一维马尔可夫链模拟黑河中游流域土壤质地垂向变异

黑河中游地区土壤剖面砂、黏层次相间排列的特点及部分区域剖面中出现的不透水层对土壤中的水分运动和溶质迁移具有重要影响。该研究调查了黑河中游100 km2区域内土壤剖面的质地分层情况,运用一维嵌入马尔可夫链模型模拟该地区的土壤质地剖面。研究表明,研究区土壤剖面共出现砂土、壤质砂土、砂质壤土、壤土、黏质壤土、粉黏壤土和粉黏土7种质地类型,层次厚度呈对数正态分布。粉黏土未在表层土壤出现,而砂土在表层出现的概率明显高于其余质地类型,剖面某一质地层之下多出现细粒含量比其高的下一质地类型。剖面上相邻两质地层之间的转移具有明显的马尔可夫链特征（简称马氏性）,且马氏链是平稳的。一维嵌入马尔可夫链模型能够较好地描述研究区土壤质地层次的垂向变化,剖面主要的质地层次组合为：砂—壤、壤—砂、壤—黏、黏—壤。对土壤质地剖面的定量模拟,可以为开展该区域土壤水循环、转化和溶质迁移等相关研究提供参考。     

林地资产批量评估BP模型研究

在林地资产评估中,将BP神经网络与批量评估方法结合,通过对影响林地资产评估价值因子的数据处理,建立林地批量评估BP模型,运用贝叶斯方法估计正则化参数,提高BP网络模型泛化能力。结果表明,基于贝叶斯正则化的BP神经网络模型能够实现批量预估林地资产价值,其评估结果精度可靠,泛化能力很好,可为集体林区林地资产评估提供一种新的思路与方法。     

跨区域量化比较3种土壤类型坡面的拦蓄径流能力

[目的] 基于定量化数值建立一个跨区域评价不同土壤类型和管理措施坡面拦蓄径流能力的指标体系,为水土流失防治工作提供科学指导。 [方法] 在新疆维吾尔自治区伊宁市北山坡的灰钙土、棕红土坡面和贵州赤水市大石河小流域的紫色土坡面各布设了4种管理措施的径流小区,基于2019—2021年4—9月的自然降雨量和径流量观测数据,用径流系数、径流曲线数(CN值)和降雨产流阈值数据量化比较了12个径流小区的减流能力。 [结果] 不同土壤拦蓄径流能力排序为：灰钙土＜棕红土＜紫色土,其CN值分别为90.05,89.53和77.36;其降雨产流阈值分别为3.44,3.50和14.96 mm。不同评价指标结果均显示,灰钙土和棕红土管理措施坡面的拦蓄径流能力顺序为：枯草覆盖＞水平沟＞增渗孔＞对照;紫色土管理措施坡面减流能力的顺序为：园地＞草地＞耕地＞对照。对于对照小区,当径流系数增加1%时,灰钙土、棕红土和紫色土的径流深分别增加了1.73,2.61和6.79 mm;当CN值增加1时,3种土壤坡面的径流深则将分别减少1.00,1.00和0.71 mm。 [结论] 跨区域评价不同土壤类型坡面的减流能力时,推荐用CN值和降雨产流阈值指标,不宜使用径流系数。     

结合光谱降维的IPSO-SVR水体总磷浓度预测模型

[目的] 选择最优模型对水体中总磷浓度进行预测,为准确、实时、高效检测水资源状况提供支持。 [方法] 以2021年在长江中下游武汉—安徽地区采集的水质样本作为研究对象,首先,对采集到的长江光谱数据进行最大最小归一化和均值中心化两种预处理操作以便统一数据的范围和均值点,并使用核主成分分析(KPCA)技术对预处理后的光谱数据进行降维操作。选取方差解释率为99.6%下的6个特征向量进行后续预测模型的训练,接着在原有粒子群算法的基础上引入自适应惯性权重更新公式和遗传—模拟退火变异思想,提高算法的寻优能力。使用改进的粒子群优化算法对支持向量回归模型中的超参数组合进行寻优,对支持向量回归模型使用输出的结果进行预测模型的训练,最后使用测试集数据进行总磷浓度的预测。 [结果] 提出了一种结合光谱降维的改进粒子群优化算法(IPSO)结合支持向量回归(SVR)的水体总磷含量预测模型。通过和当前预测性能较好的几种机器学习模型进行精度的比较发现,该试验模型对长江水体总磷浓度进行预测时决定系数(R²)为0.973 920,均方根差(RMSE)为0.003 012,平均绝对误差(MAE)为0.002 105。 [结论] 使用光谱数据结合降维技术、粒子群优化算法和机器学习模型的算法融合模型检测水体总磷浓度可行性强,精确度高,且拟合效果良好。     

基于综合视角的县域国土空间冲突测度与功能优化——以江西省宜黄县为例

[目的]测度国土空间冲突强度,分区探讨国土空间冲突管理和优化国土空间利用途径,为县域国土空间可持续开发利用提供新的思路。[方法]以江西省宜黄县为例,通过景观生态指数模型、可开发强度分析、用地现状与适宜性评价叠加3种方法,以“把握景观格局—明确开发强度—摸底适宜性—实现功能优化”综合视角为导向,构建综合视角下国土空间冲突测度模型,识别乡镇尺度下空间显著冲突与区域本位基底相耦合的综合冲突类型区,进而提出功能优化措施。[结果](1)2010—2020年宜黄县城镇化趋势扩大,生态空间的容纳度变低,国土空间主要表现为农业生产空间和生态空间向工矿生产空间和城镇生活空间转移。(2)2010—2020年宜黄县区域空间冲突强度加剧,不同时段和区域下空间冲突强度和分布情况差异显著,可控空间主要分布在南部,轻度和中度冲突在域内分布较为均匀,重度冲突主要分布在北部、中部和东部。(3)根据开发强度和冲突产生诱因,可将宜黄县乡镇划分为地形发展劣势区、城镇开发密集区和自然保护地集中区3类,作为空间功能优化的重点。(4)宜黄县乡镇尺度上空间冲突类型区分布存在差异性,表现为：农业空间与生态空间冲突>城镇空间与生态...     

基于多元线性回归模型的生物质与烟煤混燃灰熔融特征温度预测

生物质中钾、钠等碱金属含量高,极易导致生物质与煤混燃灰沾污结渣严重。灰熔融特征温度是用于表征积灰结渣倾向的重要指标。该研究在充分考虑灰中酸/碱性组分对熔融特征温度影响的基础上,以生物质与烟煤混燃灰中Al₂O₃、SiO₂、P₂O₅、SO₃、K₂O、CaO、Fe₂O₃7种氧化物作为变量,利用Matlab软件建立了基于多元线性回归模型的生物质与烟煤混燃灰熔融特征温度预测模型,并以中国农村典型的玉米秸秆和神木烟煤为试样,测定其在不同掺混比例、不同温度和不同停留时间下的灰分组成及熔融特征温度。试验结果表明：随着混合燃料中玉米秸秆的质量分数由25%增至75%时,灰样中MgO、K₂O、CaO、Na₂O等碱性氧化物的含量增加,特别是对于K₂O而言,其质量分数由5.89%升至14.41%,而Al₂O₃、P₂O₅和SO₃等酸性氧化物的含量逐渐减少,其中Al₂O₃的质量分数由12.05%降至7.78%,P₂O₅的质量分数由3.66%降至1.07%,SO₃的含量由7.70%降至1.48%。随着灰化温度升高和停留时间延长,Cl元素的含量明显减少。将该模型的预测结果与经验公式预测结果及试验结果对比,发现该预测模型中P₂O₅、SO₃对灰熔融特征温度的影响系数较大,这与试验结果基本相符。灰熔融特征温度与Al₂O₃、SiO₂、P₂O₅、CaO等氧化物含量呈正相关,表明这些氧化物成分有助于抑制熔融结渣。利用试验测量及经验公式等方法对该预测模型的结果进行检验,利用该模型预测的熔融特征温度与试验值的误差在5%以内,验证了该模型的准确性和可靠性。该模型研究结果可为准确预测生物质与烟煤混燃灰熔融特征温度以及防治锅炉积灰结渣提供参考。     

西南喀斯特区砾石对石灰土土壤孔隙及水分入渗的影响

[目的] 砾石是影响土壤孔隙和水分入渗的重要因素,明确砾石通过改变哪些土壤孔隙特征进而影响水分入渗具有重要意义。[方法] 以西南喀斯特地区砾石含量高的石灰土为研究对象,采用CT扫描和室内一维土柱入渗试验,对比分析2种砾石粒径(2.0~5.0,5.0~12.5 mm)和5种砾石含量(0,10％,20％,30％,40％)条件下的土壤孔隙特征及水分入渗特性,并使用结构方程模型探究土壤孔隙特征与入渗特性之间的耦合关系。[结果] (1)含砾石土壤的大孔隙度、孔隙连通率、孔隙形状因子、孔隙表面积和孔隙体积均高于无砾石土壤;且当砾石含量为20%和30%时,孔隙连通率与孔隙形状因子和无砾石土壤之间存在显著性差异(p<0.05);(2)砾石改善土壤入渗性能,粒径为2.0~5.0 mm时,砾石含量从10%到40%的稳定入渗率分别是无砾石土壤的4.02,5.00,2.88,5.14倍,累积入渗量分别是1.67,1.76,2.49,2.39倍;粒径为5.0~12.5 mm时,土壤稳定入渗率分别是无砾石的2.20,2.67,4.78,2.78倍,累积入渗量分别是1.42,1.75,2.46,2.02倍。(3)在结构方程模型中砾石含量与孔隙连通率、孔隙等效直径呈正相关关系,孔隙连通率对稳定入渗率的影响最大,孔隙等效直径对累积入渗量的影响最大。[结论] 砾石含量主要通过增加土壤孔隙连通率和孔隙等效直径促进水分入渗,研究结果可为深入认识西南喀斯特地区含砾石土壤的水文过程提供科学依据与理论参考。     

红花尔基樟子松林细小可燃物载量与林分因子关系研究

主要对红花尔基樟子松林地表细小可燃物与林分因子之间的关系进行研究.红花尔基地区位于中国北方森林草原交错带,主要为樟子松绝对优势的森林及森林草原群落.在对红花尔基樟子松林的过火林分、未过火林分和森林草原交错群落细小可燃物载量大小比较的基础上,通过自由度调整复相关系数值R2以及AIC准则和Cp准则挑选最佳回归模型,建立了该地区森林可燃物载量与林分因子之间的回归模型,并对所建模型都进行了方差分析,主要得出以下结论(1)细小可燃物总载量大小顺序过火林分＞未过火林分＞森林草原交错群落;(2)死可燃物载量大小顺序过火林分＞未过火林分＞森林草原交错群落;(3)地表活可燃物(草本)载量大小顺序森林草原交错群落＞未过火林分＞过火林分;(4)通过引入林分平均林龄、平均胸径和平均树高三个林分因子建立死可燃物载量和细小可燃物总载量的多元线性模型,取得了最好的拟合效果,预测精度都分别为98.7%和98.64%,(5)通过用林分平均林龄和细小可燃物总载量建立的对数曲线模型,有一定的生物学意义,预测精度为99.45%.     

东坪地区基岩潜山风化壳裂缝性储层的主控因素及有效性分析

柴达木盆地阿尔金山前东坪地区基岩潜山风化壳裂缝性储层的矿物组分复杂、纵横向变化快、裂缝及溶蚀发育程度不均一、物性参数评价难度大,导致其主控因素及有效性不明确。为此,利用地层元素测井、电成像测井及常规测井资料,通过两种岩性识别方法——M-N-GR三变量岩性识别法与铝-硅-钙三元素岩性识别法建立了适用于研究区基岩潜山风化壳裂缝性储层的岩性识别标准。通过岩心分析与电成像人工拾取刻度重构了双侧向电阻率测井裂缝孔隙度模型,利用声波时差测井结合元素测井建立了变声波骨架值及分岩性声波骨架值的基质孔隙度模型。分析了裂缝发育及物性与断层距离、地层变形程度、岩性、风化淋滤作用的关系,总结了影响东坪地区基岩潜山风化壳裂缝性储层的主控因素。在精确识别岩性及求取物性参数的基础上,结合PoroTex技术、核磁谱型分析、裂缝与地应力走向分析等方法,综合评价了裂缝性储层的有效性。研究成果为东坪地区基岩潜山风化壳储层气藏的动态开发提供了测井技术支持。     

基于BERT-BiLSTM-CRF的农产品信息文本命名实体识别研究及应用展望

命名实体识别是从农产品信息文本数据中有效抽取信息的关键一步,旨在从非结构化文本中确定与农产品特性相关的命名实体。农业领域的命名实体识别研究大多集中在农业病虫害领域,关于农产品信息文本的实体识别研究较少,通过采用BMES标注的方式对爬虫获取的农产品信息文本数据进行标注,提出融合BERT的BiLSTM-CRF深度学习模型对该文本数据进行实体抽取。将该模型与多种神经网络模型的实验结果比较发现,融合BERT的BiLSTM-CRF模型对农作物、地区、富含营养成分等3种命名实体识别的准确率和召回率分别为82.25%和84.54%,明显优于IDCNN-CRF等神经网络模型,说明该方法能有效识别抽取农产品信息文本数据命名实体。基于此,命名实体识别作为中文文本信息抽取的关键技术,在农产品信息推荐系统、智能问答等方面将会有广泛的应用前景。