基于空间模拟退火算法的最优土壤采样尺度选择研究

以研究区0.5 km×0.5 km(尺度a)网格的7050个样点为基础,分别得到1 km×1 km网格的1757个样点(尺度b),2 km×2 km网格的444个样点(尺度c),4 km×4 km网格的110个样点(尺度d),以土壤有机质(SOM)为目标属性,运用模拟退火算法对4种采样尺度的土壤样点进行优化选择,确定区域土壤调查的最优采样尺度。研究发现,通过模拟退火算法优化选择后,尺度a、b、c、d的最优样点数量分别为956、751、283和95个,优选的样点在空间上均匀分布。随着采样尺度的减小,采样点数量呈倍数增长,但对土壤属性的预测精度并没有相应比例的增加,且随着样点数量的增加,土壤属性预测精度的增加量逐渐减小。从样点数量与土壤属性预测精度综合来看,2 km×2 km的采样尺度是最优的土壤采样尺度。     

基于自适应模拟退火算法的HEV能量管理优化

基于iSight和ADVISOR联合仿真平台,采用自适应模拟退火算法对混合动力汽车的能量管理策略进行优化,主要对模糊控制策略的隶属度函数进行了优化,从而克服了基于专家经验进行参数选择的弊端。在ADVISOR中对UDDS工况进行了仿真对比。优化结果表明,所设计的模糊控制器和自适应模拟退火算法合理有效,车辆的燃油经济性和排放性得到了明显改善,同时,不会影响电池的寿命和车辆的动力性能。     

蜂窝移动通信中基于遗传退火的固定频率分配

对蜂窝网无线规划中的频率分配问题进行了分析,用一种基于遗传退火的算法(GAEA)来求解,该算法是将模拟退火引进到遗传算法中,通过退火来减轻遗传算法的选择压力,利用退火法的爬山性能,改善了遗传算法的性能,提高了算法的收敛速度.实验证明了遗传退火算法的收敛速度比遗传算法快.     

柿单宁在模拟胃液中的絮凝特性研究

分析柿单宁与蛋白质和卵磷脂等在模拟胃液环境中的絮凝趋势,探讨胃柿石的形成原因。以牛心柿的生柿、脱涩硬柿和后熟软甜柿为试材,提取并测定其总、游离和缩合单宁含量;选取美国药典的模拟胃液配方,采用透射比浊法,对比分析生柿、熟软柿中单宁与模拟胃液,及与含有蛋白质、卵磷脂的模拟胃液作用产生的絮凝趋势。结果表明:生柿游离单宁的含量(7.076g/L)高于脱涩硬柿(3.962g/L)和后熟软柿(3.679g/L),其缩合单宁的含量(4.002g/L)低于脱涩硬柿(7.392g/L)和后熟软柿(7.538g/L);生柿、熟软柿中单宁与模拟胃液作用均有较强絮凝趋势,它们与含有蛋白质或卵磷脂的模拟胃液作用可产生更强的絮凝趋势;参试物絮凝趋势从强到弱依次为明胶牛血清卵磷脂干酪素,生柿熟软柿和脱涩硬果。柿果形成胃柿石的主要原因是其单宁含量较高,并与摄入不当(空腹、同时摄入明胶或牛血清类蛋白质)有关。     

基于不可行度的机压树状管网退火遗传算法优化

规定管网中每一管段最多只能由两种管径的管道组成,提出一种以管网年费用为目标函数,以水泵扬程、管长和标准管径为决策变量的机压树状输水管网优化数学模型.定义种群中个体的不可行度函数,采用基于解的不可行度退火算法处理约束条件.应用模拟退火算法,对解的不可行度进行局部优化,使其逐步逼近可行解.将遗传算法全局优化和模拟退火的良好局部搜索能力有机结合,构造出一种退火遗传算法用于机压树状管网优化设计.仿真结果表明,该模型与算法在求解机压树状输水管网优化问题上,具有良好的优化性能和求解效率.     

尕海湿地区沼泽草甸土壤酶活性对短期增温施氮的响应

为探讨高寒湿地土壤酶活性对未来气候变暖和氮沉降的响应特征，在尕海湿地区沼泽化草甸内采用OTC系统模拟增温和外源氮素添加(15kg·hm^-2·a^-1)的方式，分别设对照(CK)、增温(T)、施氮(N)和增温+施氮(TN)处理，分析不同处理土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、硝酸和亚硝酸还原酶)在不同土层的分布特征及其差异性。结果显示：增温提高了脲酶、蔗糖酶和硝酸还原酶活性，降低了磷酸酶和亚硝酸还原酶活性；施氮降低了硝酸、亚硝酸还原酶和蔗糖酶活性，提高了脲酶和磷酸酶活性；增温施氮的交互处理提高了脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性，降低了硝酸和亚硝酸还原酶活性，且在土壤表层差异显著(P<0.05)；未来气候变暖和氮沉降加剧增加了土壤水解酶活性，降低了氧化还原酶活性。本研究有助于深入认识未来气候变暖和氮沉降背景下的湿地土壤养分循环过程。     

酸化环境对紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其酸缓冲容量的影响

为了分析研究酸化环境对紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其酸缓冲容量的影响规律。本研究以侏罗纪紫色岩层中的遂宁组(J3s)、沙溪庙组(J2s)和蓬莱镇组(J3p)为研究对象，设置pH分别为2.5、3.5、4.5、5.6等4个酸性环境，以及去离子水（pH=7.0）为对照处理（CK），采用循环浸泡试验和模拟淋溶试验，研究酸性环境对紫色母岩风化产物特征的影响。结果表明，通过酸化环境处理后，3组紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其总量均随酸化环境的pH降低而减小，且3组紫色母岩风化产物的酸缓冲容量与其交换性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量以及交换性盐基总量均呈极显著正相关关系(P<0.01)。以pH =7.0 (CK)处理为对照，循环浸泡处理后的遂宁组(J3s)、蓬莱镇组(J3p)和沙溪庙组(J2s)风化产物中交换性盐基总量的减小幅度分别为8.75%～18.21%、10.83%～23.18%和5.85%～18.41%。而且模拟淋溶24次后，遂宁组(J3s)、沙溪庙组(J2s)和蓬莱镇组(J3p)风化产物中交换性盐基总量较模拟淋溶12次时分别减小为1.77%～24.85%、8.99%～25.75%和8.05%～25.66%。此外，在同一酸度处理下，风化产物中的交换性盐基离子均表现为Ca2+> Mg2+> Na+> K+。本试验中淋溶处理下风化产物酸缓冲容量、交换性盐基离子及盐基总量低于浸泡处理。可见，丘陵地带坡面的矿物或养分的迁移以淋溶作用为主，平地的矿物或养分的迁移以浸泡作用为主。因此，酸沉降可能在一定程度上加速坡面土壤侵蚀的发生，进而导致平原化进程的加速。     

模拟放牧采食对典型草原土壤中AM真菌分解枯落物的影响

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)在陆地生态系统中分布广泛，不仅可以促进宿主植物生长发育，还会参与枯落物的降解，间接影响土壤碳库。本研究使用典型草原优势种羊草(Leymus chinensis)做枯落物，通过适宜孔径尼龙网分离AMF根外菌丝与土壤中其他微生物，探究植物功能群和刈割处理对AMF参与枯落物分解的影响。结果表明AMF通过提升土壤中β-葡糖苷酶和多酚氧化酶的活性加速对枯落物的降解。植物功能群的改变会影响枯落物分解，其中杂类草处理中枯落物分解率较高(2016年：31.72%;2017年：31.02%),C₄禾草处理中的最低(2016年：23.22%;2017年：27.10%);但并不会改变AMF对枯落物的分解作用。刈割在短时间内对枯落物的分解无显著影响。本研究发现AMF促进了枯落物分解，植物群落组成的改变也会显著影响枯落物的分解。     

Potential of roots and shoots of Napier grass for arresting soil erosion and runoff of mollisols soils of Himalayas

In this study, a soil filled Hydraulic Tilting Flume (HTF) was used as a test plot under simulated rainfall conditions. This flume was filled with mollisols soils (sandy loam in texture) collected from tarai region of Himalayas. The effects of root and shoot characteristics of Napier grass in terms of leaf area index (LAI), shoot length (SL), number of leaves (NL), number of tillers (NT), shoot biomass (SB), root density (RD), root length (RL), root biomass (RB), and total biomass (TB) were investigated on runoff and sediment outflow at 90, 120 and 150 days after planting (DAP). Four simulated rainfall intensities namely 4.0, 6.5, 8.3 and 9.4 cm/h over three land slopes of 1, 2 and 3% were selected. Runoff samples collected from whole plant plot and only root plot were analyzed for runoff and sediment outflow. Findings revealed that Napier grasses were very effective to reduce runoff and sediment outflow and its efficacy increased with the extended growth stages. The reduction in runoff and sediment outflow at 90, 120 and 150 DAP was obtained as 56% and 85%, 68% and 90%, and 74% and 96%, respectively, as compared to bare plot conditions. It was observed that the comparative contribution of shoots in runoff rate reduction was higher than the roots. On the contrary, the root part of the plant showed more contribution in sediment rate reduction as compared to the shoot part. Step wise regression was attempted for the selection of effective input parameters to establish authentic runoff and sediment outflow models. Power form of multiple non-linear regression (MNLR) showed very satisfactory results for predicting runoff and sediment outflow with coefficient of determination (R²) as 97.4% and 99.0%, respectively, root mean square error (RMSE) as 38.8 cc/m²/min and 0.126 g/m²/min, respectively, and coefficient of efficiency (CE) as 93.9% and 96.7%, respectively, during testing period.