环鄱阳湖城市群土地利用功能转型及其驱动机制

快速城镇化背景下,推进土地利用高质量转型是实现区域可持续协同发展的重要路径。该研究基于土地利用主导功能,运用综合指数法、耦合协调度模型和时空地理加权回归模型（geographically and temporally weighted regression, GTWR）等方法,分析了环鄱阳湖城市群土地利用功能转型的时空演变特征、耦合协调水平及其驱动机制。结果表明：1）2000—2020年,环鄱阳湖城市群土地利用功能指数从0.20上升到0.55,持续优化提升,但总体上处于中低水平,土地利用功能水平表现为阶段性的变化特征;土地利用功能指数逐渐呈现出中西高、东部低的空间格局。2）生产-生活-生态功能及生产-生活功能的协调度指数持续上升,其余耦合度及协调度指数均呈波动发展的趋势,耦合协调度指数呈现中部和西南部高、东北和西北部低的空间分布格局;以低质量转型为主,平均占比约为50%,功能转型质量有所提升,中西部区县的土地利用功能转型质量要明显优于北部和东部区县。3）不同影响因子的驱动作用存在显著的空间差异。人口密度和城镇化水平的正向驱动作用持续增强,二三产业占比的负向驱动作用增强,人均GDP、人均固定资产投资和人均粮食产量的影响力趋于减弱。应根据各区县土地利用功能的转型阶段,实行差别化的发展政策,补齐区县发展短板,提升功能系统间的耦合协调度。研究结果可为提高区域用地效率,促进土地利用多功能协同发展提供参考和决策依据。     

基于随机森林特征优选的雪茄烟叶晾制过程含水率预测

针对雪茄烟叶晾制过程含水率人工判断主观性强、准确度低等不足,以及对影响雪茄烟叶晾制过程含水率预测的重要表观特征尚不明确等问题,该研究基于图像特征提取以及机器学习技术实现雪茄烟叶晾制过程含水率的预测。试验以雪茄烟品种“云雪2号”为试验材料,获取晾制过程的烟叶图像的颜色、轮廓、纹理以及部位四类特征并筛选出雪茄烟叶含水率预测的优选图像特征子集。在此基础上,构建了随机森林（random forest, RF）、支持向量机（support vector regression, SVR）与反向传播神经网络（back propagation neural network, BPNN）模型,并利用遗传算法（genetic algorithm, GA）对各模型超参数进行优化,将原始图像特征集与优选图像特征集输入3个机器学习模型,构建出6种模型-特征组合方案,依据晾制时期对原始数据集进行划分,并对测试集进行预测。最终结果显示：GA-SVR模型+优选图像特征子集的组合方案在测试集上表现最优,其决定系数（coefficient of determination,r²）与均方误差（mean square error,MSE）分别为0.980和0.001,且运行时间最短（运行时长=0.128 s）。研究结果可为雪茄烟叶晾制过程智能化控制提供理论依据。     

急性氨氮胁迫和恢复后中华条颈龟主要器官组织结构的变化

氨氮是水产养殖过程中最主要的环境污染物之一。为探究急性氨氮胁迫对中华条颈龟主要器官组织结构的影响,以体质量(218.26±12.65) g的1龄中华条颈龟为对象,应用苏木精—伊红染色的方法研究氨氮(200 mg/L)胁迫(24、48 h)及去除氨氮(48 h)对其脑、肝脏、心脏、肾脏和脾脏组织结构的影响。试验结果显示,氨氮胁迫后脑组织出现间质增宽、疏松,神经元细胞核发生偏位,神经元变性、坏死等现象,恢复48 h后神经元肿胀与细胞核偏位现象减少;肝脏出现肝细胞肿胀、颗粒变性、水泡变性、坏死等病理现象,肝血窦缩小甚至消失,恢复48 h后肝细胞肿胀减少,肝血窦基本恢复到胁迫前水平,但肝细胞颗粒变性、水泡变性现象依旧存在;心脏间质血管充血,恢复48 h后心肌细胞间隙缩小趋于胁迫前水平,充血现象消失;肾脏肾小管上皮细胞发生颗粒变性,部分细胞从基膜脱落,细胞膜破裂,肾小球体积增大、毛细血管网扩张,细胞核固缩甚至溶解消失,间质中有炎性细胞浸润,恢复48 h后炎性细胞基本消失,但肾小管管腔不规则和颗粒变性等病理现象依旧存在;脾脏白髓区域增大,恢复48 h后白髓与红髓趋于正常水平。试验结果表明,急性氨氮...     

一次双急流型沙尘暴过程的数值模拟与诊断

利用MM5模式对2001年4月8～9日的双急流型沙尘暴天气过程进行了数值模拟和诊断分析,结果发现:此次沙尘暴过程中有强的西风动量下传,动量下传主要由北支急流完成;在沙尘暴发展旺盛阶段,南、北两支急流低层的南风和北风分量之间产生的辐散促进了高层动量下传,而高层南北两支急流南风分量的加强和贯通引导南方暖湿气流向北输送,抑制了沙尘暴的发展.南北两支急流的共同作用是造成该次沙尘暴的重要原因,北支急流产生了直接的作用,南支急流有间接的影响.250 hPa两支MPV1正的大值位涡区与南、北两支急流有很好的对应关系,在沙尘暴区域前部,对流层高层存在对称不稳定.     

巴丹吉林沙漠湖泊形成的机理分析

依据实际调查资料并结合前人研究成果,在探明区域水文地质条件的基础上,系统计算分析了沙漠区及外围盆地地下水的补给与排泄,发现沙漠区地下水补给量小于排泄量2.55×108 m3/a,不能解释内陆湖泊水量长久不衰的原因;而位于沙漠区西缘的黑河金塔-鼎新盆地地下水补给量大于排泄量2.66×108 m3/a,未见盆地内地下水位大幅度上升,多余的水量不知去向;与沙漠区衔接的其它盆地地下水资源匮乏且处于补排基本平衡的状态,根本无途径和多余的水量补给沙漠区.前人研究结果证实,横贯我国西北-东西的阿尔金大断裂的东延部分及其所形成的羽翼状断层带存在地表破碎带,且地势西高东低并具有良好的导水性,而这个地表破碎带通过了金塔-鼎新盆地和巴丹吉林沙漠,正好位于沙漠内陆湖泊群附近.而湖泊群一带存在大量钙华和钙质胶结层及湖水中3He/4He的比值,均表明湖泊水经过了深部地壳层的循环,加上黑河正义峡-哨马营段河水海拔高于湖泊群的佐证,认为黑河在金塔-鼎新盆地强烈渗漏所产生的地下水顺着阿尔金断裂自西向东源源不断地补给了巴丹吉林沙漠,经过目前还不为人知的深部循环方式,地下水在湖泊群地表破碎带向上运移形成上升泉,最终成为巴丹吉林内陆沙漠湖泊群水源的补给来源.     

土著B[a]P降解菌群的富集及最佳降解条件研究

为了获得能够降解苯并[a]芘(BaP)的微生物菌群,为生物修复多环芳烃污染的土壤提供菌种资源,本试验从长期石油污染的土壤中,富集了一个能够降解BaP的微生物菌群,并研究了其最佳降解条件,通过高通量测序研究了其群落结构。该菌群可以在15 d内将30 mg·L^-1的BaP降解33.34%。高通量测序的结果表明,该菌群主要由Bacillus、Zobellella、Gordonia和Rheinheimera组成,其中Bacillus是主要的降解菌。试验结果表明,该菌群的最佳降解条件为1%盐度,酵母浓度为80 mg·L^-1,pH值7.0。该菌群对芘、菲、荧蒽等多环芳烃也有一定的降解效果,其中荧蒽的降解效果最好,降解率达到99%。试验结果表明,该菌群在实际应用中具有很大的潜力。     

乐果、铜和锌对水生生物的联合毒性研究

为通过不同生物等级的模式生物研究乐果、铜和锌的联合毒性,以明亮发光杆菌和斑马鱼胚胎为受试模式生物,通过混合毒性指数法（MTI法）评价了乐果、铜和锌的联合毒性效应。结果表明：明亮发光杆菌毒性测试显示,暴露测试15 min时,乐果、铜和锌的EC₅₀值分别为123、0.53 mg·L^-1和1.71 mg·L^-1;暴露测试30 min时,EC₅₀值分别为122、0.50 mg·L^-1和1.54 mg·L^-1。乐果-铜和乐果-锌暴露15 min测得的MTI分别为0.69和0.60。斑马鱼胚胎毒性测试显示,暴露72 h后乐果、铜和锌的LC50值分别为0.31、1.67 mg·L^-1和369 mg·L^-1。乐果-铜和乐果-锌暴露72 h后测得的MTI分别为0.70和0.75。研究表明,乐果和铜、锌分别混合后的联合毒性均有所增强,整体毒性表现为部分相加作用,因此两类物质在环境中的残留会对水生生物及其他生物造成潜在危害。     

吉林省玉米穗期害虫种类及发生情况分析

吉林省是玉米生产大省,为明确吉林省玉米穗期害虫种类、分布及发生情况,2013～2016年对吉林省9个地市,42个县(市/区),累计409个地点的玉米穗期害虫进行系统调查,为玉米穗期害虫的监测预警和制定合理防治策略提供科学依据。调查发现,吉林省玉米穗期有27种有害生物,隶属于3个纲,7个目,18个科。亚洲玉米螟、双斑长跗萤叶甲、叶螨和蚜虫的有虫田率均在80%以上,百株虫量和危害级别较高,是吉林省玉米的主要害虫。美洲黍潜叶蝇、古毒蛾、大青叶蝉、梨剑纹夜蛾、赤角盲蝽、白星花金龟等有虫田率在20%以下,且百株虫量<1头,尚未玉米生产造成威胁。此外,迁飞性害虫黏虫也是玉米穗期重要害虫,棉铃虫是潜在的玉米穗期重要害虫。     

设施菜地土壤氮素运移及淋溶损失模拟评价

设施菜地因大水大肥管理方式导致的氮素淋失已成为当前关注焦点。探寻氮素淋失阻控技术需要首先探明土壤中NO_3~--N的运移和淋失过程,找到淋失阻控的关键点,从而实现蔬菜栽培高产量低环境成本。本研究以京郊设施菜地黄瓜-番茄轮作系统为研究对象,通过田间试验获取土壤温度、湿度、NO_3~--N含量等数据,对反硝化-分解(DNDC)模型进行参数校验,并以农民常规种植模式为基线情景,设置改变土壤基础性质、灌溉量、施氮量等不同情景,运用DNDC模型对设施菜地系统土壤氮素运移及淋溶损失进行定量评价。结果表明:经验证后的DNDC模型能够较好地模拟蔬菜产量、5 cm土壤温度和0～20 cm土壤孔隙含水率变化以及NO_3~--N的迁移过程,是模拟和评价氮素运移和损失的有效工具。模拟不同情景表明,设施菜地0～60 cm土壤NO_3~--N累积主要受灌溉水量和氮肥施入量的影响,此外土壤pH和土壤有机碳的变化也是影响NO_3~--N运移的重要因子。节水节肥是设施菜地氮素淋失减量的最有效方法,相比常规措施,同时减少20%灌溉量和20%施氮量可明显降低59.04%的NO_3~--N淋失量。同时,在节水节肥的基础上改变灌溉方式并提高20%土壤有机碳含量,在保证蔬菜产量的前提下,能够进一步降低69.04%的NO_3~--N淋失量。可见, DNDC模型为设施菜地NO_3~--N淋失评价和阻控提供了一个较好的解决方案。在当前重点关注减氮节水等管理措施的同时,提高土壤本身的质量,不失为一种更有效的减少设施菜地氮素淋失的途径。     

基于地理探测器的农业文化遗产地人均纯收入差异驱动力研究——以赤峰市阿鲁科尔沁旗为例

农业文化遗产的保护与发展是当前多个学科领域的学者广泛关注的热点话题。欲实现农业文化遗产地的可持续发展,结合产业、地域环境等因素协调其所在地的经济收入是重要环节之一。本文以中国重要农业文化遗产地——赤峰市阿鲁科尔沁旗为例,基于空间分析方法——地理探测器,结合产业发展、资源配置和地形特征等可能产生人均纯收入差异的空间因子,对我国农业文化遗产地人均纯收入差异驱动力进行分析和阐释,旨在为农业文化遗产地资源调控及经济建设政策制定提供科学依据。研究结果表明,研究区第一产业类型和二三产业发展程度是造成当地人均纯收入差异的关键驱动力;交通便利程度、水资源供给能力、高程和国家级自然保护区的设立也在一定程度上拉开了当地人均纯收入差距;并且这4个因子与前2个产业因子对人均纯收入空间分布的影响存在显著差异。进而得出以畜牧业为主的农业生产方式(q=0.30)以及二三产业从业人数比例较小(q=0.37)是限制阿鲁科尔沁草原游牧系统所在地巴彦温都尔苏木收入水平的主要因素,交通不便(q=0.11)及海拔较高(q=0.15)等地域环境特征也在一定程度上拉开了巴彦温都尔苏木与周边区域的人均纯收入差距。基于此,本研究认为当地的下一步发展应重视以下3个方面:1)在保护农业文化遗产的同时适当发展传统畜牧业转型;2)将农业文化遗产打造为特色品牌进而推动特色农产品和特色旅游的发展;3)加强基础设施建设,为产业发展做足准备。