基于GIS的磷流失指数实施的影响评估

利用GIS技术研究美国宾夕法尼亚州土壤磷素 (P)的空间分布特征 ,对可能受到P流失指数影响的地区进行识别和预测。结果表明 :近一半的土壤中P质量分数高于作物需求 ,土壤中速效P质量分数依次为农田 >草地 >牧场。 2 )土壤P质量分数随着养殖动物数量的上升而增高 ,在动物密度最高的地区河流水质恶化最严重。 3)大部分地区将会由于不同原因受到P流失指数的限制 ,其中东南部受到的影响最大。农民对P流失指数实施的适应性对策 ,决定着P流失指数实施的影响程度和政府援助的必要性     

生物炭对紫色土农田土壤NO排放的影响

为探明生物炭对紫色土农田土壤NO排放的影响,利用静态箱-化学发光氮氧化物分析法对夏玉米-冬小麦轮作土壤施用生物炭后的NO排放进行了为期一年(2013年6月至2014年5月)的原位观测,比较了生物炭与化肥混施处理(BCNPK)和常规施肥处理(NPK)的紫色土NO排放特征,无肥(CK)作为计算排放系数的对照。结果表明,玉米生长季,NPK处理下的土壤NO排放速率、累积排放通量及排放系数与BCNPK处理下相应参数之间均呈极显著差异(P0.01)。施用生物炭后,NO排放速率、累积通量及排放系数分别降低了73.1%、77.4%和85.5%,但在小麦季两种处理之间的差异均不显著(P0.05)。此外,在玉米季和小麦季,BCNPK处理单位产量的综合温室效应(yield-scale GWP)分别比NPK处理降低了79.4%和26.4%。因此,在同等氮肥施用量的条件下配施生物炭既能保证紫色土农田土壤作物不减产又能降低NO的排放。     

基于不同协变量Cokriging土壤养分空间预测精度研究——以陕西省蓝田县为例

以蓝田县西北部农耕区2012年1 114份土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾4个指标为基础,利用地理信息系统和地统计学相结合的方法,在对协变量个数控制的前提下,通过交叉检验系数和精度提高系数,探索协同克里格插值法对各土壤养分空间分布预测精度的影响。结果表明:各土壤养分空间分布不均匀,土壤养分存在中等变异性;利用增加协同变量方法,依据协变量之间相关性强弱控制协变量进入模型的次序对各土壤养分指标进行协同克里格插值,能提高预测精度,当协变量个数达到3时,各养分指标精度提高分别为有机质0.353%,碱解氮1.114%,有效磷1.088%,速效钾0.646%。研究结果较为准确地预测了样区4个养分指标的空间分布特征,结合土壤类型及土壤施肥管理方法,探讨了土壤养分空间分布特征的原因。     

黄土丘陵区影响土壤水分的非气候因子之定量标征

土壤前期含水量是影响土壤侵蚀模拟与预测的重要因素之一,许多研究关注了气候(降雨等)条件对土壤前期含水量的影响。选择黄土丘陵区桑塔小流域,通过野外定点观测,分析了非气候因子(土地利用、坡度、坡向、坡位)对土壤水分的影响,提出了各因子对土壤水分的影响系数和计算方法,建立了研究区5—10月各月土壤水分模拟方程。主要结果:(1)研究区土壤水分平均含量在5—10月期间均表现为先下降后升高的趋势,在8月份达到最低。不同土地利用类型土壤水分含量由大到小的顺序依次为:梯田>坡耕地>荒草地>果园>刺槐林>柠条林。(2)依据坡度、坡向、坡位、土地利用类型对土壤水分的影响,采用标准化处理,计算出了影响土壤水分的土地利用系数、坡向系数和相对坡位系数。(3)以土壤含水量为因变量,以坡度和经过标准化处理得到的影响土壤水分的土地利用系数、坡向系数、相对坡位系数为自变量,进行回归分析,得到5—10月各月的土壤水分模拟方程,其决定系数R2为0.54～0.64,F统计量P值均远远小于0.05显著水平,可用于同类区域的土壤水分模拟。     

农业固体废物分类及其污染风险识别和处理路径

防治农业固体废物污染,对保障农民身体健康,维护农业生态安全,促进农村经济社会可持续发展具有重要意义。在总结农业固体废物内涵和外延的基础上,探讨农业固体废物的主要来源、分类方法和基本特征,按照来源、毒性、组分和形态对农业固体废物进行了分类,剖析来源单一与类型多样的双重性、潜在污染与重要资源的两面性、周年持续与季节波动的复杂性等农业固体废物的基本特征。识别农业种植固体废物、畜禽水产养殖固体废物、废旧农业投入品和农产品初加工固体废物的潜在污染风险。梳理农业固体废物污染防治、处理利用代表性法规政策,分析农业固体废物全链条运营和监管体系,提出"分类处理、多措并举,统筹兼顾、绿色循环,减量回用、精准处置"的农业固体废物处理利用技术路径与模式。该研究可为指导农业固体废物污染防治和处理利用提供基础支撑和决策参考。     

有机改良剂在重金属污染土壤修复治理中的应用

土地利用逐渐成为重要的废物利用和处置方式,因此土壤被视为重金属的主要来源,通过植物吸收和动物转换进入食物链。随着公众逐渐意识到污染土壤对人类和动物健康带来的不良影响,场地污染修复技术的开发也得到了广泛的研究。生物修复是通过土壤微生物和植物改变重金属的生物利用率,添加有机改良剂提高其作用效果。堆肥、污泥和城市固体废物等许多有机改良剂可改善土壤物理性质和肥力,通过吸附、络合、还原、挥发等作用降低土壤中重金属的生物利用率。基于此,综述了有机改良剂在生物修复中的作用机制,并讨论了土壤重金属吸收与生物利用率的现实意义。     

固体废物处理厂地下水污染预测及控制模拟

[目的]以江苏省镇江市新区大港片区某固体废物处理厂为研究对象,对地下水污染情况进行模拟研究,为同类建设项目及企业的地下水污染预测和防治提供参考。[方法]通过系统分析该固体废物处理厂野外水位和水质观测数据以及水文地质条件等资料,利用Visual Modflow软件构建了地下水水流和溶质运移模型。[结果]对厂区污水处理站防渗破损后特征污染物CODMn和氨氮运移情况以及地表硬化污染控制措施对污染物的阻隔效果进行预测评价,数值模拟预测污染物的影响范围、超标范围和最大运移距离。预测时间20a后,污染物影响范围最大,运移距离最远,且CODMn影响范围较氨氮大,运移距离较远;地表硬化后,20a后污染羽未超出评价范围。[结论]污染物主要沿水流方向迁移,对水环境的影响随时间逐渐增大,污染物浓度随着迁移距离的增加而减小,不同污染物在地下水含水层中的溶质运移范围和迁移距离不同。地表硬化措施能有效控制污染物扩散。     

电场对作物种子影响有效性的综合评价方法

针对电场对作物生物效应的影响,利用数据包络分析的有关理论,给出了用于综合评价电场强度对作物生物效应影响的非参数方法和相应的数学模型,提出了用于生物效应-电场强度影响有效性分析的图形法和表格法,为探讨不同外部条件对作物综合生物效应的影响程度以及在不同电场强度下某一生理指标与综合生物效应之间的关系提供一种有效的分析工具.并应用该方法对不同电场强度对小麦种子幼苗形态指标株高、根长、鲜质量、干质量及生理生化指标POD、SOD、MDA的影响进行综合评价.结果表明:不同电场处理条件对小麦幼苗生长及生理生化过程产生不同影响,在0.5～6.0 kV/cm场强范围,随电场强度增加,生理指标呈振荡性变化,且2.5 kV/cm和4.0 kV/cm场强为最佳处理条件.     

地表沉陷预测评价模式的灵敏度分析

针对矿区地表沉陷预测评价,以缓倾斜中硬煤层为例分析了概率积分法模式的稳定性。该模型有较好的稳定性,用于缓倾斜煤层的地表沉陷预测,可以满足预测的精度要求。在煤层的倾角、厚度、埋深及综合评价系数中,以综合评价系数的灵敏度最大,是主要控制参数。     

中国果品加工固体废弃物资源化利用现状与分类管理研究

由于缺少科学的分类管理和资源化利用措施,果品行业产生的固体废物难以得到有效利用,如果处置不当会带来资源浪费、环境污染等问题。实施分类管理是防治固体废物污染和实现固体废物减量化、资源化、无害化处理的前提和基础。该文分析了中国果品加工过程固体废物利用现状及存在的突出问题。基于对果品加工过程中原料前处理环节、主要加工环节、包装及其他环节中固体废物产生来源的深入剖析,提出果品行业固体废物的分类标准,将其划分为包括果品加工原料类固体废物、辅料及次生型固体废物、废弃包装材料等在内的一般固体废物和危险废物2大类。在此基础上,从产生源头减量、分类引导回收、污染防治与资源化利用4个方面提出果品加工固体废物分类管理办法与措施。为中国果品加工固体废物管理提供理论支持,对进一步加快果品行业废弃物资源化利用和产业链延伸进程、实现果品行业绿色循环低碳可持续发展具有重要意义。     

生物炭对农药降解产物三氯吡啶醇在土壤中迁移的影响研究

研究针对大孔隙发育的紫色土坡耕地区域易于迁移的广谱杀虫剂毒死蜱和除草剂绿草定的主要降解产物3,5,6-三氯-2-吡啶醇(3,5,6-trichloro-2-pyridinol,TCP)的快速迁移和对水体的高污染风险问题,探索向土壤中施加生物炭降低TCP迁移的有效方法并分析其作用机制。研究基于生物炭施加比例为0、1%和2%的土壤样品,通过等温吸附试验分析生物炭施加对土壤吸附能力的改变,通过CT扫描和三维结构重建探讨生物炭施加对土壤孔隙结构的影响,应用示踪剂Br-和TCP的穿透曲线分析生物炭施加对TCP迁移的有效防治程度,最后基于对流-扩散机理的两区模型模拟TCP迁移的物理、化学过程并反演相关参数,从而揭示生物炭对TCP迁移的影响机制。结果表明生物炭施加后,土壤的大孔隙度降低、土壤可动水体积分数和水动力扩散系数减小,继而延迟污染物进入水体时间;同时土壤对TCP的吸附能力提高,并降低土壤出流液中的TCP浓度。研究结果将为农业面源污染的防治提供技术支持。     

新应用场所三种磷指标的现场评价方法(Ⅰ)

可利用磷(P)指标来说明农用地中非点源P的损失。为改善P管理工具的有效性,有必要对P指标进行评价。实验对德克萨斯州、阿肯色州和衣阿华州P指标进行了估计。德克萨斯州和衣阿华州的实验也能合理的估计P的损失潜力,P指标值与年标准P负荷呈显著的线性相关关系(p<0.01)。总的来说,P指标值、土壤测得P和厩肥施用率与可溶性P质量分数和负荷的相关性要比与总P和颗粒P负荷的相关性好。P指标负荷估计中的主要误差源是不能捕获年土壤侵蚀变异性。用准确的侵蚀代替估计出的年均侵蚀可以大大减少误差来源。不管用何种方法,结果都能描述P指标评估相对P损失的潜力,研究抑制土壤P水平形成的诱因,寻找土壤P检验水平与接受的水体中的P水平之间联系的纽带,保证了与P指标应用相关的其它重要项目的研究。此项研究内容及方法,可为我国进行营养流失研究作参考。     

钝化材料复配对镉污染土壤中镉的固定效果

为探讨钝化材料不同复配处理对Cd污染土壤有效Cd含量的影响,利用土壤培养试验和盆栽试验,采用正交试验设计,研究生物炭、粉煤灰、汉白玉3种钝化材料不同复配处理对土壤pH值和Cd生物有效性的影响。结果表明,3种钝化材料不同复配处理均显著提高了土壤pH值,降低了土壤有效Cd含量。随着时间的延长,大部分处理土壤有效Cd含量呈先降低后逐渐达到平衡的趋势,平衡时间为7~15 d。同时,3种钝化材料的因素主次效应依次表现为汉白玉>生物炭>粉煤灰。添加钝化材料后小白菜可食部位的Cd含量显著降低,降幅为9.10%~24.39%,以小白菜可食部位Cd含量作为评价指标,1.5%生物炭+1.0%汉白玉、1.0%生物炭+1.0%粉煤灰+0.5%汉白玉、1.0%生物炭+0.5%粉煤灰+1.0%汉白玉为最优复配处理。本研究结果为Cd污染土壤钝化修复和作物的安全生产提供了理论依据。     

四足机器人腿部并联机构末端位置误差分析与验证

为合理确定应用于四足机器人腿部机构的2自由度平面并联机构零件制造公差范围,该文进行了并联机构末端位置误差灵敏度分析与工作空间内的位置精度预估,建立2自由度平面并联机构位置方程;采用全微分理论建立2自由度平面并联机构的误差模型,得到各误差源相对于末端位置误差的映射关系;建立机构位置误差灵敏度模型与评价指标,借助灵敏度评价指标揭示出统计意义下各几何误差源对末端位置精度的影响程度;依据3?原则与灵敏度评价指标,确定了各误差源的零件制造公差;采用三坐标测量仪对试验样机制造误差值进行测量,依据误差模型对末端位置精度在工作空间内的分布进行预估及实例验证。结果表明:实际位置精度值与理论位置精度预估值最大误差绝对值为0.0038 mm,最小误差绝对值为0.001 5 mm,各误差值均较小,验证了误差传递模型、位置精度预估的正确性及该方法确定构件制造公差的有效性。研究结果可为四足机器人腿部机构的运动学标定、误差补偿及执行精确任务时的轨迹规划提供理论依据。     

基于能量得率的棉秆热裂解炭化工艺优化

为了从能源利用角度设计和优化棉花秸秆热裂解制生物炭的热解炭化工艺,该文使用了产率、热值及能量得率3个指标来衡量工艺的优劣。首先,研究了热解温度、保留时间和原料粒径3个工艺条件分别对生物炭产率和热值的影响。结果表明,在3个工艺条件下生物炭产率与热值均呈负相关,即高产率和高热值目标无法同时满足。因此,引入能量得率(单位原料所产生物炭的总能量)作为全面评价生物炭产率和热值的综合指标,重点利用响应面分析法分析了3个工艺条件及其交互作用对能量得率的影响,并经过检验得到优化后的能量得率模型。模型预测结果表明,在炭化温度为429℃,保留时间为1.29 h,原料粒径为0.32 mm时,能量得率达到最大值,为78.95%,通过验证试验证明了模型的有效性。该模型能够用于指导生产高能量得率的生物炭,为生物炭能源高效利用目标的实现提供参考。     

基于EDEM软件的肥料调配装置关键部件参数优化与试验

为实现播种作业条件下肥料调比的分层深施,以满足不同作物整个生育期的养分供应,设计了肥料调配装置,并通过理论分析的方法确定了各关键部件的主要参数。以挡杆直径及分肥份数为试验因素,合格系数及波动系数为试验指标,分别采用仿真试验及验证试验的方法,进行二因素三水平正交肥料均布器参数优化试验研究,试验结果表明:均肥份数为极显著影响(P0.01),挡杆直径为显著影响(P0.05);肥料均布器最优参数为挡杆直径4 mm,均肥份数16,此时,试验指标合格系数及波动系数的仿真值及试验值分别为0.903、0.928及68.6、78,相对误差分别为2.19%、12.05%,验证试验与仿真试验具有相同的因素指标响应趋势,利用仿真试验进行肥料均布器参数优化具有可行性。该研究为肥料调配装置的设计研究提供了参考。     

辽宁省玉米螟发生程度的气象预报模型

玉米螟是辽宁省的主要害虫之一,近几年呈大发生的趋势,气象条件对其发生发展具有重要的影响。利用1991—2004年玉米螟的发生资料和气象资料,运用相关分析、因子分析、逐步回归分析和通径分析的方法对玉米螟发生发展的气象因子进行分析和模拟,目的是对本地区玉米螟的发生发展进行预报和预测。结果表明：降水是影响玉米螟发生发展的主要因子,化蛹前期、羽化期和卵孵化期的降水对其发生发展影响最大,其次是卵孵化期温度的影响。2005年和2006年的试报结果显示,考虑虫源基数比不考虑虫源基数的预报准确率分别提高9个百分点和26个百分点,因此,在对玉米螟进行预报的时候必须考虑虫源基数。所建立模型的模拟结果和试报结果都与实际情况接近,本模型可以用于对玉米螟的发生发展进行预报和预测。     

新应用场所三种磷指标的现场评价方法(Ⅱ)

可利用磷(P)指标来说明农用地中非点源P的损失。为更改和改善P管理工具的有效性,有必要对P指标进行评价。实验对德克萨斯州、阿肯色州和衣阿华州P指标进行了估计。德克萨斯州和衣阿华州的实验也能合理的估计P的损失潜力,P指标值与年标准P负荷呈显著的线性相关关系(p<0.01)。总的来说,P指标值、土壤测得P和厩肥施用率与可溶性P质量分数和负荷的相关性要比与总P和颗粒P负荷的相关性好。P指标负荷估计中的主要误差源是不能捕获年土壤侵蚀变异性。用准确的侵蚀代替估计出的年均侵蚀可以大大减少误差来源。不管用何种方法,结果都能描述P指标评估相对P损失的潜力,研究抑制土壤P水平形成的诱因,寻找土壤P检验水平与接受的水体中的P水平之间联系的纽带,保证了与P指标应用相关的其它重要项目的研究。此项研究内容及方法,可为我国进行营养流失研究作参考。     

基于水量水质耦合模型的辽宁西部农业面源污染模拟研究

将辽宁非饱和水量模型和水质模型进行耦合,并以辽宁西部某流域为研究区域,对该区域的农业面源污染进行模拟。此外通过设定不同农业耕作方式,模拟分析不同耕作方式对流域面源污染影响。研究结果表明:构建的水量水质耦合模型在流域农业面源污染模拟具有较好的精度,各指标模拟误差小于25%,拟合系数在0.6以上,模型适用于区域农业面源污染模拟。研究成果对于干旱半干旱区域农业面源污染提供方法参考。     

不同类型大豆花荚期抗旱性形态指标及其综合评价

利用相关、主成分、聚类和判别分析,对野生、半野生大豆和栽培品种抗旱相关的形态指标与抗旱性的关系进行比较研究。结果表明:在干旱胁迫下,株高、株重、分枝数、株荚数、株粒数、百粒重、单株产量均有不同程度的降低,而叶片黄化脱落节位有所增加,且不同基因型存在差异;在干旱胁迫下抗旱系数与株高、株重呈显著正相关,与叶片黄化脱落节位呈显著负相关;主成分分析中的3个主成分,方差累积贡献率达88.38%;在聚类的基础上用判别分析确立了相对株高、叶片黄化脱落节位、背面茸毛密度、相对百粒重和抗旱系数5个对品种抗旱性分类有显著影响的指标,根据这些指标将供试15份大豆种质划分为高抗、抗、敏感、高度敏感4个类型;供试的野生、半野生大豆材料均划分在高抗旱类型中。优良的耐旱性种质和鉴定指标的发掘,为培育耐旱大豆新品种提供了必要的保证。