水流作用下临水岸坡稳定性计算模型

河流崩岸是我国堤防安全面临的重大问题,汛期前后崩岸诱发大量的滑体进入河道,影响航运,给沿岸人民正常生产生活带来重大影响。针对水流作用下临水岸坡失稳问题,综合考虑坡表静水压力、内部孔隙水压力、边坡几何形状等因素的影响,构建了楔形岸坡稳定计算模型,并结合长江干流芙蓉大堤段崩岸实例,分析了各因素对岸坡稳定的作用。结果表明,坡表与地下水位升降及二者之差,对岸坡稳定影响较大,且水流的淘刷深度也直接影响着岸坡整体稳定。     

中国板栗238份品种（系）叶片形态、解剖结构及其抗旱性评价

采用多功能图像分析法、冷冻切片法和指甲油印记法，对238份板栗品种（系）叶片的形态、解剖结构及气孔特征进行了观察测量，运用变异系数、主成分分析对33项指标进行了筛选，后运用隶属函数法进行抗旱性综合评价。结果表明：（1）238份板栗品种（系）33项指标中除上表皮角质层厚度、上表皮细胞宽度、第一层栅栏组织细胞密度、第一层栅栏组织细胞宽、下表皮细胞宽度和下表皮角质层厚等6项指标的变异系数小于10%，各品种系（间）差异较小外，其余27项指标的变异系数均大于10%，在各品种（系）间差异较大；经主成分分析从27项指标中筛选出10项作为238份板栗品种（系）抗旱性综合评价的典型指标。（2）利用隶属函数分析将238份品种（系）划分为4类：第Ⅰ类包括31个品种（系），平均隶属值为0.60 ~ 0.80，抗旱性极强；第Ⅱ类包括48个品种（系），平均隶属值为0.50 ~ 0.59，抗旱性强；第Ⅲ类包括84个品种（系），平均隶属值为0.30 ~ 0.49，抗旱性中；第Ⅳ类包括75个品种（系），平均隶属值为0.20 ~ 0.29，抗旱性弱。     

基于粒子群算法优化BP神经网络的土壤含水量短期预测模型

为提高土壤含水量预测精度,基于物联网监测数据,提出了粒子群算法(PSO)优化BP神经网络的土壤含水量预测方法。首先应用主成分分析法筛选出影响土壤含水量的关键影响因子,然后构建8-5-1的BP神经网络拓扑结构,应用粒子群算法优化BP神经网络的初始权值和阈值。结果表明:与传统BP神经网络相比,新模型优化了网络结构,避免了陷入局部最优解,具有良好的预测效果;模型的评价指标平均绝对误差、平均绝对百分误差、误差均方根分别为0.259 2、0.010 5和0.135 6,与单一BP神经网络相比,预测精度更高,可满足实际的土壤含水量预测的需要。     

不同地表覆盖方式对胡杨幼苗光合特性的影响及评价

为筛选对胡杨幼苗生长有效的地表覆盖物。以1年生胡杨幼苗为试材,设置覆膜(T1)、覆草苫子(T2)、覆沙(T3)和裸地(CK)共4种处理,利用相关性分析和隶属函数值法全面评价3种地表覆盖物对植株产生的效果。结果表明:T1、T2、T3处理均显著提高了不同月份的土壤含水率(P<0.05),平均土壤含水率较CK分别提高了26.1%、27.9%和23.5%;各覆盖均显著提高了成活率、株高及地径的生长,T2增长幅度最大;各覆盖均显著提高了叶片净光合速率(P n)、气孔导度(G s)、蒸腾速率(T r)(P<0.05),生长初期T1值最大,生长中后期T2值最大;T2处理的最大净光合速率(P max)、光饱和点(L SP)最大,光补偿点(L CP)和暗呼吸速率(R d)最低;各覆盖对水分利用效率(W UE)和表观量子效率(A QY)影响较小;植株生长与土壤含水率、P n、G s、P max、L SP呈极显著正相关(P<0.01),综合效果由强到弱顺序为T2、T3、T1、CK。覆草苫子较适宜在胡杨幼苗栽植过程中应用推广。     

基于农牧户视角的荒漠化治理中退牧还草技术综合评价——以内蒙古鄂托克旗为例

农牧户作为退牧还草技术的实施者和重要利益相关者,其对技术的感知度和认可度对于调整和完善退牧还草技术具有重要的现实意义。本文以草地荒漠化典型区域——内蒙古鄂托克旗为例,采用主观层次分析法和客观熵权法相结合的方法,构建包括技术成熟度、技术应用难度、技术相宜性、技术效益和技术推广潜力5个方面的退牧还草技术综合评价指标体系,基于农牧户视角对内蒙古鄂托克旗退牧还草技术进行综合评价。结果表明:1)基于农牧户视角的鄂托克旗退牧还草技术综合评价结果为0.469 8,说明农牧户对于退牧还草技术的综合评价处于中等水平,技术满意度一般,技术可持续性较弱。具体表现为农牧户对于技术自身的草地生态系统退化修复功能持以肯定态度,生态效益评价较高;而对于经济效益和技术可持续性评价较低。2)分项退牧还草技术评价结果由高到低的排序为:技术相宜性、技术效益、技术成熟度、技术应用难度、技术推广潜力。3)分区域研究得出,鄂托克旗退牧还草技术综合评价的区域差异性较小。因此,退牧还草技术的综合评价结果能够反映农牧户对于该项技术的满意程度,为退牧还草技术的持续有效实施提供参考。     

低氮胁迫对谷子苗期性状的影响和耐低氮品种的筛选

筛选和培育耐低氮能力强的作物品种,是提高作物氮素利用效率,减少氮肥施用量,降低环境污染的有效措施。本研究以45份谷子品种为试材,采用水培的方法,在低氮(0.1mmol·L~(-1))和正常氮(5mmol·L~(-1))条件下,测定苗高、根长和根数等22个氮效率相关指标,采用综合耐低氮系数法以及基于主成分分析的隶属函数法评价参试谷子品种的耐低氮性。结果表明,与正常氮条件相比,低氮胁迫下,谷子苗期根长、根冠比、地上部氮素生理效率、地下部氮素生理效率、单株氮素生理效率有不同程度提高,其余17个指标都有不同程度降低。两种评价方法均根据45个谷子品种的耐低氮能力将其划分为强耐低氮型、耐低氮型、中间型、较敏感型和敏感型5类。筛选出耐低氮性较强的品种5份,编号分别为11、14、17、35和39。利用GGE双标图对品种-耐低氮相关指标的分析表明,编号39和14的耐低氮品种主要耐低氮性状为地下部干重、地下部鲜重、根长;编号为11、35和17的耐低氮品种主要耐低氮性状为地上部鲜重、叶片数、叶宽、叶长、单株氮累积量、地上部氮累积量、单株干质量、地上部干重、地下部氮累积量、根数、苗高和SPAD。可见不同谷子品种的耐低氮机制存在一定差异,研究结果可为谷子耐低氮品种的选育提供材料基础。     

基于PLSR-BP复合模型的红壤有机质含量反演研究

对红壤地区土壤有机质进行快速预测,以满足智慧农业与精准施肥的需要。以江西省奉新县北部为研究区域,采用1 km×1 km标准格网划分研究区进行采样,共得到红壤样本248个。对土壤光谱进行了包含分数阶导数在内的3种数学变换方法,将经过P=0.01显著性检验的波段用于模型的构建,选用偏最小二乘回归(PLSR)和BP神经网络建立土壤有机质含量预测模型。结果表明:当对红壤光谱数据进行1.5阶导数变换后再使用PLSR-BP复合模型对土壤有机质含量进行预测时的结果为最优,训练集R~2=0.89,RMSE=4.68g·kg~(-1),验证集R~2=0.87,RMSE=5.55g·kg~(-1),RPD=2.75。1.5阶导数对红壤光谱数据的变换能够更好地突出与有机质相关的特征信息,有助于其含量预测。PLSR-BP复合模型预测精度优于单一模型,能够较好地预测红壤有机质含量,为精准农业快速监测红壤有机质含量提供了新的途径。     

从开放科学路线图分析到开放科学道路决策方法设计

[目标/意义]一个国家是否进入开放科学、如何选择路径,亟待决策方法。[方法/过程]开放科学作为国家科学政策,可以通过路线图方式进行规划实施。分析当前6个国际开放科学路线图的发布、内容、效果评估等特征,初步提出一个国家开放科学道路的决策方法。[结果/结论]开放科学路线图的形成受国家中长期开放计划、配套基础设施等多因素影响,实施内容覆盖到国家的未来、现状和具体措施,最终将提升一个国家或地区科学研究的开放成熟度水平及其影响力。基于这些特征,初步构建国家开放科学进程决策模型,覆盖开放科学实施前、实施、实施后不同阶段的决策内容,并设计开放科学道路决策的“三步法”。本文简略介绍中国面向开放科学的工作构想,以及其中图书馆发挥的作用。     

采用主成分分析法评价廉州湾贝类养殖区水质状况

为了解广西廉州湾贝类养殖区水质状况并指导渔业生产,借助SPSS软件,分析了2013—2015年该养殖区的水温、溶氧(DO)、化学耗氧量(COD)、溶解态无机磷(DIP)、溶解态无机氮(DIN)、石油类、汞(Hg)和叶绿素-a(Chl-a)等8项水质因子。采用主成分分析法筛选对养殖区影响较显著的因子来综合评价水质状况。结果显示,在产卵期(5月)和高渔获期(10月)可以各提取占总方差89.9%、92.9%的前4个主成分来计算综合评价函数得分,2013—2015年各监测期水质综合得分依次是0.220、-0.211、0.759、1.028、-0.977、-0.817,分值高低反映水质污染程度。2013年两个监测期的水质均属于III类,2014年两个监测期的水质均属于IV类,2015年产卵期水质属于I类,2015年高渔获期水质属于II类。由此可知,养殖区水质综合状况不稳定,年际间变化较大,曾出现Hg超标情况,污染较严重的是DIP、DIN和Chl-a。因此,养殖区应加强码头日常作业及沿岸工业排污口管理,同时应控制生活污水、农业废水排入,合理规划养殖规模,防止贝类养殖自身污染。     

菠萝蜜种子淀粉制备香草兰微胶囊的工艺研究

以菠萝蜜种子淀粉为壁材,采用饱和水溶液法制备香草兰精油微胶囊,以包埋产率为指标,采用响应面分析法对微胶囊的包埋条件进行优化探讨。结果表明:5个单因素中,影响最显著的因素为壁芯材比例、包埋温度和包埋时间。响应面优化得到香草兰精油微胶囊的最佳工艺条件为壁芯材比例为7.5∶1;包埋时间72 min;包埋温度54℃,此条件下的包埋产率为(95.46±0.2)%,包埋率为(76.35±0.6)%,载油量为(27.73±0.3)%。试验证明,此条件结果与模型预测值相吻合,此工艺条件可为菠萝蜜种子淀粉包埋香草兰精油微胶囊工艺提供理论依据。