mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于单端暂态电压的含限流电抗器直流配电网保护方法

直流配电网故障特性复杂,故障的可靠识别和快速切除是保护面临的主要难点之一。针对含限流电抗器的多端柔性直流配电网,文中利用限流电抗器的故障暂态电压特性,提出一种单端暂态电压的直流线路保护方法。根据限流电抗器故障暂态初始电压的差异识别区内外故障,利用正、负极限流电抗器故障电压构成的电压比值系数区分故障类型,并据此提出故障识别判据和故障选极判据。在Simulink中建立多端柔性直流配电网仿真模型,结果表明所提保护方法可在0.5 ms内快速判别故障位置和故障类型,仅利用单端数据即可实现全线速动,具有良好的区内外故障识别区分能力,且无须考虑通信和双端数据同步问题,具有良好的抗过渡电阻和抗噪声干扰能力。
兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法

可靠性和经济性是孤岛型光储微电网容量配置的2个重要参照,但不能同时最优。为协调二者矛盾,提出了一种兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法。该方法针对概率类、频率及持续时间类指标,从容量及功率角度进行了可靠性评估与经济性分析,对比研究了不同负荷点接入光储微电网的配置方案。结果表明:一定储能配置方案下,光伏容量的增加可优化概率类指标,但频率及持续时间类指标变化并非单调;合理的储能配置能进一步优化概率类指标,降低或平抑系统平均停电次数指标对微电网的冲击;在负荷水平较低处安装微电网可实现可靠性与总成本的最优折中。
含智能软开关的配电网重要负荷恢复方法

针对含多个智能软开关(SOP)的有源配电网大面积停电场景下的重要负荷恢复问题,文中提出了两步式负荷恢复方法。首先,求解混合整数二阶锥规划(MISOCP)确定各时段最优恢复策略。然后,根据第2步所提出的恢复操作规则确定相邻时段间运行状态转化的开关操作次序和SOP的控制模式。其中,MISOCP以最大化加权负荷供电时间为目标,考虑了配电网、SOP与电源的运行约束等。恢复操作规则以尽可能快速优先恢复重要负荷供电为目标,根据第1步最优恢复策略与SOP在系统中的作用进行开关操作和SOP控制模式切换。算例测试采用改进的手拉手配电网进行对比验证,结果验证了所提两步式负荷恢复方法的有效性和优越性。
考虑环间接入模式及可靠性影响的有源配电网软开关规划

针对当前软开关(SOP)规划方法未涉及馈线环间的接入模式以及配电网可靠性影响等问题,提出了一种考虑故障损失成本的SOP在馈线环内与环间的位置选择及容量配置方法。首先,分析SOP两种接入模式对配电网运行的效益,并针对环内接入提出了混合式SOP及将SOP与联络开关联动控制的方案。其次,构建了计及配电网正常、故障运行效益的双层规划框架与模型,规划层以系统年综合成本最小为目标,正常运行层考虑SOP的三相潮流调节作用优化网络状态,故障运行层基于序贯蒙特卡洛模拟可靠性评估方法计算故障成本。再次,面对该模型的离散、连续变量混合整数规划的非线性特性,提出了基于改进粒子群优化和锥规划的求解方法。最后,通过算例验证了所提方法的有效性。
柔性互联配电系统连锁故障风险评估

为分析柔性多状态开关(FMS)保护隐性故障引起的柔性互联配电系统连锁故障风险,首先介绍其物理结构,随后分析稳态特性、交流馈线故障时的暂态特性,以及FMS的控制保护策略。然后,提出了引起保护误动的不确定因素并对其进行建模,并在此基础上分析了连锁故障形成的机理,建立柔性互联配电网连锁故障风险指标,并提出了基于蒙特卡洛法的概率指标和基于最优切负荷故障后果的计算方法。最后,以改进IEEE 33节点系统为算例,评估了系统连锁故障风险,并分析了故障位置和分布式电源渗透率因素对风险的影响。
基于电压和功率数据的低压用户相别识别优化建模与应用

低压用户相别识别是低压配电网计量拓扑识别的内容之一。首先,描述原问题并对已有研究进行回顾,阐述文中研究特点;按照线路分叉点数量将用户降维到虚拟用户空间;再对虚拟用户空间电压波形采用t分布的随机近邻嵌入(t-SNE)算法,形成进一步降维的特征空间;对于特征空间的电压波形以及聚合功率,提出同时考虑功率平衡和电压时序波形分类的多目标优化模型,使用仅考虑功率平衡的优化问题的解作为初始解。选择2个具有典型特征的城镇居民台区作为试点,发现常见的5类聚类方法均只有1个台区识别成功,且表现差异很大,而所提方法在2个案例中均取得成功,表明其具有一定的稳定性和通用性。
基于改进灵敏度分析的有源配电网智能软开关优化配置

随着大量间歇性分布式电源(DG)不断渗透到配电网中,电压越限和双向潮流等问题变得越发严重。智能软开关(SOP)是一种柔性电力电子装置,安装在配电网中用来替代传统联络开关,可以实现快速电压调节和准确潮流控制,从而有效解决DG所带来的相应问题。然而,SOP的投资成本较高,使得SOP选址定容问题显得尤为关键。文中提出一种基于改进灵敏度分析的有源配电网SOP优化配置方法。首先,结合DG出力的时序变化特性,从改善电压分布的角度采用改进灵敏度分析方法优化SOP选址;其次,采用二阶锥规划算法求解在改进灵敏度计算下的SOP选址定容优化模型;最后,在改进的IEEE 33节点配电系统上,对文中提出的优化方法进行分析与验证。算例结果表明,采用文中提出的方法对SOP进行优化配置可有效节省配电网年度综合运行成本和改善系统电压,有利于提高有源配电网运行的经济性和可靠性。
基于电力电子变压器的中压直流互联配电网协调控制方法

多端口电力电子变压器(PET)作为柔性互联配电网关键装备,其端口解耦控制与区域协调控制是保证跨区域互联系统安全稳定运行的关键技术之一。文中以基于隔离型模块化多电平变换器(I-M2C)的多端口PET作为关键装备提出一种依靠中压直流(MVDC)馈线互联的柔性配电网架构。首先,分析基于MVDC馈线跨区域互联配电网方案的技术特点,建立基于双调制自由度的I-M2C型PET端口数学模型。然后,根据端口数学模型及不同稳态运行模式需求提出各端口基于双调制自由度的解耦控制方法。同时,介绍了跨区域互联模式下区域间主从控制策略,总结了柔性配电网在各工况下的运行模式。最后,通过MATLAB/Simulink搭建了10 kV仿真系统模型,验证了MVDC互联的柔性配电网协调控制策略的有效性与可行性。
柔性互联智能配电网关键技术研究进展与展望

通过以智能软开关、能量路由器和智能功率/信息交换基站为代表的电力电子设备实现配电网的柔性互联,更好地适应多元源-储-荷设备的接入,将是未来智能配电网的演进趋势。从柔性互联智能配电网的概念阐述入手,详细介绍其核心柔性互联设备的拓扑结构及工作原理,分析柔性互联智能配电网规划设计、运行控制和故障自愈等关键技术的研究现状与难点,并对未来需要重点研究的技术领域和工程应用前景进行了讨论与展望。
基于柔性多状态开关的混合配电网能量管理策略与控制方法

基于柔性多状态开关(SOP)的交直流混合配电网能量管理控制方法是保证其高效、可靠、灵活和可控性的关键技术挑战。为了减少SOP非必要交换功率,并最大限度地利用可再生能源,提出了一种新的能量管理策略。该策略优先考虑可再生能源输出功率的使用,并辅以交直流子网储能的相互支持。交直流混合配电网并网运行划分为20种运行模式。基于能量管理目标生成了不同运行模式下交直流子网储能单元参考指令。针对传统交直流母线并联变换器的下垂控制电压压降和环流问题,提出了交流母线电压压降补偿方法和环流抑制方法。最后,通过仿真软件建立了基于SOP互联的交直流混合配电网仿真平台,仿真结果验证了该平台的可行性和有效性。
高比例新能源下考虑需求侧响应和智能软开关的配电网重构

提出了高比例新能源接入下考虑需求侧响应(DR)和智能软开关(SOP)的配电网重构策略。首先,构建了配电网重构下的DR和SOP模型;然后,综合考虑网损费用、弃风费用、弃光费用和开关费用,以社会利益最大化为优化目标,构建高比例新能源接入下多时段配电网重构模型;接着,通过大M法和二阶锥松弛将配电网重构模型转化为混合整数二阶锥规划问题,并采用YALMIP和CPLEX对转化后的模型进行求解;最后,采用改进的IEEE 33节点配电系统进行了算例仿真,并进行了灵敏度分析和不同配电网重构策略的对比分析,验证了模型的有效性。算例分析结果表明,采用所提考虑DR和SOP的配电网重构策略,可以有效提高配电系统的新能源消纳能力,平抑负荷峰谷差,提升配电网运行的经济性。
交直流配电网柔性多状态开关电压自适应控制策略

交直流配电网中受端弱交流配电网电压调节能力较弱,需要直流配电网提供功率支撑,而直流配电网受到自身和交流配电网的双重影响,导致直流电压偏差较大且低惯性特征更加明显。对此,文中引入柔性多状态开关(SNOP),并提出一种交直流电压自适应控制策略。首先,分析交流电网电压扰动对直流电压动态响应和惯性调节过程的影响机理,通过设计电压前馈控制方法有效抑制了扰动作用。其次,针对弱交流配电网调节能力不足的问题,设计自适应功率补偿控制方法,使得SNOP能够根据工作点处电压变化量自适应地补偿功率缺额,同时分析了该功率需求对于直流电压偏差的影响;在此基础上针对直流系统,综合考虑直流电压偏差与电压变化率设计了改进的自适应虚拟惯性控制方法,并分析主要控制参数变化对直流系统稳定性的影响,提升了直流系统惯性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建交直流混合配电网仿真模型,验证了控制策略的有效性。
基于智能软开关的柔性互联交直流配电系统分布式优化

围绕柔性互联交直流配电系统的优化调度问题展开研究。通过在配电网分区边界引入智能软开关(SOP)与直流充电装置相结合的柔性互联装置,建立了计及多种分布式资源的改进柔性互联配电系统多区域、多目标分布式优化模型。通过边界及SOP解耦模型的建立,将系统优化划分为微网子区域优化、配电网子区域优化、微网与配电网分区边界处以及柔性互联装置处优化等若干子问题。考虑对各区域隐私的保护,提出了各区域内、分区边界及SOP参与分布式优化的调度方案,设计了交替方向乘子法自适应步长调整机制,提高了计算效率。最后,通过仿真验证了算法的有效性、扩展性以及柔性互联模型的经济性。
考虑需求差异的户用蓄热式电采暖优化运行策略

蓄热式电采暖是农村和远郊分散居民清洁取暖的主要方式之一,其“先用电,后放热”的运行特征为统筹规划各时段的蓄热放热过程增加了难度。为改善用户采暖体验,促进蓄热式电采暖的推广,提出了一种户用蓄热式电采暖优化运行策略。采用等效热参数思想,构造了蓄热式电采暖的热动态模型;以温度效用值和负荷转移率分别作为用户采暖舒适性和经济性的评价指标,建立了求解采暖设备输入功率的优化模型,并引入需求偏好因子,方便用户在经济性和舒适性之间进行灵活调节;采用滚动优化方式和参数修正算法降低温度预报偏差和建筑性能参数变化带来的影响。仿真算例表明,所提优化运行策略能兼顾用户采暖舒适性和经济性,适用于不同需求偏好。
基于高斯混合模型聚类的风电场短期功率预测方法

对任意来流条件下的风电场发电功率进行准确预测,是提高电网对风电接纳能力的有效措施。针对大型风电场的功率预测采用单点位风速外推预测代表性差的局限,提出基于高斯混合模型(GMM)聚类的风电场短期功率预测方法。方法结合数据分布特征,利用GMM聚类将大型风电场划分为若干机组群,借助贝叶斯信息准则指标评价,获得风电场内最优机组分组方案。实际算例验证表明,按照小时级、月度级、年度级等时间尺度进行统计,所建立的GMM聚类模型均极大地提高了未分组的风电功率预测模型的准确性。相较于应用广泛的k-means聚类、层次凝聚聚类等方法,GMM聚类方法在分组功率预测中表现出了显著优势,为大型风电场短期功率预测模型的优化及运行经济性的提升提供了技术支持与依据。
融合JMIM和NGBoost的电力系统暂态稳定评估方法

为实现电力系统暂态稳定在线快速评估和可信度评价,提出了一种融合联合互信息最大化(JMIM)和自然梯度提升(NGBoost)的暂态稳定评估方法。基于JMIM,采用联合互信息和“最大最小值”原则挖掘海量输入数据的相关性,从而筛选出电网关键运行特征,避免维度爆炸问题。为实现高可信度的暂态稳定评估,构建NGBoost驱动的暂态稳定评估模型,可以以函数形式对模型的条件概率分布参数进行预测,进而实现概率预测,并量化可信度。结合自适应可信度阈值修正方法,实现对系统受扰状态暂态稳定的时序评估。利用新英格兰10机39节点系统和中国某省级电网数据进行了算例测试。与其他机器学习方法相比,所提方法在噪声干扰下具有更好的鲁棒性,可更准确识别不稳定运行状态。
基于特征选择与增量学习的非侵入式电动自行车充电辨识方法

为实现从电网侧监测电动自行车违规停放充电行为,减少电动自行车充电火灾事故,在非侵入式负荷识别的基础上,提出一种基于特征选择与增量学习的电动自行车充电辨识方法。首先,根据电动自行车充电实测电流波形,分析负荷特性并列举15种负荷特征。通过半监督Fisher计分与最大信息系数量度特征辨别度与冗余度,采用贪心搜索算法对特征重要性排序并结合排序与辨识结果选择辨识准确性最高的特征子集。然后,基于一类支持向量机增量学习方法,实现电动自行车负荷辨识与分类器在线学习。最后,通过实测数据进行试验,结果表明文中方法可以对电动自行车充电行为准确辨识,验证了算法的有效性。
含智能软开关的主动配电网分布式光伏准入容量鲁棒优化

考虑分布式光伏和负荷功率的不确定性,建立了二阶段鲁棒优化模型,用于评估主动配电网(ADN)的分布式光伏的最大准入容量。若干主动管理(AM)措施被应用于ADN中,包括带储能的多端智能软开关(E-SOP)调节、有载调压变压器(OLTC)调节、无功补偿、分布式光伏无功调节和网络重构。基于凸松弛技术,原问题可以分解为主问题和子问题。主问题优化典型日AM措施模拟运行策略,以计算待选节点上分布式光伏最大准入容量;子问题寻找不确定性的最恶劣场景。针对凸松弛引入的间隙,提出了一种将渐紧线切割算法和列与约束生成算法相结合的求解策略,以获得间隙足够小的原问题最优解。在改进的IEEE 33节点ADN上验证了模型和算法的有效性,分析了不确定性和AM措施对ADN中分布式光伏最大准入容量的影响。
计及有序充电的配电变压器扩展规划建模

针对集群电动汽车接入引起的配电容量不足及投资经济性问题,首先对纯住宅区和商住两用场景下的典型配电变压器基础负荷曲线进行聚类分析,根据负荷特性对电动汽车充电负荷进行细化建模,并考虑负荷的发展趋势,建立起配电变压器综合负荷的自然增长模型。在此基础上,根据有序充电和新建配电变压器2种手段的互补优势,提出了计及有序充电的配电变压器扩展规划方法,以投资方案全寿命周期成本最小为目标,建立长时间尺度下的组合决策优化模型,确定有序充电和新建配电变压器的最佳组合形式。以某新建居民小区为例,建立该小区配电变压器的负荷自然增长模型,并采用所提组合决策优化模型,确定小区最佳的有序充电控制应用时间、新建配电变压器投运时间、配电变压器容量和型号,最终通过多个影响因素的对比分析,验证了所提方法的有效性与经济性。
基于网络拓扑有向遍历的配电网故障快速恢复方法

配电网故障恢复是配电网自动化最重要的功能之一,旨在快速且最大化恢复非故障失电区。为此,提出一种基于网络拓扑有向遍历的配电网故障恢复方法,利用网络拓扑分层划分特定网络的自愈单元组,再根据自愈单元的基本环路矩阵确定非故障失电区范围和复电方式。对于可通过网络重构恢复的情况,先利用启发式规则闭合满足条件的联络开关恢复非故障失电区供电,再通过网络分层判断各层支路的载流情况,交换最小自愈单元内所有满足条件的联络开关与分段开关状态,若依然存在线路过载则对非故障失电区进行切负荷操作。以84节点系统作为算例对该方法的有效性进行验证,结果表明该方法较现有主流故障恢复算法耗时更少且开关动作次数更少。
基于改进增广节点方程的柔性互联配电网统一潮流计算方法

未来柔性配电网中的直流环节可能以大量、分散的变流器形式与交流电网耦合,建立统一联立的计算模型对系统准确、高效求解将更具适用性。提出了一种基于改进增广节点方程的柔性配电网潮流分析建模方法。首先,建立了基于改进增广节点方程的交流和直流电网的网络模型,以及各类型节点的潮流约束。然后,考虑了作为耦合环节的换流器及智能软开关等包含多种控制模式的电力电子设备模型,形成了柔性配电网潮流计算的改进增广节点方程,并采用牛顿-拉夫逊法实现了对模型的求解。最后,通过改进的IEEE 123节点柔性配电网算例验证了所提算法能够有效实现对电力电子化柔性配电网的求解,并适用于包含多种运行模式场景下的系统时序潮流计算。
基于改进免疫克隆选择算法的电动汽车充电站选址定容方法

随着电动汽车渗透率的提高,充电基础设施规划应更加科学、合理,提出一种基于改进免疫克隆选择算法的电动汽车充电站选址定容方法。首先,分析充电站的容量、位置和服务范围之间的关系,以充电站的覆盖率和重合度、规划区域内的功率以及充电站的充电功率为约束条件,建立以充电站年总成本最小为目标的充电站选址定容模型。然后,提出一种抗体间亲和力的计算方法以及多项式变异对免疫克隆选择算法进行改进,使其更适用于电动汽车充电站选址定容模型的寻优迭代求解。最后,利用MATLAB进行算例分析,结果验证了模型和算法的有效性。
计及气象因素和风速空间相关性的风电功率预测模型

建立了一种计及数值天气预报中气象因素和风速空间相关性的组合加权风电功率预测模型。首先,考虑到数值天气预报数据中的风速精确度不高,建立了基于高斯过程的数值天气预报风速修正模型,计入其他气象因素,如风向、温度、湿度、气压等,进行风电预测。同时,基于目标风电场与相邻风电场区域的风速空间相关性分析,求得其最大相关系数点的延迟时间,建立风速空间相关性预测模型。然后,基于数值天气预报偏差修正的风电功率预测模型和空间相关性预测模型,建立组合加权预测模型,并利用拉格朗日乘子法求得组合模型中各个单一模型的加权值。算例结果表明,所提模型及方法能够有效提高风电功率预测的精度。
能源互联网背景下的新一代电力交易平台设计探讨

发用电计划逐步放开、现货市场建设加快推进、能源互联网快速发展等新形势,对电力交易系统提出了新要求。首先,从新一代电力交易平台总体设计切入,结合能源互联网建设思路,对中长期电力曲线交易、横纵向集成、两级市场协同运营、高性能结算等重点需求进行了分析,提出了基于“云平台+微服务”的总体架构体系,重塑了六大业务应用,设计了优化出清、智能注册、全网通等技术支撑组件。最后,对平台建设需解决的核心支撑能力进行了探讨,并实现初步应用。
基于XGBoost的双层协同实时校正超短期光伏预测

针对超短期光伏预测应对突发过程性天气时准确性普遍下降,而通过实时气象监测校正辐射值对设备要求较高、对精细化预报依赖性强的问题,以数据驱动为理念,提出了基于XGBoost的双层协同实时校正超短期光伏预测模型。根据大气运动的连续演变性和自相似性,从机器学习角度推演气象整体连续变化的过程,提升预测精度。首先,基于数值天气预报(NWP),在基准层建立强相关气象特征的预测模型。然后,在实时层由临近时段内的基准层动态预测情况挖掘潜在的气象变化规律,并推测未来预测时段气象因素对于光伏出力的影响,对时段内基准预测值进行逐点校正。采用中国杭州滨江一实际光伏电站实采数据进行算例分析,分别与基于NWP特征学习、时序分析、误差推移的XGBoost预测模型以及决策树、支持向量机、长短期记忆网络这3种经典预测模型相比较,结果表明所提模型具有更高的超短期光伏预测精度。
定常升阻力普适理论的特色和升力的物理来源

现代空气动力学诞生一百多年来,已经发展出众多关于升力和阻力的理论.但是,其远场合力理论一直停留在低速不可压流.虽经几代人的努力,但仍未能把它精确地推广到黏性可压缩流.这种状况直到最近才得以突破.本文作者及其合作者依据对远场线化Navier-Stokes方程解析解的研究,获得了经典不可压二维定常流的Kutta-Joukowski升力定理的现代二、三维普适版这个核心结果,从而突破了经典空气动力学基础理论延续了八九十年的一个缺口.基于线性近似得到的简洁公式,何以能在高度非线性的复杂流场中仍然精确成立,这里涉及饶有兴趣的方法论问题,很值得关注.本文的第一个任务,是在简要回顾普适理论基本成果的基础上,反思其方法论特色和背后的物理机理.尽管严格的量化升力理论已经得到航空实践的广泛检验,但在各种出版物和媒体上仍常常出现关于升力物理来源的各种假说.这种状况表明:升力物理来源这个问题,并没有在国内外众多的教科书、专著和课堂中得到彻底的澄清,认真回答这个问题在现今仍然具有迫切的重要性.普适理论的普遍有效性和高度简洁性使人们能用它以尽可能直接的方式为澄清升力来源提供逻辑严密的论据,值得着重考察.这是本文的第二个任务.
新能源消纳电量库交易机制的实践与经验

近年来,随着清洁低碳能源战略持续推进,新能源装机容量快速增长,新能源发电在系统中的比例不断提升。新能源高渗透性、随机性和波动性对系统调节能力和承载能力提出更高的要求。在深入分析新能源发电特性的基础上,挖掘电网互补潜力,提出新能源电量库交易机制。首先,建立新能源电量库交易模型,设置约束条件,给出交易申报和出清方式。然后,探索综合考虑灵活价格机制和电量库价值体系的价格机制,给出电量库结算方式。最后,基于中国西北电网新能源消纳实际,创新开展主控区置换电量库、援疆电量库、陕青省间调峰置换电量库等多品种交易实践。实际数据表明,电量库机制充分展现了系统调节价值,能够调动平抑新能源波动的系统灵活调节能力,显著提升新能源消纳水平。
GeoSphere地质导向工具在深水气田水平井钻井中的应用

L气田是中国在南海海域首个自主开发的深水气田,其气藏类型为强边底水气藏,受制于地震速度体模型精度及重力流沉积受后期泥质水道改造的影响,气藏构造误差及砂体横向展布存在着很大的不确定性,给水平井钻井轨道带来了"着陆"延后及错层的风险。为此,采用超深边界探测地质导向技术(GeoSphere)来提前预判储层顶面--该技术能探测工具前方20 ~ 30 m范围的地层电阻率,通过回传电阻率信息定量多层反演的气藏模型与原模型进行实时互动、匹配判断,在井眼轨迹稳斜井段及时发出稳斜、增斜或降斜指令,确保钻井轨迹处于最优"着陆"点。现场应用的A10H井实钻显示,在井深3 670 m(垂深3 430.7 m)时,以大套泥岩为主,目的层较钻前地球物理解释构造加深,而GeoSphere探边反演显示在垂深3 455.7 m处识别到较连续的高阻抗顶界面,反演电阻率介于7 ~ 9 Ω·m,决策降低增斜率钻进至反演显示更为连续的高阻层(10 ~ 20 Ω·m),电测曲线的可对比性逐渐变好,在井深3 853.3 m(垂深3 460.1 m)进入目的层,探边反演目的层顶界面与实钻基本一致。结论认为,该技术对储层顶界的预测较为准确,可以在地震解释构造不确定性较大的区域辅助水平井钻井着陆或水平段实施。
强非均质性碳酸盐岩气藏水平井精准分段酸压技术--以四川盆地中部高石梯-磨溪震旦系灯四段气藏为例

四川盆地中部高石梯-磨溪地区(以下简称高磨地区)上震旦统灯影组四段(以下简称灯四段)碳酸盐岩气藏的储层具有埋藏深、地层温度高、孔隙度低、渗透率低且非均质性强等特征。为了实现该气藏储量的有效动用、提升气藏的开发效益,综合考虑钻录井参数、测井解释参数及井型特征参数,定义储层改造系数,开展储层量化评价;综合考虑储层改造系数、地应力和井眼条件,形成精细分段方法,并且针对不同类型的储层,形成差异化酸压改造工艺;在此基础上,形成了强非均质性碳酸盐岩储层水平井精准分段酸压技术,并在现场进行了应用。研究结果表明:①储层改造系数(y)能够较准确地评价储层特征,y ≥ 1.0为优质储层,0.5 ≤ y<1.0为中等储层,y<0.5为低品质储层;②形成了综合考虑储层改造系数、地应力和井眼条件影响的酸压精细分段方法,对不同类型储层段实施有针对性的改造措施,充分发挥长水平井段各改造段的资源潜力,提高强非均质性储层中天然气储量的动用率;③不同类型的储层所适用的酸压工艺也不相同--对于优质储层宜采用胶凝酸或转向酸酸压工艺,对于中等储层宜采用自生酸前置液酸压工艺,对于低品质储层宜采用自生酸前置液+胶凝酸2 ~ 3级交替注入酸压工艺;④对高磨地区灯四段气藏台缘带建产区69口井实施了精准分段酸压,井均天然气无阻流量为127.6×10~4 m~3/d,比气藏开发初期提高了46.5%。结论认为,该研究成果的增产改造效果显著、单井产气量得以大幅度提升,有效地支撑了该区灯四段气藏的高效开发。
掺氢天然气管道输送研究进展

可再生能源发电制氢被认为是解决弃电消纳问题的一条有效途径,将氢气以一定的比例掺入天然气中,利用现有的天然气管道或管网进行输送,有可能是当前实现大规模氢气输送的最佳方式。为此,围绕掺氢天然气管道输送中的若干关键问题,通过文献调研的方式回顾和分析了近年来国内外掺氢天然气管道输送的主要研究进展。研究结果表明:①天然气管道允许的掺氢比上限仍不明晰,需重点揭示掺氢天然气对典型管材氢脆和氢腐蚀的影响,建立典型管材关键力学性能数据库和相容性评价体系;②要探究掺氢天然气的泄漏、积聚、燃烧和爆炸等安全事故特征和演化规律的变化,需明确掺氢对安全事故产生的新影响,发展缺陷在线智能监测和应急修复技术;③目前掺氢天然气管输风险评估和可靠性评价方法研究不足,需要开展考虑掺氢影响的天然气管输完整性评价和智能管理;④进一步完善掺氢天然气管输配套设备、输送工艺、掺氢及氢分离工艺等,并尽快制订掺氢天然气管输技术标准和安全运行技术体系。结论认为,该研究成果可以为掺氢天然气管道输送关键技术的研究和推广应用提供有益的参考。
覆盖模式对旱作农田土壤微生物多样性及群落结构的影响

土壤微生物是表征土壤质量的敏感指标,采用Illumina HiSep技术分析不同覆盖方式对半湿润易旱区农田土壤微生物群落结构及多样性的影响,以期从微生物的角度评价农田不同覆盖措施对土壤质量的影响。设3种覆盖模式:平作塑料薄膜覆盖(P)、平作秸秆覆盖(S)和垄膜沟播覆盖(R),以平作不覆盖为对照(CK),研究不同覆盖模式下土壤微生物群落变化,分析各土壤理化因子与微生物群落之间的关系。研究结果表明各覆盖处理显著改变了土壤微生物的群落结构和多样性。所有土壤样品中,细菌群落的优势菌门是变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),丰度分别为29.69%、 28.28%和20.76%,CK处理下较高的土壤pH和低NO_3~-N含量抑制了土壤中酸杆菌门(Acidobacteria)的生长繁殖,而放线菌门(Actinobacteria)相对丰度为所有处理中最高。真菌群落的优势菌门是子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota),丰度分别为59.65%和20.96%,S处理下过低的土壤温度抑制了担子菌门(Basidiomycota)生长和繁殖,其相对丰度为所有处理中最低。与CK相比,P和R处理显著提高土壤细菌的多样性和丰富度;S和R处理下土壤真菌多样性和丰富度显著增加,而P处理的土壤真菌多样性和丰富度均无显著差异。斯皮尔曼相关分析表明土壤细菌多样性主要受土壤含水量(SM)和硝态氮含量(NO_3~-N)影响,而土壤真菌多样性主要受土壤温度(ST)、全氮(TN)和硝态氮含量(NO_3~-N)影响;RDA分析表明微生物群落结构的变化主要受SM、ST、NO_3~-N和TN含量的影响。总的来说,R处理下土壤细菌和真菌的多样性和丰富度较CK处理显著提高,该处理下土壤中担子菌门(Basidiomycota)和球囊菌(Glomeromycota)相对丰度为所有处理中最高,两者分别形成的外生菌根和从生菌根不但促进了根部养分的吸收,而且提高了作物的抗逆性,且结果证明该处理的作物产量为最高,因此在半湿润旱作区推荐采用垄膜沟播覆盖种植方式。
斜坡型强非均质页岩气藏高效开发技术--以川南威远地区龙马溪组页岩气藏为例

为了破解四川盆地南部威远地区下志留统龙马溪组斜坡型强非均质性页岩气藏高效开发所面临的钻井周期长、形成复杂缝网难度大、单井产量低等难题,经过多年的技术创新、科技攻关与生产实践,形成了"1套理论、4项关键技术",有效地支撑了威远国家级页岩气示范区的高效建成。研究结果表明:①创新提出了古隆起背景下"沉积选区、构造分带、保存控藏"的斜坡型页岩气藏差异富集理论,形成了多期构造叠加海相页岩气区带评价与甜点优选技术,明确了纵向上最优靶体为龙一1 1层中下部富有机质硅质页岩,落实核心建产区面积为165 km~2,该区域内部署井井均测试日产气量达到27×10~4 m~3、EUR超过1.1×10~8 m~3;②形成了以地质工程一体化导向技术、长水平段高效钻井技术为核心的窄箱体水平井高效导向钻井技术,并且建立了页岩气井钻井提速模版,钻井周期较之前期缩短约33.1%,优质页岩储层钻遇率提升至97.2%,水平段延伸能力突破3 000 m;③基于压裂缝网动态扩展模型,形成了强非均质页岩储层体积压裂优化技术,实现了对压裂缝网改造区几何尺寸、储层增产改造体积、有效改造体积、支撑裂缝面积等关键评价指标的定量预测,加砂强度由1.3 t/m增至2.7 t/m,提升了改造效果;④影响威远页岩气井产能的主控因素包括龙一1 1储层厚度、压力系数、总含气量、射孔簇数、加砂强度、压裂水平段长度等6项,采用基于广义回归神经网络与改进的嵌入式离散裂缝模型的页岩气井生产动态预测方法,使得页岩气井生产动态预测结果符合率接近甚至超过95%。
上海市湿地景观格局时空演变与驱动机制的量化研究

基于1980-2018年上海市历史遥感数据,定量研究上海市湿地景观格局变化及其驱动机制。为此,采用Fragstats 4.2.1计算了景观格局指数,并在数据处理系统软件平台使用灰色关联系统分析了湿地景观格局与社会、经济以及自然环境之间的灰色关联度。结果表明:(1)自1980以来,上海市湿地面积持续缩减,尤其水田损失最多。截至到2018年,上海市共损失了21.06× 10~4 hm~2的湿地,现存湿地面积为38.22×10~4 hm~2,其中人工湿地占85%,自然湿地占15%。人工湿地以水田为主,自然湿地以河流湿地为主。水田和河流斑块平均面积总体上呈波动缩小趋势。河流湿地的形状复杂性最高,其总面积在年际间缓慢缩减,平均分形维度指数年际间波动持平。水田平均分形维度指数年际间波动上升,景观形状向复杂化趋势发展。(2)1980-2010年间,湿地景观破碎化程度总体加剧,最大斑块指数呈波动下降趋势。2010年后,景观破碎化局势向好,最大斑块面积扩大。1980-2015年间,蔓延度指数呈波动下降趋势,香农多样性指数呈波动上升趋势。2015年是蔓延度指数和香农多样性指数变化的转折点。水库坑塘斑块形状较简单,年际间变化小,而且具有结构的自相似性。(3)湿地景观格局受自然、人为双重因素影响。城市扩张导致人工湿地面积减少。自然湿地的演变则主要受气温和降雨的影响。自然因素往往在较大的时空尺度上控制着湿地的景观格局变化。但随着经济的迅速发展,在较短的时间尺度上,国家政策等人为因素对景观格局的影响力逐渐增强。未来,国家对城市湿地保护政策的实施可以使湿地景观格局向好的方向演化。
若尔盖高原沼泽湿地CO_2排放时空变化特征

为了更好理解若尔盖高原不同微生境下沼泽湿地生态系统CO_2排放通量的变化特征,以若尔盖高原湿地自然保护区为研究对象,2013和2014年生长季期间,采用了静态箱和快速温室气体法原位观测了3种湿地5种微生境下沼泽湿地CO_2排放通量时空变化规律。结果表明:长期淹水微地貌草丘区湿地(PHK)和洼地区湿地(PHW)CO_2排放通量变化范围分别为38.99-1731.74 mg m~(-2) h~(-1)和46.69-335.22 mg m~(-2) h~(-1),季节性淹水区微地貌草丘区湿地(SHK)和洼地区湿地(SHW)CO_2排放通量变化范围分别为193.90-2575.60 mg m~(-2) h~(-1)和49.93-1467.45 mg m~(-2) h~(-1),而两者过渡区的无淹水区沼泽湿地(Lawn)CO_2排放通量变化范围194.20-898.75 mg m~(-2) h~(-1)。相关性分析表明5种微地貌区沼泽湿地CO_2排放通量季节性变化与不同深度土壤温度均存在显著正相关,与水位存在显著负相关(PHW、SHW、SHK、Lawn)或不相关(PHK),并且水位和温度(5 cm)共同解释了CO_2排放通量季节性变化的87%。3种湿地5种微生境下沼泽湿地CO_2排放通量存在空间变化规律,主要受水位影响,但植物也影响沼泽湿地CO_2排放通量空间变化规律,并且表明沼泽湿地CO_2排放通量与水位平均值存在显著负相关。
黄土高原植被恢复与生态系统土壤保持服务价值增益研究---以延河流域为例

为探究黄土高原地区退耕还林(草)工程(1999)实施后植被恢复的生态效益,选择黄土高原延河流域为研究区,利用趋势线分析法、SWAT(Soil and Water Assessment Tool)水文模型和生态系统服务价值评价方法(市场价值法、机会成本法、恢复费用法和影子工程法等),重点分析2000-2015年该区域植被恢复状况及其对土壤保持的作用,并评估生态系统服务价值的提升效应。研究结果表明:(1)退耕还林(草)工程实施后,延河流域植被覆盖均呈增加趋势,植被恢复显著;(2)植被恢复对土壤侵蚀的抑制作用明显。在没有植被覆盖的条件下,土壤极易发生侵蚀,且侵蚀模数大;从该工程实施以来,2001-2014年土壤保持量具有不同程度的增幅,表明多年来流域治理取得一定的成效;(3)流域植被覆盖以中覆盖为主,土壤保持量以低保持为主。不同植被覆盖下土壤保持量存在差异。其中,中低、中、中高覆盖能有效保持土壤;(4)生态系统土壤保持服务价值时空分布特征明显。流域年均(2000-2015)土壤保持服务价值为3.64×10~8元,生长季月均土壤保持服务价值为6.06×10~7元,生态系统土壤保持服务价值显著提升。时间尺度上,生态系统土壤保持服务价值受降水因素影响;空间尺度上,流域生态系统土壤保持服务价值空间差异大,具体表现为下游残塬平梁沟壑区最高,上游山地区次之,中游梁峁丘陵沟壑区最低。通过研究延河流域植被恢复状况以及定量评估土壤保持服务价值,不仅阐明了退耕还林(草)工程带来的巨大生态效益,同时也为流域乃至黄土高原的水土流失治理工作提供一定的参考作用。
基于适应性循环理论的区域生态风险时空演变评估---以长江三角洲城市群为例

在城市扩张和气候变化背景下,三角洲社会与生态系统正遭受多方面风险威胁,适应性视角下的区域生态风险评估有助于理解复杂系统与风险影响之间的相互作用,为长江三角洲城市群适应性规划策略提供空间定量参考。以长江三角洲城市群社会-生态系统为研究对象,耦合适应性循环与区域生态风险评估理论,构建"潜力-连通度-韧性"适应性生态风险评估框架,从整体和动态的角度评估区域在当前与未来适应性生态风险的时空分布与各城市所处的适应性循环阶段。结果表明,适应性生态风险由沿海区-城市群-生态区域呈现由较高到高再到低的趋势,大城市外围现已出现较高风险。至2030年,风险整体呈上升趋势,高风险向中小城市和生态区域蔓延。从适应性循环阶段来看,杭州、宁波等14个城市处于生态风险较低的重组阶段。常州、南通等8个城市处于风险升高的开发阶段。上海、南京、无锡和苏州处于城市发展成熟风险开始降低的保护阶段。本研究通过评估长三角城市群适应性生态风险,得到高风险区分布与各个城市的适应性风险趋势,为长三角城市群动态变化下的适应性规划策略制定提供了科学的指导,以实现区域的可持续发展。
基于CVOR和电路理论的讨赖河流域生态安全评价及生态格局优化

生态安全格局优化是实现区域生态安全、维持区域可持续发展的重要途径。以生态系统服务与健康共同构建"贡献力-活力-组织力-恢复力"(CVOR)的生态安全评价体系,对2000和2015年讨赖河流域生态安全进行评估,识别生态源地,提取最小成本路径。基于电路理论连通度模型构建次优生态廊道,识别障碍点,基于生态源地、最小成本廊道、次优廊道、障碍点识别结果,构建并优化生态安全格局。结果表明:2000和2015年讨赖河流域低度安全等级区分别占流域总面积的63.68%、61.25%,高安全区和较高安全区仅占总面积的13.93%、15.80%。从空间分布来看,生态安全状况差异显著,呈现南高北低的分布格局。生态源地面积3165.41 km~2,破碎度高,主要分布于流域南部山区及中部绿洲农业区。最小成本路径共1122条,共长3468.15 km,较大阻力廊道有242条。将流域生态格局优化分区划分为生态稳定区、生态发展区和重点保护区。提出流域生态安全格局的优化策略,为干旱区内陆河流域开发建设和生态保护提供参考。
非平稳条件下北京市最大月降水量频率特征分析

为探究气候变化下极端降水的频率变化特征,基于北京市22个雨量站实测月降水量数据,以时间为协变量构建平稳和非平稳GEV模型,对北京市最大月降水量序列(极值降水序列)进行模拟和频率分析,并采用Bootstrap方法对频率分析结果的不确定性进行评价。结果表明:所有极值降水序列的最优概率分布模型均为非平稳GEV模型,该模型能够抓住序列随时间呈显著下降趋势的变化特征;由非平稳GEV模型估算得到的极值降水重现水平随时间呈减少趋势,这意味着未来极值降水导致洪涝灾害的风险在降低,但导致干旱的风险将增加;随着重现期的增加,极值降水重现水平估计值的不确定性也随之增大。
1983—2019年黑龙江省春季土壤湿度时空变化特征及影响因素

春季土壤湿度是影响东北粮食产量和品质的重要因素。在气候变暖的背景下,东北春季土壤湿度如何变化,鲜有研究。本文基于1983—2019年黑龙江省22个农业气象站的土壤湿度和气象观测资料,采用方差分析、突变分析及空间分析等方法,分析20世纪80年代以来黑龙江省春季土壤湿度的时空变化特征及其影响因素。结果表明:1983—2019年黑龙江省春季0~ 30 cm土壤湿度均值为88.22%,0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm土层土壤湿度平均值分别为82.63%、89.66%、92.36%,土壤湿度随深度增加而增加,各层均未出现干旱状态。但各层土壤湿度均出现极显著下降趋势,21世纪最初10年较20世纪80年代各层土壤湿度下降6%~15%,在20世纪80年代末进入偏干期。黑龙江省春季土壤湿度呈现由东到西逐渐减小的趋势,32%左右的观测站点呈现显著下降趋势,主要集中在黑龙江省西部及东部地区。前秋季降水量、积雪期长度和积雪初日是影响各层及各月份土壤湿度最重要的因素,其对土壤湿度的影响能持续到5月份,并能影响到20~30 cm。积雪深度及积雪终日对4月份表层土壤湿度有重要影响。地表温度、日平均气温、日平均风速和降水量也是影响不同时期不同深度土壤湿度的关键因素。
1980—2018年粤港澳大湾区国土空间结构演变

国土空间结构演变规律是人地关系地域系统耦合研究的基本理论问题和国土空间规划的重要科学基础。采用1980—2018年长时间序列遥感解译数据,构建国土空间结构指数,运用多尺度区域比较、空间聚类和空间自相关等方法,从地区、市域、县域3个尺度揭示了粤港澳大湾区国土空间结构的时空演变特征及其规律。结果表明:①受湾区“自然-经济-交通”地理格局影响,研究区国土空间呈现“核心-边缘”式分布。第一空间规模显著增长并日趋集中连片,第二空间规模不断萎缩并逐渐破碎化,第三空间总体保护较好。②在自然本底、产业经济、地方治理、基础设施建设等因素综合作用下,珠三角、香港特别行政区、澳门特别行政区三地和珠三角市域国土空间呈现不同的时空演变特征。第一空间率先在中心城市和珠江口沿岸加速扩张,之后逐步向大湾区外围地区延展,东、西两岸及大湾区整体均衡性不断增强。③经济社会管理制度等差异导致粤港澳大湾区国土空间结构演变的特殊性差异,港澳回归后,国土空间跨境演化与一体化明显加速。市域和县域尺度国土空间结构分别包含跨越演变、局部演变等四种演变类型和三种不同空间主导演变类型。④得益于湾区经济发展、空间治理与一体化建设,大湾区国土空间结构格局日益清晰,冷、热点区域范围不断扩大,不显著区域显著缩减。各区域建设发展的联动性和空间依赖性明显增强,但仍有很大提升空间。
晚全新世黔西南喀斯特地区兴义泥炭高分辨率腐殖化度记录研究

季风气候区泥炭重要组成部分—贵州泥炭的研究较缺乏,其腐殖化度的环境指示意义尚有待挖掘。对黔西南喀斯特地区的兴义泥炭XY1钻孔进行AMS14C测年并构建年代框架,结合不同波长的高分辨率腐殖化度测定,及钻孔沉积速率和碳累积速率,重建黔西南3 000~1 770 cal. a B.P.的泥炭沉积过程,并探讨其可能的受控机制。结果表明:1)XY1钻孔样品的腐殖化度受温度和降水的双重控制,腐殖化度高值指示气候干冷,反之则指示气候湿热;2)3 000~2 700 cal. a B.P.腐殖化度较低且呈上升趋势,碳累积速率较低且呈下降趋势,沉积速率较低并且波动不明显,泥炭沉积较为缓慢;2 700~2 400 cal. a B.P.腐殖化度下降,碳累积速率、沉积速率略有上升,泥炭沉积略有加快;2 400~1 950 cal. a B.P.腐殖化度升高,碳累积速率、沉积速率处于高值,泥炭沉积快;1 950~1 770 cal. a B.P.腐殖化度、碳累积速率、沉积速率快速下降后回升,泥炭沉积发生明显波动;3)功率谱和小波分析显示,腐殖化度变化序列存在83 a、55 a、38 a、31 a、27 a、22 a准周期,与双海尔周期、布鲁克纳周期和太阳活动世纪周期相一致,表明该区气候变化和泥炭沉积受太阳活动的驱动。
人工智能时代的情报学发展与创新--基于情报交流理论的视角

本文对人工智能时代情报学科的创新发展进行了较为全面系统的探讨。首先,本文基于情报交流理论,回顾了情报学的历史发展阶段:大科学时代、大信息时代、大知识时代、大数据时代和大智能时代;其次;本文分析了人工智能环境下情报交流理论的演进,包括交流主体虚拟化、交流内容智能化和交流过程非意识化;第三,本文从新情报观、新过程观和新方法论三个维度,分析了人工智能时代情报学科的发展;最后,本文分析了人工智能对情报工作的影响,包括情报分析的回归、情报工程化和开源情报的重要性提升。本文对情报交流理论、情报学科体系和情报工作的分析,既有助于对新技术环境中情报理论的创新发展提供思路,也可以为情报系统和情报服务的智能化创新提供参考。
页岩岩相分类表征及对建产区产能的影响

单井产气能力差异大,导致持续稳产困难是页岩气建产区面临的关键难题。围绕页岩气建产区特点,建立了考虑建产区产气能力影响的优质海相页岩岩相分类表征技术流程。首先,分析了建产区优质页岩产气能力差异主控因素,制定了建产区优质页岩岩相分类方案;然后,建立了TOC含量,孔隙度,泥质、硅质、钙质矿物含量等关键参数测井计算模型,结合页岩成因类型,完成了建产区单井参数计算及岩相识别,在实例页岩气建产区识别出10类页岩岩相,揭示了页岩岩相类型与产气能力差异间的对应关系;最后,采用沉积微相约束岩相的策略,运用截断高斯模拟算法建立起实例页岩气建产区岩相三维模型,展示了每类岩相的空间分布特征,揭示了区内五峰组—龙马溪组海相黑色页岩内部产气能力差异特征,与此同时,按照满足在三维空间中所占体积比例大、产气能力大的条件,确定区内产气能力最优的岩相类型为:富碳高孔含钙泥质硅质页岩、富碳富孔混合页岩和高碳中—高孔含钙含泥硅质页岩。上述成果有利于解释建产区不同空间位置产气能力存在较大差异的本质原因,为页岩气建产区精细化生产管理提供技术支撑。
坦布苏病毒感染诱导雏鸭体内未折叠蛋白反应

【目的】检测坦布苏病毒在雏鸭体内诱导未折叠蛋白反应的信号通路(PERK、IRE1和ATF6),为揭示坦布苏病毒致病机制提供理论基础。【方法】取1日龄SPF雏鸭,腹腔接种坦布苏病毒(JS804株),于接种后12、24、36和48 h从对照组和攻毒组各取5只剖杀,分别取肝脏、心脏和脑组织,利用组织总RNA提取试剂盒提取各个组织样品总RNA,反转录获得cDNA。根据未折叠蛋白反应的3条信号通路,选取不同通路中的标志性分子,设计合成特异性引物,利用荧光定量PCR方法检测靶基因。以GAPDH为内参基因,采用相对定量法(2-ΔΔCt),分析靶基因的表达水平。【结果】雏鸭肝脏中坦布苏病毒含量最高,心脏次之,脑最低。对未折叠蛋白反应标志性分子GRP78的检测结果显示,脑和肝脏中GRP78表达量持续升高,并在攻毒后36 h达到顶峰(4.21倍和10.14倍),心脏中GRP78表达量仅在攻毒后36 h短暂升高(1.32倍)。PERK信号通路标志性分子ATF4表达水平在肝脏和脑中分别从攻毒后24 h和36 h持续升高至攻毒后48 h,并在攻毒后36 h达到顶峰(2.71倍和6.02倍),心脏中ATF4的表达量则仅在攻毒后36 h时升高(1.57倍)。IRE1信号通路标志性分子XBP1s在肝脏中的表达量升高最为显著(9倍),而脑中EDEM的表达量升高最为显著(3.87倍)且持续时间最长(从攻毒后12 h至攻毒后48 h)。与对照组相比,ATF6信号通路标志性分子GRP94和XBP1u均出现升高现象,虽然两种蛋白在不同组织中表达量变化的时间点和趋势不同,但均在攻毒后36 h出现峰值。【结论】首次报道了坦布苏病毒感染可在雏鸭体内激活未折叠蛋白反应的3条信号通路,本研究将有助于深入研究坦布苏病毒与宿主之间的相互作用机制。
单头饲养和群体饲养的西花蓟马实验种群生命表比较

【目的】对西花蓟马(Frankliniella occidentalis)实验种群生命表的研究大多采用单头饲养(individual-rearing, IR)的方式,研究结果可用于田间自然情况下种群发生的预测。然而西花蓟马在自然情况下常常是群聚发生,而非单头发生。论文旨在比较单头饲养和群体饲养(group-rearing,GR)两种方式建立起的西花蓟马实验种群的生命表参数,探讨何种方式建立起的生命表用于预测自然条件下西花蓟马的发生情况可能更为准确。【方法】分别用单头饲养和群体饲养的方式构建西花蓟马实验种群在菜豆豆荚上的年龄-阶段两性生命表,比较两种饲养条件下西花蓟马的生活史和种群参数;采用bootstrap方法计算种群生长参数的平均数和标准误;应用U检验(Mann-Whitney test)(Sigmaplot 12.5)估计单头饲养和群体饲养条件下西花蓟马种群参数、发育历期和繁殖力间的差异。【结果】单头饲养和群体饲养对若虫期、蛹期、雄虫寿命、总产卵前期、单雌产卵量、蛹重、成虫体长有显著影响,对卵期、成虫期、成虫产卵前期、雌虫寿命、蛹长、蛹宽、成虫体宽的影响不显著。单头饲养西花蓟马的若虫期(4.49 d)、蛹期(4.03 d)、雄虫寿命(22.82 d)、总产卵前期(11.37 d)显著长于群体饲养(3.05、3.32、18.64、10.00 d);单头饲养西花蓟马的蛹重(0.03 mg)、雌成虫体长(203.72 μm)、雄成虫体长(149.74 μm)、单雌产卵量(48粒)显著低于群体饲养(0.07 mg、288.81 μm、203.39 μm、133.39粒)。内禀增长率(r)、周限增长率(λ)、净增殖率(R0)、总生殖率(GRR)和平均世代时间(T)在单头饲养的情况下分别为0.161 d-1、 1.175 d-1、20.730、35.699、18.70 d,在群体饲养情况下分别为0.242 d-1、1.274 d-1、60.499、102.342、16.88 d。群体饲养的西花蓟马种群增长比单头饲养的快。【结论】相对于单头饲养的西花蓟马,群体饲养的西花蓟马种群增长速度更快、单位时间内产生后代数更多,若使用单头饲养方式建立生命表对西花蓟马种群发生动态进行预测预报可能会延误最佳防治时机,以群体饲养的方式建立的生命表对田间种群的动态预测应该更准确。
免耕覆盖下土壤水分、团聚体稳定性及其有机碳分布对小麦产量的协同效应

【目的】基于山西运城8年(2008-2015)长期定位试验,研究免耕覆盖下土壤团聚体稳定性、团聚体活性有机碳分布特征、冬小麦水分利用效率和产量变化特征,分析土壤水分、土壤团聚体稳定性及其有机碳组分对小麦籽粒产量的协同关系,为选择适宜黄土高原旱作农业区最佳耕作模式提供理论依据。【方法】选取传统耕作秸秆翻耕还田(CT-SP)和免耕秸秆覆盖还田(NT-SM)两种耕作措施,在冬小麦收获期,利用干筛法测定土壤团聚体各粒级质量分数;测定各粒级土壤团聚体有机碳(SOC)及活性有机碳(可溶性有机碳,DOC;易氧化有机碳,EOC;微生物量碳,MBC)含量;测定土壤水分(土壤体积含水量,qv;播种前贮水量,SB;收获后贮水量,SA;生育期耗水量,ET;降水利用效率,PUE;水分利用效率,WUE)和作物产量等关键指标。【结果】(1)与CT-SP处理相比,NT-SM处理显著提高0.25-2 mm团聚体含量、>0.25 mm团聚体含量(R0.25)和几何平均直径(GMD),分别提升13.9%、8.8%和9.6%。(2)与CT-SP处理相比,NT-SM处理中全土SOC、>2 mm和0.25-2 mm粒级团聚体SOC与MBC含量分别提升17.7%与23.6%、18.4%与18.2%和22.4%与39.2%。0.25-2 mm粒级团聚体对SOC和MBC的贡献率,分别提升18.4%和28.4%。(3)与CT-SP处理相比,NT-SM处理提高了SA、PUE、WUE和小麦产量,分别提升17.7%、8.92%、14.98%和8.92%,并且SOC、WUE、R0.25、MWD和GMD等指标与小麦产量相关系数均达到0.9以上。 (4)通过结构方程模型分析发现,土壤团聚体DOC和EOC通过协同效应影响MBC的变化,MBC含量对SOC的总效应为0.88,是影响SOC变化的主导因子。(5)土壤贮水量、土壤团聚体稳定性及其有机碳分布协同影响小麦产量,并且土壤团聚体稳定性对小麦产量表现为极显著正效应。【结论】在黄土高原旱作农业区,免耕秸秆覆盖还田可改善土壤团聚体结构,增加土壤水分含量,提高小麦水分利用效率,显著增加耕层土壤有机碳和活性有机碳组分含量,从而实现土壤固碳保墒和作物增产的协同效应。
中国高粱产业和种业发展现状与未来展望

高粱是全球第五大粮食作物,也是中国重要的杂粮作物。国家启动产业技术体系10年来,鉴定和创制出277份矮秆、抗病、高支链淀粉、低单宁的育种材料;利用突变体、自然群体全基因组关联分析克隆了高粱重要性状的控制基因;育成了71个矮秆耐密、适宜机械化作业的酿造专用高粱新品种,创新集成适合不同区域高粱轻简栽培技术,全国高粱种植面积增长26.8%,总产增长93.5%,单产提高52.7%,实现了高粱生产方式全面机械化的重大变革。在高端白酒转型升级的拉动下,以茅台、五粮液、汾酒等知名酒企为核心,形成了以“品牌+品种+产地+农户”高粱特色产业发展模式并取得了显著的增收效果。产业发展助推品种权保护与转让,面向产业与企业需求的联合育种与产业化开发带动高粱种业起步发展。在乡村振兴战略和健康中国战略新的时代背景下,高粱的抗旱、耐涝、耐盐碱、粮饲兼用、高光效等特性给中国高粱产业和种业发展带来了新的机遇;同时中国高粱种业和产业也面临着多用途开发不足、品种权保护力度不够、原始性创新能力有待加强、产业政策支撑不足等诸多挑战。未来中国高粱新品种选育和种业由酿造为主向多用途转变,针对企业酿造工艺需求对不同适宜地理环境开展定向育种将成为趋势,盐碱地、休耕区、镰刀弯地区高粱种植呈现恢复性增长。建立适合中国高粱产业和种业发展的现代化种业创新体系、推广体系和产业体系,构建科研院所、种子企业、推广部门和产后加工企业融合发展的种业产业链运行机制是未来中国高粱种业发展目标。中国高粱产业和种业未来的重点任务是创制抗除草剂、高淀粉、低单宁、抗蚜等目标性状的关键育种材料;开展基因编辑、标记辅助选择、全基因组选择、高效遗传转化等关键技术研究,构建现代高效育种平台;优质专用酿造、饲料、饲草、能源、帚用等多用途高粱新品种选育;登记品种DNA指纹鉴别和关键表型性状数据库构建;根据高粱产区生态特点、资源禀赋,布局优化产业基地和制种基地。
雨强和地下孔(裂)隙度对喀斯特坡耕地养分流失的影响

【目的】研究不同降雨强度和地下孔(裂)隙下,喀斯特区坡耕地表和地下土壤养分流失途径及流失规律,为喀斯特坡耕地土壤养分流失控制和农业面源污染防治提供理论依据。【方法】以喀斯特区坡度为15°的坡耕地为研究对象,通过模拟其地表形态和地下孔(裂)隙特征,设置不同雨强(30、50、70、90 mm·h~(-1))和地下孔(裂)隙度(1%、3%、5%)交叉试验共36场降雨,探索喀斯特坡耕地地表和地下养分流失特征。【结果】(1)雨强对喀斯特区坡耕地产流产沙影响显著(P<0.05),地表、地下产流产沙量随雨强增大而增加,其产流产沙从地下过渡到地上的临界雨强可能在30-50 mm·h~(-1);随地下孔(裂)隙度增大,地下产流产沙量增加,地表呈相反的规律。(2)喀斯特坡耕地径流养分主要通过地表流失,小雨强下通过地下孔(裂)隙流失;径流中全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)流失量和流失模数均随雨强增大而上升,雨强对各径流养分流失浓度影响不明显。地表养分流失量和流失模数随地下孔(裂)隙度增加而下降,地下反之。地下孔(裂)隙度的增加使地下径流养分流失占比逐渐增加。(3)养分会通过附着于泥沙流失,其中以地表泥沙流失为主。地表、地下各泥沙养分平均流失浓度、流失量和流失模数均随降雨强度增大而增加,其中TK流失平均浓度和流失量在不同雨强下显著高于TN和TP。同雨强下,地表泥沙各养分平均流失浓度、流失量和流失模数随孔(裂)隙度增加呈减小趋势,地下反之,但流失量从地表为主到地表与地下二者并重。(4)相关性分析表明,降雨强度与径流和泥沙流失量均呈现显著正相关关系,雨强对各养分径流的影响高于泥沙,地表径流受雨强影响最大。地下孔(裂)隙度对泥沙养分流失量的影响高于径流,而泥沙养分中地下泥沙养分流失量受其影响较大。【结论】喀斯特坡耕地养分主要通过地表流失,但地下孔(裂)隙对养分流失的影响不容忽视。在坡耕地养分流失防治上,地表通过增加植被覆盖度和添加枯落物等方式减缓坡耕地产流产沙量,地下通过植被根系固定土壤,防止养分通过孔(裂)隙向地下渗漏进而达到减少坡耕地土壤养分流失。
光周期对糜子生长发育及叶片内源激素的调控效应

【目的】明确光周期对糜子生理生态指标的影响,为糜子光周期遗传调控网络及相关基因定位奠定基础。【方法】通过盆栽试验设置4种光周期处理,选用光敏感性差异不同的3个品种(N1-光钝感-内糜1号,N2-光中间-内糜2号,N3-光敏感-宁糜14号),调查不同处理植株的物候期,测定不同处理抽穗期内源激素含量、成熟期株高、籽粒蛋白质含量和光钝感品种抽穗后的净光合速率。【结果】长日照显著延长糜子生育期,增加株高,光敏感品种N3全生育期长日照生育期天数和株高较短日照分别增加62.07%、104.24%,光钝感品种N1为3.51%、33.35%;随着生育进程的推进,抽穗后叶片净光合速率表现出明显差异,延长光照能显著增强糜子叶片净光合速率,增加干物质积累;光周期处理下不同光敏感品种内源激素变化明显,一定浓度IAA促进抽穗,IAA与GA和ZR呈极显著正相关,相关系数分别为0.51和0.40,与ABA呈极显著负相关(-0.62), ABA与GA和ZR呈极显著负相关,分别为-0.70和-0.39,GA与ZR呈极显著正相关(0.47);全生育期短日照条件下不同光敏感品种籽粒蛋白质含量显著高于其他处理,全生育期短日照N1-2、N2-2、N3-2蛋白质含量较全生育期长日照N1-4、N2-4、 N3-4分别高18.89%、80.50%和61.23%。光敏感品种较光钝感品种的籽粒蛋白质含量更容易受短日照影响。【结论】光周期显著影响不同光敏感性糜子生长发育及内源激素含量,长日照显著延长糜子生育期、增加植株株高和增强叶片净光合速率,但降低籽粒蛋白质含量,一定浓度IAA含量调控糜子由营养生长向生殖生长转变。
高温胁迫下糙米短期储藏气味指纹图谱变化规律的动态分析

【目的】探讨高温胁迫下短期储藏时间内糙米气味指纹图谱变化规律性,为糙米品质劣变的快速检测提供参考。【方法】以17.0%水分含量的新鲜糙米随机等分成6组进行储藏,采用顶空进样方式,分别结合气相色谱质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)和气相离子迁移谱技术(gas chromatography-ion mobility spectrometry, GC-IMS),对高温储藏环境(40℃、相对湿度70%)中0、5、10、15、20和25 d的糙米挥发性化学成分及GC-IMS指纹图谱进行对比分析,并结合动态主成分和统计学方法进行数据分析。【结果】GC-MS定量分析表明,在新鲜糙米顶空气体成分中共检测出42种挥发性成分(GC-MS匹配度>85%),主要由醛类、醇类、烃类组成,含量占比超过85%。高温短期储藏15 d后,正己醛含量从初始的(81.09±0.53)μg·kg~(-1)显著上升至(185.18±15.71)μg·kg~(-1),储藏25 d时,又急剧下降至(12.89 ±0.72)μg·kg~(-1)(P<0.01)。部分物质如苯甲醇、1-辛烯-3-醇、苯乙烯等在储藏过程中被检出。结合GC-IMS方法,乙酸丙酯对应的气味挥发性色谱分离离子迁移信号随储藏时间延长而逐渐降低,可以作为糙米高温储藏期的重要标识物质。动态主成分降维处理后表明,基于GC-IMS气味指纹图谱可以区分不同储藏时间的糙米样品。与GC-MS相比,GC-IMS在糙米挥发性醇类、酮类等挥发性物质定性识别方面优势较为明显。【结论】GC-MS和GC-IMS技术结合气味指纹图谱的主成分分析可以对高温胁迫下短期储藏糙米的挥发特性进行有效的定性与定量分析,为高温环境下不同储藏阶段糙米样品的准确区分和糙米储藏新鲜度的判定提供技术参考。