分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 对比分析兵团和地方两种土地经营管理模式下两种典型土地利用变化的差异,对认识不同人类活动方式对土地利用的影响有重大意义。以新疆玛纳斯河流域兵团、地方为研究对象,利用19722015年Landsat MSS/TM/OLI以及CBERS-02B遥感影像数据,综合分析两种典型土地利用变化,结果表明:①兵团、地方土地利用变化差异主要体现在耕地、建设用地上,兵团耕地变化更为显著,地方建设用地变化更为显著。②不同于地方小规模自主经营模式,地块规模有限,破碎度较高;兵团实行大规模统一管理的土地利用模式,土地整合频率较高,地块不断集中,景观格局趋于简单。③兵团与地方土地利用变化程度及景观格局存在显著差异的主要原因在于土地经营管理模式的不同。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 基于塔里木河上游近64 a的气象数据和上游河岸胡杨年轮资料,分析塔里木河上游河岸胡杨径向生长特征及其与气候因子的关系,并采用敏感度分析方法研究胡杨径向生长的敏感温度。研究结果表明:1近170 a来,胡杨年轮生长出现了两个峰值和一个低值,两个峰值出现在1857 a和1879 a。在1879 a以后年轮生长呈现明显下降趋势, 1955 a达到最低值。此后年轮生长又开始出现增加趋势,1989 a以后年轮生长略微降低。2树轮年轮指数与69月的平均温度呈现显著负相关,说明温度是限制塔里木河上游河岸胡杨径向生长的主要因子。随着温度的上升,胡杨径向生长呈现逐渐减小的趋势。3河岸胡杨径向生长对温度变化响应敏感度不同。随着温度上升,胡杨径向生长灵敏度降低幅度呈现先增强后减弱的趋势,灵敏度最大值所对应的温度为18.6 ℃。因此,该采样区域的胡杨径向生长的最佳温度是18.6 ℃。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 以室外试验为基础,应用饱和-非饱和土壤水分运移理论,利用Hydrus软件对甘肃黑方台包气带水分运移规律进行数值模拟,分析土壤剖面不同深度处含水量变化规律,将模拟结果与实测结果进行对比分析,并将拟合参数应用到两种不同的介质中。结果表明:①土壤含水率呈峰谷波动变化;②均质黄土层和上覆5 cm厚的粉质壤土的黄土层中,土壤水分入渗率和潜水蒸发率均随潜水埋深的增加而减少,在潜水埋深300 cm以下时,两种介质的土壤水分入渗率趋于同一值,含粉质壤土的潜水蒸发率小于均质黄土的潜水蒸发率。表明该含水量的变化具有时空特征,土壤水分入渗率、潜水蒸发率随着潜水埋深变化,其规律整体相似,这对研究滑坡水分分布具有重要意义。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 本文以1989、1997、2002、2009、2016年吐鲁番高昌区遥感影像作为数据源,提取高昌近27a的绿洲分布情况。利用GIS、Fragstats和相关统计方法,开展高昌绿洲时间序列和空间分布上的变化及驱动因素分析。结果表明:27 a来高昌绿洲总体呈扩张趋势,同时绿洲与非绿洲转换现象显著,绿洲面积由1989年的413.47 km²增长至2016的800.48 km²,其中19972002年扩张速度最快;绿洲面积扩张、缩减主要发生在东西两侧,绿洲稳定区主要集中在绿洲中部,波动变化主要集中在绿洲边缘地区,分布零散地区;绿洲景观格局破碎度先下降后逐渐上升,景观形状趋于复杂,但整体景观结构仍比较单一,易受人类活动影响;27 a来高昌区绿洲变化受自然、人文社会因素的影响,但人文因素起决定作用,其中水资源的开发利用是绿洲扩张的前提条件,农业人口、经济发展、农业现代化和政策是主要的驱动因素。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 以古尔班通古特沙漠南缘莫索湾为研究区,选取植被盖度依次为10%、15%的固定半固定沙丘以及植被盖度为30%的固定沙丘作为典型样地,用典范排序(CCA)的方法对该地区样方、环境因子与物种多度之间进行对应分析,用典型相关分析的方法对各样地物种多样性与地形因子、土壤理化因子之间进行相关分析。结果表明:物种与环境因子之间存在显著的相关关系,前4轴可以解释物种总变异的84.4%,土壤砂粒是影响物种分布一个较为敏感的指示性因子,物种大量分布在土壤砂粒所在的排序轴上;受地形影响较大的物种有硬萼软紫草、黄花珀菊、砂蓝刺头、刺沙蓬;受土壤有机质、土壤水分、土壤pH影响显著的物种有齿稃草、角果藜、黄耆、尖喙牦牛儿苗。不同指标体系的典型相关分析结果表明:地形与物种多样性因子之间第1 对典范相关系数为0.54,土壤理化因子与物种多样性的第一对典范系数分别为0.93、0.96,第二对典范系数分别为0.79、0.80,存在着显著的相关关系。地形因子中,坡向主要影响物种丰富度指数Simpson;土壤理化因子中,砂粒和土壤有机质主要影响优势度指数Shannon,土壤含水量和pH主要影响均匀度指数Pielou。该区域物种分布状态是由地形和土壤因子共同作用。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 以科尔沁沙地不同林龄(15 a、25 a、35 a和45 a)樟子松林为对象,研究其0~100 cm 土层土壤有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量特征,探讨土壤碳氮磷化学计量特征的垂直分布规律及随林龄的变化规律。结果表明:①4种林龄樟子松林土壤(0~20 cm土层)有机碳、全氮和全磷含量分别为7.34、0.39 gkg-1和0.19 gkg-1,均低于全国平均水平。②随着林龄的增加,有机碳含量、C/N和C/P均呈现增大的趋势;全氮和全磷含量呈现先增加后降低(45 a 生林分显著降低);而N/P的变化不显著。③随着土层的加深,有机碳和全氮含量的变化趋势基本一致,均呈现逐渐降低的趋势,但是各林分在0~20 cm土层中的有机碳和全氮含量均不足总含量的1/3;C/N和C/P呈现相反的变化趋势(C/N增加、C/P降低);而全磷含量和N/P的垂直分布较为均匀,变化不大。综上所述,本研究区樟子松林土壤中的有机碳、全氮、全磷含量极为贫瘠,但樟子松人工林种植增加了土壤碳、氮、磷养分含量;各林龄樟子松林土壤同时受氮、磷养分的限制,但随土层加深受氮的限制更为显著。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 保水剂与其他肥料混施,可以在不同程度上改善土壤的水分和养分条件,促进植物生长。通过将聚丙烯酸钾盐型保水剂与微生物菌剂混合对油松、紫花苜蓿进行盆栽试验,通过对低、中、高(油松:10、20、30 g株-1;紫花苜蓿:20、30、40 gm-2)保水剂和低、中、高(油松:5、10、20 g株-1;紫花苜蓿:15、30、45 gm-2)微生物菌剂混施,分析土壤水分和土壤中速效氮、磷、钾含量变化,及其对土壤水分、养分和植物生长的影响。结果表明:不同处理不同程度地提高了土壤速效氮、磷、钾含量以及土壤含水量。高浓度保水剂和高浓度微生物菌剂混施对一年生油松土壤速效氮促进最显著,低浓度保水剂和中浓度微生物菌剂混施对土壤速效磷、速效钾促进最显著,分别较对照组提高12%、35%和36%;紫花苜蓿高浓度保水剂和高浓度微生物菌剂混施对土壤速效氮、速效磷促进最显著,低浓度保水剂和中浓度微生物菌剂混施对土壤速效钾促进最显著,分别较对照组提高35%、27%和40%。中浓度保水剂和中浓度菌剂混施处理下土壤保水效果最优,而对油松和紫花苜蓿生长的影响达到最佳的分别为低浓度保水剂与低浓度菌剂混施和低浓度保水剂与中浓度菌剂混施。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为阐明农田弃耕后土壤质量演变特征,在阴山北麓中段农牧交错区内选择当年耕地、弃耕1 a、2 a、3 a、4 a 5种类型土地进行研究,测定弃耕农田0~80 cm层土壤颗粒特征和有机质含量,基于多重分形理论分析的基础上,探究土壤粒径分布与有机质含量的关系。结果表明:砂粒含量与多重分形参数(D0、D1、0)之间存在正相关关系,与有机质成极显著负相关;研究区内土壤随着砂粒含量的增加,土壤粒径分布范围逐步变宽,分布越离散,土壤向粗粒化方向演替。随着弃耕年限的延长,表层(0~10 cm)土壤表现出黏粒、有机质含量呈一致减少趋势,黏粒含量与土壤有机质呈极显著正相关。因此,可以考虑用黏粒含量反应土壤有机质变化趋势。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用TrajStat软件中的后向轨迹计算模块与浓度权重轨迹(CWT)方法,对中国西部(新疆乌鲁木齐、青海祁连和玛多)和东部(湖南长沙和广东广州)事件尺度的夏季降水水汽来源进行分析,并结合水汽通量进行补充分析。结果发现:①乌鲁木齐、祁连、玛多夏季降水受西风水汽影响显著,而长沙夏季降水受西太平洋水汽影响显著,广州夏季降水受印度洋水汽影响显著。②5个站点夏季降水均有局地再循环水汽参与。在西部,影响夏季降水的循环水汽主要分布在相对湿度较大的山区、盆地以及蒸发量较大的地区。而在东部,影响夏季降水的循环水汽主要分布在一些地表水体集中的地方。③在西部,由于水汽在运移过程中,下垫面起伏大,空气团水汽d值变化除受地表蒸发水汽影响外,还受下垫面地势起伏的影响。在东部,由于水汽在运移过程中,下垫面起伏小,空气团水汽d值变化一般只受地表蒸发水汽影响。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 为认识伊犁退化野果林下表层土壤中可培养真菌的多样性,采用稀释平板法从野果林健康果树覆盖区表层土壤(H土)和患病果树覆盖区表层土壤(D土)中分离不同种类的土壤可培养真菌,基于可培养真菌ITS基因序列与NCBI数据库GenBank中的序列进行比对,选择相似性最高的参考菌株序列,并构建系统发育树。结果从退化野果林表层土壤中分离获得25株真菌菌株,隶属3亚门6纲8目11科11属。从H土分离的土壤真菌优势属为青霉属(Penicillium),D土的土壤优势属为青霉属(Penicillium)和镰刀菌属(Fusarium);聚孢霉属(Clonostachys)和拟青霉属(Purpureocillium)仅存于H土,茎点霉属(Phoma)和小球腔菌属( Leptosphaeria )仅存在于D土。H土可培养真菌Shannon-Wiener多样性指数(2.10)大于D土(1.98),H土均匀度指数(0.91)亦高于D土(0.79)。由此可见,充分认识野果林真菌类群的分布有助于指导果林病虫害防治工作。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 采用2003-2015年美国宇航局(NASA)发布的AIRS/Aqua L2 Standard Physical Retrieval (AIRS+AMSU) V006 (AIRX2RET)云数据集,选取新疆地区,特别是其云水量较丰富的3大山区为研究区域,研究其云中液态水的时空分布特征。结果表明:从空间分布看,北疆的云水量高于南疆,山区比沙漠盆地丰富,山区迎风面更为丰富,高达50010-6 kgm-2,呈西多东少的趋势。受大气环流的影响,整个研究区域、天山和阿尔泰山的云水量在春季分布较丰富,均高于35010-6 kgm-2,昆仑山在夏季分布较丰富;整个研究区域秋季的云水量分布均较少,在2010-6 kgm-2以下。近13a研究区域云水量的年均值为42.4710-6 kgm-2-455.3210-6 kgm-2,整个研究区域云水量总体平稳,3大山区则呈下降趋势;在2009-2010年研究区域的云水量总体呈上升趋势,天山变化较明显。3大山区云水量的年变化呈单峰形,阿尔泰山、天山和昆仑山云水量最高时段分别出现在2-4月、3-5月和4-8月,峰值分别为822.3010-6 kgm-2、869.7510-6 kgm-2和742.8210-6 kgm-2。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用塔城地区6个气象站1961-2016年的逐日气温数据,采用气候倾向率、累积距平法、Mann-Kendall突变检验法和ArcGIS空间插值法,对该区10℃积温的时空变化特征进行分析。结果显示:研究区10℃初终日、持续日数和积温分别以-0.12d(10a)-1、0.15d(10a)-1、0.27d(10a)-1、75.39℃(10a)-1的倾向率呈提前、推迟、延长、增多的趋势,其中10℃终日、持续日数和积温均发生突变;10℃积温分布主要集中于2450℃~3950℃,研究区南部10℃积温较北部高;阶段Ⅱ(1995-2016年)和阶段Ⅰ(1961-1994年)相比,各地10℃积温均有所增加并且2450~3150℃的区域面积占总面积的比例有明显的减少趋势,3150~3450℃、3450~3950℃、3950~4150℃和4150~4250℃占的区域面积占总面积的比例均有所增长,其中3150~3450℃所占面积比增长最明显。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 由于对陆地生态系统土壤、植被碳蓄积量了解的缺乏,故在预测气候变化中存在较大分歧,因此很有必要对不同生态系统碳分布情况进行研究。本文以干旱盐湖为研究对象,探究盐湖生态系统碳分布特征。结果表明:土壤有机碳密度分布随土层深度的增加而降低,土壤无机碳呈无规律分布;100 cm土层内有机碳密度介于7.55~15.75 kgm-2之间,平均为12.54 kgm-2,占植物群落和土壤总有机碳密度的97.84%。黑果枸杞和铃铛刺为盐生群落的优势种,地上平均生物量为261.38 gm-2,占总生物量的70.49%,草本植物群落平均生物量仅为109.45 gm-2;灌木和草本层地上生物量显著高于凋落物层(84.819.22)gm-2和(79.768.61)gm-2。盐生植物地下生物量随土层的增加而降低,0~100 cm土层总地下生物量为77.74 gm-2。盐生植物总生物量碳密度为276.48 gm-2,其中地上、凋落物和地下生物量分别占62.09%、25.75%和12.16%;地上植被和凋落物碳密度显著高于草本植物,根系生物量碳密度在剖面上分布不均,96.55%集中在0~50 cm土层。盐生植物地上地下以及凋落物平均碳含量43.09%,与经验系数(50%)换算得到碳密度相比实际碳密度高出13.80%,这将对植被碳储量的估算产生较大的偏差。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 胡杨作为塔里木河荒漠河岸林的关键树种,对水土保持、抑制沙漠化等发挥着重要的生态作用。胡杨生物量是研究荒漠河岸林生态系统的功能与服务的重要指标。胡杨是国家二级保护树种,也是扎根沙漠的唯一乔木树种,十分珍贵,难以大规模使用破坏性方法进行测量,因此针对胡杨的生物量计算一直是个难题。通过对胡杨破坏性较低的采样方法,提取不同树干高度下的胡杨树轮信息,实验结果表明 :①不同高度的树轮生长量之间存在显著的相关性,平均相关性系数为0.878;在树干0~0.5 m、0.5~1 m、1~1.5 m、1.5~2 m和2~2.5 m 高度的树干密度分别为500.2 kgm-3、475.6 kgm-3、502.2 kgm-3、477.2 kgm-3和420.194 kgm-3,平均密度为471.4 kgm-3,标准差为32.7;②在获得树干不同高度下的树轮信息和树干密度基础上,可以准确计算出1株胡杨树干年生物量,在实验中1株胡杨树干的0.5~1.5 m高度处,长为1m的树干在19972013年的年新增生物量为0.61~1.54 kg,年均新增生物量为0.92 kg,在20022003年生物量增幅明显,年均新增生物量为1.54 kg。笔者使用的树干生物量计算方法对林木破坏性小且可操作性强,能计算出树干新增生物量,对研究胡杨新增生物量和生态价值的变化具有重要意义。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2018-06-27 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 全向移动平台可向任意方向直线运动而无需事先旋转运动,可在直线运动的同时执行旋转运动,机动性及避障性能好。本文介绍了基于NI 公司myRIO-1900 型控制器的误差消除型里程计定位系统,在基于编码器、陀螺仪的传统里程计定位的基础上,引入红外传感器、超声波传感器,通过均值滤波与修正,精确测量平台的姿态,并周期性将累计误差清零,达到消除累计误差的目的。该方法已应用于2017 年世界技能大赛移动机器人项目,竞赛平台运动控制效果良好,满足高速、精确的运动控制要求。本文提出的误差消除型里程计定位方案性价比高,实用性强,控制精确,应用前景广阔。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2018-06-27 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 针对目前Buck 变换器无源控制器中确定的阻尼注入DI 不能使变换器获得好的控制性能的问题,本文提出了一种计算并优化DI 的方法。首先,建立了无源控制器控制的Buck 变换器系统传递函数,在阶跃输入情况下求系统的输出电流响应及其超调量,通过校正系统电流响应的超调量,最终确定DI 的取值范围。在所确定的DI 取值范围内,使用遗传算法对DI 进行优化,求得最优DI。基于最优DI 的无源控制器,可使Buck 变换器具有优秀的性能。计算机仿真结果表明,本文提出的基于最优DI 的无源控制策略是可行的。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2018-06-27 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 新建变电站接入智能电网调度控制系统前需开展调度主站调试工作,确保站内运行信息准确转发给调度主站,保证电网调度控制系统基础数据的可靠性。本文提出一种基于模拟子站的调度主站系统集成调试方法,利用模拟子站模拟变电站各种类型设备的实时数据及运行信息,并与调度主站通信,实现变电站与调度主站信息交互的闭环控制,对调度主站系统数据库配置、模型建立、图形画面关联是否正确进行集成调试。工程实践表明,该方法能够确保调度主站调试的正确性,提高调试工作的效率,实现了对传统调试方法的改进与创新。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2018-06-27 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 快速的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)可以使每次进化过程中得到的个体分布均匀,具有较好的收敛性和鲁棒性。本文分析了当前遗传算法(GA)的缺陷,将NSGA-Ⅱ 应用到配电网的故障恢复重构中,并提出通过一种Pareto 寻优路径(POP)控制选择操作的方法,一方面可以扩大搜索面积、避免陷入局部最优;另一方面可以适时地停止进化、减少多余的计算。另外,本文根据模糊集理论确定故障恢复重构的最终解决方案,使NSGA-Ⅱ 算法适用于恢复重构问题。算例结果表明,POP NSGA-Ⅱ算法与GA、NSGA-Ⅱ 算法相比具有更强的寻优能力,是一种解决配电网故障恢复重构问题的新方法。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2018-06-27 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 利用电流与空间磁场的对应关系,将电弧视为具有变弧径多条电流线集合。基于毕奥萨伐尔定律,通过正演分析获取组合电弧电流线在空间的磁场分布。为简化问题复杂度,考虑电弧未入栅片的阶段,利用多种群遗传算法优化目标函数求解电磁逆问题非线性方程组,以确定电弧空间位置。在上述基础上,为解决逆问题不适定性,采用截断奇异值分解法反演电弧电流分布,并通过GCV 准则获取正则化参数。反演结果有助于理解开关电弧的物理特性。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2018-06-27 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 模型预测控制近年来在电压型PWM 整流器上得到深入研究,具有原理简单、动态响应快、易于实现等优点,其不足之处是计算量大且需要精确的系统模型和系统参数。通过分析PWM 整流器模型,结合预测控制算法与快速矢量选择,得到直接电流控制方法。该方法可通过一次预测计算和比较得到当前时刻使得控制效果最好的一个矢量,简化后得到无模型预测电流控制,其特点是每个控制周期内仅需对电网电流进行一次采样,不依赖于整流器模型和参数。该方法鲁棒性强且动态、稳态性能良好。本文从稳态、动态性能和鲁棒性等方面对直接电流控制和无模型预测电流控制进行了对比,实验结果证明了两种方法的正确性和有效性。