三峡库区秭归段消落带重金属时空分布特征

目的 分析比较三峡库区消落带土壤重金属含量的时空差异,研究消落带金属污染现状并提出防治措施。 方法 以2008年、2014年和2018年的秭归段三峡库区的淹水区（高程145～175 m）和未淹水区（高程175～185 m）消落带土壤为研究对象,使用消解法对样品的理化性质和铜（Cu）、铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Mn）含量进行检测分析。 结果 结果表明：（1）对2008年、2014年和2018年的消落带土壤研究发现,淹水区土壤总氮（TN）、总磷（TP）、有机质（SOM）含量持续降低,土壤pH值较2008年增加,2018年已接近7。（2）截至2018年,消落带土壤中Cu、Fe、Mn、Zn含量不断增加,Zn在消落带中下部（高程145～165 m）、及未淹水区土壤中地质累积指数污染程度均为“强”;消落带下部（高程145～165 m）的Cu、消落带中下部及未淹水区土壤的Zn已经造成了轻度生态风险。（3）消落带土壤理化性质和4 种重金属含量的相关性分析表明,土壤pH的上升可能带来4 种重金属累积量增加的风险,土壤TP增加可能会减少土壤中4 种重金属累积,而土壤TN含量的增加可能引起未淹水对照区土壤Fe、Mn的增加以及淹水区Cu和Zn的减少。 结论 三峡大坝的运行造成土壤氮磷等养分质量的下降,消落带土壤重金属污染现状不容忽视,尤以Cu和Zn的生态风险为重,因此需要继续长期监测,必要时可以考虑改变植被构成等人工干预手段。     

东北人工红松针叶林和天然次生阔叶混交林林下土壤氮初级转化速率特征

目的 为了解森林土壤氮素转化特征及土壤氮供应能力,为森林生态系统合理经营管理提供科学依据。 方法 以东北寒温带人工红松针叶林和天然次生阔叶混交林表层土壤为研究对象开展室内培养试验,采用15N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型,研究不同深度的土壤氮初级转化速率特征。 结果 林地土壤的氮初级转化速率受林型、土壤深度及二者间交互作用的影响。人工红松针叶林土壤氮初级矿化速率和无机氮固定速率显著低于天然次生阔叶混交林土壤,而初级硝化速率显著高于天然次生阔叶混交林土壤,2个林型土壤的氮初级转化速率都随着土壤深度的增加显著降低。土壤氮初级矿化速率和固定速率与土壤pH、有机碳、水溶性有机碳与水溶性有机氮含量呈显著正相关,土壤初级硝化速率与土壤pH呈显著负相关。人工红松针叶林土壤初级硝化速率与铵态氮固定速率比值显著高于天然次生阔叶混交林土壤,而对硝态氮的固定速率显著低于天然次生阔叶混交林土壤。 结论 2种林型土壤氮素转化特征差异明显,人工红松针叶林土壤的硝态氮产生能力较强而无机氮固持能力较弱,容易发生硝态氮的淋溶风险,天然次生阔叶混交林土壤氮矿化-固定过程耦合较好且硝化作用较弱,不易引发硝态氮的积累和淋溶风险。     

郭岩山不同海拔天然栲树林土壤硅形态特征

目的 探究郭岩山不同海拔天然栲树林土壤硅形态的变化特征及其与土壤理化性质的相关关系,进一步揭示亚热带地区土壤硅形态含量对环境变化的响应机制。 方法 本研究以郭岩山自然保护区不同海拔天然栲树林土壤为研究对象,在郭岩山自然保护区海拔600、700、800、900 m分别设置标准地,采集不同海拔各土层（0～20、20～40、40～60 cm）的土样,测定土壤不同硅形态含量,分析环境变化对土壤中硅形态的影响。 结果 （1）高海拔土壤有效硅（258.26 mg·kg−1）、水溶性硅（155.69 mg·kg−1）、活性硅（388.97 mg·kg−1）及无定形硅（1 561.97 mg·kg−1）含量均显著高于低海拔土壤有效硅（93.16 mg·kg−1）、水溶性硅（78.38 mg·kg−1）、活性硅（231.84 mg·kg−1）及无定形硅（832.24 mg·kg−1）。深土层（40～60 cm）的土壤有效硅含量（227.53 mg·kg−1）显著高于0～20 cm（120.79 mg·kg−1）及20～40 cm（171.37 mg·kg−1）土层;（2）土壤有效硅含量与活性硅及水溶性硅含量呈极显著正相关,其中,活性硅是有效硅增加最重要的直接贡献形态,而水溶性硅是土壤硅转化过程中重要的过渡性形态;（3）土壤有机质和土壤pH值对各土壤硅形态含量的影响最显著,解释率分别达14.1%和9.2%,其中,土壤有机质与无定形硅及水溶性硅呈正相关,与土壤活性硅及有效硅呈负相关,而土壤pH值与有效硅、活性硅呈正相关,与无定形硅呈负相关。 结论 海拔引起的环境及土壤理化性质变化可改变土壤硅形态含量。研究结果为天然栲树林有效利用土壤硅及调控土壤硅形态提供了参考依据,对天然栲树林的保护具有重要的科学指导意义。     

西藏色季拉山西藏红杉径向生长对气温和降水波动的响应

目的 基于色季拉山地区特有树种西藏红杉年轮样芯,研究西藏红杉径向生长对气温和降水量的波动响应。 方法 利用树木年代学的方法,结合TASP-Win及ARSTAN程序建立标准年表,采用Pearson及bootstrap的计算方式将年轮宽度指数与1961—2020年气温及降水分别进行相关分析。 结果 径向生长在气温波动前后存在较大的差异。在气温波动前西藏红杉与前一年8月,当年1月及6月平均气温呈正相关（P＜0.05）,与前一年9—10月及12月平均降水呈正相关,与前一年8月降水呈负相关,与1月至12月的相对湿度呈显著正相关（P＜0.01）。在气温发生波动后,与当年3—12月平均气温呈负相关,与前一年8月及当年6月降水为显著正相关。 结论 藏东南地区的气候条件极为特殊,气候的波动导致水热条件发生变化是限制西藏红杉径向生长的主要原因,在非生长季,气温短暂的变化对树木径向生长同样有着显著的影响。     

用于梯形渠道的仿翼形便携式量水槽水力性能

机翼形量水设施水力条件优、量水精度高,但翼形曲线的复杂性制约其推广,为此,该研究基于结构简单的仿翼形便携式量水槽,探究其在末级梯形渠道的适用性。模型试验设计5组收缩比、7组流量进行水力性能试验,在此基础上,基于FLOW-3D软件对比分析仿翼形与机翼形量水槽水力性能的差异,深入研究不同收缩比对仿翼形量水槽水力性能的影响。研究结果表明：数值模拟与试验结果的水深数据吻合,误差小于4.91%,数值模拟的方法准确可靠;简化后未改变机翼形过流顺畅、雍水高度小等特点;所有工况上游佛汝德数均小于0.5,雍水高度小于7.6 cm,满足测流精度和渠道安全的要求,收缩比在0.60~0.64范围时,量水槽水力性能最优;基于能量方程及临界流原理建立的流量公式精度较高,平均测流误差为2.75%。该研究表明仿翼形保持了原机翼形良好的水力性能,测流精度高且曲线形式简单,便于推广,对于促进灌区末级梯形渠道便携式量水槽的推广具有实用价值。     

基于MWatNet模型的河套灌区解放闸灌域灌溉水体提取

为提高灌溉农田中灌溉水体的识别精度,以河套灌区解放闸灌域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,结合灌区实际情况对地表水体提取模型(WatNet)进行改进,得到MWatNet模型并提取灌溉水体。采用总体精度（Overall accuracy,OA）、平均交并比（Mean intersection over union,MIoU）、F1值等水体提取精度指标进行综合评价。结果表明：改进后的地表水体提取模型(MWatNet)在解放闸灌域农田灌溉水体的提取上具有较好的识别精度,模型总体精度达到96%,平均交并比达到83%,F1值为80%,实地调研验证准确度为85.7%;对比原WatNet、水体语义分割模型(Deeplabv3_plus)和水体提取模型(Deepwatermapv2),MWatNet在灌溉水体提取的连结性、剔除道路和城镇干扰等方面,均表现出更好的效果和模型运行效率。利用该模型可以实现灌溉水体定量化表征,为灌溉用水调度提供了数据支撑。     

广东水产品总产量首次全国第一

缺钾在内陆低盐度盐碱水中经常发生,为探究低盐水体中不同钾缺乏程度对凡纳滨对虾生长、存活、体成分以及鳃和肝胰腺组织结构的影响,实验参照海水离子组成配置盐度为2的低盐度水体,在Na⁺/K⁺ (mg/mg)比值为27、47、67、87、107 (分别记为A、B、C、D、E组)的条件下,对体重为(1.04±0.23) g的凡纳滨对虾幼虾开展了为期60 d的养殖实验。结果显示,E组对虾的存活率为44.64%±20.95%,显著低于A、B、D三组;E组体重为 (4.86±0.66) g,显著低于其他4组;A~D组之间的湿重、增重率、特定生长率差异不显著,但均大于E组且差异显著;在饲料系数上,E组最高并与A、D组差异显著。在体成分上,各组全虾钾含量、灰分含量差异不显著,E组的水分含量高于其他组,并与A、B组差异显著;E组粗蛋白含量最低,且与B组差异显著。E组对虾鳃组织角质层明显受损,红细胞数量减少,空泡增多,肝胰腺B细胞及其内部转运泡体积增大,肝小管结构受损。研究表明,低盐条件下严重缺钾引起了对虾鳃和肝胰腺损伤,降低了对虾的存活率和生长率;水体缺钾在前期即可对对虾的生长产生明显影响,而对存活的影响随养殖时间的增加而增大。实验结果有助于为内陆低盐度盐碱水养殖凡纳滨对虾提供理论依据。

     

软骨提取物压片糖果对膝骨关节炎症状的改善

为了探讨一种以软骨提取物、姜黄、葛根粉和薏苡仁粉为主要组分制成的压片糖果的改善膝骨关节炎临床疗效。该试验采用人体试食试验,通过对比试食压片糖果（试验组）和安慰剂（对照组）两组受试人群在试验前后的视觉模拟评分（visual analogue scale, VAS）、西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数（WOMAC）、临床症状积分和血清白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）、超敏C反应蛋白（high-sensitivity C reactive protein, hs-CRP）水平等试验结果,发现试验组的VAS评分、WOMAC评分中疼痛、关节僵硬、生理功能评分和总分均在试食结束后显著降低（P < 0.01）,明显低于对照组;且临床症状评分中关节疼痛、压痛、晨僵时间、肿胀评分和总评分均得到显著减低（P < 0.01）,并呈现出较高的有效率（61.02%）,显著高于对照组（有效率15.25%）（P < 0.01）;此外,试食后试验组的IL-6水平显著降低（P < 0.05）,且试食期间未见不良反应和安全性指标异常。由此可见,该压片糖果具有明显改善膝骨关节炎的疗效,能够缓解膝关节疼痛和肿胀、改善膝关节功能和活动度,控制病情,且可能与调节炎症因子IL-6有关,是一种安全有效改善膝骨关节炎症状的健康食品。     

基于改进YOLOv5s的名优绿茶品质检测

针对实际检测过程中茶叶数量多、体积小、茶叶之间颜色和纹理相似等特点,该研究提出了一种基于YOLOv5s的名优绿茶品质检测算法。首先,该算法在骨干网络层引入膨胀卷积网络,通过增大感受野的方式增强茶叶微小特征的提取。其次,改进特征融合进程,基于通道注意力和空间注意力抑制无关信息的干扰,构建CBAM注意力机制优化检测器。接着根据swin transformer网络结构在多个维度对小尺度茶叶的特征进行交互和融合。最后,配合SimOTA匹配算法动态分配茶叶正样本,提高不同品质茶叶的识别能力。结果表明,改进后的算法精准度、召回率、平均精度均值、模型体积、检测速度分别为97.4%、89.7%、91.9%、7.11MB和51帧/s,相较于基础的YOLOv5s平均精度均值提高了3.8个百分点,检测速度提高了7帧/s。利用相同数据集在不同目标检测模型上进行对比试验,与Faster-RCNN、SSD、YOLOv3、YOLOv4等模型相比,平均精度均值分别提升10.8、22.9、18.6、8.4个百分点,进一步验证了该研究方法的有效性和可靠性。     

收获期豌豆籽粒离散元仿真参数标定

针对收获期豌豆籽粒在脱粒与清选仿真模拟中缺乏准确离散元仿真参数的难题,采用物理试验和仿真试验相结合的方法对豌豆籽粒仿真参数进行标定。以籽粒堆积角为评价指标,通过Plackett-Burman试验筛选显著性参数,借助最陡爬坡试验和Box-Behnken试验得到显著性参数最优组合,通过仿真试验标定非显著性参数。结果表明：籽粒间碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.364、0.519和0.444;豌豆籽粒-钢碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.505、0.462和0.090;物理和仿真试验堆积角分别为19.841°和19.714°,其相对误差为0.64%。研究可为豌豆机械化收获过程离散元仿真分析提供参考。