煤矿复垦区不同修复年限林下草本群落特征及其与土壤耦合关系

为了解鄂尔多斯聚鑫龙煤矿不同修复年限林下草本植物群落特征及其与土壤因子的耦合关系,以修复年限为3~7年的林下草本植物群落与土壤因子为研究对象,并以人工草地和撂荒地作为对照,调查不同样地草本群落物种组成及其土壤理化性质,并利用灰色关联耦合模型法对草本植物群落与土壤因子的关系进行研究,探明二者的响应机制。结果表明：1）研究区共调查草本植物种类55种,其中主要以禾本科、菊科和豆科为主,三者共占比为60%。2）随着修复年限增加,林下草本植物种数呈现先减少后增加的趋势,且逐渐接近于人工草地的植物种数;草本群落的Margalef指数和Shannon-Wiener指数均呈现出先下降后上升的趋势,而Pielou指数和Simpson指数变化不明显。3）研究区草本植物群落多样性与土壤粉粒、砂粒、pH和土壤容重关系较为密切。4）研究区草本植物的多样性与土壤的耦合协调程度随修复年限增加呈现“升高-降低-升高”的变化趋势,其中修复7年样地的草本植物与土壤耦合度最高（0.72）,为中度协调。研究表明研究区林下草本植物多样性与土壤系统的协调程度表现出良性发展的趋势,但还未达到最佳的协调程度。     

大跨度平面闸门的自振特性研究

以西南水闸的动力学问题为背景，考虑水体对闸门自振特性的影响，应用ANSYS软件对大跨度平面闸门的自振特性进行了详细的分析研究。结果表明：按平面简支梁与按空间结构计算的结果存在一定差异，流固耦合效应对闸门结构自振特性的影响不容忽视，闸门边界约束情况对其自振特性有一定影响，改善闸门结构设计方案能提高闸门的抗振性能，该结果对同类闸门结构的设计计算有参考意义。     

拖拉机驾驶室的声固耦合动态择优声学设计

分析了拖拉机驾驶室内部噪声的主要来源。确认了驾驶室内声固耦合噪声是最主要因素。从理论上探讨了进行拖拉机驾驶室声固耦合动态择优声学设计的可行性和途径，并通过试验对上述理论分析方法进行了验证。给出了拖拉机驾驶室声固耦合动态择优声学设计流程。     

稻米清选的数值模拟研究与试验

采用"多球丛聚法"对稻米、稻秆、碎稻秆三种颗粒进行建模,并利用DEM-CFD耦合方法对不同气流速度、不同气流倾角时稻米清选的过程进行数值模拟,对不同参数下稻米的含杂率和夹带损失率进行对比,分析改变气流速度与倾角对气流速度分布及稻米平均含杂率、夹带损失率的影响规律,设计稻米清选的试验装置并进行了试验。结果表明:当气流速度设置为5 m/s时,稻米的平均含杂率为10.575%,夹带损失率为0.066%,将气流速度增大至9 m/s时,稻米的平均含杂率降低至0.307%,而夹带损失率上升至1.275%;气流速度为9 m/s,气流倾角倾斜10°条件下,稻米的平均含杂率相比气流倾角为0°条件下降低0.025%,而夹带损失率上升0.308%。通过对比发现试验结果模拟与仿真结果基本一致,表明利用DEM-CFD耦合方法对稻米清选过程的模拟是可靠的。     

土壤水热迁移问题的混合有限远法

基于土壤水动力学理论以及传热学理论建立了水热耦合的数学模型，采用混合有限元法对其求解，同时求得水压、水分能量、温度分布以及热通量。为农业工程设计提供依据。     

镉砷复合污染水稻土原位钝化修复技术研究进展

随着工农业的发展,稻田土壤正面临严重的重金属污染问题,水稻作为南亚和东南亚的主要粮食作物,稻米安全问题显得尤为突出。镉和砷两者在生物地球化学循环上有明显差异,因此镉和砷复合污染水稻土的修复一直是一个棘手的问题。综述了镉砷复合污染水稻土原位钝化技术的研究现状,将钝化技术梳理为氧化还原型、微生物转化累积型、材料型和耦合钝化技术四类。氧化还原型钝化技术重点指出稻田水分调控驱动的氧化还原电位Eh和pH变化、不同元素的生物地球化学循环、有机质等对镉和砷的迁移转化机制;微生物转化累积型钝化技术重点阐明功能微生物对砷和镉的吸收、转化、区室化、菌表吸附等作用机制;材料型钝化技术重点分析现有钝化材料的分类及其与镉和砷的固定化机制;耦合型钝化技术重点总结上述三种技术综合体系下,镉和砷的协同钝化应用。同时对未来镉砷复合污染水稻土的原位钝化修复提出展望,进一步探讨了镉砷在稻田土壤生物地球化学循环过程涉及的新型机制研究方向、修复钝化技术的创新延展趋势;期望在稳产、增产的基础上,寻求一种深度融合现代农业生产模式、保障稻田安全利用的土壤钝化改良技术体系或模式。     

长三角城市群城市韧性与城市土地利用效益的耦合协调性分析

[目的]探索长三角城市群2010—2020年的城市韧性和城市土地利用效益的时空演变特征、耦合协调程度及相对发展状况,为推动长三角城市群的协调可持续发展提供参考借鉴。[方法]以长三角城市群26个城市为研究对象,基于熵值法、耦合协调度模型及相对发展度模型,通过构建综合评价指标体系,对长三角城市群城市韧性和城市土地利用效益的耦合协调关系展开了相关研究。[结果](1)研究时间段内,长三角城市群城市韧性总体呈上升趋势,其中超过80%的城市其韧性水平出现上升;城市土地利用效益呈波动变化趋势。二者皆呈现出“东中部高、南北边缘低”的空间分布格局,且城市韧性由相对零散分布向集聚分布转变,城市土地利用效益由“7”字形分布向“大”字形分布转变;(2)二者的耦合度总体较高,以高水平耦合为主;协调程度总体较低,但呈现出上升的发展趋势和“东高西低、中心高外围低”的空间分布格局;(3)近1/2城市的城市韧性和城市土地利用效益实现了同步发展,其余城市在2010—2015年多以超前型(城市韧性超前于城市土地利用效益)为主,2015—2020年多以滞后型(城市韧性滞后于城市土地利用效益)为主。[结论]长三角城市群城市韧性...     

陕西省城镇化与耕地利用生态效率耦合协调时空分析

[目的]探究陕西省耕地利用生态效率与城镇化进程的耦合协调关系,为陕西省城镇化开发和耕地保护相关政策制定提供理论依据。[方法]基于陕西省2005—2019年各县域面板数据,建立耕地利用生态效率评价指标体系和城镇化发展水平评价指标体系,测算县域单元耕地利用生态效率及城镇化水平,采用耦合协调度模型探索两者间的耦合协调关系,利用空间自相关方法分析各县域单元耕地利用生态效率和城镇化发展的空间格局演化特征。[结果]2005—2019年陕西省耕地利用生态效率水平由0.765下降至0.684,但整体耕地利用生态效率值相对较高,且县域间存在空间差异性,各区县耕地利用生态效率以团块状聚集,陕北、关中和陕南地区间差异随时间逐渐缩小;2005—2019年陕西省综合城镇化水平提高了198.24%,整体呈“中部高、南北低”的分布态势,关中地区是人口城镇化、经济城镇化、土地城镇化的核心区域,变化速率整体表现为：经济城镇化>人口城镇化>土地城镇化;2005—2019年,陕西省县域单元耕地利用生态效率与城镇化耦合度等级主要处于低水平耦合向拮抗耦合过渡阶段,25%的区县耦合度有所提高;2005—2019年,陕...     

广西山水林田湖生命共同体的耦合协调性评价

[目的] 分析区域山水林田湖生命共同体各要素的耦合协调状态,为更精准开展国土空间规划、生态修复和自然资源要素综合监测提供科学依据。[方法] 以综合评价指数、协调度指数、耦合度指数和关联度指数为基础构建评价分析框架。基于PSR模型,从“山、水、林、田、湖”5个方面构建评价指标体系,运用综合评价模型、耦合协调模型和灰色关联模型探究广西壮族自治区2005—2017年山水林田湖生命共同体的耦合协调时空分异特征及其驱动因素。[结果] ①山水林田湖生命共同体的综合评价指数由2005年的0.918上升至2017年的0.931,具体表现为：水系统 > 田系统 > 林系统 > 湖系统 > 山系统。②山水林田湖生命共同体的耦合协调度由2005年的0.909下降至2017年的0.861,虽然为良好耦合协调状态,但有下降态势。两要素间耦合协调度较高的为“水—田”,3要素间较高的为“水—林—田”,4要素间较高的为“水—林—田—湖”。③影响山水林田湖生命共同体耦合协调发展的主要驱动因素是水要素,灰色关联度为0.723,具体指标因子为水土流失治理。[结论] 山水林田湖生命共同体是一个开放性的“山水林田湖+”的概念范畴,可依据各要素的典型性进行耦合叠加重组,其中水要素是山水林田湖生命共同体各要素耦合关联的核心,水土流失治理是关键因素。广西区内山水林田湖生命共同体综合水平虽然有所改善,但耦合协调情况不容乐观,应以水土流失治理为出发点,串联山水林田湖各要素,进行统筹规划与生态整治,搭建自然资源要素综合监测与质量管理体系,提高耦合协调状态,实现高质量的可持续发展。     

2003-2018年广西城市紧凑度与土地利用效益关系的时空特征

[目的] 探明城市紧凑度与土地利用效益的交互关系,为促进地区新型城市化和高质量可持续发展提供依据。[方法] 在推演城市紧凑度与土地利用效益耦合机制的基础上建立指标体系,以广西壮族自治区为例,运用加权求和法、耦合协调度模型分析2003—2018年二者关系的时空特征。[结果] ①2003—2018年广西城市紧凑度呈波动上升趋势,紧凑度指数由0.301升至0.433,高紧凑度城市主要在桂中和桂北,低紧凑度城市集中于桂西北和桂东南两侧,中紧凑度城市环高紧凑度城市分布;②广西城市土地利用效益经历了“稳步优化—加速增长”的梯度提升过程,评分由0.363跃至0.574,土地利用效益呈现“南北高—东西低”的空间格局;③广西城市紧凑度与土地利用效益耦合协调度由0.408低速升至0.504,协调类型从勉强协调向初级协调过渡,各市经历了“濒临失调—勉强协调—初级协调”的演变过程,协调类型总体上呈现“点面—簇团—线性带状”的格局演变。[结论] 广西城市紧凑度与土地利用效益的相互促进作用偏弱、协调关系不紧密,促进二者协调发展对解决城市化过程中所产生的负面问题具有重要作用。