基于CLUE-S模型县域土地利用情景模拟与碳排放效应分析

土地利用与变化产生的碳排放是国家温室气体排放清单核算中的重要组成部分。该研究以辽宁省沈阳市法库县为研究区域,基于2013年土地利用现状数据,运用CLUE-S模型对法库县2019年土地利用变化格局进行模拟与验证。在此基础上,通过设置基线情景、农业发展、建设发展、生态保护、土地利用结构优化5种模拟情景预测2030年法库县土地利用分布空间格局及各情景下土地利用碳收支状况。结果表明：1）CLUE-S模型对法库县土地利用格局变化具有良好的模拟能力,Kappa系数为0.989 6,模拟总体精度达到99.14%;2）在5种模拟情景中,土地利用结构优化情景下2030年法库县土地资源利用效果最优,是法库县中长期发展阶段较为适宜的土地利用模式;3）法库县2013-2019年碳排放量增长5.53%。5种模拟情景同2019年相比,除生态保护和农业发展情景外,其余模拟情景下法库县碳排放量均呈现增长趋势,其中土地利用结构优化情景增幅最小,为2.29%。研究结果可为法库县土地利用优化布局、国土空间规划编制及碳减排相关政策制订提供参考依据和决策支持,研究方法也可为其他区域土地利用格局预测及碳收支变化提供借鉴。     

温室水循环太阳能利用系统高效节能控制策略

针对目前温室水循环太阳能利用系统无法在合理时间集热的问题,开发模面装置,基于其表面综合温度提出高效节能控制策略。理论分析表明,日间表面综合温度反映集热器表面可集太阳余热,利用该温度与蓄热水池内水温之间的差值可较准确地判断集热时机;夜间表面综合温度接近于室内气温,利用该温度进行放热控制的方式实质上就是利用室内气温的方式。通过现场试验,测试提出的控制策略下实现的中空板水循环太阳能利用系统的集放热效果,并与现有的基于设定时间点或室内气温的控制方式的能力进行对比。试验结果表明中空板系统在提出的集热控制策略下获得的晴天的集热量（404.1 MJ）与多云天和阴天的集热量（分别为225.9和62.7 MJ）差异显著。而设定时间点控制集热,导致少集热（1.4 h）、无效运行（1.7 h）等问题。基于室内气温方式浪费集热时机：集热初期,太阳辐射较强,系统本可集热（31.8 MJ）,且集热量远大于能耗,集热COP（Coefficient of Performance）达20.2,但因气温低,并不运行;集热末期,还出现短期无效运行（多云天为0.7 h;阴天为2.4 h）。该研究提出的集热控制策略能以更低能耗实现更高集热量;放热控制方式也具有一定优势。     

基于改进YOLOv4模型的全景图像苹果识别

苹果果园由于密植栽培模式,果树之间相互遮挡,导致苹果果实识别效果差,并且普通的图像采集方式存在图像中果实重复采集的问题,使得果实计数不准确。针对此类问题,该研究采用全景拍摄的方式采集苹果果树图像,并提出了一种基于改进YOLOv4和基于阈值的边界框匹配合并算法的全景图像苹果识别方法。首先在YOLOv4主干特征提取网络的Resblock模块中加入scSE注意力机制,将PANet模块中的部分卷积替换为深度可分离卷积,且增加深度可分离卷积的输出通道数,以增强特征提取能力,降低模型参数量与计算量。将全景图像分割为子图像,采用改进的YOLOv4模型进行识别,通过对比Faster R-CNN、CenterNet、YOLOv4系列算法和YOLOv5系列算法等不同网络模型对全景图像的苹果识别效果,改进后的YOLOv4网络模型精确率达到96.19%,召回率达到了95.47%,平均精度AP值达到97.27%,比原YOLOv4模型分别提高了1.07、2.59、2.02个百分点。采用基于阈值的边界框匹配合并算法,将识别后子图像的边界框进行匹配与合并,实现全景图像的识别,合并后的结果其精确率达到96.17%,召回率达到95.63%,F1分数达到0.96,平均精度AP值达到95.06%,高于直接对全景图像苹果进行识别的各评价指标。该方法对自然条件下全景图像的苹果识别具有较好的识别效果。     

梯形渠道衬砌冻胀破坏弹性地基板模型

为探讨开放系统中梯形混凝土衬砌渠道的冻胀问题,根据衬砌板与冻土地基的相互关系,采用 Winkler弹性地基板理论建立了考虑冻胀力和冻结力作用的衬砌板冻胀破坏力学模型,使用解析法得到了衬砌板变形和内力解,对不同地下水埋深、衬砌板几何参数的影响规律进行了分析。通过与已有现场观测值和计算值进行对比,验证了弹性地基板理论计算结果的正确性。研究结果表明：坡板在非均匀分布的冻胀力作用下,挠度、弯矩和剪力也表现为非均匀分布,挠度最大值在坡顶距坡脚2/3处,弯矩最大值靠近底板位置,拉应力分布与内力分布规律一致,与已有研究结果吻合。与梁理论相比,板理论计算结果表明衬砌板的挠度和内力沿板宽方向为非均匀分布,挠度和弯矩在自由边界（纵向伸缩缝）处增大,扭矩主要分布在衬砌板的拐角处。切向冻结力对渠道冻胀影响较小,在原渠道工况下,不考虑切向冻结力与考虑最大切向冻结力之间,最大挠度相差0.7 mm。针对不同地下水位的渠道,给出了衬砌板的安全厚度,可为现浇混凝土梯形渠道的抗冻胀设计提供参考和理论依据。     

基于改进CYCBD的滚动轴承复合故障自适应诊断方法

为实现滚动轴承复合故障自适应诊断,该研究提出了基于循环含量比-归一化谐波比例（Ratio of Cyclic Content-Normalized Proportion of Harmonics,RCC-NPH）融合指标改进的最大二阶循环平稳盲解卷积（Maximum second order cyclostationary blind deconvolution,CYCBD）方法。首先,构建了RCC-NPH融合指标,解决了CYCBD算法循环频率确定依赖先验知识及遍历所有故障频率空间耗时的问题。其次,根据RCC-NPH融合指标图估计CYCBD的循环频率集,实现了CYCBD参数的自适应选择。再次,采用自适应参数CYCBD方法对输入信号进行解卷积运算,提取了不同循环频率对应的故障信号。最后,对提取的故障信号进行Hilbert包络解调分析,完成故障的辨识。利用该方法分别对仿真信号和轴承复合故障信号进行试验,均能有效检测信号中包含的故障成分,实现了复合故障的自适应诊断。与其他指标相比,该方法能够有效避免噪声和谐波的干扰,适用于复合故障诊断。     

Soil acidification induced by intensive agricultural use depending on climate

Journal of Soils and Sediments - Soil acidification is a major issue in agricultural ecosystems. However, how agricultural land uses shape the soil pH pattern and affect soil acidification on a...     

Responses of phosphorus flux in the sediment–water interface to C:N:P stoichiometry of different sediment components following temperature warming in steppe wetland,China

Journal of Soils and Sediments - The objectives of this study were to (i) determine the ecological stoichiometry of sediment resources, sediment microbial biomass, and sediment enzyme following...     

喷施不同次数和剂量脱叶剂对新疆长绒棉脱叶催熟效果

探讨适合新疆阿克苏地区长绒棉脱叶剂的喷施次数和剂量,使棉铃提早成熟、集中吐絮,实现机采的目的。选用长绒棉品种新78,使用手动背负式喷雾器在不同时间喷施不同剂量的脱吐隆（540 g·L^－1噻苯·敌草隆悬浮剂）,并复配40%（质量分数,下同）乙烯利水剂,以清水为对照,探索脱叶剂对长绒棉的脱叶催熟效果及其对产量及纤维品质的影响。结果表明：T2（每666.7 m²一次性施用脱吐隆15 mL＋40%乙烯利水剂100 mL）和T5（施用2次,第1次和第2次每666.7 m²分别用脱吐隆12 mL＋40%乙烯利水剂30 mL和脱吐隆8 mL＋40%乙烯利水剂70 mL）处理下长绒棉脱叶率和吐絮率较高,T2和T4（施用2次,第1次和第2次每666.7 m²分别用脱吐隆10 mL＋40%乙烯利水剂30 mL和脱吐隆5 mL＋40%乙烯利水剂70 mL）处理下籽棉产量较高,每666.7 m²分别为360.77 kg和364.33 kg,且T2和T4处理下的纤维长度整齐度指数、断裂比强度、成熟系数总体优于其他处理,短纤维率低。综上,T2和T4处理均可使长绒棉获得较优产量和品质,但从节约成本和节省劳动力方面考虑,每666.7 m²可一次性喷施脱吐隆15 mL＋40%乙烯利水剂100 mL。     

硬枝碱蓬HPLC指纹图谱建立及模式识别研究

为了对硬枝碱蓬样品质量进行评价,采用高效液相色谱法对9个不同采集地的硬枝碱蓬样品进行测定,建立指纹图谱,并结合中药相似度软件和主成分分析法进行模式识别研究。结果表明,试验确定的最佳条件为:提取溶剂为100%甲醇,用量为15 m L,流速为1.0 m L/min,色谱进样时间为20 min,流动相为甲醇(A)-水(B),采用100%甲醇等度洗脱,检测波长为254 nm。精密度试验、重现性试验、稳定性试验测定结果的相似度均在0.9以上,本研究所建立的基于主成分分析的模式识别方法准确可靠;中药相似度软件能够对不同地点的硬枝碱蓬材料进行区分,不同产地硬枝碱蓬的差异可清晰地显示出来。     

QTLs for Waterlogging Tolerance at Germination and Seedling Stages in Population of Recombinant Inbred Lines Derived from a Cross Between Synthetic and Cultivated Wheat Genotypes

Waterlogging is a widespread limiting factor for wheat production throughout the world. To identify quantitative trait loci （QTLs） associated with waterlogging tolerance at early stages of growth, survival rate （SR）, germination rate index （GRI）, leaf chlorophyll content index （CCI）, root length index （RLI）, plant height index （PHI）, root dry weight index （RDWI）, shoot dry weight index （SDWI）, and total dry weight index （DWI） were assessed using the International Triticeae Mapping Initiative （ITMI） population W7984/Opata85. Significant and positive correlations were detected for all traits in this population except RLI. A total of 32 QTLs were associated with waterlogging tolerance on all chromosomes except 3A, 3D, 4B, 5A, 5D, 6A, and 6D. Some of the QTLs explained large proportions of the phenotypic variance. One of these is the QTL for GRI on 7A, which explained 23.92% of the phenotypic variation. Of them, 22 alleles from the synthetic hexaploid wheat W7984 contributed positively. These results suggested that synthetic hexaploid wheat W7984 is an important genetic resource for waterlogging tolerance in wheat. These alleles conferring waterlogging tolerance at early stages of growth in wheat could be utilized in wheat breeding for improving waterlogging tolerance.