mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
声频对小盒栽培黄豆芽菜产量的影响

为考察声频助长技术对黄豆芽小盒栽培产量和质量的影响,该试验根据黄豆芽生产工艺特点,结合黄豆芽自身的生理特性以及试验点的环境和设备要求,选择温度、湿度等条件相同的5个车间作为试验点;再选择5种不同的音乐种类、音乐播放时间和音量作为影响因素分别对黄豆芽在小盒栽培种植中声频助长的情况进行了单因素试验。然后根据单因素试验结果,选择三因素三水平进行正交试验,从正交试验数据的结果中得出较优方案为:每天播放钢琴独奏5 h、音量控制在70~80 dB对黄豆芽助长效果最佳。优化方案验证表明声频助长技术能使黄豆芽增产26.25%。研究结果可作为声频助长技术在黄豆芽生产中推广应用的理论基础。
气吸式谷子排种装置吸种孔的结构设计与试验

为实现气吸式谷子排种装置的精少量穴播,解决播种时伤种、吸种孔堵塞、成穴性差等问题,在研究了谷子机械物理特性的基础上,对气吸式排种装置的排种盘进行了设计,设计了圆柱孔、倒角截顶圆锥体孔、截顶圆锥体孔和四棱台孔4种结构,并对排种装置进行了谷子排种效果对比试验以及排种性能试验。试验结果表明,在所设计的多种排种盘结构中,吸种效果最好的排种盘吸种孔为四棱台结构,堵塞情况最少,相对成穴性最好,此时平均穴粒数3.3个,穴粒数合格率89%,穴距合格率94%,平均成穴距离1.24 cm。同时确定了排种器的最佳工作参数:真空度-2 kPa,排种轴转速28 r/min。初步实现了采用气吸式排种装置下的谷子精少量穴播,对以后设计谷子精密排种装置及相关研究提供参考。
3GY-1920型宽幅水田中耕除草机的设计与试验

为了提高机械除草的作业效率、降低地头频繁调头引起的伤苗率,该文研制了3GY-1920型宽幅水田中耕除草机。该机由12 kW水田拖拉机提供动力,工作幅宽为5.7 m,一次作业可覆盖6行插秧机3个行程的作业宽度,并配备了4个双作用液压缸,控制整个机架的展开闭合与除草轮位置的横向调节。该文结合水田土壤特性和现有除草部件的特点,通过对除草轮的运动学与显式动力学仿真分析,设计并优化了螺旋刀齿式样除草轮,该除草轮通过与土壤及杂草的剪切、翻耕作用实现中耕除草作业。田间除草试验结果表明:在机具不同前进速度(0.3、0.6、0.9 m/s)和除草轮入土深度(3、6、9 cm)条件下,该机平均除草率为82%,伤苗率为4.8%;根据机具作业速度和幅宽可知该机作业效率为0.6~1.8 hm~2/h;整机工作性能和作业效率满足水稻田机械中耕除草作业的技术要求。机械除草与化学除草产量对比试验结果表明:在试验区域内,机械除草产量高于化学除草,该研究可为中耕除草对水稻田产量的影响提供参考。
基于五杆机构的注射式免耕播种成穴轨迹分析与参数求解

针对特殊轨迹要求进行机构分析与参数求解,为注射式免耕播种模式的实施奠定基础。轨迹形成机构基于五杆机构设计,在建立机构数学模型的基础上,分析双曲柄等速五杆机构的存在条件及空间约束;给定成穴点相对轨迹的可行域,利用CATIA(computer aided three-dimensional interactive application)进行参数化建模、运动仿真及轨迹绘制;运用轨迹区域定位法,研究成穴器端点的区域轨迹分布特性;运用数值循环比较法,研究参数对轨迹的影响规律,结合约束条件,求得对应不同株距的结构调整参数与作业参数组合,可形成251.2~344.7 mm竖直方向的有效作业轨迹。样机试验及高速影像分析表明,基于五杆的免耕播种轨迹形成机构能够在秸秆高度还田的情况下带动成穴器完成打穴作业,能有效穿透秸秆并按要求成穴,刮带现象少。研究也证实了轨迹区域定位与数值循环比较法相结合可有效提高五杆机构参数组合求解的效率,为实现大长短轴比的类椭圆形轨迹的五杆机构参数的求解提供有效的方法。
膨润土/褐铁矿改性白云石催化剂改善松木蒸汽富氢气化性能

采用蒸汽气化,以松木燃料棒为试验对象,分析气化气及焦油组分变化,研究改性白云石(膨润土为载体,白云石为活性组分,并负载少量褐铁矿)催化性能随温度升高的变化规律。试验表明:750 ℃时,在改性白云石催化条件下,H2的体积分数为45.77%±0.23%,相较无催化和白云石催化条件下的富氢作用,气化所需温度下降100 ℃;富氢程度在较低温度下明显,但随温度升高而消弱;改性白云石不仅促使烃端链上碳碳长链断链,产生氢自由基,进而形成H2,同时促进芳香环开环反应,脱羧基及脱羟基反应,使得裂解后的焦油更易转化为小分子气体;催化剂中活性中心Fe~(3+)随温度高逐渐减少,使得改性白云石的质量增加在900 ℃降低至最小值,但相比白云石,改性白云石催化剂在气化前后的色泽和形态变化较轻,反映其表面积碳及机械强度得到优化。项目研究可为生物质蒸汽催化气化及廉价高效改性白云石的应用提供参考。
基于GF-1 WFV数据的玉米与大豆种植面积提取方法

准确掌握农作物的空间种植分布情况,对于国家宏观指导农业生产、制定农业政策有重要意义。针对黑龙江省玉米与大豆生育期接近、光谱特征相似,较难区分的问题,以多时相16 m空间分辨率高分一号(GF-1)卫星宽覆盖(wide field of view, WFV)影像为数据源,选择归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)、增强植被指数(enhanced vegetation index, EVI)、宽动态植被指数(wide dynamic range vegetation index, WDRVI)、归一化水指数(normalized difference water index, NDWI)4个特征,结合实地调查样本点,采用随机森林分类算法,提取黑龙江省黑河市嫩江县玉米与大豆种植面积。研究表明,区分玉米与大豆的最佳时段为9月下旬至10月上旬,即大豆已收获而玉米未收获的时段,在4个待选特征中,NDVI、NDWI与WDRVI指数组合表现最佳;随机森林算法与最大似然算法、支持向量机算法相比,分类精度更高,其总体分类精度为84.82%,Kappa系数为77.42%。玉米制图精度为91.49%,用户精度为93.48%;大豆制图精度为91.14%,用户精度为82.76%。该方法为大区域农作物的分类提供重要参考和借鉴价值。
旱涝交替胁迫对粳稻分蘖期叶片解剖结构的影响

盆栽试验于2013年进行,在粳稻分蘖期分别设置涝-轻旱(LD)和涝-重旱(HD)2种处理(涝保持水深10 cm),以浅水勤灌(保持水深0~5 cm,CK)为对照,研究了旱涝交替胁迫对水稻叶片解剖结构的影响。结果表明,与CK相比,第1次旱5 d后(阶段I),LD处理主脉截面积减小了31.13%,LD处理侧叶大维管束面积和周长分别降低了28.87%和15.79%,HD处理则分别降低了24.74%和13.16%(P<0.05);LD和HD处理侧叶小维管束面积和周长也显著减少。进入涝胁迫5 d后(阶段II),但LD处理小维管束周长较HD处理显著降低了0.13×10~2 μm;HD处理除大维管束外其余指标均超过了CK,说明涝后重旱胁迫处理叶片发育表现出了一定的补偿效应。涝结束5 d后(阶段III),LD和HD处理主脉面积分别较CK显著减小了45.47%和53.79%,侧叶器官发育也落后于CK。第2次旱5 d后(阶段IV),LD和HD处理主脉大维管束面积分别较CK显著降低了18.45%和29.13%;HD处理侧叶大维管束面积和周长则显著低于CK和LD处理,HD处理侧叶面积较CK减少了34.49%,LD和HD处理泡面积在受旱时均低于CK,阶段III,泡面积则分别显著减少了0.38×10~2和0.57×10~2 μm~2。重旱处理对水稻叶片的迫害在第2次重旱后加重,而轻旱处理则减轻。研究结果可为制定水稻灌溉方案以及研究光合能力提供依据。
天津滨海盐渍土客土改良后的土壤理化性质与持水特性

为了解天津滨海新区盐渍土采用客土法改良后的土壤理化性质的变化情况,该研究选取滨海新区汉沽区的滨海盐渍土以及采用客土改良后历经5 a的土壤(配制客土)作为研究对象,测定分析这2种土壤0~60 cm不同土层土样的基本理化性质、土壤水分特征曲线,探讨了理化性质和土壤水分参数的差异。结果表明:客土改良后历经5 a的配制客土电导率远低于未改良的滨海盐渍土,降幅约为97%,有效含水量以及田间持水量明显低于滨海盐渍土。有机质质量分数和阳离子交换量分别增加了29.65%和8.36%,pH值和容重变化不大。综合分析后认为,滨海盐渍土经配制的客土改良后,盐渍化程度减弱,有机质增大,但持水特性和物理性质却没有明显的改善。土壤质地黏重是影响该地区土地资源开发利用的主要因素之一。
密闭式蛋鸡舍外围护结构冬季保温性能分析与试验

蛋鸡舍围护结构的保温隔热性能是影响鸡舍温度的稳定性,进而影响蛋鸡健康和生产性能的关键因素。由于蛋鸡舍一般不采暖,依靠蛋鸡的自身显热产热量来维持冬季蛋鸡舍内温度,因此如果蛋鸡舍冬季饲养密度较低、通风过度或围护结构保温性能不足,都难以满足蛋鸡舍温度环境的要求。如何确定不同气候区鸡舍围护结构必要的保温性能和饲养密度要求是解决蛋鸡舍冬季通风和保温矛盾问题的关键。该文通过建立蛋鸡舍动态热平衡理论模型,系统分析了不同气候区鸡舍围护结构的最低热阻需求,得出不同气候区鸡舍围护结构的保温性能要求与蛋鸡饲养方式(密度)的关系。结果表明:冬季舍外计算温度分别为–25 ℃(东北、内蒙古)、–15 ℃(华北、西北)、0 ℃(长江以南)的地区,蛋鸡舍墙体、屋面的最小热阻应分别不小于0.778、0.972;0.573、0.716;0.266、0.333(m~2·℃)/W;对应3层全阶梯笼养、4层半阶梯笼养和4层叠层、6层叠层、8层叠层笼养等饲养模式最大饲养密度下,所能够适应的围护结构冬季室外计算温度应分别不低于–14、–17、–19、–22、–23 ℃。研究结果为不同气候地区选择适宜饲养模式以及密闭式蛋鸡舍围护结构保温系统的设计提供了理论依据。
基于多学科技术融合的智能农机控制平台研究综述

农业机械的自动化和智能化包含内容广泛,有农机定位与导航,动态路径规划,机器视觉和远程监控等,牵涉到大量的工程技术学科,包括导航、图像、模型与策略、执行器以及数据链等。农机定位与导航一般采用基于农机运动学模型结合GPS(global positioning system)/IMU(inertial measurement unit)组合导航信息,在导航路径规划算法指引下实现农机轨迹跟踪的方法。建立的农机运动学模型精度,GPS数据的连续性以及惯导器件误差系数漂移等因素都会影响该方法的有效性。路径跟踪通常采用各种现代控制理论与方法,而面对复杂的田间作业环境变化,农机的自主避障以及动态路径规划能力也会影响轨迹跟踪精度。机器视觉的稳定性和目标特征信息分离度影响着农机环境感知能力,目前目标识别主要采用hough变换,hough变换的全局检测特性决定了该算法运算量较大,需要探究改进特征提取算法。远程监控农机作业是智能农机发展的一个方向,构建无线导航,控制和视频数据传输网络有助于提高农机的智能化水平,可以采用分布式哈希表(distributed hash table)来研究网络覆盖和互联技术。该文融合多个学科,从高精度定位与导航技术、复杂环境及工况下农机运动精确自主控制技术、稳定清晰的机器视觉感知技术和基于4G网络和新一代物联网的高覆盖数据传输技术几个方面,论述了智能农机在光机电液多个学科领域内的研究现状,并指出采用北斗地基增强网络和网络RTK(real-time kinematic)技术、惯导定位误差精确建模与补偿、环境感知与自主避障、立体结构自组网技术以及多机协作是现代农业机械的发展方向。以期为现代化智能农业机械的设计提供参考。
玉米播种机水平圆盘排种器型孔设计与试验

为满足水平圆盘排种器在高速条件下的精密排种要求,从排种器的工作原理出发,对排种盘型孔的结构形状和尺寸进行分析,设计出一种带倒角的周边式倾斜长方形型孔的水平圆盘排种器。为了得到排种器的最佳性能参数,以排种器转速、型孔倒角长度、型孔倾角为试验因素,以排种合格指数、重播指数、漏播指数为试验指标进行三元二次回归正交旋转组合试验,建立试验指标与试验因素间的数学模型。应用响应面法对回归方程进行多目标优化,得到最佳参数为:排种器转速为33 r/min,倒角长度为7 mm,型孔倾角为61°,此时排种的合格指数为92.47%,重播指数为3.56%,漏播指数为3.97%。在最优参数组合下,台架试验验证排种器的排种合格指数为92.13%,重播指数为4.01%,漏播指数为3.86%,田间验证试验表明,当排种器转速调整为33 r/min时,其线速度为0.41 m/s,播种机组前进速度为8.6 km/h,水平圆盘排种器的播种性能指标满足单粒精密播种的农艺要求,且对不同品种的玉米种子具有良好的适应性。该研究可为机械式精密排种器的优化设计提供理论参考。
1951-2015年洞庭湖区旱涝演变及典型年份旱涝急转特征分析

旱涝灾害是制约洞庭湖区经济发展的重要因素,为预测湖区旱涝灾害变化趋势,该文选取1951-2015年洞庭湖区及其周边地区35个气象站点的逐月降水量数据,利用标准化降水指数和夏季长周期旱涝急转指数,辅以小波分析方法,分析近65 a来研究区域的旱涝演变及典型年份旱涝急转特征。结果表明:该区旱涝事件发生的频率高,不同时间尺度旱涝事件发生的平均频率为42.62%。在季节尺度上,夏季洪涝事件发生的频率最高,为33.33%,冬季干旱事件发生的频率最高,为41.54%;在年代际尺度上,20世纪70年代干旱事件发生的频率最高,为25.83%,其次是2001-2015年,频率为22.99%,90年代洪涝事件发生的频率最高,为30%。该区域旱涝变化有4个特征时间尺度,分别为4、10、25和31 a,预测湖区在未来几年降水偏多。洞庭湖区3个区域的旱涝变化大抵一致,但在不同时期仍存在一定的差异。湖区近65 a来有15 a的LDFAI绝对值大于1,旱涝急转现象较频繁,不管是旱涝变化还是旱涝急转变化,东、西洞庭湖区的变化趋于一致,南洞庭湖区与东洞庭湖区旱涝急转变化差异较大。
土柱入渗性能自动检测装置研制与试验

为实现室内竖直土柱入渗性能的自动检测,研制了一种土柱入渗性能自动检测装置。该装置主要由传感器位置调节装置、土样盛放装置、供水装置、检测和控制模块、电源模块和上位机显示存储模块组成,采用压力应变式传感器检测入渗过程的累积入渗量,采用介电常数土壤水分传感器检测土壤含水率的变化,进而推断湿润锋的运移位置。基于这2种传感器,实现土柱入渗过程自动检测。采用水头为10 mm,容重为1.15、1.20和1.25 g/cm~3的红壤土进行室内土柱入渗试验,检验该装置的性能。结果表明:1)9个试验和18个检测位置,土壤水分传感器进出土柱成功率为100%,表明该装置运行可靠;2)与烘干法相比,土壤水分传感器检测得到土壤含水率的最大相对误差为-4.4 %,检测结果比较准确;3)与人工观测湿润锋位置相比,土壤水分传感器推算出的湿润锋位置最大相对误差为-12.9 %,说明土壤水分传感器检测湿润锋的运移效果比较明显;4)压力应变式传感器检测累积入渗量与人工实测得到的数据对比,最大相对误差为2.27%。该装置可作为土柱入渗自动检测试验平台。
基于LMDI的灌溉需水量变化影响因素分解

为研究灌溉需水量的驱动因素,该文以甘肃省武威市为研究区,基于扩展的Kaya恒等式构建灌溉需水量因素分解模型,利用对数平均迪氏指数分解法(logarithmic mean Divisia index,LMDI)对武威市1995-2012年总体及不同时段灌溉需水量驱动因子进行因素分解,并计算灌溉需水量的影响因素的效应值。结果表明:近18 a来,武威市各行政区以节水高效为目的对武威种植结构进行了大幅调整,减少了高耗水作物小麦的种植面积,增加了耐旱的玉米、棉花等作物的种植面积;在1995-2012年间,武威市灌溉需水量减少了5.023×10~8 m~3,种植规模效应、种植结构效应、气候变化效应、节水工程效应分别为2.435×10~8 m~3、-3.994×10~8 m~3、-1.286×10~8 m~3、-2.178×10~8 m~3;不同作物对灌溉需水量增长的效应不同,其中小麦抑制灌溉需水量增长,是灌溉需水量减少的最主要影响因子;4个分解效应在不同时段对武威市各区县灌溉需水量作用不同,但除在2000-2005年对凉州区灌溉需水量增加有微弱的促进作用外,种植结构效应在不同时段均表现为抑制灌溉需水量增长的作用。研究结果为合理调控农业发展规模,制定武威市灌溉用水规划提供参考。
基于电磁式同步执行机构的鲜枣分级机设计与试验

为了提高鲜枣机器视觉分级机的分级精度和速度,该文研究设计基于电磁式同步执行机构的鲜枣机器视觉分级机,整机由辊轮输送链、拨板链条、电磁铁、同步传动链轮、STM32F407图像处理器和STM32F103控制动作执行的协处理器等组成。执行机构单元拨板与辊轮输送同步,采用灵敏度高的电磁铁吸附硅钢开关扣板执行动作。图像处理流程为图像颜色分量、Sobel算子滤波、大津法二值化、椭圆拟合提取颜色和大小特征值。样机试验结果:拨板链同步位差为0.413 mm,单元拨板击撞力为2.57 N,红枣表皮瞬间承受最大力为12.69 N;每帧图像处理时间为50 ms,执行机构动作时间为40 ms,辊轮输送速度为320 mm/s,红枣分级速度达20个/s,实现鲜枣5个大小等级和1个绿色等级的分级,分级准确率为93.7%,无损率为100%,最大产能达1 400 kg/h。设计的基于电磁式同步执行机构的鲜枣机器视觉分级机实现了鲜枣的高准确率、高速度、无损分级要求,为机器视觉红枣快速分级设备的发展提供重要的技术支撑和理论参考。
农机部件数字化设计软件平台AgriDEM开发

为解决农机产品开发周期长、工作量大和成本高等问题,研制了集设计和性能分析评价为一体的农机部件数字化设计软件平台AgriDEM(agricultural discrete element method)。该平台通过将CAD软件与自主研发的基于DEM-CFD-MBK(discrete element method,computational fluid dynamics,multi-body kinematics)耦合的分析软件集成,可在设计阶段由农机部件的CAD模型(CAD软件设计图),进行农机部件工作过程的动态仿真和工作性能的分析评价,由此实现农机部件结构方案和尺寸参数的优化。该文详细介绍了该平台的架构和关键技术实现方法,包括农机部件分析模型的建模方法、颗粒的建模方法、基于OpenMP的并行计算方法、基于DLL的模块封装及原型系统开发等,最后通过一个实例验证了该平台的可行性和有效性,可为农机部件的优化设计和数字化设计提供参考。
基于景观格局的土地整理风险与固碳功能评价

通过生态风险指数构建和碳储量服务模拟,评价土地整理对生态风险和固碳功能的影响,由于生态系统服务在生态风险研究中的缺乏,利用土地整理前后生态风险变化和碳储量服务变化之间的相关关系分析,探讨利用生态系统服务变化评价生态风险的可能。以吉林省西部重大土地整理区为研究对象,基于景观格局变化构建生态风险指数,利用InVEST模型分析碳储量服务变化,结果表明:土地整理使整理区的景观结构发生较大变化,优势景观类型由盐碱地和草地转变为耕地,耕地破碎度和分离度降低,盐碱地和草地的分离度和破碎度增加。土地整理后,耕地、建设用地和其他用地的景观损失度指数降低,其他景观类型的景观损失度指数增加。土地整理前后整理区生态风险等级以较低风险区和中等风险区为主,整理后低和较低风险区面积变化明显,其他等级风险区的面积变化不大。InVEST模拟结果表明,土地整理前后整理区总碳储量分别为990.82、1 145.22万t,总碳储量增加154.40万t,土地整理导致固碳功能的增加。相关分析结果表明整理区碳储量服务变化与生态风险变化呈显著负相关关系,表明生态系统服务变化在生态风险评价中应用的可能。
改进型环形射流泵输送不同果蔬试验

为了研究果蔬的形状、大小和密度对环形射流泵输送性能的影响,该文采用喉管直径为60 mm的环形射流泵进行了马铃薯、胡萝卜、圣女果和金桔的输送试验,对入口结构、流量比、输送高度和果蔬种类4个因素对输送性能的影响进行了研究,并分析了不同工况对果蔬损伤的影响。结果表明:吸入口结构对输送性能有很大的影响;该环形射流泵输送马铃薯、胡萝卜、圣女果和金桔的最高输送能力分别为3 038.13、2 158.83、2 302.92和1 949.50 kg/h;在相同的面积比和输送高度下,输送能力随工作流体流量的增加而增大;在相同的面积比和工作流体流量下,输送能力随输送高度的升高而降低;在相同的工况下,输送椭球形的果蔬的能力要优于输送长条形果蔬的能力,输送密度较大的果蔬的能力要优于输送密度较小的果蔬的能力。输送单位质量果蔬的能耗在低流量比时变化不明显,在高流量比时有较大提升。马铃薯和胡萝卜在输送过程中损伤很小,损伤原因是与管道或泵内壁或者管道接口处碰撞,马铃薯和胡萝卜的最大质量损失率分别为0.13%和0.21%,最大表面损失率为0.68%和1.20%,圣女果和金桔在所有工况没有损伤。该研究可为今后环形射流泵输送果蔬的深入研究提供参考。
基于冲击模型方法的自然保护区可靠性研究: 以草海为例

自然保护区是受特殊保护和管理的一类特殊的可靠性系统。本文从可靠性视角出发,利用冲击模型方法和MATLAB随机模拟技术,以贵州草海为例分析自然保护区系统的寿命行为和失效规律。分析结果表明: ①20世纪50年代以前,草海系统受到的人为干预相对较少,可靠性长期保持相对稳定。以人类活动为主的冲击影响始于20世纪50年代末,对保护区生态功能产生了强烈干预。 ②在1958—1980期间,政府出于防涝减灾考虑的引流排水行为扮演了系统的主要冲击,对其可靠性产生了毁灭性影响。③在1980年之后的30多年里,周边农民出于造田增地需求的排水毁林自发性活动则形成草海保护区的新一轮冲击,并持续影响着系统的生态功能。④目前草海在调节气候、缓解灾害、保持生物多样性方面的生态功能已严重弱化。如果最近几十年的人为冲击模式不能得到有效缓解,保护区系统极有可能在近期内再次发生功能性崩溃。
基于空间自相关和时空扫描统计量的湖南省毒蕈中毒聚类研究

目的探讨2013 - 2015年湖南省毒蘑菇中毒的时空分布和聚类特征,为科学防控毒蕈中毒提供依据。方法以湖南省2013 - 2015年毒蕈中毒事件的监测数据为研究对象,利用ArcGIS10.2软件建立病例地理信息数据库,采用OpenGeoDa进行全局、局部空间自相关分析。SaTScan 9.1. 1进行时空扫描聚类,结果通过ArcGIS10.2进行可视化展示。结果2013 - 2015年湖南省共报告毒蕈中毒事件136起,发病人数565人,中毒高峰为每年5 ~ 9月。趋势面分析显示毒蕈中毒发病率总体分布由西向东逐渐降低,由南向北先增加再降低。局部空间自相关结果显示冷水滩区、零陵区为高- 高区域; 芷江侗族自治县、新宁县、湘乡市为低- 高区域; 新晃侗族自治县、鹤城区、洞口县为高- 低区域。时空扫描发现所有聚类时间段集中在2015年6月~ 9月,一类聚集区主要位于邵阳市、怀化市、永州市。二类聚集区位于长沙市、湘潭市。结论湖南省毒蕈中毒存在时空聚集性,各时空聚集区将为探索有针对性的防控措施提供参考。
大数据在生态环境领域的应用进展与展望

随着互联网和移动通讯技术的发展,生态环境领域从信息采集到加工处理也进入信息化和数字化时代,数据量呈现爆发式增长,生态环境大数据受到越来越多的关注.生态环境大数据是在对生态环境要素“空天地一体化”连续观测的基础上,集成海量的多源多尺度信息,借助云计算、人工智能及模型模拟等大数据分析技术,实现生态环境大数据的集成分析和信息挖掘.生态环境大数据存在数据来源多样、涉及部门广; 数据采集方式不统一; 服务对象众多、对专业化服务要求高等特点.大数据已在生态环境领域得到了初步应用,如在全球气候变化预测、生态网络观测与模拟和区域大气污染治理等方面作用明显.目前我国生态环境大数据的发展还存在诸多问题,包括数据共享难、监测技术落后、传感器等监测设备严重依赖进口、数据集成和深度分析能力不足等.随着大数据技术的进步,未来大数据在解决生态环境健康问题、提高重大生态环境风险预警预报水平、提高生态环境领域科学研究水平等方面都将发挥巨大作用.大数据将最终实现生态环境管理决策定量化、精细化,生态环境信息服务多样化、专业化和智能化,为中国社会经济可持续发展和生态文明建设提供技术保障.
黄土高原不同土壤质地农田土壤碳、氮、磷及团聚体分布特征

结合野外观测和室内分析,研究了黄土高原不同土壤质地农田土壤碳、氮、磷含量及其生态计量学特征,以及土壤团聚体分布状况,以揭示土壤质地对区域农田土壤肥力的影响,以及土壤团聚体对肥力的调控作用.结果表明: 黄土高原农田土壤大团聚体含量、主要养分含量及其生态计量比值均随土壤质地由细变粗(壤质黏土→黏壤土→砂质壤土)逐渐降低; 土壤pH值和微团聚体含量则呈现出相反的变化趋势. 随土壤黏粒含量增加,大团聚体含量、有机碳、全氮和全磷含量,以及C /P和N/P显著增加,土壤pH和微团聚体含量显著降低. 土壤有机碳、全氮和全磷含量,以及C /P和N/P随大团聚体含量的增加显著增加.表明区域尺度上农田土壤肥力状况取决于土壤质地,并受土壤大团聚体的调节.
温州南部沿岸海域主要鱼类的生态位及种间联结性

国内对生态位和种间关联性的研究主要集中于植物、鸟类和游泳动物群落等方面,而针对鱼类生态位和种间关联性研究鲜有报道.本文基于2015年春季(5月)和秋季(9月)温州南部沿岸海域渔业资源调查与渔获物分析,运用生态位测定、方差比率(VR)、χ2检验、联结系数(AC)、种对共同出现百分率(PC)和点相关系数(Ф)等方法对主要鱼类间的关系进行研究.结果表明: 该海域共鉴定出鱼类47种,隶属于9目27科41属,其中优势种4种,重要种9种,共占17%.通过生态位宽度聚类分析,按生态位宽度将主要鱼类划分为2类: 第1类广生态位种包括龙头鱼、棘头梅童鱼、日本鳀、镰鲳、白姑鱼、六指马鲅、蓝圆"和带鱼; 第2类狭生态位种包括海鳗、六丝矛尾#虎鱼、宽体舌鳎、小黄鱼和鳓.主要鱼类间的生态位重叠值为0 ~ 0.90,表明物种对资源利用的相似程度存在差异.生态位宽度较窄的宽体舌鳎和海鳗,其重叠值相对较高,说明两个物种间存在一定的竞争.利用VR分析得出主要鱼类间的关联性呈显著正相关.鉴于Ф 值能降低χ2检验、联结系数(AC)、种对共同出现百分率(PC)对联结性分析的影响,故采用Ф 值测定,得出63个种对为正联结,种间联结性和生态位两者分别与群落结构稳定和群落更替具有不同程度的相关性.
大豆根系应答重金属Cd胁迫的转录组分析

重金属镉(Cd)作为一种非生命活动所需的常见污染物,在土壤中以低浓度存在时,便可以对生物体产生极强的毒性,影响农作物的生长发育.为了解大豆对重金属Cd胁迫应答的分子机制,把发芽7 d的大豆苗在75 μmol·L~(-1)Cd浓度中处理0、4、8、12和48 h,然后取根进行转录组表达分析. 共得到2670个表达差异基因,其中4、8、12和48 h处理组中分别有244、1545、442和1401个基因显示了表达差异. 这些基因通过GO分类,可分为56类; 采用COG数据库进行比对,根据其功能大致可分为25类.KEGG通路富集分析表明,差异表达基因主要富集在苯丙氨酸代谢、泛醌和其他萜类醌生物合成,以及半胱氨酸和甲硫氨酸代谢等通路中.发现3个异黄酮2'-羟化酶基因、2个异黄酮还原酶基因和1个查尔酮合成酶基因在Cd胁迫下均表达上调.RT-PCR检测4个差异表达基因的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性.
不同比例红蓝光对番茄幼苗生长和光合作用的影响

为了探索番茄幼苗生长发育对红蓝组合光的响应机制,本试验采用发光二极管(LED)精量调制光源,以番茄品种‘SV0313TG’为试材,设红光(R)、蓝光(B)和红蓝组合光(9R1B、6R1B、3R1B、1R1B、1R3B)7个处理,以白光为对照,研究不同比例红蓝光质对番茄幼苗生长、光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及根系活力的影响.结果表明: 不同比例红蓝光质处理对番茄幼苗生长的影响具有明显差异.红光显著促进幼苗株高增加,比叶面积增大,胞间CO_2浓度提高,但PSⅡ最大光化学效率(F_v /F_m)、PSⅡ实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))降低,根系生长受阻,根系活力下降,壮苗指数降低; 蓝光下幼苗生长受到明显抑制,叶绿素含量降低,但叶绿素a /b值升高; 红蓝组合光有利于番茄幼苗的生长发育,3R1B处理下植株干物质量、叶绿素含量和光合性能均显著提高,幼苗生长健壮,壮苗指数最大.综上,红蓝组合光能够增加番茄幼苗叶片光合色素含量,提高光合效率,促进植株生长,尤以3R1B处理最佳.
低浓度Cry1Ac毒蛋白对棉大卷叶螟连续三代生长发育与繁殖的影响

棉大卷叶螟是棉花生长中后期的重要食叶性害虫.本研究以浸叶法测定低浓度(0.5 μg·g-1)的Cry1Ac毒蛋白处理对棉大卷叶螟连续3个世代生长发育与种群增长的影响.结果表明: 处理后的棉大卷叶螟幼虫期比对照延长1.78~2.00 d,成虫寿命延长1.44~1.94 d,蛹体质量增加5.3%~11.8%; 3个世代的单雌产卵量分别增加65.1%、47.3%和37.6%,种群趋势指数分别提高11.4%、17.5%和20.0%.这些指标与对照均存在显著差异.蛹历期、羽化率、性比和卵孵化率等与对照无显著差异.研究表明,转Bt基因棉长期种植后棉大卷叶螟的种群数量将会增加,需要进一步评估转基因棉种植的风险性,加强转基因棉田害虫的综合治理.
不同年限旱砂田土壤团聚体及其有机碳分布特征

以长期定位试验5、10、15、20、30年旱砂田为研究对象,研究了不同年限旱砂田土壤团聚体及其有机碳的分布特征.结果表明: 旱砂田土壤团聚体含量随粒级减小表现出“降-升-降”的变化趋势,10年以内旱砂田以> 5 mm粒级团聚体为主,15年以上旱砂田以0.05 ~ 0.25 mm粒级团聚体为主,>0.25 mm团聚体含量(R_(0.25))和团聚体平均质量直径(MWD)均随着覆砂年限的延长而减小.不同年限旱砂田土壤团聚体有机碳含量随团聚体粒级减小而增加,各粒级土壤团聚体有机碳含量、团聚体对有机碳的贡献率及团聚体有机碳储量均随着覆砂年限的延长和土层的加深而降低,>1 mm粒级团聚体有机碳对长期旱砂田有机碳变化响应敏感.10、15、20、30年较5年旱砂田团聚体有机碳储量在0 ~ 10 cm土层分别降低了8.0%、 24.4%、27.5%和31.4%,10 ~ 20 cm土层分别降低了1.4%、15.8%、19.4%和21.8%.综上所述,旱砂田土壤固碳能力随种植年限延长而降低,需加强15年以上旱砂田的土壤培肥工作.
互花米草入侵下湿地土壤碳氮磷变化及化学计量学特征

为阐明外来物种入侵对生态系统的改变,对闽江河口区本土植物短叶茳芏和不同入侵年限的互花米草湿地土壤总碳(TC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量进行了测定与分析.结果表明: 互花米草入侵后0~50 cm深度各层土壤TC、TN和TP含量均有不同程度的增加,其中TC、TN的变化比较一致,而TP的变化滞后; TC的增加引起土壤C /N持续增加,而TP是调节互花米草入侵过程中湿地土壤C /P和N/P的关键因子,C /P和N/P的变化基本一致.土壤TC、TN、TP的变化受到土壤盐度、容重、含水量和黏粒组成的影响,而它们之间计量比主要受土壤盐度、粒径组成的影响; C /N和C /P对互花米草湿地的土壤固碳效应具有良好的指示作用.互花米草入侵引起生物量和湿地生境改变,导致土壤碳氮磷含量及其生态化学计量比发生显著变化,且随入侵时间延长表现出不同的变化特征.
不同生育期持续干旱对玉米的影响及其与减产率的定量关系

为了探究不同生长阶段土壤水分含量持续下降过程对玉米生长发育和产量形成的影响,通过设置遮雨棚人工控水试验,分析不同生长阶段持续干旱条件下玉米株高、叶面积指数(LAI)、光合性能、地上生物量和产量等生理生态指标的动态变化.试验因素为控水时段和控水持续时间,从拔节普遍期开始分别控水20(T_1)和27 d(T_2),从抽雄普遍期开始控水20(T_3)和27 d(T_4),加上不控水对照(CK),共5个处理.结果表明: 持续干旱导致植株叶片卷曲、打绺,下部叶片衰老加快,对LAI影响较大,从而降低生物量的累积与籽粒产量.T_1 ~ T_4处理结束时LAI分别为CK的74.9%、68.2%、60.5%和48.3%.玉米植株在经历持续控水后,叶片最大净光合速率(P_(n max))逐渐下降,T_1(T_3)和T_2(T_4)处理结束时P_(n max)分别降至CK的23%及不足10%,复水2周后,P_(n max)能恢复到CK的90%左右. T_1和T_2处理产量较CK分别下降18.5%和24.0%,T_3和T_4处理分别减产41.6%和45.8%.抽雄期持续干旱对玉米地上生物量及产量构成的影响大于拔节期干旱.干旱程度(D)能够定量表示土壤干旱状况,与玉米减产率存在线性定量关系,可通过计算D来预测玉米的减产情况.
西藏人工造林作业区土壤肥力评价

为了掌握西藏将要造林作业区的土壤肥力水平,对6个地市524个造林作业区的土壤样本进行了养分测定,采用改进的内梅罗综合指数法分析土壤肥力水平.结果表明: 西藏造林作业区土壤综合肥力指数为0.425~1.972,土壤综合肥力水平一般的作业区数量占64.9%,贫瘠的占34.9%,肥沃的占0.2%.各属性分肥力指数均值表现为: 碱解氮>pH>全氮>速效钾>有机质>有效磷>全磷>全钾,指数值为0.654 ~ 2.643,全氮、碱解氮的肥力水平主要为肥沃、很肥沃,速效钾、有机质、全磷的肥力水平主要为一般,有效磷、全钾的肥力水平主要为贫瘠,土壤酸碱度适宜.各地市造林作业区平均土壤综合肥力指数表现为: 林芝市>昌都市>山南市>拉萨市>日喀则市>阿里地区,其中,阿里地区、日喀则市、拉萨市造林作业区土壤综合肥力水平为贫瘠,昌都市、林芝市为一般,而山南市一般和贫瘠的数量相当.西藏造林作业区土壤综合肥力水平总体偏低,土壤综合肥力、土壤各属性肥力水平由西北部的阿里地区至东南部的林芝市逐渐趋好,具有明显的水平地带性规律.
关帝山寒温性云杉次生林样地树种组成、结构和空间分布

云杉次生林是关帝山的优势森林植被类型,也是华北亚高山地区寒温性常绿针叶林的代表类型.为更好地了解其物种组成、群落结构等基本特征及其潜在的生态学过程和机制,于2010年在关帝山庞泉沟国家自然保护区建立了4 hm~2的云杉次生林固定监测样地(GDS样地).本文以第一次本底调查数据为基础,分析了样地树种组成、结构和空间分布.结果表明:样地共有木本植物30种,隶属于11科22属.包括分枝的总个体数为26218(其中独立个体数为10266).植物区系组成属北温带成分; 不同树种个体数、平均胸径和胸高断面积差异较大,导致群落成层分明,各层优势种明显.乔木层第一亚层树种径级结构呈双峰偏正态分布,乔木层第二亚层树种径级呈近似正态分布,灌木层树种径级呈“L”型分布.乔木优势树种青!和华北落叶松的空间分布无论在个体数量还是聚集程度上均随径级变化而呈现不同的格局特征.相同径级的两树种,胸径(DBH)≥30 cm的华北落叶松在样地居多且聚集分布于样地中部,而DBH≥30 cm的青!则相对较少,没有表现出空间聚集性.DBH≤10 cm的华北落叶松个体很少且散生于样地,而DBH≤10 cm的青!大量聚集于样地中部.DBH≤10 cm的青!在样地偏西北区域也有大量分布,而DBH≤10 cm的红桦主要分布于样地偏东南区域.灰子、土庄绣线菊和四川忍冬等灌木树种也表现出一定的异质性空间分布特征.树种分布格局受生境条件影响,同时与自身发育规律、更新特征及生态习性等相关.
坡向和海拔对高寒草甸山体土壤水热和植物分布格局的定量分解

为明晰坡向和海拔对山体土壤水热和植物分布格局的影响,以青藏高原东北缘山体高寒草甸为研究对象,利用回归分析、典型相关分析(CCA)排序和方差分解等方法,对阶地与同一山体不同坡向和海拔的189个样方内土壤温湿度和植物分布进行分析和定量分解.结果表明: 阴坡物种丰富度最高,阶地最低.随海拔升高,阴坡和山脊物种丰富度先增加后降低,而阳坡物种丰富度呈线性增加.阳坡土壤温度最高,不同坡向0 ~ 20 cm土层土壤温度随海拔升高基本不变; 阴坡土壤湿度最高,不同坡向0~30 cm土层土壤湿度随海拔升高而增加.方差分解表明,在0~ 30 cm土层中,坡向和海拔共解释土壤温度变化的100%,土壤湿度变化的51.8%.坡向单独解释土壤温度变化的72.2%,贡献率最高; 海拔单独解释土壤湿度变化的51.8%,贡献率最高.大多数植物倾向分布于中等海拔的阴坡与山脊之间.阴坡以莎草科为主,阳坡以禾本科为主,山脊为过渡地带.莎草科、禾本科和豆科主要分布于低海拔区.坡向和海拔共解释了山地植物多度变化的28.6%,坡向单独解释19.9%,贡献率最高.在山地高寒草甸生态系统,综合考虑小尺度地形造成的土壤及植物分布格局差异的基础上,在进行生产与生态恢复的分区管理时,应优先考虑坡向造成的土壤和植物差异.
不同养分环境下邻株竞争对木荷和杉木生长、细根形态及分布的影响

以木荷和杉木为试验材料,模拟异质和同质两种森林土壤养分环境,设计单植、两株纯植和两株混植3种栽植方式,开展盆栽试验研究木荷与杉木混交造林增产及木荷生长竞争优势形成的原因.结果表明: 与同质养分环境相比,异质养分环境中木荷与杉木混植时两树种均具有较高的苗高和干物质积累量,且木荷竞争优势明显,这与其根系可塑性强有关.混植的木荷各径级细根大量增生,其根系总长度、表面积和体积比杉木高80%~ 180%.木荷细根在垂直方向上采用了补偿性的生长策略,即除占据富养表层外,还在低养分斑块中大量增殖以获得更大的竞争优势.木荷与杉木的细根在土壤中的拓殖深度不同,生态位分化,缓解了两树种根系对养分的强烈竞争,提高了混植产量.纯植的木荷由于根系自我识别作用,抑制了根系的生长,使得纯植产量较低.细根在空间上错开和均匀分布可能是木荷纯林结构稳定的原因之一.建议在生产中采用块状整地和表层施肥等措施,改善土壤养分分布状况,营建混交林促进木荷和杉木生长,而对已营造的木荷人工纯林,可以及时调控林分密度促进林木生长.
香果树实生苗的光合特性及其与环境因子的关系

为确定香果树实生苗的适生环境并为其自然更新提出有针对性策略,研究了不同生境(冠下、冠缘、林窗和林缘)中2年生香果树实生苗的净光合速率、水分利用效率、叶绿素含量、苗高、基径、生物量等的变化及其与生态因子之间的关系.结果表明: 4种生境中的光合有效辐射最大值为50~1380 μmol·m~(-2)·s~(-1),冠下和冠缘中香果树实生苗的净光合速率日变化呈单峰型,而林窗和林缘实生苗的净光合速率日变化呈双峰型; 香果树实生苗为耐阴植物,但耐阴能力较弱,其功能叶的光饱和点、补偿点和暗呼吸在4种生境中大小顺序为: 林缘>林窗>冠缘>冠下,表观量子效率的变化规律与之相反; 林窗和冠缘2种生境中香果树实生苗的适应能力较强,叶片的蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率和净光合速率较高; 林窗中香果树实生苗叶片的叶绿素含量较低,但实生苗的生长速度最快,生物量最大; 香果树实生苗的净光合速率与光合有效辐射和气孔导度呈显著正相关.对于冠下生境,需降低林冠层密度,增加透光率,以利于香果树实生苗的光合作用; 对于林缘生境,则需要增加植被盖度,降低光照强度,以利于其快速生长.
6种含笑属植物抗寒性分析与综合评价

以6种含笑属植物为试材,进行田间冻害调查,拟合Logistic方程计算其低温半致死温度,采用石蜡切片技术,测定9项叶片解剖结构指标,运用隶属函数法对各树种的抗寒性进行综合分析与评价.结果表明: 6种含笑属植物叶片的相对电导率与0 ~ 25 ℃低温处理3 h的半致死温度之间呈显著正相关.6种含笑属植物低温半致死温度在-20.48 ~ -8.67 ℃,高低顺序为深山含笑>红花深山含笑>峨眉含笑>杂交11-8>阔瓣含笑>六瓣含笑; 叶片表皮细胞1 ~ 2层,垂周壁略呈波浪状,栅栏组织细胞1 ~ 3层,9项叶片解剖结构指标差异显著,栅栏组织厚度、栅海比和主脉厚度是影响抗寒性的主要叶片解剖结构指标.电导法和隶属函数法对6种含笑属植物的抗寒性评价结果与田间调查结果基本一致.6种含笑属植物抗寒性强弱顺序为: 六瓣含笑>阔瓣含笑>杂交11-8>峨眉含笑>红花深山含笑>深山含笑.
原发性肝癌320排容积CT全肿瘤灌注参数值与微血管密度及其与病理分级的相关性研究

目的探讨原发性肝癌320排容积CT全肿瘤灌注参数值与微血管密度(MVD)值的关系,并分析不同分化程度肝癌与MVD值的相关性。方法前瞻性搜集47例行320排容积CT灌注成像的原发性肝癌患者,采用全肿瘤测量法计算瘤体的肝动脉灌注量(HAP)、门静脉灌注量(PVP)及肝动脉灌注指数(HAPI)。根据Edmondson-Steiner分级法行病理分级。不同分化程度原发性肝癌各灌注参数值相比采用单因素方差分析或非参数检验分析。采用Spearman等级相关的分析方法对不同分化程度原发性肝癌的各灌注参数值、肿瘤MVD以及病理分级间的相关性进行分析。结果47例患者中,高分化肝癌13例,中分化肝癌24例,低分化肝癌10例。MVD值分别为49.59个/mm~2、64.26个/mm~2、85.27个/mm~2。不同分化程度的原发性肝癌全肿瘤灌注参数值存在差异,高分化肝癌的HAP和HAPI最低,PVP最高,低分化肝癌的HAP和HAPI最高,PVP最低,中分化肝癌介于两者之间。不同分化程度原发性肝癌与肿瘤的MVD值呈正相关关系(r = 0.815,P < 0.05)。低MVD计数组原发性肝癌的HAP、 HAPI均低于高MVD计数组,差异有统计学意义(P = 0.000)。低MVD计数组原发性肝癌的PVP大于高MVD计数组,差异有统计学意义(P = 0.000)。结论全肿瘤灌注参数值能够定量反映不同分化程度原发性肝癌的血流动力学特点及肿瘤新生血管状况,可作为活体无创性评估肿瘤恶性程度及肿瘤血管生成的测量方法。原发性肝癌的分化程度与肿瘤MVD间存在一定的相关性,提示MVD与原发性肝癌的恶性程度有关,可在全肿瘤灌注参数值的变化中得到反映。
水分与氮素及其互作对水稻产量和水肥利用效率的影响研究进展

了解水分、氮素及其互作对水稻产量与水、氮利用效率的影响,对协同提高水稻产量与水氮利用效率有重要意义。本文概述了水稻节水灌溉技术、氮肥利用效率与氮肥施用技术、水分与氮素对水稻产量及水氮利用效率的耦合效应、作物-土壤关系及水氮调控机制等方面取得的进展;讨论了存在的问题,这些问题包括:高产水稻作物与土壤的水氮互作效应尚不明确;高产水稻水氮耦合与高效利用的分子机理不清楚;协同提高水稻产量与水氮利用效率的调控途径尚未掌握。针对这些问题,建议今后重点研究:高产水稻作物与土壤的水氮互作效应及其机制;水氮互作调控水稻吸收利用水分和氮素的生理与分子机理;协同提高水稻产量和水氮利用效率的调控途径与关键技术。
丹参注射液联合尼莫地平缓释片治疗高血压出血性脑卒中的临床研究

目的观察丹参注射液联合尼莫地平缓释片治疗高血压出血性脑卒中的临床疗效及安全性。方法将106例新发高血压出血性脑卒中患者分为对照组64例和试验组42例。对照组予以吸氧、吸痰、控制脑水肿、维持电解质平衡、营养脑细胞等常规治疗; 试验组在对照组治疗的基础上,予以丹参注射液10 mg·d~(-1),静脉滴注速度< 1 mg·h~(-1)+ 尼莫地平缓释片每次20 mg, tid,口服。 2组患者均治疗14 d。比较2组患者的临床疗效、血肿吸收情况,以及药物不良反应的发生情况。结果治疗后,试验组和对照组的总有效率分别为95.24%(40 /42例)和85.94%(55 /64例),差异有统计学意义(P < 0.05)。治疗后第14, 28天,试验组的平均血肿体积分别为(8.26 ± 4.39),(6.76 ± 3.16)mL,对照组的平均血肿体积分别为(12.41 ± 5.02),(9.33 ± 4.78)mL,差异均有统计学意义(均P <0.05)。试验组的药物不良反应主要有头痛、胃肠道反应、低血压、血小板减少、皮肤刺痛,对照组的药物不良反应主要有头痛、胃肠道反应。试验组和对照组的药物不良反应发生率分别为19.04%(8/42例)和7.81%(5/64例),差异无统计学意义(P >0.05)。结论丹参注射液联合尼莫地平缓释片治疗高血压出血性脑卒中的临床疗效肯定,能显著地促进血肿的吸收,且不增加药物不良反应的发生率。
增氧模式对水稻光合特性及产量的影响

【目的】研究不同增氧模式对水稻光合特性和物质生产的影响,并探讨适宜不同生态型水稻品种生长以及提高其产量的增氧模式,进一步明确稻田根部增氧对水稻生长的作用,为水稻好氧栽培提供参考和理论依据。 【方法】以中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)3种不同生态型水稻品种为材料,设置增施过氧化钙(T_1)、微纳气泡水灌溉(T_2)和表土湿润灌溉(T_3)等不同增氧模式以及淹水对照(CK),分别测定水稻叶片光合特性、干物质积累量和产量等指标。【结果】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉处理增加了3个水稻品种主要生育期的叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和干物质量,水稻有效穗数和结实率显著高于对照;表土湿润灌溉处理下,3个品种的叶片SPAD值、叶面积指数、光合参数和干物质量下降,结实率显著低于对照,但提高了叶片水分利用率。完熟期,增施过氧化钙处理下,中浙优1号、IR45765-3B和中旱221稻谷产量分别较对照增加了22.38%、18.27%和18.17%;微纳气泡水灌溉处理下,3个品种稻谷产量分别较对照增加了13.89%、 10.67%和8.85%;表土湿润灌溉处理下,产量分别比对照减少5.86%、8.19%和6.16%。【结论】增施过氧化钙和微纳气泡水灌溉有助于提高水稻叶片叶绿素含量、叶面积指数和光合作用能力,并显著增加水稻干物质积累和产量;而表土湿润灌溉处理下,水稻水分供应不足,叶片光合作用及产量均有所下降。
不同秧龄下机插方式与密度对杂交稻光合生产及产量的影响

【目的】探究不同秧龄下机插方式与密度对杂交稻光合生产及产量的影响,为水稻机插秧配套技术的应用提供理论和实践依据,【方法】以超级杂交稻F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,在25 d和40 d秧龄下,设置“钵苗机插+高密度(M_1D_1)”、“钵苗机插+中密度(M_1D_2)”、“钵苗机插+低密度(M_1D_3)”、“毯苗机插+高密度(M_2D_4)”、“毯苗机插+中密度(M_2D_5)”、“毯苗机插+低密度(M_2D_6)”6种机插方式与密度的处理开展试验。 【结果】秧龄与插秧方式和密度对水稻主要生育期光合生产及最终产量均存在显著的调控作用,且互作效应显著。同一机插方式及密度处理下,机插25 d秧龄水稻的秧苗素质、群体茎蘖数、叶面积指数(LAI)、单茎叶片和茎鞘表观转运量及转运率、单茎和群体干物质量、阶段干物质积累量、群体生长率、光合势、抽穗后净同化率以及产量均明显优于40 d秧龄处理。同一秧龄和机插方式下,水稻群体茎蘖数、各时期LAI和衰减率、群体干物质量、光合势以及抽穗前干物质积累量、群体生长率、净同化率均表现出随密度的增加而增加的趋势;而抽穗后物质积累量、群体生长率、净同化率在25 d秧龄下钵苗机插均表现为随着密度的增加呈现先增加后降低的趋势,以M_1D_2处理最优,而毯苗机插则表现为随着密度的降低而降低的趋势,且钵苗机插各指标较毯苗优势明显。25 d秧龄下,钵苗机插行距33 cm、配套株距14.5~15.5 cm,因群体总颖花数、结实率的优势,产量显著高于其余处理,其中又以行距33 cm、株距15.5 cm最能充分发挥其杂交籼稻株型的优势,提高光合物质生产,产量最高可达到12.74 t/hm~2,是本研究最佳组合;而毯苗机插随秧龄增大以及栽插密度的降低,群体质量指标恶化,有效穗数不同程度降低,产量并不高。
水稻无花粉型核雄性不育突变体whf41的鉴定与基因定位

【目的】水稻花药角质层和蜡质层是花粉囊发育重要的结构支撑和安全屏障。对花粉囊发育相关基因进行表型分析和遗传定位,为进一步克隆相关基因和分子机制研究提供基因资源和理论基础。【方法】从籼稻中恢8015辐射诱变(~(60)Co-γ)突变体库中分离鉴定出了一个无花粉型雄性不育突变体whf41。对野生型和突变体不同发育时期的花药进行半薄切片观察;并对其成熟期的花药进行扫描电镜观察。将突变体分别与中恢8015和02428杂交,构建BC_1F_1、F_1株系和BC_1F_2、F_2群体,对该表型进行遗传分析,采用图位克隆的方法精细定位目的基因。 【结果】表型分析结果显示,whf41突变体的花药瘦小且呈透明乳白色,花药中不包含花粉粒细胞;半薄切片结果显示,突变体的小孢子无法形成正常的花粉外壁,绒毡层细胞异常膨大而不进行程序性死亡,最终膨胀的绒毡层和花粉细胞碎片逐渐融合并充满药室;扫描电镜结果进一步发现突变体花药内外壁均呈平滑状而缺乏脂类物质,花粉细胞逐渐破碎并降解。遗传分析表明,whf41突变体的无花粉型雄性不育性状受一对隐性核基因控制,我们将该基因精细定位于第3染色体短臂XD-5和XD-11两个标记之间,物理距离45.6 kb,其中包含9个开放阅读框。序列分析显示该区间内细胞色素P450基因LOC_Os03g07250的第4个外显子处存在1个单碱基替换和3个碱基的缺失,导致其翻译序列发生一个氨基酸的替换(天冬氨酸→甲硫氨酸)和一个氨基酸(缬氨酸)的缺失,致使其功能改变进而出现该表型。qRT-PCR检测结果表明,whf41突变体中CYP704B2和一系列花药脂质合成与转运相关基因的表达水平均发生了显著下调。【结论】根据本研究结果可推断,OsWHF41是CYP704B2的新等位基因,相关结果进一步明确CYP704B2在水稻花药脂质合成与花粉壁形成过程中的重要作用。
微型复杂曲面重构方法研究

微型复杂曲面广泛存在于生物体特征的医疗产品中,是逆向重构和三维检测的难点。以定制耳内式助听器复杂曲面重构为例,对参数转化中模型信息的完整化进行研究。通过红外激光扫描仪采集机壳点云数据,并进行预处理,采用精确曲面法生成高精度及光顺的机壳曲面并将其实体化。将助听器点云数据和重构曲面进行比对,得到重构模型的精度为0.05 mm。利用SLA技术打印生成高精度助听器样机,并与原助听器点云数据进行比对,试验得到曲面的重构精度为0.065 mm,结果显示:该曲面重构的方法准确、有效,可为微型复杂曲面重构提供有效支撑。
双质体双激振器振动系统同步理论与仿真分析

针对单质体振动系统占地面积大和运动轨迹单一的缺点,提出了一种双质体双激振器自同步振动系统。首先,依据Lagrange方程推导出了双质体振动系统的运动微分方程,并求出了其稳态解。然后,由完整非保守系统的Hamilton原理推导出了系统的同步性条件。根据Hamilton作用量具有极值、多元函数系统的稳定性判别及函数的极值理论得出了系统自同步运动的稳定性条件;代入系统相关参数进行数值分析,得出了中间弹簧刚度和电机安装位置对系统同步性及同步相位差角的影响。研究结果表明:系统在一定参数条件下可以实现相位差角波动范围为[-3π/2,-π/2]和[-π/2,π/2]的两种稳定的自同步运动;相对中间弹簧刚度,电机安装位置对同步相位差角的影响更大。最后,对比机电耦合仿真结果和理论研究结果验证理论分析的正确性。
镜质体、海相镜质体和镜质体反射率及其研究实例

镜质体是一种由高等植物木质素经过生物化学降解作用和凝胶化作用形成的胶状体, 在煤和炭质泥页岩中含量高, 仅出现在志留纪及其以后的地层中。此外, 还有一种海相镜质体, 主要由海洋低等生物(藻类、菌类及某些海洋低等动物)经腐殖化作用而形成, 主要存在于早古生代及晚古生代页岩和碳酸盐岩地层中。研究表明, 海相镜质体反射率(R~o_m)可作为成熟度指标加以应用。海相镜质体成熟作用轨迹不同于镜质体, 二者存在一定的相关关系, 使用时需把海相镜质体反射率换算为镜质体反射率(R_o)。镜质体反射率是一个寻找隐伏岩体的好方法, 作者采用镜质体反射率方法对铜陵地区开展了研究, 初步结果表明, 铜陵地区全部数值均超过地热增温率理论曲线, 说明铜陵地区深部可能有较大的隐伏岩体, 深度大约在4~5 km左右。此外, 在ZK113号钻孔深度200~260 m处R_o很高(>2%~3%), 可能预示钻孔旁侧有规模较小的隐伏侵入体, 推测距钻孔距离不超过100 m, 但具体方位不详。上述研究表明采用镜质体反射率方法寻找隐伏岩体是可行的, 它的最大优点是解释的唯一性, Ro数值仅与温度有关, 不受其他因素的干扰。
塔里木北缘新元古代早期构造演化的锆石U-Pb年代学和地球化学约束

塔里木盆地被沙漠区覆盖, 基底岩心样品对前寒武纪构造演化的研究具有重要意义。在前人研究基础上, 结合盆地内钻井、地震资料, 通过基底岩心样品的锆石U-Pb年代学和地球化学分析, 为塔里木盆地北缘新元古代构造演化格架提供约束。LA-ICP-MS法给出片麻岩基底样品的加权平均年龄为822±7 Ma(置信度95%, MSWD=2.4), SHRIMP法在上覆震旦系砂岩中获得~2.5 Ga和2.1~1.8 Ga的两组锆石年龄。岩相学和元素地球化学特征显示二云斜长片麻岩样品的原岩为花岗闪长岩类, 与相邻钻井揭示的青白口系基性岩墙都属于钙碱性-高钾钙碱性岩浆系列, 具有相似的REE配分型式, 以强烈亏损Nb、Ta、P等HFSE为特征。构造环境判别图解和Sr-Nd同位素比值显示塔里木盆地北缘新元古代早期的岩浆活动可能形成于陆缘弧的构造环境。
徐家围子断陷营城组火山岩裂缝与天然气成藏

徐家围子断陷营城组火山岩储层虽然发育大量气孔和原生裂缝, 但是其连通性差, 构造裂缝的发育程度决定了储层的优劣和成藏概率。为了阐明裂缝与天然气成藏之间的关系, 首先, 利用岩心、成像测井以及实验分析等资料对徐家围子断陷营城组火山岩储层裂缝的成因类型与特征、控制因素、分布规律及形成期次进行了研究, 然后结合研究区烃源岩演化、气源断裂活动期次以及盖层封闭能力演化, 讨论了构造裂缝与天然气成藏的关系。研究结果显示, 徐家围子断陷营城组火山岩发育原生裂缝和次生裂缝, 以次生构造裂缝为主。在平面上构造裂缝受断裂、岩性和岩相控制, 在纵向上受不整合面控制, 具有旋回性分布的特点。构造裂缝主要分三期形成, 其中第二期形成时期(泉头组沉积末期–青山口组沉积时期)与烃源岩生烃高峰期相吻合, 并且气源断裂处于活动期, 盖层也具有很好的封气能力, 为研究区主要成藏期。
可视大模型加筋土直剪数采仪的研发与应用

研制了一台适用于多种工况下的大尺寸可视直剪试验仪器,可开展不同土工合成材料与土体作用的直剪试验。该仪器改进了加载方式与反力系统,实现了直剪试验正面可视及自动化采集试验数据,并可测量土工物在土中的应变,为探索筋土界面特性与筋土受力机制以及筋土位移分析提供了新的可能。使用新研制的试验装置开展了以砾类粗粒土为填料的土工格栅直剪试验,试验结果表明:加筋土较素土的界面内聚力增加,内摩擦角降低;格栅应变总体随着剪切位移的增加而增大,格栅横肋与土体的嵌阻力快速增大造成格栅应变增长较快,但直剪作用使格栅产生的最大应变值远小于格栅的屈服应变值。素粗粒土直剪界面厚度小于格栅加筋土的界面厚度,在筋土直剪界面处粗粒土主要以平移运动为主,同时部分中小颗粒存在平转位移模式。
富水砂层斜井冻结壁力学特性及温度场研究

研究富水砂层斜井冻结壁力学特性及温度场分布规律,可为解决斜井冻结法凿井穿越富水砂层技术难点提供可靠依据。以陕北某斜井冻结法凿井工程为研究背景,通过室内物理力学试验、现场实测及有限元数值模拟相结合的方法,研究了冻结状态下砂土的热物理及力学特性,分析了斜井冻结法凿井期间冻结壁受力机制,深入分析斜井冻融过程中冻结压力变化规律及原因,对测温孔与冻结壁径向温度实测与数值模拟结果进行了对比分析。研究结果表明,随着温度降低,冻结砂土导热系数呈现出先增大后减小的趋势,且冻结温度对冻结砂土的内摩擦角影响较大;冻结温度、井筒埋深和地下水对冻结压力的影响较大;混凝土水化热对冻结壁的影响范围约为460~475 mm。研究结果可为富水砂层地区斜井冻结法凿井的优化设计和安全稳定性研究提供依据。
铁路有砟道床振动和变形的离散元模拟与试验验证

运用三维激光扫描仪获取碎石道砟颗粒的几何形态,构建了不规则形状的簇颗粒模型,在此基础上建立了有砟道床三维离散元模型,用于道床细宏观力学行为的离散元模拟分析。同时,为了验证离散元模拟结果的可靠性,开展了高速铁路有砟轨道1:1实尺模型试验,获得了静态加、卸载和循环简谐荷载作用下道床的变形以及不同深度处道砟的振动响应。对比分析表明,离散元模拟和试验获得的道砟振动加速度幅值接近,随深度的衰减规律一致;等效静态加、卸载条件下道砟的垂向变形以及循环荷载作用下道砟的累积变形均能够与试验结果吻合,说明建立的三维道床离散元模型是合理的,能够较为准确地模拟有砟道床的振动响应和累积变形行为,可用于高速铁路有砟道床的细、宏观劣化机制研究。
考虑变井阻和涂抹效应的真空预压三维有限元分析

真空预压工程中塑料排水板等竖井通水量随地基深度和固结时间而变化,即变井阻效应已经证明是实际存在的。另一方面,在真空预压工程三维有限元分析中,由于竖井和涂抹区在有限元模型中的划分使得三维有限元模拟较为困难。为真实模拟真空预压工程实际情况,在有限元分析中引入变井阻数学模型,并给出变井阻无量纲参数A_1、a_2。另外,为降低三维有限元建模难度,选用合适的网格单元简化竖井区,并用等效方法简化涂抹区,实现了考虑涂抹、变井阻效应的三维有限元分析。以天津港某围海造陆工程为例,建立三维有限元模型进行分析计算,对比分析计算值与实测数据,验证了程序的合理性,为以后软基加固工程三维有限元模拟提供了一种有效方法。