基于连续观测数据的毛乌素沙地生长季土壤水分动态及其对降雨的响应

水分是制约半干旱区沙地植物生长发育和生态建设的关键非生物因子。于2008—2010年和2018—2021年生长季(4—10月)对毛乌素沙地流动、半固定和固定沙地0~100cm深土壤水分进行了连续观测,系统分析了不同固定程度沙地土壤水分动态变化规律及其对降雨的响应。结果表明:(1)受降雨季节变化的影响,流动、半固定和固定沙地不同深度土壤水分季节变化一般呈∽型或双峰型,10 cm和30 cm深土壤水分含量波动较大,60 cm和100 cm深土壤水分含量波动较小。(2)3种固定程度沙地生长季土壤水分动态差异明显,总体来看,流动沙地土壤水分状况最好,且土壤水分含量变化相对平缓,固定沙地土壤水分状况最差,且土壤水分含量变化最为剧烈,半固定沙地居于二者之间;固定沙地10~30cm深土壤水分状况好于半固定沙地和流动沙地,30~100cm深土壤水分状况则相反。(3)降雨格局是形成土壤水分时空格局的主要原因,随降雨事件降雨量增加,降雨的入渗深度逐渐增加;但是固定沙地土壤水分的深层补充需较强的降雨和较长的时间。生长季降雨事件以小降雨事件为主,表层土壤水分波动更剧烈。生长季初期降雨较少且以小降雨事件为主,10cm以下土壤水分补充困难,土壤水分状况较差。流动沙地和半固定沙地10~30cm深土壤水分状况好于30~100cm深土壤,而固定沙地土壤水分状况则相反。研究结果可为半干旱区沙化土地近自然植被恢复与固沙植被稳定性维持提供科学依据。

温度及其波动对橡胶密封硫化过程影响的仿真分析

硫化是橡胶密封成型过程的关键工艺,对橡胶密封产品性能有决定性影响。目前橡胶行业多采用经验式硫化成型方法,对橡胶密封硫化演变过程缺乏理解,难以理论指导橡胶密封实际生产过程。针对这一制约橡胶密封质量提升的薄弱环节,开展了橡胶密封硫化成型过程数值仿真研究。基于胶料的积分型反应动力学模型与变物性参数传热控制方程,建立了橡胶制品热-化学耦合的瞬态仿真模型,实现了橡胶制品成型过程时变温度场及硫化程度场的实时预测,并通过试验验证了模型及求解方法的正确性。进而,仿真分析了典型结构密封件的硫化过程,探讨了模具温度、胶料预热温度和温度波动行为对橡胶密封硫化成型过程的影响规律,最后为橡胶密封实际硫化生产提供了参考。

冬季路面最低温度统计预报方法对比研究

基于2018—2020年G6京藏高速(简称“G6高速”)兴和服务区、卧佛山隧道出口两个交通气象站观测数据,分析了冬季路面最低温度日变化特征,利用逐步回归、回归树、最小二乘支持向量机及深度神经网络4种统计预报方法,开展了简单特征方案及复杂特征方案下冬季路面最低温度预报建模和检验。结果表明:冬季夜间路面最低温度与气温接近,上午迅速增温,13时左右提前于气温达到峰值。在模型验证过程中,兴和服务区、卧佛山隧道出口复杂特征方案在4项评价指标方面均好于简单特征方案。从总体评价指标来看,深度神经网络效果模拟最好,其中复杂特征方案中兴和服务区准确率可达74.72%,平均绝对误差为2.53℃,卧佛山隧道出口准确率高达96.38%,平均绝对误差为1.14℃,可应用于路面温度预报业务。

精度可控的边界表示模型网格生成

针对边界表示模型生成的面网格模型存在的误差大、分辨率高和不水密的问题,提出针对计算机辅助设计(CAD)实体模型的保精度网格生成算法.算法通过同步生成对齐共边点对保证网格的水密性;利用连续表征设计网格目标边长,以生成高精度、低分辨率的网格.与现有的开源网格生成软件相比,算法能用更少的网格面片数生成精度更高的网格,且网格质量与其相当.

沙冬青灌丛地的土壤颗粒大小分形维数空间变异性分析

通过土壤颗粒大小分形维数对土壤质地定量分析表明,土壤颗粒大小分形维数与沙粒含量（＞0.1mm）呈显著的线性负相关,与粘粉粒含量（＜0.05mm）呈显著的线性正相关关系（p＜0.0001）,沙粒和粘粉粒含量每增加1﹪,分形维数则降低或升高0.022个单位,沙粒增加导致分形维数的降低和粘粉粒增加导致分形维数升高幅度一致,所以土壤颗粒分形维数可以作为评价土地沙质荒漠化程度的定量指标之一.荒漠地带以沙冬青为优势种的沙生植被地段,地表土壤颗粒粗粒化和50～70cm土层土壤颗粒的细粒化,为该区有限降水的深层渗漏提供了基质,为沙冬青的存活提供了保障,一定程度上支持了一些专家提出的概念模型,验证了粗质土壤质地支持以灌木为主的群落的假说.但从空间变异性分析来看,荒漠区沙冬青群落因地表物质的吹蚀和堆积过程频繁以及灌丛沙堆发育程度引起的分枝形态差异,导致了土壤颗粒含量空间变异尺度并未集中在冠幅范围,并不支持灌丛在沙漠生态系统对降尘等细粒物质拦截所形成的＂沃岛＂作用.正是因为以沙冬青为优势种的沙生植被地段土壤颗粒组成的高度空间异质性,并且空间变异的范围并不局限于灌木冠幅范围和冠幅间的裸地,没有为其它植物种的入侵创造土壤基质条件,才使得沙冬青群落在该区稳定存在,为荒漠残遗植物种--沙冬青的迁地保护和干旱沙区植被恢复过程中合理地利用土壤资源,以避免营林失败等问题提供了理论依据.

流沙固定过程中土壤性质变异初步研究

植被的分布格局与土壤性质空间异质性密切相关。对降水小于200mm地区的沙坡头无灌溉条件下流沙固定过程中土壤性质的空间变化进行了研究。结果表明,随固沙植物群落的演变和土壤成土环境的改善与生物地球化学循环过程的加强,土壤性质发生了显著的变化:(1)固沙区土壤机械组成中粘粒(<0.001mm)含量、土壤水溶性盐(EC电导率)、pH、有机质和全氮含量都较流沙区有很大提高,且差异显著(p<0.05);固沙区土壤剖面性质的改变主要发生在结皮层和0～5cm的表层(topsoil),受表层土壤发育的影响5～30cm土层有所改变,但差异性不显著(p>0.05)。(2)土壤质地相对均一的流沙区土壤剖面性质无变异(p>0.05)。(3)不同年限固沙区间土壤性质变异差异性不显著(p>0.05);而表层(0～5cm)与结皮层土壤性质变化趋势一致,且相关性显著(r>0.807,p<0.05)。

京津冀风沙源区沙化土地治理关键技术研究与示范

京津冀风沙源区是我国北方生态屏障的重要组成部分。面向我国北方风沙区沙化土地综合治理、典型脆弱生态修复与保护等重大科技需求,京津冀风沙源区沙化土地治理关键技术研究与示范项目将综合运用长期定位观测、控制实验、多源遥感数据融合、技术示范等方法,重点研究京津冀风沙源区土地沙化形成机制与生态修复机理,研发一批沙化土地治理与产业化关键技术,并在各治理区开展试验示范,集成京津冀风沙源区沙化土地治理与产业化技术体系,构建沙化土地综合整治空间决策支持系统,为京津风沙源治理工程建设、保障京津冀地区生态安全及满足2022年北京冬奥会生态需求提供科技支撑。

干旱沙区植被恢复中土壤碳氮变化规律

测定了干旱沙区不同年限植被恢复区土壤0-5（包括结皮层）、5-10和10-20cm颗粒组成分布、土壤有机碳（Souk organic carbon，SOC）和全氮含量，并分析了土壤颗粒组成分布中沙粒和粘粉粒含量变化与土壤SOC和氮含量间的关系，探讨植被恢复过程中SOC和氮变化规律。研究表明，干旱沙区植被恢复过程中，SOC和全氮含量存在明显的固存效应，这种效应不仅表现在植被恢复的时间上，也表现在土壤垂直分布上。植被恢复区SOC和氮含量随恢复时间的延长呈增加趋势，在垂直方向上呈降低趋势。土壤极细沙（0．1-0．05mm）和粘粉粒含量（〈0．05mm）的时间和空间变异与SOC和氮有着相似的趋势。而沙粒含量（0．5-0．1mm）则随植被恢复时间增加和土层深度的增加呈降低趋势。土壤中极细沙粒（0．1-0．05mm）和粘粉粒含量（〈0．05mm）分别与SOC和氮含量有显著正相关关系（P〈0．01），而沙粒含量（0．5-0．1mm）与SOC和氮含量呈显著负相关（P〈0．01）。从植被恢复或者荒漠化逆转角度阐明了干旱沙区土地利用的变化导致的土壤保护性碳组分的增加是土壤碳储量汇功能增加的体现。在研究区域，有机碳和全氮因土壤粘粉粒和极细沙而积累的定量关系可以用线性方程很好地预测，从而为更好地估算荒漠化逆转过程中不同阶段碳汇量提供了依据。而植被恢复中土壤SOC和氮与土壤颗粒间的结论加深了荒漠化逆转过程中土地利用方式的改变对气候变化响应的陆地生态系统碳循环过程与机理的理解，明确了我国广泛在干旱沙区实施区域治理对全球大气CO2汇的贡献。植被恢复过程中，表征土壤肥力特征的SOC和氮在时间和空间上的变异对植被演变的影响，以及土壤物理稳定性的增强对土壤抗风蚀能力的贡献。从另一个方面阐述了植被恢复过程中土壤和植被间的这种相互关系及其对生态环境改善的贡献，为探讨干旱沙区荒漠化逆转过程中植物种的选育和合理评价生态环境提供了参考。

植被恢复对旱区表土颗粒中有机碳和氮分布的影响

采用物理分离的方法，获得植被恢复过程中不同土壤粒径的组分，并进行了各组分中有机碳和全氮含量的测定．结果表明，黏粉粒（〈0．05mm）含量的增加和沙粒（0．25—0．1mm）含量的减少，共同导致表层土壤质地细粒化．土壤质地的细粒化伴随着有机碳和氮的固存效应，该效应在固沙20年以后效果显著（P＜0．05）．沙粒（〉0．1mm）含量与有机碳和氮含量呈显著负相关（P＜0．001），而极细沙（0．1～0．05mm）和黏粉粒（〈0．05mm）含量与有机碳和氮含量均呈显著正相关（P〈0．001）．产生上述结果的原因是，表层土壤颗粒组成中各粒径结合的有机碳和氮含量均增加相关，其贡献程度为黏粉粒〉极细沙〉沙粒．植被恢复过程中，表层土壤中黏粉粒含量的增加对维持有机碳和氮固存起着主要的作用，土壤的物理稳定也因为土壤中有机质和黏粉粒含量的增加而增大。

干旱沙区植被恢复过程中土壤颗粒分形特征

统计分析了干旱沙漠地区植被恢复过程中土壤颗粒分形特征及其与土壤沙粒（〉0．05mm）、粉粒（0．05～0．002mm）和粘粒（〈0．002mm）含量和土壤养分状况间的关系。结果表明：土壤颗粒分形维数随恢复时间延长有增大的趋势，土壤颗粒分形维数大小与土壤质地的细粒化有一致的变化趋势。0．05mm粒径成为土壤各粒径的分界值——即土壤分形维数的临界粒径，大于这一粒径颗粒含量越高，土壤分形维数越小；而小于这一粒径的颗粒含量越高，分形维数越大。土壤各养分状况均与土壤颗粒分形维数有极显著的线性正相关关系（p〈0．0001），表明了土壤颗粒分形维数能客观地反映土壤肥力特征。在干旱沙漠地区，伴随着植被恢复和流沙固定，土壤颗粒分形维数可作为一个评价土壤演变程度的综合定量指标。

沙坡头地区农田灌溉和施肥对氮淋溶量影响的研究

对沙坡头农田不同土壤类型养分和水分供给下0～2 m土壤层淋溶液的分析结果表明:不同类型土壤氮淋溶量差异显著( P <0.05);同一类型土壤随水肥供给强度的增加,氮淋溶有增加的趋势,特别是灌水次数、土壤水分含量处理和总灌溉量与氮淋溶量间有强正相关关系( P <0.05);低灌溉水平,氮淋溶量与施肥间无显著相关关系,而高灌溉水平下施肥和灌溉均是主导因子;灌淤土保持田间持水量40%及以下土壤水分所有施肥水平,氮淋溶量间差异不显著( P >0.05);风沙土低水低肥(保持田间持水量20%土壤水分)处理与灌淤土保持田间持水量40%及以下土壤水分处理所有施肥水平无显著差异( P >0.05),而风沙土高水高肥处理与灌淤土所有水肥处理间差异均显著( P <0.05),低水低肥将是风沙土最低的氮淋溶界限,在传统农业条件下对该类土壤进行改良是必要的.

机械原理实验教学的改革与实践

文章分析了机械原理传统实验教学在新的教学模式下存在的问题，介绍了研究性实验的开设方式和教学效果，并对今后实验教学的改革提出了一些建议。

头盔质量和质心对军机飞行员颈部肌力的影响

目的研究头盔质量和质心偏移对军机飞行员颈部肌肉活动特性的影响。方法基于AnyBody软件平台建立头颈部肌骨模型,包含C0、C1-7、T1和136组头颈部肌肉。采用集中载荷模拟头盔作用,对不同头盔质量、质心位置和加速度载荷下的7个主要肌群的肌力进行了仿真计算。结果当头盔质心与头部质心重合时,支配后伸的头半棘肌、肩胛提肌、头夹肌和颈夹肌处于收缩发力状态。当头盔质量增大,这些肌群肌力也随之线性增加,并且加速度载荷对肌力增大程度起放大作用。头盔质心后移,会降低后伸肌群的肌力,增大前屈肌群受力。头盔质心左右偏移引起的附加侧弯力矩则会激活支配侧弯功能的肌群的活动。结论头盔质量和质心位置对颈部肌群活动特性有明显影响,本文建立的头颈部肌骨模型可以计算不同状态下肌力的变化,头盔设计和使用过程可采用该技术进行定量分析。

沙冬青群落土壤有机碳和全氮含量的空间异质性

应用地统计学的基本原理与方法，分析了干旱荒漠地带沙冬青群落0～5和50—70cm土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）及C／N空间异质性．结果表明，0～5cm的SOC和TN的平均含量分别为0．744和0．259g·kg^-1，平均变异系数分别为0．280和0．213；50～70cm的SOC和TN的平均含量分别为1．425和0．295g·kg^-1，平均变异系数分别为0．195和0．206，反映出该植被区土壤肥力较为贫瘠．该沙生植被区土壤SOC和TN含量存在高度空间异质性，其空间异质性主要由自相关因素引起．0～5cm土层SOC和TN含量空间变异尺度分别为20．99和29．19m；50～70cm土层分别为42．9和62．1m．变异尺度未集中在沙冬青冠幅范围，未反映出荒漠地带沙生植物种的“肥岛”效应，为其他物种的入侵创造了障碍．这种空间分布格局和尺度为维持沙冬青存干旱蒂漳沙毕桔袖反的优势度提供了保障，解释了其长期存在的机制．

不同分子亚型乳腺癌超声及MRI特征

目的探讨不同分子亚型乳腺癌超声和MRI表现。方法回顾性分析101例经病理证实的乳腺癌患者(109个病灶)的超声和MRI资料;根据雌激素受体、孕激素受体、人表皮生长因子受体-2(HER-2)的表达状态,将乳腺癌分为三阴性、HER-2过表达和Luminal三个亚型,分析不同亚型乳腺癌超声和MRI表现。结果三种分子亚型乳腺癌病理分型差异有统计学意义(P<0.05);超声声像图中不同分子亚型乳腺癌的边界、边缘、是否钙化、血供程度及周围组织结构变化差异有统计学意义(P均<0.05);MRI中不同分子亚型乳腺癌平扫信号、边界、边缘、强化与否及强化方式和时间-信号强度曲线类型差异有统计学意义(P均<0.05)。结论不同分子亚型乳腺癌超声及MRI表现各具特点。

无灌溉人工固沙区土壤有机碳及氮含量变异的初步结论

对降水量小于200mm的沙坡头无灌溉条件下人工植被固沙区土壤有机碳和全氮含量变异进行研究。结果表明,流沙在固定过程中,人工植被固沙体系的营建改善了成土环境,促进了生物地球化学循环,使土壤碳、氮的含量和分布规律发生了变化:①固沙区土壤有机碳和全氮含量及C／N均高于流沙区,随土层深度增加土壤有机碳和全氮含量呈逐渐降低趋势,而C／N呈逐渐升高趋势;②不同年限固沙区间土壤有机碳、全氮含量及C／N变异小于土层垂直方向的变异;③不同年限固沙区土层垂直方向土壤有机碳和全氮含量及C／N变异较大,变异主要存在于结皮层及其下土层(0～5cm);④流沙区土壤碳、氮含量及C／N低于固沙区,而且在土层垂直方向上基本无变异。

黄灌沙区农田耕层土壤性状空间异质性分析

用地统计学的方法,研究了黄灌沙区农田耕作层(030 cm)土壤的有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、pH和电导率的空间变异规律。结果表明,农田耕作层土壤养分的空间异质性主要由随机性因子如土壤耕作措施,包括施肥、灌溉和作物轮作等造成,这与该区农田耕作层土壤是引黄灌溉改良的结果有关。土壤养分含量的变异函数均可很好地拟合成线性模型,块金值和基台值之比(C0/C0+C)均为1,说明随机性因子是导致该区土壤性状空间变异的主要因素,在整个尺度上具有恒定的变异,造成了土壤性状的相对均一。pH的变异函数为指数模型,其空间异质性组成中随机性和结构性因子各占50%。电导率的变异函数为球状模型,空间变异主要由结构性因子导致,结构性因子引起的空间异质性占总空间异质性的67%。分维数也表明耕层土壤性状空间依赖性较小,随机因子如农业活动是引起黄灌沙区土壤性状空间异质性的关键原因。Moran s I系数表现为除了pH和电导率受结构性和随机性因子共同作用外,其余土壤性状均呈较弱的相关关系。因此,干旱沙区通过人为措施改良的土壤性状空间上的变异主要受人为活动如灌溉、施肥和耕作等影响,在农业活动中更应该注重施肥和灌溉方式、灌溉水源等问题,以避免因土壤性状的变异导致的肥料利用效率降低。

腾格里沙漠东南缘白刺灌丛地土壤性状的特征

腾格里沙漠东南缘白刺灌丛地土壤颗粒组成中仍以细沙粒(0.25～0.05 mm)含量占主要成分(80%～99%),除固定沙堆土0～5 cm土壤粉沙粒含量高于堆间低地外,沙堆土不同深度粉沙粒含量(0.05～0.002 mm)均低于堆间低地;沙堆不同部位的土壤含水量有一致的变化趋势且差异不大,沙堆0～60 cm土层含水量低于堆间低地,60 cm以下的土壤含水量不仅高于0～60 cm,并且高于堆间低地。发育于草甸盐土上的堆间低地20 cm以下水分含量变化基本保持在较高的水平,发育于盐化半固定风沙土上的堆间低地水分含量在20 cm以下呈急剧降低趋势。白刺沙堆上土壤剖面土壤水分含量的这种变化和堆间低地20 cm处较高的含水层,将会为灌丛植物在年内气候干旱期的生命维持提供着重要水源保证。土壤容重白刺沙堆大于堆间低地,土壤剖面堆间低地的容重基本无变异,而沙堆上因为植物发育土壤容重有不同程度的差异。表征土壤肥力和保肥能力的阳离子代换量均是堆间低地大于沙堆上。堆间低地和沙堆上土壤全氮、有机质、电导率含量和pH值差异因白刺沙堆发育的生境不同而不同,处于半固定沙地生境的白刺沙堆并未形成灌丛的"沃岛效应",处于固定沙地生境的白刺沙堆有弱"沃岛效应"。因此,白刺沙堆地表物质的固定是该植物种生长的生境产生"沃岛效应"的前提。

缺素对土沉香幼苗根系生长和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液培养法,以土沉香幼苗为试验材料,研究在缺乏9种营养元素(即-N、-P、-K、-Ca、-Mg、-Fe、-Mn、-B、-Zn)环境条件下,苗木的根系生长、根系活力和叶绿素荧光参数的变化和响应机制。结果表明:(1)与全素对照相比,不同缺素处理下的土沉香幼苗根系生物量值和根系活力显著下降,其中,-Ca和-K处理影响最显著,其次为-Fe处理;(2)不同缺素处理稳态荧光产量(Ft),光适应时最大荧光(Fm′),叶绿体光系统II(PSⅡ)在部分反应中心关闭下实际光化学量子产量(Yield),非循环电子传输速率(ETR),光下最小荧光(Fo′)以及潜在最大光化学量子产量(Fv/Fm)值与CK处理差异显著,其中,-P处理Ft值最小,Fe和P元素对Fm′抑制最明显,-Fe处理对Yield值影响最大,-Mg处理的ETR值最小,-Fe处理抑制Fo′值最明显,-P处理抑制Fv/Fm值最明显。

缺素对土沉香幼苗生长和叶片解剖结构的影响

采用温室营养液培养法,研究了土沉香(Aquilaria sinensis(Lour.)Gilg)幼苗在9种营养元素(即氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、硼、锌)缺乏的条件下,叶片表型特征、苗木生长和叶片解剖结构的差异和响应机制.结果表明:(1)缺素处理均对土沉香幼苗叶片表型特征产生一定的影响,主要表现为叶片发黄、叶脉突出,出现锈斑及坏死现象,植株长势较弱,症状出现最快的是缺氮、缺钾和缺铁处理;(2)9种缺素处理土沉香幼苗的苗高、地径、各部分生物量均低于全素处理(对照),其中主要限制元素是氮和铁;(3)9种缺素处理的根、茎、叶生物量比显著低于对照,减少量分别为0.06-0.44 g·g-1、0.02-0.08g·g-1和0.05-0.48 g·g-1;(4)在缺素条件下,土沉香幼苗的叶片解剖结构有一定的变异,尽管组织排列顺序未发生变化,但构成组织的细胞形状各异,排列比较疏松.缺素处理中,对叶片解剖结构影响最大是缺硼处理.