mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
同步检测动物源性成分的四重PCR的条件优化和检出限分析

为建立肉制品中牛、羊、猪、鸡动物源性成分的快速高效多重PCR检测方法,利用4对牛、羊、猪和鸡源特异性PCR引物(靶基因序列来源于线粒体基因组)对多重PCR反应条件进行优化,并确定该检测方法的检出限。结果表明:四重PCR方法最佳反应条件为牛、羊、猪、鸡源特异性引物浓度分别为0. 16 µmol/L、 0.40 µmol/L、0.16 µmol/L.0.16 µmol/L,退火温度58℃,退火时间45 s,循环次数40。在最佳反应条件下,所建立的牛、羊、猪和鸡4种动物源性成分四重PCR的gDNA检出限为25 pg。应用优化后的四重PCR方法对20份市售肉制品样本进行盲样检测,验证鉴别方法的准确性,结果与现行标准的检测结果一致,掺假率达45%。本试验为该4种动物源性成分的快速检测提供了技术支撑。
过硫酸盐降解土壤中氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素的研究

过硫酸盐经金属离子活化产生硫酸根自由基,可高效降解土壤中的氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素。通过考察反应体系的初始pH条件、确定活化金属离子以及过硫酸盐与金属离子的投入比例等试验条件,确定最佳反应参数。结果表明:当酸性条件下,pH为3,选取亚铁离子作为土壤降解的活化金属离子,过硫酸钾: Fe~(2+):氯霉素类抗生素的摩尔质量比为40∶ 20∶ 1时,氯霉素、甲砜霉素、氟甲砜霉素降解率分别为80. 9%、79. 2%和78. 4%,降解效果最佳。
聚驱抽油泵防砂技术及应用

聚驱区块进入见聚高峰期开采阶段以后采出液见聚浓度不断上升,聚驱检泵率居高不下,砂卡问题已经成为影响聚驱检泵率的主要因素。针对大流道抽油泵在应用过程中存在的技术问题,提出"以防为主,防排结合"的治理思路,研制了防砂筛管、等径排砂泵。在抽油泵柱塞上均布排砂孔,改善活塞、凡尔球材质,提高耐磨性,增强排砂能力,使泵筒与活塞间的砂子进入泵活塞内,随油流排出;研制了泵上单流阀,防止抽油机井停机后采出液中的砂子沉积卡泵。防砂技术在聚驱抽油机井现场应用效果良好,使聚驱砂卡井检泵周期明显延长,适应不同出砂阶段防砂开采需求。
注入水中微生物对特低渗透储层伤害评价及推荐指标

开展注入水中微生物对特低渗透储层伤害规律及推荐指标研究,对特低渗透油田精细注水、效益注水有着重要的指导作用。在注入水中微生物特征分析和特低渗透储层孔喉特征分析的基础上,针对3种级别的特低渗透储层,分别开展了3种微生物硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌(IB)和腐生菌(TGB)的低、中、高3种浓度的27组岩心流动实验。结果表明:微生物的注入浓度、注入量及匹配度(自身形态与储层喉道的匹配程度值)是影响特低渗透储层渗透率损失值的3种主导因素;随着微生物注入浓度、注入量及匹配度的增大,最终渗透率损失值将增大;在3种微生物中,对储层伤害程度呈现硫酸盐还原菌(SRB)>腐生菌(TGB)>铁细菌(IB)的规律,应以SRB作为微生物指标中重点控制指标。针对特低渗透油藏储层,提出了注入水中微生物控制指标。
基于支持向量机的煤层气井排采层位水源判识

基于煤层气井产出水微量元素的测试结果,探讨支持向量机技术在煤层气排采层位水源判识中的应用,确定最优支持向量机参数获取方法。利用所构建的二叉树结构层次支持向量机模型识别了煤层气井产出水源,并对比验证了不同识别方法。结果表明支持向量机能够有效识别煤层气井产出水源,准确率高于80%。比较分析支持向量机、灰色关联分析和神经网络等预测模型发现,在煤层气井排采水源判识上,对小样本学习而言,支持向量机的预测准确率显著高于神经网络法,与灰色关联分析相当,但灰色关联分析对样本依赖性较强,其泛化能力取决于样本深度。研究证明支持向量机是一种可行、有效的煤层气井排采层位水源判识方法。
致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型

水平井体积压裂是实现致密油藏有效开发的关键工程技术手段,对致密油藏体积压裂水平井产能的准确模拟计算为体积压裂参数优化设计和压后生产动态预测提供了参考。基于致密油藏体积压裂水平井生产过程中油藏的实际流动形态特征,将水平井划分三线性流区域,结合Warren-Root模型,考虑储集层启动压力梯度和天然裂缝的影响,建立了致密油藏体积压裂水平井分区复合产能模型。结合现场生产数据验证了模型可靠性,并对产能影响因素进行了分析。结果表明:压后总体产量受到延伸主裂缝的条数、半长和导流能力的影响;启动压力梯度及改造区的弹性储容比和窜流系数对压后中后期产量影响大;未改造区窜流系数和弹性储容比影响后期产量的递减速度。该研究对深化认识致密油藏体积压裂水平井流动规律,完善致密油藏体积压裂渗流理论,提升致密油体积压裂优化设计都具有重要理论意义和实际价值。
压裂水平井裂缝和水平井筒不规则产油试井分析

针对多段压裂水平井不规则产油这一问题,在考虑水平井筒和压裂缝不规则产油的基础上,进一步考虑裂缝变质量流,运用Green函数、Newman乘积方法和叠加原理,建立了更为符合实际的多段压裂水平井压裂缝和水平井筒不规则产油试井模型,利用Stehfest数值反演得到了考虑井筒存储和表皮效应的实空间井底压力解,绘制了典型图版,并分析了水平井筒产油段流量、产油段长度以及裂缝参数对井底压力响应的影响。考虑水平井筒和压裂缝同时产油与只考虑裂缝产油在流动特征上存在差异,即前者增加了第一径向流和双线性流阶段。产油段流量、裂缝条数和裂缝半长对压力和压力导数影响较大;而产油段长度对典型曲线影响很小。本模型可用于多段压裂水平井有效出油裂缝以及水平井筒产油段评价和诊断,进而针对性地制定解堵或重复压裂等方案。
聚合物驱主流线与分流线油藏剩余油特征

采集油田开发取心检查井聚驱主流线和分流线油藏的油砂样品,检测得到黏度、流度、含油饱和度、驱油效率等油藏实验参数,对剩余油的特征、流动性、开采潜力及控制因素等进行了研究。结果表明:剩余油的黏度、流度、含油饱和度、驱油效率等都呈现不同程度的非均质性特征,聚驱主流线较分流线油藏剩余油黏度、流度高,含油饱和度低,驱油效率高;油藏参数对驱油效率影响趋势和程度不同,主流线与分流线油藏剩余油的黏度、流度、孔隙度、渗透率与驱油效率的相关性差别较大;聚驱主流线油藏驱油效率受孔隙度和流度控制,聚驱分流线油藏驱油效率明显受孔隙度、流度和黏度控制;聚驱主流线油藏剩余油开采潜力高于分流线。
辽东湾坳陷新生代走滑断裂体系及其成因

渤海湾盆地为典型的陆相断陷盆地,其发育演化受控于郯庐走滑断裂带。基于最新的三维连片地震精细解释,运用沙箱构造物理模拟实验,分析了辽东湾坳陷新生代断裂体系特征及其成因机制。结果表明:辽东湾坳陷发育7条主干断裂,形成凹凸相间的构造格局;走滑断裂的走滑量与派生拉张断裂水平伸展量之比约为3∶2;辽东地区的走滑量大于辽西地区,郯庐断裂东盘是走滑活动的主动盘;辽西南凸起和辽西凸起在新生代早期已经形成凸起雏形,辽东凸起形成时间较晚,受强烈走滑压扭作用影响,沙三段-沙一段沉积时期才逐渐与胶辽隆起剥离;渐新世郯庐断裂带的强烈活动,控制了辽东湾的盆岭再造过程。
致密气藏复杂裂缝压裂技术

大庆油田深层致密砂砾岩储层直井采用常规凝胶加砂压裂技术施工13口井,存在施工规模大、压裂后产量低的问题。分析认为由于储层致密,有效渗流距离短且应力差大,压裂形成单一裂缝,导致改造体积较小。因此,结合储层岩石脆性高的特点,利用水平井人工裂缝的相互干扰来降低应力差,并采用复杂裂缝压裂工艺扩大裂缝改造体积,提高单井产能。通过参数对比,水平井施工规模为直井7.8倍,压裂后产量是直井的17倍。应用情况表明该压裂增产工艺技术可行,为致密气储层的高效勘探开发提供了有力的技术支持。
特低渗透油藏CO_2驱油室内实验与矿场应用

延长石油特低渗透油藏储量丰富,注水开发中存在易水敏、注水困难等问题。CO_2驱能有效补充地层能量,改善地层原油性质,进而提高油藏采收率。利用CO_2-地层原油接触实验、岩心渗流和驱替室内实验,描述CO_2-地层原油两相渗流特征,分析CO_2驱油机理和驱油特征,并在靖边特低渗油藏进行了矿场实验。研究表明,特低渗储层CO_2-原油油气两相共渗范围大,CO_2具有降低原油黏度,使原油体积膨胀等作用,非混相驱和混相驱均可较好地开发特低渗透油藏,其中生产井见气前与低气液比阶段是油藏主要生产期。 CO_2驱矿场试验表明,特低渗透油藏注气能力是注水能力的2倍,注气能快速有效补充地层能量,增加油田产量,目前试验区生产整体呈日产液、日产油上升态势。
鄂尔多斯盆地南缘长10-长9油层组沉积特征

鄂尔多斯盆地三叠系延长组是主要勘探目标之一。以鄂尔多斯盆地南缘露头剖面详细勘探为基础,结合前人成果,对岩性和岩石组合、沉积相特征及时空演化进行系统分析。结果表明:鄂尔多斯盆地南缘长10-长9油层组可划分9种岩相类型,发育曲流河、曲流河三角洲及辫状河三角洲3种沉积相,曲流河相发育河床滞留沉积、边滩、天然堤及决口扇4种微相,曲流河三角洲发育水下分流河道、水下天然堤、分流间湾、河口坝及远沙坝5种微相,辫状河三角洲发育水下分流河道、分流河道间2种微相;长10-长9油层组垂向上具有粗-细-粗的复合韵律特征;曲流河砂体、三角洲前缘砂体是油气运移聚集的主要场所。
火山岩储层供气特征与开发规律

大庆徐深气田火山岩气藏属于中-低孔隙、致密气藏。岩心实验虽然揭示了储层中不同孔隙结构的供气机理,但是不能体现储层中人工裂缝、天然裂缝和基质孔隙的供气特点与开发规律。通过对徐深A区块密井网试验区的解剖,揭示了储层的供气特征与开发规律。火山岩储层压裂改造后形成双区供气结构,与气井直接相连的是主流区,主流区外存在补给区。主流区控制气井初期产量的高低,补给区是气井长期供气的保障。随着补给区的逐步补给,气井的井控动态储量逐步增加。通过井间加密可以改善老井补给区的渗流能力,减缓老井产能的递减。加密井形成了新的主流区,缩短了渗流距离,有利于致密储量的动用。井间主流区距离远,补给区中广泛分布的基质产生低渗阻隔,因此连通的气井间难相互干扰。
渤中凹陷西次洼断裂演化特征及控藏作用

渤中凹陷西次洼位于渤海西部海域,勘探程度相对较低,受区域应力影响,断裂特征复杂多样。为了搞清研究区断裂的发育规律及其控藏作用,利用新三维地震资料,并结合勘探实践,在不同时期形成断裂划分及特征分析的基础上,对断裂的成因演化及断裂对油气成藏的控制作用进行了探讨。研究结果表明:渤中凹陷西次洼的断裂演化阶段可以划分为早期基底断裂左旋走滑阶段、古近纪伸展作用阶段和新近纪-第四纪(新构造运动时期)双向走滑作用阶段。断裂的形成和演化控制了沉积体系的发育,形成了多种类型圈闭,为油气垂向运移提供了主要的运移通道。研究成果对该区目标优选及油气勘探评价具有指导意义。
辽东湾坳陷挤压型和拉张型走滑转换带特征及其控藏作用

走滑转换带对油气成藏具有明显的控制作用,辽东湾坳陷发育的走滑转换带控制了该区大中型油气藏的形成。利用三维地震精细构造解释并结合钻探结果,将走滑转换带分为右旋左阶-挤压型走滑转换带和右旋右阶-拉张型走滑转换带,并明确了两种转换带对油气成藏的控制作用。研究认为:挤压走滑转换带可形成规模较大的背斜型圈闭,油气保存条件好,成藏深;拉张型走滑转换带油气运移条件好,成藏浅,可分为张-扭转换区、拉张调节区和走滑单控区,张-扭转换区和走滑单控区多形成背斜、半背斜圈闭,拉张调节区多形成断块圈闭。
新型4d/5d基超导体的结构和物性

在强关联电子体系中,轨道、自旋和晶格等自由度之间的相互作用一直是研究的热点.这些自由度之间的竞争和共存产生了复杂新奇的物理现象,如超导现象、量子相变、自旋有序、拓扑相变、金属绝缘转变等,这些丰富的物理现象来源于不同的有序态或量子涨落之间的竞争和耦合.自旋轨道耦合作用是指粒子的自旋角动量和轨道角动量之间的相互作用,在4d/5d基化合物中,由于电子的运动速度较快,自旋轨道耦合的效应不可忽视,可能表现出与3d基化合物不同的物性.例如,在含4d/5d过渡族金属元素的超导体中,其电子配对的机制可能不同于常规的s波Bardeen-Cooper-Schrieffer超导体.本文以几种典型的4d/5d基超导体为例,对其晶体结构和超导物性及其内在联系进行了详细论述,重点探讨了阴离子共价键强弱对晶体结构、相变和超导物性的影响,希望引起相关研究者对该类超导体的重视.
基于棱镜二次聚光的高倍聚光模组聚光特性与三结电池光谱响应匹配与优化

目前Ⅲ-V多结高倍聚光(HCPV)太阳电池实验室效率记录已高达46%,而相对应的模组效率与之相差仍较大,其中由于模组中聚光非理想性引起的损失就高达20%.本文通过建立光学模型和非均匀光照的三维电池电路网络模型,以Ⅲ-V族三结电池为例,研究了菲涅耳透镜一次聚光、棱镜二次聚光的HCPV模组的聚光特性和光电特性.结果发现:由于光线非平行入射和菲涅耳透镜的色散现象,使得沿光轴方向短、中、长波段聚光发散及聚光不均匀,从而造成了三结电池的上、中、下各子电池光谱响应失配损失,模组光电转换性能下降;进一步,通过采用棱镜二次聚光,能较好地改善聚光和温度均匀性;通过对光轴方向上短、中、长波段的聚光特性与三结电池光谱响应匹配优化,使得模组输出功率提高10%以上.模拟结果已得到实验验证.
有机阳离子对卤素钙钛矿太阳能电池性能的影响

采用第一性原理计算了CH_3NH_3PbI_3中有机部分CH_3NH_3~+和CH_3NH_3的静电特性.结果表明:CH_3NH_3~+具有强的亲电特性,CH_3NH_3的CH_3~-端具有弱亲电性,而NH_3~-端具有弱亲核性.发现在CH_3NH_3PbI_3中CH_3NH_3~+之间强静电排斥作用在相变中起着重要的作用,且在室温条件下CH_3NH_3~+在无机笼中具备活性和无序的特性,使得TiO_2/CH_3NH_3PbI_3异质结中n型TiO_2的电子通过界面扩散到CH_3NH_3PbI_3材料,并与CH_3NH_3~+结合形成CH_3NH_3,CH_3NH_3的静电特性导致在内建电场作用下更容易取向,取向的CH_3NH_3周围形成的静电场会变得更弱和更加均匀.这对无机框架上载流子的产生和传输更加有利,这样的异质结比传统的pn结具有更大优势.这是CH_3NH_3PbI_3太阳能电池高的光电转换效率的重要原因.
单机模式下的高分遥感影像并行镶嵌

针对传统串行镶嵌在单机模式下效率低下的问题,提出一种基于单机模式的小规模遥感影像并行镶嵌方法。通过对串行镶嵌过程的分析,将有效镶嵌区域按照处理内容划分为不同类型的数据子块,采用经典的“生产者-消费者”模型,实现了数据处理与磁盘I/O的解耦,以串行流水线的工作模式最大程度地隐藏了数据处理时间,从而有效提高了镶嵌效率。与商用软件ArcGIS进行了镶嵌效率对比,在小规模遥感影像整幅镶嵌应用中,该方法获得了2倍左右的加速效果。
含直流储能的双端柔性直流输电技术提高微网并网稳定运行能力的研究

为了提高微网并网时稳定运行能力,平抑配电网公共连接点的功率波动与维持功率潮流分布,研究了一种含直流储能的柔性直流输电并网接口系统,根据柔性直流输电和蓄电池数学模型,以直流侧储能单元的充放电与双端功率传输控制和平抑微网并网扰动为目标,提出了基于两段式充电的矢量解耦三环控制及蓄电池的充放电切换控制策略,构建了以蓄电池为储能元件的微网并网系统仿真模型,针对微网内功率变化、蓄电池充放电切换和微网交流系统短路故障等情况进行了仿真分析,结果表明控制策略在保证储能单元的充放电与双端功率传输的基础上,有效地抑制了公共连接点的功率波动,保证了电网潮流分布的稳定。
双离合器盘毂冲挤成形中的小圆角填充规律研究

小圆角齿形双离合器盘毂在冲挤过程中,往往由于成形阻力大而致使小圆角齿形填充不完全。提出一种将坯料预制成内凹型的预成形方法,采用力学分析和有限元模拟对内凹型预制坯促进圆角填充进行分析,利用冲挤复合成形技术成形双离合器盘毂件,使用deform对预成形工件挤齿过程进行数值模拟,分析预制坯几何参数对成形质量的影响规律,利用BP神经网络建立预制坯几何参数和齿形圆角未填充宽度之间的映射关系,运用多目标遗传优化算法对预制坯几何参数进行了优化。结果表明,当坯料形状截面为内凹形的时候,因坯料与模具接触面积减少从而使摩擦阻力减小,同时对坯料产生切向推力,小圆角齿形填充较好; BP神经网络结合遗传算法能够可靠地优化预制坯几何参数,优化后圆角齿形填充性能得到了改善,提高了双离合器盘毂件成形质量。根据模拟结果进行试制,验证了工艺的可行性和模拟的准确性。
金属环境对引信磁共振耦合无线装定系统参数影响

引信磁共振耦合无线装定系统位于圆筒形金属环境内工作时,装定线圈因金属环境影响会产生散射场阻抗,导致系统工作参数变化。针对该问题,建立了线圈散射场阻抗计算模型,通过实验研究了线圈等效参数随频率、间距、金属材料的变化规律。理论分析与实验结果表明:所建模型正确,理论计算结果与实验值较为吻合;金属物体的存在会引起装定线圈等效电阻值增大、电感值减小;铁磁性金属材料较非铁磁性金属材料所引起的线圈电阻值增加量更多,而电感值减少量则小些;利用所建模型计算出金属环境引起的散射场阻抗后,通过电路电容参数调整,可使装定系统重新回归共振状态。所建模型为金属环境影响下的引信无线装定系统线圈参数定量计算提供了理论参考。
城市扩张导致京津冀区域生境质量下降

城镇化发展极大地改变了区域生境分布格局和功能,从而影响区域生态安全。因此,开展生境质量的评估,对于城市生态安全保障具有重要作用。基于InVEST生境质量模型,评估了京津冀区域2005—2015年生境质量时空变化格局。研究结论如下: 1) 2005—2015年,京津冀生境面积减少7134.2 km~2,占2005年生境面积的3.7%。耕地、草地和水域生境面积分别减少5081.0、1695.1、421.6 km~2,占对应类型生境面积的4.7%,4.9%和7.2%。2)京津冀生境质量从0.88降至0.83,下降幅度达5.69%。其中,耕地生境质量下降最为严重,其次为水域生境质量。3)生境质量下降区域主要沿北京-保定-石家庄-邢台-邯郸等经济发展迅速的区域分布,表现为城市扩张侵占原有生境。4)京津冀高生境质量斑块破碎度增加,低生境质量斑块集聚度增加。整体上看,京津冀区域生境斑块破碎度增加。
黄淮海地区耕地复种指数的时空格局演变

耕地复种指数是土地利用强度的重要表征,时空动态特征有助于理解人类活动与生态环境的耦合作用。以黄淮海地区2001—2015年MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨率成像光谱仪) NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,归一化植被指数)遥感影像为数据源,使用Savitzky-Golay滤波对时间序列曲线平滑重构后,结合研究区物候信息设置含有阈值的二次差分算法提取复种次数,最后在R环境下绘制复种指数空间分布图。结果表明:(1)河南省复种指数最高(169.3%),山东省次之,天津市最小;(2)各省市年际变化趋势大体一致,经历了升高-降低-升高的过程;从空间分布特征来看,耕地复种指数具有明显的地域性差异,二熟制主要集中于南部,东部和北部受地形和纬度影响,主要以一熟制为主。研究结果对于黄淮海农耕区的土地利用强度辨识、人类活动方式确定具有参考价值,同时也证明了该方法具有更大尺度推广的潜力。
近30年来京津冀地区湿地景观变化及其驱动因素

湿地是水陆生态系统的转换区,是地球上生物多样性和生产力最高的生态系统之一。在快速城镇化和社会经济发展的推动下,京津冀地区湿地生态环境面临较大地威胁。利用1980年代末到2015年7期土地生态遥感解译数据,运用GIS空间分析和主成分分析方法,分析了京津冀地区湿地景观时空变化及其驱动力。研究结果表明:(1) 1980s末—2015年期间,京津冀地区湿地面积的变化呈现从略微增长到快速减少趋势,近十年减少趋势略有减缓。湿地总面积减少了2695.05 km~2,较1980s末年减少了20.08%;河北省湿地面积减少最多,且天然湿地减少占据主导地位,其次是天津市和北京市。(2)湿地面积损失较为严重的区域主要分布在环渤海区域、北京市和河北省张家口市和唐山市。湿地受损主要是水田和滩涂向非湿地转换引起的。(3)水田和水库坑塘构成的人工湿地是京津冀地区优势景观类型。湖泊、河渠、滩地破碎度增加,且空间分布离散,连通性差。(4)选取9个驱动因素指标进行主成分分析,人类活动是影响湿地景观格局变化的主要因素,城市扩张和农业发展是侵占湿地的主要表现形式,此外气候和政策等因素也对湿地变化存在一定影响。
基于Citespace软件的生态风险知识图谱分析

伴随着重大环境事件频发,环境污染、生态破坏现象的日益严峻,生态风险研究受到各国学者和政府的广泛关注。对整个生态风险研究领域进行全面系统的分析,旨在探究研究热点及趋势,归纳研究主题演进,了解当前国际研究现状。以Web of Science数据库为数据源,利用Citespace软件,绘制生态风险研究知识图谱,进行文献可视化分析。研究发现:(1)国际生态风险研究的发文数量经历了缓慢增长-平稳增长-迅速增长3个阶段;(2)生态风险研究分为奠基期,成长期,拓展期3个阶段,各阶段研究热点不同,当前研究热点是“空间分布、生态系统服务、城市土壤、源解析、海洋沉积物”;(3)生态风险研究由单一风险源、风险受体、小尺度的评价演化为多种风险源、多种风险受体的大尺度综合评价;(4)欧美国家、学者奠定了该领域的研究基础,中国起步较晚但发展迅速。
海河流域面源污染风险格局识别与模拟优化

面源污染是海河流域面临的主要水生态环境问题,如何通过流域景观格局优化实现对面源污染的控制一直是研究的热点问题。通过最小累积阻力模型,以海河流域为研究对象,将流域景观要素及影响流域景观过程的外部因子相结合,对海河流域面源污染风险格局进行了识别,并将阻力格局与海河流域实测水环境指标进行相关性分析及验证,在此基础上对流域污染风险进行识别与优化模拟。结果表明海河流域有40%以上(130380 km~2)区域面临高污染风险,集中分布在中南部平原地区以及山区河谷地带;对此设置河流植被缓冲带进行格局优化模拟分析,通过比较不同措施格局优化阻力值变化趋势表明,对于二级河流水系,加强河流两岸600—1600 m范围的人类活动管控,可以有效降低污染物输出,显著降低流域面源污染发生的风险。在面源污染风险等级较高的平原地区,设置300—400 m植被缓冲带,可将风险等级降低50%,设置700—800 m岸边植被缓冲带即可达到最佳效果;而在山区地区因风险较低,设置400—500 m的植被缓冲带即可达到最佳效果,能够将污染风险在现有基础上降低30%—40%。这一研究结果对海河流域景观格局优化和面源污染风险控制提供科学参考。
耦合生态系统服务供求关系的生态安全格局动态分析———以闽三角城市群为例

实现分区管理是缓解城市群生态安全空间差异的有利途径。基于供求理论构建了生态系统服务供求关系动态模型框架,并利用供给与需求的象限区划表征闽三角城市群生态安全格局;在不同的尺度变换上,运用价值单量修正模型、INVEST生境质量模型、景观指数模型、生态韧性模型、熵权法等方法综合测度城市群生态系统服务供求水平,实现生态安全格局的分区化;引入环境库兹涅茨曲线理论解析区域生态安全格局现状和成因;数据分析借助ArcGIS可视化表示。研究发现:(1)闽三角城市群存在50%区域属于生态安全高供给失衡区,其中70%属漳州市境内; 32.14%属于高需求失衡区,集中于市辖区与沿海地区; 17.86%属于双维度失衡区;未存在单元位于双维度共赢区上。(2)区域生态系统服务供给颇佳而需求滞后,城市群东南沿海区域与周边区域格局差异明显,供给(需求)呈现由沿海向内陆梯次增(减)的空间分异规律。(3)城市群尚处于生态安全库兹涅茨曲线的“两难阶段”,同时导致了城市群生态安全格局空间异质性的产生。
京津冀城市群生态网络构建与优化

生态安全是人类生活的基本保障,快速城镇化致使大型生态源地破碎化、岛屿化,生态环境问题日益严重。构建生态网络不仅能加强生态源地间的连通性,完善生态功能,还能提高生态系统的综合能力,改善恶化的生态环境问题。以京津冀为研究区,基于地理空间分析技术确定京津冀生态源地,对研究区内的林地、湿地、草地,结合生态红线等进行区域叠加从而完成源地提取;基于最小成本路径方法,考虑土地利用及高程影响因子,提取京津冀城市群生态廊道,分析统计廊道分布情况;结合重力模型与重要生态源地连通性筛选出京津冀重要生态廊道,叠加现有国道、河流构建生态网络,对重要生态节点进行分析。研究结果表明,生态源地面积占研究区总面积比例为21.76%,林地、湿地、草地面积占总生态源地面积分别为82.78%,11.05%, 6.17%;不同地貌区域生态源地类型不同,林地主要分布在山区,湿地主要分布在平原区域,草地主要分布在研究区西北部;景观成本值平原区域高于草原和山区,北京、天津、石家庄城区及周边景观成本值最高;采用最小成本路径模型提取廊道579条,其中张家口、承德区域生态网络较好,平原区域生态源地及生态节点缺失较为严重。最后,对北京、天津、白洋淀、衡水湖等重点生态区域提出修复和保护意见,为京津冀城市群发展提供参考。此外,本研究对其他地区生态网络的构建提供理论依据与技术支持。
考虑滑坡敏感性的天津市蓟州区生态网络构建

随着城镇水平不断提高,人口数量不断增加,滑坡、崩塌等地质灾害频发,天津市蓟州区的景观孤岛化和破碎化现象日益严重,生物多样性减少,生态价值和生态服务功能降低。以天津市蓟州区为研究区,从自然资源、气候调节、水源涵养、生物多样性等方面考虑,选取生态源地;选取坡度、地形起伏度、坡向等滑坡孕灾环境因子,基于信息量模型,在定量分析滑坡与各孕灾环境因子关系的基础上通过地图代数计算滑坡敏感性指数,并用于修正由土地利用类型赋值得到的生态基本阻力面,基于最小费用模型提取研究区生态廊道,进而构建天津市蓟州区生态网络。研究结果表明:研究区内滑坡的空间分布主要受坡度、高程、地形起伏度以及岩土类型等因素的控制;经验证基于信息量模型计算得到的滑坡敏感性指数对研究区内的滑坡具有较强的诊断能力;基于最小费用模型,提取生态廊道23条,总长度约为129 km。通过对比分析,提取的生态廊道基本上避开了滑坡灾害的高敏感性区域,能够有效地将生态源地进行连接;生态廊道在蓟州区的空间分布存在显著的差异,主要分布在蓟州区的北部山区,生态廊道的密度较高,在蓟州区的中部和南部地区,生态廊道的分布非常稀疏。研究成果将为天津市蓟州区生态网络的优化、生态安全格局的构建提供科学依据。
高温天气植被蒸腾与遮荫降温效应的变化特征

开展城市中不同树种植被遮荫与蒸腾降温效应的量化研究是科学优化植被温度调控服务的重要基础。以南京市栖霞区某小型绿地单元为研究区,对高温晴朗天气下不同树种典型植株树干液流进行了观测,采用“单位叶面积上的平均液流速率×叶面积指数”的扩展方法实现了由单株到林分尺度上冠层蒸腾量与蒸腾降温效应的估算,并根据林上、林下太阳辐射值计算了不同树种与整个绿地单元的遮荫降温效应,进而阐明了蒸腾与遮荫降温对总降温效应贡献率的变化特征。研究结果表明: 1) 3个树种树干液流均呈现昼高夜低的变化趋势,树干液流通常在6: 00左右启动,正午前后达到峰值,且存在明显的“午休”现象,而在同一树种内树干液流会随着胸径的增大而显著增大; 2)林分尺度上的冠层蒸腾量与蒸腾降温效应均为杨树>
基于电路理论的南京城市绿色基础设施格局优化

城市绿色基础设施的连通性与格局优化能显著提升城市的生物多样性和可持续发展能力,对维持城市生态系统的健康与稳定具有重要意义。基于电路理论构建了南京市主城区绿色基础设施景观格局,根据电流密度分析斑块、廊道重要性,并借助移动窗口搜索法识别障碍点,提出南京市景观格局优化策略。研究结果表明:(1)南京主城区景观破碎化程度较高, 40%的生境斑块(约为28.18 km~2)对连通性的贡献较低,南部重要廊道的数量最多,局部簇团成网,网络结构较为复杂,其次为中部,且河流廊道(秦淮河)是其主要廊道类型,北部廊道数量最少,斑块多呈孤岛分布;(2)研究区共有155处障碍点,其中84.5%面积小于5hm~2,可见主城区景观连通性仍有较大的提升空间。研究丰富了城市绿色基础设施景观格局的构建方法,对南京主城区绿色基础设施的连通性与格局优化具有一定的实践指导意义与参考价值。
闽三角城市群生产-生活-生态时空格局演化与功能测度

区域在发展过程中能否实现生产-生活-生态(简称三生)空间的协调,已成为推进生态文明建设进程中亟需解决的重大问题。基于“三生”空间评价体系,以闽三角城市群为研究区,同时构建“三生”空间功能性指数,探讨了近15年来闽三角城市群“三生”空间时空分异格局、功能性水平分异及其动因。结果表明:(1) 2000—2015年,闽三角城市群生产、生活空间均集中分布于东部沿海地区且呈扩张趋势,生态空间则集中分布于西部山地、丘陵地区且整体呈缩减变化态势;(2)闽三角城市群“三生”空间功能性水平存在一定的空间集聚性且整体呈降低趋势,功能指数(PLESI)大致以闽三角城市群大都市区的核心-边缘分界线为界划分为东部功能水平较低区(均值为1.96)和西、南部功能水平较高区(均值为2.32);(3)闽三角城市群“三生”空间协调性较差,其竞合、冲突主要由自然和人为双重因素叠加所致。结果旨在能够为未来闽三角城市群“三生”空间竞合格局演变提供预判依据,并为推进“三生”空间协调发展提供决策参考。
京津冀城市群土地利用生态风险的时空变化分析

以京津冀城市群为研究区,基于1984、1990、2000、2005、2010和2015年土地利用数据,利用斑块密度、蔓延度和土地利用类型的主观权重构建土地利用生态风险指数,从而揭示京津冀城市群地区6个时间节点的土地利用生态风险空间分布特征。土地利用生态风险划分为5个等级:低风险区、较低风险区、中等风险区、较高风险区和高风险区,将较高风险区和高风险区定义为综合高风险区,然后计算其重心转移轨迹,从而探究土地利用生态综合高风险区的空间转移动态变化规律。结果表明在研究时段内:(1)研究区土地利用生态风险的总体分布规律为城市中心城区周边的土地利用生态风险逐渐加剧,非城市地区低于城市地区,且高风险区、较高风险区的面积呈增加趋势。(2)京津冀城市群13个地级市综合高风险区变化各不相同:北京市、天津市、唐山市和廊坊市的综合高风险区呈现出增加的趋势;承德市、张家口市、保定市、石家庄市、秦皇岛市、邯郸市和邢台市的综合高风险呈现出降低的趋势;而沧州市和衡水市几乎不变。(3)综合高风险区的重心转移方向基本分为三类:朝首都方向、朝东部海洋方向和自身发展方向,且重心转移方向与城市的规划、治理及发展方向联系密切。
权衡城市扩张、耕地保护与生态效益的京津冀城市群土地利用优化配置情景分析

京津冀城市群作为影响我国经济发展的重要区域,具有多重战略意义。然而,快速的城市扩张在提高社会、经济水平的同时,伴随着资源供求矛盾加深、耕地被侵占、生态退化,以及水、大气环境污染等众多突出问题,如何优化调整城市空间结构与布局,实现社会、经济发展与生态环境保护等多目标的协同优化是京津冀规划管理与决策的关键。从土地覆盖/利用数量和空间布局两个重点方面出发,通过多目标优化模型和CLUE-S模型的构建,提出了多目标权衡下的土地扩张优化情景预案,以期为京津冀城市群扩张布局与土地利用优化配置规划与管理提供科学参考。结果表明:一方面,利用多目标遗传算法(MOGA)可以很好地实现对京津冀土地利用结构优化配置及其与社会、经济及生态效益等多目标的定量化求解,为决策人提供满足不同权衡目标的多种选择,并通过与CLUE-S模型相结合,实现京津冀城市群土地利用格局的空间优化配置情景模拟;另一方面,研究结果表明,综合考虑了社会、经济和生态效益的优化方案中,林地的增加可以相对满足政策要求,增幅较大,耕地较未优化方案减幅放缓,符合耕地保有量的要求,同时,也从空间上减少了对重要生态用地的侵占。本研究的方法与结果可为京津冀城市群土地利用规划与生态安全格局建设提供理论与应用参考。
基于多边界改进的京津冀城市群生态系统服务价值估算

从京津冀城市群生态环境一体化角度出发,结合13个地市的行政边界、泰森多边形边界和基于最小累计阻力模型构建的最小累计阻力边界3种不同类型的界限,对传统基于行政边界的生态系统服务价值评估方法进行改进,以估算出京津冀城市群13个地市实际获得的生态系统服务价值。结果表明:(1) 13个地市对应的泰森多边形边界、生物多样性最小累计阻力边界和文化服务最小累计阻力边界与13个地市的行政边界相差较大;(2)京津冀城市群各生态系统服务总价值为4544.81亿元, 13个地市实际获得的生态系统服务价值差别较大,空间上呈现出由北向南的下降趋势;(3)与传统方法的估算结果相比,北京市、石家庄市、承德市、衡水市、廊坊市、秦皇岛市、唐山市和邢台市实际获得的生态系统服务总价值增加,其中唐山市的增加量最大,超过56.50亿元,其他地市实际获得的生态系统服务总价值减少,天津市减少量最大,超过98亿元;(4)敏感性分析结果表明京津冀生态系统服务总价值相对于生态系统服务价值系数稳定,因此估算方法有效,研究结果可信。
基于土地利用格局变化的北京市生境质量时空演变研究

城市生境质量对生物多样性保护有至关重要的作用,以北京市为例分析2000—2015年北京市不同土地利用类型的空间分布特征和不同区域之间的差异,并借助InVEST-Habitat Quality模型评估了北京市4个时期(2000年、2005年、2010年和2015年)、4个区域(首都功能核心区、城市发展新区、城市功能拓展区、生态涵养发展区)的生境退化程度和生境质量变化情况。结果表明:(1)从2000年到2015年,建设用地增加了近40%,耕地、湿地是其快速扩张的主要来源,城市发展新区的建设用地增加了60%;(2)主要的生态用地(林地、草地、湿地)所占比例总体增加了5.71%,但是总体景观结构异质性减弱,斑块破碎化程度加大;(3)生境质量总体下降了2%,表现出明显的区域差异,首都功能核心区和生态涵养发展区的生境质量总值逐渐升高;生境退化度逐渐增加,最严重的区域在城市功能拓展区以及平原-山区交界地带。对区域生态服务价值评估的有益探索,为今后进一步城市景观格局的构建和优化提供依据和参考。
基于栖息地风险评价模型的海岸带滩涂湿地风险评价———以闽三角为例

海岸带湿地是生物多样性最丰富、生产力最高、最具价值的生态系统之一。然而近年来,随着城市化和工业化进程的加快,我国海岸带地区的土地利用正发生深刻变化,生态风险凸显。利用2000、2005、2010和2015年的Landsat TM/ETM+和 Landsat 8 OLI遥感影像,融合行政区划图与地形图,并引入一个评价多元海洋、海岸带利用对栖息地造成风险的模型,即 Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs(InVEST)模型中的栖息地风险评价(Habitat Risk Assessment,HRA),模型评价闽三角海岸带滩涂湿地的生态风险。结果表明:(1)闽三角海岸带滩涂湿地风险以低风险为主;(2)泉州地区的风险面积最大(约4389.91 hm~2),漳州地区最小(约4630.73 hm~2);(3)修正面积影响的情况下,其他建设用地造成的暴露和影响较大,耕地造成的暴露和影响最小。不同区域滩涂湿地风险程度的可视化表达,可以揭示滩涂湿地高风险地区以及高风险的产生原因,便于管理者对滩涂湿地采取精准的保育措施。
京津冀特大城市群生态安全格局时空演变特征及其影响因素

京津冀特大城市群的快速发展显著提升了地区生活水平,但也对生态环境造成了负面影响。以2000—2015年京津冀城市群面板数据为研究样本,建立“压力-状态-响应(PSR)”城市群生态安全协同会诊指标体系,采用TOPSIS和灰色关联组合方法计量其生态安全综合指数(Comprehensive Index of Ecological Security,CIES),运用因子分析法提取关键因素,并通过多元线性回归方法计算上述因素对生态安全的影响程度。结果表明:(1)京津冀城市群生态安全指数已经达到了预警状态,呈现“北高南低,西高东低”的空间格局,亟需建立三地协同联防联控的生态安全防治机制;(2) 2000—2015年京津冀城市群的生态安全指数呈小幅波动状态,规划与政策对城市群生态安全指数具有显著影响效应;(3) 13地市生态安全指数的演变趋势存在显著的差异,承德、廊坊仍呈下降趋势;(4)城镇化、社会发展以及技术进步对京津冀城市群生态安全具有显著的正相关性,开发水平、经济发展以及生态病理度则呈负相关性。由此,需要划定并严守城市群生态保护红线,控制空间开发强度与速度,以遏制生态恶化;完善并落实京津冀城市群协同发展的规划体系与相应的配套政策支撑体系,以保障城市群生态安全稳定提升;控制经济发展速度,提升社会发展水平,构建城市群一体化社会服务保障体系;提升生态技术研发水平,加大生态空间保护与修复,以降低生态安全风险,保障城市群生态安全格局。
闽三角城市群生态环境脆弱性及其驱动力

生态安全是地区社会经济可持续发展的基本前提之一,而生态环境脆弱性会威胁地区的生态安全,进行生态环境脆弱性评价具有重要意义。以闽三角城市群为例,分别选取2000年和2015年的高程、坡度、岩性、土壤类型、NDVI、年均降水量、年均温、人口密度、人均GDP、路网密度、景观多样性、土地利用程度和工业固体废弃物排放量等13个指标,基于空间主成分分析法,并结合全局Moran'I和LISA聚类图,从整体特征、空间差异、空间集聚、地类脆弱性分异以及驱动力5个方面,探讨闽三角城市群的生态环境脆弱性及其驱动力。结果表明: 2000—2015年间,闽三角城市群的生态环境脆弱性整体处于中度脆弱,但呈现出由中度脆弱向重度脆弱过渡的趋势; 2000—2015年间,生态环境脆弱性呈现出由东南沿海向西北内陆逐渐增强的整体趋势,并存在明显的地带性特征,东南沿海增长不明显,部分地区有所下降,而西北内陆增长明显;生态环境脆弱性存在显著的空间自相关性,且为显著正相关,在西北部山区地带为显著的高高聚集,在东南沿海平原地带为显著的低低聚集,16年间集聚性特征在空间上有所迁移和扩张; 2000—2015年间,生态环境脆弱性在各地类存在着一定的异质性,其生态环境脆弱性指数大小顺序始终为:林地>未利用地>草地>耕地>水域>建设用地,整体由中度脆弱向重度脆弱过渡; 2000—2015年间,生态环境脆弱性的驱动力有所变化,但人口密度、景观多样性、岩性和土壤类型一直是闽三角城市群生态环境脆弱性主要的驱动力。
X 射线荧光光谱分析测定环境空气中无机元素

无需麦拉膜或聚丙烯膜覆盖在空气滤膜样品表面,使用普通液体杯、氦气介质下就可直接用WDXRF测量环境空气中的无机元素。用建立的方法测定了大气颗粒物标准膜样品NIST SRM2783,测定出的元素结果与标准值的相对标准偏差最大仅为4. 1%。用建立的方法测定了4个实际滤膜样品中的Na,Mg,Al,Si,P,S,K,Ca,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn,Ba,Pb元素,并和等离子体质谱( ICP-MS)、等离子体光谱( ICP-OES)的结果比较,结果显示本方法可靠,能够满足目前的监测需求和广泛使用。
顺托果勒奥陶系一间房组超深层灰岩储层类型及储集空间定量表征

顺托果勒地区位于塔里木盆地北部坳陷带顺托果勒低隆起之上。该区中奥陶统一间房组发育台地相碳酸盐岩沉积,地层厚度为168 ~ 220m,埋深主要在6300 ~ 7850m,超深层储层是研究的关键。经过系统的岩心、铸体薄片、电镜观察和岩心微纳米CT检测分析,发现该套储层以致密灰岩储层为主,包括砂屑灰岩、凝块灰岩、藻粘结灰岩和藻灰岩等岩石类型。储集空间包括生屑遮避孔、铸模孔、粒内孔、晶内孔、微裂缝和溶蚀孔洞,其中粒内孔是主要储集空间类型。物性分析和储集空间的三维定量表征表明,储层以台内滩相亮晶藻屑砂屑灰岩和凝块灰岩为最好,孔隙度主要为2% ~ 4%,少量可达12. 14%;其次是藻粘结灰岩和藻灰岩。构造热液交代作用形成蚀变灰岩,发育溶蚀孔洞、微孔隙和微裂缝,构成良好储集空间体系,从而形成优质储层,这对超深层天然气勘探具有重要价值。
江西大湖塘矿集区茅公洞钨矿有关的高分异花岗岩成因研究

江西省大湖塘钨(铜、钼、锡)矿集区位于江南造山带中段九岭山脉,是世界级钨矿。茅公洞岩体位于大湖塘矿集区南部,由花岗斑岩和白云母花岗岩组成,后者有显著钨矿化。本文对此岩体进行详细的锆石U-Pb年代学、云母-长石矿物化学、全岩主微量元素及Nd同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明花岗斑岩的成岩年龄为133 ± 2Ma,野外穿切关系表明含矿白云母花岗岩侵位稍晚。岩相学和岩石地球化学表明白云母花岗岩属于高分异花岗岩,与花岗斑岩相比,具有高硅,富碱,过铝质,较低的Ga /Al值,高Rb /Sr,Eu负异常明显,稀土四分组效应和异常的微量元素特征(non-CHARAC性质) ,以及较高的εNd值。基于以上特征,我们提出高分异的白云母花岗岩的形成模式:双桥山群变质沉积岩经部分熔融形成花岗斑岩之后留下麻粒岩相残余体,后者在幔源高温玄武岩底侵交代作用下再次发生深熔作用而形成白云母花岗岩;玄武质岩浆的底侵不仅为麻粒岩相残余的部分熔融带来高温,同时也带来挥发份F、B等,以及少量幔源物质的添加(导致白云母花岗岩具有较高εNd值) 。F、B的加入改变了岩浆体系的物理化学性质,显著降低了岩浆的粘度、密度和固相线温度,这导致岩浆体系分离结晶过程的延长和高度的分离结晶;延长的岩浆演化过程活化了围岩中的水,导致强烈的熔-流体相互作用,形成白云母花岗岩的稀土四分组效应。同时,围岩流体的活化也萃取围岩中的成矿物质,加剧成矿物质的富集。而较还原的岩浆体系阻止了钨的分离结晶,为成矿提供了必要的条件。
北苏鲁超高压变质带内多成因类型的变花岗质岩石及其地质意义

变花岗质岩石是北苏鲁超高压变质带出露最广泛的岩石类型。本文通过锆石年代学和全岩地球化学的系统研究,查明该区变花岗质岩石具有成因类型多样性的特点,揭示其构造归属的复杂性,这对于解释扬子板块与华北板块之间的俯冲-碰撞-折返动力学过程具有重要科学意义。锆石U-Pb定年结果表明,区内的变花岗质岩石由新元古代(820 ~ 750Ma)花岗质片麻岩和新太古代-古元古代(2700 ~ 1870Ma) TTG-花岗质片麻岩共同组成,且二者经历了完全不同的构造演化历史。其中,新元古代花岗质片麻岩经历了晚三叠世(222 ~ 213Ma)的变质-深熔事件,而新太古代-古元古代的TTG-花岗质片麻岩则记录了晚古元古代(~ 1864Ma)的变质事件。全岩地球化学结果表明,新元古代花岗质片麻岩的原岩成分趋近于A型花岗岩,属于过铝质-准铝质的高钾钙碱性系列,主量元素(Al_2O_3、MgO、FeOT、TiO_2、CaO、P_2O_5)与SiO_2显示负相关性,具有轻、重稀土分异和负Eu异常特征,表明其源区有斜长石的残留。富集大离子亲石元素和强烈亏损高场强元素的特点,进一步表明它们可能是中-上地壳物质部分熔融的产物。新太古代-古元古代TTG-花岗质片麻岩的原岩成分主要落入TTG和I & S型花岗岩区域,属于低钾-钙碱性系列,主量元素与SiO_2相关性不明显,多数样品的稀土总量比新元古代花岗质片麻岩略低,轻、重稀土分异相对较弱,具有正Eu或无Eu异常,表明其源区无斜长石而可能有角闪石的残留。它们的地球化学属性与新元古代花岗质片麻岩的成因特点存在显著差异。古元古代花岗质片麻岩的原岩可能为与造山有关的I型花岗岩,来自于太古宙基底岩石的重熔与再造。上述综合研究结果显示,北苏鲁超高压变质带内新元古代花岗质片麻岩的原岩具有亲扬子板块的属性,与扬子板块北缘罗迪尼亚超大陆裂解存在密切成因关系。而新太古代-古元古代TTG-花岗质片麻岩与华北板块变质基底、胶-辽-吉古元古构造带具有明显亲缘性。由此可见,在传统北苏鲁超高压变质带内的威海-乳山一带,由具有扬子板块属性和具有华北板块属性的变质基底,沿北东-南西方向共同组成了一条北苏鲁混杂岩带。这一新的研究成果充分表明,华北板块东南缘的新太古代-古元古代的陆壳物质普遍卷入到三叠纪时期扬子板块与华北板块之间的相向(双向)俯冲-折返造山过程中。
基于卫星资料的秦岭南北云系及其垂直结构特征

利用2007-2010年CloudSat/CALIPSO联合产品2B-CLDCLASS-LIDAR资料对关中、秦岭和陕南云出现概率及云垂直结构特征进行了研究。结果表明,各地区四季均以云天为主,云出现概率从南到北逐渐减少,但云出现概率最高的月份北部要早于南部。秦岭南北云层高度的季节变化单层云中关中地区最为显著,多层云则是陕南地区。云厚季节变化不明显,均在1~ 3 km之间。除少数情况外,8大云类在各地区不同云层中的出现概率具有显著的季节变化。除Ns(雨层云)在三层云下层及Dc(深对流云)在各层云中云顶和云厚存在明显的区域差异外,所有云类的云底云顶高度及平均厚度在不同云层的出现概率均没有明显的季节变化和区域差异。
不同类型和强度的东亚切断低压过程中UTLS区域臭氧变化对比分析

利用ERA-Interim高分辨率臭氧资料和NCEP再分析资料,对比分析了不同类型(浅薄型和深厚型) 、不同强度(针对深厚型)的东亚切断低压过程中伴随平流层空气入侵引起的上对流层-下平流层 UTLS(Upper Troposphere-Lower Stratosphere)区域臭氧变化情况,结果表明:(1)深厚型和浅薄型切断低压过程中均出现了平流层臭氧入侵现象。在300 hPa上,存在浅薄型切断低压引起的臭氧增量与深厚型切断低压相当的情况。在垂直分布上,深厚型个例臭氧浓度升高范围集中在对流层中上层至平流层下层区域,而浅薄个例中的臭氧浓度上升只集中发生在对流层中上层。(2)切断低压引起的UTLS区域臭氧浓度高值分布范围及臭氧含量大小与系统本身强度存在一定的联系。强度较强的深厚型切断低压过程中动力学对流层顶下降深度和入侵的臭氧浓度均远大于强度较弱的深厚型切断低压。(3)在选取11年臭氧平均值和11年当月臭氧平均值分别作为距平基准进行对比分析时发现,不同类型和强度的切断低压对比结果不受不同臭氧基准态选取的影响。
高力密度直线开关磁阻电机的最佳极宽比

双凸极作为直线开关磁阻电机(LSRM)的特征结构对于电机的出力性能有着较大的影响。由于极宽是双凸极结构的关键尺寸,因此该文从理论定性分析、有限元定量分析和实验测量3个方面探究了提升LSRM力密度的最佳定动子极宽比。利用磁链线性模型定性地分析了定动子极宽如何影响电机平均输出力,从机理上揭示了定子和动子极宽分别存在使得平均输出力最大的极值点。利用参数化建模方法建立了有限元分析模型,定量地验证了理论分析的推断并给出了最大平均输出力所对应的最佳定动子极宽比范围。通过实验测量了不同定动子极宽的力曲线,实验测量结果和有限元计算结果相一致,从而验证了有限元分析的准确性。有限元分析和实验结果表明:对于提升LSRM力密度的最佳定子极宽比范围为0.4~0.45,最佳动子极宽比范围为0.45~0.5,且最佳定动子极宽比范围基本不受气隙、槽深的影响。
非ENSO事件次年大西洋海温异常对夏季青藏高原大气热源准双周低频活跃度的影响

夏季青藏高原大气热源准双周低频活动明显,并存在显著年际变化。利用NCEP/NCAR再分析资料,定义夏季高原区域内大气热源准双周分量的标准化方差为该年的低频活跃度,其对中国东部天气变化有一定指示意义,高原低频活跃度较大时,中国东部夏季存在“旱涝并存”和“旱涝急转”现象。通过诊断分析,发现多个海温关键区都对低频活跃度有一定影响,不同年份的主导影响因素不同。ENSO事件次年,主要是太平洋海盆区域内海温异常影响青藏高原夏季低频活跃度;非ENSO事件次年,大西洋海盆区域内的三极型海温异常起主要影响作用。在非ENSO事件次年,前期冬春季大西洋三极型海温异常能够激发出异常的类EU波列,影响高原区域上空的大气环流。在同样的触发机制下,正位相时的类EU波列有利于云辐射反馈的发展,负位相时的类EU波列不利于云辐射反馈的发展,从而影响夏季高原热源低频活跃度。
中国西北旱区暴雨水汽输送研究进展

为突破中国西北旱区水汽输送分析分歧大、难深入的瓶颈,本文在梳理、剖析以前工作的基础上,先重点分析、评述了西北核心旱区夏秋季及晚春暴雨的水汽源地、水汽输送路径和模型的研究进展,也指出仍存在的问题。主要结论如下:(1)西北区范围大,地形分隔明显,不同季节各地的降水环流变化也大,各地的水汽源地等差异大是合理的,应分区分季节分别研究。(2)先就西北区东、西部分别简洁地总结了该两区夏季主雨、主干旱的盛行组合环流型。(3)在夏秋季我国东部、河西走廊地区先后相继出现副热带高压(简称副高)西伸、偏东风等特定有利流型下,台海水汽能借助西伸副高南侧的东南风急流等三支急(气)流,沿一逆“之”字形路径,被接力输送到西北核心旱区,再与北方槽冷空气交绥致雨。即核心旱区的主要水汽源地在台海区,其水汽输送动态过程详图也被构建。那是核心旱区夏秋暴雨水汽输送的主要型态之一。(4)在春季,特别是晚春,若孟湾、我国东部及河西分别相继出现孟湾西南气流、晚春南下弱冷高压阻挡及河西偏东风流型背景下,孟湾水汽亦能借助孟湾西南急流等三支急(气)流,沿环绕高原东边缘的半圆形路径,被“三棒接力”输送到核心旱区致雨。即:孟湾也是影响西北核心旱区春季,特别是晚春暴雨的另一重要水汽源地。
基于信息交互的大规模电动汽车充电路径规划

随着电动汽车的不断普及,在充电高峰时段大规模电动汽车聚集充电,将会导致充电站附近局部交通拥堵,带来用户充电等待、电网负荷大幅波动等问题。该文基于实时的信息交互系统,提出了综合考虑交通网、充电站、配电网信息的大规模电动汽车充电路径规划方法。设定包括路段通行、车辆充电需求、充电站负荷、电网运行等约束条件,建立考虑路段通行时间、充电站车辆数目、充电负荷等因素的多目标优化函数,采用改进的Dijkstra方法对该优化问题进行求解。仿真分析结果表明:该充电路径规划方法在保证配电网正常运行的前提下,可缓解充电站附近的交通拥堵,减少电动汽车用户充电等待时间,提高充电设施的利用率。
山东省小麦施肥特征与评价

【目的】进入21世纪,人口、资源、环境的矛盾日益突出,中国农业生态环境面临多个方面的严峻挑战,施肥对环境的影响受到越来越多的关注。山东省是中国北方典型的高投入高产出集约农业区,对该省施肥状况的研究分析,对全国农作物施肥管理具有参考借鉴作用。论文针对山东省主要粮食作物--冬小麦的施肥状况进行系统分析,旨在理清其施肥特征与问题,为冬小麦的施肥决策与管理提供科学依据。【方法】以山东省测土配方施肥项目数据和统计资料为数据源,采用调查分析与统计分析相结合的方法,摸清小麦施肥现状及特征,并通过MATLAB建模分析建立最佳施肥模型,明确小麦施肥参数。【结果】2015年山东省冬小麦化肥消耗系数(Fec)较2010年减少了5.71 %。冬小麦氮、磷、钾肥的平均施用量高于全国平均水平,施用比例存在磷肥比重较大,钾肥比重不足的状况。冬小麦基肥与追肥中多元素肥料占比增加,单质肥料占比总体减少。全省施肥总量、氮肥、磷肥的施用量呈自西向东递减的趋势,皆为鲁西和鲁北平原区最高,鲁东丘陵区最低。钾肥的施用量则与之相反。潮土地区小麦施氮、磷量最高,其次为砂姜黑土、褐土和棕壤,盐碱土区较低,钾素的投入则以棕壤最高,其次为砂姜黑土和褐土,盐碱土和潮土区钾素投入量较少。氮磷钾肥施用量与土壤全氮、有效磷和速效钾含量之间存在一定的不匹配状况,可适当增加东部丘陵区氮素用量,减少高产区肥料投入,增加低产区施肥水平。山东省以产量为目标的冬小麦氮磷钾肥最佳施用量分别为182.02、82.58和83.22 kg·hm~(-2),与此相比,目前氮肥、磷肥分别超25.60 kg·hm~(-2)和37.77 kg·hm~(-2),钾肥亏3.84 kg·hm~(-2)。【结论】山东省冬小麦施肥状况正在向良性发展,但仍存在施肥量偏高,施肥方式及比例不够合理问题。
植物品种SSR指纹分析专用软件SSR Analyser的研发

【目的】开发适用于植物品种SSR指纹分析的软件工具,实现植物品种SSR指纹分析的自动化和标准化,解决SSR标记在实际应用中存在的数据采集效率较低、数据共享难度较大等问题。【方法】在商业化软件GeneMarker(r)的基础上,针对植物品种SSR指纹分析的特殊性,在SSR指纹处理、panel设计、数据库对接等方面进行算法开发或优化,形成植物品种定制化软件SSR Analyser,并在玉米等多种作物上测试其分析效果。【结果】在SSR指纹处理功能上,软件通过先用系统计算的矩阵进行弱消除,再用Pull-up峰匹配算法进行单峰消除的方案实现了对Pull-up峰准确自动消除;通过优化N+1峰、连续多峰等特殊峰型读取的算法,解决了特异峰不识别、读不准、误读等问题,对2 bp重复类型SSR标记为主的植物品种指纹采集更加精准;通过完善邻峰过滤、高低峰过滤和二倍体过滤算法,解决了植物品种混合样品的有效峰采集问题。在Panel设计功能上,软件兼顾了Panel设计的灵活性、方便性和统一性,在保证数据采集标准化的前提下,更加适应复杂的试验情况:提高了标记参数设置的灵活性,根据不同参数作用范围,标记参数设置既有针对特定物种、Panel一次性固定设置的参数,也有针对每个引物位点、每块电泳板单独设定或微调的参数;实现了从已有标记中快速重新组合形成新Panel的功能;保证了Panel的统一调用和同步更新。通过将软件与指纹库管理系统的无缝对接,实现了样品准备到指纹采集全流程的自动化、标准化,形成的指纹库具有直观可追溯的优势。将SSR Analyser在玉米大规模建库中试用,表明该软件的指纹分析更加简单高效,比原软件分析效率提高了10倍以上;将SSR Analyser扩大到水稻、大豆、黄瓜、西瓜、大白菜等多种二倍体作物和小麦、棉花等多倍体作物中试用,表明在二倍体作物上使用效果较好;在多倍体作物上,对其中的二倍体化的标记使用效果较好,但对非二倍体化的标记仍需进一步完善过滤算法。【结论】开发的SSR Analyser软件具有数据分析程序简单高效、对特殊峰型的SSR标记指纹采集精准、适合基于混合样品的植物品种SSR指纹采集、与指纹库管理系统无缝对接的优点,大大改善了SSR标记在植物品种鉴定中的应用效果。
长期增施有机肥/秸秆还田对土壤氮素淋失风险的影响

【目的】研究长期增施有机肥/秸秆还田对作物产量及土壤氮素淋失风险的影响,旨在为华北平原冬小麦-夏玉米轮作区增强土壤肥力、提高作物产量及降低农业面源污染风险提供依据。【方法】以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台,研究长达27年不同施肥处理对冬小麦-夏玉米产量、土壤肥力、氮素淋失风险和土壤氮素剖面分布的影响,试验共设置5个施肥处理,即:对照(CK);氮磷钾(NPK);氮磷钾+有机肥(NPKM);氮磷钾+过量有机肥(NPKM+);氮磷钾+秸秆还田(NPKS)。【结果】(1)在27年的不同施肥处理中,长期增施有机肥/秸秆还田均能使作物增产,改善土壤肥力。其中,增施有机肥处理尤为显著,与NPK相比,NPKM、NPKM+处理提高小麦和玉米产量分别为41%-50%和30%-32%;增加0-20 cm表层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量分别为62%-121%、107%-187%;但降低小麦、玉米氮肥偏生产力(PFP_N)分别达22%-32%、27%-41%。而NPKS处理对作物增产及提升土壤肥力的作用低于增施有机肥处理,对小麦产量、玉米产量、SOC、TN含量的增幅分别为24%、6%、9%、97%,但提高小麦季PFP_N为216%、降低玉米季PFP_N为40%。(2)长期增施有机肥/秸秆还田处理中,0-20 cm表层土壤SOC、TN、硝态氮(NO_3~--N)、可溶性碳氮等养分含量以及氮矿化速率、硝化潜势等微生物学过程显著高于20-200 cm,说明长期增施有机肥/秸秆还田等外源碳的添加对土壤养分及微生物学过程的影响主要发生在表层。(3)与NPK相比,NPKM处理能够显著增加100-200 cm深层土壤中NO_3~--N含量,NO_3~--N平均含量为17.8-26.1 mg·kg~(-1);而NPKS处理在一定程度上能够增加0-100 cm土层NO_3~--N含量,NO_3~--N平均含量为3.6-13.4 mg·kg~(-1),表明增施有机肥会促进土壤NO_3~--N的向下迁移,而秸秆还田对土壤NO_3~--N具有一定的固持作用。此外,由于有机肥和秸秆带入的氮素,NPKM、NPKM+、NPKS处理氮盈余比NPK处理增加312%、1 037%、953%,大大增加了土壤氮素淋失风险。【结论】在氮磷钾化肥基础上增施有机肥/秸秆还田会提高作物产量、增强土壤肥力,但会提高土壤氮盈余量,提高氮素淋失风险,尤其是增施有机肥会大大增加氮素淋失风险。