Evaluation on Urban Land Ecological Security Based on the PSR Model and Matter-Element Analysis: A Case Study of Zhuhai, Guangdong, China

As one of the Special Economic Zones since the reform and opening up, Zhuhai has developed during the past 30 years. Its economic development, industrial structure and ecological environment have undergone great changes. Research on changes in Zhuhai’s land ecological security is of great significance. Using relevant data from 2007-2012, this study established a land ecological security assessment system based on the PSR conceptual framework model. The system contained 18 indicators from 3 aspects according to the concrete features of Zhuhai. Then we used the matterelement analysis and the improved entropy weight to analyze and evaluate the land ecological security of Zhuhai. The results showed that: from 2007 to 2012, the levels of the land ecological security of Zhuhai were “secure”, and the value increased year by year;as the land ecological security response value increased, Zhuhai was capable of solving land ecosystem problems. However, it should be noted that the structure of land ecosystem in Zhuhai has not formed and that rapid expansion of construction land has caused the shortage of cultivated land and other issues. Measures should be taken to control the construction area, improve land intensive utilization and improve the land ecological security.

城市土地要素配置扭曲与产业结构升级研究

在当前要素市场化改革背景下,土地作为最基本的要素单元,其市场化配置程度以及对产业结构升级的影响,深刻影响着经济的高质量发展,对于加快完善社会主义市场经济体制具有重大意义。本文在构建土地要素配置扭曲模型基础上,测算了全国105个城市的土地要素配置扭曲值,并采用工具变量法分析2000—2019年全国以及三个经济圈城市土地要素配置扭曲程度对产业结构升级的影响。结果显示,土地要素在工业和服务业部门间的配置扭曲值近年来趋缓,且不同区域间存在异质性;土地要素配置扭曲不利于产业结构升级,而且长三角和珠三角经济圈土地要素扭曲配置对产业结构升级的负面影响,在2008年金融危机后逐渐变强,说明现行城市建设用地配置不仅存在效率低下问题,还进一步制约了产业升级的步伐。为加快产业结构升级,地方政府应转变“以地谋发展”的方式,完善土地要素市场化配置运行机制,因地制宜地优化城市用地供应结构。

农田土壤有效态中量微量元素的时空变化特征研究

基于2019年的耕地地力调查监测点,分析农田土壤有效态中量微量元素含量及区域分布特征,结合分级标准和缺素临界值,揭示当前土壤中量微量元素丰缺状况;并对1983年、2004年的土壤的中微量元素有效态含量进行分析。结果表明:现阶段上海市奉贤地区农田土壤有效态中量微量元素养分中Av-S含量为20—30 mg∕kg,Av-Si>300 mg∕kg,Av-Cu 4—6 mg∕kg,Av-Zn 2—3 mg∕kg,Av-Fe 100—150 mg∕kg,Av-Mn 30—40 mg∕kg,Av-B 0.75—1 mg∕kg,Av-Mo 0.1—0.15 mg∕kg,平均含量依次为20.04 mg∕kg、390.92 mg∕kg、4.31 mg∕kg、2.42 mg∕kg、131.08 mg∕kg、34.74 mg∕kg、0.95 mg∕kg和0.13 mg∕kg,分别处于土壤养分分级标准(5级)的第3、1、3、2、2、2、2、3级。这8种中微量元素变异系数均为中等变异强度,以Av-Fe(90.39%)最大。在1983年、2004年、2019年三个时间上,除Av-Mo含量整体变化较为平稳,缺素现象在不断加剧(目前缺素面积达73.68%)外,其余中微量元素在整体上有不同程度的增减,无缺素现象或缺素面积在减少。中量元素Av-S和Av-Si含量变化为一降一升,两者均在果园中高于其他土地利用方式;微量元素Av-Cu、Av-Fe、Av-Mn总体含量比较丰富,无低于临界值田块,在空间分布上为条状或斑状分布,呈自西往东逐渐减少格局,其菜地中的含量要低于粮田和果园;Av-Zn和Av-B含量在年际间不断提高,菜地中的含量普遍较高,区域分布上呈现相反趋势,Av-Zn为中部高东西部低,而Av-B为东西部高于中部。同时土壤多个微量元素间存在较高的相关性,Av-Cu、Av-Zn、Av-Fe、Av-Mn间表现出正相关性,它们也受土壤SOM和pH影响较大,其中Av-Cu受SOM、Av-Mn受pH作用最明显。研究结果可为本区不同土地利用方式及区域分布的土壤养分管理和中微肥合理搭配提供依据。

浏阳河流域土地利用变化特征及其与关键水文要素的关系

探究流域土地利用类型与水文过程的相互作用关系可为变化环境下流域水土资源管理和旱涝灾害预防提供科学依据。基于浏阳河流域1990-2019年土地利用、降雨以及蒸发数据,采用动态度、新型土地利用变化模型、交叉小波分析等方法,分析了流域土地利用的变化特征及其与关键水文要素的相互关系。结果表明:森林面积占流域总面积的69.12%~76.64%,且呈现减少的趋势,而城镇用地则逐年扩张,土地利用的转移主要发生于森林、耕地和城镇用地之间;新型土地利用变化模型可有效挖掘浏阳河流域土地利用类型转化过程中抑制性和倾向性等深层次特征规律,其中,森林向耕地的转化呈现绝对倾向性的转化特征;年降雨量与流域主要土地利用类型无明显线性关系,而蒸发与森林、耕地和城镇用地均存在较显著线性相关关系,年降雨量、年蒸发量与主要土地利用类型之间的灰关联度指标在0.4982~0.8097范围内变动,非线性相关关系均较为显著;耕地面积的变化会显著促进年降雨量和年蒸发量的变化,而森林面积则受到流域关键水文要素的显著影响。浏阳河流域土地利用类型发生了变化,且土地利用类型与关键水文要素之间相互作用,相互影响,优化流域土地利用模式,可为缓解流域气象水文灾害开辟新途径。

喀斯特地区水生光合生物群落结构组成及其对微量元素的影响

微量元素是影响喀斯特地表水体水质的重要因素,水生光合生物在光合代谢过程中能够吸收并去除部分有害元素,然而关于不同水生光合生物群落结构组成对微量元素的吸收效果和去除潜力如何目前则少有研究。基于普定喀斯特生态系统国家野外观测站的野外监测、系统采样和实验测定以及统计分析,构建了由裸岩地、裸土地、耕地、草地和灌丛地5种土地利用组成的植被-土壤-地下水-地表水模拟生态系统,并以其中的地表水生生态系统为研究对象,开展了水生光合生物群落结构组成对微量元素去除潜力及控制机制的研究。结果表明:①地表水水化学和水生光合生物量受季节变化与土地利用类型影响显著;②Cr,Mn,Co,Ni,Fe和Zn 6种微量元素浓度在不同喀斯特水生光合生物系统中存在显著差异,浮游-沉水共存系统对Mn,Co,Ni,Fe和Zn的吸收和去除能力优于单一浮游系统;③喀斯特地区的自然植被恢复(灌丛地和草地)促使地表水体形成的高溶解性无机碳(DIC)环境,有利于沉水植物生长,从而提高了对地表水体中Mn,Co,Ni,Fe和Zn等微量元素的去除潜力。这些认识将有助于岩溶区地表水体水生光合生物群落结构对地表水体微量元素调控机制的研究。

我国主要粮食产区土壤有效态钙镁硫的变化特征及其对作物产量的影响

中量元素钙、镁、硫对农业生产的作用日益突出,研究土壤有效态钙镁硫的变化特征及其对作物产量的影响,可为全国和区域尺度耕地土壤中量元素管理和合理施肥提供理论依据。基于覆盖全国697个耕地质量监测点的监测数据,对比分析2016和2021年全国及六大粮食产区(东北区、华北区、西北区、西南区、长江流域和华南区)的土壤有效态钙镁硫含量的变化特征及其对主要粮食作物产量的影响。与2016年相比,2021年697个监测点的土壤交换性钙和交换性镁平均含量变化不显著,有效硫平均含量显著下降了27.3%,全国交换性钙、交换性镁和有效硫主要与土壤pH和有机质(OM)相关。六大粮食产区土壤有效态钙镁硫含量的年际变化特征有所不同。与2016年相比,2021年东北区交换性钙和镁含量分别显著增加了25.5%和52.4%,主要与pH相关;有效硫含量显著下降了47.8%,主要与速效钾相关。华北区交换性钙含量显著下降了11.8%,主要与pH相关。西北区交换性钙、镁和有效硫含量分别显著下降了64.0%、54.0%和30.4%,钙主要与总钾相关,镁主要与全磷相关,硫与土壤其他理化性质不存在显著相关。西南区有效硫含量显著下降了30.0%,主要与pH和OM相关。长江流域交换性镁和有效硫含量分别显著下降了52.0%和15.7%,主要与pH和OM相关。华南区3种有效态中量元素含量变化不显著,三者主要与pH和OM相关。在全国尺度下,水稻产量与土壤交换性钙和镁含量呈显著正相关,玉米产量与交换性镁和有效硫含量呈显著正相关,小麦产量则与3种中量元素不存在显著相关性;当pH≤7.0时,小麦产量与交换性钙和镁含量呈显著正相关,当pH>7.0时则不存在显著相关性;无论土壤呈酸性还是碱性,小麦产量均与有效硫含量不存在显著相关性。综上,2016—2021年的5年间,我国耕地土壤交换性钙、镁含量变化不显著,有效硫含量显著降低,这些中量元素主要与土壤pH和OM相关。六大粮食产区中量元素含量变化特征和影响因素及其对主要粮食作物产量的影响存在较大差异,针对性施用中量元素肥料有助于提升区域粮食产量。

变化环境下汉江流域水循环要素响应规律

汉江是长江第一大支流,也是南水北调中线工程和引汉济渭工程的水源地,具有重要的战略地位,科学评估气候变化和人类活动等变化环境下其水循环的响应,对流域水资源的可持续利用和制定适宜的管理政策有着重要意义。本文以汉江流域为研究区域构建了校准后的VIC分布式水文模型,随后基于降尺度后的全球气候模式数据和不同时期土地覆盖遥感数据设置不同情景的模拟,全面分析变化环境下流域水循环要素响应规律,并量化了气候变化和土地利用对径流变化的贡献率。结果表明:不同气候变化情景下,年均降水中上游增加显著,年内降水更加集中于夏秋季节丰水期,各月实际蒸散发整体增加且年内分布更加均匀化;丹江口入库流量和流域出口断面流量在RCP8.5情景呈显著增加趋势,流域年内枯水期流量减少,丰水期流量全年占比最大增加了8.51%,未来月流量更加集中于丰水期,发生干旱和洪涝灾害的概率将会增加。汉江流域的部分稀树草原和有林地在21世纪以来转化为郁闭度更高的落叶阔叶林,土地利用的变化没有使得流量的年际变化趋势有较大改变,但使得流量整体降低了。不同时期气候变化和土地利用对丹江口入库流量变化的贡献率分别为80%~88%和12%~20%,对流域出口断面流量变化的贡献率分别为72%~88%和12%~28%,气候变化是汉江流域径流变化的主要驱动力。

不同长势沙枣对沧州滨海盐碱地区土壤改良的影响

为促进沧州市盐碱地改良发展,以沙枣为试验材料,分析不同长势沙枣对盐碱地土壤改良产生的影响。方法以五年生沙枣为试验材料,按照沙枣长势优劣将其分为T1、T2、T3三组分别进行田间试验,比较不同长势沙枣对盐碱地pH值、土壤微量元素含量和土壤微生物数量的影响。结果:①pH值:沙枣可有效降低土壤pH值,以T1组对pH值影响最为显著,组间比较有差异(P<0.05);②土壤微量元素:T1组氮、磷、铁、锌、钾等微量元素含量明显高于T2组和T3组,组间比较差异显著(P<0.05);③土壤微生物数量:细菌数量T1组>T2组>T3组,真菌数量T1组<T2组<T3组,组间比较有差异(P<0.05)。结论沙枣对改良盐碱地区土壤有显著作用,可降低土壤pH值,提高土壤养分含量,且不同长势沙枣的改良效果也有较大差异,长势越良好的沙枣,对土壤改良效果越明显。

基于有限元柔性体理论的起落架落震仿真分析

以某飞机起落架为研究对象,研究落震动力学问题。根据前起落架的结构特性,利用多体动力学建模技术,建立前起落架多柔性体动力学(MFBD)模型,并进行落震仿真分析及非线性接触研究。采用落震试验数据对模型进行校验,仿真结果与试验数据较为吻合。通过分析缓冲器零件的变形,考虑接触因素的多柔体动力学模型能更真实反应实际情况,以最大降落速度工况进行落震仿真,同时对起落架关键零件进行强度校核,以及缓冲器内部零件进行非线性接触计算,求得不同材质的下凸轮及底托受到的垂向力与摩擦力,获得在物理试验中难以测量的数据,分析结果对起落架设计具有重要意义。

外源NaHS对盐胁迫下红砂根系形态及碳氮磷含量的影响

硫氢化钠(Sodium hydrosulfide, NaHS)在植物响应盐胁迫中起着不可或缺的作用。为探究外源NaHS对荒漠植物根系形态的影响,以一年生红砂(Reaumuria soongorica)幼苗为试验材料,研究300和400 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下,叶面喷施蒸馏水(CK),0.000,0.010,0.025,0.050,0.100,0.250,0.500,1.000 mmol·L^(-1)的NaHS溶液对红砂根系形态及碳(Carbon, C),氮(Nitrogen, N),磷(Phosphorus, P)含量的影响。结果显示:300,400 mmol·L^(-1)NaCl胁迫下根长,根系C,N,P含量较对照(CK)显著降低;经不同浓度外源NaHS处理后,根生物量、根长、比根长、根比表面积显著提高;C,N,P含量先升高后降低;根长与比表面积、C/P与C/N之间呈显著正相关关系。上述结果表明,盐胁迫抑制了红砂根系的生长,适宜浓度的外源NaHS可有效缓解盐胁迫对红砂幼苗根系生长的抑制。本研究结果可为促进红砂在盐碱地良好生长提供理论依据。

艰险山区铁路工程节约用地的关键要素识别

分析艰险山区铁路工程-土地资源占用的交互影响,提取铁路工程节约用地要素及土地资源占用要素,构建要素指标体系.构建艰险山区铁路工程节约用地的关键要素识别模型,建立双层复杂网络,运用熵权法计算要素自身属性的重要度.采用模糊集理论确定节点连接强度和层间连接系数,通过复杂网络模型确定要素的综合重要度.结合实际案例得到某标段节约用地的关键要素为线路走向、既有道路利用、既有廊道利用、隧道出渣、隧道占比、桥梁占比、施工便道合理规划等.

地面沉降作用下含体积型缺陷的PE燃气管道模拟计算分析

聚乙烯(PE)管道具有良好的韧性,在城镇的燃气管道、给排水管道等方面得到广泛应用,但由于聚乙烯管道的强度较低,在安装使用过程中更容易产生缺陷或划痕,对管道性能造成影响。随着城市化的逐渐发展,我国许多发达城市均出现不同程度的区域性地面沉降,这一现象给PE管道带来了许多安全隐患。以SY市的PE燃气管道本构模型和地质条件为基础参数,对含体积型缺陷PE燃气管道进行拉伸试验,得到缺陷对管道性能的影响规律;同时,借助有限元分析软件,建立体积型缺陷管道模型,模拟分析地面沉降作用下缺陷对聚乙烯管道受力情况,得到在地面沉降作用下管体缺陷长度、缺陷周角度以及缺陷深度对管道安全性能的影响规律,为工程实际提供理论参考。

生产要素下乡的障碍性因素及破解之策——基于S县J农业项目的调查研究

城乡要素的双向有序流动是在我国实施乡村振兴的战略背景之下,实现城乡融合发展的关键支撑,而城乡融合则是建立在生产要素双向自由流动的基础之上的,但是当前我国的城乡要素却只呈现出由乡村向城市的单向流动,从城市向乡村的流动还存在着障碍。为了深入研究生产要素下乡的障碍性因素,本文采取案例分析法,通过对S县J农业项目落地过程的考察和分析,研究发现阻碍生产要素下乡的主要障碍性因素为:由于在我国现行的农村土地制度、政策、运行机制之中均存在着与现代农业及乡村旅游业发展不相适应的成分,因而由此引发的农用地供地障碍和农村集体经营性建设用地供地障碍。为了破解生产要素下乡的障碍性因素,本文提出如下建议:1)我国应以土地确权为基础,积极开展对农用地经营权的股份化改革,从而可以将农用地经营权“化零为整”集中管理,最终以达到解决农用地规模化流转困难的目的。2)我国应通过重新研究制定乡镇的行政区划标准,来进行相应的调整改革,从而以打破土地流转的行政壁垒。3)我国应对农村集体经营性建设用地的空间置换机制进行深入改革,并完善相应的土地入市机制,从而可以将农村分散、闲置的集体经营性建设用地整合利用,并可以为生产要素下乡提供足够的空间载体。4)我国应优化农村集体建设用地的空间布局,促使其可以充分发挥出集聚产业要素、保障社会服务、促进文化发展等诸多功能,进而以形成主城区与区域中心镇相结合的空间格局,并可以为生产要素下乡提供畅通的渠道。

螺旋滚筒升角对颗粒推力的影响

为探究螺旋滚筒作为推进装置时的性能参数,以自主设计的螺旋滚筒推进装置作为研究对象,通过EDEM进行离散元仿真,建立螺旋滚筒-沙离散元接触模型,得到沙粒在不同螺旋升角下受力情况,进而分析不同螺旋升角下螺旋滚筒在沙介质环境中所受推进力状况。研究表明,在相同直径与旋叶高度下,螺旋升角为30°~40°的螺旋滚筒在沙介质中有较好的推进能力。

隧道施工对地表沉降的影响分析

以某隧道工程为研究依据,通过实测数据与模拟数值对比的方法,对浅埋暗挖施工下的隧道施工与地表沉降的关系进行了研究。通过数值模拟,取得围岩在天然条件下的应力分布情况;通过实测数据,取得施工与地表沉降的联系。

全钢载重子午线轮胎成型中胎圈最佳落点的仿真研究

以两种规格轮胎为研究对象,对全钢载重子午线轮胎成型中胎圈最佳落点进行仿真研究。通过建立有限元仿真模型对全钢载重子午线轮胎成型中扇形块的锁紧过程进行仿真,并将仿真结果与实测数据进行对比,验证了有限元仿真模型的准确性;通过调整扇形块的横向位置,从扇形块径向锁紧力和胎圈横向位移两个角度确定了胎圈的最佳落点。

航空轮胎着陆冲击动力学仿真与安全分析

本文针对飞机着陆冲击动力学建立了飞机单轮主起落架有限元模型,并进行着陆冲击动力学仿真和安全分析。首先,通过对机身、起落架、轮胎和道面结构的简化构建了飞机单轮主起落架三维模型,并利用Hypermesh完成模型的网格划分。其次,采用Ogden模型描述轮胎橡胶的应力-应变关系,建立了轮胎有限元模型,验证了轮胎变形的仿真结果与经验公式计算结果基本一致。最后,采用隐式动力学算法研究了不同着陆速度下轮胎的承受载荷和变形情况,并结合适航标准对轮胎着陆冲击的安全性进行分析,得到了飞机着陆速度的安全阈值,为航空轮胎着陆安全性评估提供了新的研究方法。

无人机遥感影像在国土空间监测中的应用探讨

通过大疆Phantom 4 RTK低空无人机野外快速采集细化要素的正射影像,举证基础数据库中细化要素的地类变化和范围变化并发现数据库缺失、遗漏的更新要素,从而快速、高效地完成国家规定的国土空间监测任务,提高国土空间监测项目的整体工作效率,大大降低了作业成本,为吉林省国土空间监测细化要素提供及时、高精度的数字成果。

基于博弈论和云物元模型的矿山塌陷土地复垦适宜性评估研究

针对矿山塌陷土地复垦适宜性评估指标因素的模糊性和随机性,构建博弈论综合赋权-云物元模型。该模型结合矿山实际情况,从地形环境、水利环境和土壤环境3个方面划定11个二级评估指标,采用遗传层次分析法和变异系数法分别计算各评估指标的主、客观权重,再通过博弈论计算得到指标综合权重,并将云模型引入物元模型。将所建立的模型应用于广西凤凰山银矿,计算了一级指标关联度和综合关联度,并进行土地复垦适宜性评估。结果表明:1^(#)塌陷区和6^(#)塌陷区复垦为林地的适宜性评估等级为“勉强适宜”;2^(#)塌陷区、3^(#)塌陷区、4^(#)塌陷区、5^(#)塌陷区和7^(#)塌陷区复垦为林地的适宜性评估等级为“中等适宜”。评估结果与现场调研情况相吻合,可为矿山塌陷土地复垦工作实施提供新的思路。

江汉平原不同土地利用方式下土壤铜锌铬镍元素含量特征——以沙洋镇为例

为探究不同土地利用方式下沙洋县土壤铜、锌、铬、镍元素的含量特征及其对土地利用的响应,选取研究区内主要七类土地利用方式:水田、旱地、滩涂、林地、草地、水面(湖塘河区)、建设用地,对土壤中的铜、锌、铬、镍元素数据进行统计分析和空间插值。研究表明:沙洋镇土壤铜、锌、铬、镍元素含量平均值分别为27.31、77.21、74.62、32.50 mg/kg。四种元素含量均值在滩涂地块最高,分别达到31.16、80.153、87.906、38.127 mg/kg,四种元素单点最高值分别为52.63、170.387、113.190、55.376 mg/kg,分别出现在水田、建设用地、建设用地、水田。土壤铜、锌元素总体在沙洋镇的中心城区较为聚集,而土壤铬、镍元素没有这类现象。