mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
改进遗传算法的WSN节点最优路由选择策略

针对无线传感器节点数据传输过程中的能量消耗问题,为了提高节点数据传输实时性,提出一种改进遗传算法的无线传感器网络节点最优路由选择策略。根据无线传感器网络的拓扑结构将监测区域划分不同大小的簇,并根据节点剩余能量选择每一个簇的簇头节点,然后将簇头节点编码成遗传算法的个体,根据数据转发能量耗能和延迟时间构建个体的适应度函数,并通过模拟自然界生物进化过程中的选择、交叉、变异等操作,找到节点数据转发的最优路径,在Matlab 2012平台上对数据路由算法的性能进行仿真测试。仿真结果表明,相对其他路由选择策略,提出的路由选择策略不仅可以均衡各个传感器节点的剩余能量,而且大幅度减少了数据转发路由过程中的能量消耗和延迟时间。
基于多任务混合噪声分布模型表示的视频跟踪

视觉跟踪中,目标信息是不确定的非线性变化过程。随时间和空间而变化的复杂动态数据中学习出较为精确的目标模板并用它来线性表示候选样本外观模型,从而使跟踪器较好地适应跟踪作业中内在或外在因素所引起的目标外观变化是视觉目标跟踪研究的重点。提出一种新颖的多任务混合噪声分布模型表示的视频跟踪算法,将候选样本外观模型假设为由一组目标模板和最小重构误差组成的多任务线性回归问题。利用经典的增量主成分分析法从高维数据中学习出一组低维子空间基向量(模板正样本),并在线实时采样一些特殊的负样本加以扩充目标模板,再利用扩充后的新模板和独立同分布的高斯-拉普拉斯混合噪声来线性拟合当前时刻的候选目标外观模型,最后计算候选样本和真实目标之间的最大似然度,从而准确捕捉当前时刻的真实目标。在一些公认测试视频上的实验结果表明,该算法将能够在线学习较为精准的目标模板并定期更新目标在不同状态时的特殊信息,使得跟踪器始终保持最佳的状态,从而良好地适应不断发生变化的视觉信息(姿态、光照、遮挡、尺度、背景扰乱及运动模糊等),表现出更好的鲁棒性能。
一类Holling-Tanner捕食模型的全局稳定性

研究了一类具有扩散项的Holling-Tanner捕食食饵模型,讨论了该模型在齐次Newmann边界条件下正常数平衡解的全局稳定性;并利用比较原理构造上下解的方法,得到了正常数平衡态解全局渐近稳定的条件。
离散选择高阶段Logit模型的建模与预测--以上海城市外围大型居住社区为例

离散选择Logit系列模型的发展层次顺序是:二项、多项、巢式与交叉巢式、混合Logit(连续及离散潜在种类模型)、嵌入潜在变量的混合选择模型、动态Logit模型。建立高阶段Logit模型算法是当前研究快速城市化进程中居民交通方式选择与预测的最新技术手段。2000年,Daniel M教授,以"对分析离散选择的原理和方法所做出的发展和贡献"获诺贝尔经济学奖。2012-2014年,作者深入学习了离散选择Logit系列模型及标定预测,结合上海城市外围大型居住社区在中国"十二·五"期间,快速城市化进程中的演变,开展了基于高阶段Logit建模算法研究,取得了理想的成果。针对高阶段Logit模型(混合Logit模型、混合选择模型、动态Logit模型)进行了建模、算法、选择概率与消费者剩余预测的理论分析,建立了上海市外围大型居住社区居民交通方式高阶段选择模型。结果显示,6种政策方案中,附近设商业能最大改善出行质量并保证公交优先。高阶段Logit模型理论实际结合后,能很好地发挥其为政策方案决策定量支持之作用。
基于时序NDVI的露天煤矿区土地损毁与复垦过程特征分析

露天煤矿区是人类活动强扰动地区之一。该文以阿巴拉契亚煤田区韦恩县为研究区域,应用遥感时序分析法分析了像元尺度的土地损毁和复垦过程特征。得出结论:1984-2010年间,韦兹县露天开采扰动区域占采矿权范围的45.80%,其中植被恢复区域占开采范围的66.45%,开采时间越早,植被恢复像元比例越高;开采造成的地表无植被覆盖期时长中位数为6 a,均值为7 a;已充分复垦的区域,NDVI值恢复至采前水平的加权平均时长为12 a。基于像元变化轨迹的研究,除揭示土地损毁-复垦过程特征外,能较好地反映空间异质性,可以为土地复垦管理和相关政策决策提供科学依据。
基于SWAT模型的流域土地利用格局变化对面源污染的影响

近年来随着流域经济社会的快速发展,密云水库流域的土地利用格局也发生了明显的改变,作为影响流域非点源污染输出的主要因素,探讨土地利用格局的演变对非点源污染的影响对有效控制非点源污染具有重要的意义。该文以密云水库上游流域为研究区,从土地利用变化与污染过程相互作用的角度出发,开展流域非点源污染过程对土地利用变化的响应研究。基于流域1995年、2000年、2005年3期的土地利用数据,基于SWAT(soil and water assessment tool)模型,模拟评价流域非点源污染负荷分布特征,并应用景观格局指数、典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)和通径分析等方法,从全流域和三级保护区等多空间尺度,量化分析流域土地利用及其格局时空变化对非点源污染负荷的影响。研究结果表明流域的非点源负荷与土地利用格局间存在着密切的联系。格局指数能累积解释流域非点源污染负荷变化的56.3%。污染负荷受土地利用格局的破碎度和形状的影响较大。通径分析的结果表明,耕地、林地面积比例、形状指数和斑块密度是影响研究区非点源污染负荷输出的主要因子,其中形状指数和耕地面积比例对TN、TP负荷的解释能力要明显高于其他指标。从空间尺度上看,各格局因子与非点源污染负荷的关系具有尺度效应,随着空间尺度的递增,格局对负荷的解释程度降低,在较小的尺度范围内,尤其是一级保护区的解释能力最高,达到62.9%,表明离水库越近的区域应是非点源防治高度重视的区域。
基于流域降雨强度的氮磷输出系数模型改进及应用

为研究曹娥江流域农业非点源氮磷输出负荷量,将流域降雨及不同营养源产生的氮磷"合成"考虑,提出了产污系数以表征降雨产汇流过程氮磷输出强度,改进了输出系数模型,并探索发现流域年降雨强度与氮磷产污系数之间呈指数正相关,由此构建了基于年降雨强度的农业非点源氮磷输出负荷模型。利用此模型估算了农业污染源氮磷输出负荷量,显示2005-2010年流域总氮(total nitrogen,TN)年输出总量为5456.60~12268.38 t,总磷(total phosphorus,TP)为393.19~820.65 t,年度分布不均,降雨对TN输出总量的贡献率高达54.75%~69.67%。不同农业污染源对TN、TP输出总量的贡献率表明,该流域农业非点源氮磷输出负荷主要来源于人畜,应加强农村生活污水及垃圾、畜禽养殖粪便等治理,进一步控制农田过量施肥,减少耕地氮磷流失。
农业干旱遥感监测指标及其适应性评价方法研究进展

在利用遥感数据进行长时间、大范围农业干旱遥感监测过程中,如何针对不同区域、不同作物生长阶段选取最合适的监测指标,对于及时、准确地评估干旱对作物生长的影响,实现合理水资源调度和有效抗旱减灾决策都具有重要意义。该文以遥感监测农业干旱的适应性为论述主线,对常用的农业干旱遥感监测指标及其适应性评价方法,从4个方面进行了系统归纳总结:1)国内外农业干旱监测适用的遥感卫星数据源;2)监测农业干旱适用的光谱敏感波段;3)农业干旱遥感监测指标自身的适用性与局限性;4)农业干旱遥感监测指标适应性的评价方法。在此基础上,指出今后在农业干旱遥感监测指标及其区域适应性研究中,需综合考虑作物与其生长环境之间的关系;增加光谱信息,降低遥感数据获取过程中的信噪比;选择农业干旱遥感监测指标适宜的时空尺度;重点解决部分植被覆盖时,如何选择合适的监测指标;加强高光谱技术在精细农业干旱遥感监测指标反演中的研究;进一步在机理上发掘监测指标自身的敏感性和适应性等6个方面的问题及发展趋势。
花棒根-土复合体直剪试验的有限元数值模拟与验证

为深入了解花棒(Hedysarum scoparium)根系在增强土壤抗剪强度中的作用机理,同时减少试验成本和挖掘根系对环境的破坏,该文采用有限元数值模拟的方法研究了宁夏毛乌素沙地5 a生人工种植花棒根系的根截面积比(root area ratio,RAR)和垂直荷载对根-土复合体抗剪强度的影响,并对模拟结果进行了试验验证。研究表明:花棒根-土复合体的抗剪强度与垂直荷载的关系符合摩尔库伦(Mohr-Coulomb)屈服准则,花棒根系对土壤的抗剪强度有显著的提高作用。随RAR的增加,花棒根系表观黏聚力(root apparent cohesion,S_R)呈线性增加(R~2>0.9)。在相同的RAR下,花棒根-土复合体抗剪强度相对于素土抗剪强度的增长率随垂直荷载的增加逐渐降低,符合对数函数变化规律(R~2>0.9);在相同的垂直荷载下,随RAR的降低,花棒根-土复合体抗剪强度相对于素土抗剪强度的增长率呈线性递减(R~2>0.9);在较低垂直荷载的情况下,花棒根系提高土壤抗剪强度的作用更明显。研究发现与素土相比花棒根-土复合体的剪应力峰值出现较晚,当土壤出现明显塑性变形时,花棒根系的固土能力才能体现出来。数值模拟结果和室内试验结果显示:利用该文所建立的花棒根-土复合体直剪试验的有限元数值模型,模拟计算的根-土复合体抗剪强度与室内试验结果基本一致,相对误差绝对值的平均值1.87%,花棒根-土复合体的直剪试验可以通过该研究所建立的有限元数值模型来模拟。研究结果对于深入了解植物根系加固土壤的作用机理和推进根-土相互作用的数值模拟研究具有重要参考意义。
基于高光谱图像和光谱信息融合的马铃薯多指标检测方法

针对随机放置的马铃薯缺陷多项指标难以同时检测的问题,提出了一种基于高光谱信息融合的流形学习降维算法与极限学习机(extreme learning machine,ELM)相结合的方法,该方法可同时识别马铃薯的多项缺陷指标。分别采集发芽、绿皮、黑心和合格马铃薯的反射高光谱数据(390~1 040 nm),在光谱维,提取马铃薯样本感兴趣区域(region of interest,ROI)的平均光谱,分别采用扩散映射(diffusion maps,DM)、局部线性嵌入(locally linear embedding,LLE)和海森局部线性嵌入(hessian locally linear embedding,HLLE)3种流形学习降维算法对光谱数据进行降维;在图像维,对马铃薯伪彩色图像进行形态学处理,获取基于灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)的图像纹理信息,采用连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)优选图像纹理特征;融合光谱维信息和图像维信息,分别建立基于极限学习机(ELM)与支持向量机(support vector machine,SVM)的马铃薯多分类识别模型。结果表明,扩散映射结合极限学习机(DM-ELM)模型的预测结果较优,该模型对发芽、绿皮、黑心和合格马铃薯样本的单一识别率分别为97.30%、93.55%、94.44%和100%,混合识别率达到96.58%,时间为0.11 s,可知高光谱信息融合技术结合流形学习降维算法可同时识别随机放置马铃薯的多种缺陷指标。
长期不同施肥措施下黑土作物产量与养分平衡特征

为了明确长期不同施肥措施下黑土作物产量及养分平衡特征,利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,以小麦-大豆-玉米轮作(3a)为一个周期,选取对照(不施肥,记作CK)、常量氮磷钾化肥配施(小麦施N、P_2O_5量分别为150、75 kg/hm~2,大豆施N、P_2O_5量分别为75、150 kg/hm~2,玉米施N、P_2O_5量分别为150、75 kg/hm~2,K_2O共施75 kg/hm~2,记作NPK)、常量有机肥(施肥18 600 kg/hm~2,记作M)、常量化肥有机肥配施(化肥施量同NPK,有机肥施量同M,记作MNPK)和二倍量氮磷化肥有机肥配施(小麦施N、P_2O_5量分别为300、150 kg/hm~2,大豆施N、P_2O_5量分别为150、300 kg/hm~2,、玉米施N、P_2O_5量分别为300、150 kg/hm~2,有机肥共37 200 kg/hm~2,记作M_2N_2P_2)5个处理,研究了不同作物的平均产量、产量年际变化和土壤养分表观平衡。结果表明:1)较CK,长期平衡施用化肥或化肥配施有机肥提高了作物产量,多年平均增产率分别在82.5%~91.6%(小麦)和35.6%~40.9%(玉米)之间。长期不同施肥措施增产效果表现为M_2N_2P_2 >MNPK>NPK>M,有机无机肥配施与单施化肥处理间作物产量差异不显著。2)长期不施肥处理小麦和玉米产量随试验年限推移呈下降趋势,降幅分别为13.93和42.61 kg/(hm~2·a),大豆则以7.409 kg/(hm~2·a)的速率增加。施肥处理小麦、大豆和玉米产量随试验年限的增加呈总体上升的趋势。3)在该试验条件下,长期施用常量化肥处理(NPK)和常量化肥有机肥配施处理(MNPK)土壤氮亏缺量分别为29.7和17.5 kg/hm~2,磷盈余量分别为33.4和61.2 kg/hm~2。各处理土壤中钾素均表现为亏缺,亏缺量在30.4~73.0 kg/hm~2之间。MNPK处理氮、钾供应状况有所改善,较NPK处理分别增加12.2和27.6 kg /hm~2。4)作物产量与土壤有机质、碱解氮、有效磷、降雨量、生育期日平均气温呈显著正相关关系(P<0.05)。5)在黑土小麦-大豆-玉米典型轮作制度下,基于土壤养分平衡特征提出"稳氮、减磷和增钾"的施肥策略。该研究为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据。
大型泵站进水流场组合式导流墩整流效果分析

大型泵站前池和进水池经常存在表面旋涡和附壁涡,从而影响水泵运行稳定性。而由于大型泵站的尺度大,单一型式的导流墩很难改善这类泵站的进水流场。该文以广东省永湖泵站为研究对象,采用数值计算和现场测试相结合的方法,研究了组合式导流墩在改善大型泵站前池、进水池流态方面的效果,构建了由八字型导流墩、川字型导流墩和十字型消涡板相结合的组合式导流墩。三维流体动力学计算发现,组合式导流墩利用前端的八字型导流墩降低前池扩散角,减弱前池大尺度表面旋涡,借助后续的川字型导流墩调整流动均匀度,将水流均匀导入进水池,再通过水泵吸水喇叭管下部的十字型消涡板去除水泵吸水喇叭管周边的附底涡,提高流速分布均匀度,经计算喇叭管底面、水泵进口断面流速分布均匀度分别提高了7.8%、10.6%。实际测试表明,组合式导流墩将水泵最大压力脉动降低17.1%,将水泵振动由D区降低到C区,达到水泵技术标准规定的振动要求,保证了泵站的安全稳定运行。该研究对大型泵站建设提供了参考。
生物炭对黄土区土壤水分入渗、蒸发及硝态氮淋溶的影响

为了揭示生物炭对黄土区不同质地土壤水分入渗、蒸发特性及硝态氮淋溶的影响规律及差异,该研究选取黄土区3种典型土壤(风沙土、黄绵土和黑垆土),设置质量分数0、0.5%、1%、2%、3% 和5%共6个比例的生物炭梯度,进行室内土柱模拟试验。结果表明:湿润锋进程与累积入渗量受生物炭添加量及土壤质地的影响。随着生物炭添加量的增大,风沙土和黑垆土的水分入渗速度和累积入渗量逐渐降低(P<0.05);黄绵土水分入渗和累积入渗量呈先增大后减缓的趋势(P<0.05)。生物炭未显著影响试验条件下黄绵土和黑垆土的累积蒸发量(30 d),但显著改变了风沙土的蒸发特征,抑制前期蒸发。不同生物炭添加量下,3种土壤的湿润锋运移距离与运移时间均符合幂函数关系;Philip入渗模型可描述添加生物炭土壤水分入渗变化过程。生物炭可减少黄土区3种质地土壤的硝态氮淋溶量,表明适量生物炭添加能够增强土壤氮素固持能力,降低硝态氮淋失及环境风险。该研究结果表明,生物炭作为一种土壤改良剂能够提高土壤持水性和降低硝态氮淋失,有利于黄土高原旱地作物的生长;同时该研究可为农田选择合理生物炭施用量提供科学参考。
基于数值模拟与风洞试验的旋风分离式集沙仪优化设计

为了解风蚀风沙运动规律,提高旋风分离式集沙仪集沙效率。该文在Fluent平台中建立了旋风分离式集沙仪有限元模型,基于RNG k-e模型和雷诺应力模型对旋风分离式集沙仪进行数值分析,并对3种不同结构参数旋风分离式集沙仪进行风洞试验。通过有限元分析,得到了其内部气相运动规律,观察到集沙仪升气管附近气流强度较大,其内部有"短路流"存在。同时,通过对3种不同结构参数旋风分离式集沙仪进行数值模拟,得到结构参数为:筒体直径50 mm;锥体段高度125 mm的旋风分离式集沙仪集沙盒底部具有较小的湍动能和向上轴向速度,其大小分别为0.99 m~2/s~2和1.48 m/s。另外,分别对3种不同结构参数旋风分离式集沙仪进行风洞试验,得到了改变筒体直径与锥体段高度引起集沙盒底部湍流强度的改变,从而对集沙效率有一定影响,相比较筒体直径而言,锥体段高度对集沙效率影响更明显;集沙盒底部湍动能和向上轴向速度较小的集沙仪,集沙效率较高,具有良好的分离性能。结合数值模拟和风洞试验确定了集沙盒底部湍动能、向上轴向速度为目标函数,根据目标函数,优化设计了集沙盒直管的长度,确定了集沙盒直管长16 mm的旋风分离式集沙仪可以降低集沙盒底部湍动能和向上轴向速度,理论上可以提高旋风分离式集沙仪集沙效率。该文研究结果可为进一步提高旋风分离式集沙仪性能提供依据。
棉花秸秆双支撑切割性能试验

针对现有往复式切割器切割收获棉花秸秆过程中存在切割质量差与切割刀片易损坏等问题,该文利用自制的棉花秸秆切割试验台和高速摄影系统,以棉秆单位直径最大切割力和单位面积切割功为目标值,对平均切割速度、切割倾角和切割速比等影响因素进行了棉秆往复式双支撑切割条件下的单因素试验、中心组合试验和验证试验。利用响应面法对中心组合试验数据进行了处理,建立了目标值与各影响因素之间的回归模型,优化了往复式双支撑切割器切割棉花秸秆时的工作参数。试验结果表明,平均切割速度和切割倾角对棉花秸秆单位直径最大切割力和单位面积切割功的影响显著(P<0.01),切割速比影响不显著(P>0.05),但切割速比对棉秆切割截面的质量具有重要影响;当切割速比为1.25和1.5时棉秆一次切断率为85%,比切割速比为1、1.75和2时高出10%~15%,割茬高度比切割速比为1、1.75和2时低10~30 mm;利用往复式双支撑切割器切割棉花秸秆时的工作参数的最佳组合是:平均切割速度为0.9 m/s、切割倾角为12.7°、切割速比在1.25~1.5之间,该条件下的棉秆切割性能目标值的平均实测值与预测值的误差均小于7%,表明棉花秸秆往复式双支撑切割器工作参数的优化结果可靠。该研究为高效、低耗的棉花秸秆切割收获机械装备及其切割器的研制和使用提供参考。
非圆齿轮行星轮系自动取苗机构逆向设计分析

单自由度传动机构实现复杂轨迹和姿态要求是机构设计难点,该文针对穴盘苗取苗机构运动要求开展非圆齿轮行星轮系传动机构的逆向设计研究,提出基于输出构件相对转角单调性的机构可再现轨迹判定准则,对于给定的预期轨迹,通过相对转角曲线的单调性判断非圆齿轮行星轮系传动的适用性;在预期轨迹的规划上研究轨迹关键点的设置方法以利于非圆齿轮的传动比设计,给出在满足机构工作轨迹和姿态要求下轨迹型值点的确定流程,编写机构的设计软件确定一组机构参数,通过ADAMS进行了机构仿真验证。研究结果表明,轨迹与送钵装置最小距离为21 mm,取苗尖嘴宽度为2.07 mm,尖嘴倾角为136.4°,取苗臂在入钵段摆角为24.3°,出钵段摆角为3.6°,投苗角为76°,齿轮模数为2.53 mm,轨迹高度为285 mm,轨迹最低位置与行星架最低点距离为34 mm,单级非圆齿轮最大传动比降为1.81,该研究为非圆齿轮行星轮系传动的设计提供了参考。
油菜移栽机分苗装置分苗过程与钵苗钵体完整性分析

针对部分分苗装置适应性差、钵体易破损及结构复杂的问题,提出一种输送带式钵苗分苗装置,构建了分苗过程中送苗与分苗阶段的运动学模型,开展了不同挤压方式下的钵体完整性试验,分析得出了输送平稳、钵体完整的条件。结果表明:钵苗在特定基质成份及含水率前提下钵体上边缘最小屈服力为6.8 N,钵体上边缘及侧面受重复挤压力时均有较好的恢复性。钵苗送苗阶段输送平稳性与摩擦系数关系较大,完整性与钵苗自身的屈服力和挤压力有关;钵体在分苗阶段满足完整性前提下,夹持力越大,夹持高度越低,钵苗稳定性越好。分苗合页的动摩擦系数μ_1≤0.3375,输送带的动摩擦系数μ_2满足0.5μ_1<μ_2≤0.3375,钵苗抗挤压破损力大于1.99 N时,油菜钵苗在送苗阶段可平稳输送且保持完整。该研究为油菜钵苗移栽机结构改进提供了参考。
基于高光谱信息融合和相关向量机的种蛋无损检测

为了尽可能早的检测出无精蛋和受精蛋,该文提出采用透射高光谱成像技术,融合图像和光谱信息,对其受精信息进行检测。利用高光谱图像系统采集孵化前种蛋在400~1 000 nm的高光谱图像,提取图像特征(长短轴之比、伸长度、圆度、蛋黄面积与整蛋面积之比);筛选出400~760 nm的波段,通过Normalize预处理结合相关系数法提取155个光谱特征变量;运用主成分分析法对图像和光谱的融合信息进行降维,采用相关向量机(relevance vector machine,RVM)分别建立基于图像、光谱和图像-光谱融合信息的受精蛋和无精蛋分类判别模型,并与支持向量机(support vector machine,SVM)模型进行比较,RVM模型检测正确率分别为90%,91%,96%;测试集检测时间分别为0.6619,1.0821,0.5016 s。SVM模型检测正确率分别为84%,90%,93%;测试集检测时间分别为5.9386,5.9886,5.6672 s。结果表明,基于图像-光谱融合所建立的模型优于单一信息的模型,在分类精度上,采用RVM分类精度高于SVM的分类精度;在分类时间上,RVM的分类时间比SVM短,因此,利用高光谱融合信息和相关向量机可以提高种蛋检测精度,研究结果为孵前无精蛋和受精蛋的在线实时检测提供参考。
基于生产生活可达性的农村居民点整治分区及模式

农村居民点整治应满足农户生产生活的需求,提高农村居民点的生产生活可达性。该文从生产生活可达性切入,以农村居民点生产生活可达性作为整治分区和采取何种整治模式的依据,从生产可达性和生活可达性两方面出发构建生产生活可达性评价指标体系,采用空间可达性测度方法和指标综合评判法计算得到农村居民点(斑块)生产生活可达性,将其分为I、II、III、IV 4个等级,分别对应发展区、优化区、引导区和拆迁区。根据整治分区并结合实际情况,划分了城镇化发展模式、城乡统筹发展模式、综合优化模式、辐射引导模式、增减挂钩模式和生态搬迁模式等6种整治模式,并对整治思路和具体做法做了探讨。该研究尝试将生产生活可达性评价结果应用于农村居民点整治,对有序整治农村居民点和改善提高农村人居环境有指导意义。
不同孔隙度土壤气体扩散系数测定

土壤气体扩散系数是研究土壤气体传输过程的一个重要参数,它随土壤质地、容重和孔隙的改变而变化,难以估算,为准确测定和研究其特征,依据气体扩散原理设计并研制了土壤气体扩散系数测定装置。以石英砂和砂质壤土为试验材料,利用该装置研究了气体扩散系数与不同含水量和容重下的充气孔隙度间的关系。结果表明:砂质壤土原状土和装填土的气体扩散系数差别很小;土壤相对扩散系数随土壤总孔隙度减小而变小,且粒径较小的土壤具有相对较小的气体扩散系数;原状和装填砂质壤土的相对扩散系数与充气孔隙度之间的关系均可以用幂函数方程来拟合,方程中的参数与土壤质地密切相关,原状土非活性孔隙度为0。Buckingham模型的预测值与实测结果基本一致(均方根误差=0.008),但Millington and Quirk模型(均方根误差=0.032)和SWLR模型(均方根误差=0.023)的预测结果偏差较大。
沟床草被对干热河谷冲沟产沙特性影响的野外模拟试验

金沙江干热河谷冲沟极为发育,水土流失强烈,严重威胁着该区的生态安全和社会经济发展。为探明植被影响径流过程、促进沟床稳定的机理,该研究采用野外放水冲刷试验,研究分析了沟床草被带长度对径流产输沙过程和特征的影响,旨在探明沟床草被影响下径流含沙量和输沙率时空变化规律。结果表明:1)增大草被带长度可有效降低冲沟径流泥沙含量,改变径流泥沙含量的时空分布特征。泥沙含量在时间上呈指数递减趋势,在冲沟径流运动方向上呈增大趋势。沟床草被带越长,泥沙含量在时间上波动性越弱,递减趋势越明显;随沟床草被带长度的增大,径流泥沙含量在沟床径流运动方向上的增大趋势有减缓现象;此外,当草被带长度增加到8 m以后,进一步增加草被带长度对减小径流泥沙含量效果不显著,而对照小区和4 m草被带小区泥沙含量均显著高于草被带长度≥8 m的小区,说明8 m草被带是降低径流泥沙含量的较好配置长度;2)沟床草被带对径流输沙率有减小作用。当草被带长度<8 m时,径流输沙率高于草被带>8 m的小区,且在时间上呈先增大后急剧减小而后趋于稳定的变化趋势。当草被带长度≥8 m时,径流输沙率在时间上表现出微弱的降低趋势。试验冲沟径流输沙率均值在空间上沿径流运动方向自冲沟上游至其下游表现出增大趋势,但草被带长度对输沙率在冲沟径流运动方向上的增大过程有较大影响。该研究为植被措施控制冲沟侵蚀提供理论依据。
不同潜水埋深下土壤水盐运移特征及其交互效应

为探讨盐水矿化度下土壤水盐分布特征对潜水埋深的响应规律及其水盐交互效应,以黄河三角洲建群种柽柳(Tamarix chinensis Lour)栽植的土壤柱体为研究对象,模拟设置0.3、0.6、0.9、1.2、1.5和1.8 m共6种潜水水位,测定分析各水位处理下不同土壤剖面的相对含水率、含盐量及土壤溶液绝对浓度等水盐参数。结果表明:随潜水水位的增加,整个土柱水分均值显著降低,土壤含盐量和溶液绝对浓度均值先升高后降低,1.2 m水位是土壤水盐变化的转折点,此水位下各土壤剖面的含盐量和土壤溶液绝对浓度均达最高。土柱水分和盐分变化幅度最大的水位分别在中水位0.9~1.2 m,浅水位0.6 m,土壤溶液绝对浓度变化最剧烈的是深水位1.5~1.8 m。随土壤深度的增加,土壤水分显著升高,土壤盐分先降低后升高,表土层盐分均值最高达1.36%,但土壤溶液绝对浓度显著减小。土壤含盐量、土壤相对含水率与潜水水位分别呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)负相关,土壤相对含水率与盐分呈极显著正相关(P<0.01)。地下盐水矿化度下,柽柳幼苗栽植深度应超过20 cm深,适宜潜水水位在1.5~1.8 m,栽植深度以30~40 cm较好。研究结果可为地下盐水作用条件下土壤次生盐渍化的防治和柽柳栽植管理提供参考。
富氧灌溉池塘中反硝化细菌丰度昼夜垂直变化特征分析

为了探讨农用灌溉池塘蓄积的生活污水在富氧条件下反硝化细菌丰度变化及其与水质参数的相关性,应用实时荧光定量聚合酶链式反应技术对富氧灌溉池塘水体不同深度水层中(上层10~30 cm、中层90~110 cm、和下层150~170 cm)反硝化功能基因丰度昼夜变化特征进行了研究。结果表明:水质参数中溶解氧(dissolved oxygen,DO)浓度、pH值、水温、光照度及NO_3~--N浓度均具有垂向分层效应,随水层的加深而逐渐降低,NH_4~+-N及PO_4~(3-)-P浓度则呈现与前者相反的趋势,随水层加深而逐渐升高;nirK,nirS和nosZ 3类反硝化基因受DO浓度和pH值调节作用显著,均表现为白天丰度高,晚间丰度低的时间效应;3类反硝化基因丰度整体表现为表层水体中的基因丰度高,其次为中层水体,底层水体中的丰度最低的趋势,即同样表现出垂向分层效应。nirS基因丰度总是比nirK基因丰度高,说明nirS型反硝化细菌更能适应富氧灌溉池塘水质环境。3类反硝化基因丰度与环境参数中的DO浓度和pH值呈显著正相关(P<0.01)。综上,富氧条件下灌溉池塘水质参数尤其是DO浓度昼夜垂向变化促使nirK,nirS和nosZ 3类反硝化细菌丰度变化具有一定的时间效应和垂直空间分层效应,说明在自然条件下也可能有大量的好氧反硝化细菌存在,并且因为长时间受富氧条件驯化,导致反硝化细菌丰度受DO浓度变化影响较大,可能会促使不同深度水层断面发生的氮转化过程及其强度具有差异。进而为原位状态下好氧反硝化脱氮的可能性提供了更有利的佐证。该研究为富氧污水在用于农田灌溉使用时提供背景参数。
水稻机械化穴播技术对稻米品质的影响

水稻机械化穴播技术是一种轻简化水稻种植技术,在适宜的地区可以取得较高产量。该研究比较了国内水稻机械穴播主要推广地区采用的机械穴播种植技术和机械插秧种植技术的稻米品质性状。试验结果表明,水稻机械穴播技术有利于提高稻谷的整精米产量,机械穴播在安徽南陵、四川绵竹、新疆温宿和山东高清等地区的整精米产量分别比机械插秧显著提高了9.11%、27.02%、4.08%、11.11%。水稻机械化穴播技术对稻米蛋白质含量和直链淀粉含量的影响在部分地区表现降低趋势。机械穴播显著降低了山东高清地区稻米的垩白粒率,对其余稻米外观品质性状无显著影响。该研究初探了水稻机械穴播技术对中国部分水稻种植区较大面积种植的水稻品种的稻米品质的影响,有利于进一步促进水稻机械穴播技术在适宜地区的推广应用。
适宜节水灌溉模式抑制寒地稻田N_2O排放增加水稻产量

2014年在大田试验条件下,设置控制灌溉、间歇灌溉、浅湿灌溉及淹灌4种水分管理模式,采用静态暗箱-气相色谱法田间观测寒地水稻生长季N_2O排放特征,研究不同灌溉模式对寒地稻田N_2O排放的影响及N_2O排放对土壤环境要素的响应,同时测定水稻产量,以期为寒地稻田N_2O排放特征研究提供对策。结果表明:不同灌溉模式下N_2O排放的高峰均出现在水分交替频繁阶段,水稻生育阶段前期,各处理N_2O排放都处于较低水平,泡田期几乎无N_2O排放。与淹灌相比,间歇灌溉使N_2O排放总量增加47.3%,控制灌溉和浅湿灌溉使N_2O排放总量减少40.7%和39.6%。寒地稻田N_2O排放通量与土壤硝态氮含量关系密切,与土壤10 cm 温度显著相关(P<0.05)。水稻生长期间各处理 N_2O排放顺序间歇灌溉>淹灌,二者均显著高于浅湿灌溉和控制灌溉(P<0.05)。各处理水稻产量以浅湿灌溉最低、其他方式差异不显著。可见,间歇灌溉有助于提高水稻产量,但会促进稻田N_2O的排放。在综合考虑水稻产量及稻田温室效应的需求下,控制灌溉为最佳灌溉方式,应予以高度重视。该研究可为黑龙江寒地稻作区选择节水减排模式提供科学支撑。
日光温室金属膜集放热装置增温效果的性能测试

日光温室冬季夜间温度较低,为满足作物能正常生长往往需要加温装置,为此,该课题组设计了一种双黑膜主动集放热装置,该装置白天以热辐射和热对流的模式吸收太阳辐射热和温室内空气中的热量,夜间通过热对流的模式将热量释放到温室中,以增加温室夜间温度。通过冬季加温试验发现该装置对太阳辐射的吸收率偏低,为进一步提升该装置的集放热性能,该文对原有双黑膜集放热装置进行了改进,用金属膜替换原有双黑膜吸热面,试验结果表明:运行金属膜集放热装置能将温室夜间最低温度提高2.4℃,装置的集热效率为83%,热量的有效利用率为68%;与电加热加温方式相比节能量为110 MJ,节能72.6%,节能效果显著;金属膜集放热装置对太阳辐射的吸收系数为0.81,比双黑膜集放热装置提高了0.22;白天温室自然通风条件下,装置与空气间的对流换热系数为14.6W/(m~2·℃),比双黑膜蓄放热装置高6.3 W/(m~2·℃)。
噪声扰动下低光照蚕蛹图像恢复算法与试验

在基于机器视觉雌雄蚕蛹智能识别与分拣系统中,蚕蛹图像本身质量是机器视觉能否准确识别的关键。低光照和噪声扰动是影响蚕蛹图像的主要原因,它会导致大量图像纹理结构信息丢失,这为蚕蛹智能识别带来极大挑战。针对噪声和低光照蚕蛹图像质量改善,该文提出了基于色阶映射(tone mapping)和Tikhonov正则化相结合的噪声扰动下低光照蚕蛹图像恢复方法。通过试验表明:该文方法不仅实现蚕蛹图像光照对比度改善,同时又可以较好地抑制噪声影响,保持蚕蛹图像的纹理结构特别是性腺信息,改善图像质量,有利于提高机器视觉雌雄蚕蛹智能识别正确率和准确性。试验还表明,该文建立的模型和算法对其他农作物低光照噪声图像处理也同样具有明显效果,为机器视觉在农业领域广泛应用奠定基础。
不同灌水水平下CROPGRO棉花模型敏感性和不确定性分析

基于过程的作物模型使用大量的品种和土壤参数来模拟作物生长和土壤水分变化。对于新的作物品种或新的环境,这些参数往往需要重新率定,然而许多参数难以通过实测获得。敏感性分析(sensitivity analysis,SA)可以量化模型输入参数对模型输出的影响,通过筛选出敏感性较大的参数进行率定,而把敏感性较小的参数设为固定值,可以极大简化参数率定过程,提高工作效率和模型模拟精度。为了给DSSAT-CROPGRO-Cotton模型应用于新疆地区进行棉花灌溉制度优化提供本地化的模型参数,对该模型进行了敏感性分析和不确定性分析。该文依据新疆石河子的棉花大田试验资料,应用Morris法和扩展傅里叶幅度敏感性检验(extend Fourier amplitude sensitivity test,EFAST)法对DSSAT-CROPGRO-Cotton模型3个灌水处理(60%ET_C、80%ET_C和100%ET_C,ET_C为作物蒸发蒸腾量crop evapotranspiration)下6个输出结果(初花天数、成熟天数、籽棉产量、地上干物质量、最大叶面积指数和蒸发蒸腾量)对于品种和土壤参数进行敏感性分析,并比较了2种方法的相关关系,最后对EFAST法的输出结果进行不确定性分析。相关分析结果显示,对于地上干物质量和最大叶面积指数,Morris法和EFAST法相关性介于0.87~0.93,对于模型结果成熟天数、籽棉产量和蒸发蒸腾量,2种方法相关性介于0.66~0.81。敏感性分析和不确定性分析结果显示,模型模拟灌水处理对初花天数无明显差异,且模拟初花天数和最大叶面积指数存在参数敏感性过于单一现象。模型参数敏感性随土层而不同:对于成熟天数,>40~80 cm土壤参数的敏感性更强;对于地上干物质量和蒸发蒸腾量,>80~120 cm土壤参数的敏感性更强,这可能是由于该地区气候干旱,下层土壤水分充足程度直接影响作物受到水分胁迫的程度,进而影响作物生长发育和蒸发蒸腾量。模型输出结果最大叶面积指数和蒸发蒸腾量存在一定程度的高估。该研究可提高CROPGRO-Cotton模型在新疆地区的模拟效率和模拟精度。
我国环境应急资源储备体系构建初探

针对中国目前环境应急资源储备体系不成熟的现状,从制度建设、人力保障、物资及装备配置、信息平台构建等方面,提出了储备体系的构建方案,为中国建立科学的环境应急资源储备体系、提高环境应急处置能力提供重要指导。同时,就中国环境应急救援体系现存问题,提出了制定环境应急法、信息共享、救援队伍整合等具体的完善建议。
履带式油菜苗移栽栽植孔成型机的设计与试验

为设计新型油菜移栽机,基于旱地移栽作业的工作特点,融合油菜移栽农艺要求,研制了一种履带式油菜移栽栽植孔成型装置。通过分析土壤物理机械力学特性,求取打孔机构垂直出土所受摩擦阻力参数方程,为关键部件打孔机构的机构设计提供力学参数与理论依据;完成关键部件-打孔机构、靠模凸轮进行设计及优化后,设计并试制试验样机,进行田间试验。试验结果表明:机器以慢一档工作状态下前进速度为1.65~1.78 km/h,作业效率达到0.231~0.249 hm~2/h,其成孔的平均合格率也达到93.8%。研制的机器能形成满足设计要求的栽植孔,为新型移栽机的设计提供技术支持。
基于GIS 的珠三角区域空气质量实况发布平台介绍

地理信息系统是在计算机软件和硬件支持下,对整个或者部分地球表层空间中的各类地理信息数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。根据中国发布的环境空气质量新标准,提出了基于地理信息系统的区域空气质量实况发布平台的总体设计思路,介绍了这一平台的开发与运行环境、主要功能模块设计和实现方法。该平台已成功应用于珠江三角洲区域。通过广东省环境保护公众网信息平台,实时更新各个站点最新的空气监测数据,为广东开展环境整治工作以及居民日常出行提供参考。
叶片低压边厚度对水泵水轮机空化性能与强度的影响

水泵水轮机转轮叶片低压边相比其他部位更具有空蚀的危险性。首先基于低比转速混流式转轮设计程序,设计了3种具有不同厚度的叶片,厚度差异主要在叶片低压边位置;然后采用数值模拟方法对3种翼型转轮分别进行了3个不同出力的水轮机工况以及3个不同流量的水泵工况的全流道定常数值计算,对比分析了各计算工况下具有不同叶片低压边厚度的转轮的空化形态及流动特征;最后采用有限元方法对转轮叶片强度进行了校核。研究表明:3种叶片低压边厚度分布规律的转轮均满足强度要求。空化性能方面,水轮机42%出力工况下,翼型2转轮不发生空化;88%出力工况、100%出力工况和水泵大流量工况下,随着叶片低压边的厚度的增大,空化越剧烈;水泵小流量工况与设计工况下,转轮的空化程度并不因低压边厚度的增大而加剧,而是水泵设计工况下,低压边厚度相对最大的翼型3叶片头部绕流平顺,空化性能相对较好,其他2种翼型由于头部出现脱流和漩涡,出现严重空化。
危险废物集中处置项目竣工环保验收监测中存在的问题及解决对策

简述了我国危险废物(含医疗废物)处置项目的状况,分析了该类项目竣工环保验收监测工作面临的压力,通过实践总结出了存在的问题和难题,主要包括监测期间工况监督内容及方法、焚毁去除率的测定方法、填埋场建设和运行情况的考核手段以及此类项目潜在环境风险的防范手段等,在进行分析的基础上提出了一些解决对策和方法,为监测人员做好验收监测工作提供了很好的借鉴,同时也提出了目前相关标准规范尚未规定但需引起管理部门重视的内容。
加速溶剂萃取- 高效液相色谱法测定固体废物中多环芳烃

建立了固体废物中多环芳烃的快速溶剂萃取(ASE)-高效液相色谱(HPLC)检测方法。加速溶剂萃取仪在温度100 ℃、压强1.05 MPa条件下,以体积比1∶1的丙酮和二氯甲烷为萃取剂,萃取5 min,萃取液采用固相萃取柱或凝胶色谱净化。灰渣和污泥中的PAHs的方法检出限分别为1.03 ~ 1.96 μg/kg 和4.71 ~ 7.04 μg/kg,相对标准偏差分别为4.0% ~ 13.8%和3.3% ~ 13%,加标回收率分别为73.2% ~ 89.8%和67.7% ~ 90.5%。
SPE -HPLC 法测定水中硝基苯酚类化合物

建立了以固相萃取为前处理条件,用液相色谱法测定水中10种硝基苯酚类化合物的分析方法。实验使用HLB (6 L/150 g)固相萃取柱富集水样中的目标化合物,二氯甲烷与乙酸乙酯体积比1∶2的混合溶剂洗脱,采用Phenyl 柱(4.6 mm × 250 mm,5 μm)分离目标化合物,以乙腈(1%甲酸)/水(1%甲酸)为流动相进行梯度洗脱,二极管阵列检测器检测。10种硝基苯酚类物质在0.02 ~ 10 mg/L 范围内呈现良好的线性。方法检出限为0.1 ~ 0.3 μg/L,水样加标相对标准偏差为5.19% ~ 18.2%,平均加标回收率为49.8% ~ 124%。该方法适用于水中10种硝基苯酚类化合物的测定。
t 分布受控遗传算法优化BP 神经网络的PM_(2. 5)质量浓度预测

根据齐齐哈尔大学监测点2014年3—5月PM_(2.5)质量浓度及其对应的每小时的气象因素、气体污染物浓度,建立基于t 分布受控遗传算法的BP 神经网络模型(BPM-TCG),对PM_(2.5)质量浓度进行模拟预测。并将其与BP 神经网络模型、遗传算法优化BP 神经网络模型(BP-GA)进行对比分析。3种模型预测结果表明: BPM-TCG 模型预测精度最高,泛化能力最好。BPM-TCG 模型对PM_(2.5)质量浓度的准确预测为预防和控制PM_(2.5)提供依据。
松花江流域水生态环境质量评价研究

采用生物完整性指数(IBI)法评价松花江流域的水生态环境质量。对25个候选生物参数进行敏感度分析、 Pearson 相关性分析,最终筛选出由总分类单元数、EPT 分类单元数、EPT 密度、敏感种分类单元比例、敏感物种数量、 Hilsenhoff 生物指数(HBI)6个核心参数构成的IBI 评价指标。采用95%分位数法建立了IBI 评价标准,将IBI 评价结果划分为5个等级: 大于35.84为优,26.88 ~ 35.84为良好,17.92 ~ 26.88为一般,8.96 ~ 17.92为较差,小于8.96为很差。结果表明,建立的IBI 评价方法适用于松花江流域水生态环境质量评价,松花江流域各位点30.0% 生物状况为优和良好,23.3%为一般; 46.7%为较差和很差,说明流域内近一半区域的水生态质量存在不同程度的受损。流域生境质量主要处于一般-良好的状态; 水质处于轻度污染。
美国加州南岸地区空气质量监测系统运行管理与借鉴

借鉴加州南岸空气质量监测管理经验(特别是运行管理模式)对于现阶段我国城市环境空气质量监测管理具有极高的参考价值。简要介绍了加州南岸空气质量管理局(SCAQMD)的空气质量监测现状、监测网络布局、颗粒物采样方法和相关质量管理体系。对现行的环境空气质量指数、管理架构和PM_(2.5)考核方法进行了综合比较,建议从4个方面借鉴SCAQMD 经验: 试行“空气质量管理区”模式; 开展专项研究网络建设; 逐步开展手工监测采样和颗粒物化学组分分析; 提升数据挖掘水平,服务管理决策。
北京市PM_(2. 5)质量浓度特征及组分化学质量闭合研究

2013年7—9月分2次在北京市朝阳区的4个采样点(来广营、垡头、奥体和建外)进行PM_(2.5)手工采样,共获得164个有效滤膜样品。以石英滤膜为例,这4个采样点的均值分别为85、94、81、86 μg/m~3。数据显示PM_(2.5)质量浓度呈 “南高北低”的特点。化学质量闭合研究表明: 碳质组分(OM + EC)和二次无机离子是PM_(2.5)的主要组成; 碳质组分对夏季PM_(2.5)的质量浓度贡献比较稳定,2次采样对PM_(2.5)的贡献均在1/3左右,与采样时间和地点无关; 二次无机离子的贡献则与采样时间有关,对PM_(2.5)的贡献在第一和第二次采样时间分别约为30%和20%。4个采样点中,最南端的垡头PM_(2.5)质量浓度最高,有机颗粒物、SO_4~(2-)、NO_3~- 和NH_4~+的质量浓度平均值最高,分别为26、18.2、10.5、5.9 μg/m~3。
毒死蜱的环境生物学效应分析

高毒有机磷农药禁用以后,毒死蜱作为其替代品逐渐开始大规模应用。毒死蜱在水中降解缓慢,因此在水中的残留会对水生生物及其他生物造成潜在危害。为探究低浓度毒死蜱的内分泌干扰效应,使用流式细胞仪分析了其对人子宫内膜癌细胞HEC-1B 生长周期的影响。为探究高浓度毒死蜱的生物毒性,将斑马鱼胚胎暴露在不同浓度的毒死蜱(0、1.0、2.0、3.0和4.0 ppm)中60 h,发现毒死蜱能导致斑马鱼胚胎的死亡和严重畸形,并且胚胎存活率与处理浓度呈负相关,畸形率与处理浓度呈正相关。最后,检测了毒死蜱处理后斑马鱼胚胎中5种神经系统发育相关基因的表达情况。结果表明,低浓度毒死蜱具有内分泌干扰效应,高浓度毒死蜱会影响斑马鱼神经系统的正常发育。
植物内生菌研究进展

植物内生菌是指生活史中某一阶段生活在植物组织内,对植物没有明显病害症状的一类微生物,研究发现其主要包括内生细菌、内生真菌和内生放线菌。内生菌能够产生与宿主植物相同或相似的活性物质,从而拓宽了药用资源并且具有巨大的应用价值。从植物内生菌的分布规律及其生长特点,与宿主植物的关系,研究领域以及发展现状与存在问题等方面进行了综述,并对植物内生菌在药用资源开发中的前景进行了展望。
半穿甲战斗部侵彻运动加筋板数值模拟

为了研究加筋靶板的运动对半穿甲战斗部侵彻性能的影响，采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对截卵形半穿甲战斗部侵彻运动加筋靶板全过程进行了数值模拟，分析了在不同弹着点处加筋靶板的运动对弹体偏转、弹体剩余动能以及弹体过载的影响。研究结果表明：弹体侵彻运动加筋靶板时发生明显偏转，侵彻性能降低，加速度变化曲线出现新的峰值且该峰值随着靶板速度增大而增大。同时，不同弹着点处弹体偏转角的变化过程，加速度变化规律与峰值大小以及靶板抗弹性能都有显著区别。
植物精油的抑菌活性及在鲜切果蔬中的应用

鲜切果蔬由于具有营养、新鲜、方便等优点,受到越来越多消费者的喜爱。鲜切果蔬中致病菌和致腐菌是影响鲜切果蔬品质的重要因素,植物精油作为天然来源的抑菌物质,对鲜切果蔬产品具有防腐保鲜、维持品质等作用。本文介绍了植物精油的抑菌活性及作用机理,并综述植物精油对鲜切果蔬产品防腐、品质控制等方面的研究进展,同时对其在鲜切果蔬应用中存在的问题和应用前景进行了展望,为植物精油保鲜剂的开发提供了理论依据。
磷酸盐对全蛋液鸡蛋干质构和色泽特性的影响

本文重点研究了焦磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠对于全蛋液鸡蛋干质构指标以及色度的影响。三种磷酸盐可以显著改善鸡蛋干的质构特性和色泽。正交实验结果表明:影响鸡蛋干质构和色泽的主次顺序为焦磷酸钠>六偏磷酸钠>三聚磷酸钠。复合磷酸盐配方为:三聚磷酸钠添加量0.174%,六偏磷酸钠添加量为0.141%,焦磷酸钠添加量为0.124%时,全蛋液鸡蛋干的品质特性达到最佳,主要质构参数硬度、弹性和色度值L~*分别为848.762 g,0.923和78.98。
人工养殖大鲵皮体外消化及其胶原蛋白提取和功能性质研究

通过体外消化法测定大鲵皮体外消化率;使用Box－Behnken设计响应面实验,优化大鲵皮胶原蛋白提取工艺;并对胶原蛋白冻干样的功能性质进行研究。结果表明:经胃蛋白酶和胰蛋白酶处理的大鲵皮,其体外消化率高达96.66%;以加酶量、超声时间和提取时间为三因素,胶原蛋白提取率为响应值,利用响应面设计优化大鲵皮胶原蛋白提取率,其最优化参数为加酶量1000 U/mL料液、提取时间33 h以及超声时间12 min,此条件下最优大鲵皮胶原蛋白提取率为71.94%,与模型预测值(73.32%)较一致;在20 ℃、相对湿度43%和81%条件下,大鲵皮胶原蛋白能长时间保留20%水分;大鲵皮胶原蛋白在0.4 g/100 mL浓度,溶液pH7以及溶液盐离子浓度为1.25 mol/L时有最佳起泡性;当溶液pH4,盐离子浓度为0.25 mol/L时鲵皮胶原蛋白有最佳乳化性。
四川泡菜中植物乳杆菌亚硝酸盐还原酶基因克隆与表达

目的:对植物乳杆菌中亚硝酸盐还原酶基因进行克隆并表达,并测定酶的活力。方法:根据GenBank中亚硝酸盐还原酶(NIR)基因序列,设计引物。提取植物乳杆菌的DNA,采用PCR技术扩增nir基因,TA克隆构建获得重组质粒pMD19－nir,分析其核苷酸序列同源性。通过双酶切连接到表达载体pET－32a(+)中,获得重组表达载体pET－32a－nir,构建成功后转化到E.coli BL(DE3)中进行表达研究。经IPTG诱导表达,得重组蛋白,超声波破碎,提取粗酶液,测定酶活力。结果:克隆的目的基因序列长度为1638 bp。获得重组蛋白分子量为80 ku,酶活力为4.2 U/mg。结论:成功克隆了植物乳杆菌中的亚硝酸盐还原酶基因,成功的导入到E.coli BL(DE3)中,表达产物有酶活。
魔芋葡甘聚糖对小鼠的防醉解酒作用

目的：以乙醇致醉的醉酒小鼠为对象，研究魔芋葡甘聚糖（KGM）对小鼠的防醉解酒作用。方法：通过解酒、防醉、攀附、检测小鼠全血乙醇含量的实验，探究KGM对小鼠的防醉解酒作用。结果：魔芋葡甘聚糖可显著（p＜0.05）延长小鼠对酒精的耐受时间，缩短醉酒的维持时间。在小鼠全血乙醇含量检测中，醉酒小鼠血液乙醇高峰在酒后60min出现，且中、高KGM组较模型组乙醇浓度显著（p＜0.05）缩小，因此KGM可明显降低醉酒小鼠血液中乙醇浓度。结论：魔芋葡甘聚糖具有良好的解酒防醉效果。
植物乳杆菌L-45发酵南极磷虾壳的影响因素研究

本文对植物乳杆菌L-45发酵南极磷虾壳进行了研究。研究了外加碳源、发酵时间、发酵温度等因素对发酵过程中植物乳杆菌L-45产乳酸的变化及虾壳脱钙率的影响。确定了较好的发酵条件为：发酵周期48h，发酵温度37℃，葡萄糖添加量为10%，料液比为1∶1，接种量为6%，此条件下脱钙率为84.6%，得到的甲壳素与传统化学法相比，性质相近，且对环境污染小。
海洋扩展青霉（Penicillium expansum）产耐盐型果胶酶的固态发酵优化

目的：提高海洋扩展青霉（Penicillium expansum）产耐盐型果胶酶的酶活力。方法：测定海洋扩展青霉所产果胶酶的耐盐性；通过单因素和正交实验，对海洋扩展青霉产耐盐型果胶酶进行固态发酵优化；利用SPSS 20.0分析实验结果。结果：该果胶酶在底物所含NaCl浓度为30g/L时，酶活力最高，在NaCl浓度为0~60g/L范围内较稳定。最优培养基为：麸皮7g，果胶粉0.42g，氯化铵0.28g，人工海水8.4mL；最优培养条件为：接种量3mL（10~7cfu/mL），培养温度28℃， 250mL三角瓶中培养72h。此优化条件下酶活力可达到6639.79U/g。结论：该果胶酶耐盐性好；固态发酵优化后，酶活力达到6639.79U/g，为原来的酶活1239.80U/g的5.36倍。
碳纳米管/石墨烯负载PtRu催化剂对甲醇的电催化氧化

以碳纳米管（CNT）和石墨烯（GNS）混合材料作为载体，采用微波还原法将PtRu纳米粒子负载到混合载体表面，制备了PtRu/CNT-GNS纳米催化剂。透射电镜（TEM）结果显示，PtRu纳米粒子均匀地分散在混合载体表面，粒径分布范围较窄，平均粒径约为2.17 nm。电化学测试结果表明，与单一碳载体负载的催化剂PtRu/CNT相比，PtRu/CNT-GNS呈现出更高的甲醇氧化活性和更好的抗中毒能力。
基于石墨烯薄膜材料的肖特基结光伏器件研究进展

肖特基结太阳能电池因其结构简单、制备方便、成本低廉而受到广泛关注。石墨烯材料具有优异的物理性能以及原料来源丰富、制备成本低，可替代传统的ITO用于制备基于石墨烯的肖特基结太阳能电池。综述了现阶段基于石墨烯肖特基结太阳能电池的研究进展，探讨和分析了不同类型石墨烯肖特基结太阳能电池的性能以及在应用中存在的问题，为后续开展石墨烯肖特基结太阳能电池的研究与应用提供借鉴。
山茱萸良种‘伏牛红硕'

‘伏牛红硕'是山茱萸资源普查中发现的优良单株,经多年多点对比试验选育的大果良种。果实平均纵径2. 1 cm,平均横径1. 1 cm,百果质量178 g,出肉率83%,出药率23%,抗逆性强,丰产、稳产性能好,栽培管理容易,适宜在河南伏牛山区栽培。
陕北气田动力学型水合物抑制剂研究

实验研究了PVP,PCVap,VC-713,BCS及其复配物对抑制陕北气田天然气水合物生成的影响。发现抑制剂为单一组分时,PVP的综合性能最佳,抑制时间为800min。复配使用可大大提高性能,质量比为1颐1的PVP/VC3713组合抑制剂抑制时间达5800min,质量比为2颐1颐1的PVP/VC-713/BCS组合抑制剂抑制时间达14700min。PVP覆盖在水合物晶粒表面形成孔道较为疏松多孔膜,而VC-713形成膜的孔道更为致密,同时BCS分子进一步阻止水分子参与水合物笼的形成,三者共同作用增强了抑制能力。
当年生华北落叶松幼苗的耐旱性

【目的】研究土壤干旱对华北落叶松幼苗生长与生理的影响,揭示该种的苗期耐旱性与生长策略,预测干旱气候对幼苗更新的影响,为评估未来气候变化下该种的种群动态与制定合理的经营措施提供理论支撑,同时也为干旱地区的人工林营造特别是苗木管护提供依据。【方法】以当年生华北落叶松幼苗为试验材料,在盆栽条件下,采用称重控水法,将土壤相对含水量分别控制在最大田间持水量的70%~ 80% (对照)、50%~ 60% (轻度干旱)、35%~ 50% (中度干旱)和20%~ 35% (重度干旱),研究不同干旱处理对华北落叶松幼苗生长、叶绿素含量、抗氧化系统和渗透调节的影响,分析幼苗耐旱性,确定该种的干旱胁迫阈值。【结果】轻度干旱对华北落叶松幼苗针叶和幼茎的伸长生长影响较小,中度和重度干旱显著抑制针叶和茎的伸长生长,3种干旱处理均明显促进侧根的发生与伸长,干旱时幼苗的针叶长与主根长紧密相关; 针叶的叶绿素总量和叶绿素a 含量对轻度干旱无明显反应,随干旱加强而持续下降,重度干旱时叶绿素b 含量下降,但3种干旱强度下的叶绿素a、叶绿素b 含量之比无明显变化; 随干旱加强,华北落叶松幼苗的SOD 酶和POD 酶活性持续增强,丙二醛和脯氨酸含量持续增加,可溶性蛋白质含量下降,茎的可溶性糖含量持续增加,针叶和根的可溶性糖含量先增后减; 干旱条件下幼苗的抗氧化系统和脯氨酸含量在3种营养器官之间紧密相关。【结论】华北落叶松当年生幼苗的生长和生理作用几乎不受轻度干旱的影响或仅受较小影响,但受中度和重度干旱的影响显著。干旱条件下,华北落叶松幼苗采取减少地上部分生长、优先满足根系的生长策略,并启动抗氧化系统和积累脯氨酸来减轻干旱造成的伤害,具一定的耐旱性; 针叶的生理变化先于形态变化,未出现针叶变黄脱落的现象; 中度和重度干旱限制了针叶的碳摄取与根部的碳储藏,势必影响到幼苗的存活,推测华北落叶松当年生幼苗的干旱胁迫阈值应小于最大田间持水量的35%。山西省5月份的月均降雨量相当于本试验的中度干旱处理,接近于重度干旱处理,华北落叶松幼苗的生长显著受春旱影响,且未来区域气候的干旱化趋势下(降水量减少30%),这种影响作用将更加严重。
木本植物低温胁迫生理及分子机制研究进展

低温胁迫限制了许多野生植物和作物的地理分布,降低了生产率。植物在低温胁迫下生存能力差别很大,来源于热带和亚热带的冷敏感植物在温度高于冰点的低温条件下会发生不可逆的伤害,而温带地区的植物能够承受极端的冰冻条件。近年来有关冷敏感植物和温带植物低温胁迫下生理生化响应特征,转录组学、蛋白质组学和代谢组学分析取得了较快进展,从不同层次阐明了木本植物调节低温反应和抗冷(冻)性的生理和分子机制,为利用抗冷(冻)相关基因进行林木抗(冷)冻分子育种提供了重要参考。冷敏感树木在1 ~ 10 ℃的低温胁迫下,会出现水分状况、矿质营养、光合作用、呼吸作用和新陈代谢等生理过程的紊乱,造成冷害甚至死亡。钙信号途径是低温应答过程中重要的信号转导途径。ABA 通过ABA 依赖的转录因子的转录激活参与植物胁迫响应基因的调节。低温响应转录调控分为CBF 途径和非CBF 途径。CBF 调控下游基因的表达过程: 植物细胞膜相关受体首先感知环境信号并传送到细胞核,通过Ca~(2 +)和MAPKs 等感知和传导信号,诱导转录因子CBF的表达,从而激活冷响应基因的启动子,触发冷响应机制(基因激活),转录的 mRNA 被翻译成不同的蛋白质。这些基因产物参与改变膜质成分组成、抗氧化酶活性、渗透物质含量等生理过程,从而提高抗冷性。另外,CBF基因表达也受到上游一些转录因子的调节,包括钙离子信号途径和ICE1-CBF-寒冷响应途径。树木抗冷锻炼和抗冻锻炼的机制与代谢途径有许多相似之处,但后者可能更复杂,因为它需要面对极端的低温和不正常的温度波动。抗冻锻炼期间低温诱导的抗冻蛋白具有较强的抑制冰晶重结晶的活性; 脱水蛋白和胚胎后期丰富蛋白(LEA)通过渗透调节保护细胞; 热休克蛋白(HSPs)调节蛋白质的折叠和运输,恢复钝化酶的活性; 抗氧化酶系统清除氧自由基和过氧化氢; 早期光诱导蛋白参与高光胁迫适应过程,这些蛋白在树木抗冻机制中具有重要作用。在树木抗冷(冻)领域,未来应加强对控制抗冷(冻)生理变化的转录因子及关键功能基因的全面解析,深入探讨光、温度等环境信号诱导抗冻性形成机制,使用蛋白质组学方法与其他技术相结合阐明低温胁迫下重要蛋白质表达机制和功能,完整地揭示木本植物在低温逆境下的生存机制。