黄土丘陵沟壑区多尺度地貌单元输沙能力及水沙关系

以黄土丘陵沟壑区裴家峁沟为原型观测流域,利用流域内相互嵌套的全坡面径流场、水文站网等观测设施,定量研究黄土丘陵沟壑区不同空间尺度地貌单元水沙关系和输沙能力特征。结果表明:1)坡面尺度地貌单元的径流深和输沙模数在多年平均时间尺度上均大于流域尺度地貌单元。当地貌单元空间尺度达到流域尺度时,多年平均径流深随着流域尺度增加而增加,输沙模数与流域面积之间存在着负相关关系。但在次降雨条件下,不同空间尺度地貌单元径流深和输沙模数峰值可能出现在全坡面、桥沟一支沟、桥沟或裴家峁沟。2)不同空间尺度地貌单元水流输沙能力随着空间尺度的增大而减少,相对于裴家峁沟,全坡面径流场、桥沟一支沟和桥沟的单位水流功率含沙量分别是裴家峁沟的186、77和58倍。3)不同空间尺度地貌单元径流量与输沙模数的水沙关系表现出较好的线性关系,且径流量与输沙模数关系随着空间尺度增加更为密切,但随着空间尺度增加,径流量和输沙模数的水沙关系曲线斜率急剧减小。研究成果可为水土流失空间尺度效应及尺度转换的研究提供科学依据。     

Nine New and Five Known Polyketides Derived from a Deep Sea-Sourced Aspergillus sp. 16-02-1

Nine new C₉ polyketides, named aspiketolactonol (1), aspilactonols A–F (2–7), aspyronol (9) and epiaspinonediol (11), were isolated together with five known polyketides, (S)-2-(2′-hydroxyethyl)-4-methyl-γ-butyrolactone (8), dihydroaspyrone (10), aspinotriol A (12), aspinotriol B (13) and chaetoquadrin F (14), from the secondary metabolites of an Aspergillus sp. 16-02-1 that was isolated from a deep-sea sediment sample. Structures of the new compounds, including their absolute configurations, were determined by spectroscopic methods, especially the 2D NMR, circular dichroism (CD), Mo₂-induced CD and Mosher’s ¹H NMR analyses. Compound 8 was isolated from natural sources for the first time, and the possible biosynthetic pathways for 1–14 were also proposed and discussed. Compounds 1–14 inhibited human cancer cell lines, K562, HL-60, HeLa and BGC-823, to varying extents.     

The combined tensile and torsional behavior of irregular fibers

Most fibers are irregular, and they are often subjected to combined loading conditions during processing and end-use. In this paper, polyester and wool fibers under the combined tensile and torsional loads have been studied for the first time, using the finite element method (FEM). The dimensional irregularities of these fibers are simulated with sine waves of different magnitude and frequency. The breaking load and breaking extension of the fibers at different twist or torsion levels are then calculated from the finite element model. The results indicate that twist and level of fiber irregularity have a major impact on the mechanical properties of the fiber and the effect of the frequency of irregularity is relatively small.     

晋西黄土区不同植被格局坡面产流产沙特征

  目的   研究不同植被格局对坡面产流产沙特征的影响,为黄土高原水资源匮乏地区坡面水土保持植被格局的优化配置提供依据。   方法   采用野外模拟降雨试验,测定5种植被格局（2种块状镶嵌格局、横条带状格局、顺坡带状格局和裸地格局）的产流产沙特征及土壤入渗特征,探讨坡面不同植被格局和破碎度对产流、产沙、入渗的影响。   结果   （1）植被具有良好的蓄水减沙效益,植被的减沙效益为47.44% ~ 91.67%,蓄水效益为25.67% ~ 62.94%,植被的减沙能力强于蓄水能力。（2）植被格局对坡面的产流产沙量均有显著性影响（P < 0.05）,试验所设置的几种格局的蓄水减沙效益依次为:块状镶嵌格局 > 横条带状格局 > 顺坡带状格局。块状镶嵌格局水土保持效果最佳。（3）不同植被格局的产流过程均呈现“快速上升—相对稳定”的趋势,植被格局有助于延迟坡面径流峰值的出现时间。（4）植被斑块的破碎化指数与侵蚀产沙呈反比,植被斑块破碎化程度越高,侵蚀产沙量越低,蓄水减沙效益越好。（5）不同植被格局的入渗系数为:块状镶嵌格局 > 横条带状格局 > 顺坡带状格局 > 裸地,Horton模型对不同植被格局土壤入渗的拟合效果较好。   结论   通过以上研究发现,块状镶嵌格局的蓄水减沙效益明显优于裸地和顺坡带状格局,因此在水资源有限的黄土区,可以采取植被与裸地交替分布的方式种植植被,以达到蓄水、减沙效益最大化。      

长江经济带淡水养殖污染负荷特征分析

采用系数法对我国长江经济带地区11个省(市)淡水养殖的蛋白质产量及氮磷排放总量进行核算,由此计算单位蛋白产出污染物排放强度及单位面积污染物排放强度;利用环境库兹涅茨曲线模型(EKC)分析淡水养殖蛋白质产出与单位蛋白产出的污染物排放强度之间的关系。结果显示:(1)1991年至2019年期间,长江经济带淡水养殖蛋白质产出、总氮和总磷排放量均呈现快速增长的趋势;湖北、江苏、江西和湖南4个省份淡水养殖总氮、总磷的排放总量较高;浙江省单位面积污染物排放强度最高;(2)各省(市)单位蛋白质产出的总氮、总磷排放强度均呈现缓慢增加的趋势,显示长江经济带淡水养殖总体上趋于对环境影响更严重的水产品种;(3)肉食性水产品的总氮、总磷排放量最高,且持续增加;杂食性水产品总氮、总磷排放量其次,呈现先增长后下降的趋势;滤食性水产品总体污染负荷呈现持续下降趋势;植食性水产品总氮、总磷排放量最低;(4)Kuznets回归模型结果显示,随着淡水养殖强度增加,单位面积蛋白质产出对单位蛋白产出的总氮排放量具有正向促进作用;对单位蛋白产出的总磷排放量则呈现"倒U型"关系,且Moran’s I指数显示各省总磷排放强度空间自相关性更高,呈现相互影响的趋势更明显。回归结果表明,随着渔业经济增长,淡水养殖结构变化等因素对氮污染的影响更大,需要加大氮污染防治的相关研究。     

中药提取物对IBDV感染SPF鸡的防治效果

为了确定中药提取物对IBDV感染的防治效果,将150羽SPF雏鸡随机分为对照组、模型组和中药提取物高、中、低剂量组,中药提取物高、中、低剂量组分别在饮水中添加10.0、5.0、2.5 g/L的中药提取物,连续添加7 d,对照组和模型组不添加任何药物。给药后,除对照组外,其余组雏鸡分别通过滴鼻接种IBDV,攻毒后连续观察2周。统计雏鸡的成活率,荧光定量PCR检测IBDV在组织中的载量,分析病毒在脏器中的分布。结果显示:中药提取物能提高雏鸡成活率,高、中、低剂量组雏鸡成活率分别为86.67%、93.33%和70.00%,高剂量组雏鸡脾脏和法氏囊指数显著降低,中剂量组的胸腺和法氏囊指数显著降低。高、中剂量组脾脏、胸腺、法氏囊病毒载量极显著低于模型组,脾脏、胸腺病毒载量极显著低于低剂量组,法氏囊病毒载量显著低于低剂量组。表明中药提取物能提高雏鸡的成活率,促进IBDV核酸转阴,改善脾脏、胸腺、法氏囊等免疫器官状况,降低病毒在脾脏、法氏囊、胸腺的载量,且中剂量组效果优于其他剂量组。     

面向驾驶员心理负荷的拖拉机智能操纵台优化设计

集成化智能操纵台为高端农机的核心共性部件,广泛应用于拖拉机、喷雾机、收获机等大型农机装备,作为与驾驶员直接接触的媒介,对驾驶员的身心健康具有直接影响。针对驾驶员田间作业强度大、心理负荷高的问题,按照驾驶员主动健康要求,选择国产典型操纵台,基于感性工学理论,构建心理负荷指标体系,开展拖拉机智能操纵台的静态人机半物理试验,建立心理负荷主成分模型,优化设计面向最低心理负荷的操纵台。首先,构建心理负荷评价体系,基于国产大型拖拉机实机搭建人机半物理试验台,选择实际犁耕工况的驾驶员操控视频,设计试验方案;其次,选择10名具有驾驶经验的拖拉机驾驶员进行试验,记录心理负荷各指标数据;再次,根据试验数据进行心理负荷主成分建模,分析操纵台优化前的心理负荷设计缺陷;最后,基于主成分分析结果,面向心理负荷最小化要求,应用人机工程学理论从界面元素分布、元素颜色、元素形状等方面优化操纵台,得到优化后的操纵台并进行试验验证。结果表明,驾驶员的心理负荷主要由疲劳感受因素与疲劳缓解因素叠加而成;优化前操纵台的心理舒适性平均分为0.403,其中,疲劳感受因素的主要方面为视觉及头颈疲劳（权重为0.458）,疲劳缓解因素的主要方面为作业自我效能感受（权重为0.578）;优化后的操纵台心理舒适性平均分提升为2.048,能显著缓解心理负荷。本文研究成果可为当前智能拖拉机驾驶舒适性设计提供一定参考依据,助力补齐农机装备主动健康理论短板。     

微囊藻衰败对沉积物中锑和砷迁移的影响

为了探究铜绿微囊藻对水环境的影响以及对沉积物中砷(As)和锑(Sb)迁移过程的影响,以沉积物/上覆水模拟柱为研究对象,监测不同浓度藻类衰亡过程中环境因素及物质浓度变化,分析藻类对沉积物中As和Sb迁移的影响.结果表明:在铜绿微囊藻活动的影响下,上覆水中溶解氧浓度和氧化还原电位均发生显著降低,为沉积物颗粒溶解提供了有利条件.渗透入沉积物中的铜绿微囊藻适应期间促进了As和Sb的迁移,二者的释放率均于投加藻细胞后第2天达到峰值,此时As在低藻组(LAD)和高藻组(HAD)中的最高释放率出现在沉积物-4 cm处,分别可达2.20和3.67,Sb的释放率在-2 cm处达到最大,分别为1.01和1.21,推测释放主要是由藻细胞在适应过程中对沉积物表面含As和Sb等营养物质的溶解作用导致的;藻类在衰亡阶段导致沉积物环境向还原性转化,此时As释放率再次增大,分别达到0.82和1.58,而Sb因还原性环境下的固化作用,释放率下降至0.13和0.12;HAD组中藻类活动对As和Sb迁移影响程度更大.研究表明沉积物中的藻类活动过程会影响As和Sb的迁移,为富营养化水体中重金属污染的控制提供依据.     

基于路面激励的汽车操纵稳定性影响研究

悬架的动态特性对汽车操纵稳定性有着重要影响。基于MATLAB采用滤波白噪声法建立了随机路面激励时域模型,并通过路面高度历程分布特征对路面模型精度进行了验证。借助多体动力学软件ADAMS/Car建立了前麦弗逊悬架动态模型,通过动态台架试验与仿真分析相结合,重点分析了不同车速和路面等级下悬架动态响应,以轮胎动载荷作为悬架垂向跳动评价指标,得出车速和路面不平度对汽车操纵稳定性的影响规律,为悬架设计和改进提供了理论依据和参考。     

连云港市低山丘陵区侵蚀性降雨特征及产流产沙规律

[目的] 分析不同降雨特征和不同下垫面条件下江苏省连云港市低山丘陵区土壤侵蚀产流产沙规律,为当地水土流失防治和提高水土保持效益提供科学依据。[方法] 以黑林水土保持监测点为研究对象,采用K均值聚类法对当地2013—2020年侵蚀性降雨类型进行分类,识别侵蚀性降雨特征,采用灰色关联法分析该监测点5个坡面径流小区降雨量、产流量、产沙量之间的相关性,通过双累积曲线法比较不同下垫面条件下产流产沙能力差异,分析人类活动对地表扰动的水土保持效应。[结果] ①侵蚀性降雨主要发生在汛期,以Ⅰ型(小雨量、小雨强)降雨为主,频次占比66%,其次为Ⅱ型(中雨量、中雨强)降雨和Ⅳ型(大雨量、中雨强)降雨,Ⅲ型(大雨量、大雨强)降雨最少; ②产沙量与降雨量和径流深密切相关,相关系数分别为0.64～0.85,0.61～0.86; ③Ⅲ型降雨引起的次降雨含沙量最大,Ⅳ型降雨引起的土壤流失总量最大; ④农地的产沙能力最大,林地次之,自然荒地最小,减少地表土壤的人为扰动,横向起垄种植,选择覆盖度高的植物更有利于提高当地的水土保持效益,总体上林地水保效益优于农地。⑤不同下垫面间产流产沙差异随着雨量和雨强的增大逐渐减小。[结论] 连云港市低山丘陵区侵蚀性降雨主要发生在汛期,不同雨型不同下垫面间产流产沙特征差异明显,林地水保效益优于农地。