高强度管线钢裂纹扩展速度的计算

裂纹扩展速度是预测管线钢止裂韧性的重要参数。根据目前世界各国全尺寸爆破试验分析总结的裂纹扩展速度计算模型,即BTCM模型、HLP模型和Sumitomo模型,对X80管线钢的裂纹扩展速度进行了计算,研究了管径、壁厚和强度对裂纹扩展速度的影响。分析发现,HLP模型和Sumitomo模型计算裂纹扩展速度与高强度钢全尺寸爆破实测数据较为一致,而BTCM模型预测数据较实测结果偏离程度较大。采用3种模型的计算结果表明:当管道壁厚和强度增加时,最大裂纹扩展速度均减小,因而有利于管道止裂;管径增加,最大裂纹扩展速度增大,管道所需止裂韧性也相应增大。     

临氢X80管线钢量化氢压作用的疲劳裂纹扩展模型

随着中国对能源转型及氢能利用发展需求的日渐迫切，X80高强管线钢将面临在氢气环境中运行的风险。对管道而言，其在服役过程中同时存在静载荷和循环载荷，并且循环载荷与氢的交互作用更为复杂，因此评估管线钢临氢性能时要同时考虑拉伸性能和疲劳性能。通过高压氢气环境中的拉伸实验及疲劳裂纹扩展实验，分析了氢对X80钢拉伸及疲劳性能的影响，获得了量化氢压作用的X80管线钢疲劳裂纹扩展模型。结果表明：氢对X80管线钢的拉伸性能无明显影响；氢压越高，疲劳裂纹扩展速率越高，氢压3 MPa时的疲劳裂纹扩展速率为氮气环境中的10倍，氢对X80管线钢的疲劳裂纹扩展影响显著；当X80管线钢处于氢气环境中时，钢材的疲劳性能将成为管道安全设计和完整性评价的关键指标。（图8，表3，参27）     

氢致微裂纹应力腐蚀损伤管道的寿命预测

管道的断裂损坏常常始于微裂纹,研究微裂纹的形成原因、分布情况、扩展规律、扩展速率和影响因素等对于管道的寿命预测有重要的参考价值。基于损伤力学原理分析了管道应力腐蚀损伤演化模型,根据微裂纹扩张的位能和动能计算式以及能量守恒原理,推导得出氢致微裂纹扩展速率与管道剩余寿命的关系:微裂纹扩展速率与氢压有关,随着氢压的增大而增大。结合实例计算了管输介质H2S和CO2含量对管道剩余寿命的影响规律,结果表明:当管道中同时存在CO2和H2S时,管道腐蚀加剧;当输送压力和其他参数不变时,随着H2S和CO2含量增加,管道剩余寿命逐渐减小。     

基于使用寿命模型的含裂纹钢制管道剩余寿命计算

为研究带有裂纹损伤管道剩余寿命的计算方法,针对正常使用环境下的钢制管道提出了同时考虑变形和承载力要求的含裂纹管道的使用寿命模型,该模型包括2个阶段,即裂纹萌生阶段和裂纹扩展阶段。对裂纹萌生阶段和裂纹扩展阶段分别采取局部应力应变状态方法和弹塑性断裂力学裂纹扩展理论方法进行分析,推导出管道在2个阶段剩余寿命的计算方法。在此基础上综合考虑环境以及平均应力对裂纹扩展速率的影响,根据安全系数法的原则,讨论了含裂纹钢制管道剩余寿命的计算问题,给出了含裂纹钢制管道剩余寿命的计算公式,为工程实践提供了理论依据。     

以营养动力学为基础的捕食模型的耗散结构诠释

本文从耗散结构理论出发,推导了营养动力学的捕食模型等效于一类扩展的二分子模型。应用微分方程定性理论,讨论了营养动力学捕食模型在相平面上的行为,指出了当参数满足一定条件时,该食饵和捕食者体系存在极限环,其体系状态的发展呈现高度的时间有序,从而揭示了营养动力学捕食模型的耗散结构特征,并通过计算机模拟予以实现。     

矩阵模型在最优树种组成研究中的应用

对直径生长转移概率矩阵模型进行了线性扩展,用以研究混交异龄林的树种组成问题。以扩展后的矩阵模型为基础建立了考虑树种组成的最优经营模型,并以吉林省东部长白山林区针阔混交异龄林为对象,对模型进行了求解。结果显示作者所建立的模型同原模型一样具有直观性强、易于理解和应用的优点;特别是该模型在不增加问题复杂性的情况下,考虑了长期以来不易于定量化的最优树种组成问题。所得到的经营方案可供该地区制定经营决策时参考。     

高含硫管道氢致开裂的分形效应及扩展速率计算

氢致开裂是高含硫气田集输管网、长输管网管线钢失效的主要模式之一,为明确管道氢致开裂的机理与过程,对其开裂模式进行了研究。对氢质量浓度在金属裂尖扩展过程中的变化规律进行分析,考虑分形效应的影响,对氢致裂纹的动力学模型进行修正,提出了氢致裂纹扩展的直裂纹-剪切带分形模型:在Gerberich对氢致开裂研究的基础上,基于裂尖的氢化作用与裂纹扩展过程中存在的耦合因素,将断裂过程区的形状与裂纹的扩展长度进行结合,构建了氢致开裂裂纹扩展各阶段分形速率的表达式,得到了更为合理的基于分形效应的氢致开裂数学模型。以材质为16Mn和20钢的天然气管道为例,分别计算了母材与焊缝处的氢致裂纹扩展速率,对比得出两种材料抗H2S的性能,研究结果对于高含硫管道材料的选择具有一定指导意义。     

甜瓜苗期单叶光合模型建立、参数估算和验证

为了研究单叶叶片光合速率变化规律。将甜瓜幼苗叶片按照有效积温分为膨大期、壮龄期和衰老期3个时期．通过田间与室内试验,对以Monsi—Seaki模型理论为基础的单叶光合模型在叶片不同生育期的模型参数进行了估算,并分别分析建立了温度和CO2浓度对光合速率影响参数函数式。结果表明：同一叶片不同生长时期光合速率模型参数不同,温度对净光合速率影响函数式为正弦函数曲线,CO：浓度对净光合速率影响与浓度差戍函数关系。模型验证结果表明,按照叶片不同生长期估算参数建立的光合速率模型及温度与二氧化碳对净光合速率影响的模型可以较准确模拟单叶叶片光合速率,显示模型具有较高的精确性、机理性和实用性。     

空间异质模型在城市扩展模拟中的应用与评估

以南京江宁区为例,基于遥感影像及其他数据,利用空间扩展模型和地理加权逻辑回归模型对研究区1999-2010年间的城镇用地扩展的影响因素进行有效检验与分析,探索其空间异质性特征.结果表明：1) 空间扩展模型与地理加权逻辑模型分别可解释研究区历史时期57%和64%的城镇用地转变,二者的解释能力在logistic模型基础上 (51%) 得到显著提升,有力地辩驳了全局回归模型的系数稳定性假设;2) 较之于空间扩展模型,地理加权逻辑回归模型更能有效刻画城市增长影响因素的空间非平稳性特征,更能够适用于研究区的城镇用地扩展模拟研究;3) 邻近变量中的DIS2INDU,DIS2ORD及DIS2CENT,邻域变量中的DENURBAN以及政策变量中的DENLANDP是研究区城镇用地扩展的关键驱动因素.     

长岭杉木树干材积连年生长量的模拟模型研究

为进一步探索长岭杉木树干材积连年生长量的变化规律,引入线性模型、指数模型和Logistic模型,并对不同立地杉木树干材积连年生长量进行了模型模拟。结果表明:不同立地杉木生长速率不同,山凹与东下坡杉木树干材积连年生长量率先越过高峰期并急剧下降;线性模型在模拟较为复杂的生长量变化规律(山凹与东下坡)时存在局限性,效果不太理想;而Logistic模型的相关系数为0.9706⁰.9933,模型精度最高,能够为决策者提供更多的信息,在模拟长岭杉木树干材积连年生长量过程中具有更强的适用性。     

旱地土壤氮素矿化强度及数量预报模式的检验

应用玉米、小麦田间试验检验了土壤氮素矿化强度及数量的预报值。土壤氮素矿化势Ｎ＿０用培养试验所得的一级反应动力学方程求得，对矿化常数Ｋ的温度校正，比较了笔者建立的间歇淋洗加砂模型和间歇淋洗不加砂模型的适用性，对矿化量的水分校正采用Ｓｔａｎｆｏｒｄ等人的研究结果。研究表明，间歇淋洗不加砂模型能很好地预报玉米生长季的土壤氮素矿化强度及数量，两种模型预报小麦生长季中的氮素矿化强度及数量均不理想，这与小麦生长季土壤温度变化大、返青拔节期吸氮肥量剧增有关。     

水稻土有机-无机肥料配合施用的效应(之三)

本文根据8年定位试验的资料,在前两报的基础上进一步阐述了中上肥力双季稻母实行有机—无机肥料配合施用,比单施化肥不仅有利于土壤有机质,全氮的积累、土壤磷素的有效化和促进水稻对氮、磷、钾养分的吸收利用,而且能增加土壤微生物,特别是细菌的总量、自生固氮菌等生理群的菌量和脲酶等主要土壤酶类的活性,从而收到培肥土壤、提高水稻产量的效果.     

Comment on "Computational improvements reveal great bacterial diversity and high metal toxicity in soil"

Gans et al. (Reports, 26 August 2005, p. 1387) provided an estimate of soil bacterial species richness two orders of magnitude greater than previously reported values. Using a re-derived mathematical model, we reanalyzed the data and found that the statistical error exceeds the estimate by a factor of 26. We also note two potential sources of error in the experimental data collection and measurement procedures.     

植物矿质营养素缺乏及主要营养素流失原因分析

植物矿质营养素缺乏的一般原因包括土壤营养元素的缺乏、土壤中的元素不可吸收、不良的气候条件、土壤施肥不科学以及土壤管理不善等。土壤中氮素的流失与挥发、农田排水与降雨径流密切相关;磷素的损失主要通过磷的渗漏淋失与磷的流失造成;钾素的损失主要表现为钾的固定与钾的淋失。     

影响外来植物入侵的几个主要叶功能特性

就影响外来植物入侵的几种较重要的叶功能特性进行介绍,包括构建成本、叶N含量以及它们在光合各组分的分配模式、叶的比叶面、叶寿命等,说明它们在外来植物入侵中的作用以及它们之间的相关关系。外来入侵种具有相对较低的CC,SLA则较高。入侵植物具有较强的形态和生理可塑性以及适应性的叶氮分配模型。叶寿命随叶子构建成本的增加而变长。除常绿植物外,一般LLS长的植物比LLS短的成本回收期长。     

福建宁德花椰菜和槟榔芋施肥指标体系研究与应用

为了解花椰菜和槟榔芋氮磷钾施肥效应及施肥指标体系,本研究在福建宁德有关县（市）开展了21个花椰菜和24个槟榔芋3414肥效试验。结果表明：随着土壤地力等别下降,土壤对花椰菜产量贡献率由（56.67.6）%降至（35.412.8）%,花椰菜施氮肥增产率、施磷肥增产率、施钾肥增产率分别由（41.919.0）%升至（60.512.9）%、由（6.73.0）%升至（19.34.6）%、由（11.76.2）%升至（19.47.0）%,土壤对槟榔芋产量贡献率由（59.48.8）%降至（46.911.3）%,槟榔芋施氮肥增产率、施磷肥增产率、施钾肥增产率分别由（30.113.5）%升至（49.110.5）%、由（9.03.0）%升至（11.312.5）%、由（16.86.5）%升至（21.211.5）%。花椰菜和槟榔芋平均施肥增产率是氮肥钾肥磷肥。指数模型或对数模型为花椰菜和槟榔芋缺素区相对产量与对应土壤养分测定值之间的最佳模型;花椰菜N、P2O5、K2O的推荐用量分别为（30450）、（11337）、（27193）kg/hm2,槟榔芋N、P2O5、K2O的推荐用量分别为（27151）、（11321）、（25055）kg/hm2。土壤养分测试值与对应氮肥、磷肥、钾肥推荐用量之间满足对数函数或直线函数关系,从而实现利用土壤养分测试值预测推荐施肥用量的指导目的。     

农业利用对毛乌素沙地土壤碳氮含量及微生物量的影响

为研究毛乌素沙地不同农业利用类型和方式对土壤碳氮及微生物特征的影响,以位于毛乌素沙地的圪丑沟流域为研究地点,选取了不同农业利用类型及方式的传统农业（小麦、水稻、旱稻）、设施农业（黑莓、蓝靛果花楸、葡萄）、集约化农业（马铃薯）为研究对象,以明沙为对照,分析长期不同农业利用类型及其方式对毛乌素沙地土壤碳、氮、呼吸和微生物的影响。结果表明：不同农业利用类型和不同农业利用方式对土壤微生物生物量碳、氮均有一定影响,其中农业利用类型影响更为显著。微生物生物量碳在设施农业中表现出最高水平,微生物生物量氮在集约化农业中表现出最高值（8.45 mg·kg^-1）,且均显著高于其余农业利用类型。与沙地相比,7种农业利用方式土壤全碳、全氮、矿化氮含量均显著提高;3种农业利用类型土壤全碳、有机碳、全氮含量均表现为设施农业各样地最高,均值分别是沙地的6.32、3.82、10.14倍;土壤硝态氮、矿化氮均表现为集约化农业最高,均值分别是沙地的6.46、8.21倍。不同农业利用方式下,除水稻地和蓝靛果花楸地外,其他农业利用方式土壤铵态氮含量较沙地显著降低了8.70%~56.32%;除旱稻地外,其他农业利用方式土壤呼吸速率较沙地显著提高了60.17%~194.07%。通过相关性分析得出全碳、有机碳、全氮、微生物生物量碳两两之间呈显著正相关关系,硝态氮与微生物生物量氮呈显著正相关关系。研究表明：沙地农业利用对微生物的生命活动产生了不同程度地影响,降低了土壤铵态氮含量。传统和集约化农业加快土壤有机质分解,促进了土壤氮素的矿化作用,而设施农业在增加土壤碳、氮含量方面具有明显优势。     

东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的变化特征

【目的】分析东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮含量及其密度和~(13)C、~(15)N自然丰度值的动态变化,探讨旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的固定能力及其稳定性,揭示旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的演变规律,为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据。【方法】结合野外实地调查,选择典型黑土区旱田土壤(种植大豆年限大于60年)和改种不同年限的稻田土壤(3、5、10、17、20和25年,旱田改稻田前种植历史基本相同,均为大豆),利用稳定同位素分析技术,研究旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的动态变化特征。【结果】旱田改稻田25年间,在0—60 cm土层,土壤有机碳和全氮含量的变化趋势均表现为:在改种的前3年迅速下降,降幅分别为13.60%—43.27%和10.40%—40.60%,在3—25年间随改种年限延长呈逐渐增加的趋势,且在20—60 cm土层出现累积,但在3—5年期间增加幅度较大,在5—25年期间增加较为缓慢,在改种17—25年期间,稻田土壤有机碳和全氮含量均高于旱田土壤;0—60 cm土层土壤有机碳和全氮密度的变化趋势与其含量的变化趋势大致相同,在改种的3年间0—60 cm土层土壤有机碳和全氮密度分别降低了26.53%和21.89%,在改种5—25年间0—60 cm土层稻田土壤有机碳和全氮密度均大于旱田土壤,增幅分别为9.87%—21.48%和10.2%—19.3%;旱田改稻田后,土壤全氮与有机碳的变化密切相关,土壤全氮与有机碳的含量、密度之间均呈显著线性正相关关系(P0.01)。在0—60 cm土层,土壤δ~(13)C值在改种的3年间明显上升,在3—25年间随改种年限延长呈逐渐下降趋势,且大于5年的稻田土壤δ~(13)C值均低于旱田土壤,而土壤δ~(15)N值在改种的25年间随改种年限延长呈逐年下降趋势,各年限稻田土壤δ~(15)N值均低于旱田土壤,相同年限土壤的δ~(13)C值和δ~(15)N值均随着土层加深而增大;0—40 cm土层土壤δ~(13)C值与土壤有机碳含量之间呈显著线性负相关关系(P0.01),但各土层土壤δ~(15)N值与土壤全氮含量之间则无显著相关性。【结论】东北黑土区旱田改稻田大于5年后,稻田土壤具有明显的固碳(氮)能力,稳定性碳(氮)在20—60 cm土层累积;改种稻田年限小于5年,应注重有机碳(氮)的补充,以维持和提高土壤有机碳(氮)水平。     

Effect of Soil Texture on Starch Accumulation and Activities of Key Enzymes of Starch Synthesis in the Kernel of ZM 9023

Three kinds of soil texture （clay-loam, mid-loam, and sand-loam soil） were used to study the effects of soil texture on starch accumulating rate and the changes in activities of the key enzymes of starch synthesis in the kernel during grain filling in high gluten content wheat ZM 9023, under conditions of pond culture. The content of starch and its components were measured according to the method of double-wave length described by Bao （1996）. ADP-glucose pyrophosphorylase （AGPP） activity was tested according to the method described by Doehlert et al. （1988）. Soluble starch synthase （SSS） and starch branching enzyme （SBE） activities were tested according to the method described by Nakamura et al. （1989）. The amylose, amylopectin, and total starch accumulating rate in the kernel of ZM 9023 were found to be a single-peak curve in three different soil textures during grain filling, and peaked 20, 15, and 15 d after anthesis, respectively. The activities of the enzymes, AGPP, SSS, and SBE, in the kernel of ZM 9023 had a single-peaked curve, which peaked 20, 15, and 15 d after anthesis, respectively. The activities of the above three enzymes of ZM 9023 were higher in the sand-loam soil. The accumulating peak of amylose formed later compared to that of amylopectin. The sand-loam soil could help high gluten content cultivars to synthesize starch.     

新疆七种耕作土壤的供氮能力及相关因素的研究

 本文应用#+15N示踪技术，在盆栽试验条件下，研究了新疆7种耕作土壤的供氮能力-A#-N值，以及影响A#-N值的某些因素。7种土壤A#-N值的大小顺序为石河子潮土＞水稻土＞阿克苏潮土＞灰钙土＞灰漠土＞棕钙土＞灌淤土。土壤的A#-N值与作物干物质产量、植株吸收总氮量、植株吸收土壤氮量以及土壤碱解氮含量有明显相关性（P＜0.01）。供试作物种类对土壤A#-N值有较大的影响，同一土壤上，种植甜菜所测得的A#-N值明显高于种植其他作物测得的A#-N值。