了标注效果,并保证了语义标注的完备性;最后利用投票的方式,得到最优语义标签.采用基准数据集Corel5k进行实验,验证了该方法能有效地丰富图像标签语义,提高标签召回率,并提高了图像语义检索效率.
天然气水合物开采的土力学问题:现状与挑战

有效确定含天然气水合物(以下简称水合物)沉积物的工程力学特性并厘清其随水合物分解过程的变化规律,是实现水合物安全、高效开采的前提和保证。为此,围绕水合物开采过程所涉及的关键土力学问题,从物理力学特性的关键测试技术、沉积物的力学特性、含水合物沉积物的物理力学模型、水合物开采过程土力学多场耦合数值模拟等方面,分析和评述了国内外最新相关研究现状、存在的缺陷与不足,进而探讨了上述研究方向未来的发展趋势。结论认为,尽管经过20多年来的发展,有关水合物开采的理论、方法和技术均取得了显著的进展,但从岩土力学的角度来看,目前仍然面临着以下挑战:①大尺度含水合物沉积物试样的人工制备;②含水合物沉积物微细观组构的精细探测与定量表征;③组构变化对含水合物沉积物力学特性的影响机理与规律;④开采扰动下,流沙发生的条件及对储层稳定性的影响机制;⑤开采扰动下,多相多组分含水合物储层的多过程耦合问题;⑥水合物分解/生成条件下,含水合物沉积物的本构响应;⑦有关水合物开采过程数学模型的适定性问题;⑧高效稳定的水合物开采过程数值模型的全耦合解法。
琼东南盆地典型渗漏型天然气水合物成藏系统的特征与控藏机制

为了深入探究渗漏型天然气水合物(以下简称水合物)运聚成藏的机制,基于高分辨率地震、海底观测、水合物钻探、随钻测井、岩心资料及钻后地球化学分析结果,从气源、运聚、储集、封盖等成藏条件入手,剖析了南海北部琼东南盆地渗漏型水合物成藏系统的特征与控藏机制。研究结果表明:①渗漏型水合物富集成藏受控于松南低凸起构造及其上发育的气烟囱,气烟囱构成的天然气运聚通道与水合物稳定域空间匹配决定了水合物的主要分布范围;②海底冷泉系统及地震剖面上出现的天然气渗漏地震反射异常,是渗漏型水合物分布与赋存的有力指示标志;③渗漏型水合物差异分布特征明显,横向上水合物聚集在具有明显渗漏通道构成的储集空间内部,而没有通道沟通水合物稳定域的区域仅聚集薄层水合物,垂向上水合物的分布厚度、产状及饱和度等也表现出差异性;④水合物气源具有生物气及热解气双重供给特征,热解气与深部中央水道岩性气藏及古近纪烃源岩有着密切的成因联系; ⑤充足的天然气通过气烟囱及水道边界断层等通道运移聚集,并在海底浅层块体流沉积(MTDs)细粒黏土质粉砂封盖条件下富集水合物,MTDs内部的裂缝构成了渗漏型水合物主要的储集空间。结论认为,在低凸起及富生烃凹陷成藏的背景下,充足的天然气通过低凸起上气烟囱高效运聚成藏,气烟囱上覆MTDs内部是否出现渗漏通道是能否形成和富集水合物的关键,也是渗漏型水合物差异运聚成藏的主要控制因素。
凋落物添加和移除对杉木人工林土壤水解酶活性及其化学计量比的影响

土壤生态酶化学计量比可用于评估微生物碳(C) 、氮(N)和磷(P)养分的需求状况。以往从凋落物输入量变化对生态酶化学计量比的角度来探讨杉木人工林土壤养分状况的研究较少。以亚热带杉木人工林为研究对象,采用随机区组实验设计,对12块杉木人工林样地进行3种凋落物处理(凋落物添加(LA);凋落物移除(LR);对照(CK)),通过测定土壤C、N和P水解酶(β-葡糖苷酶(BG) 、半纤维素酶(CB) 、β-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG) 、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(AP))的活性及土壤理化性质,探讨凋落物添加和移除对杉木人工林土壤养分状况的影响。结果表明: LR显著抑制了AP、BG、CB、NAG和LAP活性,同时降低了土壤含水量(SMC) 、有机碳(SOC) 、总氮(TN) 、总磷(TP)和有效氮含量;而LA对以上指标均存在显著的正效应,表明凋落物输入量变化主要是通过改变土壤水分和养分状况来影响水解酶的活性。LR和CK处理下土壤酶活性比ln(BG +CB): ln(AP)和ln(NAG+LAP): ln(AP)均低于全球尺度上土壤酶活性比ln(BG+CB): ln(AP) (0.62)和ln(NAG+LAP): ln(AP) (0.44),表明亚热带地区杉木人工林土壤微生物生长受磷限制; LA处理的土壤的ln(BG+CB): ln(AP)和ln(NAG+ LAP): ln(AP)均高于全球尺度,表明LA在一定程度上缓解了土壤磷限制,生态酶化学计量比响应的差异表明磷可能是驱动亚热带杉木人工林土壤生态酶化学计量比内在联系的关键因子。相关分析表明SMC、SOC和有效氮含量与土壤酶活性及其化学计量比呈极显著正相关关系,因此,生态酶化学计量比可作为表征土壤当前养分有效性状况的重要指标,该研究可为亚热带杉木人工林土壤养分管理和可持续性经营提供科学的基础理论。
黄河口新生湿地土壤磷赋存形态及其动态变化对外源氮输入的响应

选择黄河口新生湿地为研究对象,基于野外原位氮输入模拟试验,探讨了不同氮输入梯度下(NN:对照处理; LN:低氮处理; MN:中氮处理; HN:高氮处理)湿地土壤磷赋存形态的动态变化特征。结果表明,不同氮处理下土壤中闭蓄态磷(HCl-P_i和Residual-P)均是TP的主体(87.75%—90.04%),而活性磷(Resin-P、NaHCO_3-P_i和NaHCO_3-P_o)和中等活性磷(NaOH-P_i、NaOHP_o 、Sonic-Pi和Sonic-Po)占TP的比例均较低,分别为4.81%—5.58%和5.14%—6.57%。相对于NN处理,MN和HN处理下的活性磷含量分别增加了9.16%和12.44%,而LN、MN和HN处理下的中等活性磷含量分别增加了2.25%,6.92%和24.24%,说明外源氮输入整体增加了土壤中的活性磷含量。与之相比,闭蓄态磷含量在LN、MN和HN处理下均呈降低趋势,其值相对于NN处理分别降低了3.08%、3.08%和5.22%。尽管不同氮处理下土壤养分条件、水盐及酸碱状况均是影响不同磷形态赋存的关键因素,但随着氮输入量的增加,影响磷赋存形态的养分类型发生了明显改变,即由NN和LN处理下主要受N和S影响逐步转变为MN和HN处理下主要受P影响。研究发现,外源氮输入不但可能影响不同磷形态之间的转化,而且亦可能通过改变植物生长节律以及土壤养分及酸碱状况来影响土壤中各形态磷的赋存。
油菜FBA基因克隆、表达分析及其与抗旱性的关系

为了解果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(fructose-1,6 -bisphosphate aldolase,FBA)在油菜抗旱中的作用,揭示油菜干旱胁迫下FBA基因表达量、光合指标、产量等之间的关系,为油菜等作物抗旱性鉴定和抗旱性改良提供依据。以抗旱性强的甘蓝型油菜94005为材料,在初花期进行干旱胁迫处理,以正常浇水作为对照;测定叶片光合参数和FBA酶活性,通过实时荧光定量PCR (RT-qPCR)分析FBA基因的表达量;采用RACE方法对FBA基因进行全长克隆,并对测序结果进行生物信息学分析;复水后生长至成熟期测定产量,分析产量、光合指标、FBA基因表达量等之间的关系。结果表明,随着干旱的加剧,油菜叶片的净光合速率(Pn) 、气孔导度(Gs) 、蒸腾速率(Tr) 、产量均下降,FBA活性和FBA基因的表达量上升。在轻度、中度和重度干旱胁迫下,油菜叶片胞间CO_2浓度(Ci)显著下降,水分利用率(WUE)上升;极度胁迫下,Ci上升,WUE下降;油菜产量、净光合速率与FBA活性和FBA表达量呈显著负相关。FBA基因全长序列1440bp,ORF(开放阅读框)位于60—1172区域,编码370个氨基酸;蛋白分子量为38.51 KDa,等电点6.92;同源性对比显示,甘蓝型油菜FBA基因与拟南芥FBA基因的一致性在87%以上。二级结构预测结果表明FBA蛋白由α-螺旋、无规则卷曲、延伸链以及β-转角组成,4种二级结构元件所占比例分别为43.85%、31.28%、 17.60%、7.26%。因此,干旱胁迫下油菜的净光合速率下降、产量降低,随着胁迫的加剧,降低幅度增大。FBA基因与干旱胁迫密切相关,干旱胁迫下,FBA基因主要通过抑制光合、降低蒸腾、促进糖酵解和有氧呼吸等途径来提高植物对干旱胁迫的适应性。
荒漠草原人工灌丛化对蒸散发及其组分的影响———以盐池县为例

我国西北防沙治沙工程中大量的种植中间锦鸡儿(Caragana intermedia)会导致荒漠草原发生灌丛化现象,研究人工灌丛化对荒漠草原蒸散发的影响,不仅能够揭示半干旱区人为活动对生态系统水循环的影响机理,还可以指导区域生态治理实践。以宁夏盐池县荒漠草原为例,基于植被的生理生态参数和荒漠草原水热条件,采用生物地球化学模型(Biome Bio-Geochemical Cycles,Biome-BGC)和地球呼吸系统模拟模型(Breathing Earth System Simulator,BESS)结合的方法,模拟荒漠草原生态系统人工灌丛引入前后蒸散发及其组分的变化,定量研究荒漠草原人工灌丛化对区域生态水文循环中蒸散发的影响。结果表明,人工灌丛的引入使植被结构及特征发生了变化,叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)年最大值由0.20增加为0.67,改变了植被年内与年际变化特征。荒漠草原人工灌丛化后,生态系统年均蒸散发由251.74 mm增加到了281.42 mm;人工灌丛化对生长季的蒸散发增强明显,8月蒸散发峰值时,日均蒸散发由1.27 mm/d增加到1.56 mm/d。灌丛化过程使生态系统蒸腾量平均增加了1.35倍,蒸发量增加了1.06倍,改变了生态系统蒸散发的组分结构,导致蒸发比例降低、蒸腾比例增高。由此可知,荒漠草原在防沙治沙和生态治理中大量种植灌木的现象,加大了区域生态系统的蒸散发,并改变了水分耗散结构,从而对生态系统地气水汽交换有较大影响,研究结论对荒漠草原生态治理及未来的植被重建有一定的借鉴意义。
内蒙古不同类型草原光合植被覆盖度对降水变化的响应

植被是影响土壤侵蚀过程的重要因素。论文基于MODIS遥感数据和同期降水数据,用相关和回归分析方法从不同时间尺度揭示了内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原2002—2016年光合植被覆盖度(Fractional Photosynthetic Vegetation,fPV)的变化规律及其对降水变化的响应。结果表明: (1) 2002—2016年间多年平均fPV草甸草原为46.5%,典型草原和荒漠草原分别为36.3%和22.4%;草甸草原fPV随时间变化呈不显著增长趋势(线性变化斜率为0.29%/a),典型草原和荒漠草原fPV呈不显著下降趋势(线性变化斜率分别为-0.04%/a和-0.21%/a);相应时期年降水量随时间变化都呈现不显著波动上升趋势。(2)内蒙古草原的月植被覆盖度对月降水量存在明显的1—2个月滞后效应和显著的累积效应,且表现出草原类型越干旱,滞后效应越明显的特征;相比草甸草原和典型草原,荒漠草原植被对降水量变化更加敏感。(3)内蒙古3类草原年平均植被覆盖度对降水量的响应,均表现出年、季、月尺度上分别受当年降水量、生长季降水量以及6、7、8月份降水量的显著影响的特征; 3类草原年植被覆盖度与生长季降水线性拟合结果都较好,内蒙古3种草原类型的年植被覆盖度与降水量具有的强相关性,可为区域土壤侵蚀动态评价提供科学依据。
杜仲在我国的潜在适生区估计及其生态特征分析

杜仲是我国重要的乡土经济林树种,其产业应用涉及医药、食品、保健、饲料、橡胶、化妆品及园林绿化等领域。预估杜仲在我国的潜在适生区分布,对杜仲资源保护、引种、精细化管护及可持续利用具有重要意义。利用601个杜仲地理分布点和24个环境变量数据,通过MaxEnt模型和空间分析技术预测杜仲潜在适生区分布及其生态特征,结果显示我国杜仲适生区等级可分为4级,其中高适生区38.01万km~2,集中分布在大巴山中低山谷地区、川东平行低山岭谷区、鄂西高原-大类山中低山丘陵谷地区、武陵山中低山谷地区、雪峰山中低山区、川南黔北滇东喀斯特高原中山区以及浙闽中低山丘陵谷地地区。杜仲最适宜生长条件为年平均温度介于11—16℃、年均降水量介于700—1450 mm、温度季节性变化的标准差在820以下、海拔1400 m以下、坡度24°以下。
北京城市土地利用/覆盖变化及其对雨洪调节服务的影响

深入认识城市土地利用/覆盖变化对雨洪调节服务的影响对于提升城市生态系统服务和雨洪管理具有重要意义。基于多期Landsat遥感影像,利用混合像元分解与人工目视解译集成的方法提取了北京市1991—2014年的土地利用/覆盖数据,模拟评估了不同降雨情景下的地表产流与雨洪调节服务,并分析了城市建成区的土地利用/覆盖变化对雨洪调节服务的影响。结果表明: 1991—2014年,北京城市用地面积增长了1096.53 km~2,建成区内不透水面比例上升了9.83%。城市建成区雨洪调节服务总体呈下降趋势,1 a、10a、25a和100a一遇降雨情景下平均地表径流调节率分别下降了5.37%、2.40%、1.75%和1.04%,一定程度上加剧了城市的雨洪产流风险。同时,城市新扩张区的土地利用/覆盖变化对雨洪调节服务的影响较老城区更强,贡献度超过84%。建议未来城市新区发展应合理配置不透水地表和绿地空间以提升城市雨洪调节服务。
山岳型乡村旅游地“三生”空间演变及优化———德庆金林水乡的案例实证

以德庆县金林水乡为例,采用参与式观察和空间统计法,选取2000、2008年和2018年3个时段分析旅游发展对山岳型乡村旅游地“三生”空间的影响,并探讨了金林水乡“三生”空间的发展瓶颈及优化路径。研究发现: (1)旅游开发前,金林水乡土地结构与用地功能单一且呈片状分布;村落呈现传统乡村风貌,基础设施不健全;空间形态变化稳定,扩张缓慢。(2)旅游开发后,土地利用类型多样化,出现新型复合用地;土地功能利用复杂化,以服务旅游业为主;村庄景观风貌现代化,生活空间更加宜居。(3)旅游开发前后对比可得,土地平面占地规模化,空间用地以居民点为核心,呈圈层状向外围扩张;生产-生活-生态空间相互转化,乡村聚落重构特征较为显著;村落景观风貌的变化较大,呈现城镇化趋势。(4)金林水乡“三生”空间演化与旅游发展存在的问题表现在生产用地效率不高,生活用地质量较低,生态空间不断萎缩,在旅游产业发展上表现为旅游产品单一且缺乏创新,旅游服务功能不完善等。为此从生活空间的提质、生产空间增效、生态空间保护、旅游产业创新以及土地利用五方面提出优化建议。
基于生态系统服务和生态系统健康的生态风险评价———以长株潭城市群为例

基于生态系统服务和生态系统健康的生态风险评估框架为城市群生态风险管理和国土生态修复提供新的视角。以生态风险评估框架为基础,综合运用生态系统服务、生态系统健康评估模型以及相关分析法对长株潭城市群展开生态风险评价,并对风险程度进行分类。结果表明: (1)城市群的城市化水平提升,区域生态风险也随之增加。生态系统服务价值、生态系统组织、生态系统活力、生态系统弹性等生态指数呈现下降趋势。(2)人工表面比率和生态指数之间的Pearson相关系数表明,人工表面比率与生态指数之间存在负相关关系,人工表面比率是生态风险提升的关键因素。(3)城市群人工表面比率要控制在36%以下,以进行生态风险管理和国土生态修复。总的来说,评价框架可以作为区域生态风险的评价终点。
山东半岛城市群城镇化与生态环境耦合协调发展的时空格局

城镇化与生态环境耦合协调发展研究,是目前国际研究的热点与前沿领域。以山东半岛城市群为研究对象,建立城镇化系统和生态环境系统指标体系,运用耦合协调度模型定量分析山东半岛城市群2000—2016年城镇化与生态环境耦合协调发展时空格局。结果表明: (1) 2000—2016年城镇化水平不断提高,多年平均值表现为空间城镇化>人口城镇化>经济城镇化>社会城镇化,生态环境水平呈现出波动中上升的趋势,生态压力子系统曲线下降,生态状态和生态保护子系统曲线不断上升,生态环境总体有了一定的改善和提高; (2) 2000—2016年耦合协调度逐渐增强,依次经历了严重不协调、基本不协调、基本协调、中度协调、高级协调5个阶段,实现了从极度不协调向优质协调的转变,子系统耦合协调特征从严重不协调-城镇化滞后型向高级协调-生态环境滞后型演变; (3) 17地市城镇化以中等水平城镇化区为主要类型,高水平城镇化区集中在济南、青岛“双核”地区和北部的东营,较低水平城镇化区范围逐渐缩小,低水平城镇化区消失;生态环境优质区主要集中在东部沿海城市带威海、青岛、烟台、日照和中部泰安,生态环境中等区从胶济城市带轴线向南北扩散,生态环境较低区主要集中在菏泽、聊城、滨州,生态环境恶劣区不存在; (4) 2000—2016年城市耦合协调度不断提高,空间差异明显,呈现出由沿海城市带、济南都市圈核心城市向西南地区逐渐降低的空间分布趋势,子系统耦合协调特征由城镇化滞后型向同步型、生态环境滞后型开始转化,发达城市的集聚作用明显,落后地区的城镇化问题和生态环境问题比较严重。
四川省湿地类型变化的自然-社会经济驱动力分析

利用Landsat系列遥感影像对四川湿地进行遥感制图,通过GIS空间叠加分析获取2000—2015年间2期(2000—2010年和2010—2015年)湿地变化时空数据库,选取平均风速、降雨量、平均气温、平均日照时间、平均相对湿度、国内生产总值、人均国内生产总值、农业生产总值和人口数量9个自然和社会经济影响因子,采用典型相关分析(CCA)方法,对四川省湿地类型变化的驱动力进行研究。(1)从2000年到2015年,四川省湿地变化面积705374 hm~2,沼泽和河流湿地是每期湿地面积变化的主体,库塘是变化最大的湿地类型,湖泊湿地最为稳定,主要的湿地变化类型是沼泽转化为非湿地、河流和非湿地转变为库塘。 (2)平均气温、国内生产总值和人口数量分别解释湿地类型变化的16.6%、30.7%和2.1%,而降雨量和平均相对湿度仅能解释0.6%和0.3%,表明国内生产总值、平均气温和人口数量是四川省湿地类型变化的主要驱动因子。(3)四川不同湿地类型变化的驱动因子存在差异。具体表现为,随着国内生产总值的增加,沼泽湿地转化为非湿地的量减少,而且国内生产总值越高,非湿地和河流湿地转变为库塘的量越多;随着平均气温的增加,沼泽湿地转化为非湿地的面积增加。研究结果说明社会经济的快速发展对四川湿地面积的保护和增加起到了积极作用,但全球变暖仍然导致沼泽湿地在不断减少,因此在全球变化的背景下,加强对沼泽湿地的保护和恢复,对于稳定四川湿地资源具有重要的作用。