mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
河西绿洲膜下滴灌调亏对制种玉米籽粒发育及幼苗生长的影响

为探究河西绿洲灌区膜下滴灌调亏对制种玉米籽粒发育及幼苗生长的影响,以充分灌溉(CK)为对照,设置不同生育时期与调亏梯度双因素随机组合的8种水分调亏处理,共计9个处理,测算了各处理产量、水分利用效率及其籽粒萌发生长、生理活性和营养物质。结果表明:与CK相比,除T1与T3外,不同生育期调亏灌溉均降低了制种玉米籽粒产量,降幅3.07% ~ 26.84%;调亏处理中,T1处理水分利用效率最高(1.61 kg·m~(-3)), T3次之(1.59 kg·m~(-3)), 分别较CK提高6.62%和1.32%; T8处理籽粒的发芽指数和活力指数较CK分别降低30.39%、30.07%,其余中度亏水玉米籽粒的活力指数均较CK无显著差异;丙二醛含量除T1和CK处于较低水平且无显著性差异外,其余处理均提高了MDA含量,较CK增幅13.04%~ 134.78%; T3(40.64 mg·g~(-1))和T5(40.35 mg·g~(-1))处理可溶性蛋白含量较CK无显著差异,其余亏水处理均显著下降,降幅6.90%~ 16.60%; T1处理的抗氧化酶活性和营养物质含量相对最高,SOD、CAT、可溶性糖、维生素C、根系活力较CK分别提高3.77%、0.10%和19.67%、3.89%、8.56%。运用主成分分析及隶属函数进行灌溉制度评价,结果表明制种玉米最佳水分调亏处理为苗期轻度水分调亏,即苗期相对土壤含水率保持在70%~ 75%、其余生育期保持在85%~ 90%可作为河西绿洲灌区制种玉米最佳灌溉模式。
不同施氮水平下小麦/玉米套作群体产量和水氮利用

通过2018-2020年连续两年田间试验,以小麦/玉米套作群体为试验对象,研究N0、N1和N2 3个水平下(施N量分别为小麦0、120 kg·hm~(-2)和240 kg·hm~(-2),玉米0、180 kg·hm~(-2)和360 kg·hm~(-2))小麦/玉米套作群体产量、土地当量比与土壤水分利用的差异。结果表明:小麦/玉米套作具有明显的产量与水分利用优势,与单作相比,套作小麦产量提高21.34%~ 27.80%(P<0.05), 产量优势主要来源于边1行与边2行的增产,而套作玉米表现受氮肥供应的调控,在N0与N1水平下套作产量减少3.02%~ 11.43%,仅在N2水平下高于单作玉米;小麦/玉米套作群体的土地当量比(LER)在1.04~ 1.16,具有土地利用优势;在相同产量下小麦/玉米套作群体比单作群体的耗水量更少,水分利用效率更高,其中在N1水平下耗水量减少最为明显,两年内平均减少消耗47.30 mm的水分,而水分利用效率比单作系统提高2.77%~ 6.46%,小麦/玉米套作群体在3个施氮水平下均表现出节水与水分利用优势;套作种植还可以提高小麦和玉米的氮肥农学利用率及小麦的氮肥偏生产力,两年内套作小麦的氮肥偏生产力和氮肥农学利用率最高可达64.17 kg·kg~(-1)和11.17 kg·kg~(-1)。因此在半湿润区雨养条件下具有发展小麦/玉米套作种植模式的可行性。
滴灌量和有机无机肥等氮配施对葡萄产量及品质的影响

为探求新疆吐哈盆地极端干旱区不同灌水量和有机无机肥配施比例对葡萄灌溉水分利用效率(IWUE) 、作物耗水量(ET) 、产量及品质的影响,设置W1、W2、W3和W4四个灌水水平,灌水量分别为630、675、720、 765 mm,以等氮配施为原则设置4个有机肥(OF)和无机肥(CF)配比处理,分别为F1(70%OF+30%CF) 、F2(50%OF +50%CF) 、F3(30%OF+70%CF)和对照CK(100%CF), 采用完全组合设计,共16个处理。结果表明:各水肥处理对无核白葡萄IWUE有显著性影响,其中W3F2处理IWUE最大;葡萄耗水量随生育期的推进表现为先增后减再增再减,在浆果生长期达到最大;葡萄产量、单串重和百粒重随灌水水平增大呈先增大后减小的趋势,均在W3F2达到最大值,较对照处理分别提高24.25%~ 50.26%、25.26%~ 64.65%及47.76%~ 162.00%;各处理可溶性固形物、Vc和还原性糖含量较对照处理分别增加4.09% ~ 25.95%、3.21% ~ 27.80%及15.53% ~ 40.59%,可滴定酸含量降低1.69% ~ 22.96%,其中W4F2处理可溶性固形物及Vc含量最高,W3F2处理还原性糖含量最高。研究认为W3F2处理(灌溉定额720 mm、有机肥50%+无机肥50%)是较为合理的滴灌葡萄灌溉制度。
基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略

分布式电源、储能和柔性负荷的集成赋予了需求侧灵活调控能力,使其能够以产消者身份进行电能共享,从而促进电力资源的优化配置。为此,针对电能共享市场的交易机制进行研究,文章提出了基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略,旨在降低电力市场的交易成本并提高市场效率。首先,基于剩余理论设计了边际价格驱动下的电能共享模式,同时基于最优反应函数建立了市场博弈模型,揭示了市场无序竞争导致的无谓损失。对此,提出了价值认同机制以提高电能共享市场的运营效率,并设计了基于一致性算法的分布式交易策略以实现产消者间的去中心化交易,从而保护用户的隐私安全。最后,通过数值仿真验证了所提交易策略能够实现电能共享市场的帕累托改进并促进电力资源的优化配置。
基于社交网上演化博弈的光伏台区用户需求响应特性研究

"双碳"背景下,通过实施需求侧响应实现新型电力系统的协调运行是解决新能源出力不确定性的主要手段。然而,现实中的用户具有有限理性,其对电价或激励措施的响应呈现出异质性和不确定性。针对此,文章计及有限理性用户对电价或激励措施响应过程中的信息交互以及策略学习特征,提出了一种基于社交网上演化博弈模型的用户需求响应分析模型。首先,考虑到现实经济人在决策中存在信息交互以及策略学习与更新,且该信息交互背后为复杂社群系统,通过构建社交网刻画了用户之间的信息交互关系;其次,根据电价理论和电力供需平衡关系,单个用户的响应决策将会影响其他用户利益,采用博弈模型描述了群体用户的决策过程;最后,考虑到用户对所获取信息处理的有限理性特征,基于社交网上演化博弈模型来描述用户对电价和激励措施的响应过程。仿真分析了不同社交网络结构以及电价或激励措施对用户响应的影响。结果表明,用户社交网小世界属性的增强将会提高用户的响应,价格系数的提高会降低用户的用电意愿。
外源5-ALA对干旱胁迫下玉米幼苗生长的缓解效应及抗氧化酶基因表达的影响

以抗旱玉米自交系郑58和干旱敏感自交系TS141为材料,研究了5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)对15% PEG-6000模拟干旱胁迫下玉米幼苗生长的缓解效应及抗氧化酶基因表达的影响。结果表明:与对照相比,郑58及TS141在干旱胁迫下幼苗的苗长、鲜重、干重明显降低,郑58分别下降18.49%、29.06%和20.00%,TS141分别下降25.66%、23.97%和13.64%;叶片丙二醛(MDA)及过氧化氢(H_2O_2)含量明显增高,MDA含量分别提高了164.58%、 263.53%,H_2O_2分别提高了134.95%、203.83%;超氧化物歧化酶(SOD) 、过氧化物酶(POD) 、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化酶(APX)活性增加,郑58分别提高了65.61%、29.48%、68.49%、141.51%,TS141分别提高了63.01%、 48.00%、85.68%、204.29%;叶绿素含量降低,分别降低33.46%、42.26%;光合参数P_n、G_s、T_r下降,郑58的P_n、G_s、T_r分别下降48.78%、45.31%、52.39%,TS141的P_n、G_s、T_r分别下降57.66%、57.46%、65.14%;抗氧化酶基因SOD3、 POD3、CAT1相对表达量提高,郑58分别提高54.58%、34.12%、69.70%,TS141分别提高54.95%、21.36%、59.34%。喷施25 mg·L~(-1)的5-ALA能明显缓解干旱胁迫对玉米幼苗造成的损伤,与PEG处理相比,玉米自交系郑58和TS141的幼苗苗长、鲜重、干重明显增加,苗长分别增加了13.31%和11.21%,幼苗鲜重分别增加了22.29%和18.23%,幼苗干重分别增加了16.67%和10.53%;叶片中MDA含量分别降低了17.85%、25.39%,H_2O_2含量分别降低了23.26%、 19.15%; SOD、POD、CAT和APX活性进一步增加,郑58分别增加16.49%、18.15%、36.98%和28.13%(P< 0.05), TS141分别增加16.65%、16.54%、28.49%和26.76%(P<0.05);叶绿素含量和光合参数P_n、G_s、T_r增加,叶绿素含量分别增加18.29%、19.87%;光合参数P_n分别增加35.87%、42.12%,G_s分别增加36.63%、36.81%,T_r分别增加37.67%、 67.88%;玉米幼苗叶片中抗氧化酶基因SOD3、POD3、CAT1相对表达量较干旱胁迫处理都有进一步提高,郑58分别提高20.99%、32.18%和23.51%,TS141分别提高25.97%、23.16%和40.94%。
适应新型电力系统快速频率支撑需求的混合型储能系统动态建模及其控制策略分析

为明确混合型储能快速频率支撑对新型电力系统动态特性的影响,寻找不同场景下混合型储能系统的最佳频率控制策略,提出一种具有通用性的混合型储能系统动态建模方法,并基于该模型设计了适用于蓄电池与飞轮储能组成的混合型储能系统的PI、H_∞及滑模控制策略。通过算例分析比较了不同控制策略下该混合储能系统对电网的频率支持能力。结果显示,当蓄电池采用H_∞控制,飞轮储能系统采用滑模控制时可实现最佳频率支撑效果。
基于ADMM算法的主动配电网分层优化经济调度

主动配电网(active distribution network,ADN)因其具有调度控制灵活、用户交互性高、能源利用率高等特征正逐渐取代传统配电网,在系统安全运行的前提下实现了经济性最优的目标。文章充分考虑配电网整体运行的经济性,提出一种基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)的主动配电网分层优化经济调度方法。首先,以最小配电网整体运行成本为目标建立了主动配电网分层优化调度模型,借助ADMM算法分解为上下两层进行求解,上层以最小化配电网整体运行成本为目标进行优化,下层考虑配电网内部节点接入的分布式光伏和储能单元,以最小化本地储能运行成本和购电成本为目标进行优化。其次,上下两层通过有限的边界信息交换,相互迭代,直至满足收敛条件,得出最优解。最后,通过设计算例进行测试,验证了所提调度方法的有效性和可行性。
北美电网可靠性评估标准发展动态及对我国电网规划的建议

近年来随着高比例可再生能源接入电力系统,电力系统运行的可靠性面临越来越严峻的挑战。文章总结了北美电力可靠性公司(North American Electric Reliability Corporation,NERC)所做的针对北美电网长期可靠性评估准则的主要内容及其最新发展,阐述了影响北美电网可靠性的主要因素,在此基础上分析了高比例可再生能源对电网可靠性的影响情况和改进建议。最后,文章结合我国电力系统规划与运行发展情况进行了分析,针对我国在完善电力系统可靠性标准、电力统筹设计与规划、新能源大规模并网消纳等方面提出建议。
基于近端策略优化算法的电化学/氢混合储能系统双层配置及运行优化

针对电化学储能和氢储能的互补特性,提出了一种包含电化学和氢储能的混合储能系统配置和运行的综合优化模型,并提出了智能算法进行求解。该模型基于双层决策优化问题,将混合储能系统配置及运行2个不同时间维度的问题分上下层进行综合求解,并考虑了两者间的相互影响,采用强化学习近端策略优化(proximal policy optimization,PPO)算法求解该双层优化模型。以甘肃省某地区的风光数据,通过对比应用多种传统算法求解结果,验证了所用算法在复杂环境下适应度最高且收敛速度最快。研究结果表明,应用该模型最大可降低24%的弃风、弃光率,有效提升系统综合效益。氢储能作为容量型储能配置不受地形因素限制,适用于多样的应用场景,从而为氢储能这一新型储能形态在全国的广泛配置提供了应用示范。
动车组静调试验中直流母线电压振荡分析与抑制

为解决厂内静调试验中高速动车组牵引变流器模拟牵引工况下,其中间直流环节发生电压大幅振荡的问题,该文针对源侧整流器提出引入补偿环节的虚拟电阻控制方法。在单相PWM整流器dq坐标系数学模型的基础上,建立源侧整流器与二次谐振电路并联的等效输出阻抗模型以及牵引逆变单元和辅助变流器的等效输入阻抗模型,并基于上述模型,结合Bode图和Nyquist曲线分析直流环节电压出现振荡的主要原因,即二次谐振电路与恒功率负载间的交互作用会引发中间直流环节电压振荡。所提振荡抑制方法利用虚拟电阻等效增加了负载侧输入阻抗,使得系统开环增益满足禁区稳定判据,可提升系统的稳定裕度。最后,通过仿真和实验验证了该文分析的正确性和所提控制方法的有效性。
考虑故障限流的下垂控制型逆变器暂态控制策略

下垂控制型逆变器能够为电网提供电压与频率支撑,其安全稳定运行对电网意义重大。然而,在故障工况下,下垂控制型逆变器面临功角失稳与过电流问题,这严重威胁了下垂控制型逆变器的安全运行。目前的研究往往将功角控制与故障电流控制作为两个独立问题进行解决,鲜有研究兼顾功角控制与故障电流控制对下垂控制型逆变器展开综合调控。基于此,首先,对下垂控制型逆变器暂态特性展开分析,详细阐述电流限幅环节与无功-电压环路对逆变器暂态特性的影响。接着,提出兼顾故障限流与功角稳定性的下垂控制型逆变器暂态控制方法。所提方法综合考虑故障期间电网电压与逆变器端电压的变化,通过对有功-频率环路的优化调控实现功角稳定控制。此外,在功角控制的基础上,改进无功-电压环路控制实现故障电流的有效抑制。最后,通过仿真与实验验证了该文所提方法的有效性。
无刷双馈电机的双馈与异步起动控制策略

无刷双馈电机是一种定子励磁的双电气端口电机,与常规的异步电机、同步电机相比,具有多个自由度,运行方式灵活。在电机系统起动时,两套电源需要先后投入使用。为了避免施加激励时产生冲击并获得理想的输出转矩,应根据电机机械特性与应用工况选择合适的起动方式。该文首先利用无刷双馈电机的数学模型对其双馈及异步运行模式下的转矩特性进行分析;然后针对这两种运行模式,分别提出了基于虚拟电阻的恒转矩异步起动控制策略与基于定子控制绕组开路电压跟踪的双馈起动控制策略;最后利用一台30kW的样机建立无刷双馈变频调速系统的实验平台,实验结果验证了所提双馈与异步起动控制策略的可行性与有效性。
误差自校正混合脉宽调制策略

针对基于传统空间矢量脉宽调制方法的单电流传感器相电流重构存在不可观测区域,且无法实现零点漂移校正问题,提出一种误差自校正混合脉宽调制方法,通过在不可观测区域各载波周期插入两个互补有效电压空间矢量代替零电压矢量,为电流传感器提供可靠的采样窗口,消除了电流不可观测区域。同时,通过对互补有效电压矢量进行动态电流双采样,实现电流零点漂移量的自检测和自校正。实验工况下所提方法重构相电流误差小于3.57%,相电流总谐波畸变率低于4.02%,可为控制系统提供可靠的重构相电流。
一种用于V形钳位多电平变换器的IGBT吸收电路方案

只有公共直流侧电容的V形钳位多电平变换器(VMC)在中压、大功率电能变换的场合具备良好的应用价值。但当VMC电平数较高时,其换流回路电感不可避免地增大,使IGBT开关器件的关断过电压问题凸显。为此,该文提出一种简单的VMC吸收电路方案。依据VMC的运行原理,将其开关器件区分为主开关器件和辅助开关器件。主开关器件动作并切换电流通路,在每一对互补的主开关器件两端添加吸收电容(构成类似半桥开关能量缓冲单元),以抑制其关断过电压。而主开关器件相对应的辅助开关器件则先开通、后关断,仅提供静态电压支撑的功能,因此无需吸收电路保护。该文以七电平VMC为例,对所提的吸收电路方案进行了分析和研究。实验结果表明,所提的VMC吸收电路方案能够显著抑制开关器件的关断电压尖峰。并且,该方案仅需少量吸收电容与主开关一起构成类似半桥开关能量缓冲单元的形式即可实现所有开关器件的关断过电压保护,其成本低、可靠性高,具有良好的工程实用性。
用于多相无刷励磁机开路与短路故障检测的磁极探测线圈设计

多相无刷励磁机已广泛应用于大容量核电机组,但现阶段对常见故障缺乏可靠的检测及保护措施。该文设计了一种用于无刷励磁机故障检测的磁极探测线圈,并研究了不同磁极下探测线圈的组合联结方式。针对多相环形绕组无刷励磁机的励磁绕组匝间短路、二极管开路、电枢绕组断线和内部短路等常见故障,分析了正常运行和各种故障工况下多相电流及其产生的合成电枢反应磁场的特点,推导出各种故障在磁极探测线圈端口引起的电压谐波特征,并通过样机实验进行了验证。理论分析与实验结果表明,应用该文设计的组合磁极探测线圈,可根据探测线圈端口电压的频率特征,检测并区分各种故障,为提高多相无刷励磁机的安全可靠性提供了新思路。
分数槽永磁电机永磁体谐波涡流损耗建模与分析

准确求解分数槽永磁电机电枢磁场下的永磁体涡流损耗解析解,探究谐波涡流损耗随绕组结构的变化规律是改进绕组结构抑制涡流损耗的关键。针对此问题,该文提出四层绕组电流密度建模方法,实现对三相/双三相、双层/四层绕组结构的建模。基于现有的子域模型,将四层绕组结构的槽身区域划分为上层绕组和下层绕组区域,增加上层绕组与下层绕组交界处的边界条件,确定各子域磁场的谐波系数。通过设计瞬态电枢磁场求解程序,建立涡流损耗解析模型。以四台仅绕组结构不同的10极12槽永磁电机为例,利用有限元仿真验证了损耗模型的精确性。基于该损耗模型,探究了谐波涡流损耗随绕组相数和层数的变化规律,并使用磁动势从机理上分析该规律,为改进绕组结构抑制涡流损耗的研究方向提供一些思路。
碳酸盐矿物激光原位U-Pb定年基本原理、分析方法与地学应用

碳酸盐矿物作为地壳中沉积作用与流体活动的直接产物,记录了沉积、热事件的全过程,是进行同位素年代学研究的理想矿物。碳酸盐矿物传统的U系列定年法、同位素稀释法定年体系成功率低,耗时长,导致定年难度大,限制了碳酸盐矿物地质年代学的发展。近年来,碳酸盐矿物激光原位U-Pb定年技术取得重要进展,使低U碳酸盐矿物地质年代的精确测定成为了可能。碳酸盐矿物LA-ICP-MS U-Pb年代学具有空间分辨率高、耗时短等显著优势,被广泛应用于地学研究中。文章归纳总结了碳酸盐矿物同位素定年体系的基本原理及分析方法,回顾了近5年碳酸盐矿物LA-ICP-MS U-Pb年代学应用的研究进展,重点论述该方法在确定脆性变形时代、岩石破裂以及盆地流体流动时限、碳酸盐地层的成岩时代和成矿热液活动时限4个方面的应用,并梳理了该方法尝试解决的科学问题和取得的新认识。碳酸盐矿物定年方法的发展和应用,增强了人们对地壳变形和演化的理解,解决了部分迄今为止难以确定的地质体历史演化问题,为未来地质年代学的研究提供了新思路,在地球科学研究中具有重要潜力。
寡糖对土壤微生物多样性及群落结构的调节作用

土壤微生物种群类型,对土壤质量和作物生长具有重要影响,研究寡糖对土壤微生物种群的影响特征,有助于正确、高效及安全使用寡糖。本研究利用人工气候室进行土壤培养,土壤施加50mg·L~(-1)的壳寡糖(CSOS)和纤维寡糖(COS)溶液,以清水(CK)为对照处理,培养6d后取样,利用高通量测序技术,分析土壤微生物群落结构组成及多样性分布特征。结果表明:壳寡糖(CSOS)和纤维寡糖(COS)处理均显著改变细菌、真菌的群落结构,提高细菌的物种观测数。变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势细菌门,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)为优势真菌门。通过组间群落组成比较分析可知,壳寡糖(CSOS)和纤维寡糖(COS)处理均不同程度降低酸杆菌门(Acidobacteria)的相对丰度,增加变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、壶菌门(Chytridiomycota)以及有益菌属溶杆菌属(Lysobacter)、硝化螺旋菌属(Nitrospira)、Haliangium、芽球菌属(Blastococcus)和链霉菌属(Streptomyces)的相对丰度,但与纤维寡糖(COS)相比,壳寡糖(CSOS)处理微生物群落组成的变化幅度更大。此外,壳寡糖(CSOS)和纤维寡糖(COS)处理在调节土壤微生物群落结构上存在一定差异。其中,壳寡糖(CSOS)处理有益菌属Talaromyces的相对丰度增加195%,纤维寡糖(COS)处理有益菌属假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度增加215%。综上,壳寡糖和纤维寡糖处理均能优化土壤微生物群落的结构组成,其调控差异性有助于理解不同寡糖的调控机制,推动寡糖的应用与推广。
东北地区耕地扩张对地表增温/降温的生物物理机理分析

土地利用/覆盖变化对气候具有重要影响,为探讨耕地扩张的气候效应,基于土地利用数据及MODIS遥感资料,采用窗口搜索法,利用能量平衡的原理,研究2000-2018年东北地区耕地扩张的潜热和净短波辐射通量变化,分析耕地扩张对地表温度的影响。结果表明:(1)研究期内东北地区耕地面积增加1.6×10~4km~2,主要来自林地和草地,分别占耕地扩增面积的16.33%和76.24%。(2)与林地相比,耕地白天对地表具有增温作用,夜间具有降温作用,全天具有增温作用,并具有明显的季节特征。夏秋季节耕地的蒸散发弱于林地,潜热通量比林地少,导致耕地对地表具有增温作用,冬季耕地的净短波辐射远少于林地,导致耕地对地表降温。(3)与草地相比,耕地夜间总体的降温效应稍强于白天的增温效应,使耕地全天对地表具有降温效应,并具有不同的季节特征。夏秋季节耕地的蒸散发强于草地,耕地的潜热通量比草地多,成为耕地对地表降温的主要原因,而在春冬季节,耕地与草地吸收的净短波辐射差异较小,同时潜热差异也较小,因此对地表的增温/降温效应不明显。
基于SBD的喷水推进船自航性能数值优化研究

为提高喷水推进三体船的自航性能,该文采用基于仿真设计(SBD)方法,结合船体几何重构、CFD水动力预报、试验设计方法、近似模型和粒子群算法等技术搭建了多目标优化框架,对喷水推进三体船进行了“船体+喷泵”自航性能数值优化研究。优化结果表明:在设计速度下,三体船阻力降低3.9%,推进效率提高4.4%;流道进口前型线变平和减小喷水推进器布置距离,有利于喷水推进器推进性能的提高;尾封板向上提升,可使船体阻力下降的同时,增加推进器的推力。该文可以更好地理解船体型线及喷水推进器布置对喷水推进船阻力和推进性能的影响,具有一定的学术科研价值和工程实用价值。
弧边内凹蜂窝负泊松比结构的力学性能

提出一种可变弧边内凹多胞蜂窝负泊松比结构。利用能量法得到了二维结构的等效泊松比和等效弹性模量的解析公式,讨论了弧角对等效泊松比和等效弹性模量的影响,解析解与有限元结果吻合较好,说明了该方法的有效性。利用ABAQUS研究了三维结构的冲击动力学特性,分析了蜂窝结构受冲击时的变形失效模式,讨论了冲击速度、结构应变和曲边弧角对动应力-应变曲线、能量吸收率和平台应力的影响规律。所得结果为该类机械超材料的冲击变形失效和吸能效果研究提供了力学依据。
Cr-Y共掺杂AgSnO_2触头材料性能的仿真与实验

采用掺杂改性的方式改善AgSnO_2复合触头材料的电性能和加工性能。基于密度泛函理论的第一性原理,对掺杂Cr-Y、Cr-Ce的SnO_2超晶胞进行弹性常数的仿真计算,筛选出力学性能较好的稀土元素Y进行电性能的仿真与实验。从能带结构和态密度分析Cr、Y单掺杂和共掺杂对SnO_2电子结构的影响,结果表明,掺杂后SnO_2能带隙减小,电子跃迁所需能量降低。采用溶胶凝胶法制备掺杂的SnO_2粉末,并应用XRD对其进行物相结构分析,验证了掺杂离子进入SnO_2晶格,形成固溶体,能实现仿真建立的替代掺杂模型。采用粉末冶金法制备掺杂的AgSnO_2复合触头材料,测量其密度、硬度和电导率,掺杂后AgSnO_2触头材料电导率提高,其中Cr、Y共掺时物理性能最优,验证了仿真结果。使用JF04D型电接触触头材料测试系统对触头材料进行电接触性能试验,试验结果表明,掺杂Cr、Y可有效降低AgSnO_2触头材料的燃弧能量,改善抗电弧侵蚀性,抑制电弧对触头的烧蚀,稳定触头材料的抗电弧侵蚀性能、抗熔焊性能。
石墨烯-铁镍合金-聚乳酸复合材料的制备及其吸波性能

发展轻量化、宽频带的微波吸收材料来应对严重的电磁污染是一个巨大的挑战。本文通过熔融沉积成形(FDM)工艺制备出石墨烯(GR)-铁镍合金(FeNi50)-聚乳酸(PLA)复合材料,采用XRD、Raman、SEM和矢量网络分析仪(VNA)对复合材料的物相结构、微观形貌和电磁性能进行表征分析,并讨论了GR-FeNi50质量比对复合材料吸波性能的影响。结果表明,与未添加GR的复合材料相比,复合材料内部形成了触发极化损耗的异质界面,并产生了丰富的褶皱和孔隙,从而增强了微波的多次反射和散射;随着GR-FeNi50质量比的增加,吸波性能先增强、后减弱,当GR-FeNi50质量比为4∶20时,吸波性能最佳,最小反射损耗达到-40.5 dB,有效吸收带宽为4.7 GHz(13.28~18 GHz)。其优异的吸波性能归因于良好的阻抗匹配和界面极化损耗、偶极极化损耗、电导损耗、磁损耗之间的协同作用。此外,与湿化学法制备的吸波材料相比,GRFeNi50-PLA复合材料在环保、易加工和规模化生产方面具有优势。
冰模板法制备取向氮化硼@聚多巴胺/纳米银导热网络及其硅橡胶复合导热垫片

制备具有垂直方向高导热、低压缩应力松弛的柔性导热复合材料,并将其应用于大功率电子元器件的导热垫片,对大幅度提升电子器件垂直散热能力具有重要的意义。本文基于冰模板法设计了自下而上垂直定向排列的导热网络来实现高热导率。首先,利用多巴胺改性的羟基化氮化硼纳米片并负载银纳米颗粒(BNNS@PDA/Ag)作为杂化导热填料,再与纤维素纳米纤维(Cellulose nanofiber,CNF)进行复合,采用半导体制冷台为冷源进行定向冷冻,对冷冻后的样品进行冷冻干燥形成气凝胶,再真空浇筑聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)后制得具有高导热和低应力松弛的BNNS@PDA/Ag-PDMS导热垫片。结果表明,理论松弛时间损失随着银纳米颗粒(Ag NPs)含量的提升先减小后增大,气凝胶质量分数达到19.7wt%时,在20%的形变下,3wt%Ag NPs含量对应的导热垫片的理论松弛时间达到32 204 s,导热垫片的垂直方向热导率达到3.23 W/(m·K)。利用冰模板法可以制备具有高度取向的垂直填料导热网络,在导热垫片领域具有很好的应用前景。
一种新的图谱域滚动轴承早期故障检测与识别方法

健康状态在线诊断是保证滚动轴承可靠运行的重要手段。局部均值分解(local mean decomposition, LMD)作为一种自适应分解方法,其分解得到的分量信号可对非平稳信号进行多尺度描述,但其分解得到的分量信号往往存在数据量过大,难以直接从中获取早期微弱故障特征等问题。为了解决上述问题,该研究提出了一种新的图谱域滚动轴承早期故障检测与识别方法。首先利用局部均值分解,将滚动轴承振动信号分解到多个尺度,在此基础上采用图论方法对振动信号进行动态建模;计算相邻模型间的相似性建立起动态特性的量化指标,依据拉依达准则对早期故障进行检测决策;最后采用模式分类方法实现故障类型的识别。该方法分别在XJTU - SY和美国凯斯西储大学(CWRU)数据集上进行试验验证。结果表明,该方法能够有效实现滚动轴承的早期故障检测与识别的任务。
基于2.5维有限元法的有限长波导结构模态密度计算

模态密度是衡量振动系统贮存能量大小的物理量,同时也是统计能量分析子系统的主要参数之一,其精度能够直接影响系统响应预测的精度;群速度为结构波能量的传播速度,是表征结构波动特性的重要参数。针对工程中常见的波导结构,基于2.5维有限元法计算结构的频散曲线,利用波形置信度概念对频散曲线对应的特征波进行分类,同时给出波导结构特征波群速度的表达式。从波动角度出发,推导了有限长波导结构总的模态密度和不同特征波模态密度的计算公式。以单板和高速列车用铝型材为例,对其波动特性和模态密度进行分析和计算。研究结果表明,随着频率增加,该方法计算得到的模态密度和其他方法吻合较好。在结构的截止频率处,群速度为零,模态密度无穷大,但在有限频带内的平均模态密度为有限值;结构的某些截止频率附近,群速度和模态密度可能会存在负值,意味着结构波的传播方向和能量的传播方向相反。通过对特征波的识别,可实现不同特征波下的模态密度计算。相关结果可为统计能量分析中相似模态群子系统的划分提供参考依据。
瞬时功率聚合传输的低电容值大功率级联型风力发电系统

随着海上风电机组单机容量的不断增加,传统低压两电平背靠背变流器存在额定电流过大、解揽困难等问题,难以满足10~20MW大型海上风电机组功率变换需求。为此,提出了一种基于瞬时功率聚合传输的中压大容量级联H桥风电变流器拓扑结构。该拓扑利用四端口DC/DC变换器进行电气隔离。并给出了一种基于瞬时功率聚合传输的控制方法,将级联H桥三相H桥单元的低频脉动功率进行聚合传输,消除级联H桥的直流侧低频脉动电压。相比于常规级联H桥风电变流器,所提拓扑不需要多绕组工频变压器隔离,并且可以大幅降低所需的低频滤波电容,具有功率密度高、成本低、可靠性高(直流滤波电容)的优势。最后搭建了小功率模拟实验平台,验证了所提拓扑及控制策略的有效性。
计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法

提出了一种计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法。首先,对常规的阻抗修正反时限过流保护算法进行改进,通过增加后备保护优化级数提升其远后备保护的动作速度;其次,针对优化后的阻抗修正反时限过流保护算法整定复杂且存在失配风险的问题,以优化后的阻抗修正反时限过流主保护和后备保护总动作时间最小为目标函数,以保护选择性、灵敏性要求为约束条件,建立反时限保护参数优化整定数学模型,并引入量子遗传算法进行求解。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明,所提基于量子遗传算法的改进阻抗修正反时限过流保护优化整定方法能够有效提升保护的选择性和速动性。
面向分布式电力交易的区块链算法应用研究综述

当下分布式电力交易呈现出中心化网络风险验证和市场竞争过小等问题。区块链技术去中心化、防篡改及分布式存储等特点与分布式电力交易中存在的问题高度契合,将区块链技术应用于分布式电力交易中受到广泛关注。文章从安全防护类算法、数据同步类算法及共识类算法3个方面梳理了区块链相关算法,将其结合分布式电力交易的部分适用场景展开分析,总结现有区块链核心算法在分布式电力交易中优缺点。最后,对区块链技术现在存在的问题及各类算法在未来分布式电力交易的适用性进行分析,通过对3类算法分析综述,从安全、共享、共识3个方面提高分布式交易的交易速率和可靠性,为未来区块链核心算法在分布式电力交易领域的应用提供研究思路。
基于非对称纳什谈判的多微网电能共享运行优化策略

推进可再生能源高效利用,实现电力系统低碳化运行成为电力系统改革的重要方向。该文首先构建了包含电热气多能协同的微电网模型,考虑了含有碳配额和碳交易的优化运行机制,并在热电联产机组模型中改进加入了碳捕集系统和电转气装置,以降低碳排放。然后,基于纳什谈判理论建立了多微网电能共享合作运行模型,进而将其分解为微网联盟效益最大化子问题和合作收益分配子问题,选择交替方向乘子法分布式求解,从而有效保护各主体隐私。在合作收益分配子问题中,提出以非线性能量映射函数量化各参与主体贡献大小的非对称议价方法,各微网分别以其在合作中的电能贡献大小为议价能力相互谈判,以实现合作收益的公平分配。最后,仿真结果验证了所提方法的有效性。结果表明,通过所提的多微网电能共享方法,微网联盟收益实现最大化;并且,微网联盟的合作收益基于各微网的能量贡献大小实现了公平分配;在碳排放方面,结果证明了碳捕集联合电转气系统,以及微网间的能量共享方法,都能够有效减少微电网运行过程中的碳排放量。
考虑空调负荷和柔性热负荷响应的综合能源系统储能鲁棒优化配置

针对园区综合能源系统储能的容量配置问题,为提升在源-荷不确定性下的系统规划与运行的经济性,提出考虑空调负荷和柔性热(冷)负荷日内响应源-荷不确定性的电/热混合储能的鲁棒配置方法。首先构建了空调负荷和柔性热(冷)负荷应对源-荷不确定性的日内响应模型。其次在考虑系统多能互补的基础上,基于日前优化运行与日内响应,以年化运行成本和投资成本最低为目标函数,建立电/热混合储能鲁棒优化配置模型。最后通过算例验证了本文储能的配置方法对系统规划-运行的经济性的提升效果,分析了考虑负荷日内响应源-荷不确定性和源-荷预测精度对储能配置容量的影响。
考虑最佳VFTO抑制效果的螺旋管式阻尼母线电感特性研究

为解决螺旋管式阻尼母线(下简称阻尼母线)的设计问题,文章开展阻尼母线最佳抑制效果与阻尼母线电阻与电感的配合关系研究,通过对特快速暂态过压(very fast transient overvoltage,VFTO)幅值和波前陡度抑制效果的分析,得到最佳抑制效果时电阻、电感参数的配合范围。因电感值决定了母线的加工方式,故重点讨论了电感的计算方法和影响电感大小的因素。分析高频和低频条件下螺旋管式阻尼母线磁链铰链情况的基础上,得到了采用场计算法来计算电感的具体实现方法。文章对特快速暂态过电流(very fast transient current,VFTC)波形进行拟合,并将其作为电感计算的激励。为得到频率、材料、匝距、匝数等因素对阻尼母线电感特性的影响,计算不同影响因素下阻尼母线的电感,采用最小二乘法对高频电感计算的离散结果进行拟合,并确定550kV电压等级最佳VFTO抑制效果下阻尼母线电感的取值范围。完成上述工作后,以550kV气体绝缘变电站(gas insulated substation,GIS)中加装的阻尼母线为例,对电阻和电感的匹配原则进行验证,分析了加装阻尼母线后VFTO的抑制效果,结果表明:R与L进行最佳参数配合条件下,可将VFTO的幅值从1.417降到0.8pu,波前陡度降低6kV/ns左右,击穿次数从11次降低到8次。
基于变分模态分解和多模型融合的用户级综合能源系统超短期负荷预测

针对用户级综合能源系统(integrated energy system, IES)多元负荷波动性和随机性较强、精确预测难度较大的问题,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和多模型融合的超短期负荷预测方法。首先采用VMD将IES各类负荷序列分解成不同的本征模态函数(intrinsic mode function,IMF);然后将各IMF结合气象信息构造不同的特征集,分别输入支持向量回归机(support vector regression,SVR)、长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络和一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1DCNN)进行预测;最后,将3个模型的预测结果输入SVR进行融合得到最终的预测值,并采用和声搜索(harmony search,HS)算法优化SVR的参数。通过某用户级IES的实际数据对所提方法的有效性进行了验证,结果表明,所提出的多模型融合方法优于单模型预测方法,对电、冷、热负荷均具有最好的预测精度。
基于合作博弈论的日前自备电厂与风电发电权交易模型

为激发自备电厂发电权交易潜力,提出了一种基于合作博弈论的日前自备电厂与风电发电权交易模型。首先,针对日前预测的弃风时段,论述了自备电厂和风电合作博弈的空间和策略,提出了等效调峰补偿机制,并结合碳减排收益和配额收益,建立了以自备电厂和风电场联盟净收益最大为目标的合作博弈模型。其次,通过分析交易主盟净收益最大为目标的合作博弈模型及交易主体对联盟的贡献,建立了多因素改进的Shapley值利润分配模型。然后,采用广义析取规划方法和分段线性化方法,将非线性模型转化为混合整数线性模型进行求解。最后,算例验证了模型的正确性,并探究了煤炭价格和调峰补偿系数对交易的影响。
配电网精准投资理论与关键技术综述

未来配电网将成为能源、电力、信息综合服务平台。为引领或适应这一新趋势,国内电力企业投资建设焦点逐渐转移到配电网。随着划定"双碳"目标年限与输配电价改革,配电网投资内外部环境深刻变化,导致其面临着内外部发展目标和约束相互交叠的挑战。文章围绕配电网投资如何提高效率与效益探讨了精准投资理论及其关键技术。首先以优化要素与优化目标为标准区分了配电网投资与规划,总结了投资优化领域相关研究。然后,探讨了理想配电网精准投资业务流程与应具有的特征,并分析总结了目前配电网投资的复杂性与精准投资的实践重点。在此基础上,提出了配电网精准投资理论体系,对其技术架构、实施架构、技术特征进行了分析与阐述,列出了内嵌于精准投资平台的各应用特点与功能。最后,针对配电网精准投资中如复杂特征提取技术、风险管控、按时序推演技术等关键技术问题,探讨了其特点与研究现状,以期为新形势下配电网投资决策提供一些思考与借鉴。
基于变工况模型的综合能源系统源-荷互动多目标优化调度

随着综合能源系统中清洁能源占比的不断增加,供能不确定性与时空分散性愈发凸显,系统建模与优化调度面临较大挑战。针对上述问题,首先,以能量流动模型为基础,建立能够反映设备效率与负荷率之间非线性关系的变工况模型;然后,考虑柔性负荷特性,引入需求侧管理,优化能源定价和时段策略,激励用户参与调度;最后,建立多目标优化模型和双层递阶优化策略,采用智能优化算法进行源-荷互动多目标优化调度。基于某园区典型日负荷和气象数据进行仿真实验,结果显示该方法能够促进良性源-荷互动,充分调动供需两侧的调峰潜力,在保证用户用能舒适度的同时,提高系统运行的经济性、环保性和稳定性。
考虑火储深度调峰容量二次分配的含风电电力系统分层优化调度

风电并网容量的不断增加加剧了电力系统调峰负担,导致电网对调峰辅助服务及系统灵活性需求日益增加。在最大限度消纳风电的前提下,建立了考虑火-储深度调峰容量二次分配的含风电电力系统分层优化调度模型。优化模型包含上、中、下3层,上层采用电价响应对用电负荷进行优化,使其跟随风电出力态势以降低电力系统深度调峰容量;中层以风-火-储整体经济性最优为目标,得到优化后的电池储能电站(battery energy storage power station,BESPS)与火电深度调峰机组承担的调峰容量;下层基于优化风电后的深度调峰容量,以统一边际出清价格结算的购电费用最低为目标,对火电深度调峰机组与储能电站的调峰容量进行二次分配,从而确定日前调度最优出清计划。在改进的IEEE30节点中进行仿真验证,结果表明,所提优化方法在提高深度调峰机组调峰积极性的同时能够降低电网调峰资源购买成本。
神经元放电阈值的可变性及其意义

神经元能够将不同时空模式的突触输入转化为时序精确的动作电位输出,这种灵活、可靠的信息编码方式是神经集群在动态环境或特定任务下产生所需活动模式的重要基础。动作电位的产生遵循全或无规律,只有当细胞膜电压达到放电阈值时,神经元才产生动作电位。放电阈值在细胞内和细胞间具有高度可变性,具体动态依赖于刺激输入和放电历史。特别是,放电阈值对动作电位起始前的膜电压变化十分敏感,这种状态依赖性产生的生物物理根源包括Na~+失活和K~+激活。在绝大多数神经元中,动作电位的触发位置是轴突起始端,这个位置处的阈值可变性是决定神经元对时空输入转化规律的关键因素。但是,电生理实验中动作电位的记录位置却通常是胞体或近端树突,此处的阈值可变性高于轴突起始端,而其产生的重要根源是轴突动作电位的反向传播。基于胞体测量的相关研究显示,放电阈值动态能够增强神经元的时间编码、特征选择、增益调控和同时侦测能力。本文首先介绍放电阈值的概念及量化方法,然后详细梳理近年来国内外关于放电阈值可变性及产生根源的研究进展,在此基础上归纳总结放电阈值可变性对神经元编码的重要性,最后对未来放电阈值的研究方向进行展望。
气溶胶中抗生素抗性基因研究进展

抗生素的不合理使用导致细菌耐药问题日趋严峻,给人类健康造成巨大威胁。学者们对抗生素抗性菌和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)在多种环境介质中的环境行为开展了大量研究。气溶胶作为ARGs的潜在储存库,是抗生素抗性基因在环境中的重要传播途径之一。目前缺乏对其来源、传播、人类接触和健康风险系统性的梳理。本文针对人类生活功能场所、养殖场、城市污水处理厂和医院等4类气溶胶研究的典型场所,重点综述了上述4类典型场所中气溶胶ARGs的来源、传播途径及对人体的暴露和对健康的危害,为气溶胶中ARGs的预防和控制提供参考。
分析师乐观偏差与企业研发投入———基于利益冲突和信息透明度的实证研究

利用2007—2017年沪深A股上市公司的数据,本文研究了分析师乐观偏差对企业研发投入的影响,并进一步考察分析师面临的“利益冲突”和企业的信息透明度在其中发挥的作用。研究发现: (1)分析师乐观偏差与企业研发投入之间显著负相关,表明分析师的乐观偏差会抑制企业的研发投入; (2)机构投资者持股比例越高,企业存在再融资行为,分析师乐观偏差与企业研发投入之间的负向关系就越为显著,说明“利益冲突”会加剧两者的关系; (3)企业信息透明度的提高能够缓解分析师乐观偏差对研发投入的负面影响。研究结果对于全面认识分析师在企业创新活动中的影响,以及如何充分发挥分析师作为资本市场信息中介角色的作用具有重要的理论和现实意义。
羟基磷灰石-氧化石墨烯复合微球的制备及性能

载药微球目前在生物医用材料方面得到广泛研究,但存在载药量不高和突释等问题,为解决此类问题,利用羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)和氧化石墨烯(graphene oxide,GO)制备羟基磷灰石-氧化石墨烯(HA-GO)复合微球.首先采用硬模板法合成球状碳酸钙-氧化石墨烯(CaCO_3-GO)复合材料,然后通过水热法以离子交换方式成功制备了球状中空HA-GO复合微球,研究不同合成条件对HA-GO复合材料的影响.通过X射线粉末衍射、傅里叶红外光谱、拉曼红外光谱、场发射扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计等测试方法对所制备样品进行分析和表征,并以姜黄素作为载药模型对复合微球载药性能进行测试,通过包封率及载药量两个指标对复合微球的载药性能进行评估,同时测试微球样品材料的细胞毒性.研究表明:体系反应物的浓度及水热反应时间对复合微球的成型效果影响较大,在初始反应物浓度为0.3 mol/L、水热反应时间为6 h时,可制得形貌良好的中空HA-GO复合微球,所制的复合微球粒径为5.1~7.7 μm,孔径约为40 nm.研究还发现,球状结构能提高药物的负载量,复合微球的药物包封效率为(20.90 ± 0.31)%,载药量为(2.95 ± 0.19)%.由此表明,该方法制备的HA-GO复合微球有良好的医用价值.
港珠澳大桥沉管隧道最终接头合龙口状态测量

港珠澳大桥沉管隧道采用从东、西人工岛向中间沉放形成合龙口,再沉放最终接头贯通的施工模式,最终接头状态参数测量是决定工程成败的关键因素.针对贯通测量方法效率低,测量精度差,且无法实时调整合龙口状态等问题,提出合龙口状态形成过程的实时测量方法.首先,在形成合龙口的两个管节端面上布设测量特征点,并测量获取管节坐标系下的特征点坐标.其次,在沉放过程中,采用测量塔法和人孔井投点法进行合龙口实时测量及状态调整;沉放结束后,采用传统贯通测量方法测量合龙口状态.最后,将3种测量结果统一换算到工程坐标系下,利用测量误差传递模型进行精度对比分析,得到沉管隧道施工合龙口状态的最佳测量方法.该方法改变了国内外沉管隧道施工中先形成合龙口状态,后贯通测量,再精确调整的施工方式,为沉管隧道以及水下管道等大型水下安装工程提供了参考.
葛渣水解残渣为拜氏梭菌ART25吸附载体发酵生产丁醇的研究

【目的】探究固定化吸附环境对以葛渣水解液为原料进行丙酮丁醇发酵的影响。【方法】以经预处理的葛渣水解残渣为固定化吸附载体,研究不同载体添加量对以葛渣水解液为原料发酵生产丁醇的影响,同时从吸附环境下细胞活性、氧化还原电位及丁醇代谢途径关键酶活等角度探究添加固定化吸附载体(葛渣水解残渣)提高溶剂产量的内在机理。【结果】当载体添加量为10.0 g/L时,丁醇和总溶剂的产量最高,具体分别达到(9.92±0.05)g/L和(15.79±0.12)g/L,与对照组相比分别提高了13.29%和25.96%。在探究吸附环境影响丁醇合成的生理机制时发现,最佳吸附环境下的乙酸激酶、丁酸激酶、乙醇脱氢酶和丁醇脱氢酶的活性与对照组相比分别提高了33.90%、27.40%、14.53%和38.53%,表明吸附环境可提高丁醇代谢途径中关键酶酶活,从而提高溶剂产量。【结论】葛渣水解残渣可作为丁醇发酵过程固定化吸附载体,吸附环境可为细胞提供适宜生长环境及增强丁醇代谢途径中关键酶酶活,从而提高溶剂产量。
水稻茎秆接触物理参数测定与离散元仿真标定

【目的】针对解决水稻清选物料堵塞离散元建模缺乏准确模型问题,为提高水稻植株离散元建模及仿真研究中所用参数的准确度,【方法】以带有叶鞘包裹的水稻茎秆为研究对象,通过斜面试验测定稻秆与不锈钢板之间的静摩擦系数和滚动摩擦系数,接着基于离散元HBP仿真模型,先后通过堆积角试验和三点弯曲试验,以茎秆泊松比v、茎秆剪切模量G_b、茎秆-茎秆碰撞恢复系数e、茎秆-茎秆静摩擦系数u_s、茎秆-茎秆滚动摩擦系数u_t、茎秆-茎秆粘结半径R_b、茎秆-茎秆切向粘结刚度k_(tb)和茎秆-茎秆法向粘结刚度k_(nb)为试验因素,以茎秆堆积角θ和茎秆弹性模量E_b为试验因素评价指标,综合采用Plackett-Burman、Central-Composite和Box-Behnken试验方法,对水稻茎秆接触参数和粘结参数进行离散元仿真标定。【结果】Plackett-Burman试验结果表明:u_s与u_t (P<0.01)对θ影响极显著,u_t与k_(tb)(0.01
外源水杨酸对盐胁迫下巴西蕉生理的影响

香蕉是世界进出口贸易中具有重要经济价值的水果,也是非洲国家的粮食作物。盐害是影响香蕉产量和品质的重要因子之一。巴西蕉是我国华南地区的主栽品种。水杨酸在植物生理和代谢中扮演重要角色。盐胁迫下,外源水杨酸处理巴西蕉(Musa AAA Cavendish var.Brazil)幼苗的生理指标的变化未见报道。本研究通过叶面喷施0、0.5、1.0、2.0 mmol/L外源水杨酸,测定70 mmol/L NaCl胁迫下的巴西蕉幼苗叶片相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量等生理指标的变化。结果表明,盐胁迫下巴西蕉幼苗的叶片相对含水量和叶绿素含量与对照相比显著下降,而脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量以及丙二醛含量与对照相比均显著上升。施加0.5、1.0 mmol/L水杨酸处理与盐胁迫相比提高叶片相对含水量和叶绿素含量,提高叶片脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量,并且降低叶片丙二醛含量,而2.0 mmol/L水杨酸处理的叶片相对含水量、脯氨酸含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量与盐胁迫处理的差异不显著。因此,施加较低浓度的水杨酸(0.5、1.0 mmol/L)可在一定程度上缓解盐胁迫现象,但是高浓度水杨酸(2.0 mmol/L)缓解效果不明显,其中以1.0 mmol/L水杨酸处理效果最好。
基于InVEST模型的万年县生境质量时空演变与景观格局分析

【目的】生态文明建设背景下,开展区域生境质量研究对保护研究区生态环境和维持生物多样性具有重要意义,通过探究研究区生境质量的时空演变规律,揭示其变化的内在机理,并进一步分析生境质量与景观格局的相关性,为万年县生态环境保护以及国土空间规划提供一定的科学依据与实践思路。【方法】运用InVEST模型和GeoDa软件对研究区生境质量的时空演变进行分析,运用ArcGIS工具对处理后的数据进行可视化呈现,利用Fragstats软件计算出所选的十类景观格局指数,并通过SPSS平台将生境质量与景观格局指数进行相关性分析。【结果】(1)2000—2020年,研究区生境质量指数分别为0.700 7、0.637 1和0.698 2,总体来讲变化幅度不大,呈现出先上升后下降的规律,这表明研究区整体的生境质量良好且较为稳定;(2)通过空间自相关分析发现,研究区3个时期的生境质量指数在空间分布上均呈正相关,生境质量指数的集聚现象较为显著且集聚性随时间推移逐步增强,其中西北部、中部和东南部地区的生境质量具有较为显著的空间集聚性;(3)随时间变化,研究区内部的各个地类斑块形状趋于不规则,破碎化程度加深,其中,2000年仅有LPI、ED、IJI、DIVISION、SHDI、SHEI这6类景观格局指数与生境质量呈现显著的相关性,而2010、2020年则扩大为所选的全部景观格局指数均呈显著相关性,这表明生境质量与景观格局的相关性在逐步增强。【结论】以探究万年县多期生境质量为切入点,做出一系列深入的相关性分析,以此表征研究区整体生态环境的变化趋势,为该地区生态环境保护以及国土空间规划的可持续发展提供具有合理性和可参考价值的生态因素。
伴生矿物及水分对煤的黏结性的影响

潮湿煤炭因黏结团聚给选煤厂分级作业带来了极大困难.应用拉断法对原煤进行了黏结性研究,借助于液桥理论研究了煤中伴生矿物及水分对煤的黏结性的影响机制.研究结果表明:当煤与伴生矿物混合时,矿物质含量越高,接触角越小,液桥力越大,煤越容易团聚;混合物的实际抗剪切强度系数并不是线性叠加,体现了煤与伴生矿物之间的协同强化增大黏结性的作用;煤与伴生矿物混合样品的抗剪切系数均随水分的增加而增加;随着粒度的增大,液桥力逐渐增大,对周边的小颗粒煤样吸附量增多,加剧煤粒间的团聚效果,随着水分的增加,钳角增大,液桥体积也随之增大,致使煤样液桥力增大,煤样团聚效果加剧;煤与伴生矿物混合时,随着粒径的减小,黏结性变弱.
海拔与坡向对伏牛山自然陡坡土壤种子库的影响

【目的】土壤种子库直接参与地上植被自然更新,与地上植被关系紧密,研究分析海拔和坡向对陡坡土壤种子库的影响及其与地上植物群落的关系,为高陡边坡植被恢复提供科学依据。【方法】本文以伏牛山600、800和1 000 m不同海拔与坡向(阴坡和阳坡)的陡坡自然植物群落为对象,通过植物群落调查、土壤种子库采集、种子萌发试验等研究手段,综合分析了海拔与坡向对伏牛山自然陡坡土壤种子库特征的影响。【结果】(1)地上植物群落植物种共67种,壳斗科植物占优势。土壤种子库有62个物种,以草本植物为主,占82.26%,远高于木本植物,其中菊科物种数最大,占整体24.19%,其次为禾本科和石竹科,分别都占9.68%。(2)土壤种子库密度在1 263 ~ 10 363粒/m~2之间,其中莎草科种子储量最高,其次为菊科和禾本科;土壤种子库具有一定的垂直结构,表现为上层(0 ~ 2 cm)和中层(2 ~ 5 cm)土壤种子库储量高于下层(5 ~ 10 cm)。(3)乔木层、灌木层物种丰富度与海拔呈显著正相关(P < 0.05),草本层物种丰富度与坡向呈显著负相关(P < 0.05)。土壤种子密度与海拔、坡向呈显著正相关(P < 0.05)。(4)土壤种子库与地上植物群落的物种组成具有较大差异,共有种仅有17种,物种相似性系数较低,在0.08 ~ 0.21之间,其中草本层与土壤种子库具有较高的物种相似性,乔木层、灌木层结构对种子库特征具有一定的影响。【结论】伏牛山600 ~ 1 000 m自然陡坡土壤种子库和地上植物群落的物种多样性都随着海拔的升高而增大,其中1 000 m阳坡土壤种子库密度和物种多样性最高,具有较强的植被恢复潜力。
未来气候情景下2种新疆特有树种潜在适生区预测

【目的】昆仑方枝柏和额河杨是新疆2种特有树种。昆仑方枝柏是新疆Ⅰ级、国家Ⅱ级重点保护濒危野生植物;额河杨耐旱、耐贫瘠、抗寒,对盐碱和贫瘠土壤有一定的耐受性,是选育良种的珍贵材料和水土保持的重要植物。气候变化背景下,研究影响两个树种分布的气候因子与各自响应气候变化的模式,为新疆珍贵物种保护起重要的作用。【方法】本文基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告提出的3种共享社会经济路径(SSP245、SSP370、SSP585),采用最大熵方法,用选出的10个环境变量分别预测昆仑方枝柏和额河杨在当前(1970-2000年)与未来(2041-2060年、 2061-2080年)不同时期的潜在适生区,比较各SSP下两个物种适生区面积的变化趋势及其响应气候变化的模式。 【结果】温度、降水和海拔是影响昆仑方枝柏和额河杨分布的主要环境因子;昆仑方枝柏主要分布在西昆仑山北部、莎车、叶城一带,在未来阿克苏地区的适生区有大幅的减少;额河杨主要分布在额尔齐斯河与其支流一带,在未来有由南向北移动的趋势;两物种当前总适生区面积分别为673 909.49、976 827.81 km~2;在SSPs下,适生区面积都呈下降趋势;比较两个物种应对气候变化的响应,最冷季度的降水量过高是昆仑方枝柏的适生区减少的主要原因;而额河杨的适生区减少是最湿季度降水量的上升所导致的。【结论】未来温度的上升将使物种分布范围缩小,研究结果可以为政府优化管理,保护濒危野生植物和为中国自然种群多样性的保护提供理论依据。
木质素磺酸钠@单宁酸水凝胶的制备及其性能

【目的】由木质素加工制备高分子复合材料,可以提高可再生木质素资源的高附加利用价值。若将木质素引入水凝胶中,不仅可以实现水凝胶中化石原料的有效替代,还可以提高水凝胶的强度,并赋予水凝胶多种优异性能。【方法】在碱性条件下,以木质素磺酸钠为原料,结合单宁酸,通过Fe~(3+)的原位还原作用,以过硫酸铵为引发剂,制备了一种多功能木质素磺酸钠@单宁酸-聚丙烯酸(TA@SL-PAA)水凝胶。通过红外光谱仪、扫描电子显微镜证明了单宁酸成功包覆在木质素磺酸钠的表面,并采用质构仪、固体紫外分光光度计、电导率仪等对水凝胶的机械性能、抗紫外性、导电性和自愈合性等进行了分析。【结果】单宁酸成功负载在木质素磺酸钠上,形成木质素磺酸钠@单宁酸(TA@SL)复合物,以此为原料制备的木质素磺酸钠@单宁酸水凝胶具有良好的机械性能,在最佳条件下,其断裂伸长率可达约1 700%,抗压强度可达275 kPa。该水凝胶在具有较高透明度的同时还具有有效的紫外屏蔽效果,紫外吸收能力可达100%。此外,由于木质素磺酸钠和金属离子的存在,使得该水凝胶还具有优异的黏附性、自愈合能力、导电性能和高灵敏度等。值得一提的是,利用该水凝胶的传感特性来制备水凝胶电极,可以有效地捕捉到稳定的肌电图与心电图信号。【结论】由于木质素磺酸钠 @单宁酸水凝胶具有良好的机械性能、导电性和自愈合性等特征,使其在传感器、商业电极和可穿戴电极等领域有着巨大的应用潜力。
晋西黄土区不同密度刺槐林土壤抗蚀性关键指标及特征研究

【目的】研究晋西黄土区16年生刺槐林土壤抗蚀性的关键评价指标,探讨林分密度对土壤抗蚀性的影响,为实现功能导向型林分结构定向调控提供参考依据。【方法】以5个密度梯度(1 025、1 300、1 575、1 800、2 150株/hm~2)刺槐林为研究对象,基于野外采样和室内试验,选取5大类、12个土壤抗蚀性指标进行单独分析与综合评价。【结果】(1)应用主成分分析对12个土壤抗蚀性指标进行筛选,可知土壤密度(因子载荷量为-0.776)、有机质含量(0.864)、 > 0.25 mm水稳性团聚体质量分数(0.747)、平均质量直径(0.960)、几何平均直径(0.779)、土壤分形维数(-0.736)和分散系数(-0.873)是评价晋西黄土区刺槐林(16年生)土壤抗蚀性强弱的关键指标;(2)同一林分密度下,刺槐林表层土壤抗蚀性优于深层土壤,土壤抗蚀性综合指数为0 ~ 10 cm(0.548) > 10 ~ 20 cm(-0.070) > 20 ~ 30 cm(-0.477);同一土层内,刺槐林土壤抗蚀性随林分密度的增大(1 025 ~ 1 575株/hm~2)逐渐增强,在密度大于1 575株/hm~2后逐渐减弱;(3)以刺槐林分密度为x轴,以土壤抗蚀性综合指数为y轴建立了开口向下的抛物线函数关系:y =-2.683 ×10~(-6)x2 + 0.009x-6.375(R~2 = 0.77),据此预测刺槐林分密度为1 590株/hm~2时,土壤抗蚀性最强,综合指数为0.403。【结论】研究区中密度刺槐林分的土壤抗蚀性较强,从土壤抗蚀性角度,建议刺槐林(16年生)的经营密度以1 590株/hm~2为宜,对于密度过低或过高的林分,在满足林业生产的同时及时进行科学补植或间伐,还应注意保护表层土壤,以充分发挥林地的水土保持功能,有效控制土壤侵蚀。