仿真与DBSCAN算法融合的管输数据生成与验证方法

在油气管道系统中，受数据保密性高、数据采集技术不完善、异常工况发生频率低等因素制约，利用管输数据集进行机器学习模型训练，效果不理想。基于此，以某原油管道为例，分析管输能耗，利用Pipeline Studio TLNET软件对输油泵机组耗电量进行仿真，扩充训练数据集。针对管输仿真样本无真实值对照、特征关联、高维等特点，提出一种基于马氏距离的DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法，用于评价仿真样本的可靠度，识别异常仿真数据。基于仿真样本与现场数据样本的机器学习模型训练结果表明，剔除异常数据的仿真样本能够提升模型的拟合能力，由此为管输数据仿真样本的生成与验证提供了新的思路。（图5，表5，参25）     

布鲁氏菌病不同血清学检测方法的比较

为比较不同布鲁氏菌血清学检测方法的性能差异,本研究采用虎红平板凝集试验（RBT）、试管凝集试验（SAT）、竞争酶联免疫吸附试验（cELISA）、布鲁氏菌抗体快速检测试剂卡（GICA）4种常规血清学检测方法,分别对感染情况已知的87份羊血清（阳性53份,阴性34份）进行血清学检测,进而比较4种方法的敏感性、特异性与一致性。检测结果显示,BT的敏感性、特异性较为一般;GICA的敏感性较好,特异性一般;SAT与cELISA的敏感性、特异性较为良好。RBT与GICA的酸性检验结果（Kappa值）均小于0.81,与真实结果一致程度为高;而SAT与cELISA的Kappa值均大于0.81,与真实结果一致程度为极高。在临床诊断中推荐选用RBT与GICA作为初筛检测方法,对初筛检测结果为阳性的样本,结合临床症状,采用SAT与cELISA进行复核。     

中国烤烟生产技术进步贡献率实证分析

运用C-D生产函数模型和索罗余值方程,分析2009—2018年我国15个烤烟产地烤烟生产技术进步贡献率和要素投入贡献率。结果表明,研究期内我国烤烟平均技术进步贡献率144.01%,人工投入、物质和服务投入、土地投入的平均贡献率分别为-69.02%、31.71%、-6.7%,技术进步已成为烤烟产出增长的主要因素,我国烤烟生产已经转向技术进步型增长。结合烤烟生产技术进步情况提出针对性政策建议,以期进一步挖掘我国烤烟生产潜力,实现科技进步贡献率的进一步提升。     

基于水量水质耦合模拟优化的渠井结合灌区多目标水资源优化配置模型与方法

为探究灌区考虑水质水量耦合模拟优化的水资源优化配置模型与方法，基于FloPy和Pymoo构建了水量水质耦合的多目标模拟优化模型。采用地下水数值模拟模型MODFLOW和溶质输移模型MT3D模拟了灌溉引起的地下水位变化和污染物的扩散过程，考虑灌溉收益、作物水分生产率、地下水位变幅和污染扩散4个目标，分别采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ和NSGA-Ⅲ对该问题进行求解，并对比分析了两种方法的实际应用效果。采用多准则分析评价方法 TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)，推荐了灌溉方案。推荐灌溉方案在平水年和枯水年分别可以最大减少地下水位变幅56%和43%，最大减少污染扩散面积54%和40%。     

晋北农牧交错带草地生物量对短期放牧强度的响应

放牧是草地的主要利用方式之一，适度放牧可维持草地的生产和生态功能。为探究不同放牧强度如何影响北方农牧交错带草地生物量，本研究依托2016年在山西典型农牧交错带建立的草地放牧试验平台，采用收获法监测了不同放牧强度干扰下植物群落优势种赖草生物量(Leymus secalinus Tzvel. biomass,L.s.B)、地上生物量(Aboveground biomass, AGB)和地下生物量(Belowground biomass, BGB)指标。结果表明：放牧降低了该地区群落地上现存生物量和地下生物量(P<0.01),提高了群落的根冠比(P<0.05);放牧影响优势种赖草生物量在群落地上生物量中的占比，与不放牧相比，轻度放牧和重度放牧对赖草生物量的影响大，而中度放牧的影响小。因此，放牧降低了群落的地上、地下生物量，但中度放牧对优势种赖草生物量的影响小，符合中度干扰假说，为农牧交错带草地科学管理和可持续利用提供理论依据。     

山西省乡村人居环境健康发展评价及规划分类研究

为开展山西省乡村人居环境健康发展评价与区域规划分类，以山西11个地级市为评价单元，从经济发展环境、生产生活环境、生态宜居环境、社会保障环境、文化旅游环境视角构建乡村人居环境健康发展评价体系，采用熵值法、多因素综合评价法分别确定指标权重和功能分值，通过耦合协调度模型和系统协调度指数评价子系统间的协调发展程度，采用K-means聚类分析获取乡村人居环境健康发展水平的集聚情况，并进行规划分类与管理。研究表明： 2006—2021年山西省乡村人居环境健康发展水平先上升后略微下降，功能分值由2006年的0.286 2上升至2018年的0.696 5，再下降至2021年的0.611 3，但总体呈上升趋势。其中： 2015—2021年，太原市、晋中市和长治市乡村人居环境发展水平变化趋稳，大同市总体向好；运城市略有回落；其他6市呈先升后降的变化趋势。以2018年为转折点，2006—2021年山西省乡村人居环境系统协调度指数先升后降，由2006年的1.708 7上升至2018年的2.126 8，再下降至2021年的1.950 2。经济发展环境与生产生活环境子系统、经济发展环境与生态宜居环境子系统、生产生活环境与生态宜居环境子系统的耦合协调度持续上升，经济发展环境与社会保障环境子系统的耦合协调度先升后降，其余子系统之间的耦合协调度均呈“M”形波动发展。依据K-means聚类分析结果，本研究将2021年山西省各市乡村人居环境的健康发展程度划分为相对较差、中等、相对较好三类，并针对不同健康发展程度提出相应的乡村人居环境规划与管理措施。     

含蜡原油乳状液磁处理降黏实验

油田集输工艺中油水混合物形成的原油乳状液流变特性较为复杂，可能影响管道安全经济运行。为探究磁处理对含蜡原油乳状液的降黏效果，利用自行研制的静态永磁处理装置，调整磁场强度、磁处理温度及磁处理时间，对乳状液的黏度变化进行实验研究。对磁处理前后原油乳状液黏度与油水界面张力进行测量，观察乳状液液滴分布情况，分析乳状液降黏原因。通过磁处理实验发现，当磁处理温度为58℃、磁场强度为200 T、磁处理10 min时，乳状液黏度降低幅度最大，降黏率达到14.5%；通过界面与显微实验发现，乳状液经磁处理后油水界面张力降低，施加不同的磁处理条件后液滴分布不变，磁场作用通过降低油水界面张力与原油黏度进而降低乳状液黏度。研究成果可为含蜡原油乳状液降黏输送技术提供指导，保障原油集输安全。（图10，表4，参26）     

低pH影响大豆和菜豆对氮素形态的响应

通过室内水培试验，模拟了植株生长的缺氮、纯铵、纯硝3个不同氮素营养环境，研究了两种豆科作物（大豆和菜豆）幼苗生长对氮素及氮素形态的响应，同时对溶液pH进行了实时监测；在单一供铵的基础上，研究了在不同pH（pH 4.5，pH 6.5）下两种豆科作物对铵态氮的响应特征，并利用实时定量PCR技术，探究了植株体内的铵转运蛋白（AMT）基因对pH的响应规律；通过构建系统进化树、关键位点序列比对，对不同物种的AMT蛋白进行了生物信息学分析。研究结果表明：与缺氮处理相比，纯硝处理显著增加了大豆和菜豆的生物量，尤其是根系生物量，而纯铵处理下无显著变化；但是纯铵与纯硝处理下植株体内的氮积累量基本相同，且发现纯铵处理下溶液pH显著下降。通过控制纯铵处理的溶液pH，我们发现相比于pH 6.5，pH 4.5显著降低了两种豆科作物的生物量。进一步研究了大豆体内的主要铵转运蛋白基因的表达情况，结果显示相比于pH 6.5，pH 4.5显著降低了大多数铵转运蛋白基因的表达量；生物信息学分析表明，大豆和菜豆的AMT在亲缘关系上高度相近，而与喜铵作物水稻的亲缘关系较远。本研究表明大豆和菜豆对铵态氮的吸收会导致根际环境酸化，从而限制植株生长，这为田间提高豆科作物的氮素营养提供了一个视角。     

河北省饶阳县土壤养分特征分析及分区施肥研究

为摸清饶阳县土壤养分特征,实现针对性分区指导施肥,采用田间试验和室内分析相结合的方法,明确了该县耕地土壤养分供应状况和分布特征。结果表明:目前饶阳全县土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别为15.5 g/kg、77.1 mg/kg、29.1 mg/kg、108.0 mg/kg。耕层土壤有机质及大量元素在各乡镇分布差别明显,变异系数表现为有效磷速效钾碱解氮有机质。与第二次土壤普查结果比,全县土壤有机质、碱解氮、有效磷分别增加37.2%、29.1%和314.3%;而速效钾减少29.5%。结合该县多年田间试验和专家实践经验、农户调查和土壤养分分布特征,建立了小麦施肥指标体系,并编绘了针对区域养分供应特征的氮、磷、钾肥施用量图件,便于指导农民优化平衡施肥。     

我国城市多尺度社会-生态系统可持续管理框架研究

面向SDG11“可持续的城市和社区”目标和我国城市体检及国土空间统一治理的内在需求，开展城市复杂系统视角下的可持续管理研究。基于系统辨析和梳理“城市可持续性”相关概念，借鉴社会-生态系统、脆弱性/韧性分析、城市土地系统转型等相关理论，识别城市系统协同演化主体，构建多尺度城市可持续管理理论框架。该框架以人地互馈作用为驱动，以城市地表景观结构和转型为连接社会-生态系统互馈网络的“桥梁”，以城市社会-经济-生态时空耦合格局-过程为系统可持续演化路径的表征；该框架有机整合了多尺度人类与自然耦合系统，以及各子系统内的反馈关系，提升了对复杂自适应城市社会-生态系统网络的认知。最后，结合我国城市可持续科学研究及管理实际，围绕提出的理论框架，本研究阐述了未来城市可持续发展亟待开展的科学研究问题和管理实践重点。