mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
盐碱胁迫对山葡萄光合特性及生长发育的影响

以棚内盆栽山葡萄品种‘双优'(抗逆性弱)和‘左山一'(抗逆性强)扦插苗为材料,利用气体交换分析和叶绿素荧光诱导动力学分析手段,研究了轻度、中度和重度盐碱胁迫对不同抗逆性山葡萄品种的光合特性及PSⅡ活性以及生长发育的影响,为山葡萄耐盐碱品种的评价提供理论依据。结果显示:(1)‘双优'各胁迫程度下的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和重度胁迫下的蒸腾速率(T_r)显著低于对照,而‘左山一'重度胁迫下的P_n和T_r、中重度胁迫下的G_s、各胁迫程度下的胞间二氧化碳浓度(C_i)显著低于对照,净光合速率下降主要归因于气孔限制和非气孔限制。(2)轻度、中度盐碱胁迫‘双优'叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RS)、单位面积内有活性反应中心数目(RS/CS)和吸收光能为基础的性能指数(PIABS),以及重度盐碱胁迫下‘左山一'的ABS/RS、RS/CS、用于电子传递的光能(ETo/CS)均显著低于相应对照,其余均无显著变化。(3)2品种山葡萄植株茎流率及株高、叶片数和根系生物量等生长指标在不同盐碱胁迫水平下均比对照显著降低,并以‘双优'品种降低幅度更大。研究表明,盐碱胁对山葡萄‘左山一'的叶片净光合速率、PSⅡ光能吸收和传递效率以及生长的抑制作用均小于‘双优',‘左山一'的耐盐碱性更强。
氢气调节植物生长发育和提高植物抗逆性的研究进展

氢气作为新发现的活性气体被广泛研究。在植物生长发育方面,氢气具有促进种子发芽、幼苗发育、不定根生长等作用;在植物遭受逆境胁迫过程中,氢气通过调控抗氧化酶活性、抗氧化物质的生成及其相应的转录本来应对胁迫带来的氧化损伤,提高植物对干旱、盐胁迫、重金属胁迫、除草剂、紫外照射等胁迫的抗性,同时氢气还可以调控与抗病虫害等胁迫相关基因的表达。该文对国内外有关氢气在促进植物生长发育和提高植物抗性方面的作用,以及逆境胁迫下氢气作为信号分子通过调控抗氧化防御系统提高植物抗逆性的机制进行综述,以期更好地了解和促进氢气在农业科学上的研究与应用。
葎草幼苗的生理生化特征对盐胁迫的响应

采用盆栽法研究葎草(Humulus scandens)幼苗的生物量、气体交换参数、叶水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同浓度盐(NaCl)(分别为0、100、200、300、400mmol/L)胁迫的响应,以探讨葎草幼苗对盐胁迫的适应机制及耐性机理。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度的增加,葎草幼苗生长受到严重抑制,显著降低了根、茎、叶的干重、单叶面积、比叶面积(SLA)和根冠比(R/S)。(2)NaCl胁迫后,葎草幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)和叶水势(Ψ_w)均随盐浓度增加呈显著下降趋势,气孔限制值(L_s)和瞬时水分利用效率(WUE_i)却显著增加。(3)NaCl胁迫下,叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)等光合色素含量以及过氧化氢酶(CAT)活性均显著降低,但超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量显著升高,说明植株的抗氧化酶系统对NaCl胁迫具有积极的响应策略。(4)NaCl胁迫显著提高了幼苗最小荧光(F_o)、可变荧光(F_v)、最大荧光(F_m)、表观光合电子传递速率(E_(TR))和光化学淬灭系数(q_P),有效降低了PSⅡ有效光化学量子产量(F_m'/F_o')、非光化学淬灭系数(qN),并在不同盐浓度梯度下存在着显著的效果差异。研究表明,低浓度(100mmol/L)NaCl胁迫对葎草幼苗生长没有显著影响,但随着浓度的增加,葎草幼苗的气体交换、叶绿素含量、PSⅡ反应能力、抗氧化酶系统均受到抑制,植株的生长发育受到严重影响。
天女木兰遗传多样性微卫星标记的研究

以中国7个省份9个天女木兰种群为研究对象,采用微卫星技术(SSR)探讨天女木兰分子遗传多样性。结果显示:(1)9个天女木兰种群间存在较低的遗传多样性,种群平均Nei基因多样性指数(H)0.098 5,平均Shannon信息指数(I)0.146 8;种群间基因流为0.597 9(<1),处于很低的水平。(2)天女木兰不同种群在长期进化过程中发生了一定的遗传分化,9个天女木兰种群的遗传距离为0.068 8~0.214 2,遗传相似度介于0.82~0.93之间。(3)聚类分析结果显示,9个天女木兰种群在进化上形成2个主要分枝,贵州麻江种群为一支,其他地区的种群为另一支,其中贵州麻江的天女木兰生存状况较差。(4)天女木兰的遗传多样性与种群分布的经度呈正相关。研究表明,天女木兰种群间的遗传多样性低,缺乏基因交流,可能是导致其濒危的主要遗传学机制。
基于非线性自适应滤波算法的齿轮传动系统振动主动控制

为了削减齿轮传动系统的振动响应,提出了在靠近激励源处附加压电堆作动器同时抑制两对齿轮振动的双通道主动控制结构。鉴于FxLMS自适应滤波算法对非线性系统应用的局限性,采用了一种非线性自适应滤波双线性FxLMS(Bilinear FxLMS, BFxLMS)算法。由于次级通道的准确性对于BFxLMS算法的控制性能有很大的影响,而应用较广的叠加噪声次级通道辨识技术会降低控制系统的效果,因此采用了一种直接估计误差技术对次级通道进行在线辨识,搭建了二级齿轮传动系统振动主动控制试验台,利用dSPACE作为控制器进行了半实物仿真试验。试验结果表明,在以两对齿轮啮合基频为衰减目标时,应用BFxLMS算法和FxLMS算法控制的齿轮箱体上的振动都有明显的减弱,而BFxLMS 算法在齿轮传动系统主动控制应用中有更好的控制效果,在第一对齿轮啮合基频处可以达到11 dB的衰减量,在第二对齿轮啮合基频处可以达到10 dB的衰减量。
施加水平磁场下电磁声发射与裂纹指向特征分析

声发射检测方法对金属构件进行健康检测的关键问题:通过合适的载荷使得构件产生声发射信号。现阶段大部分声发射检测均采用接触式离线加载,声发射检测采用可在线检测的非接触式电磁加载。从电致位错、自由电子运动理论出发,在微观层面探究电磁声发射的机理特征;研究静磁场与涡流分布作用下电磁声发射特征差异;基于声发射信号的非平稳特征,利用希尔伯特黄变换方法分析电磁声发射特征。通过改变水平磁场激励方向,实现本征模态函数的能量比值、互相关系数、特征本征模态函数时频图与裂纹指向特征之间的关系联立。
基于ROSST的列车轴承轨边声学信号校正与诊断研究

由列车道旁麦克风采集的列车轴承故障声学信号存在多普勒畸变现象,需要在信号处理过程中进行校正和相关诊断。利用重分配算子同步压缩变换(Reassignment Operator and SynchroSqueezing Transform, ROSST)获取高分辨率时频分布,通过脊线提取、莫尔斯声学理论和非线性拟合得到信号的多普勒畸变参数,再对原信号重采样,消除多普勒畸变。将其应用于仿真信号和列车轴承多普勒畸变故障实验信号的校正与诊断,验证了该方法的有效性。
基于JADE-ICA的滚动轴承多故障信号盲源分离

研究一种基于源信号高阶统计信息的矩阵联合近似对角化独立元分析(JADE-ICA)方法,并将其应用于滚动轴承故障声发射(AE)信号的盲源分离。滚动轴承的声发射源信号一般具有衰减性和准周期性,多组信号间还具有时差性,信号被多个传感器接收。通过最大程度的联合近似对角化,可以使源信号与分离信号有效的一一对应,克服非线性和时差的影响;通过高阶统计的高斯噪声不敏感性可以有效抑制随机观测噪声对分离结果的影响。选用相关系数、二次残差、性能指数和频谱特征构成系列时频域评价指标对分离结果进行较为全面的验证。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。
基于QGA优化广义S变换的滚动轴承故障特征提取

考虑到实际工程环境中噪声对故障特征提取的影响,提出了基于量子遗传算法(QGA)优化广义S变换的滚动轴承故障特征提取方法。该方法以时频分布集中程度为评价标准,首先采用量子遗传算法自适应地选取广义S变换中最优窗口控制参数,然后提取信号变换后复时频矩阵的模向量作为滚动轴承故障特征向量。利用该方法提取的滚动轴承故障特征与其它故障特征进行故障识别对比研究,实验结果表明该方法能够更准确地提取出故障特征,验证了方法的优越性。此外,对不同噪声强度背景下的滚动轴承振动信号进行故障特征提取,诊断结果进一步显示所提方法具有良好的抗噪性和健壮性。
噪声参数最优ELMD与LS-SVM在轴承故障诊断中的应用与研究

针对轴承振动信号的非平稳特征和现实中难以获得大量典型故障样本,提出基于噪声参数最优的总体局部均值分解(Ensemble Local Mean Decomposition, ELMD)与最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,LS-SVM)相结合的轴承故障诊断方法。首先对轴承振动信号进行噪声参数最优ELMD分解并得到一系列窄带乘积函数(Product Function, PF),然后计算各PF分量能量以构造能量特征向量,最后将高维能量特征向量作为最小二乘支持向量机的输人来识别轴承故障类型。通过对轴承故障振动信号分析,结果表明噪声参数最优ELMD方法能有效地抑制模态混叠,与LS-SVM结合可以准确地识别轴承的工作状态和故障类型。
闭孔泡沫铝的动态压缩性能试验研究

为了研究闭孔泡沫铝动态压缩性能的应变率效应,采用改进的INSTRON高速动力加载系统,对不同应变率下闭孔泡沫铝试件进行动态压缩试验研究。首先利用正向试验和反向试验技术对不同厚度的闭孔泡沫铝试件在同一加载速率下的动态压缩性能进行了研究,得到了在一定速率下消除泡沫铝动态压缩试验中惯性效应的合理试件厚度。进一步开展了闭孔泡沫铝试件在不同加载速率下的高速压缩试验,研究了其动态压缩性能随应变率的变化规律。结果表明在高速压缩下,闭孔泡沫铝的应力-应变曲线与准静态条件相同,具有明显的弹性段、平台段及压实段的3阶段特征。闭孔泡沫铝的平台应力具有明显的应变率效应,而致密应变在不同的应变率下表现出了不同的变化趋势,初步解释为泡沫铝孔壁塑性变形机制的改变以及波动效应的相互影响。闭孔泡沫铝的吸能能力随应变率的增加而明显提升。
徐州岩溶地质调查及其发育特征分析

基于徐州城市地质调查与徐州地区岩溶塌陷调查的平台,紧扣徐州岩溶地质特征和徐州城市建设对岩溶地质调查的需求,以查明城市规划区岩溶发育特征为目标,在充分利用前人资料的基础上,分别针对裸露型岩溶区和覆盖型岩溶区展开地质调查,并辅以物探及钻探等进行勘察验证,有力地提高了区内岩溶地质调查成果的精度。同时,对徐州城市规划区岩溶层组、岩溶出露条件以及发育程度等进行了分析,区内岩溶发育主要为新生代以来的浅表性岩溶,岩溶发育程度总体受构造控制呈北东向“强-弱”相间展布,废黄河断裂带沿线,奥陶系马家沟组和寒武系张夏组碳酸盐岩分布区岩溶极为发育。
中国县域单元地质灾害风险评估

文中地质灾害包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷四类突发性地质灾害。采用地质灾害危险性与承灾体易损性分项测算,定性综合评估的方式实现我国县域单元地质灾害风险评估。将承灾体易损性分为人口安全易损性与资产易损性,用因灾死亡人口比与因灾直接经济损失比表征。基于以历史数据分析指导未来预测的思想,以国土资源部2001— 2015年地质灾害灾情数据为样本,提出了人口安全易损性与资产易损性的分级标准。对我国2869个县域单元进行地质灾害风险评价,结果表明共有216个地质灾害高风险单元、643个中风险单元和2010个低风险单元。地质灾害高风险区集中分布于乌蒙山区、四川盆地周边山区以及云南西部和西藏东南部。
基于变温霍尔效应方法的一类n-GaN位错密度的测量

结合莫特相变及类氢模型,采用浅施主能量弛豫方法,计算了一类常见n-GaN光电子材料的载流子迁移率,给出了精确测定其刃、螺位错密度的电学方法.研究表明,对于莫特相变材料(载流子浓度超过10~(18)cm~(-3)),以位错密度N_(dis)、刃螺位错密度比β、刃位错周围浅施主电离能ε_(D1)、螺位错周围浅施主电离能ε_(D2)为拟合参数的载流子迁移率模型与实验曲线高度符合,拟合所得刃、螺位错密度与X射线衍射法或化学腐蚀方法的测试结果也基本一致.实验结果表明,莫特相变材料虽然载流子浓度高、霍尔迁移率低,但其位错密度却并不一定高过载流子浓度低、霍尔迁移率高的材料,应变也无明显差异,因此,莫特相变与刃、螺位错密度及两类位置最浅的施主均无关系,可能是位置较深的施主或其他缺陷所致,需要比一般杂质带高得多的载流子浓度.该方法适合霍尔迁移率在0 K附近不为零,霍尔迁移率曲线峰位300 K左右及以上的各种生长工艺、各种厚度、各种质量层次的薄膜材料,能够对迁移率曲线高度拟合,迅速给出莫特相变材料的相关精确参数.
非磁化冷等离子体柱中的模式辐射特性分析

利用亥姆霍兹方程和场匹配法,推导出了被圆柱介质管包裹的均匀非磁化冷等离子体柱中各角向模的色散关系.数值计算并分析了角向对称模(m=0模)、非角向对称模(m≠0模)的色散特性以及在不同波频率下各模式的辐射特性.研究发现,在波频率ω小于等离子体频率ω_(pe)条件下,当ω一定时,各模式的传播速度随着ω_(pe)的增大逐渐接近光速;m=1角向模式属于端向辐射,其主瓣辐射方向在轴向,而且随着ω的增大,其主瓣宽度逐渐变小,且出现幅值极小的副瓣;对于m≠1模式,其主瓣辐射方向均与轴向存在一定夹角,既不属于端向辐射也不属于法向辐射,且随着ω的增大,其主瓣宽度逐渐变小;各个模式的传播功率随着ω的增大逐渐增大.
一类可用Hamilton-Jacobi方法求解的非保守Hamilton系统

Hamilton-Jacobi方法通常被认为是求解完整保守Hamilton系统正则方程的重要手段,但通过现代微分几何理论发现,这种方法的适用范围不仅仅局限于完整保守的Hamilton系统.根据Hamilton-Jacobi理论,证明了经典Hamilton-Jacobi方法可以被推广至一类特殊的非保守Hamilton系统,即如果非保守Hamilton系统受到非保守力,则该系统的Hamilton正则方程也可以用Hamilton-Jacobi方法求解;对于这类非保守Hamilton系统,只要能够找到其对应的Hamilton-Jacobi方程的一个完全解,就可以得到系统正则方程的全部第一积分.经典的Hamilton-Jacobi方法则是上述方法的一个特例.
基于多重查找表的太赫兹波段卷云微物理参数的反演方法

太赫兹波长和典型卷云冰晶粒子尺度处于同一量级,是理论上遥感卷云微物理参数(粒子尺度和冰水路径)的最佳波段.结合183,325,462,664,874 GHz通道的辐射传输特性,通过通道亮温差、亮温差斜率等五个参数量化粒子尺度和冰水路径对太赫兹辐射光谱的影响,基于加权最小二乘法建立了多重查找表反演卷云微物理参数的方法,并通过模拟数据序列进行了理论反演误差分析.结果表明:多重查找表反演方法可实现粒子尺度50-500 μm和冰水路径10-500 g/m~2范围内卷云微物理参数稳定、有效的反演.与只采用亮温差特征或亮温差斜率特征相比,粒子尺度的反演误差分别降低了68.78%和60.28%,冰水路径的反演误差则分别降低了78.17%和49.01%.对反演结果进行不确定度分析表明,粒子尺度和冰水路径的不确定度与粒子尺度和冰水路径的大小相关,冰水路径的不确定度分布在0-15 g/m~2范围内,粒子尺度的不确定度分布在0-20 μm范围内.研究结果对于进一步发展太赫兹波被动遥感卷云技术、提高卷云参数的反演精度具有重要借鉴意义.
基于蝙蝠算法的粒子滤波法研究

标准粒子滤波容易出现粒子贫化问题,滤波精度不稳定,并且需要大量粒子才能对非线性系统进行准确估计,降低了算法的综合性能.针对该问题,本文提出了一种基于蝙蝠算法的新型粒子滤波算法.该算法用粒子表征蝙蝠个体,模拟蝙蝠群体搜索猎物的过程,粒子群体通过调整频率、响度、脉冲发射率,追随当前最优粒子在解空间中进行搜索,并可以动态控制全局搜索及局部搜索的相互转换,进而提高粒子整体的质量和分布的合理性;此外,改进算法引入Levy飞行策略,从而避免局部极值的不良吸引.实验表明新型粒子滤波方法提高了粒子多样性和滤波预测精度,同时大大降低了对非线性系统进行状态预测所需的粒子数量.
水圈微生物重大研究计划:聚焦水圈微生物组研究的核心科学问题

水圈包括海洋、湖沼、河流、冰川、地下水等,水圈中居住着地球上一半以上的微生物,包括细菌、古菌、真菌、藻类、病毒等,蕴含着地球上最大的微生物组。已有的研究表明,水圈微生物在重要元素生物地球化学循环中发挥关键驱动作用。但是,人们对水圈微生物组的核心科学问题,即微生物如何发挥驱动作用至今了解不多。最近,国家自然科学基金委员会“水圈微生物驱动地球元素循环的机制”重大研究计划(简称“水圈微生物计划”)正式立项。该计划拟选择典型水圈环境,解析微生物群落构建及与环境之间的相互作用、微生物物质与能量代谢机制以及微生物代谢活动的生态学意义与贡献,从而揭示水圈微生物驱动碳、氮、硫等元素生物地球化学循环的机制。文章简述了该计划提出的背景与依据,以及涉及的主要科学问题和研究设想。
合成生物学技术在材料科学中的应用

材料是人类赖以生存与发展的物质基础,科技和社会的进步都离不开材料技术的发展,未来先进材料的合成和制备必然朝着绿色可持续、低耗高产出、精细可调控、高效多功能的方向发展。以"基因调控·工程设计"为核心的合成生物学技术从分子、细胞层面极大地推动了生命科学的发展,也已经并继续为材料科学的发展注入新的思路和活力。本文将围绕合成生物学技术在材料科学中的应用,以基因回路设计为核心,概念应用为线索,重点介绍合成生物学技术在高分子生物材料和无机纳米材料领域的开发和生产,细胞展示和蛋白定向进化战略对分子材料的筛选和优化,"活体"功能材料、工程菌调节的人工光合系统功能材料体系以及基因回路在材料科学中的应用。
哺乳动物合成生物学在生物医学领域的研究进展

虽然合成生物学还处于早期研究阶段,但最近十年,该领域取得了非常显著的研究进展。合成生物学是以工程学思想为基础,通过人工设计、改造基因线路,从而赋予细胞或生物体新的功能,现已广泛应用于各个领域。随着人们对基因线路设计的深入研究,使得合成生物学研究走向临床应用成为可能。本文将围绕哺乳动物合成生物学在疾病治疗方面的研究进展,介绍基因线路的设计思路和方法、不同诱导因子调控的开环式基因线路以及用于疾病诊疗的闭环式基因环路在生物医学领域的应用。最后对合成生物学走向临床治疗的应用前景和挑战进行展望。
低效(闲置)铁路存量用地综合开发利用策略分析:方法与实证

铁路是国民经济和社会发展的重要基础设施。伴随中国经济发展和城市化进程,铁路运营里程快速增加,用地规模不断扩大。但受行业特点、线路规划、功能设计、土地管理等因素的影响,既有铁路用地中存在一定数量的低效利用或废弃闲置土地。由于铁路用地具有公益性、无偿划拨性、使用无期限性等特点,在当前支持盘活现有铁路用地、鼓励实施土地综合开发的背景下,根据既有铁路用地的利用性质及设计功能的发挥情况,在对土地利用效率进行综合分析的基础上,针对低效(闲置)铁路存量用地的资源条件和利用态势提出优化开发途径,结合潜在利用方向进行综合潜力评价,进而提出综合开发利用策略是促进土地节约集约利用的有效途径。研究以建设用地改造方向为重点,选取南京市区范围内4宗低效(闲置)铁路存量用地进行案例分析,以期为开展低效(闲置)铁路存量用地的综合开发利用提供分析思路,对推进铁路存量用地的合理开发、有效利用提供策略参考。
青海省1998—2012年草地生态系统服务功能价值评估

由于人类活动对草地生态系统的干扰,草地退化加剧,科学评估草地生态系统服务功能的价值对于草地保护与管理决策具有重要意义。论文通过整合青海省多源、多尺度、多过程的生态环境数据,结合大规模的野外调查数据,构建各类专项和综合数据库,以千年生态评估生态系统服务分类系统和Costanza等的分类方法为基础,结合青海省生态系统特征及生态地位,选取了青海省生态系统服务指标评估体系。开发定量核算青海省生态系统服务功能及其价值的数据-模型融合平台,对青海省1998—2012年的草地生态系统固碳释氧、水文调节、土壤保持、生物多样性等16种生态系统服务功能价值进行了全面的评估,成功实现了草地生态系统服务价值评估的动态化、精细化和智能化。结果表明:1998—2012年草地生态系统服务功能总价值在2 349.97~3 374.49亿元之间,均值为2 935.63亿元,是青海省2012年全省GDP的1.55倍,平均每公顷达92.87万元。最后,以此为基础,提出青海省草地生态系统适应性管理策略,为青海省生态立省战略提供决策支持和依据。
中国城市建设用地的动态变化态势与调控

城市建设用地总量及其用地结构动态变化的合理性是衡量一个国家和地区城镇化进程是否健康、城镇化发展质量是否高效的晴雨表。1981—2014年间的35 a来,中国城市建设用地在数量、人均面积和用地扩张弹性系数上均发生了巨大变化,城市建设用地增加了6.44倍,年均净增1 311 km~2;人均城市建设用地增加了2.78倍,年均净增2.37 m~2;城市建设用地扩张速度明显高于人口增长速度,且呈现出大快大慢的波浪状起伏变化态势。城市建设用地结构总体处在稳定变化的合理区间,东部地区各类城市建设用地总量占全国50%以上,近年呈微降趋势;大中小城市建设用地比例基本保持在50%∶20%∶30%的区间。近35 a来中国城市建设用地扩张存在的主要问题表现为城市建设用地无序蔓延问题严重,人均建设用地居高不下;城市建设用地结构不尽协调,降低了城市用地集约利用效率;城镇化和经济增长过于依赖建设用地,短期难以扭转;新城新区建设过多过大,加剧了城市建设用地的过度扩张。未来中国城市建设用地调控中,要综合防范城市用地无序扩张蔓延,提高土地集约利用水平;优化城市建设用地结构和功能,实现城市精明集约增长;因地因城因类地制订出差别化的建设用地调控措施;进一步科学引导我国新城新区的适度理性建设。
退耕还林(草)工程实施前后黄土高原植被覆盖时空变化分析

基于GIMMS NDVI3g(the third generation of Global Inventory Modeling and Mapping Studies Normalized Difference Vegetation Index)数据,辅以趋势分析、Mann-Kendall检验、Hurst指数等方法,识别了1982—2013年及1982—1999、2000—2013年黄土高原植被覆盖时空演变特征,并探讨其驱动因素。研究发现:1)1982—2013年及1982—1999、2000—2013年期间黄土高原生长季NDVI分别以0.019/10 a(P<0.01)、0.016/10 a(P<0.05)和0.057/10 a(P<0.001)的速率增加;2)除1999年以前林地外,所有植被类型的生长季NDVI均呈现显著的增加趋势, 2000—2013年尤为明显;3)黄土高原生长季NDVI呈现由东南向西北递减的趋势,1982—2013年及1982—1999、2000—2013年NDVI显著上升的面积分别占74.94%、24.26%和53.34%,主要集中在黄土高原的北部和中部地区;4)研究区未来生长季NDVI呈持续性和反持续的比重分别为33.32%和66.68%,其中持续改善和由改善变为退化的面积分别占31.08%和61.88%;5)2000年以后降水增多与生长季NDVI上升相对应,大规模的生态工程建设对2000—2013年生长季 NDVI增加有重要影响。
‘云香’ 水仙NAC基因克隆及表达分析

从‘云香’水仙转录组文库中筛选出1条NAC基因序列,采用PCR技术克隆得到其cDNA序列。序列分析表明,该NAC基因包含822 bp的开放阅读框,编码273个氨基酸,分子量30 903.9 u,命名为NtNAC3153 (GenBank登录号: KU375569)。理化性质分析和多重序列比对显示, NtNAC3153蛋白是一个无跨膜区域的亲水性蛋白,在N端具有一段保守结构域。系统进化树分析表明, NtNAC3153与同为单子叶植物的小果野芭蕉 MaNAC、二穗短柄草BdNAC和小米SiNAC亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示, NtNAC3153基因能够被ABA、盐胁迫和高温诱导表达。研究表明: NtNAC3153可能参与‘云香’水仙的抗逆调控机制。
5种蔷薇科树种多酚氧化酶比较基因组学分析

蔷薇科植物中有多种具有重要价值的水果,如苹果、梨、桃、草莓和黑树莓等。这些水果普遍容易发生由多酚氧化酶(PPO)介导的酶促褐变而导致重大经济损失,从全基因组角度分析比较PPO基因家族,有助于加深对PPO基因家族和功能的认识。采用比较基因组学的方法,对这5种植物的PPO基因家族进行了基因鉴定、染色体定位、编码蛋白的亚细胞定位、内含子统计分析、基因系统进化、基因倍增与丢失等特征分析。从这5种植物中,共计鉴定出了42个PPO基因,其中6个基因被认定是假基因;绝大多数基因编码的蛋白定位于叶绿体, 2个定位于线粒体, 3个是分泌型蛋白; PPO基因在染色体上有串联重复和散布两种形式; 9个基因具有内含子,聚类结果显示可以将它们分为6个类型,每个基因类型在进化过程中都发生过基因倍增和丢失;同型基因内含子的位置和大小具有相似性。这些结果揭示蔷薇科植物PPO基因内含子是伴随着基因倍增产生的,基因倍增也是推动PPO基因多样化的重要动力, PPO基因倍增和丢失差异导致PPO基因数量在不同物种之间产生差异。
绿色水资源利用效率的测度和收敛性分析

为实现水资源的高效利用和生态环境价值,必须把非合意产出纳入水资源利用效率的研究范畴。使用2003—2013年中国30个省市的面板数据,选取Malmquist-Luenberger生产率指数测算了考虑环境污染的绿色水资源利用效率,在此基础上,进行了各地区水资源利用效率的收敛性检验,研究结果表明:1)针对全国而言,环境约束下的动态绿色水资源利用效率低于无环境约束得到的水资源利用效率,即忽视非合意产出时水资源利用效率被高估,这也表明传统的水资源利用效率数值的“虚高”是以水生态破坏为代价的。2)全国绿色水资源利用效率增长3.3%,其中,技术进步对水资源利用效率增长起到了正向作用,但技术效率却对改善水资源利用效率起了阻碍作用。3)全国、东部和中部区域绿色水资源利用效率增长率趋向于稳态,但西部区域的增长率虽存在条件β收敛,但不存在绝对β收敛。最后根据研究结果,提出高度重视水资源的经济价值和生态环境功能;紧扣自主创新和产业结构调整主线,通过技术进步大幅提升绿色水资源利用效率及建立节水减排的内在动力机制,缩小绿色水资源利用率的地区差距等建议。
基于水足迹的山东省水资源可持续利用时空分析

以人均水资源占有量低、水资源利用结构不平衡省份山东省为研究区,首先计算2005— 2014年山东省水足迹及2014年17地市水足迹,实现水足迹时空分析;从DPSIR视角出发,基于水足迹计算结果,融合构建水资源可持续利用评价指标体系,通过因子综合得分来反映全省10 a间水资源可持续利用强度,以2014年为水平年,对17地市因子综合得分进行空间聚类,实现水资源可持续利用时空分析。结果表明:研究区2005—2014年水资源可持续利用综合评价得分呈现增长态势,表明水资源可持续利用程度趋于加强,但分值总体较低,仍需提高利用效率;2014年17地市水资源可持续利用水平整体呈现东优西劣、南优北劣的空间格局。
牛角瓜根的抑菌活性研究

以牛角瓜根为实验材料,采用索氏提取法,以4种不同溶剂(石油醚、氯仿、乙酸乙酯、甲醇)对牛角瓜的根进行提取,并采用纸片琼脂扩散法对粗提物的抑菌活性进行了评价,供试菌包括白色念珠菌等6种真菌和金黄色葡萄球菌等7种细菌。结果表明:石油醚粗提物对枯草芽孢杆菌、白色念珠菌、黑曲霉菌、大肠埃希氏菌都表现出良好的抑菌活性,且抑菌效果接近或优于阳性对照氟康唑,对尖孢镰刀菌和鲍曼不动杆菌也表现出良好的抑菌活性;氯仿粗提物对白色念珠菌及粪链球菌表现出良好的抑菌活性;乙酸乙酯粗提物对粪链球菌表现出最好的抑菌活性;甲醇粗提物的抑菌活性较弱。
基于主成分分析的木薯抗旱栽培措施的综合评价

研究4种栽培措施在中度水分胁迫条件下的综合抗旱效果。木薯苗期干旱胁迫7 d后,测定干旱胁迫和正常供水条件下木薯的干物率、根冠比、叶片相对含水量、质膜透性、叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量,并对上述指标的抗旱系数进行主成分分析与综合评价。结果表明:前3项主成分的累积方差贡献率可反映原信息量的87.47%,不同处理的主成分分析综合得分排序为: 2%石灰水浸种(0.773)>施用保水剂(0.687)>种茎蜡封(0.477)>CK(0.249)。
甘薯TD-SSR-PCR 反应体系的优化

为探索甘薯最佳TD-SSR-PCR体系,利用L_(16)(4~3)正交设计研究2×PCR Mix、引物、模板DNA等主要影响因素的适宜浓度,并在此基础上对扩增程序和聚丙烯酰胺凝胶电泳上样量进行优化。结果表明,优化后的 TD-SSR-PCR反应体系包括: 10 μL 2×PCR Mix、100 ng模板DNA、0.4 μmol/L引物, 1 μL甘油,总体积20 μL;优化后的扩增程序为: 94 ℃预变性4 min, 94 ℃变性45 s、Tm+5 ℃~Tm-5 ℃(每循环退火温度下降0.5 ℃, Tm选用一对引物中的较小Tm值)退火30 s(退火时间因扩增片段大小而异)、72 ℃延伸1 min共20个循环, 94 ℃变性45 s、Tm-5 ℃退火30 s、72 ℃延伸1 min共15个循环,最后72 ℃延伸7 min, 4 ℃保存;聚丙烯酰胺电泳上样量以1.5~2 μL为宜。在此条件下,利用引物Z37对10份甘薯材料进行PCR扩增,得到的条带清晰、多态性高,表明此条件适用于甘薯的TD-SSR-PCR反应体系。
巴西橡胶树PEPRK基因家族成员的鉴定和表达分析

PEP羧化酶激酶相关激酶(PEP carboxylase kinase-related kinases, PEPRKs)是CDPK-SnRK超家族的一员,目前对其生理功能尚不清楚。本研究以拟南芥和杨树的PEPRK序列作为探针,对橡胶树和其他5种植物(木薯、水稻、杨树、蓖麻和拟南芥)的基因组和转录组数据进行全面搜索,共鉴定得到25个PEPRK基因家族成员,其中包括5个橡胶树PEPRK基因,命名为HbPEPRK1-5。序列分析发现橡胶树PEPRK和其他植物类似,在序列中部含有一个相对比较保守的激酶结构域,而两端的同源性相对较低。在基因结构和进化方面, PEPRK主要分为2个大的分支,相同分支的成员在结构域和内含子分布上更为相似,其中橡胶树和木薯PEPRK在进化上具有较近的亲缘关系。在基因的表达方面, HbPEPRK1主要在稳定期的叶片中表达, HbPEPRK2和HbPEPRK5在树叶、树皮和胶乳中均有表达, HbPEPRK4主要在种子中表达;另外,研究发现橡胶树PEPRK家族成员的表达还与叶片发育、乙烯利刺激、真菌侵染和低温胁迫具有一定的相关性。
热改性橡胶木防止粉蠹虫害分析

考察热改性橡胶木在海南岛自然环境下遭受粉蠹虫害的程度、热改性前后木材淀粉和游离糖含量变化。结果表明:橡胶木素材未经过传统的硼化物加压浸注防腐处理, 1 a后遭受粉蠹虫蛀, 185 ℃/3 h和215 ℃/ 3 h热改性的炭化橡胶木在海南自然条件下放置3.5 a,试材未受到粉蠹虫危害。橡胶木素材中淀粉含量为6.69%,蔗糖占索氏抽提成分比例9.96%,经过高温热改性后,其淀粉与蔗糖含量大幅度降低, 200 ℃/3 h淀粉含量降低为1.03%、蔗糖占索氏抽提成份比例降低为0.67%。
蝴蝶兰Phalaenopsis ‘Frigdaas Oxford’ 和Phal.SH49正反交后代观赏性状遗传倾向研究

以花色、花斑类型、花朵质地、株型大小、花朵大小等为蝴蝶兰杂交育种的目标性状,对Phalaenopsis ‘Frigdaas Oxford’和Phal. SH49及其正反交后代群体的观赏性状进行分析,研究育种目标性状在后代中的表现与分离。结果表明:正反交F_1代的分离规律和变化趋势基本一致,根据主要花部性状特点分为4个组群(G01~ G04),杂交F_1代在9个数量性状的平均值表现均较中亲值明显降低,适合选育小株型或小花型后代个体;杂交 F_1代在花底色、花斑类型、花朵材质等质量性状上变化丰富,不同花色的遗传能力与覆盖能力有所差别,存在较深花斑色覆盖遮挡住较浅花底色的花色表现,且出现了亲本没有的花斑变化,这些性状的分离特征和遗传倾向将给今后新个体或新单株的目标性状预测筛选提供更多参考和依据。
保水缓释肥料保水性能及养分释放特性

为了明确添加水溶性保水剂(羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠)肥料的保水缓释效果,利用圆盘造粒工艺制备了保水缓释肥料,通过土壤培养和土柱淋溶试验,研究了保水缓释肥料在土壤中的保水性能和养分缓释效果。结果表明: 3种保水缓释肥料均具有一定保水性和养分缓释效果,随保水缓释肥料用量增加,土壤最大持水率逐渐增加,土壤水分蒸发率逐渐减小;其中,以添加聚丙烯酸钠的保水缓释肥料保水性能和养分缓释效果最佳,首次淋溶后氮磷钾养分释放率较普通肥料分别减少了50.38%、55.74%、48.37%,当肥料添加量为2%时,土壤最大持水率较纯土壤提高了43.28%,培养至30 d土壤水分蒸发率较纯土壤降低了22.86%。
施硒对紫云英硒积累及土壤硒状况的影响

通过设置7个不同的施硒(Na_2SeO_3)水平(0、0.5、1、2、4、8、16、32 mg/kg) ,研究硒对紫云英(Astragalus sinicus)硒积累及土壤硒状况的影响。结果表明:硒肥对紫云英株高、茎粗、生物量等生长性状影响不明显;随着施硒量的增加,紫云英含硒量也随之增加,两者相关性(r=0.99**)达到极显著水平;随着硒肥用量的增加,硒肥利用率不断下降,不同处理硒肥利用率为0.89%~3.25%;随着施硒量的增加,土壤中的全硒和有效硒含量也随之增加,但是土壤中硒的残留率却有着相反的趋势,不同处理硒的残留率为41.82%~82.64%。
冈底斯中段岗讲斑岩铜钼矿床锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os年代学及其地质意义

岗讲铜钼矿床是西藏冈底斯成矿带中段典型的斑岩型矿床,岗讲矿床成岩成矿时代、岩浆演化过程及其与成岩成矿关系尚不明确,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法对岗讲矿区主要岩体二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩和英云闪长玢岩成岩时代进行研究,获得锆石 U-Pb年龄加权平均值分别为16.6±0.3 Ma(MSWD= 0.94,n=10)、16.1± 0.2 Ma( MSWD= 1.07,n=12)、14.4± 0.4 Ma(MSWD=1.12,n=7);同时采用辉钼矿Re-Os同位素测年方法首次对岗讲矿床石英硫化物脉中的辉钼矿进行定年,获得12件辉钼矿Re-Os同位素模式年龄集中于13.24±0.20 Ma~13.55±0.22 Ma,加权平均年龄为13.4±0.1 Ma(MSWD=0.65),等时线年龄为13.6±1.6Ma(MSWD=1.2).结果表明:(1)岗讲矿区复式岩体侵入序列为含巨斑黑云二长花岗岩一二长花岗斑岩-花岗闪长斑岩-流纹斑岩(深部定名为英云闪长玢岩),成岩时限为16.6~14.4 Ma,成矿时代为13.4 Ma左右,成岩成矿是一个连续的岩浆演化过程;(2)辉钼矿中Re含量为155.4~171.1μg/g,均值为162.9μg/g,指示其成矿物质中有幔源成分的加入;(3)矿床产出于中新世印度-亚洲大陆碰撞后伸展构造环境.
施用生物炭和硝化抑制剂对菜地N_2O 排放和蔬菜产量的影响

[目的]生物炭或硝化抑制剂已被广泛应用于农田生态系统以增加作物产量、提高氮肥利用率。[方法]采用静态暗箱-气相色谱法,研究了生物炭和硝化抑制剂(DCD)对江苏某地酸性菜地周年氧化亚氮(N_2O)排放和蔬菜产量的综合影响。试验设置4个处理: U(尿素) 、UB(尿素配施生物炭) 、UD(尿素配施DCD)和UBD(尿素配施生物炭和DCD) 。[结果]施用生物炭处理(UB、UBD)的土壤有机碳含量平均显著增加25.7%,施用DCD 处理(UD、UBD)的土壤pH 值平均显著提高18.1%。与U 处理相比,UB、UD和UBD 处理的蔬菜总产量分别显著提高103%、129%和134%,同时减少低温阶段(2012年11月至2013年5月) N_2O 排放量; 虽对N_2O 周年总排放量没有影响,但显著降低单位产量N_2O 排放量。与UB和UD 处理相比,UBD 处理对N_2O 排放、蔬菜产量和周年单位产量N_2O 排放量均没有显著影响。[结论]在常规施肥条件下,施用生物炭或硝化抑制剂均有效增加作物产量,减少单位产量N_2O 排放量,但二者联合施用并不优于单施。
亚硝酸盐对EBPR 工艺除磷效率的影响

[目的]比较亚硝酸盐对不同进水碳源驯化的强化生物除磷(EBPR)污泥除磷活性的抑制作用,分析亚硝酸盐影响 EBPR 污泥除磷效率的机制。[方法]采用厌氧-好氧型序批式生物反应器(SBR) ,分别以乙酸(SBR-1)和丙酸(SBR-2)为进水碳源驯化EBPR 污泥,待反应器达到稳态运行状态后取1个运行周期,定期取样测定混合液中磷酸根和亚硝氮质量浓度的周期变化,比较亚硝酸盐对2种EBPR 污泥除磷活性的影响,测定2种EBPR 污泥的脱氮活性; 通过研究亚硝酸盐对运行周期中聚磷菌胞内聚羟基烷酸(PHA)和糖原合成与分解代谢的影响,分析亚硝酸盐抑制EBPR 除磷活性的机制。 [结果]以乙酸为进水碳源的SBR-1和以丙酸为进水碳源的SBR-2分别经过8和11 d的驯化期成功实现了稳定的EBPR 功能,除磷效率稳定在98%以上; 较高浓度的亚硝酸盐对乙酸驯化的EBPR 污泥和丙酸驯化的EBPR 污泥均可产生抑制作用,其中以丙酸驯化的EBPR 污泥对亚硝酸盐更为敏感,在亚硝氮质量浓度大于或等于5 mg·L~(-1)时即会丧失磷的吸收功能; 乙酸驯化的EBPR 污泥和丙酸驯化的EBPR 污泥均有一定的脱氮能力,以乙酸为碳源驯化而成的EBPR 污泥其脱氮活性明显高于丙酸驯化而成的EBPR 污泥; 在亚硝酸盐抑制除磷活性的同时聚磷菌胞内PHA和糖原代谢也受到明显的抑制作用。[结论]与乙酸驯化的EBPR 污泥相比,丙酸驯化的EBPR 污泥对亚硝酸盐引起的抑制作用更为敏感,以乙酸为进水碳源有利于EBPR 工艺的稳定运行。
面向智能制造的数控机床多目标优选法研究

考虑当前制造业智能化发展趋势以及数控机床在现代制造工程领域所发挥的关键作用,提出了一种集质量功能展开(QFD)、模糊线性回归和01目标规划优点于一体的数控机床多目标优选法。在研究智能制造对数控机床特定要求的基础上,运用QFD考察智能制造需求与数控机床性能之间的因果关系,采用质量屋将智能制造的需求有机地融入数控机床选型中。基于模糊线性回归法确定智能制造需求与数控机床性能在质量屋中的相互关联程度,运用层次分析法计算智能制造需求指标的权重系数,并采用01目标规划法在众多候选数控机床中做出最佳选择。以某智能制造平台搭建过程中的数控机床多目标决策问题作为应用案例,从5台候选数控机床中挑选出综合性能最好的1台。研究表明,所提出的面向智能制造的数控机床多目标优选法具有较高的工程实用性。
超高压与微酸性电解水结合对鲜切果蔬的杀菌效果研究

鲜切果蔬由于切割等操作,表面遭到破坏,极易受到微生物的侵染,引起品质劣变。为了延长鲜切果蔬的货架期,通过单因素实验探究微酸性电解水的有效氯浓度、用量,超高压处理的压力、保压时间等对鲜切胡萝卜的杀菌效果,从而得到二者结合处理的工艺条件:微酸性电解水有效氯质量浓度为30 mg/L,用量200 mL;超高压压力范围为100~400 MPa,保压时间5 min,总处理时间为15 min。实验以鲜切胡萝卜、鲜切苹果为研究对象,采用脑心浸液琼脂培养基和结晶紫中性红胆盐琼脂培养基对大肠杆菌进行检测,以微酸性电解水替代高压过程中无菌水的方式,探究超高压与微酸性电解水结合的杀菌效果,结果表明结合处理能提高其杀菌效率,但在低压下,增强效果并不显著,400 MPa增强效果最为显著。超高压400 MPa与微酸性电解水结合处理时,鲜切胡萝卜在2种培养基中均没有检出大肠杆菌,而鲜切苹果在脑心浸液琼脂培养基中仍有少量大肠杆菌检出。同时对比BHIA和VRBA的实验结果发现:微酸性电解水有明显的致死效应;而超高压处理则同时存在亚致死和致死效应。
水肥供应对榆林沙土马铃薯生长和水肥利用效率的影响

通过大田滴灌施肥试验,研究不同水肥供应对滴灌施肥马铃薯生长、产量及水肥利用效率的影响。大田试验设置3个灌水水平W1(60%ET_c)、W2(80%ET_c)和W3(100%ET_c)以及3个施肥水平(以氮、磷、钾施肥量计)F1(10040150 kg/hm~2)、F2(17560225 kg/hm~2)和F3(25080300 kg/hm~2),共9个处理,分析马铃薯的生长和产量等指标对不同灌水量和不同氮、磷、钾施用量的响应规律。结果表明,灌水量和施肥量均对马铃薯的株高、叶面积指数、干物质量、产量、水分利用效率(WUE)、肥料偏生产力(PFP)、不同块茎质量和经济效益有显著影响。马铃薯生长量、产量和肥料偏生产力均随着灌水量的增加而增加,高水(W3)处理更有利于马铃薯的生长,但W3处理水分利用效率明显低于W1和W2处理,W1处理的平均水分利用效率比W2和W3处理高5.83%和13.05%;生长量和产量随着施肥量的增加先增大后减小,最大产量在高水中肥(W3F2)处理获得,为59 394.98 kg/hm~2,且F2水分利用效率明显大于F1和F3处理。通过线性拟合得出在一定范围内株高、叶面积指数和干物质量对马铃薯产量的增加具有正相关性。综合分析可知,适宜的灌水量和氮、磷、钾施用量不仅能维持马铃薯较好的生长特性,还能获得较大的产量和经济效益。从产量和节水节肥的角度考虑,W3F2处理(100%ET_c,17560225 kg/hm~2)可作为基于本试验条件下较适宜的水肥组合。
不同动态水压模式下迷宫流道内颗粒物运动特性研究

采用PTV技术,观测三角函数、三角、台阶、矩形波形动态水压模式下迷宫流道内颗粒物的运动情况,分析不同动态水压模式下迷宫流道内单个颗粒物运动轨迹、运动速度及流体流场,揭示动态水压抗堵塞机理。结果表明:相对于三角、台阶及矩形波形动态水压模式,三角函数波形动态水压模式下颗粒物滞留滞止区内的时间最短,颗粒物的沉积概率最小,水流对颗粒物的输移能力最大;三角函数波形动态水压模式下流道内产生的水流波动效应不断冲击流道滞止区内存在的低速漩涡,加剧了滞止区水流紊动,进入滞止区的颗粒物随水流不断运动,并对滞留甚至沉积在滞止区内的颗粒物发生强烈冲击,使得颗粒物离底悬浮,返回主流区,并迅速通过流道,增大了水流对颗粒物的输移能力,增强了流道的抗堵塞性能。
锡林郭勒草原植被覆盖度时空动态与影响因素分析

以MODIS地表辐射率数据对内蒙古自治区锡林郭勒草地进行研究,分析了2001-2013年生长季(4-10月份)草甸草原、典型草原、沙地草原和荒漠草原4种草地类型植被覆盖度(f_v)的时空变化特征,用变异系数(C_v)衡量各类草原f_v的变化程度,并结合气象和放牧数据分析气候变化和人类活动(放牧)对草地f_v的影响。结果表明,在不同年份各类型草原f_v均表现为由东向西递减的规律,同类型草原年际间f_v呈不显著波动变化。研究区多年f_v的C_v结果表明有78.66%地区属脆弱和很脆弱水平,其中典型草原和沙地草原属脆弱级别,而荒漠草原属很脆弱级别,只有草甸草原属稳定级别。降水量对f_v的影响较大,呈显著正相关关系;而温度对f_v的影响较小,呈不显著负相关关系;牲畜养殖数量对f_v影响较大,锡林郭勒盟草原的适宜综合牲畜养殖数量为39只/km~2(以标准羊计)。
基于高光谱数据的土壤有机质含量反演模型比较

以土壤多样化的陕西省横山县为研究区域,比较了3种基于高光谱数据的土壤有机质含量反演模型,在实验室利用ASD Field Spec FR地物光谱仪对横山县野外采集的土壤样品进行光谱测定,并通过重铬酸钾氧化容量法测定土壤有机质含量。然后对原始光谱反射率的倒数进行微分运算获得其一阶导数光谱,将原始光谱反射率、一阶导数光谱分别与土壤有机质含量进行相关性分析,得到相关性系数r较高的特征波段的一阶导数光谱,直接建立基于一阶导数光谱的多元线性逐步回归分析(MLSR)模型。同时针对这些相关性系数较高的特征波段的一阶导数光谱进行主成分分析(Principal component analysis, PCA),利用主成分分析得到的结果分别建立BP神经网络反演模型(PCABP)和多元线性逐步回归分析模型(PCAMLSR)。用上述3种方法进行土壤有机质含量反演,并对3种反演结果进行精度验证与比较。实验分析结果表明:在3种模型中,基于主成分分析结果构建的PCABP模型在土壤有机质含量反演中决定系数(R~2)最高,为0.893 0,均方根误差(RMSE)为0.118 5%;其次为运用全部主成分PCA分析结果构建的多元线性逐步回归模型,R~2为0.740 7,RMSE为0.161 3%;而采用一阶导数光谱反射率构建的多元线性逐步回归模型中,最佳反演模型R~2仅为0.689 9,RMSE为0.171 0%。由此说明,PCABP模型有机质含量反演精度明显高于多元线性逐步回归模型,利用全部主成分进行多元逐步回归,其有机质含量反演精度优于仅用累计方差贡献率大于90%的主成分进行多元逐步回归的精度,可以更好地反演土壤有机质的含量。
基于时序NDVI的关中地区冬小麦种植信息遥感提取

快速而准确地获取和掌握冬小麦在我国西北干旱半干旱地区的种植信息对该区域粮食生产安全及其可持续发展具有重要意义。以陕西省关中地区为研究区域,采用迭代滤波技术重建MODIS NDVI时序序列,结合当地典型地物的NDVI曲线特征和二次差分技术,建立冬小麦像元的识别规则,提取了该地区2014年冬小麦种植信息。结果显示2014年关中地区冬小麦集中分布于渭河两岸的河谷地区以及泾河以东的渭北平原,北部黄土台塬则呈星状散布。总体种植面积8.882×10~5 hm~2,与统计资料相比,各地市遥感提取结果的相对误差绝对值在1.08%~9.02%之间,总体误差为3.70%。抽样验证结果显示分类精度为90.28%。该研究为关中地区制订种植计划和相关政策等提供了客观的数据参考,同时也为西北地区的农作物种植监测提供了技术支持。
面向立木识别的有效K-均值聚类算法研究

针对林区自动对靶施药过程中,当立木生长密集时,获取的点云数据聚类准确率低、效率低的问题,提出优化后的K-均值聚类算法,数据获取方式基于2D激光扫描。针对立木点云信息聚类前需对相关数据进行滤波,提出窗口滤波算法,选取产生混合像素点的树干边缘,提取3次连续扫描的混合像素及其近邻点组成滤波窗口,进行最大阈值滤波,结果显示50次试验中仅有2个混合像素点未被滤除,混合噪声的滤除率高。在K-均值算法优化方面,针对算法需预先确定聚类数和初始聚类中心的不足,提出利用斜率变化确定聚类数的方法,试验对5个不同距离下5组立木分别进行100次测量,结果显示错误测量次数仅为3次,并可在试验前期通过人工方式去除,算法合理有效;对哈夫曼树法确定立木扫描点聚类中心的性能进行了试验分析,3种不同树干分布类型下分别运用随机抽样法和哈夫曼树法进行K-均值聚类,前者平均正确率仅为76.4%,后者则为95.5%;同时分析了Ⅰ型分布下2种算法聚类的迭代次数和耗时,5个不同距离下,随机抽样法的平均迭代次数明显高于哈夫曼树法,平均运行耗时上,哈夫曼树法则高于随机抽样法,前者变化范围为120~220 ms,后者为50~85 ms,该范围为林区测绘的可接受范围。试验证明,基于斜率变化确定聚类数和基于哈夫曼树法确定聚类中心的K-均值算法是林区立木点云聚类的有效算法,可应用于林区的立木检测。
基于纹理特征和SVM的QuickBird影像苹果园提取

为提高高空间分辨率遥感影像(高分影像)中苹果园提取精度,基于QuickBird遥感数据,研究综合光谱特征和纹理特征的苹果园自动提取方法。该方法首先采用最佳指数因子(OIF)获取多光谱波段最佳组合,然后采用不同大小滑动窗口(从3像素×3像素到13像素×13像素)提取全色波段的灰度共生矩阵(GLCM)、分形和空间自相关3种纹理特征并分别与光谱特征组合,最后通过支持向量机(SVM)分类进行苹果园分类识别。研究表明:在分类特征上,与单一光谱或纹理特征相比,光谱特征结合纹理特征能有效提高苹果园提取精度(F_a)和总体分类精度(OA),其中光谱+GLCM纹理(9像素×9像素)分类精度最高,F_a和OA分别为96.99%和96.16%,比光谱+分形纹理分别提高0.63个百分点和1.56个百分点,比光谱+空间自相关纹理显著提高11.92个百分点和9.20个百分点。在分类方法上,通过对比分析SVM、最大似然和神经网络3种方法的分类结果,探明SVM分类识别苹果园精度最高。最后对苹果园提取结果进行面积统计,结果表明GLCM纹理结合SVM分类的苹果园面积估算与目视解译结果的一致性超过98%。
玉米收获机多棱立辊式摘穗装置设计与试验

针对现有玉米收获机摘穗装置存在籽粒啃伤、啃落导致损失严重等问题,设计了一种结构简单、摘穗效果好、可靠性高的多棱立辊式摘穗装置。研究了立式激振折断的摘穗机理,分析了多棱立辊式摘穗装置主要结构参数的设计方法;通过正交试验确定了影响摘穗质量的主次因素为棱边数、摘穗辊转速和摘穗辊直径;较优组合为:摘穗辊直径为7 cm、棱边数为8、摘穗辊转速为950 r/min,在该条件下本摘穗辊的籽粒破损率为0.13%、落地籽粒损失率为0.28%、茎秆折断率为0.53%,满足国家标准要求。在较优组合条件下进行了调整内角Δ大小的验证试验,通过试验可知调整内角Δ为16°时,即最大调整范围的一半时摘穗质量最好。
油麦兼用气送式集排器输种管道气固两相流仿真与试验

为研究种子在油麦兼用气送式集排器输种管道中的迁移规律,运用EDEMCFD耦合仿真方法分析了输种管道直径、长度、横纵管道长度比(k)和接头形式对种子运动特性和气流场的影响;台架试验研究了输种管道结构对排种性能的影响。结果表明:种子在输种管道中受力与速度主要沿管道轴线方向,与气流速度相同,种子迁移的动力主要源自流体阻力。管道出口处种子速度随k增加呈先降后升的趋势,输种管道结构显著影响各行平均排种量和各行排量一致性变异系数。当输种管道直径、长度和k分别为42 mm、1.0 m和2/3时,管道出口处种子速度、两相流相对速度和压强损失较小,排种性能较优。接头为弯管的输种管道出口处种子速度明显高于接头为折线形管道,两相流相对速度表现为弯管低于折线形接头;弯管半径100 mm的输种管道气流场和种子分布均匀,压强损失较小。供种装置转速为10~40 r/min时,排种油菜、小麦时各行排量一致性变异系数分别低于4.0%和5.0%,总排量稳定性变异系数和种子破损率分别低于1.0%和0.1%。
全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机设计与试验

为实现马铃薯大垄双行膜上覆土自然破膜出苗机械化栽培,设计了一种可实现施肥、播种、起垄、覆膜和全膜面覆土一体化作业的全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机。对样机关键部件进行了设计,确定其排肥系统、链勺式排种系统工作参数,同时分析了提土膜面覆土装置作业过程,得到满足膜顶覆土厚度的必要作业条件。田间试验结果表明,当作业速度为1.8~2.0 km/h时,重种指数为4.9%,漏种指数为6.6%,种植深度合格率为95.2%,种薯间距合格指数为90.1%,膜顶覆土厚度合格率为98.8%,各行排肥量一致性变异系数为6.5%,总排肥量稳定性变异系数为5.1%,试验指标均符合国家和行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求。
粮食主产区耕地土壤重金属高光谱综合反演模型

粮食主产区的耕地土壤重金属污染已成为影响粮食安全和人居环境安全的突出问题。高光谱遥感技术为快速高效获取土壤重金属含量提供了新的途径,也为土壤总金属污染的监测和防治提供了技术保障。以河南省粮食主产区新郑市为研究对象,共采集191个耕地土壤样品,利用RankKS法划分为144个建模集样本和47个验证集样本;在室内利用ASD FieldSpec 3型地物光谱仪获取土壤高光谱数据,对耕地土壤样品在400~2 400 nm的光谱反射率与Cr、Cd、Zn、Cu、Pb 5种重金属元素进行相关性分析,筛选出5种重金属均通过P=0.01显著性检验的共用高光谱特征波段作为反演模型的自变量;采用基于OLS的固定影响变系数面板数据模型,对新郑市144个建模集样本的5种土壤重金属面板数据构建高光谱综合反演模型。结果表明:面板数据模型整体显著,拟合优度较高(R[TX-]~2=0.993 7,F统计量为1 365.94)。模型精度检验Cu的相对分析误差为2.046,Pb的相对分析误差为3.432,都具有较好的预测精度;Cr、Cd、Zn的相对分析误差在1.4~1.8之间,具有一般的定量预测能力。面板数据模型通过一次建模综合反演多种土壤重金属,计算简便、速度快,可以用于新郑市耕地土壤重金属的高光谱快速监测。
湿粘水稻土深松过程离散元分析

湿粘水稻土的深耕松对作业机具设计与作业参数的要求不同于旱作制,为探究水稻土条件下土壤深松扰动过程及其内在相互作用机理,本文结合田间实测土壤物理参数,借助离散元EDEM软件,建立适用于粘性水稻土的深松耕作离散元模型。利用粘性水稻土模型对水稻土的机械深松耕作过程进行离散元模拟仿真,并结合田间试验结果对机具耕作阻力、土壤宏观扰动进行对比验证,进一步从仿真的角度揭示深松土壤扰动的微观过程、土壤失效破碎的微观机理。结果表明,该模型下深松耕作阻力平均误差为6.63%,土壤扰动的起垄宽度平均误差为4.39%,起垄高度平均误差为19.22%;DEM仿真对土壤的微观扰动过程分析进一步论证了宏观试验测试结果及假说的正确,并且能够从土颗粒接触力学层面表达土壤扰动的边界生成、土体内部破碎等过程;结合DEM仿真角度提出的反映土体破碎程度指标--断裂系数,与传统试验的指标参数碎土系数对比两者误差为3.46%,该指标更有利于对土壤破碎过程微观机理的表达。
页岩储层各向异性对水平井坍塌压力的影响

为揭示层理页岩强度各向异性对水平井井壁坍塌压力的影响规律,对取自四川盆地龙马溪组页岩钻井不同层理角度的岩芯,通过岩芯观测、偏光显微镜、扫描电镜试验分别从宏观和微观角度研究了页岩层理特征,并基于单轴抗压强度研究了页岩强度各向异性特征.层理结构发育导致页岩呈现出显著的各向异性特征,粗略地将页岩视为各向同性体及简单采用Mohr-Coulomb准则作为破坏判据,使得预测的维持井壁稳定的坍塌压力不能满足安全钻井的需要.该文在研究层理地层岩石力学特性的基础上,采用横观各向同性地层井周应力分析模型,研究了弹性模量及地应力各向异性比对井周应力的影响;并结合考虑中间主应力的Mogi-Coulomb判据,分析了井壁坍塌压力对弹性模量E和Poisson(泊松)比ν各向异性比值变化的敏感性.实例分析结果表明:弹性模量和水平地应力各向异性比值的变化会对井周应力产生较大影响; Poisson比各向异性对井壁坍塌压力没有明显影响,而弹性模量比值的变化对井壁坍塌压力影响较大;横观各向同性地层中井壁坍塌压力与储层水平和垂直方向的硬脆性强弱关系有关,弹性力学参数各向异性既有可能利于井壁稳定,也可能更易导致井壁的剪切破坏;在实际工程中应根据储层岩石水平和垂直方向的硬脆性强弱关系,确定安全钻井液密度窗口.该结果对现场施工具有很好的指导意义.
分光光度法测定水样中偶氮染料刚果红

采用可见光分光光度法对水溶液中刚果红的测定条件进行探讨,分别考察了溶液pH、水浴温度、无水乙醇、恒温时间以及钙镁铝离子对其测定的影响。同时,用紫外吸收光谱研究不同pH和钙镁铝离子等因素对刚果红溶液光谱学性质的影响。研究结果表明:在测定波长为500 nm,用5 mL氯化铵-氨水反冲溶液将溶液pH调节到6~ 11之间,加入无水乙醇15 mL,在303 K水浴中恒温10 min后检测,乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸三钠等金属离子掩蔽剂作用条件下,刚果红溶液的质量浓度在0. 2~26 mg/L之间内与吸光度呈良好线性关系,其线性回归方程为y=0.01415+0.04366x,相关系数R~2=0.9998,检出限为0.2 mg/L。在试验条件下,平均回收率为100.4%,RSD≤1. 1%,该方法对溶液中刚果红的检查准确度和精密度较高,建立了一种对水样中刚果红快速、准确检测的方法。
离散元模拟中沙土参数标定方法研究

农业机械与土壤相互作用仿真时,选用颗粒相互作用参数的准确度将直接影响仿真结果。本文提出一种通过试验与模拟相结合系统地标定沙土颗粒相互作用参数的方法。通过堆积角测试装置、三轴剪切试验仪、图像颗粒分析系统等设备测量计算沙土的堆积角、剪切模量、粒径分布和外观形貌等参数,为颗粒或工厂建模提供参考。使用标准球和非标准球对沙土颗粒的碰撞恢复因数、静摩擦因数、滚动摩擦因数进行标定。研究不同质量和不同标定方法(抽板法和漏斗法)是否对堆积角产生影响。模拟结果表明,选用标准球标定时,碰撞恢复因数是0.15,静摩擦因数是0.8,滚动摩擦因数是0.2,抽板法得到的堆积角是33.99°,相对误差是4.74%;漏斗法得到的堆积角是33.59°,相对误差是3.51%。同时,选用非标准球进行标定时,碰撞恢复因数是0.15,静摩擦因数是0.2,滚动摩擦因数是0.3,抽板法得到的堆积角是32.06°,相对误差是1.20%。由此看出,颗粒外观形貌对颗粒间静摩擦因数影响相对较大。