mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
高粱单核苷酸多态性(SNP)标记开发研究初报

高粱在粮食安全、人类健康和生物能源的开发上具有非常重要的作用,其被认为是二倍体模式化作物和多倍体能源作物甘蔗和芒草类的参考植物,开发高粱多态性分子标记对促进分子遗传学发展及高粱分子标记辅助育种意义重大。以甜高粱与粒用高粱杂交的F_2遗传群体作为研究材料,对其全基因组DNA进行酶切,然后用高通量测序法开发SLAF(Specific-locus amplified fragment sequencing)标签,并经过分析筛选多态性SNP标记。试验过程中测序的reads数达到43 528 021个,母本2 598 472个,父本3 134 524个,子代的reads数为205 083~ 454 258个,平均为290 732.5个。通过原始数据的评估、聚类和纠错开发的SLAF标签数,父母本分别为44 895,42 100个。测序深度分别为19.78和16.22,F_2群体每个个体的SLAF标签为26 737~ 39 291个,平均为33 445.06个,测序深度2.24~ 3.72,平均为2.79。通过对聚类群中高深度片段的潜在基因型分析,得到了6 353个多态性SNP标记,其中5 829个标记成功分型,占多态性SNP标记的91.75%,剔除不适宜作图的标记,剩余有效的SNP标记2 246个,占有效标记百分比100%,F_2个体的各样品完整度平均为94.99%。所以,对基因组DNA进行酶切和高通量测序,从庞大的reads中获得SLAF标签是得到全基因组SNP标记的有效途径。为高粱高密度图谱构建和QTL定位研究,以及分子标记辅助育种奠定了基础。
土壤温度对不同施肥方式下辣椒生长及土壤理化性质的影响

为了探讨土壤温度和肥料利用率间的关系,进一步提升冬春季设施辣椒生产力。通过大田小区试验,设计土壤温度(对照不加温、加温土壤)和施肥方式(不施肥CK、常规尿素施肥N60和常规尿素减N24) 2个因素对辣椒生长、养分吸收和土壤理化性状的影响。结果表明,土壤不加温条件下,常规尿素施肥处理比CK辣椒植株总干质量、株高、成活率和产量不同程度增加,在较高氮肥用量的N60处理中增加程度较高;土壤加温条件下,N60和N24处理对辣椒生长的促进作用更明显,产量最高,且2个施肥处理间差异不显著。土壤加温有助于氮素养分的持续释放,在开花期处于低峰状态,这与加温条件下辣椒植株对养分的需求量较大有关;结果期,不加温条件碱解氮含量有所降低,但加温条件下持续升高。2种温度条件下,速效磷和速效钾含量随生育期延长呈增加趋势,其中,CK处理在结果期明显增加,可能是由于氮元素亏缺状态下磷钾元素补充供应。土壤适宜加温使脲酶活性持续增加。因此,提高土壤温度比增施氮肥更有利于辣椒养分吸收和产量提高,使肥料得到有效发挥,有助于设施蔬菜增产增效。
不同生态环境下籽粒大小相关性状QTL定位

为了揭示不同环境下籽粒大小性状的分子遗传基础,鉴定新的调控籽粒大小相关的基因,为培育适宜籽粒大小的高产优质品种提供新的基因“元件”。以龙稻5(Longdao 5,LD5)和中优早8(Zhongyouzao 8,ZYZ8)杂交衍生的重组自交系(Recombinant inbred lines,RILs)群体为试验材料,采用QTL IciMapping v4.0软件基于完备复合区间作图法在不同生态环境下(沈阳,2015;南昌,2016年;海南,2016年)对籽粒大小性状进行QTL分析。在3种环境条件下,龙稻5和中优早8的籽粒大小性状均存在显著差异,在RILs群体中,籽粒大小性状存在较大幅度变异,呈现双向超亲分离,近似于正态分布,这表明籽粒大小性状均为多基因控制的数量性状;不同环境下共检测到35个控制籽粒大小性状相关的QTL,分布于第2,3,4,5,8,10和11号染色体上,单一QTL解释5.76%~ 38.88%表型变异; 4个QTL能在3个环境下稳定表达,分别为qST8、qSL11、qSV11和qTGW11,7个QTL能在2个环境下被检测到,分别为qSV2b、qST3、 qSLW3、qSLW8、qTGW8、qSW8和qSV8。此外,籽粒大小相关的QTL成簇分布于第2,3,8和11号染色体上,位于第8和11号染色体上检测到的2个QTL簇qSS8(qSW8、qST8、qSLW8、qSV8和qTGW8)和qSS11(qSL11、qSV11和qTGW11)存在明显的多效性和环境钝感特性,对籽粒大小具有明显的调控作用,其中qSS8可能是一个新的位点。结果对进一步发掘和利用新的水稻籽粒大小相关的QTL具有重要意义。
快堆组件数值模拟研究

为详细研究快堆组件棒束中的流动换热特性,本工作采用Fluent程序对169棒束快堆燃料组件进行三维数值模拟.结果表明,在流量为10.92~18.67 kg/s时,计算得到的压降与已公开发表文献结果的相对偏差小于3.41%.内子通道的相对温度升高,呈现出周期为1/3螺距的波动,内子通道的局部温度比子通道程序SUPERENERGY计算的结果更高.根据模拟计算结果可更为准确地预测棒束通道内的流动换热情况,为今后组件棒束热工水力学设计提供参考.
上海市大气颗粒物生物毒性及二噁英呼吸暴露风险评价

使用Vibrio fischeri发光细菌法,评价了工业区和居民区大气颗粒物悬浮液的细菌毒性,并对颗粒物暴露后的老鼠毒性效应进行了分析和讨论;应用HRGC-HRMS研究了工业区大气中二噁英浓度水平及组分特征,并在此基础上开展了二噁英呼吸暴露风险评价.结果显示:工业区大气颗粒物的细菌毒性要明显高于居民区,表明急性毒性结果与局地污染排放密切相关;不同粒径分布的大气颗粒物细菌毒性结果产生显著差异,证明毒性成分主要吸附在较细粒径的颗粒物上.强有力的证据表明,颗粒物暴露后的肺组织病理损伤与氧化性自由基过量产生有关,因此与自由基相关的毒理机制可作为下一步深入研究的路径.4个采样点主动采样、被动采样和大气沉降样品二噁英浓度范围分别为0.034~1.29pg/m~3、0.031~0.103pg/m~3和0.226~4.67pg/(m~2·d),平均值分别为0.366pg/m~3、0.063pg/m~3和1.82pg/(m~2·d);优势组分分别为2,3,4,7,8-PeCDF、2,3,4,6,7,8-HxCDF、1,2,3,6,7,8-HxCDF和1,2,3,4,7,8-HxCDF,2,3,4,7,8-PeCDF、1,2,3,7,8-PeCDD、2,3,7,8-TCDD和2,3,7,8-TCDF,2,3,4,7,8-PeCDF、1,2,3,7,8-PeCDD、2,3,4,6,7,8-HxCDF和1,2,3,6,7,8-HxCDF.成人和儿童呼吸暴露量最大值分别为9.74×10~(-2)pg/(kg·d)和1.28×10~(-1)pg/(kg·d),均低于0.4pg/(kg·d)(呼吸进入人体的每日允许摄入量),表明暴露风险处于可接受水平.
纳米银与镉的复合毒性对拟南芥根系形态及叶片生理指标的影响

为研究纳米银(AgNPs)与镉(Cd~(2+))对拟南芥的复合毒性,本文以不同浓度的PVP coated-AgNPs和Cd~(2+)处理拟南芥幼苗一周后,测定了拟南芥幼苗主根长度,根毛数量,叶片中光合色素和可溶性蛋白含量及抗氧化系统相关酶活性.结果表明,高浓度(5mg/L)Cd~(2+)能显著抑制根长,提高可溶性蛋白含量及SOD(超氧化物歧化酶)和POD(过氧化物酶)的活性.在高浓度Cd~(2+)(5mg/L)中加入AgNPs能显著增强Cd~(2+)对根长的抑制作用,而高浓度的Cd~(2+)能缓解AgNPs对根毛的抑制作用;在低浓度Cd~(2+)(0.1mg/L和1mg/L)中加入AgNPs能显著增强Cd~(2+)对色素含量抑制作用;在含有Cd~(2+)的处理中,SOD和POD在1mg/L AgNPs下活性最高;以上结果说明Cd~(2+)和AgNPs对拟南芥幼苗根系形态及叶片生理指标都存在交互影响.
石羊河流域多水体酸根离子特征及影响因素

2014年7月~2015年6月在石羊河流域采集降水、地表水及地下水样品,使用离子色谱仪分析获取样品主要酸根离子含量,研究石羊河流域不同水体酸根离子特征、季节分异及其影响因素.结果显示:石羊河流域不同水体均呈弱碱性,酸根离子组成以SO_4~(2-)和HCO_3~-为优势离子,分别占酸根离子总量的38.68%和33.49%;不同季节水体酸根离子浓度差别较大,春季水体中酸根离子浓度最高,夏季最低,地下水季节变异小于地表水;地表水和地下水的酸根离子浓度都呈现出从上游到下游递增的规律,地表水酸根离子浓度大大低于地下水.碳酸盐的风化及蒸发岩溶解是酸根离子的主要来源,人类活动对石羊河流域水体已造成轻度污染.
调水调沙对黄河口颗粒态金属分布的影响

于2009年6~7月黄河调水调沙前､中､后期对黄河口水体悬浮颗粒物进行采样调查,采用ICP-AES测定Al、Fe、Mn、Cr、Cu、Ni、 V、Zn的含量,探讨调水调沙对颗粒态重金属分布的影响,初步分析了调水调沙前､中､后期黄河口颗粒态重金属的污染状况.结果表明,调水调沙期间颗粒态重金属的浓度升高,河口区颗粒态重金属的浓度随盐度的升高而降低.以Al为校正因子归一化消除颗粒粒径影响后,重金属的分布差异变小,表明粒径是影响重金属浓度变化的重要因素.富集因子计算结果显示,黄河口Cu､Zn相对富集,且调水调沙后其污染程度加重.在影响颗粒态重金属组成的因素中,颗粒物来源占主导地位,同时受人为活动的影响.
典型设施环境条件对土壤活性磷变化的影响

采用室内强化模拟试验,研究了90d培养期内环境温度、土壤酸化和盐渍化3种典型设施环境条件对土壤易解吸磷(CaCl_2-P)、有效磷(Olsen-P)、微生物生物量磷(MB-P)以及微生物生物量碳磷比(MB-C/P)等活性磷的影响.结果显示,设施土壤MB-P含量随着环境温度的升高而显著上升;10℃培养结束时土壤CaCl_2-P和Olsen-P含量比4℃对照分别提高15.6%和2.7%.酸化促进设施土壤CaCl_2-P及Olsen-P含量增加,而使土壤MB-P含量显著下降.培养结束时,与pH值为6.89的对照土壤相比, pH值为6.11和5.30的酸化处理土壤CaCl_2-P含量分别提高26.7%和156.1%,其Olsen-P含量分别增加14.1%和91.5%,其MB-P含量的降幅分别为13.3%和16.3%.盐化对土壤CaCl_2-P和Olsen-P含量的影响均不显著,土壤MB-P含量在12d后随盐化程度加重而显著下降.培养结束时,与土壤可溶性盐分为1.90g/kg的对照相比,可溶性盐分为3.05g/kg和5.01g/kg的土壤MB-P含量分别下降42.2%和45.8%.另外,设施环境温度提升、酸化和盐化使土壤MB-C/P在40d后整体上均呈下降趋势.综上所述,在4~25℃范围内提升环境温度,减缓土壤pH值从6.89降至5.30的酸化过程,阻控土壤可溶性盐分从1.90g/kg升至5.01g/kg盐化进程,可保证设施土壤磷素供应,降低土壤磷素流失风险,增强微生物调控土壤有效磷库的潜力.
紫外大气甲醛卫星遥感反演方法和研究现状

在我国长期稳定的甲醛观测站点十分缺失,卫星平台高时频、大面积覆盖等优势使得通过卫星遥感探测大气甲醛成为了一种重要的研究手段.本文讨论了现有载荷的反演理论和方法,分析了我国大气甲醛的研究现状及不足.简述了从20世纪至今可用于甲醛探测的主要载荷:GOME/ERS-2,SCIAMACHY/ENVISAT,OMI/Aura,GOME-2/MetOp-A(B),OMPS/Suomi-NPP,总结归纳了各个卫星载荷仪器的轨道信息、时间空间分辨率等相关参数,以及各个传感器在大气甲醛遥感反演中的可行性.由于卫星自上而下的观测方式与地基平台不同,其反演方法也有不同之处,因此本文针对卫星平台综合论述了两种甲醛反演算法:传统的差分吸收光谱法(DOAS)和针对于甲醛反演的一系列改进算法以及近几年提出的主成分分析法(PCA);另外,本文针对现有反演算法和时空分布在我国中东部地区的研究现状和不足进行了综合讨论,并给出了一定的改进策略.
超高温预处理对猪粪堆肥过程碳氮素转化与损失的影响

以猪粪、砻糠为原料,利用自行设计的超高温预处理装置,开展了为期56d的模拟堆肥试验,比较了超高温预处理好氧堆肥(HPC)和常规高温好氧堆肥(CK)过程中碳、氮素转化及损失.结果表明,CK有机质最大降解度(42.58%)比HPC堆体(49.29%)小,但降解速率常数(0.1d~(-1))高于HPC(0.07d~(-1)),两种堆肥工艺碳素降解率差异不显著.HPC堆体NH_4~+-N、TN质量分数平均比CK高143.9%、11.2%,而NO_3~--N质量分数则比CK低58.8%.HPC堆肥后期胡敏酸含量及腐殖质聚合程度分别比CK高45.2%~56.8%、59.1%~65.3%.在预处理阶段以及后续堆肥阶段,HPC、CK有机碳损失率分别为48%、51%,氮损失率分别为18%、27%.说明超高温预处理不仅有利于堆肥过程的保氮,而且促进富里酸向胡敏酸的转化,提高了堆肥产品腐殖化水平.
1951~2014年中国北方地区气温突变与变暖停滞的时空变异性

基于1951~2014年中国北方及周边地区357个气象站点平均最低气温、平均气温和平均最高气温年(月)数据,采用M~K检验等方法,分析了中国北方地区3类气温突变和变暖停滞特征的时空变异性.结果表明:研究区3类气温整体突变年(1978~1999年、1981~2002年、 1981~2005年)、分布广泛的普遍突变年(1988年、1989年、1997年)及范围(3a)均依次变晚.整体上,突变年随纬度降低变晚,东北突变早于西北和华北地区.变暖停滞集中于1998和2007年及其前后,3类气温亦依次变晚(1994~2007年、1995~2009年、1998~2010年),由黄河流域中段向其他方向越来越晚.突变至变暖停滞周期整体随纬度降低缩短(3~30a),突变越早周期越长.西北地区突变与变暖停滞前后各时段均值温差最大(2.4℃),温差在1℃左右站点分布最广泛.各时段升(降)温速率整体依次在0.01℃/10a、0.05℃/10a、-0.03℃/10a左右站点分布最广泛,突变后升温最快(0.02~0.16℃/10a),且西北地区对升温贡献最大,变暖停滞后东北地区对降温贡献最大,2时段按平均最低气温、平均最高气温、平均气温顺序升(降)温速率递减.3类气温波动程度减弱,整体随纬度降低.高纬度、高海拔和山地地区突变和变暖停滞较周边地区偏早或偏晚,特征值较大.整个北方地区3类气温突变、变暖停滞、突变与变暖停滞时间及各时段特征值各自具有自身一致性的普遍规律.
痴呆心理社会干预质量指标的德尔菲法研究

目的:构建我国痴呆心理社会干预质量的评估指标(简称"质量指标")。方法:共30名痴呆诊治、护理和管理等领域的专家及9名经验丰富的痴呆照护者参与两轮德尔菲法专家咨询,基于欧洲痴呆心理社会干预质量指标以及国内实践经验设计的国内质量指标初稿(18项条目)。每一轮咨询过程中,专家和照护者对指标的重要性等级、判断依据、熟悉程度做出评价,并提出增删意见。计算各质量指标的重要性等级评分算数均数与变异系数及专家协调系数,并对专家积极性和权威程度加以评估。结果:专家咨询问卷回收率97.5%。首轮专家咨询对质量指标草案进行补充和细化,形成质量指标修改稿;第二轮专家咨询确定质量指标共5类20项条目,包括患者与照护者的评估(4项,重要性等级8.5~9.7,变异系数9%~19%)、讨论与沟通诊断(1项,重要性等级9.6,变异系数10%)、常规情况及有精神行为问题时心理社会干预方案的制定和执行(10项,重要性等级8.0~9.5,变异系数11%~22%)、主要照护者干预(2项,重要性等级分别为9.7和9.3,变异系数分别为8%和13%)及多学科团队管理(3项,重要性等级8.5~9.4,变异系数11%~22%)。两轮咨询专家协调系数分别为0.21和0.17(均P<0.05),专家权威系数平均为0.70。结论:本研究构建了我国痴呆心理社会干预质量的评估指标,该指标具有较好的重要性等级评价,取得专家共识。
湖北省536例感染人类免疫缺陷病毒孕妇母婴阻断效果及影响因素分析

目的了解湖北省HIV母婴阻断效果及影响因素,为HIV母婴阻断工作提供参考.方法采用前瞻性队列研究的方法,将2004年1月至2016年12月在湖北省部分县市发现的HIV阳性孕妇纳入本次研究,对发现的HIV阳性孕妇及其所娩婴儿进行母婴阻断及随访,并收集相关资料.通过描述性分析及χ~2检验,了解HIV阳性孕妇及婴儿的一般特征;通过logistic回归分析,探讨HIV母婴传播的影响因素.结果共发现536例(628孕次)HIV阳性孕妇,其中334例孕妇及其所娩345例婴儿纳入本次研究,共发现HIV阳性婴儿24例,阳性率6.96%(95%CI;4.27%~9.64%).未阻断、仅人工喂养、仅婴儿服药+人工喂养、母婴均服药+人工喂养的HIV母婴传播率分别为35.71%(95%CI: 21.61%~51.93%)、8.82%(95%CI:2.08%~15.57%),7.41%(95%CI:0.92%~24.22%),0.48% (95%CI:0.01%~2.64%).孕妇未服用抗反转录病毒药物(OR=14.484,95%CI:1.740~120.577, P=0.013)、母乳喂养(OR=6.542,95%CI:2.416~17.713,P = 0.000)、孕妇产时CD4+T淋巴细胞计数<200个/µL(OR=3.060,95%CI:1.076~8.703,P = 0.036)是HIV母婴传播的独立危险因素.结论无阻断措施时,湖北省HIV母婴传播率较高,综合阻断措施(母婴均用药+人工喂养)能显著降低HIV母婴传播率.今后应尽早发现HIV阳性孕妇,及时采取“孕妇产前三联服药+婴儿服药+人工喂养”方案,进一步降低HIV母婴传播率.
密封橡胶在硝酸异丙酯中的溶胀性能分析

丁腈橡胶作为硝酸异丙酯的密封材料,常常会发生硝酸异丙酯的渗漏挥发现象。为选择新的橡胶代替丁腈橡胶密封硝酸异丙酯,本文制备了丁腈橡胶与三元乙丙橡胶试样,测试经溶胀后丁腈橡胶与三元乙丙橡胶的质量与体积变化率、组织结构、表面形貌、力学性能,并对比了丁腈橡胶与三元乙丙橡胶溶胀后的性能。结果表明:丁腈橡胶与三元乙丙橡胶在硝酸异丙酯中溶胀后各方面性能均有所下降,但是三元乙丙橡胶溶胀后的性能要强于丁腈橡胶,显示出更好的耐硝酸异丙酯性能,建议使用三元乙丙橡胶并喷涂酚醛树脂液体密封胶密封硝酸异丙酯。
水合物动力学抑制剂的作用机理研究进展

水合物动力学抑制剂作为低液量抑制剂,其可应用于深水流动保障风险控制水合物冻堵问题,受到国内外研究者的广泛关注。本文重点阐述了动力学抑制剂的可承受最大过冷度和对诱导时间的延长这两个评价指标,同时梳理了动力学抑制剂对水合物生成及分解过程影响的研究成果。总体而言,可承受最大过冷度越大、延长诱导时间程度越强的动力学抑制剂,抑制水合物生成并保障流动安全的可靠性越高;动力学抑制剂对水合物生成与分解过程存在复杂的影响规律。本文将其对气体消耗速率、气体消耗量和形态,分解温度、时间和分解速率,“记忆效应”等影响进行了分析。结合上述研究成果,总结了动力学抑制剂对水合物的影响机理,特别是提出了化学型动力学抑制剂对水合物吸附抑制机理的概念示意图。最后,给出了未来深入开展动力学抑制剂研究的建议。
中心进气式油页岩干馏炉的冷态模拟优化

油页岩气体热载体干馏炉稳态运行过程中,炉内的流程分布对油页岩干馏具有显著影响。干馏段流程分布情况越均匀对油页岩的干馏越有利。本文对自行设计的某种四层布气的干馏炉干馏段进行CFD冷态模拟,并分析了该结构形式干馏炉的优缺点,对相应缺点进行了改进。结果表明:此类四层中心进气的干馏炉总体上可以提供较好的气体热载体充满度及热载体的流程分布。将入口形式改造为带十字导叶的入口形式对干馏炉内流程分布有积极影响。此种结构下炉膛局部区域存在气体充满度欠缺问题。保证整体进气量不变的前提下,在特定位置增加边壁进气配合中心进气可以较好地填补干馏段的热载体缺口。改进后的干馏炉干馏段气体热载体分布均匀情况更为理想。
考虑结构损伤的消能减震结构能量设计方法

与基于承载力和基于位移方法相比,基于能量的抗震设计方法能够更为全面的评估结构抗震性能。该文从能量的角度提出了一种考虑主结构损伤耗能的简化抗震设计方法,将结构滞回耗能设计由阻尼器和主结构共同承担,并据此用等效阻尼比将损伤引入到主结构,通过延性系数建立了结构损伤指数与等效阻尼比之间的关系,给出了阻尼器耗能求解公式及设计流程。该方法无迭代过程,且能在设计之初实现主结构的损伤控制。算例表明,该方法简单、实用,为消能减震结构设计提供了一个新方法。
离子型稀土原地浸矿注液孔周含水率分布的计算模型

考虑注液孔内积水产生的压力水头在土体中的传递,建立了积水条件下的一维垂直入渗的基本方程;将实测的饱和导水率等效为孔底一维入渗的饱和导水率,采用积水条件一维垂直入渗的基本方程计算注液孔孔底中心垂向的含水率分布;假设入渗过程中形成的湿润锋簇上的含水率增量相等,根据累积注液量等于湿润体内的水分增加量,确定湿润锋簇中各湿润锋的位置,结合注液孔孔底中心垂向的含水率分布,确定湿润体内含水率分布.在龙南足洞某稀土矿山选择一场地较平整的矿块进行单孔注液试验,在注液孔周布置4个测点,采用FDS-100水分传感器记录测点位置在入渗过程中不同时刻的含水率,与模型的计算值进行比较,结果发现,4个测点的实测值与计算值相关系数基本在0.900以上,模型的计算误差均在10%以下,满足工程误差要求,说明此方法能较为准确的计算出注液孔内水分入渗过程及湿润体内含水率分布.
考虑浆液扩散路径的多孔介质渗透注浆机理研究

多孔介质注浆的扩散方式以渗透注浆为主,传统的多孔介质渗透注浆往往忽略了浆液渗透过程中的扩散路径,导致理论结果与实际偏差较大.基于对多孔介质浆液渗透过程中扩散路径分析,根据浆液扩散运动方程,建立了考虑浆液扩散路径的多孔介质渗透注浆模型,设计了一套多孔介质渗透注浆扩散模拟实验装置,并采用常规注浆材料–水泥浆液,获得不同被注介质渗透率及不同注浆速率下的注浆压力的时空变化规律.研究结果表明:考虑浆液扩散路径的多孔介质浆液渗透注浆模型计算值为试验值的1.1~1.3倍,计算值与试验值误差在允许的范围之内,所建模型可较好的描述了浆液渗透扩散过程;不考虑浆液扩散路径的多孔介质渗透注浆模型计算值为试验值的1.8~3.2倍,显著高估了注浆扩散过程的浆液压力.研究成果成功用于青岛地铁砂层治理工程,因此,在多孔介质渗透注浆扩散设计中应充分考虑浆液扩散路径.
毛乌素沙地天然植物多样性组成及区系特征分析

毛乌素沙地位于干旱、半干旱区向半湿润区过渡地带,该研究通过野外调查及数据统计,对毛乌素沙地天然植物科、属、种的组成及区系特征进行了分析,并与周围的沙地(沙漠)植物区系进行比较,以明确毛乌素沙地的珍稀植物及其植物多样性组成特征。结果表明:(1)毛乌素沙地天然植物共90科360属772种,区内植物类群相对丰富,植被群落类型多样,优势科明显,单种属、寡种属占到的比例达到73.45%。(2)毛乌素沙地天然植物90科划分为10个分布区类型及4个变型,360属划分为15个分布区类型及10个变型。(3)毛乌素沙地科的植物区系组成以世界分布为主,属的植物区系组成以温带分布为主,反映了该区的植物区系与所处的地理位置和气候具有相适应的特性。(4)毛乌素沙地植物区系成分与浑善达克沙地植物区系亲缘关系最近,与库布齐沙漠、乌兰布和沙漠、库姆塔格沙漠植物区系有一定差异,表明毛乌素沙地植物区系存在明显的从温带分布到地中海区、西亚至中亚分布的过渡性质。
斜生栅藻对不同形态锑胁迫的响应及抗性研究

该研究以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为研究对象,研究不同浓度的Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫下对斜生栅藻生长速率、叶绿素a、抗氧化酶活性和细胞表面结构的影响,以探讨重金属胁迫下斜生栅藻的抗性机理。结果表明:(1)在高浓度Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫处理中,斜生栅藻生长对Sb(Ⅲ)胁迫的响应更加迅速;随着Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫浓度增加,斜生栅藻体内叶绿素a含量呈下降趋势,且对Sb(Ⅲ)胁迫浓度的变化反应更为敏感。(2)在800μmol/L Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)胁迫下,斜生栅藻体内丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性分别在胁迫第7~8天和第6~7天时变化更为明显;过氧化氢酶(CAT)活性在胁迫处理的第4~5天就迅速增加,对Sb胁迫响应比SOD更为迅速。(3)在高浓度Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫下,斜生栅藻细胞结构受到严重损伤,而且Sb(Ⅲ)对斜生栅藻细胞的损伤更加明显。研究发现,Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)对斜生栅藻生长、叶绿素a及细胞结构表现出不同程度的抑制和破坏作用,其细胞受到的影响程度与Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)的处理浓度及处理时间均密切相关,但斜生栅藻依靠自身抗氧化酶系统在一定程度上能够缓解Sb胁迫的不利影响。
中国壳斗科植物属的空间多样性格局及其指标研究

通过植物专业网站及已发表的论文论著,查找每一种壳斗科植物在中国的具体分布地点(县),并采用地理信息系统技术,以县为空间数据的基本单元,以壳斗科植物为研究对象,从空间上获取多样性格局指标,定量研究中国壳斗科植物的属、类型的空间多样性格局。结果表明:(1)中国壳斗科植物中
CoFe_2与CoFe_2O_4质量比及MgO稀释对CoFe_2@CoFe_2O_4磁性的影响

采用金属有机盐热分解方法制备了MgO包覆的CoFe_2O_4纳米粒子(CoFe_2O_4@MgO),然后将CoFe_2O_4 @MgO在H_2中还原,接着在空气中氧化制备了一组CoFe_2@CoFe_2O_4@MgO样品;用盐酸溶液溶解CoFe_2 @CoFe_2O_4@MgO中的MgO获得另一组样品(CoFe_2@CoF_2O_4)。测量并绘制了CoFe_2@CoFe_2O_4@MgO和CoFe_2 @CoF_2O_4的磁化强度随外磁场及温度变化的关系曲线。随着氧化温度升高,CoFe_2@CoFe_2O_4@MgO和CoFe_2 @CoF_2O_4的矫顽力Hc、饱和磁化强度Ms、剩磁比Mr/Ms及磁有序状态发生显著变化,这些变化强烈依赖于磁性粒子的各向异性及粒子间的偶极相互作用。
主动围压下花岗岩动态力学特性与本构模型研究

为了研究花岗岩在不同围压、不同应变率下的动力学特性与本构行为,利用改进的分离式霍普金森压杆(SHPB) ,对其进行了试验测试,并将损伤统计理论引入鲍埃丁模型,对所得到的本构模型与试验数据进行拟合分析,进而探讨模型中各参数对应力-应变曲线的影响。结果表明:围压和应变率都能提升花岗岩的抗压强度,两者均与试样动态强度增长因子呈正相关,且围压的存在提高了岩石的塑性特性,应力-应变曲线上出现塑性屈服平台;主动围压下,试样的弹性模量有一定的提高,但总体上未见明显的率效应和围压效应;本文所构建的模型预测结果与不同围压下试样的应力-应变曲线均有较高的吻合度,可为相关工程设计与施工提供一定参考。
云南兰坪—思茅盆地红层中温泉和盐泉的水文地质特征

云南西部兰坪—思茅盆地位于藏南—滇西地热带和羌北—滇西盐类成矿带东南部,红层分布广泛,盆地内温泉、盐泉和咸泉数量众多,有些温泉沉积钙华。分析了红层的岩性特征和地下水类型,出露于红层泉水的成因机制以及钙华的成因和控制因素,盆地盐泉或咸泉的找钾特征系数及其在预测找钾远景中的应用。盆地内红层地下水的分布受到岩性、构造和地貌的控制,风化裂隙水分布局限,以夹层型层间裂隙水和溶孔水为主。温泉均为深循环泉,盐泉或咸泉多为溶滤成因的浅循环泉。影响温泉附近钙华沉积的水化学因素主要包括pH、CO_2含量或CO_2分压、Ca~(2 +)和HCO_3~-含量,可以用Ca~(2 +) /HCO_3~-毫克当量比值和方解石饱和指数判断钙华沉积趋势。盐泉或咸泉的比例系数有助于预测找钾远景。
滑坡稳定性计算和滑坡稳定性量化评分方法的适用性对比研究———以湖南衡东某风电场公路切坡为例

拟以湖南衡东某风电场公路切坡为例,对比分析了公路切坡稳定性评价常用的两种分析方法,即滑坡稳定性计算和滑坡稳定性量化评分,以具体的工程项目为案例,依据公路切坡引发滑坡的地质环境条件,应用两种方法对该切坡可能形成的滑坡进行了对比分析。研究表明:对于勘查程度较高的大型滑坡稳定性评价,采用滑坡稳定性定量计算方法,结论较为准确;对于勘查程度较低的中小型滑坡稳定性评价,采用滑坡稳定性量化评分法,可减少工作量,结论较为准确;对于为大型且地质环境条件复杂,建议用两种方法相互论证,结论可信度高。
基于改进粒子滤波算法的水下目标跟踪

针对常规粒子滤波算法粒子数目保持不变的问题,提出了一种可以自适应调整粒子数目的改进算法。该算法将KL距离(Kullback-Leibler Divergence, KLD)引入粒子滤波重采样过程,保证在一定的滤波精度下,可以有效地调整滤波过程中使用的粒子数目,从而实现了滤波过程中粒子数目的自适应。将该算法应用于纯方位水下目标跟踪,仿真结果表明,该方法有效地改善了滤波效果,计算量低,适合于实际应用。
基于重要节点删除法的社会网络层次结构分析

社会网络的结构分析一般通过社团探测来实现,但现实网络中节点具有层次性,少量节点拥有大量连接,使网络不能得到最优划分。为此,提出一种改进的基于重要节点删除的网络分解方法。运用基于中心节点删除的网络分解策略对复杂网络结构进行分析,通过节点介数的快速计算方法计算节点中心性,以迭代的方式删除中心节点使网络分解,并将中心节点与分解出的分支在邻接矩阵中的位置重排序,得出社会网络的层次结构划分。在真实网络上的实验结果表明,删除网络中介数最高的节点可使网络快速分解,根据网络分解结果将原网络简化为一个以中心节点为核心,以分解出的较大分支为叶子的星型结构,可以更好地表示网络中节点的层次关系。
十二烷二酸修饰TiO_2电子传输层改善钙钛矿太阳电池的电流特性

在经典的平面异质结钙钛矿太阳电池中,TiO_2致密层的电子传输性能一直是获得优异光伏性能的决定性因素之一.相较于spriro-OMeTAD等常见的空穴传输材料优异的空穴传输能力,作为电子传输材料的TiO_2的导电性较弱,无法形成良好的电荷匹配.为了解决这个问题,我们使用自组装的十二烷二酸(DDDA)单分子层来修饰TiO_2致密层的表面,TiO_2致密层的导电性能得到大幅提升,并且其能带结构得到优化,促进了电子传输,降低了电子积聚和载流子复合,使得电池的短路电流密度(J_(SC))从修饰前的20.34 mA· cm~(-2)提升至修饰后的23.28 mA·cm~(-2),进而使得电池在标准测量条件下的光电能量转换效率从14.17%提升至15.92%.同时还发现,通过DDDA修饰TiO_2致密层,所制备的器件的光稳定性显著提升,器件未封装暴露在AM 1.5光强100 mW·cm~(-2)的模拟太阳光下超过720 min,保持初始效率的71%以上且趋于稳定.
Sm~(3+),Sr~(2+)共掺杂对CeO_2基电解质性能影响的密度泛函理论+U计算

Sm~(3+),Sr~(2+)共掺杂CeO_2的离子电导率被证实可高达Sm~(3+)掺杂CeO_2离子电导率的近两倍,然而,共掺杂对CeO_2电导率的作用机理尚不明确.本文利用第一性原理计算的密度泛函理论+U方法,对Sm~(3+)和Sr~(2+)共掺杂的CeO_2进行了系统的研究,对比Sm~(3+)或Sr~(2+)单掺杂的CeO_2体系,计算并分析了共掺杂体系的电子态密度、能带结构、氧空位形成能以及氧空位迁移能等微观属性.计算结果表明,Sm~(3+),Sr~(2+)的共掺杂对CeO_2基电解质性能的提高具有协同效应,二者的共掺杂不仅能协同抑制CeO_2体系的电子电导率,还能在单掺杂CeO_2的基础上进一步降低氧空位形成能,Sm~(3+)的存在还有助于降低Sr~(2+)对氧空位的俘获作用,而Sr~(2+)的加入则能够在Sm~(3+)掺杂CeO_2的基础上进一步降低最低氧空位迁移能,爬坡式弹性能带方法计算表明共掺杂体系的氧空位迁移能最低可达0.314/0.295 eV,低于Sm~(3+)掺杂CeO_2的最低氧空位迁移能.研究揭示了Sm~(3+),Sr~(2+)共掺杂对CeO_2电导率的协同作用机理,对进一步研发其他高性能的共掺杂电解质材料具有重要的指导意义.
大气压甲烷针-板放电等离子体中粒子密度和反应路径的数值模拟

甲烷针-板放电与重油加氢耦合形成甲烷转化重油加氢,可实现重油高效加氢并增产高附加值低碳烯烃,有实践应用前景和科学研究意义.建立二维流体模型,对大气压甲烷针-板放电等离子体进行数值模拟,得到电场强度、电子温度和粒子密度的空间与轴向分布,总结反应产额并提炼生成各种带电和中性粒子的关键路径.模拟结果表明,CH_3~+和CH_4~+密度与电场强度和电子温度的轴向演化接近且密切相关;CH_5~+和C_2H_5~+密度沿轴向先增大后减小;CH_3与H密度的空间和轴向分布几乎相同;CH_2,C_2H_4与C_2H_5的粒子密度分布在靠近阴极的区域内明显不同而在正柱区内较为相像;电子与CH_4发生电子碰撞电离生成的CH_3~+和CH_4~+,CH_3~+和CH_4~+分别与CH_4发生分子碰撞解离生成C_2H_5~+和CH_5~+;电子与CH_4间的电子碰撞分解是生成CH_3,CH_2,CH和H的主导反应;CH_2与CH_4和电子与C_2H_4发生的反应分别是生成C_2H_4和C_2H_2的关键路径;电子与CH_4间的电子碰撞分解反应和CH_2与CH_4发生的反应的产额各占H_2总产额的52.15%和47.85%.
国土“三生空间”分类及其功能评价

随着经济的高速发展,资源衰竭、环境退化、人地关系日趋紧张、空间开发无序、空间结构失衡等问题愈发突出.针对上述问题,在地理国情普查的基础上,结合普查内容构建了“三生”(生产、生活、生态)空间分类体系,实现了图斑尺度的“三生”分类,并提出了基于格网的核密度方法来分析各类用地的空间格局;同时,以生产、生活、生态功能为基础,构建了“三生功能”评价指标体系,实现了各评价单元的功能评价.选取了武汉作为重点研究区,研究成果可为我国土地利用规划提供参考,同时可作为完善土地学科理论体系的一种有效补充,有效地推动地理国情普查数据的研究应用进程.
直压式汽油机取土器的研制

为满足农学,资源及环境等学科对土样的集中获取需求,研制了一种以汽油机为动力,直压式进入土壤的机动取土器。阐述了汽油机取土器的主要组成和工作原理,对其核心部件取土杆、动力头分别进行了理论分析和结构设计。取土器工作时的阻力主要有端面阻力、外环摩擦力和内环摩擦力,给出了3种摩擦力的计算公式,并且以100 mm直径取土器为例计算出了其工作阻力。根据取土器的工作阻力和机械传动效率计算出了汽油机所需功率,根据市场提供的汽油机种类进行了选型。为验证所设计汽油机取土器的使用效果,进行了取土器的性能试验测试,测试结果表明:采集土样效果良好,取土效率是同类型手动取土器的2倍以上。
3种预处理对青贮玉米秸秆理化特性的比较研究

本研究对蒸汽爆破、热喷放及碱堆沤3种预处理方式处理的青贮秸秆的物理特性和理化成分进行了分析,测定了预处理后玉米秸秆在水中的沉降特征、亲水指数等指标,同时通过显微镜观察、红外光谱、X射线衍射及热重分析试验,对各种预处理方法进行了对比和评价。结果表明,青贮玉米秸秆经过3种不同预处理后,其理化特性明显不同。经蒸汽爆破之后秸秆表面呈现亲水特性,沉降比从原料的87.3%减少至0%,比表面积比原料增加65.2%;显微观察发现蒸汽爆破后秸秆细胞壁完全断裂破碎,纤维素结晶度下降至33.11%。蒸汽爆破相比其他2种方法更能显著改变玉米秸秆的结构,使其更利于降解,是一种理想的预处理方式。
基于土地利用系数的补充耕地质量等级评价方法

从土地利用系数的形成角度出发,在把耕作条件认为是引起同种土壤类型土地利用系数变化的成因的基础上,提出基于土地利用系数的补充耕地质量等级评定的方法,即运用比较法思想,在县域范围内选择若干与补充耕地土壤类型相同的参照地块,将两者的耕作条件逐项对比并量化,以此对参照地块的土地利用系数进行修正,修正值作为测算补充耕地土地利用系数的依据,进而评定补充耕地质量等别,并以河南省濮阳县为例进行了实证研究。结果表明,濮阳县同一种土壤类型的农用地利用等别及土地利用系数存在差异;采用比较法测算补充耕地土地利用系数,同一种土壤类型修正后的土地利用系数趋于一致,测算出的补充耕地质量等级较常见方法高出约1.2个等。该方法的评价结果与原农用地分等成果具有可比性,同时也体现了土地整治工程措施对耕地质量的提升作用,可以为耕地质量管理实践提供方法参考。
鸽副黏病毒经鸡胚传代引起毒力和F基因序列变化的研究

为研究鸽副黏病毒ND167在SPF鸡胚传代中毒力和F基因序列变化,运用有限稀释法将ND167连续传代扩繁,每代次均选择病毒稀释度最高且血凝价最高的尿囊液进行传代,共传10代次,测定第1、5和10代次的最小致死量致死鸡胚的平均时间(MDT)、1日龄雏鸡脑内致病指数(ICPI)和F基因序列。结果表明,ND167在鸡胚传代过程中F蛋白裂解位点氨基酸虽未突变,但是毒力却在逐渐增强,从中等毒力株演变为强毒力株。说明对于PPMV毒力判定需要根据动物实验进行,需警惕PPMV在鸡群中反复传代引起毒力增强。
东营凹陷页岩储层成岩作用及增孔和减孔机制

以济阳坳陷东营凹陷古近系页岩储层为研究对象,利用岩石薄片观察、X射线衍射全岩矿物含量分析、电子探针分析、碳氧同位素测试分析、氩离子抛光和场发射环境扫描电镜分析、低温氮气吸附实验等技术方法,研究孔隙类型及组合样式,分析成岩流体环境及架构矿物演化特征,划分成岩阶段,明确孔隙的发育演化主要受控于黏土矿物转化和碳酸盐矿物的含量、成岩作用强度及其溶蚀程度,增孔和减孔机制的界限并不严格.研究结果表明:东营凹陷页岩储层发育基质孔隙组合、基质孔隙-有机孔隙组合、裂缝沟通基质孔隙组合等多种类型孔隙组合(包含微裂缝),孔隙面貌复杂;受地层水介质及原始沉积环境影响,局部层段酸性碱性流体交替控制细粒物质的成岩演化,总体呈现由碱性-弱碱性-酸性-弱碱性的成岩环境变化特征;有机质成熟度较低(R_o<1.0%),成岩阶段处于中成岩阶段,早成岩B期-中成岩B期是孔隙演化的关键时期;压实作用下黏土矿物的脱水转化与催化生烃、溶蚀与沉淀作用共存、方解石近源重结晶与有机质生烃排酸的共同作用造成了孔隙的动态演化;黏土矿物转化、有机质生烃、方解石等脆性矿物的成岩作用对储层孔隙体系的演化起到了重要的作用.
高温干旱胁迫对白及光合特性及叶绿素荧光参数的影响

为研究高温和干旱胁迫对白及光合作用的影响,以2 a生白及为试材,利用人工气候培养箱设置高温、干旱、高温干旱和对照4个处理,于处理的0、7、14和21 d分别测定各处理白及叶片光合和叶绿素荧光特性的变化情况。结果表明:高温、干旱和高温干旱复合胁迫均抑制白及的生长和光合作用。在3种胁迫下,白及叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)等光合参数降低明显;光系统II(PSII)光化学效率(Fv/Fm)、最大量子产额(Yield)、表观光合电子传递速率(ETR)等叶绿素荧光参数在试验处理的过程中随着试验的进行逐渐降低,初始荧光(Fo)和NPQ则有所增加。虽然光合参数和叶绿素荧光参数在胁迫下都呈现下降趋势,但光合参数的降低远大于叶绿素荧光参数的降低程度,这表明高温、干旱和高温干旱复合胁迫只影响了白及叶片的光合参数,而对光反应系统并没有造成不可逆的破坏。
基于折现现金流法的煤层气开发经济评价方法研究

为解决目前煤层气开发项目经济评价平均化、一般化的问题,根据煤层气储层非均质性强、生产阶段性差异大、参数不确定性强等特点,引入分层分区评价、分阶段评价、动态评价3种差异化分析方法对折现现金流法进行改进,分别对产量、操作费及价格进行精细刻画,评价结果内部收益率IRR低于基准收益率8%,揭示了项目投资风险.不确定性分析结果显示,对煤层气开发经济性的影响,产量为最敏感因素,价格其次,投资次之,操作费影响最小;上述参数每增加10%,IRR分别变化1.30%,1.14%,-0.47%,-0.26%.基于非常规天然气的共性,上述方法也可用于页岩气及致密气经济评价.
深部巷道围岩梯度破坏机理及模型研究

深部巷道围岩变形破坏行为及理论模型研究对于我国深部开采工程具有重要意义.根据巷道附近围岩的受力特征,认为临近巷道的围岩经历了"三向应力→双向应力→近似单轴应力"作用过程,从而在巷道周围会形成应力梯度,而应力梯度是导致巷道围岩破坏的重要影响因素之一.通过不同应力条件下的围岩发生梯度破坏的宏观和细观特征,发现了随着深度增加,应力梯度更明显.根据宏细观破坏实验及数值分析,建立了深部巷道围岩破坏的梯度破坏理论模型,并给出了相对应力梯度与周围岩体提供的平均切向应力水平的关系.该模型表明:深部巷道围岩破坏跟所处的应力梯度场有很大的关系:靠近巷道的区域相对应力梯度越大而应力贡献度较小,该处岩体容易发生破坏;离巷道较远时,相对应力梯度接近零而应力贡献度上升,则趋于稳定,这是围岩松动圈理论的进一步发展.
大同矿区双系煤层开采远近场协同控顶机理与技术

大空间采场顶板结构复杂,采场矿压显现频次高、强度大,影响矿井安全生产.基于大同矿区双系煤层开采条件,在顶板结构分析基础上深化煤柱影响研究,建立多采空区顶板连拱结构模型,揭示大空间采场协同控顶机理.研究表明:矿区特厚煤层开采扰动影响高度在150 m左右,形成了具有"低位组合悬梁+中位砌体梁+高位大结构"特征的渐次演化顶板群组结构,且高位顶板失稳联动是采场强矿压发生的主控因素;侏罗系煤柱底板应力集中影响区深度约100 m,采空区顶板连拱结构联合煤柱集中传载是诱发采场强矿压的强化条件;改变大空间采场覆岩结构是防治采场强矿压的关键,提出了远近场协同控制理念,实施了硬岩远场地面压裂和煤岩近场井下承压爆破预裂的协同控顶技术,取得了较好控制效果.
煤炭智能化综采技术创新实践与发展展望

为推动煤炭智能化开采发展、加快智慧煤矿建设,在简述国内外自动化、智能化综采技术发展过程基础上,提出了智能化综采的概念与内涵,介绍了近10 a来在智能化综采技术和装备方面的创新实践,包括:黄陵一矿1.4~2.2 m较薄煤层工作面有人巡视、无人操作的智能化开采;金鸡滩煤矿8.2 m超大采高工作面智能化开采以及特厚煤层智能化综放开采技术.上述实践表明:在地质条件简单的煤层中基本能够实现人工远程干预的智能开采模式,复杂地质条件下仍存在技术瓶颈,有限无人化是智能化开采的切实发展目标.展望了综采智能化发展的重点方向,指出了智慧煤矿是智能化开采发展升级的趋势.
基于延迟波场特征法的海底反射系数估算方法

估算海底反射系数是海底电缆(OBC)水陆检数据合并处理的一个关键步骤。针对常规扫描确定海底反射系数较为费时的问题,提出了基于延迟波场特征法直接计算海底反射系数的方法。该方法首先计算水陆检数据上行波场、一阶延迟上行波场和二阶延迟上行波场的自相关函数和它们之间的互相关函数,然后构建和求解海底反射系数特征方程,最后确定最佳海底反射系数并应用于水检数据和陆检数据的合并处理。合并数据不但消除了海水鸣震多次波干扰,而且吸收了陆检数据的低频成分和水检数据的高频成分。从而拓宽了海底电缆数据的有效频率带宽,提高了地震数据的信噪比和分辨率。数据试算结果证明了本方法的有效性和实用性。
基于Δ~(13)C的不同水氮管理对水稻水分利用效率的影响

为揭示不同水氮管理的水稻叶片水分高效利用机理,基于作物生长发育过程中发生的碳同位素分馏效应对作物的长期水分利用效率的指示特性,研究了不同水氮管理对水稻叶片气体交换参数、叶片瞬时水分利用效率(LWUE_(ins))、内在水分利用效率(LWUE_(int))和碳同位素分辨率(Δ~(13)C)的影响,分析了不同水氮管理下水稻叶片Δ~(13)C与叶片水分利用效率关系。结果表明:稻作控制灌溉模式下配施适量氮肥可以提高水稻叶片气孔导度(G_s),促进叶片胞间与外界气体交换,提高叶片净光合速率(P_n),维持较高的LWUE_(ins)、LWUE_(int),过量施氮会增加水稻对水分亏缺的敏感性,使水稻G_s降低,不利于叶片尺度水分的高效利用;抽穗开花期控制灌溉模式下施氮量较高时叶片水分利用效率较大,同一施氮量处理控制灌溉水稻LWUE_(ins)、LWUE_(int)和WUE均高于淹水灌溉,起到了节水高产的效果。通过统计分析可知,不同水氮管理下抽穗开花期水稻叶片Δ~(13)C与LWUE_(ins)、LWUE_(int)和WUE均呈负相关,叶片Δ~(13)C对LWUE_(int)的指示性优于LWUE_(ins),且在控制灌溉下叶片Δ~(13)C与LWUE_(ins)、LWUE_(int)的相关性较淹水灌溉更为显著;拔节孕穗期及抽穗开花期水稻叶片Δ~(13)C可以很好地表征水稻WUE。结果表明,通过测定水稻不同时期叶片Δ~(13)C能够为预测不同水氮调控下水稻水分利用效率提供参考。
中国农作物水足迹时空分布与影响因素分析

为全面评价中国农作物对水资源真实消耗,计算并分析了31个省区1996-2015年农作物水足迹,并借助通径分析方法分别对影响农作物生产水足迹(单位耕地面积水足迹)时间变化和空间分布的影响因素进行了揭示。结果显示:全国年均农作物水足迹为1 421.07 Gm~3,蓝水、绿水和灰水足迹分别占10.05%、66.79%及23.16%;粮食和水果类作物水足迹占总量的85%以上,二者很大程度上决定着中国农作物水足迹的变化。中国农作物生产水足迹为1 156.90 mm,时间上呈先下降后缓慢上升态势,空间上为从东南向西北逐渐递减的格局。人口密度、人均纯收入和化肥施用量是农作物生产水足迹时间变化的主要驱动因子,而降雨量、人均GDP及人均纯收入对其空间分布有重要影响。经济发展是降低农作物水足迹的原动力,可以促进化肥施用量降低、灌溉用水效率提高以及增强绿水资源调控能力。
大田玉米水分胁迫指数经验模型建立方法

作物水分胁迫指数(Crop water stress index,CWSI)经验模型的建立与气候和种植条件密切相关。以内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗大田玉米为对象,研究了CWSI的最优经验模型。玉米在营养生长阶段(Vegetative stage,V期)、生殖期(Reproductive stage,R期)和成熟期(Maturation stage,M期)分别进行不同灌溉水平的处理,采用红外测温传感器采集玉米冠层温度。分别结合田间和实验地旁标准气象站空气温湿度数据建立了CWSI经验模型的无水分胁迫基线。基于2种无水分胁迫基线,分别利用饱和水汽压梯度获取的无蒸腾作用基线和5℃无蒸腾作用基线建立了4种CWSI经验模型,得出反映大田玉米水分胁迫状况的关系曲线,并进行对比。结果表明,基于实验地旁标准气象站空气温湿度数据建立的CWSI经验模型具有很大的波动性,并不能很好反映玉米的水分胁迫状况,其值常常超出正常范围(0~1)。而基于田间空气温湿度数据建立的CWSI经验模型则可以很好地监测内蒙古自治区大田玉米水分胁迫状况,M期3种不同水分处理100%、52%和28%具有较好的CWSI数值梯度,分别为0.03、0.14和0.32。相比于基于饱和水汽压梯度获取的无蒸腾作用基线,以5℃作为无蒸腾作用基线时得到的CWSI数值较小,可以较好地反映水分胁迫状况,对应上述M期3种不同水分处理CWSI值分别为0.02、0.10和0.22,具有较为合理的梯度。经过初步检验和分析,认为基于田间空气温湿度数据建立的CWSI经验模型较为合理,可以有效监测大田玉米水分胁迫状况。
基于高光谱成像技术的小麦条锈病病害程度分级方法

为了快速、准确地对小麦条锈病病害程度进行分级评估,提出了一种基于高光谱成像技术的小麦条锈病病害程度分级方法。首先利用HyperSIS高光谱成像系统采集受条锈菌侵染后不同发病程度的小麦叶片高光谱图像,通过分析叶片区域与背景的光谱特征,对555 nm波长的特征图像进行阈值分割获得掩膜图像,并用掩膜图像对高光谱图像进行掩膜处理,提取仅含叶片的高光谱图像;然后用主成分分析法(Principal component analysis,PCA)得到利于条锈病病斑和健康区域分割的第2主成分(The second principal component,PC2)图像,采用最大类间方差法(Otsu)分割出条锈病病斑区域;最后根据条锈病病斑区域面积占叶片面积的比例对小麦条锈病病害程度进行分级。试验结果表明:测试的270个不同小麦条锈病病害等级的叶片样本中,265个样本可被正确分级,分级正确率为98.15%。该研究为田间小麦条锈病害程度评估提供了基础,也为小麦条锈病抗性鉴定方法提供了新思路。
黑土区坡耕地施加生物炭对水土流失的影响

为了探索生物炭对黑土区坡耕地的水土保持作用效果,于2015年在东北黑土区典型黑土带上的黑龙江省北安市红星农场3°坡耕地上的径流小区内,开展了不同生物炭施用量(0、25、50、75、100 t/hm~2)对土壤结构、持水性能、径流泥沙控制等影响的试验研究。结果表明:生物炭可有效改善黑土区土壤结构,随着生物炭添加量的增加,土壤容重随之减小,而土壤孔隙度则会明显提高;土壤饱和含水率、田间持水量和土壤储水能力均随生物炭施用量的增加而增加;适当施加生物炭对黑土区坡耕地降雨径流及水土流失具有较好的控制作用,75 t/hm~2处理具有最好的径流泥沙控制效果,其中径流控制效果好于泥沙控制;施加生物炭还可以不同程度地减少黑土区坡耕地土壤养分流失,并可以改善养分的空间分布,4种生物炭用量处理的养分含量不仅在数量上高于对照处理,而且在均匀程度上有较大的改善,减缓了坡度对土壤养分造成的坡上与坡下的差异。研究结果为东北黑土区秸秆资源的高效、绿色、循环利用提供了一条新的途径,可为黑土区坡耕地水土流失防治提供理论依据和技术支撑,对该区农业可持续发展具有重要意义。
基于LES的泵站前池表面涡及液下涡流瞬态特性分析

泵站前池或泵站进水池是泵进口前的过流部件,在不同工况的流动中存在多种旋涡,可分为自由表面涡和液下涡,这些高度不稳定的旋涡是影响水泵装置运行效率及稳定性的重要因素。为了研究泵站进水池的内部涡流,采用大涡模拟(LES)及流体体积函数(VOF)方法对泵站进水池中的三维非稳态流动进行了非定常数值计算,并进行了系统的验证。基于数值计算结果,统计了旋涡的时均特性,讨论了RANS方法和LES方法对涡流预测的区别;采用λ_2等值面将旋涡结构可视化,观测到自由表面涡及附底涡周围环绕的二次涡结构;分析了不同时刻表面涡及附底涡的形态和瞬态特性,通过涡量方程得到了对流项及拉升、弯曲项对主涡涡量变化的影响。结果表明:二次涡与主涡的相互作用在一定程度上增强了主涡动量的向外耗散,并通过自旋引起主涡轴向拉升或者弯曲。
基于岭回归的土壤含水率高光谱反演研究

以以色列南部Seder Boker地区采集的粘壤土样品为研究对象。在室内利用ASD FieldSpec 3型高光谱仪获取土壤的原始光谱,在进行数据预处理和不同数学变换后,共获取了4种光谱指标:光谱反射率(REF)、倒数之对数(LR)、一阶微分(FDR)和去包络线(CR)。采用偏最小二乘回归法(PLSR)、逐步回归法(SR)和岭回归法(RR)构建了基于不同指标的土壤含水率高光谱反演模型,并对反演结果进行精度验证与比较。结果表明:REF-PLSR模型在所有回归模型中的反演与预测效果均为最优(R_c~2=0.990,R_p~2=0.987),在逐步回归模型和岭回归模型中,LR-SR(R_c~2=0.981,R_p~2=0.971)、LR-RR(R_c~2=0.975,R_p~2=0.979)均为最佳模型。对于其他3种指标,虽然逐步回归法和岭回归法的建模效果较偏最小二乘回归法略有下降,但R_c~2均大于0.9,R_p~2均大于0.8,RPD均大于2.5,RMSE均小于0.03,模型仍具有较好的反演效果;逐步回归法和岭回归法均实现了模型的简化,但岭回归法采用有偏估计从而提高了模型的稳健性,且实现了波段的优选(用于建模的波段数仅为全光谱的0.3%)。粘壤土土壤含水率LR-RR高光谱反演模型的建立为高光谱模型的优化、土壤含水率的快速测定提供了途径。
离心泵水力诱导激振试验研究

离心泵的水力诱导激振影响泵的安全稳定运行。为了揭示离心泵水力诱导激振特性,以一台单叶片离心泵为试验对象,采用两个垂直布置的涡电流位移传感器测量离心泵空转及抽水时叶轮口环的瞬态位移,获得了叶轮口环瞬态位移的时域图、频域图以及口环位移轨迹图。基于霍尔感应器的键相信息,采用华科水力机械综合测试仪获得了离心泵在不同流量工况的水力诱导激振特性。试验结果表明,离心泵空转及抽水时时域图、频域图相似,波形均为周期性重复的畸变正弦曲线,主频均为叶轮转频,口环位移轨迹图均为畸变的椭圆形,但抽水时口环位移幅值有所减小。离心泵的水力诱导口环位移轨迹图在不同流量工况下均为畸变的椭圆形,在210°~300°之间出现一个突变区域,水力诱导激振在小流量工况显著增强,在额定工况及大流量工况水力诱导激振基本不变。
茄子钵苗全自动移栽机构优化设计与试验

为了实现茄子钵苗的全自动机械化移栽,设计了一种全自动茄子钵苗移栽机构,提出了一种以牛顿插值法构建的新型非圆齿轮,建立了茄子钵苗移栽机构运动学模型。通过农艺与农机的结合,以钵盘规格、基质体积比、土钵含水率为试验因素,取苗力与土钵基质损失率为试验指标,进行了三因素三水平的正交试验,试验结果表明,钵盘规格105穴、基质体积比1、土钵含水率70%~80%时,取苗力为2.70 N,土钵基质损失率为2.94%,利于茄子钵苗的全自动机械化移栽。根据移栽机构数学模型结合茄子钵苗农艺要求,开发了牛顿插值齿轮茄子钵苗移栽机构优化设计与分析软件,优化出一组满足茄子钵苗移栽要求的参数。根据优化的参数进行三维建模、虚拟仿真,运用3D打印技术制作物理样机进行了轨迹验证试验,验证了该机构的正确性与可行性,通过取苗试验与栽植试验,证明了该机构的实用性。
基于离散元的微型马铃薯仿真参数标定

为系统全面地研究微型马铃薯种子离散元仿真物性参数,根据其物料特征创建微型薯模型,以此为基础建立微型薯离散元参数获取模型。利用试验测定及仿真模拟相结合的方法对微型薯颗粒离散元参数进行标定和校准,即以先后建立碰撞恢复系数测定模型、微型薯-钢板摩擦因数测定模型、微型薯颗粒间摩擦因数测定模型的方法,在EDEM中建立仿真试验模型并以所标定的相应离散元仿真参数为自变量,以仿真模型所测定的因素为评价指标,通过在仿真模型中改变自变量获取相应的评价指标值,建立曲线拟合方程,将真实试验模型中对各因素所测定的值作为仿真目标值代入拟合方程中得到微型薯离散元仿真参数并进行了仿真试验验证。求得微型薯种子离散元仿真参数:微型薯-钢板碰撞恢复系数为0.523,微型薯颗粒间碰撞恢复系数为0.478,微型薯-钢板静摩擦因数为0.644,微型薯-钢板滚动摩擦因数为0.022 1,微型薯颗粒间静摩擦因数为0.325,微型薯颗粒间滚动摩擦因数为0.030 0。对标定后的微型薯离散元物性参数进行仿真验证试验,结果表明标定后的微型薯仿真颗粒堆积角以及种子分布情况与真实试验条件相吻合,为微型薯相关播种机具设计和优化提供了理论依据。
倾斜抛物线型孔轮式小麦供种装置设计与试验

为解决淮北平原玉米秸秆覆盖地小麦播量较大且难以精量控制以及现有小麦集排供种装置结构较复杂的问题,设计了一种具有倾斜抛物线型孔轮式小麦精量供种装置。阐述了该供种装置结构和工作原理,分析并确定了主要相关参数,建立了型孔截面曲线限制方程,构建了小麦充种过程的力学模型,以型孔锥角、型孔轮转速和供种轮数量为试验因素,以供种速率、供种速率稳定性变异系数和种子破损率为试验指标,进行了供种性能试验研究。试验表明:倾角为40°抛物线型孔的供种稳定性较优,其供种速率稳定性变异系数小于1.8%,种子破损率低于0.2%;在型孔轮数量1~5、工作转速10~100 r/min条件下,小麦供种速率随型孔轮数目和转速增加呈上升趋势,其供种速率范围为30~1 500 g/min,供种速率稳定性变异系数随型孔轮数量增加呈下降趋势、随转速增加呈先降后升趋势,其稳定性变异系数均小于2.0%,种子破损率均不大于0.2%;以安装5个抛物线型孔轮供种机构建立单位面积播种量数学模型进行的主动供种匹配试验得出,模拟机组前进速度不大于9.8 km/h时,可实现较大范围的主动供种,其稳定性变异系数均小于2.0%;田间试验得出直播小麦种植密度为230~270株/m~2,均匀性变异系数为21.97%。倾斜抛物线型孔轮可实现小麦高速供种并简化供种装置结构。
振动供种型孔轮式非圆种子精密排种器设计与试验

为满足非圆种子低播量精密播种的种植要求,基于型孔轮式排种器提出了一种振动定向供种机构,分析了种子振动定向排序的机理,建立了种子在定向供种机构上的运动模型和充填型孔过程的动力学模型,完成了关键结构的参数设计。以V型槽安装倾角、振动方向角、振动频率、电压值(振幅)及排种轮转速为试验因素进行了二次回归旋转正交组合试验,并应用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行多元回归分析和响应曲面分析,得到了因素与合格率间回归模型和因素对指标影响关系,确定了影响合格率的因素重要性次序为振动频率、振幅、振动方向角、安装倾角和排种轮转速。基于回归模型进行了参数优化并进行了试验验证,结果表明:当安装倾角4.02°、振动方向角31.29°、振动频率35.9 Hz、振幅4.03 V、转速5.55 r/min时,合格率为97.64%,漏充率为2.36%,试验中未出现多于3粒/穴的情况。采用二次回归旋转正交组合设计建立回归模型,试验结果与理论分析结论一致,满足了低播量精密播种的农艺要求,表明了振动供种组合型孔轮式排种器实现非圆种子精密排种的可行性。