mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于SVD和DBN的水电机组故障诊断

针对水电机组早期故障信号信噪比低的问题,本文将奇异值分解(SVD)和深度置信网络(DBN)相结合进行故障诊断。首先,利用包含噪声的振动信号构造Hankel矩阵,对其进行奇异值分解,采用奇异值差分谱法选取有效奇异值进行相空间重构,实现降噪的目的;然后,对降噪后的振动信号进奇异值分解,用所得的整个奇异值序列构造特征向量;最后,建立深度置信网络分类器模型,实现水电机组的故障诊断。同时,将所提方法与BP神经网络,多分类支持向量机进行对比。结果表明,本文所提方法能够更加可靠高效地识别故障类型,具有一定的应用价值。
风电并网条件下的梯级水电站长期优化调度

随着新能源的快速发展,大规模风电并网条件下电网需要更多的调节能力,梯级水电站利用其灵活的调节能力可以与大规模风电联合运行。本文研究了风电的日内反调峰特性对梯级水电站发电的影响,并得到梯级水电站的日发电量上下限。然后,通过这个日发电量约束搭建梯级水电站长期调度与短期调度的桥梁,以达到在长期优化调度中考虑风电的短期反调峰特性的目的。以我国西南地区澜沧江下游2座梯级水电站与周边风电为实例进行研究,结果表明,与风电站联合调度后,梯级水电站的长期调度方式需要改变,尤其是汛前枯期的库水位决策与汛后蓄水决策。所提出模型为破解大规模风电并网问题提供新的技术途径。
边坡滑动面构造的基函数

采用初等函数构造边坡的滑动面,可以大大减少滑动面的自由度,也有利于保证滑动面的光滑性质。在现有滑动面构造方法的基础上,本文进一步提出了用不同的基函数构造滑动面的一般性方法,使得滑动面的构造方式能够在统一的框架中进行,把一个几何问题转变为代数方法中基函数的参数选择问题。针对相关参数的约束条件,也给出了约束问题的处理方法。针对典型算例,采用5种基函数构造滑动面,用Morgenstern-Price方法计算其安全系数和失稳加速度。算例计算表明所推荐的基函数都能够满足要求,而且能够生成出传统方法所难以发现的滑动面。
基于统计实验的水文序列一致性测度比较分析

目前检验水文时间序列是否为一致性的方法较多,但缺乏对其精度的系统比较。本文基于概率论提出两类错误率的标准,通过蒙特卡洛法设计统计实验,对Hurst测度、Bartels测度、Runs测度、Ljung-Box Q(LBQ)测度和Spearman测度进行对比分析。结果表明:五种测度的精度受模拟序列的变异类型和变异程度的影响较大,但与纯随机成分的均值、变差系数和偏态系数无明显关系,Bartels测度、Runs测度和LBQ测度的精度最优, Spearman测度次之,Hurst测度最差。实例显示五种测度对变异序列误判的概率很大,而对扣除变异成分后的剩余序列的检验非常准确。因此,建议先进行变异检验,去除变异成分后再进行一致性检验,可得到可靠的结果。
基于限制因子改良与耕地质量潜力耦合的耕地整治分区

科学划定耕地整治重点区对于实现区域土地资源可持续利用具有重要意义。该研究以内蒙古河套-土默川平原为研究区,从农用地可改良限制因子角度出发,采取自然等提升潜力指数模型和局部空间自相关模型划分耕地质量提升潜力区,在耦合限制因子改良程度分级的基础上,确定耕地整治分区。研究结果:1)研究区耕地质量提升主要受限于土壤有机质含量和盐渍化程度,耕地整治难度整体呈现两边高中间低的趋势。2)研究区自然等提升潜力指数呈现西高东低的分布趋势,且耕地质量提升潜力空间差异明显,潜力提升呈现“低-低”聚集特征的耕地多分布在东部,呈现“高-高”聚集特征以及无聚集特征的耕地多分布在西部。3)研究区耕地共划分为4种整治类型,其中重点整治型耕地为0.84万hm~2,是实施耕地整治的重点区域;选择整治型耕地为22.22万hm~2,应选择其质量提升潜力相对较高且集中连片的地块进行整治;保护整治型耕地为54.98万hm~2,应当被划入到基本农田保护区内;不宜整治型耕地为26.46万hm~2,应当进行有选择地退出还林还草。该研究提出的研究方法可为细化限制因子在耕地整治分区中的应用提供参考,同时研究成果对半干旱区耕地整治具有现实指导意义。
中国玉米秸秆草谷比及其资源时空分布特征

针对玉米秸秆资源量及时空区域分布不清等问题,该研究分析9个典型省的玉米秸秆草谷比差异性,并基于草谷比实测值,评价近10a中国玉米秸秆资源量的时空变化情况,预测玉米秸秆的资源潜力。研究结果表明,玉米秸秆草谷比实测值为(0.84±0.23),不同地区、不同品种草谷比差异显著,随着年份变化,玉米品种和种植方式在不断变化,草谷比逐年变小,从2009年1.2减小到2018年的0.84,估算2018年全国玉米秸秆理论资源量为2.16×10~8 t,比2009年仅增加3.9%。玉米秸秆东北和华北地区资源量最高,占50%以上,与2009年相比,东北、华北、西北地区资源量有所增加,华东、华中、西南、华南略有下降;单位面积玉米秸秆可收集资源量4.51 t/hm~2,比2009年增加23%,东北地区最高,其次华北、华东和西北地区,然后是华中和西南地区,华南地区最低。预测2025年玉米秸秆的理论资源量为(2.53±0.58)×10~8 t,可收集资源量为(1.86±0.51)×10~8 t。研究为全国各个地区的秸秆合理规划利用提供基本参考数据。
灌淤冻土复合衬砌渠道保温防冻胀效果分析

为解决河套灌区渠道混凝土衬砌冻胀破坏问题,该研究提出由聚氨酯和聚苯乙烯2种材料组成的复合衬砌结构,建立渠道基土水热力耦合数值模型,通过现场试验和数值模拟方法分析不同衬砌结构下基土地温、含水率、冻胀量及等效应力变化。结果表明:与无保温衬砌结构相比,阴坡聚苯乙烯复合衬砌结构和聚氨酯复合衬砌结构下基土最低地温分别提高67.1%和64.7%,最大迁移含水率分别减少8%和9%,最大冻胀量分别减少80%和81%,基土内等效应力明显减小。这2种复合衬砌结构具有保温效果好、冻胀变形小等优点,可作为寒区渠道保温防冻胀衬砌结构的选择。同时数值模型计算结果与试验值基本吻合,说明此数值模型可合理地描述渠道基土冻结过程中地温和冻胀量变化。研究可为寒区渠道防冻胀衬砌结构设计提供理论依据和参考。
基于高光谱技术的菌落图像分割与计数

在平板菌落计数过程中,菌落与背景区域类似的颜色会干扰菌落的准确计数。为了准确测定细菌数,该研究利用高光谱图像技术捕捉成分差异引起的菌落与背景区域光谱特征,并结合化学计量学方法对平板的菌落进行分割并实现计数。采集枯草芽孢杆菌菌落平板的高光谱图像,提取菌落、背景区域的高光谱信息;利用遗传算法结合最小二乘支持向量机建立菌落区域/背景区域判别模型;随后,将菌落平板高光谱图像中每一个像素点对应的光谱信息代入判别模型以判断属于菌落的区域,模型的识别率为97.22%;最后,利用特征波段下的高光谱图像实现菌落的分割及计数,计数平均相对误差值为4.2 %,用时约为10 min。相比较于计算机视觉计数法,菌落计数法的平均相对误差降低了49.4%,结果表明建立的方法有望成为一类新的准确平板菌落计数方法。
核桃分级破壳取仁及壳仁分离关键技术与装置研究进展

中国是世界核桃种植面积和产量第一大国,高营养和经济附加值的核桃精深加工产品需求量日益增加,因而核桃具有广阔的综合开发利用前景。核桃分级、破壳取仁和壳仁分离是初加工流程中最为关键的3个环节,而且是核桃精深加工必备的前道工序。然而传统的手工作业方式及功能简单的核桃初加工装置无法满足食品工业对核桃高品质及批量化要求,严重制约核桃产业的发展。因此,加大核桃初加工关键技术及装置的研发力度势在必行。对于核桃分级,以尺寸特征为基础,锥辊式、栅条式、筛网式、视觉成像式是分级装置的4种原理。基于分级原理,分类总结分级装置现状及其应用特点;不同类型装置的多因素性能试验可得到各自优化参数组合。对于重点环节破壳取仁,核桃相应物理特性是破壳装置设计的重要依据,如球度、壳厚、含水率等直接影响核桃壳、仁的机械性能,分类总结表征不同物理特性的参数值范围。基于物理特性,挤压式、碰撞式、气爆式是核桃破壳的3种主要原理,分类总结核心破壳机构特征及其应用,并重点介绍了3种创新型破壳装置与工作原理。多因素性能试验可优化各类型装置主要影响因素的参数组合。对于壳仁分离,风选式是目前相关装置的主要应用原理,核桃混合壳仁形态特征及物理参数是设置风速和风向的主要依据;在风选式壳仁分离机理的基础上,分类总结多种壳仁分离装置及各自多因素性能试验下的优化参数组合。该研究通过对核桃初加工3个关键环节各自对应的核桃物理特性、工作机理、装置及其性能优化试验进行系统性总结和综述,期望加深对核桃初加工过程的理解,为提升核桃加工水平提供理论依据与技术支持。
规模化猪场妊娠母猪舍改进湿帘降温系统的环境特性

为研究湿帘与地道结合的改进湿帘降温系统对妊娠母猪舍的环境特性,该研究采取现场测试的方法,选取河南地区某规模化母猪场妊娠舍为试验猪舍,对该猪舍夏季和冬季舍内热环境和空气质量环境进行测试和分析,结果表明:1)改进湿帘降温系统夏季对新风的平均降温功率增加了-84.4 kW,提高了25%的降温效果;冬季对新风的平均加热功率增加了121.6 kW且舍内无需供暖,87%以上的节能效果发生在地下风道前半程。2)试验猪舍舍内温湿度、风速分布均匀,且舍内温度波动低于3.7 ℃;综合猪舍母猪体感有效温度和呼吸频率等应激程度指标,母猪冬季处于舒适状态,夏季有轻度热应激状态现象。3)夏季和冬季舍内氨气(NH_3)、二氧化碳(CO_2)、和粉尘(PM_(2.5)和PM_(10))的质量浓度分布均匀,且均小于国家标准规定的妊娠舍空气污染物浓度极限水平。综上所述,改进湿帘降温系统不仅降低妊娠母猪舍热环境调控的能耗并维持舍内空气质量环境良好,对建立环境友好型规模化母猪场具有积极意义。
基于GRACE重力卫星数据的珠江流域干旱监测

为探究重力恢复和气候试验任务(Gravity Recovery and Climate Experiment mission,GRACE)卫星数据在干旱研究中的应用潜力,该研究采用基于GRACE重力卫星数据的无量纲的标准化水储量赤字干旱指数(Water Storage Deficit Index,WSDI)对珠江流域2002—2017年进行干旱监测,通过将其和常用干旱指数与实际干旱质心轨迹进行对比,评估其在珠江流域的干旱监测效用。研究结果表明:1)2002—2017年期间,WSDI监测到的旱情与实际发生的旱情基本一致, GRACE重力卫星数据能捕捉到干旱事件的发生、发展和消亡以及其干旱特征;2)WSDI的时间变化及其对气候异常的响应与常用干旱指数吻合良好,具有有着较强的相关性,且能反映研究区长期的综合水分变化。除了SPI-3与SPEI-3外,其他常用干旱指数与WSDI的相关系数都在0.665以上,其中scPDSI相关指数最高,为0.803;3)WSDI与常用干旱指数在空间上描述的干旱事件的干旱质心轨迹基本一致,都能大致反映出了大范围干旱事件的干旱质心从东往西移动的现象。WSDI能从时间和空间上刻画出研究区水文干旱的演变规律,适用于大尺度水文干旱的监测与评估,具有明显的优势和应用潜力。
基于探地雷达和电容法的作物根系原位无损测量技术研究进展

改善根系结构提高作物的抗逆特性是保障粮食安全的有效途径。但传统破坏性取样根系测量方法费时费力,且破坏了根系的原位状态。为满足栽培和育种对根系信息的需求,亟需发展原位无损的根系测量方法。因此,该研究综述了相关技术的研究现状,以目前能够在田间应用的作物根系原位无损测量技术-探地雷达和电容法为例,系统分析总结了两者技术原理、当前应用情况、存在的关键问题以及未来研究方向等,研究认为,提高探地雷达测量作物根系的精度和证实电容法测量根系的可行性是未来研究主要的着力点。
中国果园植保机械化技术与装备研究进展

果园植保是果园管理关键环节,其机械化发展水平直接影响水果种植的经济效益。为明确中国果园植保机械化技术与装备未来发展方向,该研究首先介绍了中国果园的主要种植方式、植保机械化发展水平及发展制约的因素,然后重点阐述了管道喷雾、风力辅助喷雾、静电喷雾、循环喷雾、变量喷雾和航空施药等植保机械化关键技术与装备的研究进展,概括分析了上述植保装备的农药利用率情况,最后结合中国果园种植特点提出了推广标准化果园种植方式、发展立体植保施药技术、推广专业化机械植保服务模式和研发智能植保机器人4个方面的建议,以期为中国果园植保机械化发展提供参考。
HJ-1A高光谱影像的表层土壤游离氧化铁含量反演

实时监测土壤游离氧化铁含量对于获取区域土壤理化特征数据、监测区域土壤环境具有重要意义。该研究基于HJ-1A高光谱遥感影像,结合研究区土壤采样的游离氧化铁含量化验数据,分析遥感影像的反射率与土壤游离氧化铁含量的相关性,建立土壤游离氧化铁含量的多元线性反演模型,反演研究区表层土壤游离氧化铁含量。研究结果表明,HJ-1A高光谱遥感影像的反射率与研究区土壤游离氧化铁含量呈负相关性,且在第104波段达到峰值,相关系数为-0.455;利用反射率指数变换建立多元一次回归模型,模型的决定系数为0.837,均方根误差为1.59 g/kg;土壤中有机质对游离氧化铁含量反演精度影响的检验结果显示,研究区土壤的有机质对游离氧化铁含量的反演精度无显著影响。该研究为土壤游离氧化铁的光谱分析提供借鉴,为区域土壤生态环境监测提供数据支持。
2000—2019年新疆植被覆盖度时空格局及重心变化分析

植被对生态环境稳定有着极其重要的意义,研究植被覆盖变化及驱动机制,可为区域生态保护工作提供参考。该研究利用2000—2019年MODIS/EVI数据,基于像元二分法获取植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC),运用线性回归分析揭示了FVC变化规律,进一步利用重心模型分析了植被、气温和降水的空间变化过程。结果表明:1) 2000—2019年新疆平均FVC值为0.255,空间分布差异明显,以极低覆盖度为主,极高覆盖度区域主要分布在西北部、北部以及南疆的绿洲地区。2)新疆FVC呈上升趋势,变化平稳。东疆波动较大,2015年FVC高于平均值近20%,其他地区FVC在平均值5%上下波动;全疆植被减少趋势区域占总面积的53.04%,极显著恶化区域占总面积的4.73%。3)从重心迁移分析,气温是新疆FVC空间变化的主要驱动因素,在经度方向上呈正相关(相关系数为0.734);伊犁河谷地区植被重心和降水重心在经度方向上呈负相关(相关系数为-0.492)。新疆植被覆盖度低且分布不均匀,具有显著性变化(P<0.05)的像元主要分布在人类活动区域,好转区域面积大于恶化区域,生态恢复工作效果明显,在恶化区域应当继续加强植被保护工作。
深松深度对南疆滴灌棉田水分利用效率与产量的影响

为探明深松对南疆滴灌棉田耗水特性、水分利用效率及产量的影响。在新疆阿瓦提县棉花科研示范基地开展田间深松试验,设置3个深松深度(TD1,30 cm;TD2,40 cm;TD3,50 cm),以不深松为对照(CK),比对分析不同处理土壤容重、棉田耗水特征、干物质积累量、产量及水分利用效率的变化。结果表明,深松处理均能降低土壤容重,提高快速生长期深层水分的利用吸收,增加棉田土壤水分消耗量和蒸散量;与CK处理相比,TD1、TD2和TD3处理0~ 60 cm平均土壤容重降低1.0%、1.9%和3.3%,花铃期0~80 cm土层平均土壤质量含水率减小5.3%、11.6%和11.3%,全生育期土壤水分消耗量显著增加31.4、30.0和47.4 mm,总蒸散量则显著增大6.7%、6.3%和10.0%。深松处理对棉花干物质积累量、产量及水分利用效率具有显著促进效应,但并不随深松深度的增加呈逐渐增大趋势,当深松深度为TD2时更有利于获得最大干物质积累量、最高产量和最大水分利用效率;吐絮期TD1、TD2和TD3处理干物质积累量分别较CK增加11.6%、22.5%和20.8%,产量显著增加7.0%、15.5%和13.0%,TD2处理水分利用效率较CK和TD3提高8.9%和6.3%。可见,深松40 cm既能优化土壤耕层结构,又能协同棉花产量及水分生产力的最大化,是南疆绿洲滴灌棉田适宜的深松深度,在南疆旱作棉田合理耕层构建中具有一定的推广应用价值。
气候变化和人类活动对天山北坡净初级生产力变化的影响

天山北坡是中国农牧业发展基地,也是“一带一路”开发重点区域。气候变化和人类活动是影响天山北坡净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)的2个重要因素,定量评估气候变化和人类活动对天山北坡草场可持续性利用具有重要意义。该研究采用MODIS C6遥感数据、气象数据和野外实测数据,分析2004—2015年气候变化和人类活动对天山北坡NPP变化的影响。结果表明:2004—2015年天山北坡实际净初级生产力(Actual Net Primary Productivity, NPP_A)介于128.67~170.49 g/(m~2·a)之间,总体呈现增加趋势;西部区域NPP_A年均值最高,天山北坡NPP_A的主要供给区是中西部区域。天山北坡不同区域年均温度及降水量呈现明显差异,降水对NPP_A的影响大于温度。同时,人类活动对NPP的影响(Human Activities on Net Primary Productivity, NPP_H),总体上由负作用逐渐向正作用转变,正作用增强区域主要分布在奇台县、木垒县和天山北坡东部部分地区,负作用逐渐增强区域主要分布在奎屯市及乌苏市部分地区。
切段式甘蔗收割机排杂风机结构优化与试验

针对目前机械化收获甘蔗含杂率和损失率高的问题,该研究对广西农业机械研究院有限公司的4GZQ-180切段式甘蔗收割机风机的内部流场进行了仿真分析并进行了结构优化。该研究表明,原风机叶片和出流室内壁的形状突变、液压马达安装部位凹陷以及主轴阻挡气流均会导致风机内部发生漩涡流动并引起能量损失。优化后的风机叶片前缘和尾缘平滑过渡,提升了叶片性能,优化后的出流室呈圆筒状,主轴轴线与气流主流方向一致,降低了能量损耗,叶轮安装位置远离蔗段,使蔗段不易与叶轮发生碰撞。流量和功率测定结果表明,仿真结果具有较高的准确性。含杂率测定结果表明,优化后的风机在高转速(1 650 r/min)、低行驶速度(1 km/h)时的含杂率与原风机相当,当行驶速度升高至3 km/h后,中(1 350 r/min)、低(1 050 r/min)转速时优化后风机的含杂率明显低于原风机,分别降低了13.91%和20.42%;损失率测定结果表明,优化后风机在低转速时的损失率与原风机最多相差6.48%,当喂入量为1 kg/s时,中、高转速下损失率分别降低了14.77%和28.08%。
东北黑土区不同土地利用方式下农田土壤微生物多样性

为探究黑龙江省黑土区不同土地利用方式下土壤微生物多样性,该研究主要采用Biolog Eco微平板法,以荒地为对照,研究了黑龙江省中部和西南部黑土区玉米、水稻、大豆及土豆4种不同土地利用方式下土壤微生物多样性的变化。结果表明:1)可培养细菌的数量从大到小依次为土豆、水稻、大豆、玉米、荒地,但群落Shannon-Wiener多样性指数从高到低依次为:荒地(2.18)、玉米(2.11)、土豆(2.00)、水稻(1.73)、大豆(1.49);2)不同利用方式下黑土区微生物碳源利用程度大致随培养时间的延长而升高,并且氨基酸、糖类以及聚合物类是黑土微生物代谢的最主要碳源;玉米地土壤微生物的Shannon-Wiener指数(3.18)、McIntosh指数(5.96)、丰富度指数(24.89)、及Simpson指数(0.95)比其他土地利用方式土壤微生物的多样性指数高,而水稻田土壤微生物的多样性指数最低,土豆、大豆与荒地土壤微生物的多样性指数间无显著差别;3)不同土地利用方式显著影响了土壤微生物群落碳源代谢多样性,并且对土壤微生物群落代谢特征起分异作用的主要碳源类型为糖类、氨基酸类和羧酸类,其中糖类尤为突出。该研究将有助于了解黑土区土壤微生物多样性与土地利用方式之间的关系,为黑土区农业的可持续发展提供一定的科学依据。
论乡村多功能演化与乡村聚落转型

乡村多功能理论是对乡村价值进行再认知的新范式,是探索乡村多元化发展路径的新视角。乡村聚落是承载乡村多功能的空间载体,为乡村多功能提供基础支撑作用。该研究基于乡村多功能与乡村聚落的基本理论认知,系统梳理中国乡村多功能演化与乡村聚落转型的基本态势,探讨乡村多功能演化与乡村聚落转型的相互作用机理。乡村多功能演化是乡村生产、生活和生态功能不断分化与重新整合的过程,在城镇化、工业化、市场化等力量的共同驱动下,乡村地域经历了弱功能低水平-功能分化发展-功能冲突-多功能高水平协同发展等4个阶段。乡村聚落转型呈现五大基本趋势,即聚落总体规模缩减、聚落布局的集聚与收缩、聚落体系的层次化与网络化、聚落文化的传承与创新、聚落景观多元化与功能复合化等。乡村多功能演化与乡村聚落转型是双向耦合的2个过程,共同驱动乡村地域系统转型发展。
油菜气力盘式精量排种器槽齿辅助充种性能分析与试验

针对油菜气力盘式精量排种器高速排种过程中存在漏播严重和工作负压需求大的问题,该研究提出了一种槽齿定向扰动辅助充种种盘,采用质点动力学分析、EDEM软件、高速摄像技术和正交试验相结合的方法,对不同槽齿型式和槽齿厚度的种群流动性与辅助充种性能进行了研究。使用EDEM软件模拟分析了不同槽齿型式和槽齿厚度对种群流动性的影响,以种群平均动能和种群平均动能总和为量化指标,得出齿厚0.5~1.5 mm的直线型槽齿具有较好的辅助充种作用,有助于改善种子流动性和抑制种群拖带。选用华油杂62为试验材料,进行了槽齿型式优选试验,并以优选出的槽齿型式为对象开展了槽齿厚度、种盘转速和工作负压对充种性能影响的试验研究。结果表明:在工作负压不小于1 500 Pa条件下,作业速度小于6.0 km/h时,3种槽齿型式种盘的充种性能差异较小,当作业速度为6.0~9.5 km/h时,直线型槽齿辅助充种性能优于圆弧型槽齿和无槽齿的平面盘;三因素四水平正交试验优选出槽齿厚度为1.0 mm时充种性能最优,并明确了槽齿厚度、工作负压和作业速度对充种性能的影响规律;在槽齿厚度为1.0 mm、工作负压1 500~2 500 Pa、作业速度2.6~9.5 km/h条件下,种子吸附合格率不低于96%,漏吸率不大于4%。研究结果可为油菜气力盘式高速精量排种器结构优化设计提供参考。
菌酶协同处理改善玉米秸秆堆肥品质

为明确纤维素降解菌剂、纤维素降解酶制剂、菌酶配施对秸秆堆肥效果的影响,该研究以玉米秸秆为堆肥材料,采用室内控温堆肥发酵法,研究了单独添加纤维素降解菌剂(体积分数15%)、酶制剂(质量分数0.8%)和菌酶协同处理(体积分数15%菌剂+质量分数0.8%酶制剂)时,玉米秸秆堆肥温度、pH值、碳损失、氮损失、养分含量和腐熟度的变化规律,以不添加菌、酶的堆肥为对照。结果表明:单独加菌、加酶处理较对照提前2 d进入高温期,菌酶协同处理较对照提前3 d进入高温期,且菌酶协同处理最高温较其他处理高0.7~1.9℃。在堆肥进程中,各处理的pH值均呈先增加后降低的趋势。与对照相比,加菌、加酶、菌酶协同处理的CO_2、NH_3累积释放量具有降低的趋势,且菌酶协同处理的CO_2、NH_3累积释放量最低;加菌、加酶、菌酶协同处理的碳损失为18.92%~23.91%,较对照降低了37.24%~50.34%;氮损失为15.51%~19.25%,较对照降低了54.19%~63.09%,其中菌酶协同处理物料的碳、氮损失最低。堆肥结束时,加菌、加酶、菌酶协同处理的物料全磷、全钾、速效磷、有效钾质量分数分别较对照增加34.48%~62.93%、71.43%~117.14%、10.76%~15.65%、17.10%~23.23%,其中菌酶协同处理的物料养分转化效果较好。与对照相比,加菌、加酶、菌酶协同处理分别较对照提前10、16、18 d达到腐熟标准。综合判断,菌酶协同处理有利于降低玉米秸秆堆肥的碳、氮损失,促进物料养分转化,缩短堆肥腐熟时间,为较佳处理。研究结果可为秸秆堆肥的菌酶协同处理技术提供理论依据。
不同热解温度生物质炭对羊粪堆肥过程氮素损失的减控效果

为探讨高温堆肥中氮素损失的有效控制技术,以2种不同热解温度制备的稻壳生物质炭为堆肥添加剂,与羊粪、食用菌渣混合,进行了43 d的堆肥试验。设置了3个处理,羊粪与食用菌渣质量比9:1混合体作为预备物料,在预备物料上分别添加450、650 ℃热解的生物质炭(占预备物料质量百分比15%)为B1、B2处理,在预备物料上添加未热解的稻壳(与生物质炭等体积)为CK处理。监测了堆肥体的温度、NH_3挥发、N_2O排放、pH值等参数变化动态,分析了不同热解温度生物质炭在堆肥中的保氮效果。结果表明,与对照组相比B1、B2处理促进了堆肥初期的温度快速上升,堆肥体初次升温至55 ℃所需时间分别较CK缩短了2、6 d,B2处理的促升温、增温效应优于B1处理;堆肥43 d后,CK、B1与B2处理的NH_3挥发累积量分别为378.12、117.22、94.16 mg/kg,N_2O排放累积量分别为13.9、26.3、23.6 mg/kg,氮素损失率分别为47.8%、34.1%,30.5%;与对照组相比B1、B2处理增加了堆肥体N_2O排放,降低了堆肥体NH_3挥发,整个堆肥过程中N_2O排放累积量远小于NH_3挥发累积量,添加生物质炭对堆肥过程氮素损失表现为正向的减控作用,B1、B2处理的氮素损失率分别较CK处理降低了28.66%、36.19%,B1、B2处理之间差异不显著(P>0.05)。综合堆温快速上升、氮素损失控制等指标,B2处理对羊粪堆肥过程保氮效果优于B1处理;堆肥工程中应用生物质炭减控氮素损失及提高堆肥质量,优选热解温度650 ℃制备的生物质炭。
南方红壤丘陵区侵蚀沟道内土壤团聚体及有机碳特征

为了更好地揭示特殊地形下水蚀过程对土壤结构和有机碳含量分配的影响,选取典型南方红壤丘陵区-青原山小流域为研究区,采用核素~(137)Cs示踪技术研究小流域侵蚀沟道内水土流失现状,分析了沟道侵蚀对土壤团聚体稳定性及有机碳含量的影响。结果表明:侵蚀沟道的坡顶处~(137)Cs含量最高,且高于背景值,属于沉积区,而坡上、坡脚属于中度侵蚀,坡中属于轻度侵蚀;侵蚀沟道顺坡而下侵蚀过程依次表现为绝对沉积、绝对侵蚀、相对沉积和绝对侵蚀,其中植被和地形因子是主导因素;沉积区相比于侵蚀区平均质量直径(Mean Weight Diameter,MWD)和大团聚体含量(粒径≥0.25 mm)更高,侵蚀区中相对沉积的坡中有着更稳定的土壤团粒结构;沉积区各个粒径的土壤团聚体有机碳含量均高于侵蚀区,侵蚀区的土壤团聚体有机碳更趋向于均匀分配,土壤理化性质的空间差异也会影响土壤团聚体有机碳含量。侵蚀沟道中土壤侵蚀模式与传统坡面并不一致,土壤结构及相关碳组分主要受地形和植被支配下的土壤侵蚀程度影响。
黄河三角洲不同地表覆被类型和微地貌的土壤盐分空间分布

掌握不同地表覆被类型和微地貌特征下的不同深度土壤盐分空间分布规律,对土壤盐渍化防治具有重要意义。该研究以黄河三角洲入海口为研究区,在分析不同深度土壤全盐量、盐基离子(Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、SO_4~(2-)、HCO_3~-、Cl~-)空间变异特征的基础上,通过单因素方差分析不同地表覆被类型和微地貌特征下该区土壤盐分的差异,并通过地理探测器分析地表覆被类型、微地貌对土壤盐分的交互影响。结果表明:1)表层土壤Mg~(2+)变异系数达到1.010 8,为强变异性,其余盐基离子均为中等变异性,且均有强烈的空间相关性,全盐量与盐基离子均呈现沿海向内陆降低的趋势,约有42.57%的地区为轻度盐化土;2)不同地表覆被类型间土壤全盐量与Na~+、Cl~-具有显著差异;3)不同微地貌类型间Na~+、Cl~-具有显著差异;不同海拔的深层土壤Na~+具有显著差异;4)海拔对土壤全盐量与Na~+的解释力最强,地表覆被类型对土壤Cl~-的解释力最强;5)坡向和海拔对土壤盐分的交互作用最强烈,地理探测器q值在0.545~0.708之间,其次是地表覆被类型与坡向,q值在0.521~0.613之间。氯化钠主导该区域土壤盐分空间变异,不同地表覆被类型和微地貌特征下均呈显著差异,表层土壤盐分明显高于深层,坡向与海拔之间的交互作用能够较好地解释该地区土壤盐分空间分布。
施磷水平和接种AMF与解磷细菌对苜蓿产量及磷素利用效率的影响

为探讨不同施磷水平下接种丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizae Fungi,AMF)与解磷细菌对苜蓿干物质产量及其磷素利用效率的影响,筛选出苜蓿最佳的施肥模式,为紫花苜蓿高效生产及高效复合型菌肥的研制提供理论依据。该研究试验采用双因素随机区组设计,AMF选用摩西管柄囊霉,解磷细菌选用巨大芽孢杆菌,设置4个施菌水平:分别为接种摩西管柄囊霉(Fm,J_1)、巨大芽孢杆菌(Bm,J_2)、混合菌种(Fm×Bm,J_3)和未接菌处理对照组(J_0)。施磷(P_2O_5)设置4个水平P0~P3分别为:0、50、100和150 mg/kg,菌磷互作共16个处理。结果表明:1)相同施菌条件下,苜蓿各茬次干物质产量、总干物质产量和植株磷含量均随施磷量的增加呈先增加后降低的趋势。除J_2条件下,J_2P_1处理下的苜蓿总干物质产量达到最大值外,其他施菌条件下,苜蓿的总干物质产量均在P_2处理达到最大,且施磷处理显著大于未施磷处理(P<0.05)。苜蓿的磷肥偏生产力及磷肥农学效率均随施磷量的增加呈逐渐降低的趋势,而土壤全磷含量和速效磷含量均随着施磷量的增多呈增加的趋势。2)相同施磷处理下,单接种菌处理和混合接种处理下苜蓿的干物质产量、植株磷含量、磷素利用效率、土壤全磷以及速效磷含量均显著大于不接菌处理(P<0.05),其中总干物质产量、土壤全磷和速效磷含量均在J_3处理达到最大值。根际土壤速效磷含量与干物质产量拟合的相关系数最大,拟合效果最好。土壤全磷、速效磷含量均与总干物质产量呈显著正相关。因此,当施磷量为100 mg/kg,混合接种AMF与解磷细菌能够显著增加苜蓿土壤磷素有效性,提高磷素利用效率,进而增加苜蓿的干物质产量。
水肥耦合对加气滴灌加工番茄产量及品质的影响

为探求北疆地区水肥耦合对加气灌溉加工番茄产量、品质及水肥利用效率的影响,该研究设置2个灌溉水平分别为4 950和4 050 m~3/hm~2、4个施氮梯度分别为280、250、220和190 kg/hm~2以及2个加气水平分别为掺气比例15%和0进行完全组合设计。结果表明,加气灌溉使加工番茄产量显著提高2.32%~10.02%,灌溉水分利用效率与氮肥偏生产力分别提高6.12%和6.19%。加气提高了加工番茄可溶性糖、有机酸、维生素C、可溶性固形物含量,基于主成分分析对各品质指标进行综合评价,得出最优处理为灌水4 050 m~3/hm~2,施氮250 kg/hm~2。研究可为提高新疆加工番茄水肥利用率提供理论依据。
油菜集排器供种装置侧向倾斜排种性能试验与分析

针对油菜机械化播种中地表不平引起集排器供种装置倾斜,导致排种稳定性不足的问题,该研究以油菜集排器供种装置为对象,构建排种过程中侧向倾斜时种子与供种装置型孔间的力学模型,应用EDEM仿真开展供种装置侧向倾斜角度和供种装置转速对排种过程中型孔中的种子种量及种子运移轨迹影响的双因素试验。仿真结果表明:在0°~5°范围内,沿播种机作业方向侧向倾斜角度逐渐增大时,充种、携种过程中倾斜一侧型孔中的种子数量相对无倾斜状态时的平均增加量在0~36.55%内逐渐增加,另一侧型孔中的种子数量相对无倾斜状态时的平均减少量在0~26.68%内逐渐增加。利用智能种植机械测试平台开展供种装置转速为20~40 r/min时不同侧向倾斜和摆动对供种装置排种性能影响的试验。结果表明:投种口Ⅰ、投种口Ⅱ排种量与仿真试验中投种口Ⅰ、投种口Ⅱ排种量比值的平均误差为3.86%;随侧向倾斜、侧向摆动、侧向往复摆动角度的增加,总排种速率相对无倾斜状态时的增加量在0~9.02%内逐渐增大;通过提高供种装置转速,可减少侧向倾斜和摆动对排种性能的影响。研究结果可为供种装置的结构改进和性能提升提供参考。
缓释肥侧位深施及用量对油菜产量和肥料利用率的影响

为明确红壤稻田直播油菜缓释肥(N-P_2O_5-K_2O:25-7-8)侧位深施效果及适宜用量,该研究连续2 a在两熟制和三熟制2种种植模式下开展缓释肥侧位深施效果对比试验(设置不施肥、土表撒施和侧位深施3个施肥方式)和施用量试验(设置0、300、450、600、750和900 kg/hm~2共6个施肥水平),研究缓释肥侧位深施及不同用量对油菜产量形成和肥料利用率的影响。结果表明,施肥方式对红壤稻田油菜产量形成和肥料利用率均有显著影响(P<0.05),且对两熟制油菜影响更为显著。相比传统土表撒施,侧位深施显著促进了油菜产量和肥料利用率的提高(P<0.05)。缓释肥侧位深施明显提高了各时期油菜干物质量,尤其是显著增加了初花期至成熟期的干物质积累量(P<0.05),促进了花后根部与地上部干物质同步增长;促进了根系对N、P、K的吸收,提高了油菜产量和肥料利用率。菜籽产量与缓释肥用量呈线性加平台关系,适宜施肥量可保证较大的收获密度,并协同产生较多的每株角果数和每角粒数,从而提高籽粒产量、肥料利用率和经济效益。两熟制和三熟制油菜缓释肥侧位深施的适宜用量分别为715.39和586.39 kg/hm~2,产量潜力可分别达2 438.94和1 708.22 kg/hm~2。研究表明,侧位深施适量缓释肥可显著提高红壤稻田直播油菜生产力,建议结合机械化种植因地制宜推广应用。
Molecular beam epitaxial growth of InAs quantum dots on GaAs for high characteristics temperature lasers

GaAs-based 1.3 µm InAs quantum dot laser have been grown by MBE system. Under the optimized InAs quantum dots growth temperature of 520 ℃,and the methods of Be-doping in the active region are adopted for better device performance. With a ridge width of 100 µm and cavity length of 2 mm, the maximum output power of single facet without coating has reached up to 1008 mW under continuous wave (CW) operation at room temperature, and the threshold current density is 110 A/cm~2. The QD lasers can still operate at continuous waves (CW) up to 80 ℃, and the characteristic temperature below 50 ℃ is as high as 405 K.
基于梯形模糊数和C-OWA算子的地铁盾构施工风险评估方法

城市地铁盾构隧道施工过程十分复杂,涉及诸多潜在风险,施工控制不当将严重威胁公共安全。为有效管控地铁盾构隧道施工风险,提出了一种基于梯形模糊数和C-OWA算子赋权法的风险评估方法,将专家评价信息用梯形模糊数表示,运用模糊数运算规则计算各潜在风险因素的风险水平,运用C-OWA算子赋权法计算所得各风险指标权重,从评价体系底层因素向上逐层运算,确定各级风险指标的风险水平,依据风险矩阵进行风险等级划分。以深圳地铁12号线某盾构隧道区间为例,应用所提出的方法对风险进行评估,获取了需实施风险防范措施的潜在风险因素。实例计算表明,该方法合理可靠,处理定义模糊和涉及主观性的复杂问题相对于传统风险评估手段更具优势。
含水合物泥质粉细砂三轴试验及本构模型

为了得到不同有效围压和水合物饱和度对含水合物沉积物强度和刚度的影响规律,并得出相应数学表达式,以南海北部沉积物土样级配作为参考,配制人工泥质粉细砂,利用自主研发的含水合物沉积物三轴试验机,制备不同饱和度的含CO_2水合物沉积物,在1,2,4 MPa有效围压下等向固结并进行三轴剪切试验。由于围压能自动根据气压的变化而变化,所以在水合物生成过程中有气体消耗但有效围压保持不变。试验结果表明:初始弹性模量随水合物饱和度的增加而增加,与有效围压无关;初始泊松比随着有效围压增加而减小,而随水合物饱和度的增加而增加;黏聚力随水合物饱和度的增加而增加,而内摩擦角与水合物饱和度无关。在邓肯-张模型的基础上,引入参数水合物饱和度,建立了含水合物沉积物的非线性弹性本构模型。最后,用试验数据对模型进行了验证,其结果符合较好。
猪肚菇多糖结构表征及其抑制乳腺肿瘤增殖转移的机制研究

目的分析分离纯化的猪肚菇多糖(panus giganteus polysaccharide,PGP)组成及其结构表征,探究PGP对乳腺肿瘤的作用机制。方法采用HPLC分析PGP的纯度和相对分子质量;红外光谱检测糖苷键构型;气相色谱分析糖苷键类型;利用HE染色、TUNEL染色以及免疫组化分析病理切片; Western blot检测与肿瘤细胞增殖、凋亡和转移等相关蛋白的表达水平。结果PGP的相对分子质量为871.331 ku,纯度可达100%,为单组份多糖;红外光谱结果显示PGP为 β-糖苷键构型;气相色谱结果表明PGP由1-2键,1-3键, 1-4键,1-6键构成。动物实验表明PGP抑制乳腺癌小鼠肿瘤生长和肺转移的作用机制:(1)PGP给药组明显下调PARP、PCNA的表达,抑制乳腺肿瘤细胞的增殖;(2)PGP给药组TUNEL染色明显增强,促进凋亡;(3)PGP给药组下调MMP-9、VEGF及α-SMA的表达,抑制乳腺肿瘤细胞肺转移。结论PGP通过抑制乳腺肿瘤细胞增殖,促进凋亡和抑制转移等机制从而控制乳腺肿瘤的发生发展。
索拉菲尼对肝癌HepG2细胞凋亡、耐药及PTEN蛋白表达的影响

目的探讨索拉菲尼(Sorafenib,So)对肝细胞癌HepG2的毒性作用及其机制。方法不同浓度索拉菲尼作用HepG2细胞,CCK-8法测定细胞活性,结晶紫染色观察;流式细胞术检测细胞凋亡;细胞内蛋白表达采用Western blot检测。结果So剂量依赖地降低HepG2细胞活性并诱导细胞凋亡; Western blot显示So可上调PTEN、Bax蛋白表达,抑制磷酸化AKT、Bcl-2的蛋白以及耐药基因ABCC2和ABCG2蛋白的表达。结论So抑制HepG2细胞存活并诱导凋亡;机制可能与So促进肝癌细胞PTEN以及Bax蛋白表达;抑制Bcl-2以及p-AKT和耐药基因ABCC2、ABCG2的表达有关。
内蒙古介拉斯台盆地铀成矿条件分析与找矿预测

介拉斯台盆地处于扎兰屯火山岩型铀成矿远景带中段,是国内中生代火山岩最为发育地区之一,多期次断裂、火山活动强烈发育,铀成矿地质背景优越。文章通过对介拉斯台中生代火山岩盆地的大地构造背景、基底和盖层的含铀性、潜火山岩、断裂、火山机构、热液蚀变、铀矿化等铀成矿地质条件研究,并结合航放、化探及遥感找矿信息进行综合分析,认为介拉斯台中生代火山岩盆地具有较好的铀成矿潜力,圈定成矿远景区5处。
杜仲胶改性橡胶粉的混炼制备温度与时间参数分析

为克服橡胶沥青黏度高和储存稳定性差等缺陷,基于杜仲胶的硫化特性,设定杜仲胶质量为橡胶粉质量的10%时,使用转矩流变仪分别制备出130、150、170 ℃下混炼2、5、15、30 min的杜仲胶与橡胶粉复合改性剂.通过沥青旋转黏度试验、聚合物改性沥青离析试验、荧光显微镜和扫描电子显微镜观测分别从宏观和微观层面研究改性剂的最佳混炼时间和温度,验证了杜仲胶对胶粉及橡胶沥青的改性效果.试验结果表明:杜仲胶与橡胶粉相容性良好,其混炼过程以物理反应为主,两者混炼可以提前让橡胶粉脱硫,并使杜仲胶硫化;杜仲胶改变了橡胶粉单独改性基质沥青过度溶胀的现象,明显改善了橡胶沥青的黏性和储存稳定性;170 ℃下混炼2 min可得到性能最佳的杜仲胶改性橡胶粉.
基于NTRU格的云数据可撤销属性基加密方案

针对现有基于离散对数求解难题的云数据加密方案无法抵御量子计算攻击并同时实现安全有效的属性撤销问题,提出一种基于NTRU格的云数据可撤销密文策略属性基加密方案RNL-ABE.首先将基于NTRU格的加密算法与属性基加密结合以抵御量子计算攻击,实现细粒度访问控制和安全属性撤销,避免重新进行密钥分发;改进密钥结构,防止系统中的合法用户、撤销用户、外部攻击者之间实施共谋攻击.最后基于环上误差学习难题(R-LWE),对RNL-ABE方案进行了形式化证明,并与同类型方案进行了仿真性能比较.结果表明:RNL-ABE方案在选择属性集模型下能够抵御量子计算攻击并实现安全的属性撤销;相比其他同类型方案,所提出方案在效率上更具有优势,计算和通信开销均减少50%以上.
烧焦对Cr25Ni35乙烯裂解炉管锰铬尖晶石薄膜的影响

在保留内表面的前提下切割Cr25Ni35工业裂解炉管,得到5 mm×5 mm×3 mm的试样。使用原位涂层抑制结焦技术对试样进行处理,在炉管内表面生成锰铬尖晶石薄膜,再经结焦实验后,分别采用850℃空气、850℃空气/水蒸气混合气、900℃空气对结焦试样进行烧焦及再次结焦实验,通过SEM及EDS分析了烧焦处理前后试样的结焦量变化、表面形貌及元素组成变化。同时,也考察了急冷处理对试样结焦量、表面形貌和元素组成的影响。实验结果表明,850℃空气烧焦和急冷处理后试样的结焦量下降,850℃空气/水蒸气混合气烧焦和900 ℃空气烧焦对Cr25Ni35试样的结焦量影响不大;850 ℃空气烧焦、850℃空气/水蒸气混合烧焦、急冷处理和900℃空气烧焦都明显改变了Cr25Ni35原位涂层试样的表面形貌;850 ℃空气烧焦和850℃空气/水蒸气烧焦后,难以通过Cr25Ni35试样表面的元素变化判断对结焦量的影响,而急冷处理和900 ℃空气烧焦导致Cr25Ni35试样表面的元素变化有利于产生结焦。
基于Abraham模型估算有机物表面张力

根据线性溶剂化能量关系理论和经验方程,提出了在不同温度下估算纯有机物液体表面张力(σ)的关联式。利用所得关联式对2 628个纯组分体系中的10个同系物进行了回归,得到了σ的关联方程,并对方程的相关性和外推适用性进行考察。实验结果表明,8个关联方程中各参数与σ的相关系数都达良好级以上,平均相对偏差均低于5%,方程适用性良好,并具有良好的普适性,可为纯有机物σ的计算提供一种可靠的方法。
响应面考察工艺条件对正丁烷芳构化的影响

采用等体积浸渍法制备一系列Zn/ZSM-5催化剂,在固定床微型反应器上进行正丁烷芳构化反应,以苯、甲苯、二甲苯(BTX)的收率为考察目标。通过XRD,AAS,NH_3-TPD等表征方法,探究Zn金属改性对催化剂物化性质的影响。分别考察了反应温度,气态空速(GHSV)和金属负载量对BTX收率的影响,确定响应面法中三变量的考察范围;利用响应面分析法建立三变量与BTX收率之间的Box-Behnken数学模型,确定三变量与BTX收率之间的数学回归方程。实验结果表明,在考察的自变量范围内,采用响应面法建立三因素与BTX收率之间的Box-Behnken数学模型,得到GHSV、金属负载量、反应温度对BTX收率影响显著性顺序,BTX收率的实验值与回归方程计算的预测值具有较好的相关性。
超低界面张力泡沫体系性能研究

采用温西一区块的模拟地层水,研究了KX-037超低界面张力泡沫体系和XHY-4泡沫体系的油水界面张力、高温高压下的泡沫性能和耐油性能,并模拟地层条件考察了泡沫体系的驱油效果。实验结果表明,KX-037超低界面张力泡沫体系的油水界面张力在10~(-3) ~ 10~(-4) mN/m数量级,泡沫体积、泡沫半衰期和泡沫综合指数均优于XHY-4泡沫体系,具有更好的耐油性能和泡沫稳定性,KX-037超低界面张力泡沫体系提高采收率15.82%,而XHY-4泡沫体系的采收率仅为7.03%。超低界面张力泡沫体系可通过极大的降低油水界面张力和提高洗油效率来提高低渗油藏的采收率。
天山北坡经济带“三生空间”发展格局与智能水网体系建设

天山北坡经济带是新疆生产力集中度较高,现代工业、农业、交通信息、教育科技等较为发达的区域,是国家丝绸之路经济带建设的核心区,对新疆经济社会发展具有重要的带动和辐射作用,国内生产总值均占全疆53%以上,工业增加值占全疆67%,城镇化率68.9%,远高于全疆42.1%的平均水平,然而水资源却仅占11%。为破解资源性缺水困境而实施的“两河调水”工程正在陆续建成发挥效益,如何优化配置原水与客水、高水与低水、地表水与地下水等各种水源,统筹协调区域、城乡、兵地、产业、经济社会与生态环境等各种需求,已成为亟待研究决策的重大现实问题。通过分析天北带水资源可利用量、生态环境需水量、水资源开发利用现状及存在问题,结合调水工程新增水量,提出了水资源优化配置的原则、贯彻新时期“十六字”治水思路和“五大”发展理念的实践路径与综合调控措施,主要学术观点和结论为:(1)结合“两河调水”工程,在天山北坡建设东西连通的输水大通道,将由南向北流的逐条河流交叉连接起来,形成一个南北交汇,东西贯通,覆盖整个区域的“大水网”,实现全域水源优化配置。(2)按照“以水定地,以水定产,以水定城,适水发展”的原则,强化国土空间管控,按照“生产空间集约高效,生活空间宜居适度,生态空间自然和谐”为原则,优化“三生空间”发展格局。(3)打破旱区弱水资源承载力、高生态胁迫压力、低经济发展能力的桎梏,从水资源—经济社会—生态环境三个维度,科学把控“大水网”建设和水利发展定位,合理配置“三生用水”,耦合协调“三生关系”,实现生态保护和高质量发展。(4)面向未来和新基建工程的喷涌发展,建设水物理网、水信息网、水管理网“三网合一”的智能水网势在必行,代表智慧水利的发展方向,也是当代水利科技前沿。
基于多光谱和地理加权回归模型的石嘴山城市土壤有机碳空间分布研究

城市土壤有机碳(SOC)分布受城市建设、工业发展等人为因素的影响表现出明显的空间差异。为揭示石嘴山市SOC受城市化、工业化等人类活动的影响,分别利用普通克里格法(OK)、多元线性回归克里格法(RK)、遥感反演方法(RS)和遥感-地理加权回归克里格法(RGWRK)预测石嘴山市SOC空间分布。结果表明:石嘴山市SOC含量在1.31 ~ 66.92 g·kg~(-1)之间变化,其平均值为17.61 g·kg~(-1)。石嘴山市不同功能区SOC含量存在显著差异(p < 0.05),具体表现为工业区>医疗区>商业区>道路>住宅区>公园>农田>科教区;SOC含量变异系数为66.27%,呈中等程度变异;其最佳拟合模型为高斯模型,C_0(/C_0+C)为0.02,属于强空间自相关。SOC与遥感影像波段DN值的差值(B1-B7、B3-B7、B4-B7)和地形因子(高程、坡度、起伏度)之间存在着极显著的相关性(p < 0.01);通过对4种方法的结果进行对比可知以各波段DN值差值与地形因子为输入量,利用RGWRK预测的SOC精度最高,相比OK精度提高了10.05%,相比RK精度提高了8.79%,相比RS精度提高了8.92%;研究区SOC含量呈北高南低的趋势,工业区SOC含量是郊区农田SOC含量的1.92倍,表明城区SOC含量有富集的趋势。
新疆旅游产业—经济发展—生态环境耦合态势分析及预测

旅游产业作为国家战略产业之一,在经济发展中起到了很大的贡献作用,旅游与经济的发展都以生态环境为主要依托,因此处理好三者之间的关系是实现可持续发展的关键。在构建旅游产业—经济发展—生态环境评价指标体系的基础上,运用耦合协调模型对新疆2008—2017年三大系统耦合协调发展进行综合实证研究,并利用灰色预测模型GM(1,1)对未来五年的耦合协调度进行预测。结果表明:2008—2017年新疆旅游产业—经济发展—生态环境系统综合发展状态可分为两种类型,其中2008—2010年为生态超前型,2011—2017年为经济超前型;三大系统之间具有较高的关联度,从时间维度上看,耦合协调度呈现波动上升的趋势,从协调等级上看,整体从初级协调逐步演变到中级协调;未来几年内,新疆三大系统的耦合协调度总体上呈现小幅增长的趋势,在2021年达到良好协调水平。
科尔沁沙地樟子松人工林土壤粒径分布特征

为揭示科尔沁沙地不同林龄沙地樟子松人工林对风沙土粒径分布特征的影响,以中龄、近熟和成熟沙地樟子松人工林风沙土为研究对象,以裸沙地风沙土为实验对照,采用激光衍射技术测定土壤样品粒度组成,计算分析土壤粒度参数特征,绘制土壤粒配曲线。结果显示:(1)科尔沁沙地樟子松人工林风沙土以砂粒为主,其次是粉粒,黏粒含量最少。随林龄的增长,土壤黏粒、粉粒含量呈增加趋势,砂粒含量呈减少趋势。裸沙地风沙土砂粒含量多高于同层林地土壤。(2)科尔沁沙地樟子松人工林风沙土质地较粗,分选性较差,偏度值多为正偏度,峰度值多为尖窄,0~10 cm和10~20 cm风沙土分形维数分别为2.18~2.43和1.98~2.17。裸沙地风沙土质地更粗,分选性更好,分形维数更小。 (3)科尔沁沙地樟子松人工林风沙土的粒度频率分布曲线均为双峰型。随林龄的增长,10~20 cm风沙土的土壤颗粒细化滞后于0~10 cm。林地悬移组分的含量高于裸沙地,裸沙地跃移组分的分选性高于林地。科尔沁沙地不同樟子松人工林风沙土粒径分布特征存在显著差异,本研究结果可为科尔沁沙地土地沙漠化防治及生态修复提供理论依据。
近58 a中国北方地区极端气温时空变化及影响因素分析

基于北方地区404个气象站1960—2017年逐日最高气温、最低气温资料,应用线性倾向估计法、Mann-Kendall法、滑动t检验法、累积距平法和相关分析法,分析了极端气温的时空变化特征,并探讨了气温指数的影响因素。研究表明:极端气温暖指数和极值指数呈上升趋势,冷指数和气温日较差呈下降趋势;变化幅度中冷指数大于暖指数,夜指数大于昼指数,西北地区极端气温指数变化幅度最大,东北地区最小。突变时间上,极端气温指数突变主要发生在20世纪80年代和90年代,暖指数和极高值指数晚于冷指数和极低值指数,东北地区极端气温指数突变时间最早,西北地区最晚,突变后极端暖事件和气温极值事件进入多发阶段,极端冷事件进入少发阶段。1988— 2012年极端气温指数的变化响应了全球变暖停滞现象。多数极端气温指数与经纬度、海拔高度显著相关。北极涛动(AO)指数对极端气温的影响最强,对冷指数影响最明显。气溶胶光学厚度与多数冷指数呈负相关,而与多数暖指数呈正相关。
祁连山北麓中段青海云杉林土壤水热时空变化特征

以祁连山北麓中段青海云杉林为研究对象,利用5套土壤温湿度自动监测系统对海拔2 500~3 300 m的青海云杉连续监测3 a,旨在探讨青海云杉林土壤水热的变化特征及土壤水热间的互作效应。结果表明:(1)7:00~19:00,土壤温度整体上呈升高趋势,8:00土壤均温最低,为1.03 ℃,18:00土壤均温最高,为1.32 ℃;土壤湿度的变化幅度较小,且差异不显著(P>0.05)。(2)冷期(1~4月、11~12月)、暖期(5~10月),各占全年的50%;8月前随月份增大土壤温湿度增大,月份增大1月,土壤均温增大2.21 ℃,湿度增大0.021 m~3·m~(-3),8月后随月份增大逐渐减小,月份增大1月,土壤均温减小3.12 ℃,湿度减小0.017 m~3·m~(-3)。(3)土壤温度与海拔之间有负相关关系(R2= 0.81,P<0.05);土壤湿度与海拔之间存在二项式相关关系(R2=0.95,P <0.05)。(4)土壤温度与土层深度间呈负相关关系(P <0.05),而土壤湿度与土层深度呈线性正相关关系(P <0.05),土层每增加一层,土壤均温减小0.142 ℃,湿度约增加0.009 m~3·m~(-3)。(5)青海云杉林土壤温度和湿度间呈显著线性负相关关系(P <0.05)。
修订后水分盈亏指数在甘肃省冬小麦干旱监测中的应用

提高西北旱作农业干旱监测准确性和时效性,对农业生产防灾减灾有重要意义。利用甘肃省3个农业气象观测站长期土壤水分和冬小麦生育状况观测资料、1971—2016年43个冬小麦种植县气象观测资料及产量资料,基于冬小麦播前底墒和生育期水分盈亏量修订了作物水分盈亏指数,并确定了干旱等级指标,改进后作物水分盈亏指数与土壤贮水和冬小麦减产率高度相关,能更准确的反映甘肃省冬小麦干旱实况,并利用ArcGIS分析了近46 a甘肃省冬小麦不同生育期、不同等级干旱发生频率的时空分布特征。结果表明:甘肃省冬小麦从播种至开花期随着发育期推移,呈现干旱频率增加、范围扩大的趋势,多以中旱居多,其中拔节—开花期发生面积最大,陇中、庆阳市北部、平凉市西部、天水市西部、陇南市南部干旱出现频率较高;开花—成熟期随着降水量增加干旱发生频率减少、程度减轻。
陕西暖季降水的日变化特征及南北差异

利用2008—2015年CMORPH卫星与自动观测站的逐时降水量融合产品,分析了陕西地区5~10月降水量、降水频次、降水强度的日变化特征,以及陕西南北降水日变化上的差异。结果表明:(1)降水量和降水频次从南向北明显递减,地形作用下的纬向变化是陕西地区降水最重要的特征,但降水强度呈现出南北高、中间低的分布特征,两个高值中心分别位于陕南南部和陕北的东北部,EOF分析表明陕西南部夜雨特征明显。(2)陕西南部降水量和降水频次、降水强度日变化特征一致,均以夜晚至次日清晨为高值区,而在中午前后达到最低值。陕西北部降水量、降水频次峰值则主要出现在上午,降水强度峰值出现在傍晚。区域对比分析表明,陕西南部降水量日变化主要来自于降水强度的贡献,而陕西北部日变化以降水频次的贡献为主。(3)陕西降水的南北分界线特征明显,34 °N以南地区降水日变化明显且降水主要集中在夜间。34~37 °N之间的中部地区降水日变化较弱,37 °N以北地区降水的日变化特征和陕西南部相反。(4)除榆林、渭南和商洛东部地区外,其他大部分地方白天的降水量都明显低于夜间的降水量,特别是陕南秦巴山区夜间降水量超过白天的一倍以上。
盾构隧道下穿引起砌体结构建筑沉降损伤实例研究

盾构掘进引起地层变形过大极易导致上方沉降敏感结构物变形开裂。对某地铁盾构隧道正交下穿砌体结构建筑物进行研究。通过对建筑物沉降进行系统监测和对建筑物进行全面巡查,获得了双线盾构隧道施工过程引起建筑物沉降及裂缝开展状况。通过三维有限元模型研究了建筑物-地层变形相互作用规律,对比分析了墙体主拉应变云图与实测裂缝分布规律,发现当隧道下穿引起的主拉应变超过0.05%的墙体区域会产生裂缝,且墙体裂缝的发展角度与该处的主拉应变方向垂直。最后根据墙体最大主拉应变讨论了建筑物损伤程度和损伤等级。盾构掘进引起上方砌体建筑物损伤案例,对地铁施工过程中砌体建筑保护具有一定的指导作用和参考价值。
硅烷偶联剂修饰下SiO_2-甲基乙烯基硅橡胶分子界面的粘结性

纳米SiO_2掺杂已经成为提升甲基乙烯基硅橡胶(MVSR)性能的有效方法,但是纳米SiO_2容易发生团聚现象,将其直接掺到MVSR基体中时,纳米SiO_2难以在MVSR基体中分散,从而造成SiO_2-MVSR分子界面粘结效果不佳、分子界面存在缺陷等不利影响,进而无法实现提升MVSR性能的目的。为了提升SiO_2- MVSR分子界面的粘结性,使纳米SiO_2在MVSR基体中更易分散,本文构建了未修饰和KH550、KH560、 KH570、KH792四种硅烷偶联剂修饰下的SiO_2-MVSR分子界面模型,并对模型进行结构优化和分子动力学计算。通过比较不同模型中分子界面的结合能、粘结深度和粘结热稳定性的变化规律,从分子结构角度分析硅烷偶联剂修饰下SiO_2-MVSR分子界面粘结性提升的原因。研究表明:提升SiO_2-MVSR分子界面粘结性的关键在于优选硅烷偶联剂的非水解基团,当非水解基团中与MVSR分子链相同的化学键占比越大,包含电负性较强原子的数量越多时,修饰后SiO_2-MVSR分子界面粘结性的提升效果就越好,同时,硅烷偶联剂较长的链长与较大的相对分子质量也会对粘结性的提升起到一定帮助。
斜坡单元支持下基于土体含水率的陕西省清涧县城区黄土滑坡危险性评价

滑坡危险性评价是减灾防灾的重要措施之一。通过野外调查,陕西省清涧县城区周边斜坡地带共发育滑坡138处,严重威胁县城安全。为了准确评价清涧县城区滑坡危险性,按照河流沟谷的发育情况和地形地貌的完整性,将清涧县城区及周边区域的斜坡地带共划分为925个斜坡单元,将斜坡单元按照不同的坡度、坡高和坡型分别进行不同土体含水率工况下的斜坡稳定性计算。计算结果表明,随着斜坡土体含水率的逐渐增加,城区内稳定斜坡的面积逐渐减少,不稳定斜坡的面积逐渐增大。依据陕北地区黄土斜坡土体含水率监测数据,分析计算土体含水率(w)的出现概率,w≤0.15出现的概率为0.622(概率很高),0.15