一种基于花授粉算法的WRF风速集合预报新模型

基于不同水平分辨率和边界层参数化方案的集合预报思路,应用花授粉算法与不限制负值的约束理论(FPA-NNCT)进行权重平均,提出一种新的风速集合预报模型(FPA-NNCT-WRF-E).利用山东省代表山地和海滨下垫面的2个风电场风速实测数据,将新模型与传统算术集合模型(M-WRF-E)以及FPA模型(FPA-WRF-E)的风速预报结果进行对比评估.结果表明:FPA-NNCT-WRF-E预报明显优于M-WRF-E和FPA-WRF-E的风速预报,与M-WRF-E相比, FPA-WRF-E将风速平均绝对误差(MAE)减小了20%以上,而新模型FPA-NNCT-WRF-E将MAE减小了38%以上.预报的准确性得到了提高.     

西北山区农户马铃薯生产规模效率及其影响因素

基于甘肃省定西市安定区农户实地调研数据,运用超越对数随机前沿模型,对西北山地地区农户马铃薯生产技术效率及其影响因素进行了实证研究。结果表明,山地地区农户马铃薯生产技术效率较低,增长空间大;中等规模农户技术效率平均值高于小规模和大规模农户;农户个体特征中专业化程度、农户认知水平和劳动力数量对马铃薯生产技术效率有正向作用;生产性服务变量中仅有施肥服务对马铃薯生产技术效率有显著的促进作用;土地特征变量中土地规模对马铃薯生产技术效率有负向关系。政府需鼓励农户生产向提质增效导向转变,探索农户马铃薯适度经营规模,以实现小农户和现代农业发展有机衔接。     

拖拉机动量飞轮主动防侧翻控制与模型试验研究

针对拖拉机侧翻致死致伤事故仍时有发生的问题，基于旋转刚体加速时的反向施矩原理，以反作用动量飞轮为执行元件，提出了从主动安全角度解决拖拉机侧翻问题的研究方法。通过构建拖拉机动力学系统数学模型，解析了整机侧翻行为的动态演变机理。为保证拖拉机主体结构的完整性，将动量飞轮置于拖拉机前部，取代传统静态配重的同时可主动提供防侧翻力矩。应用Matlab/Simulink软件，对反作用飞轮的回稳过程进行了基于PID控制的有效性仿真分析，同时设计并搭建了比例模型试验平台，对主动施矩飞轮的回稳控制效果进行了试验验证。结果表明，装备飞轮的拖拉机与无控制组对比，在一次试验中可多次实现整机的防侧翻控制，使整机防侧翻性能得到明显改善，且不同行驶工况下的试验数据与仿真结果的相关性较强，充分验证了本文拖拉机侧翻动力学模型的有效性。     

健康意识对规模养殖户亲环境行为的影响——基于生猪环保饲料支付意愿的视角

为探究健康意识对规模养殖户以使用环保饲料为代表的亲环境行为的作用,以湖北省402个生猪规模养殖户为研究对象,应用Heckman两阶段模型,探讨健康意识对不同群体规模养殖户的影响差异。研究结果表明,大多数规模养殖户(78.97%)愿意为环保饲料付费,且平均意愿支付水平为每头生猪饲料成本的6.69%(46.80元·头^-1)。健康意识中的健康关注程度对生猪规模养殖户环保饲料支付意愿具有正向促进作用,健康变化感知对其意愿支付水平的影响正向显著。通过主成分分析,健康意识整体上直接对规模养殖户环保饲料的支付意愿与意愿支付水平产生正向影响。而差异性分析也表明,在环保饲料支付意愿决策上,健康意识不同的规模养殖户群体间有明显差异。     

考虑脉动风速的平面刚架日光温室结构动力响应规律

日光温室骨架结构属轻型结构,跨度较大,对风荷载较为敏感。为解决风荷载作用下日光温室的动力响应问题,确定骨架结构危险截面的位置,基于Timoshenko梁理论,提出平面刚架模型的日光温室在风荷载作用下的动力响应分析的被研究块体方法。首先根据Timoshenko梁微元体思想,设计被研究块体的构成方式;基于Timoshenko梁理论,推导出平面刚架模型的日光温室钢骨架结构的控制方程,给出了算法的实现过程。然后采用两端自由的变截面梁的弯曲波传播算例,验证方法的有效性。在数值模拟风速、实测风速作用下分别对平面刚架模型的日光温室骨架结构动力响应进行时程分析,得到钢骨架的节点位移和截面应力空间最大值的位置。结果表明:位移的2次峰值分别在迎风面高度1和3m附近,钢骨架中最危险的截面为温室左端附近,应力最大值为321MPa,弯曲应力是引起应力迅速增加的主要原因。脉动风荷载作用的节点位移和截面应力明显大于平均风荷载作用的相应值。日光温室钢骨架结构的动力响应分析需要考虑脉动风荷载的作用,且不能忽略弯曲应力对截面内力的影响。     

流域尺度重金属行为模拟及其对不同气象因子的响应特征研究

模拟重金属的流域尺度行为有利于更好地理解重金属对生态系统和人类的潜在不利影响,而探究重金属在不同气象情景下的迁移转化规律有利于流域环境风险分析和环境管理。本研究采用流域重金属迁移转化模型SWAT-HM,该模型考虑了重金属化学反应如吸附和老化反应;陆面重金属迁移过程包括通过水分渗流和蒸发引起的垂向下降上升运动以及通过土壤侵蚀和地表/地下径流的水平迁移;水体中重金属迁移过程包括沉降、再悬浮、扩散和掩埋等过程。本研究选取湖南浏阳河上游流域为研究区,该流域几十年来一直受到采矿活动的影响,重金属污染严重。结果表明,SWAT-HM模型对于流域内重金属锌(Zn)和镉(Cd)的动态模拟结果与监测结果符合较好,94.5%的Zn和94.2%的Cd的模拟浓度与实测浓度在同一数量级内。流域内Zn和Cd的高污染区主要集中在宝山河,当宝山河与大溪河汇合后,由于稀释作用和水沙交互作用,溶解相Zn和Cd浓度显著降低至地表水环境质量Ⅲ类水标准(GB 3838—2002)以下。2009—2014年流域出口Zn和Cd总输出通量的多年均值分别为90.8 t和1.1 t,溶解相重金属和吸附相重金属输出量的大幅提升几乎全部出现在强降水后,吸附相重金属输出量主要由几次暴雨过程贡献。本研究通过气象因子分析方法评价重金属输出量对于降雨和气温变化的敏感性,结果显示溶解相重金属和吸附相重金属输出量对于降雨变化比温度变化敏感,且吸附相重金属对于降雨变化的响应比溶解相重金属强烈。探究不同气象情景下重金属迁移转化响应特征对于环境风险分析和污染控制具有一定意义。     

小区和田块尺度下水稻不同灌溉模式的节水减污效应分析

【目的】研究平原河网区不同尺度下水稻不同灌溉模式的节水和减污效应。【方法】于2017年在浙江平湖灌溉试验站选取水稻常规灌溉、节水灌溉、蓄雨节水灌溉3种模式在试验小区和田块2种尺度下开展对比试验,记录田间水量平衡过程并检测排水和渗漏水样中的TN、TP、NH_4~+-N、NO_3~--N的质量浓度变化。【结果】无论试验小区还是田块尺度,蓄雨节水灌溉的节水效果最好,较常规灌溉和节水灌溉减少了43.4%～87.7%的灌溉量,同时减污效果也最明显,TN排水负荷减少了22%～90%。不同尺度对比中,试验小区的田间管理水平更高,产量略高于田块尺度;小区田间水分控制更精确,灌排次数和水量较田块更多,蒸发蒸腾量和渗漏量则略少于田块。在减污效果上,单位面积下同种灌溉模式的田块的排水污染物负荷比试验小区低37%～57%,渗漏负荷比试验小区高4%～61%,由于排水污染物负荷要远大于渗漏污染物负荷,在总的污染物负荷上田块要小于小区。【结论】本试验中蓄雨节水灌溉模式取得了较好的节水减污效果,但是要注意蓄雨时间和高度,长时间的淹水可能会对水稻产量造成不利影响。     

土地规模化经营能否促进农业社会化服务获取?——基于全国3类农户样本的实证分析

土地流转和农业社会化服务是经营规模化和服务规模化的根本途径,研究二者关系对农业供给侧结构性改革、农业现代化发展乃至乡村振兴具有重要意义。基于第二期"全国新型农业经营主体发展指数调查"数据,运用负二项回归模型实证分析土地流转及转入不同特征土地对普通农户、专业大户和家庭农场农业社会化服务获取的影响。结果表明,单纯的土地转入对不同类型农户农业社会化服务获取均不具有显著影响。但如果转入土地有利于规模化经营、农业基础设施较好,则能显著促进社会化服务获取。另外,农户经营能力越强,对不同类型社会化服务的应用程度也越高。因此,政府应推动更有效率的土地流转,实现农业适度规模经营;加强农业社会化服务供给,提升农户生产经营效率;强化经营主体培训,增强联结带动能力。     

中国西北三省(区)风雪流发生的可能性

[目的]揭示新疆、内蒙古和甘肃西北3省(区)风雪流发生的可能性,为风雪灾害防治提供理论依据。[方法]利用1981—2010年3省(区)130个区站地面气象资料,划分风雪流发生可能性等级。[结果](1)研究区65.4%的地区有发生风雪流灾害的可能性,其中16.9%的地区发生风雪流可能性的等级较高;(2)研究区风雪流灾害最严重的月份为3和12月,少数地区受地形影响有所差异;(3)研究区30a间气象数据在一定范围内波动,风雪灾害发生可能性没有减弱趋势。[结论]西北3省(区)需重视风雪灾害防治,尤其是3和12月应重点防护;同时要加强生态修复工作,降低风雪灾害。     

疫病净化对动物后代繁育的影响研究——基于全国297个规模化养鸡场的实证分析

2012年,国务院提出了《国家中长期动物疫病防治规划(2012—2020年)》,要求对16种动物疫病逐步进行控制、净化和消除。基于此,本文利用全国297个规模养鸡场的调查数据,采用随机效应模型,分析疫病净化对养鸡场动物后代繁育的影响。结果表明,已净化养鸡场的日最高产蛋率、种蛋合格率、种蛋受精率、受精蛋孵化率分别比未净化养鸡场高1.091%、1.090%、0.892%、0.528%。相比已净化养鸡场与未净化养鸡场之间后代繁育指标的差异,净化不同病种带来的差异较小。增加疫苗投入、减少兽药使用、合理设置技术人员数量可有效提升鸡群的后代繁育能力,采用封闭式的栏舍、非笼养的饲养方式、非自繁自养的引种方式以及整批的出栏方式可在某种程度上提高养鸡场动物的后代繁育能力。全国7个区域中,华北地区养鸡场的后代繁育能力最强。建议国家加强对疫病净化的宣传,积极组织疫病净化方面的培训和交流。养鸡场在开展疫病净化的同时,重视疫苗免疫工作,尽可能减少兽药的使用,有效地聘用技术人员。