mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
添加苜蓿草粉对育肥中后期苏山猪胴体性状和肉品质的影响

本试验旨在探讨饲粮添加苜蓿草粉对育肥中后期苏山猪屠宰性能、胴体性状、肌肉脂肪酸和氨基酸含量的影响。选取健康、体重为(30.0±1.0) kg的苏山猪60头(公母各占1 / 2),随机分为4组,每组3个重复。对照组饲喂基础饲粮,育肥中期试验组在基础饲粮中分别添加5%(试验Ⅰ组) 、10%(试验Ⅱ组)和15%(试验Ⅲ组)的苜蓿草粉;育肥后期试验组在基础饲粮中分别添加10%(试验Ⅰ组) 、15%(试验Ⅱ组)和20%(试验Ⅲ组)的苜蓿草粉。预试期7 d,正试期128 d。结果表明:1)与对照组相比,饲粮中添加苜蓿草粉可极显著提高苏山猪板油重和背膘厚( P<0.01),对平均日增重、屠宰率和瘦肉率影响不显著( P>0.05) 。2)试验组背最长肌水分和粗蛋白质含量均低于对照组,肌肉亮度( L∗ )值高于对照组,红度( a∗ )和黄度( b∗ )值低于对照组,其中试验Ⅲ组与对照组差异达到极显著水平( P<0.01) 。3)试验组背最长肌总饱和脂肪酸和总单不饱和脂肪酸含量高于对照组,总多不饱和脂肪酸含量低于对照组,差异均达到极显著水平( P<0.01) 。试验组背最长肌葵酸、棕榈酸和十七烷酸等饱和脂肪酸含量均显著高于对照组( P<0.05);但亚油酸、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸等多不饱和脂肪酸含量均极显著低于对照组( P<0.01) 。4)试验组背最长肌氨基酸总量、必需氨基酸和鲜味氨基酸总量均高于对照组,其中试验Ⅲ组鲜味氨基酸含量与对照组差异达到极显著水平( P<0.01) 。综上所述,苏山猪育肥中期添加10%苜蓿草粉,育肥后期添加15%苜蓿草粉可以显著改善苏山猪屠宰性能、胴体性状和肉品质。
反刍幼畜人工初乳的研究进展

反刍动物母畜的胎盘结构复杂,母源抗体不能转移给胎儿,新生仔畜需通过吸吮初乳才能获得被动免疫。由于母畜自身营养状况、胎次、一胎多羔等原因可能会导致反刍幼畜出生后初乳摄入不足,被动免疫转移不全而出现幼畜早期免疫力差、抗病力弱、死亡率高、生长速度缓慢、育肥周期延长等一系列问题。因此,探究反刍动物新生幼畜被动免疫,研究开发人工初乳,保证幼畜健康快速生长,对我国畜牧业的健康发展和经济效益的提升有着极为重要的意义。本文在查阅近年来国内外该领域研究文献的基础上概述了反刍动物初乳的营养特性及其免疫活性成分,被动免疫转移的衡量指标、影响因素以及被动免疫转移不全对生产的影响及解决办法,旨在为外源免疫球蛋白在反刍幼畜早期营养中的进一步研究和实际应用提供参考依据。
黄粉虫不同发育阶段脂肪酸合成关键基因的表达分析

本试验旨在研究黄粉虫不同发育阶段脂肪酸合成关键基因的表达,分析脂肪酸合成相关通路关键基因的特性及表达特征。利用Illumina HiSeqTM 2000高通量测序平台对不同发育阶段的黄粉虫个体进行转录组测序,并将测序结果与Uniprot以及KEGG数据库进行分析,利用定量PCR检测黄粉虫脂肪酸合成关键基因在不同发育阶段的表达特征。结果显示:本次测序共获得156 761个转录子与104 937条unigenes。将unigenes与Uniprot数据库进行比对,成功注释了32 806条unigenes,并同时鉴定了14条乙酰辅酶A羧化酶( ACC) 、75条脂肪酸合成酶( FAS) 、101条脂酰辅酶A还原酶( FAR)以及75条脂肪酸去饱和酶( FAD)基因。通过KEGG数据库进行注释,共有44 586条unigenes可成功匹配到331条代谢通路中。定量分析发现黄粉虫的ACC与FAS基因在雄成虫期的相对表达量显著高于其他发育阶段( P<0.05),FAD基因在雌成虫期的相对表达量显著高于其他发育阶段( P<0.05),表明ACC、FAS以及FAD基因的表达可能与成虫性成熟或成虫化学通讯等相关;黄粉虫的FAR基因在各个发育阶段都有表达,表明该基因参与了各个发育阶段中脂肪酸的合成。本研究结果表明,黄粉虫脂肪酸合成与发育阶段相关,低龄幼虫代谢强度高,脂肪酸合成相关基因相对表达量高。黄粉虫ACC、FAS、FAR及FAD基因在不同发育阶段表达量具有龄期特异性,揭示这些基因与各龄期的特定生理功能相关。
青贮时间对再生稻头季全株青贮品质和体外瘤胃发酵特性的影响

本试验旨在探究青贮时间对再生稻头季全株青贮品质和体外瘤胃发酵特性的影响。以再生稻头季全株为青贮原料,对不同青贮时间(45、53和60 d,分别记为S45组、S53组和S60组)开包取样,分析其青贮品质和体外瘤胃发酵特性。结果表明:1)青贮结束后,S53组的干物质含量显著高于S60组( P<0.05),S53组和S60组的粗蛋白质含量显著高于S45组( P<0.05), S53组和S60组的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著低于S45组P<0.05),S53组和S60组的相对饲用价值显著高于S45组( P<0.05),S45组的丙酸含量显著高于S53组和S60组( P< 0.05) 。各组之间pH、氨态氮/总氮及乙酸、丁酸、异戊酸、正戊酸含量无显著差异( P > 0.05) 。 2)体外发酵24 h后,S60组的24 h累积产气量和慢速降解部分的产气速率显著高于S45组和S53组( P<0.05),S60组的pH显著低于S45组和S53组( P<0.05),S60组的乙酸、丙酸、丁酸、异戊酸、总挥发性脂肪酸和氨态氮含量显著高于S45组和S53组( P<0.05),S60组的干物质、有机物和粗蛋白质降解率显著高于S45组和S53组( P<0.05) 。由此可见,延长青贮时间可以改善再生稻头季全株青贮的品质以及体外瘤胃发酵特性,在生产实际中,建议青贮时间延长至60 d以上再饲用,营养价值更佳。
体异质结聚合物太阳能电池的界面工程

体异质结聚合物太阳能电池是很有前途的替代化石能源进行能量转换的光伏技术。合成新材料、优化器件结构以及界面工程等方式都能有效提高聚合物太阳能电池的能量转换效率。本文从材料选取、界面掺杂以及界面修饰三个方面阐述界面工程在聚合物太阳能电池中的应用。界面修饰能够促进载流子的产生和输运,证明界面工程对于提高电荷提取效率、钝化表面缺陷和提升电导率等具有重要意义。
道路瓶颈前车辆强制变道汇流过程模拟研究

建立了基于车辆强制变道汇流行为的微观交通动力学模型,模拟分析了道路瓶颈影响下的交通流量、车道速度分布和时空图等3个宏观交通流特征和变道距离、行程时间等2个微观交通流特征。结果表明:瓶颈道路上任意截面的总流量均可表征道路的整体通行能力;中高车流密度下,道路瓶颈可使道路总流量降低10%~35%,并造成17%~42%的车辆行程时间延误;道路瓶颈对其上游相当长的区域内车辆具有减速效应;道路瓶颈前车辆强制变道距离的99分位值可以作为交通信息面板位置设定的依据。
基于仿真的复杂武器系统作战效能评估框架研究

复杂武器系统作战效能评估是军方和工业方共同关心的科学问题。指出了现有武器装备作战效能仿真评估缺乏面向复杂武器系统的针对性、缺乏以仿真方法为主导的形式化评估框架等问题。采用“性能-效果-效能”分层的思路搭建了基于仿真的复杂武器系统作战效能评估指标体系框架,并进行了形式化研究。该框架综合考虑不同种类的仿真输入、效果指标和效能指标,能够一体化地指导复杂武器系统的作战效能仿真评估工作。结合弹道导弹的作战效能评估进行了案例研究。
径向型超导轴承的计算和实验研究

针对应用于离心式氦气冷压机的径向型高温超导磁悬浮轴承,给出了永磁转子磁场计算和结构设计方法,并开展了轴承径向力和径向刚度的计算研究,搭建了超导轴承性能测量平台,开展了轴承转子空间磁场测量和轴承性能测试。计算和测试结果表明,磁场计算方法可行,且结果准确,在距离永磁转子外表面1 mm处的最大外磁场强度约为0.5 T。轴承径向力在场冷和零场冷条件下的计算结果均随转子偏心量的增大而增大,与测试结果在线性度和趋势上具有很好的一致性。实验轴承径向刚度测试值为362.4 N/mm,与场冷条件下的径向刚度计算结果334.594 N/mm接近。所述的径向轴承磁力计算方法可用于超导轴承径向刚度的定性计算和设计,对超导轴承的应用研究具有一定的指导意义。
运用GA-BP神经网络对爆破振动速度预测

为了更好的预测爆破振动速度,运用遗传算法(GA)对BP神经网络的权值与阈值进行优化,构建GA-BP神经网络预测模型。结合华润小径湾实际爆破工程监测数据,确定以最大单段药量、爆心距以及测点至爆心的高程差作为输入参数,对爆破振动速度进行预测,并与BP神经网络模型的预测结果进行对比。结果表明: GA-BP神经网络模型预测结果的平均相对误差为5.80%,明显小于BP神经网络模型预测的平均误差14.19%。相比之下,GA-BP神经网络模型的预测精度更高,稳定性更好,可为多因素影响下类似工程爆破振动速度预测提供借鉴经验。
复杂环境下分离立交桥控制爆破拆除

大井垄分离立交桥先简支后连续,分左右两幅,选用了分段原地坍塌爆破的方法进行一次性爆破拆除。预先拆除桥梁的不承重结构,后由中间向两边、从东至西的顺序依次爆破拆除承重墩柱。2、3、4号墩柱有系梁,分上下两部分,爆破长度分别为4 m、3 m,主/辅孔深为135/115 cm,装药量为800/600 g;1、5号墩柱无系梁,爆破长度为3 m,主/辅孔深为100/85 cm,装药量为600/400 g。1 ~ 5号墩柱上的孔径均为40 mm。施工时对爆破部位进行了提前防护,加快了施工进度。通过对电子雷管起爆网路延期时间的优化设计,实现了桥梁的分段原地坍塌,有效的控制了触地振动等有害效应。大井垄分离立交桥成功爆破拆除,取得了预期的爆破效果,为类似工程积累了经验。
正面碰撞中的老年驾驶员胸部响应研究

为研究老年驾驶员在汽车正面碰撞中的胸部响应,本文中首先建立了一个老年女性人体胸部有限元模型CHARM_70,并通过与尸体实验对比,验证了模型的有效性。然后,采用圆盘和横向圆杆两种撞击头,选择3种碰撞高度,并改变碰撞速度和撞击质量对两具老人尸体PMHS1和PMHS2进行5种工况的摆锤碰撞实验。同时,利用CHARM_70模型,参照尸体实验的设置,进行同样5种工况的摆锤碰撞仿真。最后对实验和仿真的结果,即5种工况的碰撞力-胸部压缩量关系曲线、最大胸部压缩量C_(max)和最大胸部黏性响应系数VC_(max)进行对比分析。结果表明,圆盘碰撞中部位置的胸部响应均比圆杆大,以CHARM_70模型而言,C_(max)大3个百分点,VC_(max)则大38%;而碰撞高度对圆杆碰撞的胸部响应有较大影响,圆杆碰撞高位置时的胸部平均响应约比中部位置小20%,而圆杆碰撞低位置时的胸部平均响应约比中部位置大10%。
复合材料板簧制造工艺的研究进展

复合材料板簧的综合性能明显优于钢板弹簧,是汽车轻量化领域的研究热点。但复合材料板簧的制造工艺还不够成熟,导致复合材料板簧的试制成本居高不下、产品性能不够稳定等突出问题,严重制约了复合材料板簧的推广应用。本文中综述了复合材料板簧制造工艺领域的研究进展,包括模压成型工艺、拉挤成型工艺、纤维缠绕成型工艺和RTM成型工艺的研究成果。最后,总结了复合材料板簧制造工艺的发展趋势和瓶颈问题。
基于模型的电动车低频辐射发射改进技术

电动汽车的高电压、大电流特性使其整车辐射发射,或说是电磁干扰(EMI)问题突出,而实验改进方法存在定位难、耗时长、投入大等问题。为提高整车EMI问题改进的效率,本文中提出了一种基于模型的问题分析定位和改进方法。根据目标车型的屏蔽水平将整车分解为多个系统单独建模,降低建模难度。根据端口连接关系构造拓扑矩阵,实现整车EMI预测。在对模型精度进行验证基础上,通过灵敏度和贡献度的综合分析定位EMI干扰源,并选择EMI滤波器,使目标车型达到GB 18387《电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法》的要求。
汽车高强板用Cr8类冲压模具钢性能研究

本文中开发了一种新型Cr8类冷作模具钢材料HNC53,对其进行了成分分析、金相分析和力学性能测试,并设计试样进行热处理和TD表面处理,结果表明该材料中P、S等有害杂质的控制精度分别达到0.03% 和0.005%以下的高标准,碳化物弥散分布于珠光体中,最大尺寸约25μm×12μm,热处理和表面处理后三向尺寸最大变化率为1.58‰,TD层厚度10μm,基体组织均匀。通过与同类材料对比,HNC53材料各项性能指标已经达到进口材料水平。
基于非线性扰动观测的商用车ESC自适应滑模控制研究

针对商用车ESC控制中,实际车辆存在各种扰动,难以建立精确的车辆模型,传统滑模控制存在较大抖振等问题,本文中提出基于非线性扰动观测(NDOB)的自适应滑模控制(ADSMC)算法。首先,利用非线性扰动观测器对车辆建模的扰动项进行估计;然后,采用径向基神经网络对滑模控制器的关键参数进行自适应调节,以简化参数调节过程、减小滑模抖振、提高控制精度;最后,在TruckSim中建立车辆模型,在MATLAB中建立控制策略模型,在电控气压硬件在环试验台上,对控制算法进行试验验证。试验结果表明,NDOB-ADSMC算法的ESC控制效果良好,能够满足车辆ESC控制需求。
探究miR-27与IL-10在晚期乳腺癌患者治疗前后的表达及临床意义

目的: 探究miR-27与IL-10在晚期乳腺癌患者治疗前后的表达及临床意义。方法: 收集2014年5月~ 2015年9月于本院治疗的晚期乳腺癌患者60例(观察组),另收集同期健康志愿者50例(对照组),分别采用qRT-PCR与ELISA检测并比较2组患者血清中miR-27与IL-10表达;比较观察组患者治疗前后miR-27与IL-10表达的变化;根据临床疗效将患者分为疗效优秀组与疗效较差组比较2组患者治疗前miR-27与IL-10表达,绘制受试者工作曲线(ROC)分析治疗前miR-27与IL-10的表达在疗效预测中的价值;对患者进行3年随访并绘制生存曲线。根据治疗前miR-27与IL-10表达中位值分为高表达组和低表达组,观察miR-27与IL-10高、低表达在患者生存中的价值,分析患者临床疗效。结果: miR-27在对照组受试者血清中表达明显低于观察组,而IL-10表达明显高于观察组(P<0.001);观察组患者通过治疗后血清中miR-27表达明显降低,而IL-10表达明显升高(P<0.001);疗效优秀组患者血清中miR-27表达明显低于疗效较差组,而IL-10表达明显高于疗效较差组(P<0.05);绘制ROC曲线发现miR-27与IL-10曲线下面积分别为0.719与0.685,患者3年存活率为50%,miR-27低表达组患者3年存活率明显高于高表达组患者,而IL-10低表达患者3年生存率明显低于高表达组患者(P<0.05)。结论: miR-27与IL-10可作为晚期乳腺癌患临床疗效与生存的观察指标。
基于雨课堂的酶联免疫吸附实验原理在线教学设计

在线教学能够实现信息投递、学习反馈和知识众筹。传统的ELISA原理教学侧重信息投递,而学习反馈和知识众筹欠缺。本教学团队利用雨课堂进行ELISA原理的在线教学。以需求为引导,激发学生学习兴趣,促进学生主动接受知识,使信息投递有效化;以视觉化、动态化教学手段,营造知识场景,引导学生思考,实现知识众筹;通过实时评估答题和讨论结果,巩固提升教学效果。本实验理论的在线教学设计极大提升了学生的参与感和学习效果,得到了学生的充分肯定。
重大滑坡灾害全过程调控减灾技术及试验验证与潜在应用

青藏高原其独特的地质背景和复杂的地理环境,滑坡灾害极为发育。由于构造活动强烈、河谷深切、斜坡高陡,内外动力耦合作用下诱发的高位崩滑往往具有极高的位能和超远的位移,对其危害范围内的构筑物和人类活动等造成严重破坏。因此,青藏高原重大滑坡灾害防治应从源头区—运动区—堆积区进行全过程调控和综合治理,因势利导地进行总体设计。本文对重大滑坡灾害源区、运动区的处置措施、减灾机理及其应用范围进行了探讨,根据青藏高原滑坡特点,研发了适应高海拔地区的变管径高扬程虹吸排水技术,抵抗滑体大变形的新型抗滑桩结构,以及抗冲击耗能减震棚洞结构。室内虹吸排水试验和混凝土梁试样的4点弯试验结果表明:1)对于不同扬程的试验,4.0 mm+6.5 mm的虹吸系统排水能力均强于4.0 mm的虹吸排水系统,变管径使得排水能力提升64%~117%;2)随着扬程的升高,6.5 mm虹吸排水系统排水能力下降明显比4.0 mm+6.5 mm快,变管径使得随扬程升高排水能力下降比例减小了28%~42%;3)相较于传统抗滑桩,新型钢绞线抗滑桩不仅提高了抗折强度,而且韧性更好,可承载更大的变形而不发生破坏。以金沙水电站山梁子高位崩塌滑坡灾害治理为例,开展了从滑源区到运动区全过程的综合治理设计和应用实施,为金沙水电工程的安全施工与长期运行提供保障。
基于时序光谱重构的卷积神经网络遥感农作物分类

当前,基于时序特征提取的农作物遥感分类方法需要较多先验知识及人工干预,难以自动化,且易因忽略部分有效特征而导致精度降低。针对这些问题,提出基于时序光谱重构的卷积神经网络农作物分类法。为充分利用时间序列多光谱中丰富的作物物候与多光谱信息,对每个地面像元构造以时间维为纵轴、光谱维为横轴的时序光谱图,采用Adam梯度下降法与Dropout 40%连接率优化后的卷积神经网络对时序光谱图进行分类。对比实验结果表明,该方法可有效减少"椒盐"噪声的产生,且地块边界轮廓线清晰,总体分类精度达到95.12%,高于时间序列多光谱+随机森林(88.58%)、时间序列NDVI+随机森林(90.25%)、时间序列NDVI+卷积神经网络(91.79%)等对照实验组;对于"异物同谱"现象明显的春玉米与番茄,该方法的F1-score分别达到95.9%与89.9%,相比各对照组均有较大幅度的提高。该研究结果可为遥感农作物的自动化精细制图提供参考。
高压下镁辉石弹性波速的第一性原理研究

辉石是地壳和上地幔中的常见矿物,对其弹性波速的研究有助于更好地理解地球深部地震波速异常及动力学过程等。辉石矿物包括斜方辉石和单斜辉石两个亚族,天然产出的斜方辉石以镁辉石为主。选择镁辉石为研究对象,利用第一性原理对镁辉石在高压下的4种结构相(斜方相Pbca、低压单斜相P2_1/c、高压单斜相C2/c和高压斜方相P2_1ca)的弹性波速度进行模拟计算,结果如下。1)4种结构的镁辉石的弹性波速度均表现出明显的各向异性。2)在压力小于12 GPa时(上地幔压力范围),高压单斜相C2/c的纵波波速各向异性最大;在更高的压力下,Pbca的各向异性最大,且随着压力急剧上升。3)除C2/c结构外,其他结构相都是a轴方向上的横波波速各向异性最明显。研究结果为上地幔的地震波速异常的解释提供了新的依据。
城市河岸带的斑块组成和空间分布对小气候的影响---以北京永定河河岸带为例

为探讨河岸带斑块组成与空间分布对小气候的影响,以修复后的北京永定河门城湖-莲石湖段河岸带为研究区,于2017年8月,选择晴朗天气,分别在早晨、中午和傍晚实测每个植被斑块的地温(LST)、气温(TP)和相对湿度(RH),获取斑块指数。运用冗余度分析和逐步回归分析,探讨影响植被斑块小气候的因素。结果表明:与道路相比,植被可显著降低斑块内部的LST和TP,增大RH;但不同类型植被斑块之间的差异并不显著。夏季白天不同时刻植被斑块的LST、TP和RH均会受到斑块及其邻近斑块特征的共同影响,但不同类型斑块小气候所受影响不尽相同。中午时,草本植物高度增加0.1 m,LST降低5.11%;灌木覆盖度增加10%,TP降低2.50%,RH增加10.82%;邻域乔木面积增加10%,草阔和草本植物斑块LST分别降低8.26%和44.98%;邻域道路面积增加10%,草阔斑块LST最大增加6.00%;距河距离减少10 m,草本植物和灌木斑块RH最大分别增加9.32%和2.01%。不同斑块指数之间的交互或加和作用对小气候的影响通常比单个指数更显著。
同伴依恋在青春期知 - 信 - 行与心理弹性关系中的调节作用

目的·探讨青春期知 - 信 - 行(knowledge-attitude-practice,KAP)、同伴依恋与心理弹性的关系,以及同伴依恋在青春期KAP与心理弹性关系中的调节作用。方法·采取分层整群抽样法抽取调查对象5105名,采用自编青春期KAP问卷、同伴依恋问卷和青少年心理韧性量表(Resilience Scale for Chinese Adolescents,RSCA)进行调查。采用方差分析、t检验、Pearson相关分析、层次回归分析、简单斜率分析等进行统计分析及推断。结果·青春期少年儿童的目标专注、情绪控制、积极认知、家庭支持和人际协助均分在3分以上。青春期KAP水平和交流沟通对目标专注、情绪控制、家庭支持和人际协助有显著正向预测作用(均P<0.05),同伴疏远对心理弹性的各个维度有显著负向预测作用(均P<0.05),交流沟通(B=0.007,SE=0.003,P=0.026)与同伴疏远(B=-0.010,SE=0.003,P=0.000)在青春期KAP与心理弹性的关系中起调节作用。结论·青春期儿童心理弹性总体水平较好,青春期KAP水平越高、同伴依恋质量越好,其心理弹性越高;同时,交流沟通与同伴疏远可以调节青春期KAP对心理弹性的作用。
基于蛋白芯片技术的多囊卵巢综合征患者卵泡液差异蛋白的研究

目的·运用蛋白芯片技术筛选多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)患者卵泡液的差异蛋白,为进一步的PCOS研究提供理论依据。方法·采用AAH-BLG-507芯片检测6例正常体质量指数PCOS患者和6例年龄、体质量指数匹配的非PCOS患者的卵泡液,筛选差异蛋白。采用功能注释分析、KEGG通路分析和蛋白互作网络分析方法对差异蛋白进行生物信息学分析。结果·与非PCOS患者相比,PCOS组患者卵泡液中表达上调蛋白25个,表达下调蛋白49个。根据分子功能分类,差异蛋白主要具有细胞因子活性和趋化因子活性。KEGG通路分析提示差异蛋白富集于细胞因子间受体相互作用和趋化因子信号通路。蛋白互作网络分析得到的核心蛋白主要为趋化因子及其受体。结论·运用蛋白芯片技术能够建立PCOS卵泡液差异表达蛋白谱,细胞因子间受体相互作用和趋化因子信号通路可能与PCOS的发病机制有关。
珠三角畜禽养殖场周边地表水污染特征及环境质量分析

为研究珠三角畜禽养殖场对周边地表水环境质量的影响,以珠三角广州、东莞、惠州、肇庆和佛山地区畜禽养殖场周边地表水为研究对象,测定了样品中13项污染指标:氨氮(NH_3-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Cr))、五日生化需氧量(BOD_5)、全盐量(TS)、悬浮物(SS)、粪大肠菌群(FC)、酸碱度(pH)、砷(As)、镉(Cd)、六价铬(Cr)、汞(Hg)和铅(Pb)的含量,采用《畜禽场环境质量评价准则》(GB/T 19525.2—2004)、相关性分析和主成分分析法对地表水中各污染物的污染特征、来源及环境质量进行了评价分析。结果表明,除pH和TS外,其它常规污染指标的平均浓度和最高浓度均远高于综合标准限值,重金属指标中除Cr和Hg的最大浓度超标外,平均含量均低于综合标准限值。从污染物来源分析结果初步推断,地表水中NH_3-N、TP、COD_(Cr)、BOD_5、FC、Cr主要来源于畜禽养殖废水的污染,As、Cd、Hg、Pb受环境背景值影响较大,pH和SS和水体理化性质有关,TS与底泥中盐分释放有关。环境质量分析结果表明,珠三角畜禽养殖场周边地表水达到重污染级别,综合污染指数为3.86,主要污染因子为FC、TP、COD_(Cr)和NH_3-N,单项污染指数分别为628、 7.08、6.19和3.16,长期暴露于畜禽场周边极易导致水体环境恶化。
电纺纳米纤维应用于锂硫电池的研究进展

随着科技的发展,人们对储能设备提出了更高的要求,传统的锂离子电池已经接近其容量峰值,难以满足当今社会对其能量密度的要求。锂硫电池具有超高的理论能量密度(2600 Wh·kg~(-1)),有望取代锂离子电池成为下一代高能量密度储能设备。然而,锂硫电池中存在的关键问题,如中间产物多硫化锂的穿梭效应、含硫物种缓慢的反应动力学和硫正极在充放电过程中较大的体积变化等,严重制约了锂硫电池的发展。电纺纳米纤维因其独特的纳米结构,展现出了一些独有的性能,有望在高硫负载量和低电解液等极端条件下解决这些问题。着重评述了电纺纳米纤维在锂硫电池正极、隔膜和夹层这3个方面的材料设计结构以及研究进展,分析了材料性能、结构对锂硫电池性能的影响,指出了电纺纳米纤维面向锂硫电池各部分的研究进展和发展方向。
紫云英还田对江西早稻季田面水氮磷动态的影响

稻田氮磷养分流失引发的农业面源污染问题已引起越来越多的关注。江西双季稻区受亚热带季风气候的影响,降雨集中于每年的4—7月,因此,早稻季成为稻田氮磷流失的关键时期。供试土壤类型为河流冲积物形成的水稻土,采用大田试验,设置了不施肥(CK)、常规施肥(CF)和紫云英还田配合化肥减量(CMV)3个处理,监测了江西双季稻区早稻季不同施肥时期田面水不同形态氮磷浓度的动态变化特征和紫云英配合减量施肥对早稻季田面水中氮磷浓度的削减效应。结果表明:无论是基肥期还是分蘖肥期,田面水中总氮(TN)和NH_4~+-N的浓度均在施肥后第1天即达到最大值,随后逐渐降低。基肥和分蘖肥施肥后第9天、穗肥施入后的第10天,田面水中总氮(TN)和NH_4~+–N的浓度降至较低水平。不同处理NO_3~–- N的质量浓度在整个监测时期均维持较低水平(0.15—1.83mg·L~(-1))。施磷肥后田面水中总磷(TP)和可溶性总磷(DTP)的浓度也均在施肥后第1天达到峰值,在分蘖肥施入后的第5天降至与不施肥处理相当的水平。与CF处理相比,CMV处理能在施肥后5—7天内显著降低田面水中TN和NH_4~+-N的浓度,但对田面水中TP浓度的削减效果仅体现在基肥期。模拟数据的结果表明,CMV处理在基肥、分蘖肥和穗肥期能分别减少21.90%、27.47%和20.02%的TN流失量,减少基肥期16.25%的TP流失量。由此可见,该研究区域氮流失的管控关键时期为施肥后9—10d,磷流失的管控关键时期为施入后9d。紫云英还田配合减量施肥能显著降低南方双季稻区早稻季稻田氮流失风险。
电纺纤维在锌-空气电池中的应用研究进展

日益严重的环境污染与能源危机成为人类社会可持续发展进程中的最大阻碍。锌-空气电池作为一类很有发展潜力的电化学储能装置,因其高能量密度和环境友好等特点在能源领域引发了广泛关注,然而空气电极中的氧还原反应和析氧反应动力学缓慢,严重限制了它的商业化应用,因此当前迫切需要开发高效廉价的非贵金属双功能催化剂。静电纺丝制备的一维纳米纤维具有高孔隙率和大比表面积等优点,缩短了离子扩散距离并提供了更多的反应活性位点,有效改善了活性物质的嵌入/脱出反应动力学,在储能器件领域尤其是锌-空气电池中有广阔的应用前景。首先简要介绍了静电纺丝技术,然后探讨了电纺纤维及其自支撑结构的氧还原/析氧反应的催化反应活性,并通过经典的文献案例讨论了电纺纤维在液态和柔性固态锌-空气电池中的应用研究最新进展,最后,对基于电纺纤维催化剂的锌-空气电池应用面临的挑战和未来的发展方向进行了展望。
云南高原清洁大气环境背景下蒙自市PM_(2.5)和O_3相关性分析

近年来蒙自市PM_(2.5)和O_3质量浓度均有所增加,分析两者的变化特征及其影响因素,对蒙自市大气环境治理具重要应用意义。应用蒙自市2015—2019年大气环境监测资料,分析云南高原清洁大气环境中PM_(2.5)和O_3之间的相互作用。结果表明:与云南高原夏季风盛行的雨季(5—10月)相比,东亚冬季风控制的云南高原干季(11月至次年4月)是蒙自市PM_(2.5)污染和O_3污染多发季节,但与中国中东部地区相比大气污染水平均较低。干季和雨季的PM_(2.5)和O_3变化均呈显著正相关,且干季相关性(r=0.62)大于雨季(r=0.43),两个相关性均通过了99%的置信检验,表明大气环境清洁的云南高原具有特殊的PM_(2.5)和O_3相互作用关系。基于气象和环境观测资料,进一步分析PM_(2.5)和O_3的相互作用潜在机理。云南高原低纬度的蒙自市总辐射曝辐量无明显干雨季节差异,这与云和降水对太阳辐射影响的干雨季节变化密切相关。雨季高温多云、降水集中,降水的湿沉降降低PM_(2.5)质量浓度,同时削弱到达地面的太阳直接辐射,减弱大气光化学反应的O_3产生;在云和降水缺少的干季,云对太阳辐射的减弱影响偏弱,大气光化学作用较为显著,O_3质量浓度较高,大气氧化作用较强,但无明显干雨季节差异。高原清洁大气中低浓度水平的PM_(2.5)季节性增加也难以有效地削弱到达地面的太阳直接辐射,对O_3的生成无明显的抑制作用。因此,清洁大气环境背景下云南高原低纬度城市大气复合污染主要表现为O_3主导的大气氧化性变化影响二次PM_(2.5)生成。
金属有机骨架材料在锂硫电池正极中的应用

锂硫电池因其具有高的理论能量密度,近年来成为高性能二次电池领域的研究热点。为了有效提升锂硫电池的电化学性能,具有孔径分布可控、孔隙率高以及易于功能化等诸多优点的金属有机骨架(MOFs)材料被广泛探索研究。通过对MOFs材料进行修饰改性,制备的多种MOF复合材料、MOF衍生材料表现出了更优的电化学性能,有效提升了电极反应动力学、改善了电池循环性能。针对当前锂硫电池研究中的关键问题,对各类MOFs材料、MOF复合材料和MOF衍生材料在锂硫电池正极中应用的研究进展进行了综述,并对未来MOF基材料在锂硫电池正极中应用的发展趋势作出了展望。
长期秸秆还田与施肥对潮土酶活性和真菌群落的影响

秸秆还田对土壤肥力的提升有重要作用,然而其对于土壤真菌群落的影响及其主导因子尚不清楚。以国家土壤肥力和肥料效益长期监测站为平台,探究秸秆还田配施化肥与单施化肥条件下黄淮海平原潮土区土壤养分含量、酶活性的变化,运用Illumina高通量测序技术对土壤真菌群落结构进行调查,分析了不同施肥处理下真菌群落结构变化的主要影响因素。结果表明,两种施肥条件下土壤全氮(TN)、硝态氮(NO_3~–-N)以及速效磷(AP)均显著提高;同时秸秆还田配施化肥处理显著提高了土壤有机碳(SOC)含量,增加了45.21%。土壤过氧化物酶(POD)和纤维素酶(CL)活性在秸秆还田配施化肥条件下与对照相比分别显著增加了80.89%和60.16%。秸秆还田处理下土壤真菌群落多样性显著提高,群落组成结果显示,秸秆还田配施化肥条件下弯孢菌属(Curvularia)、篮状菌属(Talaromyces)、赤霉菌属(Gibberella)、镰刀菌属(Fusarium)、被孢霉属(Mortierella)、毛壳属(Cheatomium)以及枝顶孢属(Acremonium)真菌的相对丰度显著提高。Spearman分析发现枝顶孢属(Acremonium)、镰刀菌属(Fusarium)、曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、篮状菌属(Talaromyces)和弯孢菌属(Curvularia)真菌丰度与土壤β-葡萄糖苷酶(β-GC)活性呈显著正相关。蒙特分析显示,POD、β-GC是促进秸秆还田条件下真菌群落结构分异的主要影响因子。研究结果揭示了长期秸秆还田配施化肥条件下,真菌群落结构的变异及其影响因子,对预测黄淮海平原潮土区秸秆还田条件下农田真菌群落的演替规律具有重要意义。
原位透射电镜技术在电化学储能领域的研究进展

理解电极材料的微观电化学行为、微观结构演变和反应机理,对开发高性能电化学储能材料具有重要意义,并有望为优化高性能电化学储能器件的设计提供帮助。在透射电子显微镜(TEM)中构建微型电池,可以直接观察在电池工作状态下电极材料的形貌、成分和微观结构演变,从动力学角度理解电极材料转化和存储的过程和机制,构建电极材料微观结构-宏观性能的构效关系。综述了近年来利用原位TEM研究锂离子电池重要电极材料、锂硫电池和锂-空气电池的最新研究进展,讨论并展望了原位TEM技术在电化学储能领域的未来发展趋势。原位TEM技术对于研究理解在电池工作状态下电极材料的电化学反应行为和机理具有重要的价值,对于深入理解电池失效过程和设计高性能电池具有重要的指导意义。
草地贪夜蛾幼虫在苗期玉米田的空间分布格局及其抽样技术

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(Smith)是2019年1月新入侵我国的重要害虫,研究并明确空间格局对确定该虫田间抽样技术、调查虫情具有指导意义。本研究调查获得了玉米苗期喇叭口初期、大喇叭口期草地贪夜蛾幼虫空间分布数据,应用多个聚集指标、Iwao m* -m模型、Taylor幂法则等方法分析明确了该虫幼虫空间格局,发现苗期整体上幼虫个体群为聚集分布,喇叭口初期为聚集分布而大喇叭口期为均匀分布;苗期整体上及大喇叭口期幼虫聚集度对密度不具依赖性,而喇叭口初期幼虫聚集度对密度具依赖性;同一幼虫密度和误差条件下不同苗期抽样数量显著不同,玉米生育期越早则抽样数量越大。
基于REV尺度格子Boltzmann方法的页岩气藏渗流规律

页岩储层一般天然微裂缝发育,基质孔隙结构复杂,使得页岩气渗流过程呈现出多尺度多场耦合的特征。为了研究页岩气藏复杂的渗流规律,重构了天然微裂缝发育的页岩储层多孔介质模型,并围绕页岩气多重运移机制对广义格子Boltzmann模型进行了修正,建立了适用于模拟页岩气渗流特征的表征单元体(REV)尺度格子Boltzmann模型(LB模型),并基于天然微裂缝物性特征以及气体滑脱、吸附/解吸、表面扩散效应等渗流特征对该模型进行了敏感性参数分析。结果表明:当页岩储层天然微裂缝较发育时,微裂缝为气体在基质中流动的主要通道;其中裂缝密度是影响储层表观渗透率的主要参数,裂缝密度增大3~4倍,储层表观渗透率可增大10倍以上,而裂缝长度以及裂缝开度的影响程度均次之;努森数(Kn)是影响页岩气渗流的主要参数,随着Kn增大,克氏效应愈显著,特别当Kn >0.1时,多孔介质表观渗透率增幅显著增大;页岩储层多孔介质表观渗透率会随着吸附气量的增大而减小,特别是当储层压力较低时,该现象更为显著;气体表面扩散效应对页岩气渗流过程的影响程度大,同等条件下考虑气体表面扩散效应的储层表观渗透率较忽略该效应可提升2~5倍,但提升作用受制于储层吸附气量的多少。该研究成果为页岩气微观渗流理论研究提供了新思路,为页岩气藏高效勘探开发提供了技术支撑。
顺北油田缝内转向压裂暂堵剂评价实验

缝内暂堵压裂是开发断溶体油藏的关键技术之一,该工艺可以使新裂缝在已压出裂缝的其他位置起裂,从而大幅度提高井周弱势通道的动用程度,增加裂缝复杂度,达到增产的目的。顺北油田奥陶系油藏埋深大,缝洞特征明显,温度可达到160℃,导致普通可降解型堵剂快速失效,为此优选了一种油溶性树脂粉,开发了一种自降解颗粒。基于桥堵机理明确了粒径配比和有效暂堵厚度要求,对堵剂稳定性及高温下的降解、吸水后的膨胀情况进行了评价;通过改进的驱替装置对堵剂在裂缝中形成的暂堵隔板强度进行了评价;最后反向注入,记录解堵情况。实验结果表明:油溶性树脂粉不溶于水和酸、碱,但任何温度下都可溶于油,厚度为14cm的油溶性树脂粉暂堵隔板在不同粒径颗粒质量比为1.0∶2.0∶2.3时,可耐受10MPa的压力;A型自降解颗粒不溶于酸、碱、盐,且不溶于油,在高温油相或水相中均可自我降解,厚度为16cm的A型自降解颗粒暂堵隔板在不同粒径自降解颗粒质量比为1.0∶1.3时,可耐受10MPa的压力。该研究成果为顺北油田提供了2种暂堵压裂时使用的暂堵剂。
柴达木盆地英雄岭地区硫化氢形成机理及分布预测

近年来,柴达木盆地英雄岭地区下干柴沟组上段(E32)咸化湖相碳酸盐岩中发现了含硫化氢气藏。为了明确硫化氢的成因机理和有效预测其分布,开展了天然气地化特征分析和模拟实验。结果表明:①英雄岭中部地区硫化氢为硫酸盐热化学还原(TSR)产物,温度越高,生成量越大。烃源岩的发育、广泛分布的膏盐岩地层、较高的地温梯度及大量发育的孔隙型储层为含硫化氢气藏的形成提供了有利条件。②受晚喜山运动整体抬升影响,现今地层在历史成藏时期所经历的最高古地温更高。③E32沉积期,湖盆中心岩盐发育,油气封盖条件较好,盐下孔隙型储层的发育有利于硫化氢的富集,综合预测英雄岭中部—干柴沟一带的盐下地层为硫化氢富集区。该研究成果对含硫化氢气藏的勘探部署与生产安全均具有重要意义。
不同实验条件下稀有鮈鲫胚胎的自然受精率和孵化率

以中国本土鱼种稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)胚胎为实验生物,研究稀有鮈鲫胚胎在正常光照条件下(温度(26±1)℃,自然光照)和光照周期颠倒条件下(温度(26±1)℃,光照周期为12h(暗):12h(光))的96h自然受精率和孵化率,并在放大倍数为40倍的体视显微镜下观察稀有鮈鲫在胚胎发育过程中的形态发育时序及特征。结果表明,在光照周期颠倒和(26±1)℃条件下,9次重复试验的稀有鮈鲫胚胎自然受精率和孵化率平均值分别为92.2%和92.8%,变异系数(CV)分别为5.65%和6.21%,比正常光照和(26±1)℃条件下稀有鮈鲫胚胎的自然受精率和孵化率更高,为鱼类胚胎试验提供更高质量的胚胎。稀有鮈鲫胚胎的形态发育时序及特征满足胚胎试验观察的需求,可在特定的时间点观察特定表征。
中国药物和个人护理用品污染现状及管控对策建议

药物和个人护理用品(PPCPs)指各种香料、化妆品、遮光剂、染发剂、处方和非处方药(包括人和动物用药)等有机合成化学品的总称,应用非常广泛。化学物质的固有生物毒性决定了其在造福人类的同时也带来环境和健康风险,PPCPs已成为全球广泛关注的新型污染物。在过去的十几年内,国际社会针对PPCPs来源、环境归趋和对人类健康的风险等进行了大量的研究,我国PPCPs的生产和消费量巨大,面临的污染情势更加严峻。本文综述了国内外对PPCPs的研究进展,提出了我国应对PPCPs污染的对策建议。
ABC转运子介导果蝇杀虫剂抗药性的研究进展

ABC转运蛋白(ABC transporters,ABC)为跨膜类家族蛋白,主要靠ATP产能对大多数底物进行转运,对机体各组织、器官起解毒和防御保护作用。近年,杀虫剂抗性的产生在昆虫中越发普遍。而ABC转运蛋白参与昆虫杀虫剂的解毒,并与某些昆虫的杀虫剂抗性有关,但具体机制不清。果蝇作为一种模式昆虫和极具破坏性的果农害虫,用它来研究ABC转运蛋白介导的杀虫剂抗性等研究具有重要意义。本综述将对果蝇中的ABC转运蛋白在杀虫剂抗性中的作用和杀虫剂抗性的相关性及其在组学中的最新研究进展进行概述。
常用抗菌药物对新疆鼠疫自然疫源地鼠疫菌体外抗菌活性的研究

目的检测新疆维吾尔自治区鼠疫自然疫源地鼠疫菌株对12种常用抗生素的敏感性,包括最低抑菌浓度及MIC_(90)。方法采用琼脂稀释法测定氧氟沙星、环丙沙星、莫西沙星、复方新诺明(甲氧苄啶-磺胺甲恶唑)、硫酸卡那霉素、硫酸链霉素、头孢曲松钠、氨苄青霉素钠、氯霉素、盐酸壮观霉素、头孢呋辛钠、盐酸四环素共12种抗生素对100株鼠疫菌的最低抑菌浓度MIC_(50)和MIC_(90)。结果体外试验显示100株鼠疫菌中对氧氟沙星、环丙沙星、莫西沙星、复方新诺明、硫酸卡那霉素、硫酸链霉素、头孢曲松钠、氨苄青霉素、氯霉素、盐酸壮观霉素、头孢呋辛钠和盐酸四环素均敏感。其中头孢曲松钠、复方新诺明、环丙沙星、氧氟沙星对鼠疫菌株的MIC_(90)≤0.125 μg/ml,莫西沙星、氨苄青霉素、头孢呋辛钠、卡那霉素、氯霉素、链霉素和四环素0.25 μg/ml≤MIC_(90)≤4 μg/ml,壮观霉素MIC_(90)≥16 μg/ml。结论新疆鼠疫自然疫源地尚未发现耐药鼠疫菌株,流行株对常用抗生素敏感。主动监测耐药鼠疫菌株有助于早期发现耐药菌,为当地鼠疫的治疗用药提供依据。
双燃速无喷管助推器内弹道性能优化研究

本文建立了适用于无喷管助推器的一维非定常内弹道计算模型,并通过全因子试验设计和实测数据对比验证,掌握了关键因素对双燃速无喷管助推器性能的影响规律,可为无喷管助推器装药结构优化设计提供参数化选型支持。在此基础上,提出了一种无喷管助推器装药结构及参数选型全局最优设计方法,通过智能优化算法优化后方案的比冲提升11.8%,总冲提升1.33%,实现了在约束条件下显著提升无喷管助推器性能指标的目的。
机动发射导弹对空间平台快速支援发射窗口分析

将机动发射的导弹作为运载工具对空间作战平台进行快速支援,可极大提升空间平台的持续作战能力。实现导弹的空间快速支援,发射窗口的选择是一个关键问题。本文在对导弹快速支援发射窗口问题描述的基础上,建立了导弹机动发射的窗口模型并进行了仿真计算。结果表明,通过对发射点进行合理规划可以极大提升发射窗口质量。
生物炭对铜污染土壤的修复及水稻Cu累积的影响

为探讨生物炭对Cu污染土壤的修复效果及对水稻Cu累积的影响,以矿区周边Cu污染土壤为研究对象,设置3个梯度的生物炭添加处理(w分别为0、2.5%和5%),分别种植3种水稻(特优009、东联5号和宜优673),进行盆栽试验。结果表明,施用生物炭显著提高土壤pH和水溶性有机碳含量,水稻成熟期各处理土壤pH值和水溶性有机碳含量均低于分蘖期。生物炭显著降低土壤Cu的有效性,添加5%生物炭处理分蘖期和成熟期土壤CaCl_2提取的有效态Cu含量比对照分别降低73.78%~ 78.96%和87.61%~ 96.97%。与对照相比,添加5%生物炭处理使水稻成熟期土壤弱酸提取态Cu占比的降幅达到38.34%~ 48.72%;同时能促进稳定性较强的可氧化态Cu占比增加,增幅为34.24%~ 46.04%。Cu在水稻根系横截面中分布的分析结果表明,生物炭可抑制土壤中Cu向水稻皮层和中柱迁移,进而减少Cu向水稻地上部的迁移。随着生物炭施加量的提高,水稻根系、谷壳和糙米中Cu含量均显著降低;在3个水稻品种中,生物炭对抑制特优009水稻根系吸收Cu的作用最强。添加5%生物炭处理的特优009、东联5号和宜优673水稻糙米中Cu含量分别降低33.99%、28.39%和40.22%。
2000—2018年贵州喀斯特山区小流域综合生态风险变化及其驱动因素

喀斯特山区存在生态本底脆弱、水土流失、石漠化等环境问题,造成流域内人地矛盾突出,经济发展受到严重制约。在综合考虑喀斯特山区景观演替过程、土壤侵蚀过程和石漠化过程生态风险的基础上,构建流域综合生态风险评价模型,以贵州乌江流域内324个小流域为评价单元,评估与分析2000—2018年流域综合生态风险时空变化特征,并利用地理探测器方法探测其变化的空间驱动因素。结果表明:(1)2000—2018年流域景观格局变化显著,其中林地、草地、人工表面和湿地面积占比分别提高2.87、1.10、0.49和0.21个百分点,耕地面积占比减少4.7个百分点。(2)2000、2005、2010、2015和2018年流域综合生态风险平均值分别为0.58、0.61、0.66、0.31和0.34,流域生态风险整体呈下降趋势。高生态风险区主要集中分布在流域上、下游地区,低生态风险区分布在中游地区。(3)流域内表征人类活动因素的干扰度、人口密度空间分布和GDP空间分布的解释力比自然因素解释力大,其中干扰度因子解释力(38.00%~83.00%)最大,人为活动因素是综合生态风险动态变化的主要驱动因素。研究结果对乌江流域社会-经济-生态环境系统治理和可持续发展具有参考价值。
1992—2018年轿子山自然保护区人为活动遥感监测

利用卫星遥感技术监测自然保护区的人为活动,具有实时、高效、客观和准确的优势,通过遥感图像判读和提取人为干扰程度和时空分布格局,可及时评估和发现管护中存在的问题,以支持基层管理单位的决策和行动,对科学评估和提升自然保护区的管护成效具有重要意义。以多期Landsat和高分辨率卫星影像为数据源,提取轿子山自然保护区1992、2000和2018年包括居民用地、农业用地、交通用地、其他建设用地和旅游用地在内的人为活动信息,并利用土地利用类型转移矩阵和人为活动干扰指数,分析了人为活动时空变化格局。结果显示:(1)在不同时期保护区存在不同程度的人类干扰,干扰面积占比呈现波动变化,由1992年的1.563%增加到2000年的2.191%,后又下降到2018年的1.412%。(2)人为活动类型及干扰强度随时间动态变化,1992—2018年保护区人为活动由居民用地和农业用地为主转向新增旅游用地、交通用地和其他建设用地占比增大;人为活动干扰指数由1992年的6.64×10~(-4)增加到2000年7.90×10~(-4)及2018年的6.80×10~(-4);(3)人为活动空间格局随时间呈明显动态变化,1992—2018年核心区内仍存在少量人为活动,缓冲区人为活动有所减少,并有向实验区明显扩展的趋势。研究表明,1992、2000和2018年分别为自然保护区处于市级、省级及国家级管护下的时间点,人为活动面积整体有所减少;但人为干扰仍然较大,近年来旅游开发和农业发展是其主要驱动因素。
不同分级循环加卸载模式下岩石能量演化规律研究

为了深入分析循环加卸载过程中岩样能量演化规律,设计了3种不同的单轴循环加卸载试验,详细分析了不同分级循环加卸载模式下的总吸收能、弹性应变能、耗散能、塑性变形能等参数的演化特征及其相互关系,建立了耗散能与循环应力等级、循环加卸载次数变化的演化方程。结果表明:1)随着循环加卸载应力等级的提高,耗散能U_(se)和塑性变形能U_e呈现非线性增加的趋势;2)岩样在第3种循环加卸载模式下,整体上耗散能U_(se)和塑性变形能U_e表现出"U"形变化的规律,在第Ⅰ级和第Ⅱ级循环荷载下强化效应突出,而在第Ⅲ级和第Ⅳ级循环荷载下扰动效应突出;3)循环加卸载上限应力不变,下限应力减小时,循环荷载对岩样的损伤效应比其强化效应明显;4)循环加卸载作用下岩样的耗散能U_(se)与循环荷载应力等级、循环次数相关,可以采用非线性曲面较好的拟合,这为采用耗散能U_(se)来定量分析循环加卸载过程中岩样的损伤奠定了较好的基础。
液氮冷加载对围压煤体结构损伤的影响规律研究

采用损伤孔隙裂隙结构的方法可以提高煤体的渗透性。利用液氮冷加载实验,研究煤样孔隙裂隙结构损伤后的物理力学性质变化规律。通过卸载后煤样表面裂隙宽度、整体孔隙量的变化值,研究煤样结构损伤的物理性质,运用单轴抗压强度研究煤样结构损伤的力学性质,进而揭示液氮冷加载对煤样结构损伤的作用机理。结果表明:1)随着煤样围压的增加,煤样结构损伤程度逐渐加剧,12~13 MPa围压使煤样发生破碎;2)在注液氮条件下,冷加载加速了围压煤样结构的损伤,10~11 MPa围压下煤样发生破碎;3)煤样裂隙结构开裂方向与层理方向垂直,随着围压的增加,煤样单轴抗压强度逐渐降低,力学性能劣化。注液氮引起的温度应力可以加速煤体结构损伤,对煤体改性增透和预防冲击地压灾害提供了新的方法。
基于CT扫描的煤岩非均质特征及其重建模型数值分析

为研究矿物结构在空间内的几何形态、尺寸和分布对煤岩的宏观力学行为及变形破坏特征的影响,利用CT扫描和三维重建技术建立煤岩矿物结构的三维可视化模型,统计分析不同等效直径范围内矿物结构特征,在此基础上构建包含4种不同等效直径矿物结构的非均质数值模型,并对其进行单轴压缩模拟分析。研究结果表明:粒径较小的矿物结构数量多,在空间分布均匀,复杂程度低;而粒径较大的矿物结构数量少,空间分布集中,复杂程度高。模拟结果显示矿物含量越多,空间分布越复杂,煤岩峰值强度越大;当矿物含量接近时[L1],矿物结构空间分布对峰后软化段的影响更大;位于矿物所在的区域出现明显应力集中,且应力集中区域与矿物的分布区域大小相关;对于塑性区域分布的影响,粒径大的矿物结构相比粒径小的更加明显。
基于时滞非线性MGM模型的崩落法开采冒落高度预测研究

崩落法开采引起的围岩冒落是一个复杂的过程,具有明显的时空属性。以夏甸金矿崩落法开采为工程背景首先基于时滞非线性MGM模型理论,建立了夏甸金矿崩落法开采围岩冒落高度预测模型,并确定了相关参数,计算结果显示,2015年崩落法开采结束后,围岩冒落带最高点为-241 m,距离地表约364 m。然后采用相似材料模拟的方法,对开采过程中围岩冒落演变过程进行了模拟,结果表明,围岩冒落呈现拱形上向冒落,随着覆盖层的不断增加流动,上盘断层大规模垮落后成为下分段矿体回采的覆盖层,反过来抑制了两侧围岩的冒落,冒落带最终形态呈现"头大尾小"的形态,冒落最高点为-246 m,最高点距地表372 m,与时滞非线性MGM模型计算结果基本相同,验证了该方法的可行性。本文为崩落法开采围岩冒落高度的预测提供了一种新的手段,对崩落法开采的围岩冒落规律研究及地表稳定性控制具有一定的理论和应用价值。
采动巷道煤帮变形破坏规律与控制技术

针对采动巷道帮部围岩变形破坏剧烈、支护维护困难、扩帮施工工艺复杂等问题,以刘家梁矿复合顶板采动巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验等综合研究方法,监测获取采动巷帮变形破坏规律,分析采动巷道围岩周边应力环境特征及其作用下的变形破坏形态。研究结果表明:工作面回采过程中,采动巷道区域出现支承压力集中程度增大的同时,围岩周边主应力的方向也随之偏转,导致巷帮出现较大的塑性破坏深度且最大巷帮破坏深度偏向于巷帮中部,引发普通支护强度无法有效控制的巷帮围岩大变形,造成支护体损坏;采用高延伸性、可持续提供支护力、围岩变形过程中不破断的支护材料是此类围岩控制的有效途径。据此研发适用于大变形巷帮围岩控制的高延伸性组合锚杆,该锚杆杆体延伸率超过20%,具有较高的尾部抗剪能力,并可在扩帮施工后继续使用,现场应用效果良好。
长期咸水灌溉对棉田土壤水稳性团聚体的影响

【目的】探明不同矿化度咸水长期灌溉对棉田土壤水稳性团聚体的影响。【方法】基于10 a咸水定位灌溉试验,设置6组灌水矿化度水平:1 g/L(CK)、2 g/L(T1)、4 g/L(T2)、6 g/L(T3)、8 g/L(T4)、10 g/L(T5),分析了各处理棉田0~30 cm土层土壤盐分质量分数(S)以及>0.25 mm水稳性团聚体含量(R0.25)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D)。【结果】土壤盐分随灌溉水矿化度的增加而增大,棉花生长前期土壤盐分随土层深度的增加呈降低趋势;生长后期各土层土壤盐分整体降低,且随土层变化的趋势与前期相反。>0.25 mm水稳性团聚体量、MWD及GMD均表现为随灌水矿化度的增加而减小的趋势,而D则随灌水矿化度的增加呈增大的趋势。经过生育期降雨淋盐、土壤自然沉降等作用,棉田土壤水稳性团聚体得到恢复,棉花生长后期大团聚体数量、 MWD、GMD较前期均有所回升,D有所下降,以10~20 cm土层恢复效果最为显著。与CK相比,T1、T2、T3处理棉田不同时期不同土层的水稳性团聚体指标差异均不显著。【结论】<6 g/L的咸水灌溉棉田土壤积盐较少,对土壤水稳性团聚体破坏程度较小。
微咸水灌溉下砂层级配及覆砂厚度对土壤水盐运移的影响

【目的】探究砂层级配及厚度对微咸水灌溉条件下土壤水盐运移过程的影响机理。【方法】通过土柱模拟试验,研究了微咸水灌溉条件下砂层粗、中及细级配及覆砂厚度为0、5、10、15 cm对土壤水分和盐分运移规律及动态分布的影响。【结果】相同覆砂厚度条件下,砂层级配对土壤水盐分布的影响较小,但中级配(砂层加权直径为5.0 cm)保水效果小于粗级配(砂层加权直径为6.0 cm)及细级配(砂层加权直径为4.5 cm)处理;与不覆砂相比,无论覆砂厚度大或小均能大幅度保蓄土壤水分,抑制土壤盐分表聚;在灌水量相同条件下,覆砂厚度超过10 cm会影响入渗水分的再分布过程。【结论】砂层级配对土壤水盐分布的影响不如砂层厚度大,覆砂即使5 cm也能保蓄较多的水分,抑制表层盐分累积。
黏土矿物与磷肥复配对潮土中镉钝化效果及麦苗Cd吸收的影响

【目的】探究不同黏土矿物及其与磷肥复配对潮土镉(Cd)钝化和小麦苗期Cd吸收的影响,为我国北方地区弱碱性土壤小麦Cd污染治理提供参考。【方法】采用室内盆栽试验,以不添加钝化材料为对照(CK),研究了海泡石、凹凸棒土、膨润土1%和2%添加量以及与0.04%磷酸二氢钾复配对土壤pH值、土壤有效态Cd、苗期小麦生长及Cd吸收的影响。【结果】不同处理均能提高土壤pH值,显著降低土壤有效Cd量,降幅为5.84%~17.53%,同时促进苗期小麦生长,显著降低苗期小麦植株对Cd的积累,使地上部、根部Cd量分别下降40.66%~63.35%和18.49%~38.83%。3种黏土矿物降镉水平存在一定差异,表现为海泡石>凹凸棒土>膨润土,与磷肥复配可进一步增强其钝化Cd效果。【结论】对于北方Cd污染潮土,1%海泡石+0.04%磷酸二氢钾复配对土壤酸碱环境影响较小,且钝化Cd效果显著,可作为一种有效的原位钝化修复措施。
灌水量对冬小麦农田土壤N_2O与CO_2排放的影响

【目的】研究不同灌水量下冬小麦农田土壤N_2O和CO_2的排放特征及影响因子,为制定科学的农田灌溉策略和温室气体减排方案提供理论依据。【方法】选择河北省晋州市长期玉米-小麦轮作农田土壤作为研究对象,设置CK(89.96 mm)、T1(80.96 mm)、T2(71.97 mm)、T3(62.97 mm)、T4(53.98 mm)、T5(44.98 mm)6种灌溉水量处理,采用静态暗箱-气相色谱法采集和分析了冬小麦全生育期内土壤N_2O和CO_2的排放通量。【结果】①灌水量的减少降低了土壤N_2O和CO_2的排放通量,与CK相比,T1—T5处理土壤N_2O累积排放量分别减少24.99%(P=0.18)、 10.89%(P=0.53)、39.14%(P=0.06)、48.99%(P<0.05)和56.11%(P<0.05);土壤CO_2累积排放量分别减少5.47%、 4.75%、9.65%、7.52%和12.33%,但均未达到显著水平(P>0.05);②N_2O排放通量与0~10、10~20 cm土壤孔隙度含水率(WFPS)和0~5 cm土壤温度正相关,CO_2排放通量与0~10 cm土壤WFPS和0~5 cm土壤温度正相关,与10~20 cm土壤WFPS负相关。③与CK相比T1—T5处理,土壤N_2O和CO_2的综合排放温室效应减少了5.70%~19.08%, T3处理小麦产量最高。【结论】综合考虑气体排放和小麦产量,T3处理对应的灌水量是兼顾节水、作物产量和温室气体减排的推荐灌溉水量。
生物质炭施用对不同深度稻田土壤有机碳矿化的影响

本文旨在揭示生物质炭施用下不同深度稻田土壤有机碳矿化特征的变化,为提高稻田土壤生物质炭施用下的固碳效应提供参考。以太湖地区施用生物质炭2 a后的水稻土为研究对象,采集了7个不同土壤深度的土壤样品,通过室内培养试验,分析了生物质炭施用下不同深度土壤有机碳分布及矿化特征。结果表明,生物质炭仅显著增加了表层(0~10 cm)土壤总有机碳含量,而对深层土壤无显著影响。然而,与对照相比,施用生物质炭显著降低了土壤0~40 cm有机碳矿化强度,0~10、10~20、20~30、30~ 40 cm土层的降幅分别为23.74%、37.57%、37.62%和15.95%,并降低了10~40 cm土层的微生物生物量碳和0~40 cm土层微生物代谢熵,同时表层(0~10 cm)土壤微生物生物量碳显著增加11.3%,而以上各指标在40 cm以下土层未因生物质炭添加而产生显著变化。因此,生物质炭在2 a尺度上提高了稻田土壤0~40 cm有机碳的稳定性,有助于增加深层土壤固碳潜力。
不同处理梯度污水对细菌群落和酶活性的影响

为寻求适合农村生活污水资源化利用的污水处理梯度,采用室内盆栽试验,设计生活污水原水、厌氧出水、接触氧化出水和尾水等4种污水处理梯度对茭白和水稻进行灌溉,研究不同处理梯度的生活污水对土壤细菌群落结构和酶活性的影响。结果表明:不同处理梯度的污水灌溉对土壤细菌群落多样性影响不显著,减少施肥有利于细菌群落多样性的增加;污水灌溉对土壤细菌门水平上的优势种影响较大,污水处理梯度与变形菌门具有正相关关系,与对照(清水)相比,土壤中放线菌门相对丰度提高16.74%~95.90%,酸杆菌门相对丰度降低9.57%~47.38%;污水灌溉对碱性磷酸酶和蔗糖酶活性具有促进作用,提高率为11.67%~ 55.60%和11.36%~156.66%;不施肥土壤中脲酶活性提高10.45%~25.88%,施肥土壤中接触氧化出水使脲酶活性降低25.84%,其他处理对施肥土壤脲酶活性无显著影响;在同一灌溉条件下,减少施肥有利于土壤酶活性提高。研究表明,肥料对土壤细菌群落结构和酶活性具有显著影响,不同处理梯度污水对土壤细菌多样性无显著性影响,但显著影响了土壤酶活性和细菌在门水平优势种的相对丰度。
玉米/大豆间作的镉累积规律初探

为探索镉污染农田高效种植结构调整模式,通过在镉污染严格管控区农田(土壤全镉含量1.98 mg·kg~(-1))开展不同镉积累特性的玉米和大豆间作试验,系统研究了单作和间作下玉米和大豆的镉吸收积累规律。结果表明,随着生育进程推进,玉米秸秆镉含量呈总体降低的变化趋势,大豆秸秆镉含量呈逐渐升高再降低的趋势,玉米苗期秸秆镉含量最高,而大豆鼓粒期秸秆镉含量最高;大豆成熟期籽粒镉含量高于鼓粒期,玉米灌浆期籽粒镉含量高于成熟期;间作降低了成熟期镉低积累玉米籽粒镉含量,提高了镉高积累玉米籽粒镉含量,间作模式下镉高积累和低积累玉米品种籽粒镉含量平均值分别为0.139 mg·kg~(-1)和0.003 mg·kg~(-1),分别较单作降低了-14.88%和88.46%;秸秆和籽粒的富集系数大豆分别为2.567~3.329和0.667~0.764,玉米分别为0.729~3.339和0.001~0.079,间作玉米秸秆富集系数较单作增加0.15%~46.22%,低镉积累玉米籽粒富集系数较单作降低84.62%~92.31%;间作处理土地当量比为1.46~1.77。因此,间作大豆可以保证低镉积累玉米籽粒在镉污染土壤的安全生产,为土地合理利用提供有效的参考途径。