mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
动静载作用下煤的动力学特性试验研究

为了揭示冲击倾向性煤岩动力破坏过程的载荷响应规律,分别采用声发射系统,霍普金森杆试验装置,研究了不同冲击倾向度、不同动静载组合作用下煤样动力破坏特性.研究结果表明:积聚弹性能的不同,不同冲击倾向度煤样动力破坏过程、形式则不同;强冲击倾向性煤样声发射事件主要集中分布在煤样的中轴线位置,煤样最终以劈裂破坏为主;弱冲击倾向性煤样声发射事件均匀分布在煤样内部,煤样以劈裂和局部剪切破坏为主;无冲击倾向性煤样声发射事件零散分布在煤样中部,煤样发生整体性破坏.静载荷不变的条件下,试件动力学参量随动载荷的增大呈增强趋势,随着动载荷增大,试件达到极限失稳所经历的时间变短;加载动载荷固定不变时,试件动力稳定性、达到极限动力失稳经历时间分别与加载静载荷成正相关关系,但存在临界值,即当加载静载荷值达到煤样强度极限50%时,对试件动力破坏起到加速作用.研究结果为煤矿现场冲击地压发生机理分析提供基础规律指导.
冲击地压的不稳定能量触发机制研究

为从能量角度揭示冲击地压产生机制,通过理论分析和现场实测微震活动与冲击地压之间的时空内在联系,研究了冲击地压的不稳定能量触发机制,得出了动力灾变的能量触发条件,提出了冲击地压的预测和预防思路.研究表明:当煤岩体具备压制能力高于临界值RE_0的不稳定能量积累机制,且已经积累了超过生成突发性灾害所需要的不稳定能量E_0;同时又产生了强度大于DI_0的初始启动扰动,即:RE>RE_0,E>E_0,DI>DI_0时,会发生冲击地压灾害;累积能量密度云图可以直观地找出冲击地压成核区及其之后能量密度云的演变规律,提前圈定冲击地压潜在危险区.预测冲击地压灾害需要找到确实能代表引起这种突发性灾害的初始启动扰动DI和当时所积累的不稳定能量E的监测指标;预防冲击地压灾害,需要使不稳定能量E小于临界值E_0,或使初始启动扰动DI小于临界值DI_0.
综放覆岩破断诱发冲击地压的防治方法与实践

综合采用调研、理论分析、工程实践等方法,研究了综放开采的覆岩运动特征、矿震扰动特征、冲击防治方法,推导了覆岩破断能量释放特征,给出了预裂断顶步距的确定依据.结果表明:综放开采的覆岩运动特征使其产生较分层开采更加强烈的矿震动载扰动,是冲击地压的重要诱发因素之一,通过合理预裂断顶来弱化矿震扰动是有效的冲击地压防治方法.研究成果在现场得以应用,显著减少了高能量矿震,并避免了冲击的发生,效果良好.
重复采动条件下坚硬顶板力学试验研究

基于能反映岩体非线性破坏的Hoek-Brown准则对重复采动上覆坚硬顶板力学特性进行研究.利用MTS 815岩石伺服试验系统对不同损伤状态的坚硬顶板岩样进行加载试验,分析了坚硬顶板在不同损伤程度下的强度与围压的函数关系;得到了不同损伤程度下的m,s值并建立了以m,s的降低率η_m,η_s表征坚硬顶板损伤程度的参量,最后对现场顶板宏观破坏特征进行统计.结果表明:损伤岩样的强度与围压多数呈二次函数关系;重复采动造成m,s均呈不同程度降低,但η_m,η_s均呈增大趋势且η_m>η_s;覆岩裂隙带钻孔漏失量明显增大,裂隙带空间分布形态发生显著变化.
断层对U型钢支架承载性能影响规律研究

为了分析断层对U型钢支架承载性能的影响规律,基于断层参数和支架偏载对其承载能力的作用,以顾北煤矿北一(6-2)上山采区6煤底板专用回风巷为工程实例,采用现场调研、数值计算与工业性试验方法,研究了断层法距、倾角和位置对支架载荷的影响以及偏载支架的承载能力.结果表明:随法距增大,支架上最大弯矩先后在左肩角、左帮出现,之后在两帮出现,并在巷道与断层法距5 m时取得最大值3.664 MN·m;断层倾角为45°和60°时,支架弯矩分别取得最小和最大值;断层位于巷道顶板时支架弯矩取得最小值0.193 MN·m,断层越靠近底板对支架承载越为不利,支架顶梁与棚腿相比受断层位置变化影响较小;支架抗顶压能力较强,拱顶偏载荷载与均布荷载比值为1.0~2.0时有利于整体承载,肩部偏载对支架最为不利;拱顶偏载较小时,锁棚锚杆(索)的增加反而降低架棚承载能力.
不同煤岩组合体力学特性差异及冲击倾向性分析

利用MTS 815试验机分别对钱家营煤矿的岩-煤、煤-岩、岩-煤-岩试样进行单轴压缩试验,分析不同组合方式下试样的强度及变形破坏特征差异,探讨了不同组合方式对冲击倾向性的影响及煤岩的相互作用.结果表明:煤岩组合体的破坏强度及弹性模量比单体煤样均有一定程度的提高,其中岩-煤-岩组合体的破坏强度及弹性模量最大,岩-煤、煤-岩组合体依次降低.岩-煤-岩及煤-岩组合体峰值环向应变比煤单体大,而与岩-煤组合体相差较小.通过对组合体中同尺寸的煤样单体进行单轴压缩试验,发现煤样单体的强度均比相对应的煤岩组合体强度低;煤岩组合体的强度与煤样单体相比提高幅度较小,与岩样单体相比降低幅度较大,因此组合体强度受煤的影响较大.峰前积蓄能量及峰后耗散能量与单轴抗压强度基本呈正比关系,煤、岩-煤、煤-岩及岩-煤-岩依次增大;与煤样单体相比,组合体的冲击能量指数增大,煤岩组合体提高了煤的冲击倾向性,因此需对冲击地压矿井的煤岩组合体进行冲击倾向性鉴定,来预测及防止冲击地压的发生.试验结果对钱家营矿煤炭开采设计及冲击地压防范提供一定的理论研究.
我国绿色煤炭资源量概念、模型及预测

基于我国煤炭资源赋存特征和面临的挑战,提出了绿色煤炭资源和绿色煤炭资源指数的概念.在煤矿安全、技术、经济、环境的四重效应约束条件下,建立了包括资源安全度、资源赋存度、生态恢复度、市场竞争度等4个方面和16个二级指标在内的绿色煤炭资源量评价体系,系统分析了我国五大区绿色煤炭资源量的分布.通过情景分析方法,对我国2020年、2030年和2050年的绿色煤炭资源量进行了分析预测.结果表明:绿色煤炭资源未来的存量并不富裕,绿色煤炭资源量的合理规划与开发是煤炭行业有序发展的必然趋势.最后对基础研究及关键技术与装备研发、绿色煤炭资源精准开采国家级研发平台、绿色煤炭资源开发复合型人才和煤炭高效回收及精准开釆的政策方面提出战略性建议.
动静载叠加诱发煤岩瓦斯动力灾害原理及防治技术

基于煤岩瓦斯动力灾害严重影响到煤矿安全生产,提出了动静载叠加诱发高静载、强动载和低临界应力3种类型动力灾害原理;建立煤矿开采静载、矿震动载和瓦斯压力的表达式.总结了含瓦斯煤岩动力灾害监测预警及防治理论与技术,包括冲击矿压监测方面的分区分级监测预警、微震监测法、电磁辐射、弹性波CT和震动波CT等,煤与瓦斯突出监测方面的钻孔瓦斯涌出初速度法、R指标法和电磁辐射法等,以及灾害治理方面的强度弱化减冲原理及手段、巷道围岩控制的强弱强结构效应及围岩动静载的支护体系、区域及局部防突技术.煤岩瓦斯动力灾害未来研究方向主要是:1)将动静载叠加原理进一步定量化表示;2)构建适用于煤岩瓦斯复合型灾害的监测预警指标体系;3)将冲击矿压和煤与瓦斯突出的防治措施有机的结合起来.
OVT域方位各向异性技术在中非花岗岩裂缝预测中的应用研究

裂缝预测是花岗岩潜山油藏勘探开发攻关的难题之一。为此,从花岗岩裂缝地质特征出发,优选敏感偏移距及方位角OVT道集,利用纵波方位各向异性技术预测花岗岩裂缝发育强度及走向;同时结合FMI测井、试油等数据得到具有实际地质意义的裂缝发育强度及走向结果。以中非花岗岩潜山裂缝储层为例,预测出的花岗岩裂缝发育特征与研究区构造地质特征吻合,单井预测走向与FMI测井一致,裂缝强度与试油产液量一致,验证了方位各向异性井震联合花岗岩裂缝预测方法的可靠性,并且使得裂缝预测精度得到很大提高。
基于动态扩散的煤层多场耦合模型建立及应用

为研究瓦斯抽采过程中煤层瓦斯流场演化规律,本文基于双重孔隙介质的假设,建立了应力场、渗流场和扩散场多场耦合模型,引入了动态扩散系数,使模拟结果更接近实际情况.结果表明:随着测点与钻孔距离的减小,煤层渗透率先减小后增大;瓦斯扩散系数的衰减系数λ在抽采初期对渗透率空间分布影响不显著,后期随着扩散系数的快速衰减,渗透率空间分布差异变大.当λ≤1×10~(-7)时,渗透率随时间先降低后升高;当λ≥2×10~(-7)时,随时间的增加,渗透率由先降低,再升高,然后再降低的变化趋势转为一直降低.衰减系数越大,裂隙内瓦斯压力衰减越快,基质孔隙压力衰减越慢.采用裂隙压力测得的有效抽采半径随时间增长越来越快,而采用基质孔隙压力测得的有效半径随时间增长逐渐趋于平缓,说明基质孔隙压力是确定钻孔有效抽采半径的合理指标.
深部条带开采高位关键层离层区周边冲击危险性研究

近年来深部条带开采矿井发生了多起冲击地压事故.事故数据表明,在具有高位关键层的深部条带开采矿井,冲击事件分布具有一定的规律:冲击集中发生在已开采区域周边位置.通过建立关键层离层力学模型,分析了关键层极限跨度与采场尺寸的关系和关键层挠度与关键层下方煤柱压缩量的关系,探讨了高位关键层离层形成条件和离层对周边区域应力分布的影响规律,揭示了深部条带开采关键层离层区周边冲击地压发生机理.研究表明:条带煤柱在两侧采空区传递应力作用下被压缩,导致关键层离层形成应力传递结构.该结构将关键层上方岩层的载荷传递到离层区周边区域,使周边区域应力集中程度明显增加,从而导致该区域冲击地压频繁发生.关键层离层区周边冲击危险性与关键层离层跨度和关键层上方岩层厚度成正相关.研究成果对于类似条件下冲击地压防治具有指导意义.
基于FFT-MA模拟与VFQA算法的纵波模量弹性阻抗随机反演方法

弹性阻抗反演采用快速叠前角度部分叠加道集,较好地反映地层岩性和流体特征,具有较强的抗噪能力。基于随机反演理论,将快速傅里叶变换滑动平均模拟(Fast Fourier Transform-Moving Average,FFT-MA)与改进后的非常快速的量子退火算法(Very Fast Quantum Annealing,VFQA)相结合,提出了基于FFT-MA模拟和VFQA优化算法的弹性阻抗随机反演方法并用其估算纵波模量。利用FFT-MA模拟获得反演参数的先验信息,采用地震记录和正演关系构建似然函数,并构建弹性阻抗平滑约束,提高了反演结果的精度及可靠性。模型测试与实际数据应用结果表明,该反演方法能够有效获得纵波模量参数,且有较高的分辨率和计算效率。
无煤柱自成巷空区矸体垮落的切顶效应试验研究

为了研究预裂切顶对空区矸体垮落的影响,以柠条塔煤矿厚煤层切顶成巷为工程背景,进行了现场工程试验.根据矸体垮落特征,建立了以基本顶结构断裂步距、顶板岩层垮落滞后性、矸体尺寸、碎石帮充填率及矸体碎胀稳定性为判析参量的表征体系,探究了空区矸体垮落对切顶效果的响应规律,认为提高切顶强度有利于增大来压步距、提高碎石帮充填率、减小矸体稳定距离;增强切顶效果可减小采空区顶板与巷道顶板间的层内黏聚力,加快顶板垮落速度和减小矸块尺寸;增加切顶高度可增大来压步距、提高碎石帮充填率、减小垮落滞后空间和稳定距离.研究结果表明:单孔装药量由1.2 kg增加至1.6 kg后,平均来压步距增大了约3 m,碎石帮充填率增加了约5% ,空区矸体稳定距离减小了约20 m;当装药量继续增大至2.8 kg后,来压步距再次增加了约30% ,碎石帮充填率增加了约4% ,空区矸体稳定距离减小了约9 m.此外,采空区矸体垮落具有明显的切顶高度效应,当切顶高度由7.5 m增加至设计高度9.0 m后,平均来压步距增加了约2.3 m,碎石帮充填率增加了约3.35% ,空区矸体稳定距离减小了约23% ,但继续增加切顶高度,各参量变化不再明显.
地震数据重建的谱投影梯度算法中的参数选取

地震数据不规则采样会导致在后续处理工作中引入人为误差、噪声及空间假频等。为此基于Jitter下采样、随机下采样和傅里叶变换,通过L1范数谱投影梯度(SPGL1)算法对不规则下采样地震数据进行重建,并探讨了该算法中的参数选取问题。在重建过程中选取不同的噪声水平σ值和迭代次数,比较不同参数下的重建结果。数值试验结果表明,SPGL1算法能获得较好的重建结果,不同的参数对重建效果影响较大,当σ值较小、迭代次数适中时,重建数据的信噪比高且计算时间较短。
无固定连接式压缩机基础的动力特性及数值优化

合理设计天然气压缩机的地基基础可以减轻压缩机的振动影响,对保证压缩机的稳定运行和天然气的正常输送都具有重要的作用.为此,首先依托实际工程,通过现场试验对无固定连接式压缩机基础在动力作用下的特性进行了研究 ;然后利用ANSYS 15.0建立了无固定连接式压缩机基础的有限元模型并进行验证 ;最后通过该模型对地基承载力及垫层厚度进行了数值优化.研究结果表明 :①机组底橇与基础之间的砂石垫层具有良好的减振效果,其动力作用的影响随深度的增加而减弱 ;②利用有限元模型对无固定连接式压缩机基础进行数值模拟计算的压缩机位移响应及应力响应与原位动力测试及现场压力测试数据吻合较好,说明所建立的模型较为合理 ;③在压缩机激振频率为7.3 Hz的条件下,地基承载力为80 kPa时基础自振频率最小(5.0 Hz),地基承载力为100 kPa时基础自竖向位移最小(0.092 mm),优化后的地基承载力为120 kPa ;④机组自振频率随垫层厚度的增加而呈现出先增后减再增的变化特征,垫层厚度为200 mm和400 mm时的自振频率均为6.3 Hz,为保证垫层的减振效果,建议垫层厚度取值为400 mm.
考虑流固耦合的双弯头压裂管汇的振动特性

高压压裂过程中,压裂车与交流管汇相连接的弯头极易因管汇的剧烈振动发生疲劳损坏,降低了弯头的使用寿命.为此,基于流固耦合理论,推导了高压弯管的运动方程,对弯头在波动流作用下的流体力学模型和固体运动模型引入摩擦耦合因素,并运用ANSYS Workbench软件进行仿真计算,分析了双弯头的连接角度、弯管的壁厚、曲率半径等参数对弯管固有频率的影响,通过现场实测数据对仿真计算结果进行了验证.结果表明 :①双弯头连接角度对固有频率影响较大 ;②双弯头固有频率随着弯头内径的增大近似线性增大,随着弯头曲率半径的增大而减小.结论认为,①双弯管连接角度介于75°~ 105°更有利于减小管汇的振动强度,弯管的振动强度最大可减小约30% ;②在流固耦合的作用下,双弯头弯管的固有频率随弯管内径的增长呈近似线性增长的关系,压裂现场压力为60 MPa左右时应选取内径为O101.4 mm(4 in)的压裂管线 ;③在压裂现场激振频率不高的情况下,弯管内径为70 mm时,弯管的曲率半径应该尽量控制在160 mm左右.
四川盆地中二叠统茅口组天然气大面积成藏的地质条件

近年来在四川盆地西北部(川西北)、中部(川中)等地区中二叠统茅口组钻获了一批高产气井,展现出该层系良好的天然气勘探前景,但其能否成为该盆地天然气规模勘探的重要层系,还取决于是否具备天然气大面积成藏的地质条件.为回答上述疑问,从烃源条件、颗粒滩分布、风化壳型岩溶储层分布及成因等3个方面开展了研究.结果表明:①茅口组缓坡颗粒滩体在广元—广安—重庆以西地区大面积分布,为储层形成奠定了地质基础 ;②全球海平面下降导致的区域性侵蚀面有利于大面积岩溶型储层的形成 ;③下志留统龙马溪组、茅一段—茅二c层及上二叠统龙潭组等3套主力烃源岩与茅口组风化壳岩溶储层构成“三明治式”源—储成藏组合,是天然气大面积成藏的关键.进而分析了茅口组天然气的富集条件,提出了有利勘探方向与目标.结论认为 :①该盆地茅口组具备大面积天然气成藏的地质条件 ;②侵蚀微古地貌及后期走滑断裂改造控制了该区大型缝洞体的分布,颗粒滩—风化壳岩溶—走滑断裂“三位一体”控制了该区天然气富集高产的有利区带 ;③川中高石梯—磨溪地区走滑断裂发育,茅口组天然气成藏条件良好,是天然气规模勘探的有利地区.
深层复杂地质构造带地震勘探关键技术——以四川盆地龙门山断褶带北段为例

四川盆地西北部地区处于龙门山断褶带北段,地表地势变化剧烈、地腹断层发育、地震资料品质差、构造落实难 ;主要目的层——中二叠统栖霞组埋藏深、储层薄、非均质性强、地震预测难度大.为此,通过开展地震采集、处理、解释联合攻关,形成了适合地面、地下双复杂构造的地震勘探配套技术:①通过表层结构调查、动态井深岩性识别、单点检波器埋置工具及工艺优化激发接收参数,采用高覆盖、宽方位、大偏移距观测系统,提高地震资料采集品质 ;②形成以微测井约束层析静校正、保真保幅高分辨率处理、全方位角度域叠前深度偏移为主的复杂构造带地震成像技术,提高地震资料深层成像质量 ;③利用高精度重磁电资料提取地质结构、断裂等信息,结合地震资料精细解释,落实构造细节和断裂特征 ;④基于模型正演和单井储层地震精细标定,优选属性预测储层分布.运用上述配套技术,新发现川西北部地区1 223 km~2大型构造—岩性复合圈闭,双鱼石—江油地区整体处于构造高带,双鱼石以南地区栖霞组台缘带白云岩储层连片发育.结论认为,该配套技术较好地解决了该区复杂构造带圈闭落实和薄储层预测等难题,明确了勘探方向,为井位部署提供了技术支撑,加快了深层海相碳酸盐岩气藏勘探开发示范工程的建设步伐.
四川盆地中二叠统天然气地质特征与勘探方向

四川盆地中二叠统天然气资源探明程度低,勘探潜力巨大.为加快勘探进程,在分析该盆地中二叠统天然气沉积特征、储层特征的基础上,开展了烃源供给、储层与圈闭类型、保存条件、构造与成藏期次以及成藏模式等方面的研究,探究了该盆地中二叠统天然气富集的主控因素并明确了下一步的勘探方向.研究结果表明 :①四川盆地中二叠统天然气成藏具多层系供烃、多类型储层、多类型圈闭、多期成藏和多类型成藏模式等特点 ;②烃源岩以二叠系自身为主,其次为下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组,中二叠统生气中心位于该盆地西北部和中部—川南地区,生气强度介于26×10~8 ~ 44×10~8 m~3 /km~2 ,具备形成大中型气田的物质基础 ;③中二叠统发育白云岩和岩溶缝洞灰岩两类储层,前者主要分布在颗粒滩中或基底断裂附近,后者广泛分布于茅口组中上部 ; ④优质烃源岩、储层的白云石化和表生岩溶作用控制了大中型气田的分布 ;⑤印支期古隆起是油气聚集的有利指向区,喜马拉雅期是油气调整的关键时期.结论认为:①中二叠统栖霞组台缘滩最有利勘探区为川西北广元—江油及都江堰一带,其次为川西南台缘带,台内滩有利勘探区则主要分布在川中高石梯—磨溪地区和蜀南地区 ;②中二叠统茅口组最有利勘探区为泸州—内江地区,其次为双鱼石—南充、卧龙河—石柱、高石梯—磨溪、达州—开江、九龙山等地区.
苏北地区丹顶鹤越冬种群数量及栖息地分布动态变化

利用资料追踪和历史时期土地利用变化数据深入研究了有资料记载以来苏北地区丹顶鹤越冬种群数量变化与栖息地分布的时空响应。结果显示,20世纪80年代之初,丹顶鹤越冬种群广泛分布于苏北地区,尤其是长江中下游的内陆湖泊、沼泽及江苏沿海滩涂湿地;20世纪90年代之后丹顶鹤分布区域逐渐向沿海滩涂湿地转移,主要分布于盐城市的射阳县境内;进入21世纪,丹顶鹤分布区域集中于盐城国家级珍禽保护区核心区。与此同时,丹顶鹤越冬种群数量也经历了十分明显的变化过程,与20世纪90年代相比,数量减少50%以上。丹顶鹤越冬种群数量及栖息地分布变化与栖息地分布点周围的土地利用方式及人为干扰有关,栖息地面积丧失和景观破碎化是丹顶鹤越冬种群数量减少的主要原因。
不同人为干扰措施对天然次生灌丛土壤肥力及蓄水能力的影响

亚热带常绿阔叶林遭反复干扰后退化形成的天然次生灌丛在未管护模式下难以恢复为乔木林。在浙江省临安市选择典型天然次生灌丛,以强度人为干扰为对照、分别进行保护性干扰和适度人为干扰,探讨灌丛土壤蓄水能力和肥力质量的响应。4年试验结果表明:与强度人为干扰相比,保护性干扰和适度人为干扰后的土壤总贮水量、吸持贮水量和滞留贮水量分别提高了12.41%、5.33%、17.37%和29.13%、33.23%和26.24%;最大持水量、毛管持水量和最小持水量分别提高了23.35%、9.51%、17.55%和48.63%、56.08和71.05%;与强度人为干扰相比,保护性干扰和适度人为干扰的综合肥力分别提高了1.9%和38.5%,其中保护性干扰的水解氮、有机碳和有机质含量提高了12.11%、38.91%和38.94%,适度人为干扰的水解氮、有效磷、有机碳和有机质含量提高了61.97%、90.57%、130%和130.04%,保护性干扰和适度人为干扰的土壤综合评价指数分别提高了15.43%和58.94%。研究表明,与保护性干扰相比,适度人为干扰在土壤的蓄水保水、肥力和固碳增汇等方面更能达到预期的目标。在有条件经营的情况下,可以选择适度人为干扰措施对天然次生灌丛进行管理从而达到加快土壤恢复的目的。
华北地区2001—2014年植被变化对SPEI气象干旱指数多尺度的响应

近年降水量的减少以及全球气候变暖的影响导致我国华北区域干旱程度加剧,影响植被生长状况,使得区域生态环境恶化。基于华北地区2001—2014年的TRMM及MODIS数据,以归一化植被指数NDVI、净初级生产力NPP、植被状态指数VCI作为植被状况表征指数,以标准化降水蒸散指数SPEI作为气象干旱表征指数,对华北地区近年的气象干旱及植被状况时空变化进行评价,并分析植被对干旱的多尺度响应。结果表明:(1)华北地区干旱在西南部地区呈明显加重趋势,东北部地区干旱状况有所好转;针对不同时间尺度的SPEI表示干旱的变化趋势,得出月份尺度干旱呈现干湿交替特征,选取SPEI时间尺度越长,干旱化趋势越明显;(2)NDVI与NPP所反馈的植被长势空间分布略有差异,总体而言华北地区植被状况大部分地区呈好转趋势,但研究区中部部分地区及部分沿海地区植被状况转差;(3)植被状况指数与SPEI指数在大部分地区呈正相关,NPP与SPEI的相关性强于NDVI与SPEI的相关性,且相关程度在草原地区及中高海拔地区最高,林地对干旱的敏感度最弱;各植被类型在植被生长季的多数月份对SPEI-3响应最明显,且在夏季相关程度最高,夏季及其前期的季尺度干旱更易影响植被生长状况, SPEI-12对植被的影响主要表现为影响植被生长季初期的植被状态。
喀斯特山区县域耕地景观生态安全及演变过程

为探讨喀斯特山区耕地生态环境变化状况,基于景观生态安全理论,以贵州省赤水市耕地景观为研究对象,选取景观生态安全指数、景观接近度指数、景观类型斑块破碎度、景观类型边界破碎度、景观类型斑块优势度指数、景观分离度指数、景观脆弱度指数等7个景观指数构建喀斯特山区耕地景观生态安全评价模型,分析2000—2014年研究区耕地景观生态安全的演变过程,试探耕地生态安全重心转移方向和驱动因素。结果表明:1)近15年来赤水市耕地景观生态安全重心向西北方向移动,耕地景观斑块密度、分形维数、破碎度下降,斑块形状指数、连接度上升,耕地形状逐渐向复杂状态转变,且分布趋于均匀化,斑块变得越来越群聚。2)耕地面积持续减少、生态安全性不断降低,旱地景观生态安全I级区(危险区)向东南部地区扩张,Ⅲ级区(安全区)向Ⅱ级区(相对安全区)转变,Ⅱ级区向I级区转变;水田景观生态安全Ⅱ级区由集中呈发散分布,Ⅲ级区向Ⅱ级区、 I级区转变,旱地和水田景观的生态安全不容乐观。3)通过灰色关联分析得出对研究区旱地景观生态安全演变及重心转移影响最大的因素是农业总产值,其次是粮食产量和农作物播种面积;对水田景观影响最大的是粮食产量,其次是单位化肥施用量和人口密度。
新疆博格达山岩面生地衣群落结构特征

根据对新疆博格达山岩面生地衣群落20个样点(20m×20m)调查的数据,以各地衣种的盖度为指标结合双向指示种分析方法(TWINSPAN)和除趋势对应分析法(DCA)对博格达山岩面生地衣群落进行数量分类并分析了群落结构特征及其多样性和相似性。采用典范对应分析法(CCA)对各群落的物种分布格局与环境因子的关系进行研究。结果表明,TWINSPAN分析和DCA排序将分布在博格达山的37种岩面生地衣分为以下5个群丛。群丛1:斑纹网衣(Lecidea tessellate Florke)+粉芽盾衣(Peltula euploca (Ach.) Poelt) + 杜瑞氏黄梅(Xanthoparmelia durietzii Hale)群丛,有25个种,总覆盖度为30.145%,多样性为4.025;群丛2:袋衣(Hypogymnia physodes(L.) Nyl.)+白边平茶渍(Aspicilia sublaqueata (H.Magn.) J.C.Wei) +砖孢胶衣(Collema subconveniens Nyl.)群丛,有17个种,地衣总盖度为15.885%,多样性为3.196;群丛3:聚茶渍(Lecanora accumulate H.Magn.)+丽石黄衣(Xanthoria elegans (Link) Th.Fr.)+亚洲平茶渍(Aspicilia asiatica (H.Magn.) Yoshim.)群丛,有30个种,地衣总盖度为37.87%,多样性为4.357;群丛4:中华石果衣(Endocarpon sinense H.Magn.) + 伴藓大孢蜈蚣衣(Physconia muscigena (Ach.) Poelt.)+ 垫脐鳞衣(Rhizoplaca melanophthalma (DC.) Leuckert & Poelt)群丛,有24个种,地衣总盖度为30.458%,多样性为3.912;群丛5 :石胶衣(Collema flaccidum (Ach.) Ach.) + 短绒皮果衣(Dermatocarpon vellereum Zschacke) + 绿黑地图衣(Rhizocarpon viridiatrum(Wulfen) Korber.)群丛,有18个种,地衣总盖度为19.331%,多样性为3.515。CCA排序结果反映,该地区岩面生地衣的分布与海拔高度、光照强度、岩石pH和人为干扰有关,其中影响最大的因素是海拔高度,其次为光照强度和干扰。坡向和岩石大小对地衣种类分布的影响不显著。
基于水生态健康维护的空间开发管制分区研究——以巢湖环湖地区为例

水生态健康已成为区域环境管理的新目标及国内外生态环境领域研究的热点。在快速工业化和城市化推动下,巢湖环湖地区出现了水质恶化、植被消亡与生态系统功能退化等水生态健康问题,旨在通过环湖地区的空间开发管制分区,处理好开发与保护的关系,实现环湖地区水生态系统持续、健康发展。应用ArcGIS空间分析平台,构建由水生态敏感性和水生态压力组成的分区评价指标体系,以500 m×500 m网格为评价单元,通过单要素与多要素的综合评价,借助二维关联矩阵分析,进行空间开发管制分区,据此提出差别化的区域开发与生态环境保护导向。结果表明:巢湖环湖地区从空间单元上可确定为低敏低压区、低敏高压区、高敏低压区、高敏高压区4种类型区;水生态敏感性较高的环湖主要入湖河流两侧,以加强生态修复和环境保护为主;滨湖新区北部、巢湖市区及各镇镇中心水生态压力较大,迫切需要转型升级,实施严格的环境准入条件和污染排放标准;虽然环湖乡镇大部分地区水生态敏感性和水生态压力相对较低,可依托本地优势资源,因地制宜、错位发展,但严格控制新增污染物排放、维护水生态健康发展是首要任务。
31种木本植物开花物候与系统发育的关系

植物物候通常被认为是由环境因素,如降水、温度和日照长度所决定,然而环境因素是否是物候唯一的决定因素仍然存在很大争议。谱系结构表征了植物在进化上的顺序,该发育时序是否对物候产生影响,当前仍然未知。在调查2016年春季新疆乌鲁木齐市最常见的31种木本植物的初始开花时间、败花时间和开花持续时间的基础上,通过分析植物开花物候的分布特征、开花物候在乔灌木间的差别、以及植物谱系距离与开花物候距离间的关系,试图揭示植物的开花物候和物种谱系(进化)顺序间的关系。结果表明:(1)新疆乌鲁木齐市31种木本植物的初始开花时间为4月18日±9d、败花时间为5月5日±12d、开花持续时间为(16±8)d;(2)乔木的初始开花时间和败花时间的标准差分别均低于灌木,乔木开花物候相对灌木更稳定;(3)乔木的初始开花和败花时间均显著早于灌木(P<0.05),但开花持续时间在两者间未有显著性差异(P>0.05) ;(3) 31种木本植物间的初始开花时间距离、败花时间距离和开花持续时间距离均与物种谱系距离存在显著线性回归关系(P<0.05)。综上可知:乔灌木在垂直空间上的分化使得木本植物的开花物候在植物生活型间存在不同。对植物的开花物候,除已被证明的降水、温度和日照长度等环境因素的影响外,物种进化顺序也可能造成了它在植物种间、时间和空间上的变异。
基于多目标线性规划的甲积峪小流域生态系统服务权衡优化

黄土高原是我国水土流失最严重的地区之一,区域生态系统服务退化。小流域是水土流失的主要发生地,在提升水土保持服务时如何权衡各类生态系统服务,是当前生态系统服务管理的重要内容。选取黄土高原典型小流域——甲积峪,以2012年为基准年,2022年为规划目标年,基于统计年鉴和调查数据,采用市场价值法、影子价格法、影子工程法、替代成本法和机会成本法对各土地利用类型的生态系统服务价值进行估算;采用多目标线性规划方法,将生态系统服务分为供给服务、水土保持服务与其他服务,以三者价值作为权衡子目标,生态系统服务总价值作为总目标构造目标函数,依据土地面积、粮油保障和各土地利用类型对坡度的适宜性,利用35个变量构造了17个约束方程,通过调整甲积峪土地利用类型实现小流域生态系统服务的权衡优化。结果表明,甲积峪生态系统服务价值主要受占地比例较大且生态系统服务价值较低的坡耕地和荒草地制约。权衡优化后,坡耕地和荒草地主要调整为生态系统服务价值较高的乔木林和梯田,土地利用结构得到明显改善。生态系统服务总价值增幅为9.23%,供给服务、水土保持服务与其他服务价值增幅分别为6.24%、9.81%和17.35%。三者增加量分别占生态系统服务总价值增加量的25.96%、54.42%和19.62%。与仅以供给服务、水土保持服务、其他服务或总服务价值为目标函数的优化结果相比,3个子目标的优化结果更加协调,且三大效益均明显增加。空间分布上,不同生态功能区的各生态系统服务价值增长率存在明显差异,上游其他服务价值增长率最高,中游水土保持服务价值增长率最高,下游供给服务和总服务价值增长率最高,与甲积峪上中下游生态功能区定位一致。充分考虑了土地利用适宜性,在保证供给服务的前提下,突出了水土保持服务并优化了其他服务,各综合治理效益评价指标均得到提高,符合黄土高原小流域的实际情况。
新欧拉模型下不同湍流模型对喷雾的数值分析

内燃机燃油喷雾中喷嘴近场实际为连续液相状态,需要采用连续相模型来进行研究.然而,目前大多数研究均忽略此现象,采用Vallet提出的质量平均新欧拉模型对ECN Spray A的喷射过程进行模拟.在RANS框架内,研究了5种不同湍流模型对喷射过程的影响.分别计算了喷雾的贯穿距、体积分数分布及喷射外形等特性,并与试验数据进行对比.结果表明:在喷射出口下游的3 mm范围内,Realizable k-ε、RNG k-ε和高密度比k-ε(HDR k-ε)模型具有相似的求解结果;但在3 mm以外的区域,HDR k-ε表现出了明显的优势.除HDR k-ε湍流模型外,其他所有模型均给出较大的喷雾锥角和较小的贯穿距,表明HDR k-ε模型中的修正项产生了增大喷雾速度和贯穿距的效果.所以,对于具有大密度比的近场喷射流,具有较好的适用性.
北京边缘地区景观格局变化及对生态系统服务的影响评价——以牛栏山-马坡镇为例

北京边缘区正处于经济快速发展阶段,人类活动对景观格局产生了显著影响,造成生态服务功能发生巨大变化,因此,研究北京城市边缘区景观格局变化及其生态系统服务价值影响对未来城市边缘区的发展具有重要意义。基于Fragstats 4.2软件,以生态系统服务当量因子表为基础,探讨北京边缘地区牛栏山-马坡镇在1992—2015年间景观格局和生态系统服务价值变化;并进行景观指数与生态系统服务价值的相关性分析。结果表明:1992—2015年间,牛栏山-马坡镇景观格局发生了显著变化,破碎度增加,异质性增高,优势景观类型由农田变为建设用地;生态系统服务价值由11609.34万元增长到14992.07万元,其中,林地对生态系统服务价值增加的贡献率最大;提高最大斑块指数、斑块密度和多样性指数有利于生态系统服务价值的增加。综上所述,快速城镇化背景下人为干扰造成的景观格局变化不一定会使城市边缘地区生态系统服务价值降低,科学的生态环境规划和保护政策是牛栏山-马坡镇生态系统服务价值增加的主要原因。
预应力锚索边坡加固作用的离心机试验研究

预应力锚索具有主动支护与被动支护的特点.预应力锚索施加初期,锚索预应力能够提高岩体整体性和破坏强度,有利于限制下部边坡开挖对上部边坡岩体的松弛卸荷影响作用,体现出了主动支护的作用.但是在边坡长期运行过程中,由于边坡岩体受外部应力产生的变形导致预应力锚索后期张拉受力,进而约束岩体变形发展,则体现出了被动支护.本研究利用离心机模型试验,对边坡中安装的锚索进行了运行过程中的受力分析,揭示了锚固边坡在运行过程中的预应力锚索支护作用发挥机理。研究结果对今后的岩质边坡支护设计具有重要的指导作用。
水电项目水土保持生态效应评价研究

水电项目水土保持生态效应评价研究对于科学辨识水土保持措施效果具有重要的意义.首先,构建了水电项目建成后水土保持生态效应评价指标体系,评价指标全面体现水土保持调水效益、保土效益和植被恢复3大核心效益.然后,采用层次分析法、线性加权求和法建立了评价模型,对水布垭水利枢纽水土保持生态效应进行了计算.研究结果表明,采取水土保持措施后的生态效应值为0.608 6,高于采取措施前的0.529 9,水土保持措施对因施工造成的水土流失、生态破坏具有明显的改善作用.林草植被恢复率、土壤流失控制比、水土流失总治理度、林草覆盖率指标是水土保持生态效应的主要影响因子.弃渣场、取料场对水电项目水土保持生态效应影响显著,应与主体工程一样同时治理、同时运行。研究所构建的评价指标体系对水利、水电项目水土保持生态效应评价具有一定的参考价值。
基于物元可拓模型的流域治理综合效益评价

为了评价流域治理的综合效益,基于物元可拓理论,从社会效益、经济效益、生态环境效益三个方面建立评价指标体系,提出了四级评级标准,采用熵值法确定权重,运用物元可拓模型计算各评价指标相应于各评价等级的关联度,构建流域治理综合效益评价模型.同时,运用构建的流域治理综合效益评价模型,结合淅川县鹳河流域治理项目的数据,对其流域治理的综合效益进行评价,并通过局部灵敏度分析方法对评价结果进行验证.结果表明:该流域2010年的流域治理综合效益等级为“中”,2013年流域治理效果有所提升,流域治理综合效益等级为“良”,两项结果与实际情况相符合;当各评价指标值上下浮动10%时,其最大综合关联度也随之发生变化,但是评价等级未变,表明物元可拓模型评价结果稳定可靠.研究成果对流域治理综合效益评价具有较好的实用性。
波浪对蘑菇头式取水口吸气漩涡流态影响的试验研究

滨海蘑菇头式取水口进口流态受波浪影响明显,但波浪作用下的取水口吸气漩涡规律尚缺乏系统研究,如何防止进水口前产生有害吸气漩涡是进水口设计中急需解决的问题.以某滨海电厂取水口为例,采用物理模型试验方法,研究了波浪作用下的取水蘑菇头进水流态和吸气漩涡特征,分析了波浪影响下取水口防进气所需的最小淹没深度.试验结果表明,波浪会抑制取水口周缘形成稳定的吸气漩涡.取水蘑菇头在淹没深度不足时会随着波浪周期产生间歇式吸气,但进气量要比持续波谷水位时小.在预防有害吸气漩涡方面,波浪的存在可降低临界淹没深度值,设计实践中可对淹没深度规范公式(Gordon公式)加以修正使用,而修正系数的取值应根据波浪要素和取水口结构形式确定.研究结果可为类似工程设计提供参考。
分散固相萃取-同位素稀释-气相色谱-质谱法测定酱油中5种N-亚硝胺

应用分散固相萃取技术和同位素稀释技术,结合气相色谱-质谱仪(GC-MS),建立了同时测定酱油中5种挥发性N-亚硝胺(NAs)的分析方法。酱油样品采用乙酸乙酯提取,提取液经缓慢氮吹浓缩后,分散固相萃取净化,INNOWAX极性毛细管色谱柱分离,GC-MS选择离子扫描(SIM)模式分段检测,同位素内标法定量。方法学评价表明, 5种NAs在质量浓度2.0~200 μg/L范围内线性关系良好,相关系数均大于0.998;方法检出限为0.5 ~1.0 μg/kg,定量限为1.5 ~3.0 μg/kg;阴性酱油样品中3个添加水平的平均回收率为81.2%~115%,相对标准偏差(RSD)为3.0%~7.8%。方法应用于38个酱油样品的检测结果显示,有5个样品检出N-亚硝基哌啶(NPIP)。
高效合相色谱同时测定血浆中12种磺胺类药物

建立了一种同时分离测定血浆中12种磺胺类药物的高效合相色谱(Ultra Performance Convergence Chromatography,UPC~2)方法。血浆样品中加入乙腈,涡旋混合后离心,上清液过滤后采用UPC~2方法测定,采用Acquity UPC~(2TM) BEH色谱柱,CO_2和甲醇作为流动相,梯度洗脱,柱温箱温度40℃,系统背压14.5MPa。该法在6 min内实现了对12种磺胺类药物的基线分离,定量限为0.5 μg/mL,回收率在86.2%~99.5%之间。方法适用于血浆中多种磺胺类药物的同时检测。
矿区土壤Cu含量高光谱反演建模

为探究高光谱遥感手段反演土壤Cu含量方法的可行性,以湖南省某矿区为例,利用ASD地物光谱仪和实验室电感耦合等离子发射光谱法测定83个土壤样品350~2 500 nm光谱信号和Cu含量.在光谱重采样、一阶/二阶微分、标准正态变换预处理对比分析基础上,分别采用主成分分析与相关分析对潜在建模变量进行初步筛选,运用逐步回归方法确定最终模型变量,建立土壤Cu含量反演模型,基于最优模型识别Cu含量光谱指示特征波段.结果表明,相对于传统主成分分析方法,标准正态变换后的光谱全要素主成分分析逐步回归建模方法因保留土壤样品弱光谱信号能有效提升土壤Cu含量估算能力,R~2达0.86,模型对于预测样本的估计效果较好,建模样本和预测样本的残差分别为0.76和1.29,且通过F检验;360~400, 922~1 009,1 833~1 890与2 200~2 500 nm波段对研究区土壤Cu含量有较好指示性.研究结果将丰富南方矿区土壤Cu含量估算典型案例,同时为发展基于高光谱遥感的土壤环境监测手段提供理论支撑.
基于时序高分一号宽幅影像火后植被光谱及指数变化分析

为了探究国产高分卫星遥感技术监测火干扰对植被生长影响的能力及其表征植被指数,选取2014年发生在四川省雅江县和冕宁县的两场森林火灾形成的火烧迹地作为研究区,利用火灾前后时序的高分一号宽幅(GF-1 WFV)数据,对不同受灾程度火烧迹地火灾前后的光谱特征变化进行分析,并以月为单位分析了不同受害程度植被火后两年内由GF-1 WFV数据生成的归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)和全球环境监测植被指数(GEMI)等三种表征植被生长状态的植被指数的变化,结合研究区纬度、海拔和气候条件分析火后植被的年内恢复规律.结果表明:火烧造成植被色素和细胞结构破坏,使其不再表现出正常植被特有的光谱特征,在可见光区受害植被的反射率相比于正常植被偏高,且其值随受灾程度加重而升高;在近红外波段火干扰后的植被反射率降低,其值远低于正常植被的反射率值.NDVI,EVI和GEMI在表征植被恢复生长过程中存在高度相关性且对植被季节变化敏感,均能反映植被恢复的生长过程,具有描述火烧区植被恢复动态过程的能力;受灾植被恢复生长过程中的植被指数变化与正常植被年生长过程的植被指数变化趋势基本一致,同样存在生长季和非生长季;火烧区植被的NDVI,EVI和GEMI值相比正常植被对应植被指数值始终偏低,且植被受灾越严重,其植被指数值在同期中对应越低.
艾比湖流域地表水二维荧光峰值与水质指标关系初探

随着技术的进步与发展,国内外学者早已利用不同的技术手段对水质指标的评价与估算开展了大量研究,但是利用二维荧光峰值估算水质指标的方法尚不多见.以艾比湖流域地表水为研究对象,利用多元统计分析和逐步回归分析方法,对二维荧光峰值和水质指标建立估算模型以初步探究二者的相互关系.结果表明:(1)艾比湖流域不同河流的水质状况不同,博尔塔拉河(简称博河)的TN含量最高,水库及水渠的TP含量最高.(2)同一水样点有三个荧光峰(Peak1, Peak2和Peak3)且强度逐渐减弱,不同河流的荧光峰强度不同,其中博河、水库及水渠的荧光峰强度变幅最大.(3)经过荧光峰值与水质指标的相关分析发现Peak1与BOD_5,Peak2与BOD_5, Peak2与COD,Peak2与DO具有较好的相关性,相关系数分别为:0.479,0.371,0.655和0.618.将单荧光峰值和水质指标建立估算模型,经验证四组估算模型的精度较差,单峰值建模无法达到监测要求.因此,在单荧光峰值建模的基础上,将每个水样的三组荧光峰值和水质指标进行综合建模,建立多元回归方程,经模型验证得出三组荧光峰值与DO的综合模型效果最好,R=0.756, RMSE=1.001.因此二维荧光峰值与水质指标DO的综合估算模型是可行的,对干旱区水质指标监测具有一定的参考意义,为艾比湖流域水资源的开发、利用及保护提供科学依据.
基于荧光光谱特性的水热条件对农田黑土富里酸结构的影响研究

为探讨水热条件对农田黑土富里酸(FA)腐殖化程度的影响,选取黑龙江省不同纬度带黑土区域北安、海伦、宾县、双城的农田土壤,对其腐殖物质进行分组测定,且分析了富里酸的荧光光谱特性.结果表明:从北向南,随着水热分布强度增加,农田黑土腐殖酸含量依次降低,北安为9.90 g · kg~(-1)、海伦为8.71g · kg~(-1)、宾县为5.48 g · kg~(-1)、双城为4.70 g · kg~(-1),胡富比显著降低,分别为1.46,1.42,0.80和0.74;不同区域富里酸三维荧光图谱差异值分析表明,与北安相比,其它区域Peak A和Peak C荧光强度均明显减少,区域积分(FRI)方法表明,从北向南,可见光区类富里酸物质含量显著下降;平行因子分析(PARAFAC)表明,各区域土壤FA可以分为相对分子质量较小、结构简单的C1及分子结构相对复杂、缩合度较高的C2两个组分,随着水热梯度增加,C1组分明显增加,而C2组分则呈相反趋势,C1组分的增加主要来源于C2组分降解的中间产物,且较高比例的C1组分促进了FA在土壤中分解;二维同步扫描图谱表明,随着纬度降低,FA结构趋于简单化,黑土中FA分解途径是组分中分子量较大、结构复杂的物质优先裂解,形成结构相对简单的、缩合度较高的小分子化合物,然后进一步彻底分解.综上,北安、海伦、宾县、双城农田黑土的FA浓度及腐殖化程度呈下降趋势;水热梯度增加,不利于土壤中FA积累,加速了土壤FA流失.
华南沿海黄色粉土沉积的激光粒度分析及其成因讨论

在华南沿海地区的低矮丘陵及台地上,广泛发育一套黄色粉土堆积.对该区7个典型剖面进行系统的激光粒度分析,并与典型黄土以及研究区常见的海、河相沉积进行对比.结果表明,华南沿海各黄色粉土剖面均以10~50 μm的粗粉砂为众数粒组,<5 μm的粘粒为次众粒组,分别对应风成黄土的“基本粒组”和“挟持粒组”,岩性均属于粘土质粉砂.样品的粒度参数、粒度散点图、频率分布曲线、粒度指数特征均显示为典型的风成成因.粒度判别分析结果为负值,同样证实了黄色粉土的风成特性.华南沿海黄色粉土的各项粒度特征指标及其所反映的沉积类型、沉积环境均与我国典型黄土具有较好的可比性,而与研究区的海、河相沉积截然不同.
铜铅离子胁迫下玉米污染程度的光谱识别

重金属铜离子(Cu~(2+))与铅离子(Pb~(2+))污染对玉米叶片光谱的影响微弱、隐蔽而难于探测。研究中设置不同浓度Cu~(2+),Pb~(2+)胁迫的玉米盆栽实验,测定了玉米叶片光谱、叶片中Cu~(2+),Pb~(2+)含量与叶绿素相对含量,分析了Cu~(2+),Pb~(2+)污染胁迫下玉米叶片光谱响应特征,并选取480~670与670~750 nm范围来进行分析,在光谱维中定义了光谱微分差信息熵指数与在频率域中通过谐波分析提取了前三次谐波振幅(c_1, c_2与c_3)指数,并用所定义的指数探测分别受Cu~(2+),Pb~(2+)胁迫玉米叶片光谱微弱差异。实验结果表明,在480~670与670~750 nm范围内,玉米叶片中重金属离子浓度越大,其光谱微分差信息熵就越大;在480~ 670 nm波段,谐波分解后第一谐波振幅c_1与第二谐波振幅c_2可用于识别Cu~(2+),Pb~(2+)污染程度;在670~ 750 nm波段,第一谐波振幅c_1、第二谐波振幅c_2与第三谐波振幅c_3可用于识别Cu~(2+)污染程度,而c_2则可以识别Pb~(2+)污染程度,污染胁迫越大振幅越大。在480~670与670~750 nm波段内,光谱微分差信息熵与前三次谐波振幅可作为识别玉米受Cu~(2+),Pb~(2+)污染胁迫程度的指数,从光谱维与频率域两种维度来识别玉米受Cu~(2+),Pb~(2+)胁迫程度的方法可行,文中定义的两类指数可稳健、可靠地探测与识别玉米受Cu~(2+),Pb~(2+)影响所产生的光谱微弱差异,研究结果对利用高光谱来探测植被受重金属污染胁迫程度具有一定的参考价值。
Y-梯度广义最小二乘加权校正的土壤速效氮野外原位光谱预测

土壤速效氮是影响作物生长发育的重要养分指标。野外原位可见近红外光谱(VIS-NIR)分析技术具有快速无损等特点,对速效氮的定量预测具有较好的应用前景。野外条件下进行原位光谱采集更节省人力物力,且为土壤养分实时传感器的开发提供了数据基础。但由于野外原位光谱中通常存在大量的无关环境因子干扰信息,易导致回归模型预测精度降低,达不到实用要求。针对位于以色列中部和北部的两个试验点共76个样本开展研究,提出利用Y-梯度广义最小二乘加权算法(Y-GLSW)对样本的野外原位VIS-NIR反射率光谱(350~2 500 nm)进行滤波校正,以提高回归模型的预测能力。首先使用SG平滑、一阶导数变换、标准正态变换等常规方法对原始光谱进行预处理和变换;在此基础上再使用Y-GLSW构建滤波模型对变换后的光谱进行滤波校正;最后使用偏最小二乘回归算法(PLS-R)分别结合原始光谱RW、预处理变换后的光谱PPT和滤波校正后的光谱Y-GLSW建立回归分析模型对速效氮进行定量预测。结果表明:利用RW光谱建立的回归预测模型是不可靠的;利用PPT光谱建立的回归模型在测试集的相对分析误差(RPD)为1.41,解释总方差占实际总方差之比(SSR/SST)为0.57,模型具有一定的可靠性;Y-GLSW光谱建立的回归模型在测试集的RPD和SSR/SST分别为2.07和0.69,相对于PPT模型分别提高了46.81%和21.05%。因此,利用Y-GLSW对野外原位VIS-NIR光谱进行滤波校正,能够有效去除光谱中的无关信息数据,提高模型的预测精度和解释能力。
新一轮猪肉储备政策评估——基于理性预期库存模型

自2009年明确储备干预生猪市场的响应机制以来,储备调控政策经历两次调整,但是,这样的调整能否更好地实现政策目标未有定论。根据中国生猪生产和消费市场的特征及储备调控的具体实践对理性预期库存模型进行校准,模拟了2012年版和2015年版政策下生猪价格波动的长期趋势和政策成本,探讨了调整储备规模和改变储备触发条件对政策绩效和成本的影响,评估了储备干预政策在供需弹性双降背景下的绩效和成本变化。结果表明,当存在储备调控政策时,生猪价格的变异系数会下降。与2012年版相比,执行2015年版政策时,生猪价格低于下限的概率显著降低,有利于发挥市场的功能,同时,政策成本节约99.80亿元。但是,平抑生猪价格波动的能力略低于2012年版政策。调整储备规模对政策绩效和成本的影响都有限,降低储存成本能显著降低政策成本。当需求弹性下降时,储备干预平抑价格波动的能力会减弱,还有可能增加政策成本。因此,提出储备政策调整的方向是减少政府干预,稳定生猪市场需要发挥私人储备的作用,政府应该进一步完善生猪及猪肉市场的监测预警体系。
我国粮食主产区粮食生产现状、存在问题及政策建议

粮食主产区贡献了全国约75%的粮食产量和80%左右的商品粮,其粮食生产状况直接影响着我国的粮食整体产能,在国家粮食安全中起到至关重要的作用。基于2006—2016年11年的中国统计年鉴数据,采用对比分析研究的方法,从粮食作物播种面积、粮食产量和单产、主产区省际差异等多个角度对主产区粮食生产的现状分析,并对其粮食生产中存在的问题进行了深入挖掘。结果表明,粮食主产区中“粮食大省、经济弱省、财政穷省”的现状并未得到根本性改善,粮食生产中仍存在产销区利益分配失衡,土地规模化经营程度低,科技贡献不足,农业劳动力老龄化,粮食主产区北移加剧了资源约束和灾害风险,化肥和农药过度使用造成主产区生态环境压力不断加大以及粮食主产区省际间粮食生产水平差异大等问题。因此,提出加速向粮食功能区转变,加大农业科技投入,加快土地流转和推动适度规模经营,落实农业发展新理念,加大利益补偿力度增强主产区种粮的积极性等政策建议。
不同CO_2浓度升高水平对粳稻灌浆速率的影响

为研究不同CO_2浓度升高水平下水稻灌浆速率的变化,以常规粳稻“南粳9108”为试验材料,利用开顶式气室(OTC),设置对照(CK,背景大气),CK+40 µmol/mol (CK40)和CK+200 µmol/mol (CK200)两个CO_2浓度升高水平,各设4个OTC作为重复。于水稻开花后第10 d开始测定稻穗重,同时观测同穗植株剑叶叶绿素含量(SPAD值),并用Logistic方程拟合逐日穗重,计算灌浆速率。结果表明:Logistic方程能较好的拟合灌浆期穗重的变化。在CK200处理下,水稻灌浆前期(开花后2周左右)穗重高于CK40处理和CK,但其后至成熟期,CO_2浓度升高对穗重无显著影响;CK200处理的最大灌浆速率出现在抽穗后12~14 d,比CK和CK40处理提前了2~3 d;各处理活跃灌浆期的平均灌浆速率无显著差异;不同处理的灌浆速率与剑叶SPAD值均呈现极显著线性正相关关系(P<0.001), CO_2浓度升高下单位叶绿素含量对灌浆速率的促进作用高于对照。
陕西省农业现代化发展水平综合评价

农业现代化是一个具有时代性的动态发展过程,为了及时把握农业现代化的发展动态,使农业现代化能够得到更高水平的发展,有必要对农业现代化发展水平进行科学的定量综合评价。基于2007年以来陕西省农业现代化的统计数据,采用德尔菲法与多层次分析法相结合的方法,构建陕西省农业现代化综合评价指标体系,分析农业现代化在4项准则指标,13项具体指标下的发展动态及其结构特征,并进一步探讨陕西省在农业现代化发展进程中的优势和短板。结果表明,2015年陕西省现代农业建设取得了巨大进步,农业现代化发展水平从起步阶段稳步跨入基本实现阶段,综合得分达到75.40分。农业现代化达标水平也从良好达标发展到优等达标,达标率达到83.78%。但陕西省现代农业建设还存在很多短板,农业现代化可持续发展水平未取得进展,指标达标结构不平衡,7项具体指标发展水平低于全国水平。因此,为促进陕西省农业现代化发展,提出了加强生态保护,提高农业可持续发展能力;主攻现代农业薄弱环节,优化农业现代化整体达标结构;加强自主创新能力建设,追赶全国农业现代化发展水平等建议。
新时期提升我国耕地保护实效的思考

耕地保护是实现我国社会经济可持续发展的一项基本国策。基于《关于加强耕地保护和改进占补平衡的意见》(中发〔2017〕4号),系统梳理改革开放以来我国耕地保护政策及其实施效果,结合新时期耕地保护策略,诊断制约耕地保护实效的主要问题,探讨提升耕地保护实效的对策,对于切实落实耕地保护基本国策具有积极意义。尽管我国制定了一系列具有中国特色的耕地保护制度,耕地保护的实效并不乐观。我国新时期耕地保护策略明确了构建具有中国特色的耕地保护社会机制的改革方向和回归了耕地占补平衡的产能本质。但存在有耕地保护社会氛围尚未真正形成、建设占用耕地粗放利用现象依然存在、土地整治对耕地的提质改造功能未充分发挥、农户耕地保护积极性尚未充分调动、土壤污染现象较为突出等主要问题。因此,为落实《意见》、切实提升耕地保护效果,针对当前存在的问题,提出树立科学的耕地保护理念,构建全国层面的耕地保护社会共同责任机制;开展建设用地供给侧改革,减少建设对耕地的占用;推行生态化土地整治,提升土地整治的耕地提质效果;充分调动农户的耕地保护积极性,培育耕地保护的行为主体;加强土壤健康建设,强化耕地产能之本等对策建议。
长江中游地区水稻生产可持续发展战略研究

长江中游地区水稻生产在全国占有重要地位。该地区水稻生产具有起源早、历史久,产量高、贡献大,力量强、成果多,条件优、潜力大等诸多优势与特征。当前,我国正在实施以共抓大保护、不搞大开发为导向的长江经济带发展战略,长江中游地区水稻生产的绿色发展、可持续发展显得尤为重要和迫切。本研究以确保国家粮食安全为切入点,通过对长江中游地区水稻生产地位与特征的分析,指出了当前该地区水稻生产面临的问题,从区域尺度上提出了水稻生产可持续发展的战略对策与措施。研究表明,导致该地区水稻可持续发展能力下降的主要表现:水稻种植面积缩减,产量下降,品质降低;劳力缺乏,耕地撂荒越来越严重;规模偏小,机械化程度低;土壤污染严重,养地重视不足;经济效益偏低;基础脆弱,灾害加重。为实现该地区水稻生产的可持续发展,不仅要恢复种植面积,提高单产,还要继续加大政策扶持,不断扩大规模,提高机械化程度,进一步提高生产效益和调动农民积极性,另外,还要重视养地,加快修复农田污染,做到防灾减灾、“六良”配套。
三种限水灌溉水平下中麦175干物质积累与水分利用特性解析

【目的】中麦175是中国北部冬麦区水浇地和黄淮旱肥地大面积种植的水旱兼用型小麦品种。研究旨在明确其干物质积累和水分利用特征,揭示节水高产机理,为培育水旱兼用的广适型小麦新品种提供理论支撑和评价指标。【方法】在河北吴桥和北京顺义两个试验点,以中麦175和京冬17为试验材料,在3种限水灌溉(W0,全生育期不灌溉;W1,灌拔节水75 mm;W2,灌拔节水和开花水共150 mm)水平下,比较两个品种群体性能、干物质积累与分配、产量及水分利用效率(water use efficiency,WUE)等性状及其对供水的响应特征。【结果】两个品种的产量均在W2水平最高,随着灌水量减少产量降低;W0主要降低单位面积粒数(每平米穗数减少47— 67穗,穗粒数减少1.6—5.1粒),W1主要降低千粒重(降低0.6—1.5 g)。水分亏缺显著降低蒸散量(ET)和群体生物量,但显著促进了花前积累的干物质向籽粒的转运,适度水分亏缺(W1)提高WUE。在3种灌溉水平下,中麦175的产量及其稳定性均优于京冬17,表现为穗数、花前干物质积累量及其向籽粒的转运量和转运率、收获指数(HI)均较高,灌浆期反映群体性能的归一化植被指数(NDVI)和气冠温差(CTD)指标值及反映品种抗旱性能的茎秆可溶性糖含量(WSC)含量均较高,全生育期ET和WUE较高,大部分产量性状的水分敏感性较弱。穗粒数和生物量对水分的敏感系数(WS)与产量对水分的WS呈密切相关性,而灌浆前期群体NDVI和CTD对水分的WS也与产量对水分的WS高度相关。【结论】前期干物质积累快、群体库容量大及花后群体性能稳定性强可能是中麦175节水高产的主要原因。不同供水条件下灌浆期群体NDVI和CTD的差异性可作为小麦品种对水分敏感性的快速综合评价指标。