基于GIS的山西有效积温时空变化分析

气候变化对陆地生态系统、粮食生产与安全、经济社会可持续发展等影响很大,分析积温变化特征可为种植业布局、农情测报、防灾减灾及气候区划等提供决策依据,对指导农业生产和生态建设等具有重要意义。据山西109个气象站1979—2016年间气温日均值资料和SRTM3 DEM数字高程资料,采用滑动平均法、线性回归模型、IDW和Mann-Kendall突变检验等方法,用ArcGIS的空间分析和三维分析建模工具,内插到100 m×100 m的小网格上,进行热量资源分布精细化模拟,绘制出山西积温分布图,分析日均气温≥10℃的有效积温及其持续日数和起止时间的时空变化特征。结果表明,近38 a来,山西≥10℃积温平均为3 252.3℃,初日提前、终日推迟,气候倾向率为154.9℃/10 a;持续日数增加,平均为192.7 d;变化周期为6～8 a,且在1997年前后出现由冷到暖的突变;≥10℃积温及其持续日数均呈波浪上升趋势,最长和最短日数距平均值分别为19.76、-9.6 d;2 500℃以上积温区明显增加,积温带向东北方向推移;积温及持续日数由西南向东北递减,随海拔增加递减。     

人工模拟增雨对油蒿种子形态性状和比叶面积的影响

【目的】研究油蒿的种子大小和比叶面积对不同增雨处理的响应,探明两者之间的关系,以期揭示油蒿植物功能性状对降水量变化的响应机制和演变趋势。【方法】根据内蒙古磴口县多年平均降水量,在植物生长季5—9月设计4个增雨梯度(25%,50%,75%和100%),对天然油蒿灌丛进行增雨试验,利用Winseedle种子和针叶图象分析软件系统,对比了油蒿种子表型形态特征和比叶面积对降水增多的响应,同时通过相关分析研究了油蒿种子大小与比叶面积的关系。【结果】不同增雨量对油蒿种子长度、宽度、体积、表面积及千粒重均有显著影响,在100%增雨处理下种子各性状指标达到最小值,其中种子宽度、体积、表面积与增雨量呈极显著负相关(P<0.01)。种子长度和千粒重与增雨量呈显著负相关(P<0.05),种子长宽比与增雨量的相关性不显著(P>0.05)。不同增雨量对油蒿比叶面积的影响差异性显著(P<0.05),且随着雨量的增加,比叶面积不断增大。种子大小与比叶面积呈负相关关系,但均未达到显著水平(P>0.05)。【结论】降水增加后油蒿种子会先增加后减小来适应环境变化,通过油蒿种子、比叶面积两大植物功能性状组合对增雨量处理响应的研究体现了荒漠植物应对未来气候变化的生存策略和适应机制。     

基于人工神经网络模型的木材干燥应变模拟预测

【目的】研究常规干燥过程中干燥基准、预处理条件、含水率对木材干燥应力的影响,探讨干燥应力沿髓心至树皮方向的分布情况,以实现干燥应变的模拟预测。【方法】整合分析采用图像解析法测算得到的弹性应变和机械吸附蠕变相关数据,基于人工神经网络模型,以干燥温度、含水率、相对湿度、距髓心距离为输入变量对弹性应变进行模拟预测,以预处理温度、干燥温度、含水率、相对湿度、距髓心距离为输入变量对机械吸附蠕变进行模拟预测。通过网络训练和验证,得到合理的人工神经网络预测模型,并对模型进行测试,探讨分析所建立模型的预测能力。【结果】弹性应变预测模型中,各数据集均呈现出较好的相关性,训练集、验证集和测试集的相关系数(R)分别为0.988、0.983和0.978,所有数据集的决定系数(R~2)均高于0.95,验证集达到最优时的均方差(MSE)为1.21×10~(-6)。机械吸附蠕变预测模型中,利用含水率为28%和12%的数据集进行模型训练和验证,训练集和验证集的相关系数(R)分别为0.981、0.977,验证集达到最优时的均方差(MSE)为1.26×10~(-6);利用含水率20%的数据集进行模型测试,测试集的相关系数(R)为0.969,所有数据集的决定系数(R~2)均高于0.94,网络模型能够解释94%以上的试验数据,表现出较好的预测能力。【结论】所建立模型的预测值和试验值吻合较好,预测成功率较高,能够为人工神经网络在干燥应力、应变方面的应用提供可行性依据。     

基于DMSP/OLS的重庆市夜间灯光与旅游统计数据相关性分析

对重庆市直辖以来的1997年、2002年、2007年、2012年的DMSP/OLS夜间灯光数据、有关旅游数据进行相关性研究,研究间隔周期为5年,结合使用GIS、SPSS软件进行了数据分析处理。研究结果表明:相关系数为0.99,说明重庆夜间灯光指数与有关旅游数据呈高度及显著的相关性,估算得到的旅游数据密度能够从一定层面反映重庆旅游发展状况的宏观分布现状,可为重庆市作出后期的旅游发展空间分布、相关决策等提供一定的参考。     

水流作用下一种养殖金属网衣水阻力特性的数值模拟研究

为保障深远海金属网箱养殖系统的结构安全,进行网箱结构的水动力学研究是一项重要的工作。构成金属网箱主要组成部分的金属网衣是一种小直径多孔的网状结构,在波浪和水流作用下的水动力学特性与一般的海洋工程结构物有显著不同。本文基于有限元基本原理,采用梁单元模拟金属网线结构,采用连接单元模拟网线接触部位的相互作用,并运用ABAQUS软件进行数值计算,在试验验证的基础上,分析了在水流作用下一种金属菱形链网衣在不同网目尺寸、不同网线直径情况下的水阻力变化情况。数值模拟结果表明在各种工况下,当网目尺寸由25 mm增加到35 mm、45 mm时,网衣受力增加幅度的平均值分别为14.71%和38.07%;当网线直径由2.5 mm增加到3.2 mm、4.0 mm时,各工况下网衣受力增加幅度的平均值分别为25.05%和45.06%。研究结果可以为进一步开展深海养殖金属网箱水动力特性研究提供积极的基础。     

三门峡地区国槐锈色粒肩天牛发生危害及化学防治技术研究

立足三门峡地区的实际情况,介绍了锈色粒肩天牛的发生与为害情况,并对其生物学特性和生活史作了简要描述,根据其危害特点,试验总结出树体喷洒化学药剂杀灭成虫、树干涂白阻隔成虫产卵、树干喷洒触杀剂防治幼虫、利用"天牛净毒签"熏杀已蛀干的幼虫等防治技术。     

多功能全覆膜机上土机构的结构改进

本文针对一种旋耕灭茬起垄全覆膜机在作业过程中上土从动轴的断裂问题进行分析改进。通过COMSOL Multiphysics 5.4有限元分析软件对作业过程中轴的受力情况进行模拟,根据计算结果发现轴断裂截面所受最大应力接近6.5×106N/m2,轴所受应力随轴旋转变化较大,得出轴破坏的主要原因是轴转动时应力分布不断变化和夹土、夹草造成的应力激增。改进时通过加装轴承代替轴的转动,使轴所受力维持在一个方向。通过跟踪调查发现,新的结构将轴的破坏率由50%降低到1%。本文所采用的分析改进方法可以代替费时费力的人工试验,对结构改进提供有力依据。     

玉米轴色突变体698-3R的遗传鉴定

以辐射诱变获得的玉米红轴突变体698-3R为材料,通过遗传交配设计分析轴色的遗传规律,利用SSR-BSA法初步定位轴色基因,并对候选基因进行克隆和表达分析。结果表明:(1)突变体698-3R的红轴对白轴性状表现为显性遗传,受一对核基因控制,初步定位在第一染色体上的SSR标记phi095与umc1452之间,与phi095相距3.9cM,与umc1452相距7.1cM,将该基因暂定名为C(t);(2)以轴色基因 P1的cDNA为模板克隆C(t),发现698-3R有3个C(t)转录本,而野生型698-3中至少有2个;预测氨基酸序列比对发现,698-3R中3个C(t)蛋白的氨基酸序列与已知P_1-wr蛋白一致,突变使其获得完整的MYB结构域和酸性激活域,而野生型698-3中698-3-P-1蛋白由于编码序列缺失导致移码突变,不具有该功能结构域;(3)对C(t)基因qRT-PCR分析发现,除25DAP外,其余4个时期在698-3R中表达水平均显著或极显著高于698-3;以 A1和 C2基因表达验证分析发现,C(t)与验证基因表达模式一致,说明C(t)可能具有 P1激活调控 A1和 C2基因表达的功能。推测该红轴基因C(t)可能为一个 P_1-wr基因。