东北地区某城镇污水处理厂碳源投加策略分析

低C/N进水条件造成的生物处理系统反硝化脱氮能力不足已成为我国污水处理厂运行面临的主要挑战。文章应用文献计量学对目前碳源投加策略进行了总结,并以东北地区某城镇污水处理厂为考察对象,结合各碳源的实际应用情况介绍了目前常用的几种主流外加碳源的优缺点,分析了甲醇、乙酸钠、葡萄糖和麦可碳4种碳源投加公式计算理论值与实际碳源投加量之间存在差异的原因,旨在为城镇污水处理厂实现经济、高效、低碳运行碳源投加策略提供技术指导。

基于正则化与时空约束改进K最近邻算法的农业物联网数据重构

针对农业复杂环境易发的物联网感知数据丢失异常问题,该文提出一种基于正则化惩罚的K最近邻数据重构方法(K nearest neighbor-regularization penalty,KNN-RP),采用岭回归方法对最近邻方法中的最小二乘因子进行正则化,并讨论了惩罚项的范数选取形式。通过对农业物联网感知数据的时空稳定性与相关性分析,确定了时间与空间约束矩阵的定义方式。采用温室数据样本对算法性能进行交叉验证,结果显示该文的KNN-RP性能在点丢失模型下优于KNN、反距离加权KNN算法以及DT算法,而在块丢失模型下优于KNN和反距离加权KNN算法,略低于DT算法,提高了农业物联网的感知数据质量。该研究可为基于物联网数据的农业生产决策提供参考。

四川省地质灾害避险搬迁安置相关问题研究

四川省滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害多发频发,灾情险情严重。在过去十年里四川省率先开展了一系列地质灾害避险搬迁安置工程,对降低广大丘陵山区,特别是农村地区地质灾害风险,减轻灾害损失发挥了巨大作用。但同时,出现了一系列诸如搬迁安置地选址困难、搬迁户因贫困而搬不起、搬迁户签订搬迁协议后出现反悔、旧房拆除困难和非本地户口居民不能纳入搬迁计划等问题。为此,文章提出创新工作机制、广泛筹集资金、关注弱势家庭、根据搬迁紧迫性分期搬迁、加强迁入人口管理、严格宅基地危险性审查和审批等有针对性的对策建议。

渤海湾浮游细菌分布特征及环境影响因素

于2011年5月、2012年5月和2012年11月分别对渤海湾33个站位表层水体中的浮游细菌及环境因子进行了调查,探讨渤海湾浮游细菌生态分布特征及其与环境影响因子的关系。结果表明:在渤海湾表层水体中,2011年5月的海洋浮游细菌丰度为(2. 51~28. 39)×108L-1,2012年5月的浮游细菌丰度为(2. 62~87. 26)×108L-1,2012年11月浮游细菌丰度为(2. 18~18. 15)×108L-1;浮游细菌数量在空间上都是近岸站位高于远岸站位; 2011年5月和2012年5月,浮游细菌生长所需有机碳分别来源于浮游植物胞外分泌的溶解有机碳和陆源输入有机碳,浮游细菌与氨氮都有极显著相关性关系,与磷酸盐均呈显著负相关关系; 2012年11月,浮游细菌除了与亚硝酸盐氮、水温呈正相关外,与其他环境因子都呈负相关关系。

山区农户双重风险感知对搬迁意愿和搬迁行为的影响——基于汶川县原草坡乡避灾移民分析

以受汶川"5.12"地震和"7.10"特大山洪泥石流灾害严重影响的汶川县原草坡乡为例,从农户风险感知现状出发,考察风险感知对搬迁意愿和搬迁行为的不同影响。研究结果表明:农户对自然灾害风险感知越强、对搬迁安置风险感知越弱,其搬迁意愿越强;较高的自然灾害风险感知会提高农户搬离灾害隐患点或风险区的概率,较强的搬迁安置风险感知会降低农户全家搬迁的可能性;搬迁安置风险感知对未搬迁和部分搬迁农户的影响程度超过自然灾害风险感知的影响。基于汶川县原草坡乡的实证研究,提出避灾搬迁安置决策中的"双重风险感知"假说。

基于核相互子空间法的番茄叶部病害快速识别模型

近年来,基于叶片图像的番茄病害识别研究受到广泛关注。本研究利用番茄叶部病害图像中病斑的颜色和纹理的差异,通过提取番茄病害叶片图像的颜色矩(CM)、颜色聚合向量(CCV)和方向梯度直方图(HOG)等颜色纹理特征,引入核相互子空间法(KMSM),建立了番茄叶部病害快速识别模型(CCHK⁃MSM)。该模型首先通过高斯核函数,将从不同类别叶部病害图像数据中抽取的颜色及纹理特征映射到高维空间;然后对映射的高维空间进行主成分分析,建立非线性病害特征空间;最后基于非线性特征空间最小正则角对病害进行识别。本研究分别以公共农业病虫害数据集PlantVillage中的9种番茄病害类和1类健康番茄叶片图像,以及实际场景下采集的3种叶部病虫害图像数据集开展算法验证试验。基于PlantVillage的试验结果表明,当每类样本集数量为350张时,本研究所提出的CCHKMSM模型识别率达到100%,模型训练时间为0.1540 s,平均识别时间为0.013 s;同时,在样本数量150张到1000张的测试区间内,模型平均识别率为99.14%。该识别率高于其他典型的机器学习模型,与基于深度学习的识别方法相当。基于实际复杂场景下采集病害图像集的实验中,通过对原始图像切割分块后,对各病害的平均识别率为96.21%。试验结果表明,本研究提出的CCHKMSM模型识别准确率高且计算量小,其训练时间和测试时间都远低于深度学习等方法。该方法对系统要求低,具有在手持设备、边缘计算终端等低配置感知系统中的应用潜力。

高寒沙区不同生境赖草的生长特征分析

对高寒沙区低湿滩地、农田田边、丘间地和固定沙丘4种生境土壤的含水量以及有机质和养分(包括全氮、全磷和全钾)含量进行了测定,并对4种生境中赖草[Leymus secalinus(Georgi)Tzvel.]的生长特征进行了比较和分析。结果表明:总体上看,从低湿滩地、农田田边、丘间地到固定沙丘,土壤含水量及有机质、全氮、全磷和全钾含量呈降低的变化趋势,且低湿滩地和农田田边土壤含水量及有机质、全氮、全磷和全钾含量高于丘间地和固定沙丘。不同生境中赖草生长特征差异较大。固定沙丘中赖草的株高和地径均最大,显著大于其他3种生境(P<0.05);低湿滩地和农田田边中赖草的分株密度、根茎直径以及地上部分和根系的生物量较大,总体上显著大于丘间地和固定沙丘;而丘间地和固定沙丘中赖草的间隔子长较长,低湿滩地和农田田边中赖草的间隔子长较短,且前2种生境与后2种生境间差异显著。从低湿滩地、农田田边、丘间地到固定沙丘,赖草根系分布深度逐渐增加,由0~30 cm或0~40 cm增至0~60 cm。随着土层的加深,4种生境中赖草的根系生物量均呈先增加后减少的变化趋势,且10~20 cm土层的根系生物量均最大,显著大于其他土层。研究结果显示:随着生境土壤水分和养分条件的变差,赖草会通过增大间隔子长和根系分布深度以及减小分株密度和根茎直径来积极适应复杂多变的高寒沙区环境。

太湖流域西北部地表水中农药的污染特征及生态风险评价

为研究太湖流域西北部地表水中农药的污染特征、时空分布及生态风险,分别于2019年3月(枯水期)和8月(丰水期)对目标区域的湖泊和重要河流中的农药进行监测分析。采用固相萃取结合高效液相色谱串联质谱法对120个地表水样品中的农药进行分析测定,共检测到7种杀虫剂和5种杀菌剂。整体上,枯水期农药污染较丰水期严重,农药总浓度的平均值分别为191.87 ng·L^-1和171.07 ng·L^-1。残留最高、分布最广的农药是吡虫啉(浓度范围ND^197.97 ng·L^-1,检出率98%)和多菌灵(浓度范围ND^114.44 ng·L^-1,检出率97%)。靠近农业区的漕桥河(S5和S6)和锡溧漕河(S36)是重污染区,漕桥河的S6点位是污染最严重的点位。采用风险商指数对农药进行生态风险评估,丰水期地表水中的农药对水生生物的威胁大于枯水期。有机磷类杀虫剂和苯并咪唑类杀菌剂对水生生物具有高风险,需要引起重视。

高寒沙区几种典型固沙植物细根生物量及周转速率比较

利用钻土芯法获取了6—8月不同固沙植物的细根,并确定其生物量分布。采用极差法和矩阵法计算了不同固沙植物的细根周转速率。结果表明:不同固沙植物的细根生物量主要分布在0—40cm的深度。在沙丘上,不同固沙植物细根周转速率的相对顺序为:沙蒿(Artemisia desertorum)混交林>沙蒿>柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)>中间锦鸡儿(Caragana intermedia)混交林>中间锦鸡儿,从结果来看低矮的沙蒿相对于高大的柠条锦鸡儿或者中间锦鸡儿具有较高的细根周转速率。在丘间地上,不同固沙植物细根周转速率的相对顺序为:沙柳(Salix psammophila)>小穗柳(Salix microstachya)>乌柳(Salix cheilophila)混交林>小叶杨(Populus simonii)混交林>乌柳>小叶杨,从结果来看沙柳的细根周转速率明显大于其他几种固沙植物,而高大的乔木小叶杨具有较低的细根周转速率。无论是在沙丘还是丘间地上,混交林的细根周转速率都要大于纯林。高寒沙区典型固沙植物的细根生物量及周转速率研究为该区域植被细根的养分循环、碳平衡等相关研究提供理论依据。

高寒沙地中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿细根分解动态特征

【目的】分析青海共和盆地1990年种植的中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿人工灌丛的细根分解状况,探讨不同径级细根分解规律、元素释放规律及其影响因素,评价2种锦鸡儿人工灌丛在共和盆地的长期适应性,为长期研究高寒沙地土壤碳循环和养分循环规律提供理论依据。【方法】利用埋袋法,比较不同径级(0~0.5、0.5~1和1~2 mm)细根经历489天分解期后的质量损失率和元素(C、N、P和K)释放率,研究分解速率与初始元素含量的相关性,总结2种锦鸡儿细根分解动态特征;运用非线性指数衰减模型拟合估算细根分解系数及分解50%和95%所需时间。【结果】2种锦鸡儿细根在前60天均快速分解,各径级细根质量残留率为53.28%~66.34%,122~367天进入缓慢分解阶段,367~420天分解速率缓慢上升,420天后细根质量显著下降,残留率为39.94%~58.20%;树种、径级和分解时间对细根质量损失率影响显著;中间锦鸡儿0~0.5、0.5~1和1~2 mm细根质量损失95%所需时间分别为17.18、14.96和12.57年,柠条锦鸡儿所需时间分别为27.35、26.41和14.77年;分解489天后,中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿细根C分别释放了56.34%~79.70%和44.37%~87.39%,N分别释放了62.73%~83.43%和54.41%~88.63%,树种、径级和分解时间的两两交互对元素释放率影响不显著。【结论】中间锦鸡儿各径级细根的分解速率和元素累积释放率均大于柠条锦鸡儿,即中间锦鸡儿的细根,尤其是1~2 mm细根向土壤中释放化学元素(C、N、P和K)的速率更快,更有利于土壤有机碳循环和养分循环,对高寒沙地土壤改良效益更显著。在高寒沙地应当选择中间锦鸡儿作为防风固沙、改良土壤的典型树种。

高寒沙地典型人工林土壤水分动态及其对降雨的响应

分析青海共和盆地中间锦鸡儿人工林在不同生长阶段、不同深度的土壤水分动态变化特征,探讨不同深度土壤水分对不同降雨量的响应过程,深入了解高寒沙地植物与降雨关系,为高寒沙区的植被恢复与合理配置提供科学依据。以不同生长阶段(3、5、16、30a)的中间锦鸡儿(Caragana intermedia)人工林为研究对象,利用ECH2O土壤含水量监测系统分别对每个林龄的不同土层深度(10、20、30、40、60、90、120、150cm)土壤水分进行连续监测;利用Dynamet-1k科研级自动气象站记录降雨量,以3场不同降雨事件进行分析,研究其土壤水分对不同降雨量的响应状况。2008年9月-2017年9月间,试验区内降雨主要集中在5-9月,且雨量小频率高,降雨量小于2mm的降雨事件占总降雨事件的48.21%,贡献率仅为9.68%。4种人工林土壤蓄水量的年内变化可分为土壤水分消耗期(9至次年1月)、土壤水分积累期(2-4月,7-8月)和稳定期(5-6月)。5mm以下的降雨能够使30cm以上的土层水分产生波动,5-18mm的降雨量能影响0-40cm的土壤水分,而18mm以上的降雨量能够引起0-60cm土层水分的变化。土壤蓄水量随着土层深度的增加而先减小后增加,林龄越大,土壤水分对于降雨量响应的滞后性越明显,土壤水分增量也相对减少。因此,在高寒沙区造林应注意苗木栽植的密度,在造林过程中加强水土保持措施,降低干旱胁迫对造林成活率的影响。

游泳运动对2型糖尿病大鼠腓肠肌AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路和自噬的影响

目的:探讨游泳运动干预对2型糖尿病(T2DM)大鼠腓肠肌AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路和自噬相关蛋白表达的影响,分析运动改善T2DM骨骼肌胰岛素抵抗的作用机制。方法:63只SD大鼠随机分为正常饮食对照组(NC组,n=9)和高糖高脂饮食组(n=54),8周高糖高脂饮食后小剂量链脲佐菌素(STZ)腹腔注射诱导T2DM大鼠模型,将成功诱导的T2DM大鼠(n=49)随机分为糖尿病模型组(DM组,n=24)和糖尿病运动干预组(DME组,n=25)。NC组和DM组正常饲养,DME组进行8周不负重游泳运动干预,第1周运动时间15 min,每周递增15 min,直至延长为90 min,每天运动1次,每周5天。定期检测各组大鼠空腹血糖,8周运动干预后检测胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)和口服糖耐量,采用Western blot方法检测腓肠肌AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路、自噬、凋亡以及胰岛素信号通路相关蛋白表达。结果:(1)与NC组相比,DM组大鼠空腹血糖、HOMA-IR和口服糖耐量水平显著增加(P<0.01),p-IRS-1/IRS-1、GLUT4、pAMPK/AMPK、SIRT1和PGC-1α、Atg7、Beclin1、LC-3Ⅱ/Ⅰ、Bcl-2及Bcl-2/Bax显著下降(P<0.05),Bax和p62显著增加(P<0.05);(2)运动干预后,与DM组相比,DME组大鼠空腹血糖、HOMA-IR和口服糖耐量水平显著改善(P<0.05),p-IRS-1/IRS-1、GLUT4、p-AMPK/AMPK、SIRT1、PGC-1α、Atg7、Beclin1、LC-3Ⅱ/Ⅰ、Bcl-2及Bcl-2/Bax显著增加(P<0.05),Bax和p62显著降低(P<0.05)。结论:8周游泳运动可改善T2DM大鼠骨骼肌胰岛素抵抗,其机制可能与运动激活AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路上调自噬有关。

高寒沙区两种典型固沙植物改良土壤的策略

植被恢复与重建是退化土地生态修复的重要途径,植物与土壤环境的关系一直是热点科学问题,但对高寒沙区尚缺乏系统性的研究。为探明不同沙生植物对高寒沙地土壤的改良策略,以青海共和盆地中间锦鸡儿(Caragana intermedia)和乌柳(Salix cheilophila)两种典型固沙植物为研究对象,通过对比细根分布规律分析其环境适应性,结合林地土壤物理性质、有机碳含量和土壤含水量等要素,分析两种植物对土壤的改良作用。结果表明,(1)两种植物的细根主要集中在0-60 cm土层,中间锦鸡儿水平方向分布更多,且细根平均生物量密度和有机碳含量都高于乌柳。(2)乌柳人工林各深度土壤有机碳密度均高于中间锦鸡儿,其累计百分比在0-40 cm土层较高,中间锦鸡儿在40-120 cm较高。(3)两种人工林的土壤容重、最大持水量和毛管持水量均值差异不显著。中间锦鸡儿林地土壤容重在0-40 cm土层大于乌柳,在40-120 cm小于乌柳;其最大持水量和毛管持水量在0-60 cm小于乌柳,在60-120 cm大于乌柳。(4)两种人工林土壤含水量和土壤温度都呈表层高,随土壤深度递减趋势。乌柳林地各深度土壤含水量均高于中间锦鸡儿,土壤温度均低于中间锦鸡儿。研究表明,中间锦鸡儿的环境适应性和固沙能力较强,倾向于深层土壤改良和固碳策略;乌柳人工林的固碳作用和涵养水源能力较强,倾向于表层土壤改良和固碳策略;同时,两种人工林都倾向于表层保水的策略。该文通过对比分析不同沙生植物改良土壤的策略,为长期研究高寒沙区生态修复与优良固沙植物筛选等工作提供理论依据。

海南引种睡莲表型多样性分析及评价

以海南引种的86份睡莲资源作为研究对象,对45个表型性状进行多样性、相关性、聚类、主成分等分析。结果表明:86份睡莲表型性状存在着丰富的变异。13个数量性状的多样性指数范围为0.612~2.041,最高的是花瓣宽度(2.041),最低的是萼片枚数(0.612);32个质量性状的多样性指数范围为0.259~1.648,最高的是花色(1.648),而柱头盘颜色(0.259)和中轴突颜色(0.259)两个性状的多样性指数最低。13个数量性状的变异系数范围为19.98%~122.06%,其中具有强变异的性状有两个,分别为雄蕊个数(122.06%)、花瓣总数(109.87%)。相关性分析表明,叶长与叶宽等6对性状呈极显著性正相关(P<0.01)。聚类分析将86份睡莲分为4个类群,依次为:广热带睡莲品种群、澳大利亚睡莲品种群、古热带睡莲品种群、广温带睡莲品种群。主成分分析共提取出特征值大于1.5的8个主成分,累积贡献率为60.838%。86份供试睡莲综合评分排名最高的为‘澳洲白巨’睡莲,最低的为‘小白子午莲’睡莲。

协同办公平台数据驱动下的农业科研绩效评价

科研创新成果评价是系统性衡量项目完成质量的重要步骤,它为科研人员激励制度制定、科研资源合理配置提供了重要参考。科研项目投入和产出是实质性的,属于科研绩效评估的定量标准,能够使成果评价更加科学客观。考虑到目前科研单位通常利用协同办公平台管理项目科研成果,在此基础上研究了针对农业领域的量化的科研创新成果评价指标体系。在1种改进熵-TOPSIS的评价框架下,利用香农熵对设置指标进行加权,然后同时引入曼哈顿距离,余弦距离和灰色关联度优化TOPSIS模型的理想解距离计算方式。实际案例测试结果表明,该方法支持农业科研项目的多指标绩效评价。与其他传统方法相比,能有效捕捉多级评价指标的细节差异,保证评价结果的准确性和客观性,且构建的指标体系可为后续其他科研项目评价和协同办公平台实现评价功能提供可借鉴模式。

磁混凝去除黑臭水体的污染物特征与机理研究

采用磁混凝处理黑臭水体。结果表明,聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)和磁种的优化投加量分别为70、1.5、1.5 mg/L,浊度、NH_(4)^(+)-N、TN、TP与COD的去除率分别为89.77%、9.02%、17.02%、50.45%与35.77%,COD的去除率比传统混凝提高了69.5%。废水中溶解性有机物(DOM)主要为蛋白质类、腐殖质类及微生物代谢产物(SMP),PAC水解产物的吸附和螯合作用是DOM去除的主要机理,且芳香性和共轭双键有机物去除效果较好。磁种投加显著提升SMP和腐殖质类DOM的去除,其关键作用是成为絮体形成的核心,提高絮体密实度、沉降性能、强度和再稳性能,显著强化混凝效果。

血清CCL4水平和绝经后骨质疏松症严重程度相关性研究

目的探讨血清CCL4水平与绝经后骨质疏松症(PMOP)严重程度的关系。方法对66名PMOP女性,68名绝经后非骨质疏松女性和67名健康育龄妇女进行研究。用双能X射线吸收测定法扫描评估骨密度。Oswestry残疾指数和视觉模拟量表用于量化症状的活动功能和严重程度。用定量夹心酶联免疫吸附测定血清CCL4水平。结果发现CCL4血清水平与骨密度呈显著负相关。此外,血清CCL4水平与视觉模拟评分和Oswestry残疾指数评分显著相关。结论血清CCL4是评估PMOP女性疾病严重程度的潜在生物标志物。

恢复年限对高寒中间锦鸡儿群落组成和多样性的影响

以青海省共和盆地中间锦鸡儿(Caragana intermedia)固沙林为研究对象,调查了恢复7年、恢复9年、恢复12年、恢复16年、恢复20年、恢复34年和流动沙丘(CK)7块样地中间锦鸡儿固沙林草本植物的多度,以探究随着恢复年限的增加,物种组成、功能群和植物多样性的变化,以期为高寒沙地的治理和生态恢复提供科学依据。结果表明:1)随着恢复年限的增加,中间锦鸡儿固沙林植物的物种和功能群逐渐增多,CK样地的物种只有藜科一、二年生植物,恢复7~12年样地出现了多年生根茎禾草,恢复16~20年样地又新增了禾本科、十字花科和菊科的一、二年生植物以及菊科的杂类草,恢复34年样地在16~20年的基础上出现了多年生丛生禾草。2)一、二年生植物在不同恢复年限群落中都占据明显优势,且其多度与群落多度变化趋势一致,随着恢复年限的增加先增大后降低(恢复16年样地最大),多年生禾草的多度在恢复7~16年相对稳定、恢复20年和34年达到最大,杂类草在恢复12年前未出现,在恢复34年时最高。3)植物群落的物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均随着恢复年限的增加而增大,但均匀度指数随着恢复年限的增加而减小。在当前的恢复年限中,一、二年生植物在中间锦鸡儿固沙林中仍占据明显优势,多样性指数均未产生阈值,说明植物群落及多样性仍有进一步恢复的潜力。

高寒沙地优势防护林筛选研究

高寒沙地优势防护林筛选对于治理沙化土地,减少沙漠化的危害具有重要意义。基于青海共和荒漠生态系统定位研究站的观测数据和专家知识,利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)对不同防护林类型的生态服务功能进行评价,选择出高寒沙地主导生态服务功能优化的防护林类型,结果表明,从流动沙丘的中间锦鸡儿、柠条和沙蒿中选择中间锦鸡儿和柠条,从丘间地的赖草、柽柳、乌柳、乌柳+沙柳混交林、乌柳+小叶杨混交林中选择乌柳和乌柳+沙柳混交林可以更好地实现其生态服务功能价值。

装备制造业服务化适应性演进的路径研究

明确装备制造业服务化在动态环境下的演进路径对促进装备制造业转型升级具有重要意义。为此,本文基于核心能力及适应性演化视角,采用调查问卷方法,共收回有效问卷279份,运用结构方程模型进行实证检验。研究结果表明:不同核心能力主导的服务化阶段对装备制造业服务化绩效都有显著提升作用,服务化演进路径为“核心价值网络主导→核心产品+服务主导→核心产品主导”。环境动态性对核心产品主导及核心价值网络主导的服务化阶段与绩效关系起调节作用。