高原鼠兔洞穴对土壤入渗的影响及机制

[目的]探究高原鼠兔洞穴对高寒草甸土壤入渗性能及其相关因素的影响,以揭示其对高寒草甸生态系统水分循环和土壤水文功能的潜在作用。[方法]以高寒草甸高原鼠兔洞穴不同部位作为研究对象,包括洞口(PE)与洞道(PB),对照为无高原鼠兔洞穴分布的未扰动高寒草甸(AM),用单环法对土壤入渗速率进行测定。[结果](1)高原鼠兔洞穴促进高寒草甸土壤入渗速率,相比于未扰动高寒草甸,洞口和洞道初始入渗速率分别升高377.63%和189.47%,稳定入渗速率分别升高314.29%和220.00%(p<0.05);(2)高原鼠兔洞穴破坏高寒草甸土壤结构,相比于原生高寒草甸,洞口表层土壤总孔隙度和毛管孔隙度分别显著降低4.69%和16.27%,但非毛管孔隙度显著升高22.47%,洞口和洞道团聚体平均重量直径分别显著降低20.09%和9.45%,土壤有机质含量显著降低,各部位大小依次为未扰动高寒草甸>洞道>洞口(p<0.05);(3)高原鼠兔洞穴主要通过影响高寒草甸草毡层根系促进土壤入渗,根系生物量是影响初始入渗速率和稳定入渗速率的主导因子,标准化总效应分别为-0.717和-0.539。[结论]鼠兔洞穴一定程度上有利于高寒草甸生态系统的水分循环,但同时也破坏了高寒草甸原本的土壤结构,加剧高寒草甸退化风险。

多因子地表温度降尺度研究

针对卫星遥感获取地表温度无法同时满足高时间和高空间分辨率要求的问题,基于传统的DisTrad温度降尺度法,融合归一化植被指数、建筑物指数、归一化水体指数及地表温度,建立一种新的多元线性函数关系(G_DisTrad),获取高时间分辨率对应的高空间分辨率的温度数据。该方法克服了DisTrad方法仅反映地表类型单一的植被区域的缺陷,充分考虑了植被、水体、建筑物与裸地等复杂区域的地表覆盖。文章进一步以天津、哈尔滨、南京、郑州、重庆、西安共6个城市局部区域为实验对象,将G_DisTrad方法与传统的DisTrad方法和TsHARP方法进行对比,分析G_DisTrad方法的精度和适用性。在天津地区将各降尺度方法的结果与实测数据进行对比得到,G_DisTrad方法、DisTrad方法和TsHARP方法的决定系数R 2分别为0.6970、0.6780和0.6791。间接验证结果表明,6个研究区域的降尺度结果中G_DisTrad方法的降尺度精度最高,其中,在天津地区,G_DisTrad温度降尺度方法的R 2值最高,达到0.9069;在南京地区,G_DisTrad温度降尺度方法的RMSE值最低,为1.1565 K。经在多个城市的局部区域细节验证表明,G_DisTrad方法在不同城市的适用性更好,精度更高;G_DisTrad方法的降尺度结果在植被、水体、建筑物与裸地区域,能够较好地保持原始地表温度影像的空间分布格局。

碳纳米复合相变材料熔化传热的理论分析

针对传统相变材料导热系数低的缺点,将高导热碳纳米材料添加到相变材料基体中可强化其相变传热.对碳纳米复合相变材料熔化传热过程进行理论分析,研究碳纳米材料导热系数、添加体积比以及材料形状对熔化传热的影响.研究表明:提高碳纳米材料的添加体积比,相变材料熔化速度随之增大;碳纳米材料的形状对复合相变材料熔化传热性能有显著影响;在高导热系数范围内,碳纳米材料导热系数变化对复合相变材料熔化传热性能的提升影响甚微.

相变材料在建筑节能中的研究进展

对相变材料进行了分类,总结了建筑用相变材料的特性,并概括了相变材料在建筑室外围护结构和建筑室内的应用以及相变材料在建筑室外围护结构和建筑室内的散热、储热、蓄冷性能。综述了相变材料在建筑节能中的研究进展,说明了相变材料的研究以及在建筑节能领域中的应用具有重要意义,最后对相变材料在未来建筑节能中的应用及研究方向进行了展望,为相变材料在建筑节能方面的研究及应用提供参考。

10种典型城市绿化树木凋落叶对4种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应

【目的】研究城市绿化树木凋落叶对不同作物的化感效应,旨在为树木凋落叶多样化利用提供参考。【方法】以10种典型城市绿化树木凋落叶的水浸提液处理黄瓜、高粱、小麦和油菜4种受体种子,在光照培养箱内利用培养皿滤纸法进行种子发芽和幼苗生长试验,观测种子发芽率、发芽指数以及幼苗苗高、苗干质量和叶片叶绿素含量,并计算化感效应指数值,在此基础上,采用主成分分析法研究了不同树木凋落叶水浸提液对4种作物的综合化感效应。【结果】(1)10种树木凋落叶水浸提液对黄瓜种子萌发和幼苗生长均有不同程度的化感效应,其中紫叶李凋落叶水浸提液可使黄瓜种子发芽率和发芽指数均增加,紫叶李、栾树、七叶树和构树凋落叶水浸提液均可促进黄瓜幼苗苗高和叶绿素含量增加,樱花、青桐和海棠凋落叶水浸提液均可促进黄瓜幼苗苗干质量增加。10种树木凋落叶水浸提液对高粱种子的发芽率、苗高、叶绿素含量均有不同程度的抑制作用;10种树木中,只有海棠凋落叶水浸提液使高粱种子发芽指数和幼苗苗干质量增加。10种树木凋落叶水浸提液对小麦种子的发芽指数、苗高和苗干质量均有不同程度的抑制作用;10种树木中,只有樱花和七叶树凋落叶水浸提液增加了小麦种子发芽率和幼苗叶片叶绿素含量。10种树木中,只有海棠凋落叶水浸提液可使油菜种子发芽率、发芽指数和幼苗苗高、叶片叶绿素含量增加,樱花和紫叶李凋落叶水浸提液可使油菜幼苗苗干质量增加。(2)不同树木凋落叶水浸提液对4种作物的综合化感效应表现出很大的差异,其中樱花、海棠、七叶树凋落叶水浸提液对黄瓜、高粱、小麦和油菜4种作物均有明显综合促进作用;紫叶李凋落叶水浸提液对黄瓜、小麦和油菜3种作物均有明显综合促进作用,构树凋落叶水浸提液对黄瓜、高梁和油菜3种作物均有明显综合促进作用,栾树凋落叶水浸提液对黄瓜、高粱和小麦3种作物均有明显综合促进作用。【结论】樱花、海棠和七叶树凋落叶水浸提液对4种作物种子发芽和幼苗生长产生明显综合促进作用,可以作为开发生物有机肥最有潜力的树种。紫叶李、构树和栾树凋落叶水浸提液对3种作物产生明显综合促进作用,也可以考虑作为开发生物有机肥的备用树种。

北方城市10种常见树木凋落叶的分解及养分释放特征

将城市绿化树木凋落叶用作施肥材料直接还田或制备生物质有机肥是实现凋落叶资源化利用的有效途径。采用尼龙网袋法对10种城市绿化树木凋落叶的分解及其养分释放特征进行研究。结果表明:1)N含量以构树凋落叶较高(40.37 mg/g),P含量以七叶树、构树、樱花和鹅掌楸凋落叶较高(12.92~23.03 mg/g),K含量以构树和紫叶李凋落叶较高(5.88~6.38 mg/g);Zn含量以樱花和紫叶李凋落叶较高(18.53~19.95μg/g);Mn含量以紫叶李凋落叶较高(65.24μg/g);木质素含量以栾树、银杏、青桐和七叶树凋落叶较高(30.18~34.60 mg/g)。2)10个树种中,构树、火炬树和紫叶李的凋落叶分解较快(T为1.02~1.08 a),栾树、鹅掌楸、樱花、海棠、七叶树和青桐次之(T为1.12~1.18 a),银杏凋落叶分解较慢(T为1.22 a)。3)凋落叶分解过程中N元素释放较快的为构树、樱花和火炬树凋落叶,青桐凋落叶表现出"富集"的现象;P元素释放较快的为海棠、火炬树、鹅掌楸、构树和樱花凋落叶;对于K元素,除了七叶树和银杏凋落叶释放稍慢(T为1.26~1.43 a),其他凋落叶释放均较快(T为1.00~1.05 a)。4)相关性检验表明,凋落叶中含有较高的N、P含量有利于凋落叶分解,而凋落叶中含有较高的木质素含量及较大的木质素/N值,则不利于凋落叶的分解。因此,构树凋落叶适宜于制备N肥、P肥和K肥;七叶树、樱花和鹅掌楸凋落叶适宜于制备P肥;紫叶李凋落叶适宜于制备K肥。根据不同凋落叶的养分含量和分解释放特征可以有选择性和针对性地应用于农田施肥或制备生物质有机肥。

绿化树落叶浸提液对5种草本植物的化感效应

为实现落叶再利用,筛选出有除草潜力且对土壤酶活性无抑制作用的绿化树种,开发经济环保的植物源除草剂,本研究通过室内盆栽试验研究10种绿化树落叶浸提液对狼尾草(Pennisetum alopecuroides)、黑麦草(Lolium perenne)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、红三叶(Trifolium pratense)和麦仙翁(Agrostemma githago)5种草本植物的化感效应。结果表明:火炬树(Rhus typhina)落叶浸提液可抑制狼尾草、红三叶和麦仙翁(综合主成分值F为-0.81,-0.86,-0.87);青桐(Firmiana platanifolia)落叶浸提液可抑制紫花苜蓿、红三叶和麦仙翁(F为-1.17,-1.31,-1.69);栾树(Koelreteria interifolia)落叶浸提液可抑制紫花苜蓿、红三叶和麦仙翁(F为-0.48,-0.22,-0.22),且对土壤酶活性无综合抑制效应。因此,火炬树、青桐和栾树落叶浸提液可抑制3种以上化感受体且对土壤酶活性无综合抑制作用,有开发除草剂的潜力。

基于特征融合与注意力机制的野生菌细粒度分类

鉴别野生菌的种类是预防误食有毒野生菌的重要途径。因此,为了提高野生菌细粒度识别分类的准确率,对卷积模块的注意力机制模块(CBAM)进行改进,提出了一种并行相加卷积模块的注意力机制模块PA_CBAM,将CBAM中的通道注意力模块和空间注意力模块从原来的串行连接改为并行连接并相加,解决了2种注意力模块因串行连接带来的互相干扰问题。另外,参考特征金字塔的思想改进ResNet50,其Top-1和Top-5准确率达到86.03%和97.19%,较原来提升0.86和0.73个百分点;其添加PA_CBAM后在Top-1和Top-5准确率达到88.52%、97.58%,较CBAM模块提高了3.03和0.69个百分点。此外,为了将模型移植到移动端,结合迁移学习,提出了MobileNet_v2+PA_CBAM的识别方法,准确率达到94.87%,较之前提升0.66个百分点。研究表明:提出的注意力机制模块PA_CBAM在野生菌细粒度识别研究中具有更好的识别效果,具有一定的泛用性,并且MobileNet_v2+PA_CBAM训练后模型大小仅为27.8 MB,识别图片的平均耗时仅为1.3 ms,是在移动端部署野生菌识别的理想模型。

改进型遥感生态指数与RSEI的对比分析

为了更好对城市生态质量进行监测和评价,构建一个更精确的城市遥感生态指数十分必要。本文结合绿度、湿度、干度、热度和空气质量指标采用主成分分析PCA(Principal Component Analysis)构建改进型遥感生态指数MRSEI(Modified Remote Sensing Ecological Index);利用熵权法计算压力—状态—响应模型PSR(Pressure State Response Model)中各指标的权重,通过加权法获得生态环境指数EI(Eco-environmental Index)与MRSEI和RSEI进行比较。同时,综合绿度、热度、湿度、干度指标利用核主成分分析KPCA(Kernel Principal Component Analysis)构建非线性遥感生态指数NRSEI(Nonlinear Remote Sensing Ecological Index);最后将MRSEI、NRSEI分别与常用的遥感生态指数RSEI(Remote Sensing Ecological Index)进行对比和分析。结果表明,MRSEI可体现空气质量空间分布对城市生态质量的影响,2014年和2017年MRSEI与EI的相关系数分别是0.829和0.857(P<0.01),比RSEI与EI的相关系数分别提高0.035和0.055。在主城区MRSEI和RSEI与EI比较结果表明,MRSEI的平均绝对误差、均方根误差和平均相对误差均小于RSEI,表明MRSEI更适用于城市生态质量评价,空气质量指标对北京市生态环境监测、评价是非常重要的。同时,在实验区KPCA第一主成分贡献率比PCA提高了11.94%—21.45%;各个指标与NRSEI相关系数比与RSEI提高了0.128—0.198;NRSEI可体现生态等级间的过渡,RSEI对生态环境差的区域有时低估,对生态环境优的区域有时高估,NRSEI与遥感影像定性反映的生态状况更加相符。在监测空气质量严峻的北京市生态质量方面,MRSEI优于RSEI;顾及各指标间的弱线性或非线性问题的NRSEI监测生态环境质量效果优于利用线性变换的RSEI。

基于代换合成法的高校教室综合舒适度研究

教室内的温度、相对湿度和空气流速对学生的健康和学习起着至关重要的作用。在2019年的夏季采用主观问卷调查对上海某高校教室内的操作温度、相对湿度与空气流速舒适感进行评价,并提出了综合舒适评价指标。建立了单个物理参数的无量纲函数,并利用向量相似度法计算出操作温度、相对湿度与空气流速对综合舒适评价指标的影响权重分别为0.462、0.291、0.247,通过代换合成法建立了基于操作温度、相对湿度和空气流速的人体综合舒适评价模型。利用控制变量法将三种评价指标两两组合,验证各评价指标对综合舒适评价指标的影响程度,得出操作温度偏离其所在舒适区时,引起的综合舒适度评价值变化量越最大,既而成为影响综合舒适评价指标的主导因素。结合了向量相似度法和代换合成法的综合舒适度评价模型,完全基于数据驱动,摆脱了传统热舒适模型的框架,更能体现出受试者的实际舒适感。可为制定教室环境综合舒适度定义及相关标准的修订提供参考,同时可为教室热环境的热环境设计参数、评价与设计提供合理依据,减少能源浪费。