基于改进VMD的离心泵空化声发射信号特征提取

针对变分模态分解算法中分解层数和惩罚因子不易确定的问题,提出一种改进变分模态分解(improved variational mode decomposition,IVMD)算法,并将其应用于离心泵空化声发射信号特征提取.应用IVMD算法时,首先根据包络熵差异系数确定变分模态分解的分解层数;然后采用人工蜂群算法优化得出惩罚因子,并将其作为变分模态分解的最佳输入参数.利用IVMD算法对仿真信号进行分析,并与集合经验模态分解结果进行比较.以60%额定流量下采集到的离心泵进口处的声发射信号为例进行IVMD计算,分析携带原信号大量信息的信号分量的频域特征及其绝对能量随离心泵空化状态变化的关系.结果表明:IVMD算法能够择优确定分解层数和惩罚因子,实现非平稳信号的自适应分解.反映离心泵空化状态的声发射信号特征频率集中在50,100 kHz及其附近.随着离心泵空化从无到有、从弱到强的变化,这2个特征频率范围信号分量绝对能量值呈“基本保持不变-减小-增大”的变化规律.     

Seasonal Losses of Surface Litter in Northern Great Plains Mixed-Grass Prairies

Surface litter protects rangeland soils against wind and water erosion and provides food and nesting materials for wildlife and insects. However, the ability of grassland systems to provide these services depends on the little studied topic of seasonal surface litter decomposition. Seasonal and annual surface litter decomposition rates were determined between 2014 and 2015 in central and western South Dakota at three mixed-grass prairie locations. Residue bags containing surface litter were placed in the field in late fall (1 November) of 2014 and removed after the winter (1 April), spring (1 July), and summer + fall seasons (1 November) of 2015. The litter was analyzed for total C, total N, acid detergent fiber (ADF), and acid detergent lignin (ADL). Average winter temperatures ranged from −5^oC to −15^oC, while summer temperatures ranged from 10^oC to 35^oC. Litter decomposition was lowest during the winter (0.57−0.86 g [kg × day]⁻¹) and greatest during the summer + fall (2.12−2.69 g [kg × day]⁻¹). Over the entire season, 40.8−62% of the surface litter decomposed. Winter litter decomposition was positively correlated with air temperature (r = 0.62, P < 0.01) and snow depth (r = 0.61, P < 0.01), and negatively correlated with C/N ratio (r = −0.65, P < 0.01), ADF (r = −0.35, P < 0.05), and ADL (r = −0.25, P < 0.05) concentrations. These findings indicate that winter decomposition cannot be ignored and that winter surface litter decomposition increases with snow depth.     

基于声发射技术的木材害虫信号特征检测

针对木材害虫声发射（AE）信号检测问题，研究杨树木段中麻点豹天牛幼虫AE信号波形特征及其信号的能量，为钻蛀害虫声音的监测提出一种新的方法。取一段具有麻点豹天牛幼虫的杨树木段，通过采样频率为500 kHz的2通道木材蠕变声发射信号采集系统采集原始AE信号。对采集到的原始信号滤波后进行小波分解，通过对各层高频信号的分析获取AE信号的频域特征，并对其进行重构与信号解析。结果表明，麻点豹天牛幼虫AE信号的主频主要集中在30 kHz附近，其信号的能量在16:00最高，反映了该幼虫在15:00-16:00较活跃。     

基于亚像元分解与增强的MODIS卫星林火监测图像制作

为提高低空间分辨率遥感影像在卫星林火监测部门的应用质量,获取更准确的火灾信息,制作可视效果更好、便于基层部门使用的卫星林火监测图像。本研究以2013年2月6日云南省大理市黄家村森林火灾为背景,研究了一种基于亚像元分解与增强技术的卫星林火监测图像制作技术。结果表明,通过亚像元分解与增强技术,对空间分辨率低的气象卫星遥感图像进行处理,可得到空间分辨率为30 m的图像产品,能够将低分辨率遥感影像处理成超分辨率的遥感影像图像。该技术可应用于林火监测部门发布相关的监测图像。     

填闲作物腐解过程及其对后茬冬小麦产量的影响

研究了渭北旱塬地区不同填闲作物（长武怀豆（S）、黑麦草（R）及两者1∶1混合（M））翻压和氮肥水平（0、60、120 kg N·hm^-2）双因素处理下，填闲作物的腐解规律、碳氮释放动态及对后茬冬小麦产量的影响，并对腐解速率与Olsen模型进行了拟合。结果表明：各填闲作物翻压后腐解规律及碳氮释放特征均表现为“前期快-中期慢-后期加快”，填闲作物腐解规律符合Olsen模型，在第276天各处理累积腐解率均达70%以上。在第0~35天，同一施氮处理下，累积腐解率和腐解速率均表现为S>M>R（P<0.05）；第35天，S、M和R各处理干物质累积腐解率分别达到61.9%、55.5%和47.5%；在0~35 d，施氮对S、M的腐解影响不显著，对R影响显著，35 d后氮肥效应逐渐减弱；填闲作物的腐解同时伴随其碳、氮的快速释放，在第21天，S、M和R碳氮残留率分别达到40%、50%和60%左右。平均来看，S的碳氮释放速率显著高于R，与M无显著差异。与裸地对照相比，翻压填闲作物能够显著提高后茬冬小麦产量，其籽粒产量增加10%~35% （P<0.05），其中翻压长武怀豆低氮处理和混合翻压低氮处理效果最佳。     

基于完全分解模型的安徽省用水变化驱动效应测度与分析

为了探索安徽省用水变化驱动效应,采用完全分解模型,从人口、经济增长、技术进步、结构变动4层面对用水变化驱动效应进行了测算。结果表明,(1)经济增长对用水变化具有正向驱动作用,是用水增加的主导因素,2001—2014年,共贡献了472.26亿m~3用水,增量效应高达819.75%;(2)人口、技术进步、产业结构变动对用水变化具有抑制作用,其中,以技术进步因素最显著,2001—2014年,技术进步共减少用水333.87亿m3,减量效应达到579.53%,结构变动因素次之,考察样本期,共减少用水量78.4亿m~3,减量效应为136.09%,人口变动因素影响不大,减量效应仅为4.13%;(3)在人口、经济增长、技术进步、结构变动因素共同作用下,年均增加用水4.43亿m~3,若按惯性发展模式,2020年用水将增至298.67亿m~3,远超政府设定的270.84亿m~3红线目标。基于研究结果,提出了大力发展节水型现代农业,积极对传统工业进行节水技术改造,强化第三产业节水型器具推广,着力提升以现代服务业为主的第三产业比重等政策建议。     

济南市1997-2014年农业水足迹及结构变化特征分析

为了研究地区农业用水总量与用水结构动态变化响应关系,深化调控农业产业结构与农业用水结构,基于水足迹理论,采用VAR(2)模型建立了脉冲响应函数以及方差分解,研究了济南市1997-2014年农业水足迹变化情况以及农业水足迹构成之间的响应关系.结果表明,济南市农业绿水、蓝水、灰水足迹呈现逐年递增趋势,其中1997-2009年为快速上升阶段,2009-2014年为平稳上升阶段;种植业水足迹与农业水足迹之间不存在黏滞性,渔业水足迹与农业水足迹之间存在负响应关系;影响济南市农业水足迹的重要因素依次为种植业水足迹、畜牧业水足迹、林业水足迹、渔业水足迹.总之,通过适当减少高耗水种植业和畜牧业生产、增加渔业产品产量、制定长期的农业用水规划,并进一步优化农业用水结构,方可实现农业水资源的可持续利用与发展.     

基于数据包络分析的灌区农业生产综合效率评价与分析

为评价中国灌区农业生产综合效率的空间差异性,采用数据包络分析(Data envelopment analysis,DEA)方法对全国440个灌区2010年的农业生产综合相对效率进行评估,并基于不同区域灌区农业生产投入及其冗余状况对生产效率提升途径进行探索。结果表明,8个灌区的相对效率为1.000,达到DEA有效;灌区间农业生产效率差异显著,绝大部分(327个)不足0.300,省区尺度生产效率无明显空间分布规律;各投入指标对应存在冗余灌区个数分别为319(有效灌溉面积)、369(绿水)、155(蓝水)、298(化肥)及207(农业机械);非DEA有效灌区5个投入指标的可减少量占所有评价单元投入总量的比例分别为23.8%、39.2%、18.1%、29.0%以及19.9%。综上可知,各非DEA有效灌区应根据自身投入指标冗余状况优化配置和管理资源以提高区域综合农业生产效率,其中绿水资源高效利用是全国范围内广泛面临的问题;东北和西北地区需注重水土资源配置效率提升,而南方粮食主产区应注重水肥高效利用机制的研究与实践。     

Three decades following afforestation are sufficient to yield δ13C depth profiles

Vertical gradients in stable carbon isotope ratios (δ¹³C) in soil profiles can serve to approximate decomposition of organic matter under field conditions. This study tested the time (0, 30, and ≥ 150 y) required for the development of vertical δ¹³C profiles in topsoil by comparing arable, afforested and continuously forested sites, and showed that three decades following afforestation of former cropland are sufficient to develop distinct δ¹³C depth profiles.     

Effect of GYY4137 on cytosolic lipid decomposition in mouse primary hepatocytes

AIM: To evaluate the effect of GYY4137, a novel hydrogen sulfide (H₂S) donor, on cytosolic lipid decomposition in mouse primary steatosis hepatocytes. METHODS: Oleic acid (OA) was used to induce hepatic steatosis model in vitro. The C57BL/6 mouse primary hepatocytes isolated and cultured by 2-step in situ perfusion were divided into 4 groups:the cells in control group were incubated with normal medium for 54 h; the cells in model group were incubated with OA at 1.2 mmol/L for 48 h followed by serum-free phenol red-free RPMI-1640 for 6 h; the cells in H₂S group or DL-propar-gylglycine (PAG; an inhibitor of cystathione γ-lysase, inhibiting H₂S synthesis) group were incubated with OA at 1.2 mmol/L for 48 h followed by serum-free phenol red-free RPMI-1640 which contained 1 mmol/L GYY4137 or 200 μmol/L PAG for 6 h. The glycerin release and the protein expression of hormone-sensitive lipase (HSL) in the cells were mea-sured. RESULTS: Compared with model group, the glycerin release and the protein expression of phosphorylated HSL (p-HSL) in H₂S group decreased significantly, while those increased significantly in PAG group. CONCLUSION: In steatosis hepatocytes, exogenous H₂S possibly decreases cytosolic lipid decomposition by decreasing the protein level of p-HSL.