黄土高原关键带土壤水文过程研究进展与展望

地球关键带是21世纪地球科学的前沿和重点领域之一。黄土约占全球陆地面积的10%,中国的黄土高原是典型的地球关键带之一。土壤水文过程驱动着黄土高原关键带不同尺度的系列生物地球化学循环过程,决定土壤−植被−大气连续体的演化方向与可持续性。基于地球关键带“4M”研究框架,综述了黄土高原关键带土壤水文过程研究的热点与前沿,梳理了不同尺度土壤水文过程的观测方法与技术、模型模拟与填图、深层土壤干化管理等研究进展;在此基础上,围绕黄土高原关键带土壤水资源优化利用与生态系统服务功能提升,提出了全球气候变化和大规模人类活动共同影响下黄土高原关键带土壤水文过程的优化管理对策和建议,展望了黄土高原关键带土壤水文过程研究的未来趋势。以期深化黄土高原关键带研究的科学认知,促进地球关键带科学的发展,为黄土高原自然资源优化管理、山水林田湖草系统治理提供科学参考。

中国大田无人农场关键技术研究与建设实践

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技术;土地整治、耕整、种植、播种、田间管理和收获方案的智能化决策技术;农机自动导航和农机精准作业的精准化作业技术;农作物生长、农机运维和农场经营管理的智慧化管理技术。2020年在广东增城创建全球首个无人农场,实现了五大功能,包括耕种管收生产环节全覆盖,机库田间转移作业全自动,自动避障异况停车保安全,作物生产过程实时全监控,智能决策精准作业全无人。取得了显著的经济、社会和生态效益,2021年广东增城水稻无人农场种植的优质丝苗米十九香产量达到9934.35 kg/hm^(2),比当地的平均产量高32%;2023年湖南益阳千山红镇再生稻无人农场两季产量达到17988 kg/hm^(2),说明了人不下田也能种地,也能种好地。截至2023年11月,在国内15个省启动了30个无人农场的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生4种作物,实践结果证明了无人农场和智慧农业发展的巨大潜力,为解决“谁来种地”和“如何种地”提供了重要途径。

封闭舱室动态泄放氢喷射火焰行为及关键参数的试验研究

为了研究封闭舱室内动态泄放氢喷射火焰形态、火焰高度、氧气体积分数、火焰上方中心线温度和侧壁气体温度的变化规律,开展了一系列封闭舱室氢喷射火试验。试验采用相机拍摄火焰形态,采用氧浓度传感器、热电偶测量舱室内指定点氧气体积分数和温度。试验结果表明,封闭舱室动态泄放氢喷射火焰形态演变过程分为氢气控制的喷射火和氧气控制的喷射火两种类型。前者的火焰演变过程分为四个阶段,即增长阶段、衰减阶段、升高阶段和熄灭阶段;后者的火焰演变过程分为三个阶段,即增长阶段、衰减阶段和自熄灭阶段。两种类型氢喷射火的氧气体积分数下降趋势明显不同。氢气控制的喷射火的氧气体积分数变化呈先近似线性下降再缓慢下降趋势,而氧气控制的喷射火的氧气体积分数呈近似线性下降趋势。同时,两者最小平均氧气体积分数与喷射压力呈线性下降趋势。舱内火焰上方中心线温度和侧壁气体温度变化的总体趋势大致相同,但氧气控制的喷射火温度下降过程中会出现明显的中断现象。喷射压力对封闭舱内氢喷射火作用下最大温升有显著的影响。基于本试验条件,建立了封闭舱室火焰上方中心线最大温升预测模型。

地球关键带土壤微生物介导有机碳转化研究进展

地球关键带是大气圈、生物圈、土壤圈、水圈、岩石圈高度交汇和相互作用的地球表层复杂系统,也是联结气候系统-地表过程-地球深部过程物质和能量循环的重要桥梁,微生物在地球关键带碳循环中扮演着重要角色,认识地球关键带结构与功能,阐明关键带土壤微生物介导的碳转化过程是当前关键带研究热点之一。本研究首先介绍地球关键带的结构与范畴,以及土壤微生物结构特征、微生物驱动的土壤碳循环研究进展;然后指出当前工作仍停留在地球关键带的基本结构认识和土壤碳储量特征描述上,建议从关键带整体框架出发,沿垂直方向综合考虑从植物冠层到基岩之间的碳循环过程,联合使用多种技术方法,将短期高频次观测和长期定位观测相结合,重视长时间尺度下土壤有机碳对全球变化和人类活动的响应及反馈机制,特别关注土壤碳在关键带各界面的微生物驱动过程及其迁移转化规律;最后在考虑地球大数据科学工程和全球碳排放路径等时代因素的背景下,开展大气、植被、土壤、微生物、基岩、地下水等多界面、多过程、多时间尺度的同步观测和系统性研究,为地球关键带土壤碳循环模型优化及气候变化预测提供科学依据,也为我国“双碳”目标提供理论支撑。

基于多孔介质的高速铁路透风式挡风墙关键参数研究

合理的匹配参数是风区铁路沿线防风设施研究的关键问题。针对风区铁路沿线部分区段混凝土实心挡风墙出现的环境风越过挡风墙顶导致严重的弓网离线、无法正常升弓,危及铁路行车安全问题,提出改“堵”为“疏”,通过一定的透风率来调控挡风墙后的线路风场,从而为缓解上述现象提供一种新思路,其关键问题在于透风式挡风墙关键参数与防风效果的合理匹配。为此,基于多孔介质的自身特性,提出一种基于多孔介质的挡风墙风场新研究方法,将挡风墙透风率与防风效果的合理匹配问题转化为多孔介质的阻力系数与列车气动载荷的关系研究。首先,通过比较数值模拟结果与兰新高铁挡风墙风场现场试验结果,修正并验证数值模拟方法的准确性。然后,通过数值模拟研究进一步探究多孔介质阻力参数与挡风墙透风率之间的关系,获得风区铁路沿线透风式挡风墙关键参数最优区间。研究结果表明:可以采用多孔介质代替挡风墙几何进行挡风墙风场研究,能够显著提升研究效率;多孔介质的黏性阻力系数在挡风墙风场研究中可以忽略,多孔介质的惯性阻力系数与挡风墙的透风率呈幂函数关系;风区铁路沿线透风式挡风墙高度为3.5 m,透风率在24.4%~28.7%区间时,对一线、二线列车的防风效果最好。

AI赋能智慧城市数字化治理的关键技术与典型应用

[研究目的]数字化治理是指利用数字技术和数据来提高治理效率和效果,提高公共服务和治理的质量、效率和可持续性。当前,人工智能(AI)技术赋能智慧城市数字化治理已成为不可逆转的时代发展趋势,而对于AI赋能的技术路径,还存在进一步解读的必要。[研究方法]在总结智慧城市相关共性需求的基础上,阐述了人工智能如何与数字化治理关键技术相结合,并给出了相关人工智能技术赋能数字化治理的典型案例。[研究结论]重点阐述人工智能技术在这些领域中进一步提升智能分析、视觉识别、智能监管、辅助决策效能的具体方法,表明人工智能技术与数字化治理技术的结合,能够为智慧城市应用带来更高效、更精准的工具及方法,尤其在基于自然语言处理以及跨模态应用的领域中能够发挥重要作用。

基于关键轮廓点的汉字矢量化及字库生成研究

古迹文字字符数字化保护过程中一直存在无规范流程、准确率低、耗时耗力等问题。针对这种情况,提出古迹文字矢量化流程,其中包括多阶段图像处理与矢量化文字提取两个关键技术。多阶段图像处理技术采用非局部均值去噪算法去除电子噪声和光照不均引入的噪声,运用直方图均衡化技术增强图像对比度,采用基于偏微分方程的Inpainting技术实现区域修复,完成受损字符图像修复。矢量化文字提取技术基于汉字笔画的特性提取更多类型的关键轮廓点,去除了冗余的轮廓点和噪声轮廓点。实验表明,本文提出的矢量化文字提取技术相较于现有方法,内存减少8.0419%,与原图相比误差小于0.15,最终提取到的字符存储到了Unicode字库中,可在文本编辑器中使用。

蔬菜移栽机械化取苗关键技术与研究进展

蔬菜种植是蔬菜生产的重要环节之一,蔬菜移栽是蔬菜种植的重要手段,机械化移栽水平较低是制约蔬菜种植快速发展的重要瓶颈。对此,文章通过梳理国内外蔬菜移栽机的关键技术与装备研究成果,总结了国内外代表性移栽机的关键取苗技术。主要以钵体夹持式、钵体顶出夹持式、钵苗夹持式三种取苗方式展开综述并总结分析,总结得出蔬菜移栽机的研发设计应大力发展自动取苗关键技术,做到自动化取苗、投苗,使农机与农艺相结合。旨在为设计精准的取苗机构与设备、提高机械化水平、研发蔬菜移栽机提供参考,推进蔬菜移栽机自动化移栽进程。

多步攻击检测关键技术研究展望

多步攻击检测技术通过分析告警日志数据,挖掘攻击场景,辅助实现高威胁攻击路径的早期发现,从而降低安全威胁风险,提高网络和信息系统的安全性.分别介绍了多步攻击检测的3种关键技术:基于告警相似性、基于告警因果知识和基于模型的多步攻击检测技术.通过比较分析,剖析了3种技术的差异.同时,还探讨了多步攻击检测技术的未来发展方向,包括与隐私计算、溯源图和因果推断等技术的融合.这些技术的融合将为网络安全提供新思路和方法,以应对不断复杂化的安全威胁.

推进关键信息基础设施安全保护 筑牢首都网络空间安全防线

目前,网络空间安全已成为继海、陆、空、天之后的第五大主权领域空间,网络空间安全不仅事关经济安全与社会稳定,也是国际竞争与政治博弈的关键领域,与其他领土主权一样,保障网络空间安全就是保障国家安全。关键信息基础设施作为网络空间的“神经中枢”,其功能稳定与服务持续是维护国家安全和社会稳定的关键所在。为全面保障关键信息基础设施安全,明确关键信息基础设施(简称“关基”)安全保护的具体要求,2021年9月1日,《关键信息基础设施安全保护条例》(简称《条例》)正式实施。

高速公路施工质量控制关键环节研究

针对高速公路施工质量控制的关键环节展开研究,分析了高速公路施工的特点、存在的问题,并提出了相应的优化对策。针对施工过程中的质量控制难点、监测手段不足以及施工人员素质和管理问题等方面,提出了完善施工质量管理制度、提升质量监测技术手段和加强施工人员培训和管理等对策,旨在提高高速公路施工质量,保障道路安全、延长使用寿命和提高交通运输效率。

滇西北衙超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统关键金属及其成因分析

作为高新产业重要原材料的关键金属,在地壳内平均含量低和分布不均匀,使得其优势矿床类型尚不清晰,尤其是多类型多金属的共存储库—斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统内共(伴)生的关键金属值得深入关注。北衙多金属矿是金沙江-哀牢山成矿带内与喜山期富碱斑岩有关的斑岩型铜金钼-矽卡岩型铁金铜-浅成低温热液型铅锌银金复合成矿系统。在系统梳理前人有关主体金属矿物原位微量元素研究的基础上,本次研究初步查明共伴生的关键金属包括四种:(1)Re:赋存于斑岩型和矽卡岩型矿化的辉钼矿中,含量为2.51×10^(-6)~62.64×10^(-6);(2)Co:以类质同象替代形式赋存于矽卡岩型矿化的磁铁矿中,含量为0.13×10^(-6)~41.1×10^(-6);(3)Bi:以铋化物形式赋存于斑岩型和矽卡岩型矿化中,包括铋铅矿、Bi-Cu硫盐、Bi-Pb硫盐、Bi-Ag硫盐、Bi-Cu-Pb硫盐、Bi-Pb-Ag硫盐和含Bi硫族化合物,其中辉铋矿是主要含铋矿物;(4)Te:赋存于斑岩型、矽卡岩型和浅成低温热液型矿化的硫化物(碲含量:80×10^(-6)~390×10^(-6))或碲化物中,后者包括三方碲铋矿、碲铋矿、碲铋银矿、辉碲铋矿等。结合已有地质和地球化学研究,推断关键金属(Re、Co、Bi和Te)的富集与新生代印亚大陆碰撞的动力学背景下,金沙江-哀牢山成矿带的深部强烈的壳幔相互作用有关。

活鱼长途运输关键技术及多组学技术在运输应激评价的研究进展

活鱼长途运输可以有效解决水产品供给不平衡的问题,在运输过程中,鱼类因受到各种运输胁迫而出现应激反应,造成鱼肉品质的劣变。该文归纳了关于运输水质实时监测、低温暂养、唤醒三大关键技术的最新研究成果,简述了国内外运用组学技术分析鱼类应激响应机制的研究进展。分析了转录组学、蛋白质组学及代谢组学技术的原理及优缺点,根据其机理指出多组学联用技术在活鱼长途运输领域的应用价值,多组学联用可以从分子学角度分析运输过程中各项应激因素对鱼体的影响,相关的机理研究可以为推进活鱼运输过程的良好操作规范提供帮助,结合我国研究现状,提出组学技术在活鱼运输方面的挑战并给出建议,对组学技术在活鱼运输方面的应用提出展望。

农作物病虫害遥感监测关键技术研究进展与展望

病虫害是影响农作物健康生长、产量和质量的制约因素之一,加强农作物病虫害的监测,对农作物病虫害进行精准防控,对保障粮食安全,提高农产品产量和质量具有重要意义。随着信息技术的发展,农作物病虫害监测由传统的人工监测逐渐向自动化、信息化和智能化方向发展。农作物病虫害监测平台、监测传感器技术以及相关的数据分析和处理技术是研究农作物病虫害遥感监测的关键技术,这些关键技术的发展水平,决定了农作物病虫害遥感监测技术的发展水平。本文从监测平台、监测传感器技术和相关数据分析与处理技术3方面对农作物病虫害监测技术研究进展进行综述。在监测平台方面,归纳总结了地面监测平台、航空监测平台和卫星监测平台的国内外研究现状,并分析了上述平台优缺点;在监测传感器技术方面,综述了雷达传感器、图像传感器、热成像传感器和光谱传感器等在作物病虫害领域的研究进展;在相关数据分析与处理技术方面,阐述了经典统计算法、计算机图像处理算法、机器学习算法和深度学习算法在农作物病虫害监测领域的研究成果。最后提出了监测平台、监测传感器技术和相关数据分析与处理技术的未来发展趋势,以期为进一步促进我国农作物病虫害监测平台及相关技术的发展提供参考。

离子印迹聚合物回收关键稀散金属的研究进展

关键稀散金属对世界各国的高科技和未来能源的发展具有十分重要的作用,而且稀散金属的储量相对稀少且地域分布高度不均,因此关键稀散金属回收的战略意义不言而喻。传统的回收方法具有分离效率高、应用范围广、适应性强等优点,但存在环境污染大和工艺成本高的缺点。离子印迹回收法有传质阻力小、吸附量大、模板易去除、吸附速率快、重复使用性良好等优点,离子印迹聚合物吸附材料对模板离子具有强识别能力,对其可实现高选择吸附。从合成原理、反应原料、制备工艺方法等方面对离子印迹聚合物吸附材料近期研究进展进行了概述。重点从目标离子和载体材料这两方面,总结和分析了离子印迹聚合物吸附材料的最新进展和当前发展中所遇到的问题,并对离子印迹法回收关键稀散金属的发展趋势和前景进行了展望。

“庆祝中国地质学会成立100周年”《关键金属矿床与成矿作用》专辑 序

以新材料、新能源为代表的当代新兴工业快速发展,带动了相关金属材料的需求增长,引发了金属原材料的供求矛盾和紧张形势。国际上把现今社会必需,但安全供应存在风险的一类金属统称为关键金属,主要包括稀有、稀土、稀散及稀贵金属。它们成为后工业化时代的必需元素,国际需求剧增,但是关键金属资源全球地质分布不均,资源安全问题引发全球关注,具有显著的经济和政治双重意义。

科技成果转化导向下欧盟关键原材料发展体制机制剖析及启示

受国际政治经济关系与领域技术变革的双重影响,关键原材料供应的安全与创新成为世界各国关注的焦点。欧盟制定了以科技成果转化为导向的原材料发展体制机制,为欧盟内部带来了巨大的经济﹑社会和环境效益,其发展路径﹑组织模式对于我国关键原材料供应具有一定的借鉴意义。通过对欧盟创新与技术研究院原材料(European Institute of Innovation&Technology Raw Materials,EIT-R)知识和创新社区的体制机制﹑科技成果转化体系及路径进行深度剖析,得出EIT-R具有战略目标明确﹑组织机构透明﹑转化模式高效﹑转化可持续等特点。最后针对我国原材料发展现状,提出我国关键原材料领域在国家层面的战略布局导向与组织实施的战术落实建议,以期建立科技成果为导向的关键原材料新型举国创新体制机制。

海上油田聚合物驱采出液高效处理一体化模式与关键技术

为了解决工作空间受限的海上采油平台对聚合物驱采出液的快速高效处理难题,在系统梳理海上平台采出液处理工艺特点、分析所面临主要难题的基础上,总结提出了以油系统和水系统统筹考虑、彼此兼顾为核心内涵的一体化模式,并从强化油系统、提升水系统、加药分类级、污油单处理、管控趋数智等5个方面进行了具体阐释。为了将一体化模式逐步付诸实施,笔者团队重点围绕高频/高压脉冲交流电场协同破乳、管式低压损动态涡流分离预除油、非离子型清水剂研制与分级复合加药、污油高效破乳剂开发与污油单独处理等开展了系统研究,并在海上油田现场应用测试环节取得了良好效果。采出液高效处理一体化模式、运行管理理念和技术解决方案,不仅能够保障当前海上平台各类油气集输处理流程的正常运行,也为海上主力油田进入高含水和高采出程度的“双高”开发阶段后大规模实施化学驱提供了有力支撑。

高速列车服役安全关键技术铁路行业重点实验室

高速列车服役安全关键技术铁路行业重点实验室(简称实验室)依托大连交通大学,与中车大连机车车辆有限公司、中车唐山机车车辆有限公司2家单位共建,于2022年12月通过国家铁路局铁路行业科技创新基地的认定。

1975-2020年黄土塬区关键带道路网络数据

在黄土高原地区,交通路网是影响地球关键带过程的一个重要人类活动影响因素,通常与暴雨叠加作用加速黄土关键带水土流失和物质迁移。董志塬是黄土高原面积最大、最连续的塬面,素有“天下黄土第一塬”之称。随着城市化进程的加快,董志塬交通道路网络快速扩张,对塬区景观生态和水土流失产生了重要影响。本数据集基于多源数据,包括历史文献、实地调查、Open Street Map(OSM)数据,利用Arc GIS软件进行目视解译、数据矢量化,并叠加高精度影像对数据进行逐一核对,最终得到了董志塬1975、2005和2020年三期路网矢量数据。本数据集从收集、处理分析到验证均控制严格,数据解译完成后再进行分幅检查,保证数据精度。本数据集的建立与共享,期望为董志塬固沟保塬工程和土地资源管理提供重要的数据支持。