The effect of an external electric field on solid-state phase transition of (P(VDF/TrFE)(72/28)

The copolymers of vinylidene fluoride and trifluoroethylene (P(VDF/TrFE)) with VDF content of 50–80 mole % can be applied to the field of nonvolatile ferroelectric polymeric random access memory (FePoRAM) devices, since they exhibit stable ferroelectricβ-phase at room temperature with spontaneous polarization of the C-F dipoles towards an external electric field greater than the coercive field. Many researchers have already reported the molecular structures and dynamics of the ferroelectric (F) crystalline phase and the unique change in chain conformation between polarF phase and non-polar paraelectric (P) phase near their Curie transition temperature (T _c) which is dependent on factors such as VDF content and annealing treatment conditions. The effect of external electric field strength on theF⇔P crystalline phase transition in P(VDF/TrFE)(72/28) random copolymer samples of nanometer thickness was investigated. Capacitance of 250 nm thick sample measured as a function of heating-cooling under varying external electric field strength exhibited increasingT _c’s during heating (T _c ^↑ ) and cooling (T _c ^↓ ) under an applied electric field of more than 0.03 MV/cm. Applying cyclic bias electric field (+1 to −1 MV/cm) for samples kept isothermally at just above theirT _c(T _c ^↓ ) during cooling, we were able to observe the field-inducedP→F phase transition. With increasing cycles of the applied electric field for sample maintained just above (T _c ^↓ ), the bistableC-E hysteresis was observed and the phase change fromP→F is irreversible even after the electric field is removed. However, for samples kept well above (T _c ^↓ ) and nearT _m (100 °C and 120°C respectively) during cooling, theF-phase initially formed through the field-induced phase transition is reversibly transformed to theP-phase when the applied electric field is removed. Drastic changes were observed in both coercive field (E _c) and remanent polarization (P _r) values during heating and cooling near theT _c range due to theF⇔P phase transition and the results are reported in detail here.     

基于加权关联网络分析的辣椒（Capsicum annuum L.）果实颜色转变相关基因的鉴定

辣椒属于茄科（Solanaceae）辣椒属（Capsicum L.）一年生或多年生植物,其播种面积和产值在中国均居蔬菜首位。果色是辣椒众多经济性状中最直观的性状之一,直接影响人们的购买选择。辣椒果色受多种因素调控,相关色素生物合成的分子调控还需进一步解析。本研究以果实发育过程中呈现5种颜色的辣椒种质HNCA0076为实验材料,进行了生理检测、转录组测序以及WGCNA分析。在果实5个不同颜色时期,叶绿素含量变化较大,类胡萝卜素含量整体呈现递增趋势,类黄酮含量无明显变化,花色苷含量在紫色果期后逐渐降低,橙色果期后又逐渐升高。RNA测序数据质量满足进一步分析要求。4个转色期的上调（下调）表达基因数分别为826（276）、390（588）、1248（1800）和1528（2485）,随着果实的逐步发育,相邻比较组合中的差异基因的数量逐渐增加。差异表达基因经GO富集分析,主要集中在分子功能中的四吡咯结合、血红素结合、转移酶活性、氧化还原酶活性、铁离子结合和水解酶活性等过程;KEGG富集分析主要富集在类胡萝卜素生物合成、类黄酮生物合成和淀粉、蔗糖代谢等信号通路,其中类胡萝卜素代谢途径的3个基因在紫色时期向黄色时期的转变过程中表达上调,类黄酮代谢途径的11个基因在黄色时期向红色时期的转变过程中表达下调。4个对比组合差异基因分别注释到8877、8736、8689、8573个转录因子,共同注释到8049个转录因子,包括AP2、F-box、MYB和UDPGT等类型。利用非冗余的差异表达基因进行了加权关联网络分析,关联到4个与叶绿素、类胡萝卜素、花色苷、类黄酮含量相关的模块,进一步分析表明p450（LOC107859314）、Pkinase（LOC107839192、LOC107875415）、F-box（LOC107863894）和zf-MYND（LOC107852593）等29个转录因子可能参与辣椒果实转色的调控。本研究为进一步探索辣椒果实色素形成过程中的关键调控因子以及分析相关色素生物合成的调控提供了重要数据。     

1980—2020年渭河中上游流域土地利用演变及其对径流的影响

[目的] 研究渭河中上游流域不同土地利用情景下径流的响应规律,为渭河中上游流域的发展规划及水资源管理提供科学支撑。[方法] 基于1980—2020年土地利用数据,分析流域40 a的土地利用变化特征,并结合SWAT模型,设置5种历史土地利用情景、两种综合土地利用情景和3种极端土地利用情景,探究径流在不同土地利用情境下的响应。[结果] ①流域40 a间耕地、水域及未利用土地面积逐渐减小,林地、草地和居民用地面积逐渐增加。②1980—2020年共5个时期模拟年均径流深分别为72.24,72.27,72.31,71.86,72.25 mm,退耕还林、退耕还草、耕地型、林地型及草地型模拟年均径流深分别为68.59,69.70,72.60,64.81,66.82 mm。[结论] 40 a间土地利用类型的变化对渭河中上游流域径流的影响小于10%;退耕还林、退耕还草对径流主要起抑制作用。在3个极端土地利用情境下径流大小为：耕地型＞草地型＞林地型,且耕地型与林地型、草地型情境下的差异明显。     

盐渍土二次相变温度变化规律

孔隙溶液中水分的冻结与盐分的结晶是盐渍土产生冻胀和盐胀的前提,确定盐渍土孔隙溶液的相变机理有利于清晰认识冻胀和盐胀在盐渍土低温变形中的贡献。为了深入探究降温过程中盐渍土孔隙溶液的相变规律,该研究通过系列盐渍土的降温试验,研究了不同含水率和含盐量条件下盐渍土二次相变温度的变化规律,并基于多孔介质相变理论建立了可以预测盐渍土二次相变温度的理论模型。结果表明：NaCl盐渍土和Na2SO4盐渍土的二次相变温度分别低于-24 ℃和-1.25 ℃;初始含水率和含盐量不同,盐渍土的二次相变温度也不同,盐渍土二次相变温度与二次相变发生前的液态水含量有关;第一次相变过程中冰晶或者盐晶体析出降低了土体二次相变发生前的液态水含量,使得盐渍土二次相变温度随含水率和含盐量不同而发生变化;盐渍土二次相变温度预测模型充分考虑了盐渍土的相变过程,较好地揭示了盐渍土二次相变温度的变化机理。该研究不仅对深入认识盐渍土孔隙溶液的相变机理具有重要的理论意义,而且可对确定盐渍土在降温过程中的盐胀和冻胀贡献提供有效依据。     

泵站水力瞬变的二阶Godunov格式模型构建

为了提高复杂泵站系统水力瞬变数值模拟的高效性和稳定性,该研究基于泵站系统水力瞬变问题,建立有限体积法Godunov格式的数学模型,对简单管道系统和复杂泵站系统进行模拟研究。与常用的特征线法求解泵站水力模型方程不同,该模型引进有限体积法二阶Godunov格式对模型进行离散,用Riemann求解器对离散通量进行求解。使用MUSCL-Hancock方法进行界面数值重构,采用MINMOD斜率限制器避免虚假震荡。提出双虚拟单元边界处理方法,实现计算区域与边界同时达到二阶精度。将所建模型计算结果与精确解、经典算例数据进行对比,并针对库朗数取值和计算网格数进行敏感性分析。结果表明：所建模型模拟结果与精确解、经典算例数据吻合较好;与特征线法相比,二阶Godunov格式更加准确、稳定且高效。对于简单管道系统,特征线法计算耗时0.227 s,二阶Godunov格式计算耗时0.017 s。对于实际泵站系统,由于存在多特性的管道结构,二阶Godunov格式模拟时需稍微降低库朗数。而采用特征线法进行泵站水力过渡过程计算时,若不调整管道长度或者波速,管道中库朗数会小于1,在本文算例中,库朗数为0.72～0.76,模拟计算结果偏差很大。所以需要调整局部管道长度或波速,以达到库朗数为1的条件,这样处理因改变管道特性而引入计算误差。综上,二阶Godunov格式模拟方法可以更有效提高传统泵站系统水力瞬变模拟的高效性、稳定性以及准确性。     

县域耕地地力与农用地自然质量等级差异及关联性研究

探寻县域耕地地力评价与农用地自然质量分等的联系与差异,有助于二者可比衔接。采用叠置法划分评价单元,系统聚类法确定评价的定量指标,特尔菲法筛选影响评价结果的定性指标,层次分析法确定评价指标权重,模糊数学法建立各参评指标与评价级别的关系模型,分别进行了湖南省衡东县县域耕地地力与农用地自然质量等级划分;采用GIS叠加分析法得到等别转移分布,并对等别转移分布规律及原因进行了研究。结果表明:衡东县农用地自然质量前5个级别所占面积比例达91.29%,而耕地地力只有74.37%,总体上耕地地力低于农用地自然质量1个级别;耕地地力和农用地自然质量高、中、低级别面积比例分别为32∶42∶26和33∶43∶24,均呈两头小、中间大的分布规律;耕地地力相应级别在水田和旱地的分布比例具有明显差异,高等级(1、2、3级)基本分布在水田,而农用地自然质量比例比较稳定;两种评价结果的等别转移量能清楚地显示二者对应地块级别的差异程度及空间分布,呈平地区丘岗区山地区的变化规律。评价对象的不同及布点采样的差异导致同一图斑上的评价结果出现一定差异,评价指标及权重的差异是二者评价结果差异的主要原因。     

马尔可夫链在马尾松毛虫发生程度预测中的应用

根据广东梅州1975～2002年马尾松毛虫发生程度的历史资料,应用马尔可夫链方法对2003～2005年的马尾松毛虫发生程度进行预测,并对1993～2002年的发生程度进行回测,历史符合率为85%。该方法简便易行,为马尾松毛虫发生程度的长期预测提供了一条新途径。     

变压器绕组电阻零时间常数测量方法的研究

在分析RL电路过渡过程的基础上,提出了以一次函数电流源作为特定激励源,完全避开了时间常数的概念,通过分析,若在RL电路两端施加的电压u（t）是一次函数,则该一次函数的斜率就是电阻尺,截距就是电感L。     

黄淮海地区土地利用转型与粮食产量耦合关系研究

土地利用转型包含显性形态和隐性形态的变化,而土地利用强度是土地利用隐性形态的重要指征,既可以反映出人类对土地的干预程度,又可以呈现出特定时期社会经济发展状态。本文以土地利用强度的定量测度为抓手,基于分县统计数据及遥感解译的土地利用数据计算了区域土地利用隐性形态的变化,探讨了区域土地利用转型与粮食产量的耦合关系。研究表明:(1)1990—2010年,黄淮海地区耕地利用强度不断增加,而村庄建设用地利用强度快速减少,且区域时空格局差异明显;(2)耕地利用强度-村庄建设用地利用强度-粮食产量耦合类型时空演化特征明显,"低-低-低"类型主要分布在环渤海湾地区,而"高-高-高"类型主要集聚于冀鲁豫交界地区;(3)土地利用转型推动粮食生产格局不断演化,二者耦合关系模式将呈现出由"拮抗"到"协调"的转化过程。综上所述,土地利用转型过程中,科学优化土地利用转型与粮食生产的耦合关系,对保障区域粮食安全有重要作用。     

稻田—田埂过渡区土壤水分运动与保持特征

为揭示田埂对稻田水分渗漏的影响,以江汉平原典型稻田—田埂过渡区为研究对象,采用室内土壤理化性质分析、水力学参数测定和田间染色示踪等方法量化了过渡区各位点(田内、田埂和灌溉沟)土壤剖面导水与持水性能差异,并揭示了该区域的水流特征。结果表明:(1)不同位点的土壤饱和导水率(Ks)均随土层深度的增加而减小,上层(-20—35cm)高于中、下层(35—65cm),剖面导水性能表现为田埂灌溉沟田内,田埂平均Ks分别是灌溉沟和田内的1.6倍和16.0倍;(2)同一吸力值下不同位点土壤含水量差异较大,田内含水量最高,灌溉沟其次,田埂最低,在持水性能上表现为田内灌溉沟田埂;(3)田埂土壤受动物活动和根系生长影响剧烈,导致其大孔隙(当量孔径0.3mm)含量整体上高于田内,在染色特征上表现为田埂中、下层土壤染色面积显著高于田内。由于稻田-田埂过渡区不同位点土壤的导水和持水能力差异显著,稻田水分不仅可以在田内发生垂直渗漏,还可以通过田埂区域垂直入渗和跨田埂侧流两种方式快速流失,进而加速了稻田水分的散失。