安徽省近20年森林资源时空变化及其驱动因素分析

安徽省森林是长三角地区重要的生态屏障和碳库,探究其时空变化及驱动因素对实现长三角地区生态绿色一体化发展具有重要意义。基于MODIS数据产品、气象再分析资料和森林清查结果等数据,利用趋势分析、残差分析与情景评估等方法,分析了2001—2020年安徽森林的分布和长势变化及其驱动因素。结果表明:(1)2001—2020年安徽省森林空间分布呈扩张趋势,但不同类型森林的扩张速度存在差异,混交林在森林中的占比以-0.29%/a的速度显著下降(p<0.001),森林类型组成存在趋于单一化的风险;(2)2001—2020年安徽省森林长势整体呈改善的趋势,森林EVI以0.0020/a的速度显著上升(p<0.01);(3)气候变化对2001—2020年安徽地区森林扩张和长势增加的贡献率分别为4.64%、25.25%,明显低于人类活动(95.36%、74.75%),意味着人类活动是安徽地区森林变化的主要驱动力。

安徽省1980—2015年景观格局变化分析

时间序列的景观格局变化分析可以反映人类活动对土地利用变化响应的规律,因此,进行长时间序列的景观格局分析对土地利用规划具有重要意义。以安徽省为例,基于1980—2015年共7期土地利用数据,对安徽省长时间序列的景观格局变化情况进行分析。结果表明:安徽省1980—2015年景观破碎程度逐渐增加,景观斑块形状复杂度与不规则度不断增长,景观异质性变化程度较小。并且,安徽省北部的景观连通性整体较强,景观形状复杂程度与空间异质性较低。该研究有助于更好地了解安徽省景观格局的空间变化特征,为该地区生态环境保护和可持续发展提供重要参考依据。

基于深度学习的桥梁表观裂缝检测算法研究

针对在复杂背景条件下难以直接对桥梁表观裂缝进行检测的问题,文章提出一种基于深度学习的桥梁表观裂缝检测算法。首先利用滑动窗口算法将采集到的桥梁表观裂缝图像切分为小尺寸的桥梁裂缝面元图像和桥梁背景面元图像,并根据对面元图像的分析,提出一种基于Inception网络和残差网络(ResNet)的桥梁裂缝分类模型,用于桥梁裂缝面元和桥梁背景面元的识别;然后结合桥梁裂缝分类模型与滑动窗口算法对桥梁表观裂缝图像进行检测;最后利用数字图像处理技术测量裂缝宽度。结果表明:该文算法对桥梁表观裂缝有超过99%的分类精度,可满足实际工程需要;实现了裂缝的提取并能准确地定位出裂缝在图像中的位置;根据成像原理能测量出裂缝宽度。与传统的深度学习模型相比,该模型拥有更高的执行效率,可用于大规模检测,更易于应用在桥梁健康检测中。

1980—2015年安徽省景观格局与生境质量时空演化特征分析

为探索现代城市化背景下安徽省土地利用类型变化对景观格局与生境质量的影响,基于安徽省1980—2015年时间序列土地利用类型数据,利用ArcGIS、Fragstats、InVEST模型等软件,分别从整体景观级别、类型景观级别、生境质量等级、生境退化度等方面对安徽省景观格局与生境质量进行分析与评估。结果表明:(1)安徽省土地利用整体空间格局无明显变化,土地利用转移变化以耕地向建设用地转移为主,79.6%的耕地流失面积转化为建设用地;(2)安徽省各景观指标波动范围10%左右,各斑块类型在景观中呈均衡化趋势分布,人类活动干扰程度的增大导致景观分散度、破碎化程度增强,优势地类间连通性下降;(3)安徽省整体生境质量指数年平均值在0.36~0.46之间,各城市生境退化度年平均值在0~0.06之间,北方地区生境质量低于南方、生境退化度高于南方,生境质量“优”“中”等级面积约占31%,“中”等级以下情况逐年改善,2010年以后所占面积维持在45%。研究结论对安徽省制定合理的土地利用政策、保护生态多样性、识别重要生境斑块、优化生态系统服务功能等具有一定的参考价值。

安徽省1980—2015年生态系统健康时空演变

为探索现代城市化背景下安徽省生态系统健康状况,基于时间序列土地利用类型数据,利用“活力—组织力—弹力”(vigour-organization-resilience,VOR)模型构建安徽省生态系统健康评价体系,采用熵权法确定系统指标权重,在县级尺度对安徽省1980—2015年生态系统健康开展分级评估与时空演变分析。结果表明:①安徽省不健康等级区县最多,亚健康等级区县次之,面积占比分别为56.37%和16.83%;安徽省生态系统多年平均健康综合指数与多年平均健康等级空间分布整体呈现南高北低格局,且均与地貌类型有较强关联,健康和很健康等级区域集中分布于皖南丘陵山地区和皖西丘陵山地区,不健康等级区域连片分布于淮河平原区、江淮丘陵区以及沿江平原区,其中生态系统健康综合指数最高的地区为黄山市祁门县,约0.92,最低地区位于合肥市庐阳区,约0.17。②1980—2015年安徽省整体生态系统健康水平趋向健康发展,共24个区县健康等级上升,无区县健康等级下降,全省平均健康等级由不健康提升至亚健康;仍有13个区县的健康综合指数下降,生态系统健康水平不稳定,健康等级有下降风险。研究结论对安徽省制定合理的土地利用政策、保护治理生态环境、优化生态系统服务功能等具有一定参考价值。

基于POI数据的安徽省酒店空间分布特征与影响因素研究

兴趣点(POI,point of interest)作为具有名称、类别、经纬度等信息的空间大数据,能够直观有效地反映酒店空间集聚特征。本研究采用酒店POI数据对安徽省酒店的空间分布特征及其影响因素进行分析研究,主要从两个方面开展:一是基于酒店POI数据对安徽省酒店空间分布特征进行核密度分析,得出安徽省酒店的分布以"合肥市为核心的大集聚,沿江沿河部分城市酒店高度集中,局部城市酒店小集聚"的特征,并运用GIS空间自相关分析方法探究安徽省酒店空间集聚自相关性特征,得到安徽省酒店空间分布的四类集聚类型。二是基于社会经济数据选取人口数量、旅游景点、可支配收入、人均GDP及人均消费建立与安徽省酒店POI数量之间的普通最小二乘回归(OLS)分析,得出安徽酒店空间分布存在区域差异性,结果显示安徽省酒店的空间分布差异与人口数量、旅游景点及可支配收入等因素呈显著正相关。

基于实验数据分析的科氏质量流量计最佳振幅研究

针对科氏质量流量计难以确定最佳振幅,无法达到最佳测量效果的问题,采用研制的变送器匹配性能优良的一次仪表进行试验,采集不同振幅下的信号,从振幅稳定度、波形畸变、信号功率谱、信噪比和系统驱动效率等角度分析振幅对科氏质量流量计性能的影响;再进行不同振幅下的水流量标定实验,根据示值误差和重复性确定最佳振幅。结果表明,随着振幅的增大,波形畸变愈加严重、高次谐波分量也随之增大、噪声信号功率也呈现增大趋势,从而影响信噪比,使驱动效率降低;但是,振幅过小会加剧传感器放大信号幅值波动,影响测量结果。因此,针对该款流量计的最佳振幅约为439 mV。

竖向地震作用下层间隔震结构的动力反应研究

文章针对竖向地震作用下高层结构隔震层位置变化对结构竖向动力反应的影响问题,研究5种层间隔震结构分别在3种竖向地震作用下的竖向动力反应。以国际平台的20层Benchmark钢结构模型为基准模型,利用ANSYS软件建立隔振层分别位于第1层、第3层、第5层、第7层和第9层的层间隔震结构有限元数值模型,对比分析5种层间隔震结构分别在竖向ElCentro波、竖向Taft波、竖向天津波作用下的楼层竖向位移、楼层位移角、楼层竖向加速度和基底轴力等竖向动力反应。结果表明:在竖向地震作用下,楼层竖向位移和楼层位移角控制效果较差,甚至会出现增大的现象,基底轴力具有较小的控制效果;随着隔震层位置的升高,楼层竖向加速度和基底轴力均逐渐增大,但当隔震层位于第9层时,楼层竖向加速度和基底轴力相较于隔震层位于第7层时有一定的减小。该文研究成果可用于考虑竖向地震作用的高层结构抗震设计。

静电纺中空结构碳纳米纤维制备与应用研究进展

中空结构碳纳米纤维(HCNFs)是多孔碳纳米纤维材料中的一种,展现出较高的比表面积、发达的孔隙结构以及更多的活性位点,在能源存储器件、过滤和吸附材料、催化剂载体等新兴领域应用广泛。本文综述了HCNFs研究开发的新进展,介绍了HCNFs单轴静电纺丝法和同轴静电纺丝法两种制备方法。主要介绍了HCNFs的复合与掺杂,改变或提高HCNFs的性能,进而扩展HCNFs应用领域。重点介绍了HCNFs在锂二次电池领域、催化领域、超级电容器领域以及吸附领域的应用现状,并对未来HCNFs的发展方向进行了展望,以期为HCNFs的研发提供参考。

真三轴煤层钻孔承载破坏层理效应试验研究

为探究层理对真三轴环境下煤层钻孔动态破坏特征影响,采用煤岩体单面可视真三轴试验仪器开展含层理煤层钻孔承载破坏试验,并结合数字图像相关和声发射分析方法进行研究。研究结果表明:试样破坏经历3个阶段,阶段Ⅰ,分析区域边缘剪切应变集中,孔壁破裂伴随煤颗粒弹射,声发射累计事件数和能量活跃性较低;阶段Ⅱ,孔周剪切应变场呈蝴蝶形状分布特征,孔壁两侧煤碎片弹射、煤块剥落,呈“V”形破坏,声发射累计事件数和能量活跃性较高;阶段Ⅲ,试样层理处剪切应变集中,出现宏观剪切裂纹,呈拱形分布特征,声发射累计事件数和能量活跃性强烈。研究结果对钻孔卸压机制研究具有参考意义。

矿井输送带与煤粉混合热解特性及动力学研究

矿井输送带火灾极易引发重特大事故,而煤炭运输过程中的煤粉在带式输送机故障时常成为输送带火灾的引燃物。为掌握煤粉在输送带燃烧过程中的作用,开展热重-红外联用实验,研究掺入不同比例煤粉的输送带在不同升温速率下的热解特性及其动力学。输送带热解主要有两个失重阶段,掺入不同比例煤粉均对其热解有促进作用,同时略微促进CO_(2)的生成,降低输送带热解活化能,导致输送带更易燃烧热解;而升温速率的升高则导致活化能略微增大,对混合热解具有轻微抑制作用。研究可为矿井输送带火灾预警与防治提供相应理论参考。

高压气体致裂煤岩孔壁应变响应特征研究

目前缺乏对空气致裂全过程进行精准监测和评价的手段,而应变监测能够实时记录裂纹萌生和扩展的过程。通过研究高压气体冲击全过程中孔壁的应变响应,可明确致裂过程裂纹与应变响应之间的关系,获得最优致裂角度。为了探寻高压气体致裂煤岩体过程中裂纹和与应变之间的关系,利用高压气体冲击致裂煤岩体真三轴实验系统,开展了5种冲击角度(0,30,45,60,90°)下的高压气体致裂实验,研究了气体致裂过程中煤岩体裂缝形态、气压曲线与孔壁应变响应特征。实验结果表明:(1)随着冲击角度增加,煤岩体裂缝形态呈现先复杂后单一的分布特征。(2)致裂过程中气压呈现上升、陡降、聚集、稳定释放4个阶段。(3)孔壁应变数据主要由拉应变组成,应变曲线出现2个明显峰值,第1个峰值在气压曲线达到峰值0.1 s后出现并伴随主裂纹产生,第2个峰值常伴随着主裂纹的衍生与扩展。(4)当冲击角度为45°时,试件内部容易萌生复杂裂纹网络,致裂效果最佳。

采空区煤岩多孔介质电性参数对电磁波传播规律影响研究

不同地质条件会导致采空区煤岩多孔介质的电性参数产生较大差异,从而影响电磁波在其中的传播规律。掌握电磁波在煤岩多孔介质中的传播规律是实现采空区长距离无线传输技术的必要,更是建立采空区无线监测预警系统的前提。通过COMSOL软件建立采空区煤岩多孔介质电磁波传播模型,模拟200~500 MHz电磁波在不同电性参数多孔介质(电阻率0.5~128 kΩ·m、相对介电常数2~10)中的传播过程,总结频率、电阻率和相对介电常数对电磁波传播规律的影响。结果表明:电磁波在多孔介质中的传播损耗与电磁波频率成正相关,与电阻率、相对介电常数呈负相关。电磁波信号强度的稳定性与频率和相对介电常数呈负相关,与电阻率无明显关系。

矿井输送带在不同气氛下的热解特性及动力学研究

采用热重实验,结合热解动力学参数,研究矿井输送带在N_(2)和空气氛围下的热解特性。结果表明:输送带在两种气氛下热解均有两个主要的失重阶段,其中一阶段主要发生的是脱HCl反应,质量损失达到70%左右;二阶段N_(2)氛围下主要反应为脱链解聚和分子间进一步的环化反应,空气氛围下主要发生氧化反应,质量损失分别为13.84%和22.71%;两种气氛下,一阶段活化能和指前因子较为接近,热解气氛对输送带一阶段的热解影响不大;二阶段空气氛围下的活化能远小于N_(2)氛围,指前因子远大于N_(2)氛围,在空气氛围下,二阶段的热解反应更易进行。

三种超低温冷冻保存香椿种子的研究初探

香椿是具有极高应用价值的优良资源植物。为了能够稳定保存优良香椿种质资源,本研究采用3种超低温保存方法处理香椿种子,通过发芽率和生理生化指标检测,对比了三种香椿种子低温保存方法的优劣。结果表明,经过冷冻后,香椿种子的超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性均升高,过氧化物酶活性和MDA含量均降低。但玻璃化冷冻对种子的发芽率和可溶性蛋白含量与对照组相比无显著差异,因此玻璃化冷冻法更适合香椿种子的超低温冷冻保存。

ABS系统多路况下液压制动性能研究

ABS制动系统是保障汽车安全性能的重要部分,针对制动系统在制动过程中的非线性和时变性等问题,进行了汽车ABS控制策略对比研究。对直线制动过程进行研究分析,基于AMESim建立了单轮的防抱死液压系统,利用Simulink建立单车轮动力学模型,并采用以滑移率误差及变化率为输入的模糊PID控制策略和以制动力矩变化率为输入的自寻优控制策略。两种控制策略分别在单一干路面、湿路面和制动后1.5 s湿路面突变成干路面多路况,以车速为90 km/h进行ABS制动仿真,将制动结果进行对比。结果表明,模糊PID与自寻优两种控制方法能在制动过程中防止车轮抱死,自寻优控制方法不仅制动时间更短,而且能更好应对路况突变,验证了自寻优控制具有更强的鲁棒性和更佳的制动效果。

基于Sentinel-1和Sentinel-2的不同物候期农作物识别研究

为减少农作物提取过程中受光学数据成像质量的影响,基于Google Earth Engine平台,采用Sentinel-1和Sentinel-2数据,分别对小麦越冬期、返青期、孕穗期、成熟期四个物候期进行小麦和油菜的识别。使用随机森林方法对构建的光谱特征、植被指数特征、红边指数特征、纹理特征和极化特征共34个特征进行优选,构建特征集;并对比最小距离、决策树、支持向量机、随机森林四种分类器在四个物候期的识别结果,确定最优的分类器;同时还验证了极化特征在四个物候期对识别结果的影响。研究结果表明,在四个物候期中最优的分类器均为随机森林,其中识别精度从高到低的物候期分别为小麦的孕穗期、成熟期、返青期、越冬期,总体精度(OA)分别为92.91%、91.93%、90.24%、87.69%,Kappa系数分别为91.00%、89.92%、87.61%、84.53%。在四个物候期中加入极化特征均能提高识别的精度,其中在小麦的返青期和成熟期更为明显。

基于UPLC-Orbitrap-HRMS法的多成分测定结合化学计量学的虎地肠溶胶囊质量评价研究

目的建立虎地肠溶胶囊多成分定量方法,并结合化学计量学方法对其进行质量评价。方法采用超高效液相色谱—四极杆静电场轨道阱高分辨质谱法(ultra-performance liquid chromatography-quadrupole-electrostatic field Orbitrap high-resolution mass spectrometry,UPLC-Orbitrap-HRMS)测定10批虎地肠溶胶囊中没食子酸、虎杖苷、甘草酸、白藜芦醇、鞣花酸、甘草素、甘草苷、大黄素、绿原酸、异甘草素、咖啡酸、木犀草素、芒柄花素、芹菜素、槲皮素和山柰酚的含量,并采用聚类分析、主成分分析、正交偏最小二乘法判别分析和灰色关联度分析对样品进行综合评价。结果16个成分线性关系良好,专属性、精密度、重复性、稳定性和平均加样回收率实验均符合标准。10批虎地肠溶胶囊被分为2类,甘草素、木犀草素、白藜芦醇、鞣花酸、槲皮素、山柰酚、咖啡酸、绿原酸和大黄素9个成分对样品质量的差异影响较大;以质量优劣情况对样品进行排序,第Ⅰ类样品的质量普遍劣于第Ⅱ类,木犀草素、鞣花酸、槲皮素、山柰酚、绿原酸和大黄素6个成分的含量偏低可能是第Ⅰ类样品质量低劣的原因。结论建立的虎地肠溶胶囊多成分定量方法结合化学计量学分析可用于该药物的质量评价。

柑橘采后保鲜技术研究进展

柑橘采后储存和运输方法不当容易失水、干瘪,受到真菌侵染而腐烂,严重影响果品的质量,造成巨大的经济损失。本文综述了近年来柑橘采后保鲜采用的方法,主要包括物理、化学、生物及联合处理法。物理法成本较高;化学法存在危害人体健康及污染环境等问题;生物法高效无污染,其中采用拮抗菌处理是研究热点,但目前还存在处理效果不稳定等问题。采用单一保鲜技术往往存在不足,不能同时满足防腐、保质、延长货架期的需求,因而联合处理法将成为未来柑橘保鲜的发展方向。

氯化法钛白固废制硫酸铁絮凝剂的研究

氯化法钛白粉的生产过程中会产生大量固废,固废中的铁化合物含量最多。为了减少环境污染,综合利用氯化法钛白固废,提高企业经济效益等,本实验从固废中提取铁化合物,制成硫酸铁絮凝剂。通过实验可知:在适量固废中加入体积分数3%的H_(2)SO_(4) 25 mL并在70℃的烘箱中反应8 h,制得的FeSO_(4)晶体产出率最高。取适量制得的FeSO_(4),在50℃的条件下加入1.5 m L H_(2)O_(2)与2 m L浓H_(2)SO_(4)反应3 h,再在室温下熟化24 h制得的硫酸铁絮凝剂的絮凝效果最好。