基于PLUS-InVEST模型吐哈盆地陆地生态系统碳储量时空变化及多情景模拟

土地覆盖变化能够改变区域碳储存能力,从而引起全球气候变化。研究土地覆盖变化对碳储量的影响,预测未来不同土地覆盖情景下的碳储量,对实现区域“碳中和”战略目标具有重要意义,然而目前针对中国西部生态脆弱区的研究仍有待探究。以新疆吐哈盆地为研究区,基于土地覆盖产品数据,结合PLUS模型和InVEST模型,探讨了土地覆盖变化与区域碳储量的时空变化关系,预测和评估了2025、2030年可持续发展情景,维持现状发展情景,经济优先发展情景下土地覆盖和碳储量的时空动态特征。结果表明:(1)近20 a来,吐哈盆地耕地和裸土地面积增加最大,其次是建设用地,而草地表现出最大的减少趋势,草地转为耕地和建设用地是最主要的转移类型。(2)2000、2010年和2020年吐哈盆地平均碳储量分别为26.01 t·hm~(-2)、25.68 t·hm~(-2)、25.73 t·hm~(-2),呈现出先降低后增加的趋势,平均碳储量累计减少了0.28 t·hm~(-2),其中土壤有机质碳储量占比最高,约占总碳储量的94%,裸土地、草地贡献了最多的碳储量。(3)2030年3种情景下,森林、灌木林、湿地几乎无明显变化,裸土地呈现出减少的趋势,而建设用地呈现增加的趋势。(4)到2030年可持续发展情景下吐哈盆地总碳储量较2020年增加了0.18×10~6t,维持现状发展情景和经济优先发展情景下分别减少了0.30×10~6t、1.01×10~6t,经济优先发展情景下碳储量损失最大。研究结果可为吐哈盆地土地利用优化以及制定生态系统可持续发展措施提供依据。

基于调渣提铁的镍冶炼渣熔化温度调控

目前,镍渣提铁工艺存在提铁效率低、工艺实施难度大、成本高等问题。本文通过相图分析、单因素和正交实验等方法,研究了炉渣中主要氧化物含量对半球点温度的影响,得到了有利于提铁的炉渣渣型优化方案。结果表明:当CaO含量(质量分数)为25%、MgO含量为9%、铁硅比为0.8时,该渣型的半球点温度最低。考虑到现行工艺,选择MgO含量为13%、CaO含量为20%、铁硅比为1.0为较优方案,所得炉渣的半球点温度明显低于现行顶吹炉渣的半球点温度。调整后的炉渣中含铁物相由以硅酸亚铁为主转化为以钙铁榴石和铁氧化物为主,有利于后续提铁。

镍冶炼渣中铁资源回收研究现状及发展分析

镍渣为有色冶炼过程中产生的冶金废渣,铁品位高达40%,具有较高的回收利用价值。镍渣中的铁主要以硅酸亚铁形式的化合物为主,难以对其进行有效提取。如何合理利用镍渣,对行业可持续、绿色化发展具有重大意义,是目前的研究热点。本文对镍渣中铁资源回收技术进行了综合分析,针对现有镍渣提铁工艺中存在的问题,提出在镍冶炼过程中加钙以调整镍渣渣型和降低冶炼温度,使铁橄榄石向铁酸钙形式转变,降低后续提铁难度,以期实现镍渣的高值资源化综合利用。

基于决策树的天山冰湖提取方法研究

天山位于亚欧大陆中部,是现代冰川的主要分布区之一,该地区冰川融水形成了数量多且分布广泛的冰湖。冰湖是气候变化的重要指示器,也是中国西北干旱与半干旱地区重要的地表水及地下水供给来源。由于地形因素和地物光谱特征的影响,使用单一的水体指数进行遥感影像的冰湖提取时,难以较好地区分出冰湖、山体阴影和积雪。本研究以天山地区为研究区,基于Google Earth Engine云平台,以Landsat 8遥感影像为数据源,根据冰湖的空间位置(缓冲区范围)、地形特征(坡度、高程)以及光谱特征,构建了冰湖决策树提取方法,并与NDWI(归一化水体指数)、MNDWI(改进的归一化水体指数)阈值法进行了精度比较。结果表明:决策树法能够有效减小山体阴影和积雪影响,更有效地提取冰湖信息,提取结果总体精度为89.14%,Kappa系数为0.783,F1分数为87.85%。结合了空间位置、地形特征和光谱特征的决策树方法为冰湖的动态监测与研究分析提供了一种较为高效的提取方法。

还原介质对镍渣直接还原提铁的影响

如何从富铁镍渣中高效提铁是该资源综合再利用的关键。本文采用焦炭和烟煤作为还原剂,对镍渣进行直接还原提铁试验研究,对比两种还原剂在镍渣还原过程中产生有效还原介质的差异,借助热力学软件对不同还原介质的还原能力进行热力学分析,然后通过试验及表征研究两种还原剂对镍渣还原过程金属化率变化及微观结构演变的影响。结果表明:烟煤含有的高挥发分会产生CO-H_(2)混合的还原介质,而焦炭则主要以CO还原介质为主;热力学分析结果表明,CO-H_(2)混合气对铁氧化物的还原能力优于纯CO。镍渣还原焙烧试验结果显示,使用烟煤作为还原剂,1 300℃下还原20 min,镍渣球团的金属化率可达90.20%;而采用焦炭作为还原剂时其金属化率仅达到72.97%,烟煤对镍渣的还原能力优于焦炭。

基于RF分类调优和SNIC聚类的新疆红枣种植区遥感提取

论文旨在快速提取新疆红枣种植区分布信息和种植面积,为预测产量、价格,巩固脱贫攻坚成果和助力乡村振兴提供数据支持。基于Google Earth Engine云平台,快速获取覆盖全疆的Sentinel-1雷达影像、Sentinel-2光学影像及SRTM地形数据,从中提取光谱、纹理、地形等44个特征并进行特征优选过程,在对随机森林分类器进行超参数调优后,得到新疆2021年10 m分辨率红枣种植区空间分布图,运用超像素聚类的方法对全疆主要红枣种植区域进行分类后处理及分区统计,最终得到全疆红枣种植面积。结果表明:(1)通过基于简单非迭代聚类算法进行分类处理,得到全疆红枣种植面积为4253 km^(2),其主要分布在南疆的阿克苏、喀什、和田地区、巴音郭楞蒙古自治州和东疆的吐鲁番市、哈密市等地。(2)对随机森林分类器进行超参数调优后,能够有效提高提取精度,基于混淆矩阵计算的平均总体分类精度为0.86,平均Kappa系数为0.82,红枣提取的生产者精度为0.87,用户精度为0.80。(3)Sentinel-1极化波段特征在红枣信息提取中占据重要地位,光谱特征和纹理特征次之。结合多源遥感数据能够快速提取新疆红枣种植区分布与面积信息,对推动该地区农业现代化、资源保护和经济发展具有重要意义。

新疆生态脆弱性特征及其驱动力

新疆作为我国生态脆弱区之一,常年受到气候和人为因素的严重干扰,使其生态系统出现退化。新疆生态脆弱性聚类特征及从县域尺度和不同土地类型呈现新疆生态脆弱区,尚有待进一步探究。以“敏感性-恢复力-压力度”为评价模型,选取15个评价指标采用主成分分析、地理探测器方法评价2000—2019年新疆生态脆弱性状况及驱动力,旨在探讨新疆生态脆弱性的时空变化、聚类特征、不同地类脆弱程度及其各指标对新疆生态脆弱性指数的驱动力影响。(1)时间上,2000—2019年新疆生态脆弱性指数呈波动下降。不同脆弱性等级占比波动较大,各等级面积占比均呈先增后减再增变化;各脆弱性程度均向更低级或不变的脆弱性等级转变。(2)空间上,近2000—2019年新疆生态脆弱性呈“南高北低”分布规律特征,县域尺度下,生态脆弱性南北分异特征明显,以天山山脉为界,形成南部高脆弱区、北部低脆弱区和东部中脆弱区。(3)新疆生态脆弱性呈“南热北冷聚集”,不同地类的生态脆弱性等级面积占比变化不大,脆弱性程度呈现波动减弱的向好趋势。(4)单因子探测器与交互作用探测器均证明归一化植被指数、植被覆盖度、降水量、净初级生产力、干燥度、年平均气温、土壤有机质为新疆生态脆弱性的主要影响因素。研究结果可为新疆生态环境保护和可持续发展提供科学参考与决策依据。

天山冰湖分布时空特征及驱动力分析

冰湖面积变化是全球气候变化的指示器。天山地形复杂,冰湖分布广泛,其变化特征和对气候变化的响应机制还需要进一步探究。基于Google Earth Engine(GEE)平台研究天山近20 a的冰湖变化情况,同时结合降水和温度进行驱动力分析。结果表明:(1)2020年天山共有冰湖1532个,冰湖面积164.02 km^(2);天山冰湖分布呈现西多东少的特点,东、西2个部分冰湖面积年平均增长率分别为3.47%和0.63%。(2)天山海拔低于3600 m范围内的冰湖普遍呈扩增趋势,面积<0.1 km^(2)的冰湖变化更为明显。(3)地理探测器结果表明,温度和冰川是影响天山冰湖变化的主要驱动因子。2000—2020年天山东部降水明显增加,温度呈不显著降低趋势,该区域冰湖面积在稳定充足的冰川融水与径流补给下持续扩张。研究结果可以为天山水资源的合理开发以及冰湖溃决灾害风险评估提供科学依据。

2001—2020年新疆草地退化遥感监测及影响因子

由于气候变化加剧、过度放牧和开垦等原因,新疆草地退化等生态问题愈发引起关注。本文采用MODIS NDVI遥感数据对2001—2020年新疆草地退化状况进行监测分析,通过像元二分模型、基于覆盖度变化的草地退化指数、冷/热点分析等方法,依据草地退化等级划分国家标准,明晰新疆草地退化的时空特征,并分析其影响因子。结果表明:①新疆草地覆盖度呈上升趋势且变异程度以稳定(55.4%)为主,分布呈现由北向南逐渐递减的趋势。②近20年新疆草地盖度退化等级处于中轻度退化状况,北疆以未退化、轻度退化为主,东疆、南疆均以轻、中度退化为主。③新疆草地退化指数总体呈下降趋势,北疆呈先增后减趋势,东疆持续减小,南疆略微增加。冷/热格局表现为冷点增强、热点缩小;即草地退化情况减弱,正在逐渐恢复。④人类活动导致草地类型主要转变为裸地和农田,草地面积减少了167.6万hm^(2),气温对草地覆盖度表现出均温抑制、最高温促进、最低温抑制;降水对草地覆盖度表现出促进作用。本文结果可以在区域尺度上对新疆草地退化情况进行针对性指导,并为保护草地及恢复生态提供决策依据。

结合变异系数法和机器学习模型的棉花长势监测

为了更加准确地获取棉花关键物候期的长势信息,本文首先通过棉花制图指数提取棉花种植区域;然后利用变异系数法将反映棉花长势的株高、SPAD值、叶片湿重、叶片干重与叶面积5种指标构建为一个综合长势指标,即棉花长势指数(FBCGI);最后选取最优特征变量,结合随机森林模型构建棉花长势反演模型。结果表明:①棉花总体分类精度达到81.65%;②与5种单一长势指标相比,构建的FBCGI与植被指数的相关性更高;③基于最优特征变量和随机森林模型构建的棉花长势监测模型,在建模集和验证集中的R 2和RMSE分别为0.74、0.07和0.51、0.10。研究结果可为棉花长势监测提供重要参考。

基于土地利用/覆盖预测模型的昆仑山冰湖分布预测

开展冰湖时空分布预测研究,对预防冰湖溃决引发的灾害具有重要意义。基于GEE监督分类结果分析了2000~2020年昆仑山冰湖时空变化特征,探究了多准则CA-Markov、FLUS(Future Land Use Simulation)、PLUS(Patch-generating Land Use Simulation Model)3种土地利用/覆盖预测模型在冰湖预测中的适用性,得出最适宜昆仑山冰湖预测的模型,并基于此预测研究区未来冰湖变化趋势。结果表明:(1)2020年,昆仑山地区冰湖数量及面积较2000年分别增长了39.25%和81.35%,冰湖空间分布呈现西多东少的特点。(2)3种预测模型中,多准则CA-Markov模型在精度评价中表现最优,Kappa系数为0.86。(3)预测2025年冰湖面积及数量与2020年相比分别增加约6.54%、9.73%,2030年与2020年相比分别增加约14.59%、16.55%,未来昆仑山冰湖整体呈增长趋势,且东西部冰湖扩张差异将逐渐减小。

50 kVA直流电弧炉处理卡尔多炉渣试验研究

卡尔多炉渣含有大量高熔点难熔物料,直接返回转炉处理对现有系统扰动大,返回量受限,堆存量逐年增加。本文采用理论与试验相结合方法探索卡尔多炉渣高效、低成本处理工艺。首先采用热力学计算得到熔炼卡尔多炉渣时主要反应的吉布斯自由能与时间的关系,表明温度在750~1500℃、以粒煤为还原剂、石灰石为熔剂的条件下,各主要反应均能发生,最终得到铜镍合金和硅酸钙渣。在此基础上,结合卡尔多炉渣中不同元素还原性的差异,利用粒煤作还原剂,在直流电弧炉中选择性还原熔炼卡尔多炉渣,获得合格的铜镍合金和弃渣。试验结果表明:在熔炼温度1420℃、还原剂用量10%、熔剂率15%、沉降时间60 min条件下,获得高品位铜镍合金,合金品位均大于90.00%;铜、镍回收率均大于98.50%,炉渣中镍、铜含量分别降至0.15%、0.32%,实现了一步从炉渣中提取有色金属。本研究有利于提高有色金属二次资源回收率,为直流电弧炉熔炼卡尔多炉渣奠定了理论及实践基础。

昆仑山冰湖分布时空特征及驱动力

探究昆仑山冰湖变化特征对区域生态环境和发展至关重要。基于Google Earth Engine(GEE)遥感云平台进行监督分类,研究昆仑山近20 a的冰湖分布面积和数量变化情况,并结合气温、降水和冰川面积进行驱动力分析。结果表明:(1)2000—2020年昆仑山地区冰湖数量增加39.25%,面积增加81.35%,呈西多东少的分布特征。(2)昆仑山地区面积小于0.1 km^(2)的冰湖对气候变化更敏感,增长速度最快;昆仑山冰湖主要集中在海拔4600~5600m,冰湖数量和面积分别占总量的71.58%和70.51%。(3)2000—2020年昆仑山地区气温降低3.45%,降水减少6.27%,冰川面积减少了21.15%,冰川融化产生的冰川融水是冰湖增长的主要原因。研究结果可为干旱区水资源的保护和利用、灾害预警等方面提供科学支撑。

新时代高校落实“三全育人”工作研究

“三全育人”是我国在新时期根据高等教育发展需求提出的新型教育理论,通过逐步落实“三全育人”工作指标,全面提升当代高等教育教学质量,是新时期下高等教育思想政治教育工作的核心和重点。但通过总结各大高校“三全育人”工作落实效果发现,各大高校在育人过程中仍存在较多问题和不足,严重影响了我国高等教育人才的培育质量。基于此,本文围绕高校“三全育人”的落实工作展开研究,首先概述“三全育人”的概念及改革背景,然后分析该项工作落实过程中暴露出的具体不足,最后提出优化高校“三全育人”教育质量的可靠措施,旨在为相关人员提供参考。

蒲参胶囊联合阿托伐他汀钙治疗老年动脉粥样硬化

目的探讨蒲参胶囊联合阿托伐他汀钙对老年动脉粥样硬化患者临床疗效。方法收集我院2015年12月至2016年12月收治的老年右侧颈动脉粥样硬化患者76例,按照随机数字表分为观察组和对照组(各38例)。其中对照组给予阿托伐他汀钙治疗,观察组在对照组基础上增加蒲参胶囊治疗,两组患者均连续治疗12个月。比较两组患者临床疗效及治疗期间不良反应发生情况。分析两组患者治疗前后血脂水平、颈动脉-中膜厚度(IMT)、颈动脉斑块面积、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、VEGF、TGF-β1、VCAM-1以及P选择素水平变化情况。结果观察组为总有效率为94.74%,对照组为73.68%,差异具有统计学意义(P <0.05)。治疗前,两组患者血脂[总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)]水平、IMT、颈动脉斑块面积、血清hs-CRP、VEGF、TGF-β1、VCAM-1和P-选择素水平比较差异无统计学意义(P> 0.05);治疗后,两组患者TC、TG、LDL-C、IMT、颈动脉斑块面积、hs-CRP、VEGF、TGF-β1、VCAM-1和P-选择素水平均显著下降,HDL-C水平显著上升(P <0.05),且观察组相较于对照组,TC、TG、LDL-C、IMT、颈动脉斑块面积、hs-CRP、VEGF、TGF-β1、VCAM-1和P-选择素水平更低,HDL-C水平更高,差异具有统计学意义(P> 0.05)。治疗期间,两组患者均无不良反应现象发生。结论蒲参胶囊联合阿托伐他汀钙治疗老年动脉粥样硬化临床疗效较好,可改善患者血脂水平,调节内皮功能,下调炎性反应相关因子,稳定动脉粥样硬化斑块,安全性高。

镍冶炼渣型优化试验研究

本文开展了镍渣渣型优化试验研究。采用热力学计算得到熔炼镍渣时主要反应的吉布斯自由能与温度的关系,表明温度在750~1600℃、以焦粉为还原剂、石灰石为熔剂的条件下,各主要反应均能发生。在此基础上,基于增钙降硅理论,在高温箱式电阻炉中进行镍渣渣型优化,探讨石灰石添加量、铁硅比、温度对镍渣中镍和铜含量的影响,以及研究了氧化钙和石灰石对镍渣性能的影响。试验结果表明,在熔炼温度1420℃、铁硅比1.2~1.3、石灰石质量分数9%~11%、保温时间60 min条件下,镍和铜质量分数可分别降至0.37%、0.27%,降低了镍渣中镍、铜有价金属的机械夹杂损失和化学溶解损失;优化后的镍渣的XRD物相分析结果表明,添加石灰石会破坏复杂硅酸铁镁结构,转变为结构简单、易还原的Fe 2 SiO 4结构,渣型优化效果明显。石灰石对镍渣的改性效果优于氧化钙。本研究有利于降低镍渣中有价金属的损失,为镍冶炼系统的渣型研究奠定了理论及实践基础。

基于UAV低空遥感的荒漠林大沙鼠洞群覆盖率及分布特征研究——以新疆古尔班通古特沙漠南缘局部为例

草原鼠害是影响草原生态平衡的重要因素,草原鼠害监测是鼠害防治工作的重要环节。无人机低空遥感是一种新的鼠害监测方法,其具备高空间分辨率、高时效、低成本、低损耗等特点,在新疆鼠害监测防治方法中完成了示范工作。于2015年10月与2016年5月对新疆古尔班通古特沙漠南缘的荒漠林大沙鼠典型鼠害区进行两次无人机低空航拍,分别获取分辨率0.02m与0.024m的实验区超高分辨率影像,对两片实验区整幅影像进行目视解译,获得鼠洞分布情况;在鼠洞分布图基础上进行缓冲区分析并添加趋势线,获取鼠洞空间分布趋势,与研究区山体阴影图叠加分析鼠洞分布与地形间的相互关系。通过GIS格网与GIS叠加分析,获取鼠洞洞群覆盖率。得出如下结论:无人机低空遥感可以为大沙鼠鼠害调查提供准确度甚高的解译结果;古尔班通古特沙漠南缘局部研究区的荒漠林大沙鼠鼠害区洞群覆盖率分别为19.4%、18.8%,已为高密度发生区;研究区大沙鼠鼠洞表现出明显的聚集特征和带状分布特征;聚集特征说明鼠洞是以洞群的形式存在;研究区鼠洞带状分布特征与地形有着密不可分的关系;根据其空间分布特征可以科学规划鼠害治理方案;此研究表明无人机低空遥感在鼠害监测防治方面具有广阔的应用前景。

红细胞微粒与动脉粥样硬化相关性研究进展

动脉粥样硬化是冠心病、外周动脉硬化闭塞症等多种心血管疾病的共同病理基础,其发生、发展的分子机制十分复杂,斑块内微血栓形成、局部炎症反应、免疫反应等多种因素共同参与并相互作用。红细胞微粒特指由红细胞产生的含膜小泡,具有促进凝血、参与炎症反应、调节血管内皮功能等多种生物活性。循环的红细胞微粒可能包含潜在的有价值的生物信息,可用于开发心血管疾病的特异性生物标志物,并可以作为治疗使用的载体。因此,认识红细胞微粒在动脉粥样硬化中的作用至关重要,这有助于从分子水平了解动脉粥样硬化的机制,或可为心血管疾病提供新的诊断和治疗靶点。

基于无人机低空遥感的荒漠林大沙鼠鼠洞分布与地形的关系＊--以新疆古尔通古特沙漠南缘局部为例

【目的】利用无人机低空遥感航拍影像探索分析大沙鼠鼠害分布与地形的关系,以期获取研究区内鼠洞分布空间特征,为科学治理鼠害提供支持。【方法】2015年10月对新疆古尔班通古特沙漠南缘的荒漠林大沙鼠典型鼠害区进行无人机低空航拍,获取空间分辨率为0.024 m的超高分辨率影像与空间分辨率为1 m的数字高程模型(DEM)影像,运用人工目视解译方法获得大沙鼠鼠洞分布情况;基于无人机航拍数字高程模型影像提取研究区的坡向、坡度、高程、地形起伏度等地形特征;叠加统计分析该区域大沙鼠鼠洞空间数据在不同地形特征中的分布占比。【结果】新疆古尔通古特沙漠南缘研究区内沙丘多为南北走向,该区大沙鼠鼠洞主要分布于沙丘的东坡及东北坡(占鼠洞的50.7%)、阴坡(占鼠洞的61.2%)、平坡和缓坡(占鼠洞的89.7%),以及海拔为432.5～435 m(高程为2.5～5 m)梯度下(占鼠洞的53.8%)和地形起伏度0.1～0.25 m范围内(占鼠洞的34.7%)。【结论】研究区域内大沙鼠鼠洞分布具有空间分布差异与地形有密切关系。在基层的大沙鼠鼠害防治中,结合考虑地形因素,可提高对鼠害的防治效率,这为新疆鼠害治理提供了新的思路与方法。

无人机遥感影像的YOLOv3鼠洞识别技术

【目的】利用无人机遥感结合机器视觉识别荒漠林大沙鼠鼠洞,以期能够自动、准确和高效地获取鼠洞分布情况,为提高科学治理鼠害效率提供支持。【方法】针对古尔班通古特沙漠南缘荒漠林大沙鼠典型鼠害区,提出一种运用机器视觉结合无人机遥感对鼠害区域鼠洞进行识别定位的方法。该方法包含利用YOLOv3网络及其轻量级解决方案YOLOv3-tiny网络2种识别大沙鼠鼠洞的方案。首先从2次拍摄的低空遥感影像中挑选合适的影像,将其裁剪为416×416像素的图像,利用目标标注工具labelling对图像中鼠洞进行标注,构建荒漠林大沙鼠鼠洞数据集。而后利用k-means聚类算法对大沙鼠鼠洞数据集目标候选框的个数和宽高比维度进行聚类分析,选出适合数据集的先验框。最后调整参数对网络进行训练,采用对大沙鼠鼠洞数据集目标检测的准确率(precision,P)、召回率(recall,R)和平均精确率(average precision,AP)作为目标检测算法的评价指标。【结果】YOLOv3网络在大沙鼠鼠洞数据集上的平均查准率为92.37%,YOLOv3-tingy的平均查准率为85.86%,YOLOv3网络比YOLOv3-tiny网络AP要高6.51%,但YOLOv3-tiny参数量仅为YOLOv3的1/13;YOLOv3网络在本文硬件环境中检测单张图像的平均时间为0.83 s,YOLOv3-tiny为0.22 s。【结论】以上结果表明无人机遥感结合YOLOv3网络与YOLOv3-tiny网络可以实现对大沙鼠鼠洞的识别定位,高效的监测大沙鼠鼠洞的分布情况,弥补了传统方法监测鼠害时的不足,提高了监测大沙鼠鼠害的实时性、灵活性。