mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
神府区块深部煤层气钻完井关键技术及应用
【目的】深部煤层具有高地应力、中高温度、特低渗透、强压缩性、强非均质性等特点,目前尚未形成成熟的开发技术体系,复杂的地质特征为钻井与完井工程带来了新的技术难题与挑战,亟需开展针对深部煤储层地质特征的钻完井理论与技术攻关,助力油气增储上产,保障国家能源战略安全。【方法】基于鄂尔多斯盆地东缘神府区块深部煤层气开发先导性试验,研发了一套高效钻完井关键技术。【结果和结论】(1)针对深部煤层井壁稳定性差、钻速低、钻井周期长,通过优化二开井身结构、优选钻井液体系与“一趟钻”技术,并结合井眼轨迹精细化控制,实现了深部煤层一体化高效钻进,助力“新优快”井台建设落地。(2)针对深部煤层地质特征复杂、采用常规压裂规模产量低,形成了以“定向射孔+前置酸液降破压+段内多簇密切割+高排量大规模+一体化变黏滑溜水+暂堵转向+多粒径组合支撑剂”为核心的复合极限规模化压裂技术体系。(3)基于“一区一策+全局寻优”的工作理念,设计立体井网工厂化钻完井作业模式,最优水平井距为350 m时,“拉链式”压裂模式效果最佳。(4)“深部煤层气+致密气”协同开采,获得了更高的工业气流,多气合采是提升鄂尔多斯盆地东缘非常规天然气开发效益的重要措施。研究结果有望为鄂尔多斯盆地深部煤层高效钻完井技术提供理论指导与实践经验。
白垩系上统高沟组泥质粉砂岩干湿循环损伤机制
为探究丹江口库区消落带滑床岩体的强度损伤特性,以区内典型白垩系上统高沟组泥质粉砂岩为研究对象,考虑干湿循环状态和受荷状态双重作用,提出了基于Weibull分布的白垩系上统高沟组泥质粉砂岩的统计损伤本构模型。基于干湿循环单轴试验进行了模型验证,揭示了干湿循环作用下滑床泥质粉砂岩强度损伤规律。结果表明:基于Weibull分布的白垩系上统高沟组泥质粉砂岩的统计损伤本构模型可以较好地反映干湿循环受荷过程中岩石应力-应变过程,相比于5次干湿循环的试样,线弹性阶段的试样在经历10次,15次,25次干湿循环后的弹性模量分别降低2.82%,15.76%,51.07%,峰值强度分别降低3.15%,48.04%,66.26%;5~ 10次干湿循环过程对试样微裂隙等缺陷的影响较小,总损伤变量分别仅为0.83%,0.88%;15~25次循环后,长石、黏土矿物会在水解、水力侵蚀、淋滤等作用下流失,总损伤变量增加显著,试样轴向应变为0.0017时即进入损伤加剧阶段;模型中受荷泥质粉砂岩无损状态假设,导致了理论计算的线弹性阶段(岩石压密)的进程偏长,理论峰值强度偏高;考虑15次干湿循环可对该区域粉砂岩影响较大,建议在该区域滑坡治理过程中,应优先强化地表和地下水截排水措施设置,避免滑床部位长期处于干湿交替环境。
高渗透率光伏配电网中电池储能系统综合运行控制策略
为解决配电网中高渗透率光伏及用电高峰负荷过重带来的电压越限问题,并在分时电价政策下通过低储高发获取经济收益以降低储能作为电压控制手段的成本,提出一种电池储能系统综合运行控制策略。该策略包括电压控制和套利运作两部分,其中电压控制部分以防止电压越限为目标,建立包括电池剩余寿命(TOU)、荷电状态(SOC)、电压灵敏度特性、电池动作费用等在内的评价矩阵,选择综合评价指标最大者进行控制,以提高电压控制效率;套利运作部分以保证电压安全为前提,结合用电峰谷电价,尽量减少电池动作对节点电压的影响,选择电压灵敏度因数及动作费用最小、电池状态最优者进行控制。该方法在实现削峰填谷,改善配网电压安全,提高储能安装用户收益的同时,兼顾电池储能系统的状态变化,实现了功率在各储能单元间的合理分配,提高了动作效率,均衡了各储能单元的使用率,延长了整个储能系统的使用寿命。最后通过算例分析验证了该控制方法的有效性。
特高压初期的电磁环网影响分析
针对我国电网将出现特高压/超高压电磁环网,甚至是特高压/超高压/高压多级电磁环网的情况,从功率转移和短路电流水平两方面论述了高低压电磁环网的危害.计算分析了2010年华北-华中特高压同步电网的多级电磁环网运行方式,指出该运行方式的存在使系统网络结构复杂,潮流分布不合理,短路电流水平增高,运行调度管理不便,易造成系统稳定破坏.综合考虑系统静态安全性、暂态稳定性和运行经济性,引入线路或变压器过负荷指标、母线电压越限指标、最大发电机功角差指标、短路电流水平指标以及系统网损指标,应用模糊综合评价程序对高低压电磁环网开环方案作出定量的评价.评价结果表明,应当及时解开500 kV/220 kV电磁环网,避免形成多级电磁环网,并适时解开1 000 kV/500 kV电磁环网.
不同施肥模式对越南油茶生长特性的影响
【目的】探究不同施肥模式对越南油茶生长特性的影响,为油茶园合理施肥及促进其产业健康发展提供参考依据。【方法】以6年生越南油茶林为试验对象,采用随机区组设计,设施用复合肥(M1处理)、复合肥搭配蚯蚓土(M2处理)、复合肥搭配蚯蚓土和生物肥(M3处理)、复合肥搭配缓释肥(M4处理)、复合肥搭配专用复合肥(M5处理)5个处理,以不施肥为对照(CK),试验结束时测定分析各处理的株高、地径、冠幅、新梢长度、叶面积和叶绿素SPAD值,果实成熟期测定单果重、鲜果皮厚度、果径、果高、单果籽粒数、鲜出籽率、鲜果出干籽率和鲜籽水含率等经济性状指标,并分析果实经济性状指标间的相关性。【结果】M1处理的越南油茶株高净增量为0.26 m,极显著高于CK和M2处理(P<0.01,下同);M4处理的越南油茶地径净增量为1.4 cm,较CK显著增加133.3%(P<0.05,下同);M5处理的越南油茶冠幅净增量为0.52 m,较CK极显著提高271.4%。在新梢和叶片生长方面,M4处理的越南油茶新梢净增量为17.1 cm,极显著大于其他处理;M5处理的越南油茶叶面积净增量为4.5 cm~2,与CK差异显著,与其余处理差异不显著(P>0.05);M5处理的越南油茶叶绿素SPAD值净增量为12.8,极显著高于其他处理。在果实经济性状方面,M4和M5处理的越南油茶果实单果重分别较CK提高12.4和19.8 g,鲜籽水含率分别较CK降低1.3%和3.7%,种仁油含率分别较CK提高34.5%和24.6%。相关分析结果表明,在不同施肥处理下,越南油茶的单果重与鲜果皮厚度、果径、果高和单果籽粒数呈极显著正相关,种仁油含率与鲜籽水含率呈极显著负相关,即影响越南油茶种仁油含率的主要指标为鲜籽水含率。【结论】复合肥30.0 g/株+缓释肥1000.0 g/株或复合肥30.0 g/株+专用复合肥34.0 g/株的施肥模式可有效实现越南油茶化肥减量增效,促进越南油茶株高、地径、冠幅、新梢、叶面积和叶绿素含量增长,改善其果实经济性状。
基于运行状态与功率特性引导的覆冰天气下风电机组功率预测
针对覆冰天气下风电机组功率预测精度不足的问题,提出一种基于运行状态与功率特性引导的覆冰天气下风电机组功率预测方法。针对覆冰天气下风电机组样本不平衡的问题,采用贝叶斯优化的改进轻量级梯度提升机模型对覆冰天气下的风电机组数据样本进行状态判别并建立运行状态特征标签;针对覆冰天气下非停机运行小样本的问题,构建基于功率特性引导的风电机组功率预测模型,降低功率预测模型对数据的依赖,提升在覆冰天气运行场景下的预测准确性。采用广西某风电场风电机组数据进行算例验证,结果表明,相较于典型预测方法,所提方法在覆冰天气下的预测性能显著提升。
基于相场法的深层干热岩储层水力压裂模拟研究
为认识深层干热岩储层水力裂缝起裂与扩展规律,基于相场法建立了流-固-热耦合裂缝扩展数值模型,分析了干热岩储层水力压裂裂缝扩展力学行为,研究了温度、排量及天然裂缝等因素对水力裂缝扩展的影响。结果表明,基于相场法建立的流-固-热耦合裂缝扩展数值模型判别准则简单,计算准确;干热岩储层水力压裂过程中,热应力呈现为拉应力,有助于增加裂缝开度,对裂缝扩展起辅助作用;压裂液与地层温度差越大,排量越大,热应力影响效果越显著。水力压裂裂缝遇到天然裂缝后会沟通并开启天然裂缝,再次起裂时受地应力与天然裂缝控制。研究结果可为深层干热岩储层水力压裂提供参考。
基于组合赋权法的云南典型山区风雹灾风险评价
以区域灾害系统理论为依据,从风雹致灾因子、乡镇孕灾环境、承灾体3方面选定9个指标开展对云南典型山区———彝良县的风雹灾风险评价。应用县域灾情统计资料、地形等自然数据、人口等社会经济数据,基于目标层、准则层、指标层构建多层次风险评价模型。采用耦合层次分析法和熵权法的组合赋权法确定各指标综合权重,定量分析风雹致灾因子危险性、乡镇孕灾环境暴露性、承灾体易损性的高低分布;据此得出风雹灾综合风险指数,并利用ArcGIS10.2软件绘制风险区划图。彝良县风雹灾风险分布较为分散。高风险区域面积占全县2/3,主要集中于中部地区,全县风雹灾总体风险程度高。
基于植被指数研究适宜河套灌区作物生长的地下水范围及阈值
【目的】探讨地下水埋深及矿化度对作物生长的影响,分析适宜作物生长的地下水埋深和地下水矿化度范围及阈值。【方法】以河套灌区解放闸灌域为研究对象,利用决策树分类法提取解放闸灌域的作物种植结构。采用克里金插值法对地下水埋深进行区域化插值,对同一深度地下水对应的NDVI求取平均值并绘制曲线图;利用采样点处地下水矿化度与其对应的NDVI绘制散点图,综合分析得出适宜河套灌区解放闸灌域作物生长的地下水埋深范围与矿化度阈值。【结果】①研究区内玉米在拔节期、抽穗期以及灌浆期内适宜生长的地下水埋深范围分别为1.2~1.7、 1.3~1.8 m和1.3~1.8 m;小麦在拔节期、抽穗期以及灌浆期内适宜生长的地下水埋深范围分别为1.1~1.6、1.1~1.6 m和1.2~1.7 m;适宜葵花现蕾期与灌浆期生长的地下水埋深范围分别为1.1~1.6 m和1.2~1.7 m。②研究区内适宜作物生长的地下水矿化度阈值为5.0 g/L;TDS≤3.0 g/L的地下水矿化度最适宜作物生长;3.0
不同退化梯度下大尤尔都斯高寒草原植物种群生态位特征
采用Levins生态位宽度指数(BLi)和Pianka生态位重叠指数(Qik),测定不同退化梯度下巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草原17种主要植物的生态位宽度及生态位重叠。结果表明,未退化阶段,优势种紫花针茅(Stipapurpurea)的生态位宽度较高,轻度退化与中度退化阶段其生态位宽度减小,重度退化阶段又上升,其它物种根据群落结构变化生态位宽度发生变化。在不同退化梯度下均出现生态位较窄的种群生态位重叠较大的现象,物种间生态位重叠的变化是由种间生态学特性差异与草地退化对种间关系影响共同造成的。研究显示,在巴音布鲁克大尤尔都斯高寒草原,过度放牧导致草地退化,物种生态位重叠总体相对较低。
启动磷肥配合追施硫酸铵的根际调控技术提高膜下滴灌棉花磷肥效率和产量
【目的】针对新疆膜下滴灌棉花生产中磷肥投入过量、利用效率低、成本高等问题,探讨通过调整磷肥施用时间和增施铵态氮肥来增强棉花根际土壤供磷强度,提高磷肥吸收量,降低磷肥损失率,实现棉花的增产增收和磷肥增效。【方法】新疆主要棉花产区石河子、昌吉和农十师一八四团磷肥投入高于衡量监控推荐施肥量的26%~111%,玛纳斯县北五岔和六户地磷肥投入超出2.32~2.92倍, 2020年在以上5个棉花生产区开展了田间对比试验。对照为各试验区棉花肥料习惯施用量和施用方法(CK),处理采用根际调控技术(RM)。RM技术根据目标产量确定磷肥用量,随出苗水滴施少量磷酸一铵与硫酸铵作为启动肥,在蕾期、花铃期集中滴施硫酸铵。棉花收获期,测定棉花产量及其构成因素,分析棉花养分吸收量、氮肥和磷肥偏生产力、磷肥盈余量,计算植棉效益。【结果】5个试验点RM处理和对照皮棉平均产量分别为3263 kg/hm~2和3292 kg/hm~2,二者之间无显著差异,均达到了高产水平。RM处理棉花产量构成要素、植株各器官生物量分配以及氮、磷含量与CK也均无显著差异,但RM处理的磷肥偏生产力较CK显著提高了81.3%,磷盈余量平均降低了74.9%,昌吉试验点由于不基施磷肥,RM处理的磷盈余仅为P 3.6 kg/hm~2。皮棉目标产量为3.1~3.5 t/hm~2时,RM处理氮肥平均减施了16.6%,磷肥减施了56.5%,氮磷肥料成本降低了40.7%,节省2082元/hm~2。5个试验点RM处理的棉花净收益平均比CK增加了1845元/hm~2。在肥料投入高的北五岔和六户地试验点,氮、磷肥成本分别降低3993、4464元/hm~2,净收益增加量分别达到2931、4367元/hm~2。【结论】在新疆主要植棉区采用根际调控技术,在确保棉花高产的同时,较习惯施肥技术减少了一半以上的磷肥投入,农田土壤磷输入输出基本平衡,植棉效益大幅增加,是新疆棉花施肥管理的良好措施。
大豆新品种“吉农46”选育报告
大豆新品种“吉农46”是吉林农业大学2002年以“吉农15”为母本、“九农22”为父本,经品种间有性杂交,采用系谱法多年系统选育而成。2013—2014年参加吉林省中晚熟组大豆品种区域试验,平均产量2 870.4 kg/hm~2,比对照“吉育72”平均增产4.3%。2015年参加吉林省大豆品种生产试验,平均产量3 287.4 kg/hm~2,比对照“吉育72”增产11.0%。子粒粗蛋白质含量37.33%,粗脂肪含量21.20%。该品种于2016年1月通过吉林省农作物品种审定委员会审定。其突出特点是高产、抗病性强,适应性广,适于吉林省的四平、长春、吉林、通化、辽源、松原等中晚熟区种植。
中国三江源地区降水研究的进展与展望
三江源地区位于中国青藏高原腹地,被誉为"中华水塔"。该地区降水和空中云水资源的分布及变化对中国淡水资源的影响至关重要,且影响着三江源地区及下游的生态系统。本文回顾和总结了近几十年来三江源地区降水和空中云水资源的空间分布及时间演变特征、降水的影响机制以及未来降水趋势预测方面的研究成果,并给出了进一步研究展望。
基于降水Z指数的朝鲜降水及旱涝时空特征
利用TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)3B43月降水数据,并结合降水Z指数,研究朝鲜1998—2018年的降水和旱涝时空格局。结果表明:TRMM与站点观测降水数据有显著的相关性。朝鲜降水季节性特征明显,57.29%的降水集中在夏季,空间上自东北部沿海岸线向东南递增。朝鲜的区域综合旱涝等级基本处于正常状态,偏旱和偏涝发生的频率最高,其次是大旱和大涝,极旱和极涝发生的频率最低,夏季和冬季干旱发生最为频繁,而洪涝在秋季频发。朝鲜北部发生旱涝事件的频率明显高于南部,咸镜山脉和盖马高原是旱涝的多发地区,温泉平原则最不易受到旱涝影响。春季、夏季和秋季均呈现洪涝强度增强的趋势。夏季洪涝强度加剧的趋势明显,中北部地区通过95%的显著性检验。
容县压实花岗岩残积土的力学性质与微结构特性研究
选取广西容县花岗岩残积土为研究对象,取击实曲线上3个不同含水率对应的压实样(最佳含水率及干侧、湿侧,后两者对应的干密度相同)分别进行了直剪试验、扫描电镜观测(SEM)和压汞试验(MIP),并从微观特征解释其力学性能的差异。结果表明: (1)花岗岩残积土在3种压实状态下具有相同应力-应变曲线形状,无明显峰值,抗剪强度在最佳状态时的最高,湿侧状态抗剪强度与干侧状态相近,3种状态下内摩擦角值差别较小,但黏聚力在最佳状态时最大,干侧和湿侧状态较最佳状态分别下降66.4%和43.1%; (2)花岗岩残积土在湿侧状态下普遍形成团聚体,团聚体之间呈架空结构,累积孔隙体积最大,为明显的双峰分布孔隙特征;在最佳状态下组构最密,高岭石片定向性排列;在干侧状态下高岭石片呈片架结构,累积孔隙体积最小;随着含水率的降低,土样双峰孔隙特征逐渐变得不明显; (3)花岗岩残积土在不同状态时的微观特性较好地解释其力学性质的差异。
考虑储能动态效率的风储微网三阶段协调优化
风储微电网的协调优化对于风电消纳、微网收益最大化以及配电网的安全稳定运行意义重大。采用基于希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)的分频预测法预测风电功率,基于三阶段现货市场交易,以风储微网经济效益最大为目标,并考虑储能的动态工作效率特性,进行风储微网的协调优化。算例研究表明,储能系统能有效提高风电收益,而考虑储能的动态效率特性比储能静态效率模型更有利于微网的经济收益;且储能系统初始荷电状态的设定对微网的经济效益有较大影响;而包含日内市场的三阶段结算市场则能有效降低微网所需的平衡电费,并减少弃风量。
改进作物水分亏缺指数用于东北地区春玉米干旱灾变监测
为建立东北地区春玉米干旱灾变过程动态监测方法体系,跟踪反馈干旱时空特征和发展趋势,该文在采用作物水分亏缺指数CWDI(crop water deficit index)作为干旱监测指标的基础上,针对分区域和特定生育期内传统作物系数(Kc)值的固定化设置现状,首先采用分段函数对作物系数(Kc)进行逐日估算,进而计算逐日CWDI;其次对干旱等级的临界阈值进行逐日估算,构建随春玉米发育进程变化的干旱等级动态划分标准。在此,该文以东北地区2018年春玉米干旱为例,基于逐日平均温度、最高温度、最低温度、降水、气压、风速、日照时数、相对湿度以及春玉米关键生育期数据等,分别计算了逐日和8 d合成的CWDI与改进CWDI,通过地面干旱调查数据对二者的监测结果进行检验,对其监测精度和空间连续性进行了比较和分析;利用改进CWDI对东北地区2018年春玉米干旱灾变过程进行动态监测,揭示了其时空特征及演变趋势。结果表明:1)基于改进CWDI的春玉米干旱监测结果与地面调查结果具有较高吻合度,整体判对率达到了75.7%,比CWDI监测的干旱判对率提高了8.1%;CWDI监测的干旱程度在不同行政区域交界处出现了明显突兀的变化,而改进CWDI则表现出良好的空间连续性,适用于春玉米干旱灾变过程动态监测之目的。2)2018年东北地区主要发生5月的春旱和7月下旬到8月中旬的伏旱,春旱从吉林西部开始发生并向西南方向不断扩展,消退方向与发展方向保持一致。伏旱从内蒙古东部、辽宁西部等地区向东部不断发展,之后由东、西两侧向中部不断消退。并且在玉米整个生育期内,均有一定程度的干旱发生。3)改进CWDI可以很好的反映出2018年5月22日前后大范围降水过程所引起的春旱面积减小、程度降低的过程,对降水因子敏感,可以实时表征逐日尺度降水增多引起的干旱强度变化。
密度与氮肥对机采棉生长特性及产量的影响
[目的]随着拾花劳动力紧缺以及拾花价格上涨,棉花机械采收已成为主要的棉花采收方式,研究机采棉种植模式下种植密度和施氮量对棉花生长特性及产量的影响十分必要。[方法]以'新陆中54号'为供试品种,采用裂区试验设计,主区为18和24万株·hm~(-2) 2个种植密度,副区为0、170、320、470 kg·hm~(-2) 4个施氮量。[结果]当种植密度为24万株·hm~(-2)、施氮量320 kg·hm~(-2)时,增产率和氮肥农学利用率最高,分别为33.64%和6.38 kg·kg~(-1),与最高产量差异不显著。在相同种植密度下,随着施氮量的增加,株高、倒3叶宽、真叶数、果枝数、茎粗、主茎日增长量和群体干物质积累量均增加;在相同施氮量条件下,随着种植密度的增加以上性状呈降低的趋势。增施氮肥及增加种植密度均会延长生育期。在种植密度为18万株·hm~(-2)时,叶面积指数、单株结铃数、单铃质量、衣分、籽棉产量均随着施氮量的增加而增加,而在24万株·hm~(-2)密度条件下表现为先增后减的趋势。农艺性状与产量构成因素呈正相关关系。增产率及氮肥农学利用率均随施氮量的增加先增后减,随种植密度的增加呈增加的趋势。[结论]南疆阿克苏地区棉花种植密度24万株·hm~(-2)、施氮量320 kg·hm~(-2)较为理想,增产率和氮肥农学利用率最高,产量较高,农艺性状符合机采的标准。
2020年9—10月国内生产安全事故统计分析
统计了2020年9—10月国内发生的各种生产安全事故73起,其中包括交通事故、矿业事故、爆炸事故、火灾、毒物泄漏与中毒和其他事故。统计表明,在73起事故中,交通事故占39.73%,矿业事故占4.11%,爆炸事故占12.33%,火灾占12.33%,毒物泄漏与中毒占4.11%,其他事故占27.40%。73起事故共死亡227人。死亡人数的百分比分别为交通事故48.11%,矿业事故占9.25%,爆炸事故占7.49%,火灾占11.01%,毒物泄漏与中毒占3.96%,其他事故占20.26%。2020年9—10月生产安全事故发生较多的5个省分别为四川(7起)、山西(7起)、河南(6起)、广东(6起)和山东(5起);死亡人数较多的5个省和直辖市分别为山西(27人)、河南(23人)、吉林(20人)、重庆(19人)和湖北(14人)。
施氮和覆膜对陕北地区玉米生长及氮素转运的影响
为探究覆膜与施氮量对陕北地区玉米生长特性及氮素转运的影响,以‘郑单958'玉米为供试材料,共设置11个处理,种植模式分为露地种植(M_0)和覆膜(M_1),施氮量分别为80(N_1)、120(N_2)、160(N_3)、200(N_4)、240(N_5)kg/hm~2,以露地种植下不施氮作为对照组,测定玉米生长、产量、氮素转运及氮肥利用效率。结果表明,覆膜与施氮量对大田玉米株高、茎粗、叶面积指数有显著影响,且随着生育期推进,玉米各生长指标均呈快速升高直至平缓的趋势,二者互作效应对株高具有极显著影响;覆膜和施氮对玉米产量具有极显著影响,覆膜显著提高玉米产量,随着施氮量的增加,玉米产量呈现先增后降的趋势,M_0和M_1模式分别在N_3和N_2水平下达到高产,为12 469.02和13 181.66 kg/hm~2。随施氮量增加,各营养器官氮素积累量均表现出先增后减的趋势,成熟期各器官氮素积累由高到低为籽粒>叶>茎;玉米营养器官氮素转运量呈先降后增的趋势,施氮量和覆膜均显著影响玉米氮素转运效率,氮素吸收效率呈显著下降趋势;覆膜显著提高氮肥利用率、氮肥偏生产力及氮肥农学利用率,随着施氮量的增加,氮肥利用率、氮肥偏生产力及氮肥农学利用率均显著降低,而肥料产量贡献率先增后降。通过主成分综合评价,M_1N_3处理得分最高,因此推荐覆膜条件下施氮量160 kg/hm~2作为陕北地区玉米较优的栽培模式。
金花菜与燕麦间作对牧草产量与品质的影响
为探索江淮地区最佳的人工牧草种植模式,设置5种不同牧草间作播种比例研究金花菜与燕麦间作对牧草产量与品质的影响,并采用灰色关联度分析研究金花菜和燕麦间作中农艺性状与产量的关系。结果表明,金花菜与燕麦间作各农艺性状与牧草产量的关联度顺序为:燕麦株高>金花菜株高>燕麦旗叶长>金花菜叶长>燕麦茎叶比>金花菜分枝数。金花菜播种比例高的间作处理与燕麦单播处理相比,其所获燕麦的产量及品质明显改善。与金花菜单播模式相比,金花菜播种比例高的间作处理对金花菜牧草品质影响不大,而在燕麦播种比例高或播种比例相等的处理中,金花菜株高下降明显,粗蛋白含量下降至11.60%~14.56%,相对饲用价值下降至151.74~155.15。在各处理中,金花菜与燕麦间作比例为2∶1的处理干草产量与饲用价值最高,总干草产量达2177.42g/m~2,与燕麦单播相比增加了28%,土地当量比为1.80;燕麦与金花菜粗蛋白含量分别为14.28%、26.29%,相对饲用价值分别为172.61、151.03;这个间作模式为江淮地区最佳的人工牧草种植模式。
计及氢储能-制氨-碳捕集的综合能源系统低碳优化调度
针对高风光渗透率的综合能源系统存在的弃能及备用压力问题,考虑氢能单元、碳捕集和制氨装置联合运行,提出了一种含氢能、氨能与碳捕集的综合能源系统低碳优化调度方法,以提升系统的风光消纳能力和运行灵活性。一方面,提出了综合能源系统的运行框架,分析了氢能单元、制氨装置和火电机组掺氨燃烧以及碳捕集装置参与消纳风光的灵活经济运行策略,并进行了机理分析与建模;另一方面,为了缓解系统备用压力,建立了氢能单元-碳捕集-火电协同备用优化模型,挖掘氢能单元与碳捕集装置的备用能力,进而以总运行成本最小为目标,建立了综合能源系统的低碳经济调度模型。基于改进的IEEE 39节点系统进行仿真分析,结果验证了所提调度方法的有效性和可行性。
UHVDC系统换相失败故障过程分析及运行参数影响研究
受端交流系统故障是诱发特高压直流系统换相失败的主要原因,严重影响电网安全。为充分明晰交流系统故障下特高压直流系统换相失败期间阀组换相过程和控制响应,通过故障过程的电磁暂态仿真,基于换相面积理论对比阀组实际关断面积和最小关断面积,分析换相失败的主要原因。对运行参数与换相失败和故障恢复的灵敏度展开研究,发现低压限流环节参数和逆变侧控制的比例系数、积分系数对换相失败和故障恢复过程有明显影响,可以在控制系统优化时重点考虑。该研究可为特高压直流换流站换相失败故障分析及稳定运行提供参考。
气候变化对东北地区粮食生产的影响及对策响应
东北地区粮食生产是国家粮食安全战略的重要保障,近年来受气候变化等因素的影响,东北地区粮食生产的不稳定性与风险性加大,积极响应气候变化对粮食生产的影响已成为稳定东北地区粮食生产的内在要求。本研究从东北地区气候变化特征出发,对主要粮食作物的生长发育、产量、种植制度与布局、粮食生产潜力等方面综合分析气候变化对东北地区粮食生产的影响。结果表明:①东北地区日照时数明显减少,降水量呈下降态势,气温显著升高。②东北地区旱涝灾害发生频率增加,病虫灾害累计发生面积增大,低温冷害事件明显减少。③气候变化改变东北地区主要粮食作物的生长发育,促进种植界限北移东扩,粮食生产潜力有明显提升但存在区域差异性,总体而言,气候变化有利于东北地区粮食生产。针对气候变化对东北地区粮食生产的综合影响,基于粮食产前、产中、产后视角,提出适应气候变化稳定东北地区粮食生产的响应策略,对于保障东北地区粮食安全具有重要意义。
木质素纤维改良膨胀土的冻融特性及微观机理
高寒区复杂环境场是渠基膨胀土劣化的主要原因,渠基膨胀土改良是保障渠系工程安全运行的重要手段。为探索冻融循环下膨胀土的纤维改良效果,以北疆某引调水工程为背景,开展木质素纤维改良膨胀土的系列室内试验,探明冻融循环下改良膨胀土的体变特性、抗压强度特性、抗拉强度特性及其作用机理。结果表明:相较于未改良试样,冻融循环下改良试样的体积变化率减小了24%~37%;在15次冻融循环后,未改良试样抗剪强度衰减率在42.2%以上,而改良试样抗剪强度衰减率则显著低于29.1%;反复冻融作用并未显著影响试样的压应力-应变关系曲线特征,而是造成试样拉应力-应变关系由"线弹性增长-强化-软化"特征发展为"线弹性增长-软化"特征;木质素纤维的掺入可以有效改善冻融循环下膨胀土的体变特性、抗剪强度特性、抗压强度特性、抗拉强度特性,且当掺量和长度分别为2%和1 mm时,木质素纤维改良膨胀土冻融特性的作用效果最为显著。同时,冻融循环下改良试样内部结构损伤程度显著低于未改良试样,原因在于木质素纤维的存在限制了冻融循环下土颗粒间的错动、重分布,在一定程度上保证了膨胀土内部结构完整性。该研究为木质素改良膨胀土提供参考。
四川盆地涪陵页岩气田3种典型页岩气保存类型
四川盆地涪陵页岩气田页岩原生品质平面差异性小,但开发井的产气量却差异较大,有分析认为这是页岩气保存条件平面差异变化所致。为了定量评价该区页岩气的保存条件,以构造精细解释成果为基础,综合地质、测井、气井测试等资料,对该页岩气田构造受力强弱、构造形态、断裂发育程度等构造特征进行了综合分析和构造类型划分;结合页岩气单井测试产量,从宏观—微观两个方面对影响该区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩气保存条件的主要指标进行了研究,并据所确定的评价指标划分了页岩气保存类型。结果表明:①该页岩气田构造类型可划分为稳定型、弱变形型和复杂型3种;②优选构造形态、裂缝特征、顶底板条件、地层压力、孔隙度、孔径大小等6项参数作为该区页岩气保存条件的评价指标;③构造形态平缓、远离边界主控断裂是页岩气得以保存的基础,顶底板有效的隔挡封闭条件可显著降低构造改造对气藏的破坏作用,超压环境、孔隙度和孔径大小是保存条件的综合表象;④ 3种构造类型分别对应于3种典型的页岩气保存类型,其中构造稳定型为最有利的保存类型。
不同盐碱胁迫条件下PAM施用深度对藜麦生长及产量的影响
以'陇藜4号'为试验材料,采用根管土柱栽培的方式,研究了不同程度盐碱胁迫(S1:轻度盐碱胁迫; S2:中度盐碱胁迫;S3:重度盐碱胁迫)条件下土壤调理剂PAM施用深度(PAM_(0-10):距地表0 ~ 10 cm;PAM_(10-20):距地表10~ 20 cm;PAM_(20-30):距地表20~ 30 cm;PAM_(0-30):距地表0~ 30 cm)对藜麦根系生长、叶片渗透调节物质含量、植株生物量及产量的影响。结果表明:在PAM施用深度为0~ 10 cm时,轻度盐胁迫处理藜麦的根长、生物量及产量指标较对照组(S0:不加入盐碱和PAM)分别高出35.71%、15.48%和4.60%,表明藜麦具有较强的耐盐能力。当盐碱胁迫增加到一定程度(S2和S3处理)时,藜麦的形态指标有显著下降趋势,与对照组处理相比重度盐胁迫藜麦的根长、生物量下降幅度最大,平均分别下降了53.72%和62.99%,但在同等重度盐碱胁迫程度时,PAM_(0-10)处理能够缓解盐碱对藜麦生长产生的胁迫作用,与对照组相比藜麦的根长和生物量分别降低了39.31%和45.42%。综合各项指标,盐碱胁迫条件下不同PAM施用方式对藜麦各生长指标的影响均表现为表层集中施用(PAM_(0-10) )处理的效果最佳(P< 0.05)。隶属函数分析显示,不同处理对藜麦生长的缓解程度表现为:S1 >S2 >S3,PAM_(0-10) > PAM_(0-30) > PAM_(10-20) > PAM_(20-30),说明在实际栽培过程中采用表层(0~ 10 cm)集中施用PAM的方式对盐碱胁迫下藜麦生长的缓解效果最为明显。
多簧片结构的磁保持继电器多物理场刚柔耦合仿真模型建立和实验分析
多簧片结构的磁保持继电器衔铁转动引起的触点碰撞、弹跳现象使运动过程复杂,静、动态特性理论分析和仿真模型建立困难。以某型号多簧片结构的磁保持继电器为研究对象,理论分析结构拓扑及工作机理,考虑触点间切入深度,引入狄拉克函数和赫维赛德函数,解决簧片受力分散及触点由于碰撞、弹跳引起的作用力不连续问题;将簧片等效为悬臂梁,基于欧拉-伯努利梁理论建立触簧系统三簧片分段耦合动力学模型。利用Ansys Maxwell引入基于误差的自适应网格划分方法求解电磁机构静态特性;考虑触簧系统簧片运动变形效应,通过ADAMS基于模态理论,构建刚柔耦合动力学仿真模型。基于分段动力学思想,搭建电-磁-机械运动多物理场刚柔耦合仿真模型。利用高速摄像机、电流探头等设计磁保持继电器实验方案,搭建实验平台,测试并分析磁保持继电器触点吸合运动时间、触点压力、弹跳时间、线圈电流,并分析人工装配簧片引起触点压力不同使继电器动作过程存在的不一致性问题,验证该文所提多簧片结构的磁保持继电器特性分段耦合分析方法和多物理场刚柔耦合仿真模型的有效性。
粤北南岭典型林分旱雨季冠层降水化学变化
全球气候变化背景下,降水时空分布不均导致季节性干旱形势愈发严峻。为探讨旱雨季时期亚热带典型林分冠层对降水化学的分配和淋溶特征,以南岭针阔混交林和常绿阔叶林为研究对象,对大气降水、穿透水和树干茎流pH、TN、TP、NH_4~_ -N、NO_3~- -N、Cu、Cd、Pb和Cr~(6+)质量浓度进行测定及分析。结果表明:1)旱季大气降水呈酸性,经常绿阔叶林冠层后pH值为6.82,降水酸性得到缓冲。2)大气降水化学输入主要以氮磷养分为主,重金属输入量仅占1.19% ~1.44%;雨季大气降水化学输入总量高于旱季,雨季为4 198.4 g/ hm~2,旱季为3 251.5 g/ hm~2 。3)旱季常绿阔叶林冠层中和作用优于其他2种林分,旱季3种林分穿透水和树干茎流中化学物质浓度多高于雨季,旱季3种林分冠层对降水化学成分表现为淋溶作用,雨季仅有针阔混交林(含竹)冠层对降水化学淋溶作用明显。4) Cu在冠层降水中的淋溶程度极高,净淋溶沉积比介于1.22 ~16.4之间,可能是致使水体污染的重要指标。
间伐保留密度和套种对杉木中龄林材种结构的影响
密度调控是杉木大径材培育的关键环节,为研究杉木中龄林大径材近自然培育的合理间伐保留密度,在福建省顺昌埔上国有林场11年生杉木人工林进行间伐后套种木荷、观光木、火力楠和楠木4种阔叶树试验,分析间伐对杉木中龄林生长和材种结构以及对阔叶树生长的影响。试验设置间伐保留密度为900、1 200、1 875株·hm~(-2)(不间伐),每个处理3个重复,共9块样地,间伐后全部套种4种阔叶树。2017-2020年连年生长调查结果表明,随着间伐保留密度的增加,杉木平均胸径、平均树高、平均单株材积及其增量、中径材出材率、大径材出材率都明显下降,林分蓄积量、小径材出材量和出材率、中径材出材量明显上升;4种套种阔叶树的平均树高和平均地径随着间伐保留密度的增加而减小。总体上,间伐保留密度为1 875株·hm~(-2)时适宜培育杉木小径材和中径材,能够获得较高的林分蓄积量;在900株·hm~(-2)时适宜于近自然经营下杉木中龄林大径材培育。
基于电气转矩法的VSC-HVDC系统直流电压振荡稳定性评估
文章采用电气转矩法分析了VSC-HVDC系统的直流电压振荡稳定性。首先,基于电压源型换流器的平均值模型,分别研究了基于功率控制的换流器及基于电压控制的换流器的动态响应特征以得到适用于电气转矩法的并网换流器模型。基于提出的评估模型,建立了双端VSC-HVDC系统的Phillips-Heffron模型并推导出系统的阻尼系数和同步系数。经典电气转矩法指出:电力系统稳定性与系统阻尼系数高度相关。因此,基于电气转矩法推导出的稳定条件揭示了系统直流电压振荡失稳机理,量化了直流网络动态及换流器控制动态对直流电压振荡稳定性的影响。当由基于电压控制的换流器及直流网络提供的正阻尼无法抵消由基于功率控制的换流器产生的负阻尼时,系统直流电压振荡稳定性将无法得到保证。此外,合理设置电压控制器的比例增益能够使系统获得足够的稳定裕度。最后,通过仿真验证了电气转矩法在分析VSC-HVDC系统直流电压振荡稳定性问题时的可行性及所得稳定条件的正确性。
耕作方式对三江平原玉米土壤结构及产量的影响
为研究土壤结构和水分利用对玉米产量的影响,于2018 ~ 2019年在黑龙江省云山农场设置常规旋耕(RT)、隔行深松(GS)、深松(ST)、浅翻(CT)、深翻(SF)5种耕作方式,分析比较不同耕作方式对三江平原土壤水稳性团聚体和有机碳含量与产量、水分利用率的影响。结果表明:与旋耕相比,在0 ~ 20 cm土层,深松处理显著增加了大于0.25 mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))、大于0.25 mm团聚体有机碳含量和贡献率(I_(SOC_(0.25)))、总有机碳含量,并且增加0 ~ 30 cm土层团聚体平均重量直径;而深翻处理增加了20 ~ 30 cm土层R_(0.25)、I_(SOC_(0.25))、土壤有机碳含量。相对于旋耕处理,深松处理效果最理想,两年中产量和水分利用率分别增加9.64%、12.11%和8.44%、10.50%。综合分析,深松处理有利于土壤结构改善,增加土壤有机碳含量及其贡献率,提高产量和水分利用率,是该地区比较理想的耕作方式。
基于主成分分析综合评价白糖罂荔枝果实品质
【目的】探究广东茂名区域主栽荔枝品种白糖罂的营养成分特征,选择适合白糖罂外观和内质的评价指标,为白糖罂的风味品质评价提供参考。【方法】采用品质指标变异系数分析、相关性分析、主成分分析等方法,对2020— 2021年度来自茂名28份白糖罂样品的20项品质性状指标进行综合评价。【结果】白糖罂果实的可溶性固形物含量、平均单果质量、可食率、部分可溶性糖含量等6项指标的变异系数较小,为3.74%~10.29%;其余14项指标变异系数较大,为12.81%~81.63%。可滴定酸含量、固酸比、甜度、抗坏血酸、可溶性糖含量等品质指标间存在极显著或显著相关性。滋味物质贡献值结果显示,蔗糖可显著影响茂名白糖罂的甜味,苹果酸和抗坏血酸显著影响其酸味。利用主成分分析得到贡献率较高的4个主成分,累积方差贡献率为85.226%,4个主成分分别反映了果实总糖、酸度、还原糖和果实总有机酸含量因子。利用逐步回归方法,建立了茂名白糖罂荔枝果实品质评价预测模型,包括4个有效指标,其中系数大于1的为苹果酸含量和甜度。【结论】可滴定酸、苹果酸、抗坏血酸含量和甜度等品质指标是评价茂名白糖罂果实品质的重要因子,研究结果可为育种者选择亲本提供参考,也将为深入探究白糖罂果实内营养物质代谢机制等提供科学依据。
鄂尔多斯盆地延安地区山西组泥页岩孔隙表征
以鄂尔多斯盆地延安地区上古生界二叠系山西组泥页岩储层为研究对象,通过核磁共振、扫描电镜、高压压汞、氮气吸附以及二氧化碳吸附等实验,对泥页岩储层进行了详细的全孔隙表征。研究区山西组主要发育粒间孔、粒内孔、裂缝及有机质孔四类孔隙类型,以粒内孔和有机质孔居多。核磁共振T_2谱曲线多以单峰分布,离心后曲线几乎无变化,说明样品中含有较多的纳米级孔隙,并且连通性较差。高压压汞、氮气吸附、二氧化碳吸附实验表明,孔隙体积以中孔和宏孔为主,二者占孔总体积的85%左右,微孔仅占总孔体积的15%;而比表面积主要由微孔和中孔提供,微孔占总比表面积的51.94%,中孔占47.98%,二者占总比表面积的99%以上,宏孔可以忽略不计;样品孔隙形态以两端开孔或狭缝型的平行板孔为主。
基于马尔可夫转换场与多头注意力机制的电能质量扰动分类方法
新型电力系统中的电能质量扰动愈加复杂,为提升电能质量复杂扰动分类准确率并增强算法的噪声鲁棒性,提出了一种基于马尔可夫转换场与多头注意力机制的电能质量扰动分类方法。首先,利用马尔可夫转换场对电能质量扰动时序数据进行模态变换,得到图像模态数据;然后,将图像模态数据输入卷积神经网络进行特征提取;最后,利用多头注意力机制着重关注卷积神经网络提取特征的重要部分并进行扰动分类。与常规的图像模态转换方法相比,该方法具有更好的扰动分类效果与抗噪声能力。
抑制共振机理低频振荡的PSS设计方法
电力系统稳定器(PSS)是抑制低频振荡最常用的方法,但安装了基于负阻尼机理设计的PSS后仍然可能发生共振机理低频振荡。推导了共振机理低频振荡幅值的数学表达式,并对振荡模式的共振特性进行分析。据此提出了抑制共振机理低频振荡的PSS设计方法。本方法设计的目标函数不仅考虑PSS的相位补偿特性,同时考虑了其幅频特性,能够更好地补偿振荡频率处所需相位并调整PSS提供的增益。此外根据不同振荡模式的共振特性计算得到不同的权重系数,保证了对系统危害更大的振荡模式能被更好地抑制。最后采用粒子群优化算法求得最佳的PSS参数。四机两区域系统中的仿真结果表明,相比传统的基于负阻尼机理设计的PSS,所提方法设计的PSS能够更加均衡有效地抑制共振机理低频振荡,同时不影响其原有的对负阻尼低频振荡的抑制效果。
邯郸市冬季大气PM_(2.5)中金属元素空间污染特征及生态风险评价
为研究邯郸市大气细颗粒物(PM_(2.5))中金属元素的污染特征,选取城区4个功能区(工业区、工业生活区、教学区和交通区)分别布设采样点位,采集2017年冬季PM_(2.5)样品。采用电感耦合等离子体质谱仪分析样品中11种金属元素(V、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Cu、As、Cd、Ba和Bi)的含量,对其空间污染特征进行比较,并运用主成分分析、聚类分析和绝对主成分得分-多元线性回归模型对金属元素的来源及其贡献率进行模拟计算,对Cr、Ni、Cu、As和Cd的潜在生态风险进行评估。研究结果表明,邯郸市冬季PM_(2.5)污染较为严重,4个功能区的PM_(2.5)日均值远超《环境空气质量标准》(GB 3095— 2012)二级标准限值。对金属元素含量的分析表明,教学区大气PM_(2.5)中金属元素质量浓度的总和相对较低,尤其是Fe、Cr、Cd、Mn和Cu的含量均低于其他3个功能区,但是As的含量较高。富集因子计算结果显示,V、Co和Ba在邯郸市的富集系数小、污染程度低,其余金属元素尤其是As、Fe、Cd和Bi的富集系数大、污染程度高。对研究区大气PM_(2.5)金属元素的来源进行解析发现,金属元素的主要来源包括工业生产、自然源、化石燃料的燃烧及交通运输活动。其中,Cr、Mn、Fe、Cu、Cd和Ba主要来自工业活动,V、Co和Bi的主要来源是自然源,Ni和As主要来自化石燃料的燃烧及交通运输活动。潜在生态风险评估发现,邯郸市4个功能区金属元素的总生态风险指数均较高,尤其是As和Cd在各个功能区的潜在生态风险程度为极强,但Cr和Ni的潜在生态风险程度较低。
基于斜坡单元与随机森林模型的元阳县崩滑地质灾害易发性评价
针对基于栅格单元与定性定量方法模型在地质灾害易发性评价中存在模型预测精度低且使用较为频繁的不足与弊端,采用斜坡单元与机器学习方法之一的随机森林模型相结合开展元阳县崩滑地质灾害易发性评价。在ArcGIS中,利用曲率分水岭法划分出7 851个斜坡单元。经过大量统计研究与地质环境条件分析,选取工程地质岩组、地貌类型、高程、坡度、坡向、曲率、起伏度、河流距离、断层距离等9个因子作为评价指标,并通过SPSS软件,将9个评价指标与灾点发育特征的关系进行数据分析,得出各评价指标权重。在SPSS中,采用随机森林模型,建立易发性评价模型,将元阳县崩滑地质灾害易发性划分为低、中、高、极高4类,所占面积分别为410.06 km~2、470.21 km~2、550.02 km~2和776.87 km~2,分别占元阳县面积的18.58%、21.30%、24.92%和35.20%。经与详查结果对比,评价结果与实际高度吻合。利用ROC曲线得出区划结果精度AUC值为92.7%,区划结果相当好。研究显示,元阳县中部和西南两个部分地质灾害集中,易发性极高。
聚乙烯亚胺改性稻壳的制备及吸附性能研究
稻壳是稻谷脱壳后的副产物,是一种产量巨大的农业废弃物资源。但是,目前这种可再生资源并没有得到高效利用,从而造成了自然资源的极大浪费。因此,利用价格低廉的稻壳制备具有高附加值的高效吸附材料,有着不容小觑的实际意义。该文以稻壳为原料,通过简单的交联反应将聚乙烯亚胺成功接枝到稻壳表面,制备了一种对Cr(Ⅵ)具有良好吸附性能的生物质吸附剂。研究结果表明,改性稻壳吸附Cr(Ⅵ)的最佳条件为:温度60 ℃,pH=2。在最佳吸附条件下,改性稻壳对Cr(Ⅵ)的最大吸附量达到113.76 mg/g。吸附等模型和吸附动力学的拟合结果表明,改性稻壳对Cr(Ⅵ)的吸附较好地符合准二级动力学模型和Freundlich等温模型,吸附过程以多层化学吸附为主。改性稻壳吸附Cr(Ⅵ)的热力学参数显示吸附Cr(Ⅵ)的过程中ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0。结果表明,改性稻壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程是自发进行、吸热且熵增的过程。此外,XPS分析表明吸附过程中有部分Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ)。经过4次循环吸附后,改性稻壳的吸附活性仍然较高,对Cr(Ⅵ)的去除率仍可达到69.08%。
基于能值-生态足迹的贵州高原典型喀斯特区域水资源可持续评价研究
【目的】深入剖析喀斯特地区水资源利用问题,从自然资源供应与需求关系辨析水资源利用状况,以期为喀斯特地区水资源高效开发利用与可持续发展提供科学依据和有益参考。【方法】生态足迹模型是生态经济学中测量人类社会资源消耗的经典方法,基于能量流的能值生态足迹模型是该领域研究的最新成果。本研究选取贵州高原典型喀斯特区域—南明河流域为研究对象,基于2010—2020年南明河流域的用水量、供水量等数据,运用能值水资源生态足迹模型系统地分析了南明河流域2010—2020年的水生态足迹、水生态承载力、水生态赤字和生态压力等变化情况。【结果】①2010—2020年,南明河流域水资源能值生态足迹年均值为1.080 hm~2/人,水资源能值生态承载力年均值为0.562 hm~2/人,水资源生态赤字明显,但整体呈逐年下降趋势;②南明河流域水资源生态压力指数年均值达2.004,处于亚安全状态,生态系统承受压力在较安全范围;③2010—2020年,南明河流域水资源生态经济协调指数年均值为1.345,接近最佳协调状态(1.414),水资源经济协调性整体较好。【结论】总体来看,南明河流域人均能值生态足迹、万元GDP和生态赤字呈逐年下降趋势,生态承载力、生态压力和生态经济协调指数呈现上下波动态势,水资源利用整体向好的方面发展。
太行山地形影响下的极端短时强降水分析
2015年8月2日午夜和2011年8月9日前半夜,在两种不同天气系统背景下太行山东麓都出现了小时雨量超过50 mm的极端短时强降水天气,两次过程都是雷暴先在太行山区触发加强,经过下山2 h先后在丘陵站平山和山前平原站石家庄市区产生极端短时强降水。利用常规探测资料、地面加密观测资料、石家庄SA多普勒天气雷达资料,对不同天气系统背景下太行山特殊地形影响的极端短时强降水成因进行分析。结果表明:偏东气流被南北向的太行山地形强迫抬升,且与下山雷暴出流形成中尺度辐合线触发新的雷暴,雷达回波呈现后向传播特征和列车效应造成局地极端短时强降水。太行山地形通过增强辐合上升运动、增大垂直风切变使雷暴下山加强。不同天气系统强迫下,太行山特殊地形对雷暴发展作用不同。在偏西气流引导下,暖区极端短时强降水由阵风锋触发,具有突发性、降水时间短、伴随风力大的特点,下山雷暴出流加快且与山前偏东风的辐合加强,陆续在丘陵区和山前平原触发对流与下山雷暴合并加强造成极端短时强降水;而在东北气流引导下,回流冷锋和阵风锋共同触发的极端短时强降水具有持续时间较长、降雨总量较大、伴随风力较小的特点,太行山东坡对东北冷湿回流有阻挡积聚作用,东北偏北来的雷暴出流边界西端在迎风坡上强迫抬升使雷暴触发并加强,东北气流遇山后发生气旋性偏转使雷暴出流转向东南下山,与平原的偏东风辐合加强,造成丘陵区和山前平原的总降雨时间更长、降雨总量更大。
小叶杨叶片光合特性与解剖结构对干旱及复水的响应
干旱是三北地区杨树人工林生产力低甚至死亡的重要原因,但干旱及复水下杨树的生理生态响应与适应机制尚不清楚。以北方乡土树种小叶杨幼苗为材料,盆栽称量法控制土壤含水量并设置对照田间持水量的75% ± 5%、中度干旱田间持水量的50% ± 5%和重度干旱田间持水量的25% ± 5%共3个水分梯度,3个月后对中度干旱和重度干旱复水至田间持水量的75% ± 5%;研究了干旱及复水下小叶杨叶片光合荧光参数、叶片形态解剖、生物量和非结构性碳水化合物积累与分配的变化。结果表明: 干旱下小叶杨根系生物量分配与可溶性糖含量增加,以促进根系吸水,同时叶片变小、地上部生长降低以减少水分消耗;茎中可溶性糖与总非结构性碳水化合物储量增加,可能有助于提高茎栓塞修复能力。中度干旱下小叶杨通过降低叶绿素质量分数、增加非光化学猝灭系数的策略减少光抑制对光合机构的损伤,并通过增厚海绵组织提高光能利用率,而重度干旱下则通过关闭气孔降低气孔导度与蒸腾速率,以降低净光合速率牺牲碳固定为代价维持叶片水分状况。重度干旱复水后叶光合速率显著提高且产生了明显的补偿作用,原因可能是复水前的叶绿素质量分数和栅海比高于正常供水。总之,小叶杨可通过增加根系碳投资、减小叶面积以及增大器官中可溶性糖质量分数适应干旱,且复水后表现出明显的补偿效应。
模拟降雨下麻栎林地表径流和壤中流及氮素流失特征
为探讨人工林地地表径流和壤中流产流机制及其氮素流失规律,选择鲁中南山区典型林地麻栎林为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究麻栎林与荒草地的产流及氮素流失特征。结果表明:(1)麻栎林的总产流量、地表径流量、壤中流量分别是荒草地的80.5%、61.4%、162.2%。地表径流产流呈不断增加且趋于稳定的特征;壤中流产流时间明显滞后于地表径流的,产流过程径流量波动比较小,保持相对稳定。地表径流量和壤中流量随时间的变化过程可分别通过对数函数和多项式函数进行模拟。(2)麻栎林的全氮总流失浓度、地表径流全氮流失浓度、壤中流全氮流失浓度为11.5、13.1、8.9 mg/L,分别比荒草地低19.0%、13.8%、8.2%。地表径流全氮流失浓度一般前期较大,而后递减并趋于稳定;壤中流全氮流失浓度在整个产流过程中保持相对稳定。地表径流和壤中流全氮流失浓度随降雨时间的变化过程可分别通过幂函数和多项式函数进行模拟。(3)在整个降雨产流过程中,麻栎林和荒草地的地表径流量分别占总产流量的61.8%和81.1%,麻栎林和荒草地的地表径流全氮流失量分别占全氮总流失量的70.4%和87.0%,径流、氮素的流失都以地表径流为主。与荒草地相比,麻栎林具有明显增加壤中流,减少氮素流失效果。
南四湖区农田土壤有机质和微量元素空间分布特征及影响因素
基于地统计学和GIS技术相结合的方法,研究了南四湖区农田土壤有机质和微量元素的空间分布特征及其影响因素。结果表明,土壤有机质和微量元素均属中等变异程度,除硼符合正态分布外,其余土壤属性均符合对数正态分布。结构分析表明,除硼为纯块金效应外,土壤有机质和其它微量元素空间自相关性较强,其中结构性因素起主导作用。克里格插值结果表明,土壤有机质分布总体趋势为由北向南逐渐降低,锰、铜、锌分布总体趋势为中部高,南北两端低。影响因素分析表明,土壤类型、耕层质地、坡度、土地利用类型和地貌类型对土壤有机质均有显著影响。土壤类型主要是由于成土母质的差异影响土壤有机质的高低与分布,随质地由砂变粘、坡度由低变高,土壤有机质含量逐步升高,田间管理水平的差异是造成不同土地利用类型下土壤有机质含量差异的主要原因。微量元素中,除硼不受影响外,铁、锰、铜和锌与土壤类型、耕层质地、坡度、土地利用类型和地貌类型密切相关。
秦巴山地植被冠层降雨截留时空分异特征及驱动因素
冠层截留研究对于了解区域水资源分配和评估生态水文功能至关重要,山地复杂多样的环境使其存在较大的不确定性,遥感的发展为揭示山地系统冠层截留的特征提供了机遇。以秦巴山地为研究区,基于降雨数据和叶面积指数遥感数据,耦合植被冠层降雨截留模型,定量模拟和分析秦巴山地2003-2020年植被冠层降雨截留能力及其时空变化特征,并验证其精确性;采用地理探测器、相关分析和约束线法探究冠层截留的驱动因素。结果表明:(1)与PML_V2数据集和实测数据相比,3.5以下的均方根误差和0.75以上的有效系数证实了A.P.J.DE ROO模型模拟的可靠性。(2)近18年截留量和截留率整体呈上升趋势,截留率在2015年发生逆转,由增(0.08%/a)向减(-0.15%/a)转变。(3)秦巴山地冠层截留总体上呈西部高山区和东北部边缘低,秦岭和大巴山区高的空间格局,其随海拔上升呈现"上升-稳定-下降"的分布特征;空间变化以上升趋势为主,显著下降的区域主要分布在汉江河谷的中心;低海拔区域变化差异较大,中海拔区域以显著增加为主,高海拔区域无显著变化。(4)叶面积指数和降雨量是影响冠层截留的主要因子,约束关系分别为正线型和正凸型;阔叶林截留率与小降雨事件的相关性高,针叶林、灌丛截留率与强降雨事件相关性较强,气候因子对冠层截留的影响在类别和解释程度上存在空间差异。研究可为区域尺度冠层截留的估测提供思路,且有助于评估气候变化背景下生态系统对水循环的影响。