摘要:针对现有播种机排种技术研究态势缺乏定量分析，热点、重点和难点问题系统性和全面性梳理不充分等问题，该研究对已有排种技术相关文献进行计量学分析，从科研生产力、影响力和发展力等方面可视化呈现排种技术的研究态势，总结排种技术发展脉络和研究热点，并介绍国内外先进农机企业基于前沿排种技术开发的产品，分析其产业化应用情况和未来发展趋势。结果表明：排种技术呈波浪发展，当前处于高速稳态发展期；中国科研产出较多，影响力紧次于美国；代表性期刊有《Biosystems Engineering》《Computers and Electronics in Agriculture》和《农业工程学报》《农业机械学报》等；高影响力学者和机构围绕不同地区的典型农作物开展排种技术研究，推动了排种技术进步和机械化水平提升；排种技术发展脉络以实现功能为主的单一主题研究逐渐过渡到机构优化、机理分析、虚拟仿真等垂直细分主题的深入探索，现阶段排种技术的研究热点主要集中在高速兼用排种、播种均匀性、DEM-CFD耦合仿真、控制和监测系统开发。排种技术应用注重高效高性能装备研发，国内排种新产品研发处于跟跑阶段；随着新兴技术、多学科交叉融合和创新思维的应用，排种技术研究向高速高性能、精准精确、数字化、智能化等方面发展。研究可为把握排种技术领域研究现状、未来发展趋势和播种机具创新提供参考。

摘要:针对不同排种速度下，种子投送轨迹的水平偏移量差异导致种子与导种管壁碰撞接触点不同，造成粒距一致性降低的问题，该研究在传统一体式固定导种管的基础上设计一种由结合段和投送段两段管体构成的组合式导种管，两段管体由转动副连接，在驱动机构作用下，可进行整体平移和绕转动副的旋转运动。对组合式导种管工作原理和投种过程进行理论分析，构建投种过程的种子动力学模型。运用离散元软件EDEM建立种子-管体仿真模型，以作业速度和投送段末端倾角为因素进行仿真试验，得到不同速度下两管体的最佳姿态，构建作业速度与组合式导种管运动关系数学模型。搭建导种性能试验平台，设计组合式导种管运动控制系统，进行导种性能验证试验，结果表明，组合式导种管在2～12 km/h作业速度下的姿态对种子具有较好的引导效果，与导种管初次接触后发生二次弹跳的种子占比小于 2.39%；组合式导种管在不同作业速度下的排种粒距合格率均高于传统导种管，能够准确还原排种器的本征排种性能，在作业速度为2～6 km/h时排种粒距合格率在96.35%左右，在12 km/h时降至84.17%；组合式导种管各速度下的排种粒距变异系数较传统导种管平均降低24.65个百分点；在作业速度为2～12 km/h的变速过程中，组合式导种管的排种粒距合格率较传统导种管平均提高15.10个百分点。组合式导种管均能够适配多种工作速度，保证粒距均匀性，为播种机的高速导种提供新思路和技术参考。

摘要:航空活塞式风冷发动机由于结构紧凑、体积小、质量轻等优势，在通用航空、农业等领域得到广泛运用。针对航空活塞式风冷发动机热负荷问题，该研究以某水平对置四缸四冲程航空活塞风冷汽油机为研究对象，试验测试了标定功率工况下发动机缸内压力，结合缸压试验数据与风冷发动机缸体的结构与传热特性，搭建一维仿真模型，计算获得了缸内燃气侧边界条件。采用热电偶法测试了标定功率工况下缸体关键区域的工作温度，结合缸体温度测试数据与缸内各位置的温度和传热系数，建立流固耦合仿真模型。选择翅片厚度、翅片间距、翅片长度3个主要结构参数分析其对缸体结构强度及传热性能的影响。结果表明，翅片结构对缸体的强度及传热性能影响较大，翅片厚度增大使得温度最大下降19.8 ℃、应力最大下降33.0 MPa。以翅片厚度、翅片间距、翅片长度3个翅片主要结构参数为因素设计正交试验，计算结果表明，翅片长度变化对缸体温度影响最大；选取最优值优化后与原机相比温度最大下降18.2 ℃。翅片厚度对翅片强度影响最大，选取最优值优化后与原机相比热应力最大下降50.1 MPa。研究结果可为航空活塞风冷发动机散热翅片的设计与优化提供参考依据。

摘要:针对往复双动式采茶切割器碎茶率高的问题，该研究对切割器进行了优化。首先，分析了切割器的结构及工作原理，通过切割图分析得到影响采摘质量的主因子为机速、刀机速比、刀齿高度、往复运动行程。并基于设计的轨道式采茶试验台，进行了采摘质量因素二次回归正交旋转中心组合试验，建立了以芽叶完整率、漏采率、割茬不平度为评价指标的参数优化模型。运用遗传算法解得最佳参数分别约为机速0.4 m/s，刀机速比1.2，行程23 mm，齿高25 mm，芽叶完整率模型的估计值为86.895%。根据优化结果设计刀具，试验验证得：芽叶完整率82.6%，漏采率0.24%，割茬不平度2.8 mm，与优化结果相符合。优化后采摘芽叶完整率提高了20%以上，提升了茶叶采摘质量，为"机采＋分级"的名、优质茶叶高效采收技术奠定了基础。

摘要:针对中国西北地区酿酒葡萄清土作业缺乏与土壤颗粒群相互作用的研究，凭经验设计使得单层旋抛清土方法效率低以及清土部件功耗高的问题，设计了一种分层旋抛式清土起藤机并对旋抛刀与土壤相互作用进行研究。首先，根据中国西北地区酿酒葡萄种植及清土的农艺要求，完成分层旋抛刀的设计，然后对旋抛式清土起藤机的运动进行理论分析，确定影响旋抛刀功耗和抛送距离的主要因素，并通过EDEM-Recurdyn耦合仿真，以旋抛刀不同焊接角度、转速及整机的前进速度为试验因素，以清土率、旋抛刀扭矩为评价指标，分析土壤离散颗粒群与旋抛刀之间的相互作用，得到最优参数组合，进一步基于台架试验对仿真试验进行验证。结果表明，当旋抛刀焊接角度为30°，转速为270 r/min，前进速度为0.4 m/s时，清土率为49.1%，旋抛刀平均扭矩为13.09 N·m，土壤抛送距离集中在1.52～1.75 m之间，与仿真优化结果（清土率为55.9%）相对误差为13.8%，研究结果可为后续研制分层旋抛式清土起藤机提供理论依据及技术参考。

摘要:针对常规悬浮速度理论值与测试值偏差大的问题，该研究以常规悬浮速度理论为基础，通过量纲分析法和力平衡原理，建立籽棉团物理属性与阻力系数之间的关系，提出一种轻软可压缩颗粒悬浮速度理论模型。在棉田测试单颗棉桃完全开裂时所含籽棉团直径，确定气力输棉管道最小直径，并通过管流雷诺数和绕流雷诺数计算确定阻力系数。用体积法测试籽棉团密度，用等密变径法制备6种不同密度、18种不同直径的球形籽棉团试样并进行悬浮速度试验测试。结果表明，单颗棉桃全开裂时直径变化范围在38～54 mm之间，此范围内管流和绕流雷诺数都大于500，阻力系数为0.44；籽棉团松散密度范围为20～90 kg/m3，半压实密度范围为90～220 kg/m3；籽棉团悬浮速度测试值从直径比（籽棉团直径与管道直径之比）大于0.6开始与常规悬浮速度理论值偏离，直径比等于1时籽棉团悬浮速度测试值不等于0。采用该研究提出的理论算法时，得到的籽棉团悬浮速度分布特征和大小与测试结果基本吻合，平均相对误差为4.6%，并通过方差分析验证了该研究提出的理论算法的有效性。这为籽棉、羊毛和驼绒等轻软可压缩物料的气力输送系统和装置的改进设计提供理论算法。

摘要:将无人机与多种成像传感设备相结合可实现田间作物表型信息的全面获取。针对田间复杂环境下无人机搭载多种成像传感设备在不同飞行高度处提取的作物信息具有差异性的问题，该研究着重探究了无人机搭载2种成像传感设备获取图像时，不同飞行高度对估算植被覆盖度以及植被指数结果的影响。首先为防止外界环境变化对获取图像质量造成干扰，通过最近邻插值算法将无人机飞行高度为25 m处获取的2个多光谱和可见光图像数据集分别退化为10个不同地面分辨率的模糊图像数据集，模拟无人机在不同飞行高度下获取的作物图像。然后获取50 m高度处的无人机图像数据集，通过皮尔逊相关性分析验证模拟数据集的有效性。最后采用随机森林模型估算不同数据集中的植被覆盖度，分类精度大于91%。结果发现，当植被覆盖度小于1/2时，随着地面分辨率的降低该指标不断被低估，反之则被高估。飞行高度50 m的真实图像与模拟图像估算植被覆盖度结果的相关系数为0.992 8，两者具有强相关性，模拟图像估算得到的植被覆盖度变化具备参考意义。植被指数估算结果中，首先对无人机图像数据集进行辐射校正、阈值分割等图像预处理，然后根据公式计算得到植被指数，最后通过假设性检验对10个图像数据集计算得出的植被指数进行分析。结果发现，可见光植被指数在飞行高度61 m时均具备显著性差异（P<0.05），在飞行高度42 m时没有差异（P>0.1），多光谱植被指数在10个高度下均没有显著性差异，因此为保证无人机获取数据的准确性与完整性，当无人机搭载该研究的两种相机获取作物信息时建议飞行高度为42 m。研究结果可为研究者利用无人机搭载多传感设备获取作物信息设定合适的飞行高度、减小作业成本提供参考。

摘要:准确可靠且预见期较长的月径流预测对水资源配置、防汛抗旱以及生态环境保护等具有重要意义。径流变化与降水、气温、潜在蒸散发以及前期径流等存在密切联系。鉴于Vine Copula可以灵活地将多个随机变量的边缘分布函数通过Copula对的形式联结起来构造多维联合分布函数以及贝叶斯模型平均（Bayesian Model Averaging，BMA）在处理多模型集合预报方面的优势，该研究基于BMA集合多个Vine Copula模型提出了一种BVC径流预测模型（简称BVC模型），应用于黄河流域上游4个水文站（唐乃亥站、民和站、红旗站和折桥站）的月径流预测，采用确定性系数（R2）、纳什效率系数（Nash-Sutcliffe Efficiency coefficient，NSE）和均方根误差（Root Mean Squared Error，RMSE）评价模型的预测性能。结果表明，验证期内预见期为1～3个月时，BVC模型在各水文站的R2均大于等于0.83、NSE均大于等于0.78且RMSE均维持在较低水平；与随机森林（Random Forest，RF）模型和长短期记忆神经网络（Long Short-Term Memory Neural Network，LSTM）模型相比，BVC模型能够很好地预测各水文站月径流的变化过程，特别是月径流极值的变化。研究表明BVC模型在预见期为1～3个月时的月径流预测性能明显优于RF模型和LSTM模型。该研究构建的BVC模型为流域的水资源管理和风险评估等提供参考。

摘要:流域土壤侵蚀预测对于了解未来土壤侵蚀发展趋势，制定未来水土保持治理策略具有重要意义。为了提出一种适用于黄土高原地区的易于评估未来不同土地利用管理策略的土壤侵蚀预测方法，该研究基于地形、降雨、土壤、遥感影像数据，完成韭园沟流域2010-2020年的土地利用空间分布解译，并计算历史时期（2010-2020）的土壤侵蚀模数，基于未来土地利用模拟（Future Land Use Simulation，FLUS）模型完成流域2025年土地利用分布状况预测，以此为基础获得未来植被覆盖措施因子和耕作措施因子，结合CSLE模型预测2025年自然发展、经济增长、生态保护3种不同土地利用变化情景下土壤侵蚀状况。结果表明：1）韭园沟流域土地利用类型主要为草地（面积占比62.23%）和林地（28.41%），其次是耕地、建筑物和水体，在2010-2020年期间土地利用空间分布格局经历了较大变化，林、草地面积增加8.36%，耕地面积减少30.3%。2）流域2010、2015、2020年这3 a间土壤侵蚀模数平均值分别为19.49、15.83、20.7 t/(hm2·a)，整体呈现先降低后增加的趋势，不同土地利用类型的土壤侵蚀模数由大到小为耕地（40.56 t/(hm2·a)）、草地（18.79 t/(hm2·a)）、建设用地（10.25 t/(hm2·a)）、林地（8.02 t/(hm2·a)）。3）在积极的生态保护情景下，2025年林、草地面积较自然发展情景基本持平但林地面积比例有所增加，较经济增长情景林、草地面积增加5.06%，耕地面积较自然发展情景增加1.20%，较经济增长情景减少14.73%。4）2025年流域自然发展、经济增长、生态保护情景下土壤侵蚀模数分别为24.3、22.9、18.3 t/(hm2·a)。采取积极的生态保护情景发展模式，建设用地面积适度扩张可以兼顾生态保护和经济发展的需要。该研究为流域未来的土地利用规划以及水土保持治理提供参考。

摘要:为探究不同作物覆盖下不同深度的土壤盐分快速反演模型，该研究采集苜蓿、玉米覆盖下0～15、>15～30、>30～50 cm层深度的土壤盐分含量，基于无人机多光谱影像数据，提取各地块采样点的光谱反射率，在此基础上引入红边波段计算光谱指数作为特征变量，采用支持向量机递归特征消除算法（Support Vector Machine-Recursive Feature Elimination，SVM-RFE）以筛选光谱指数及未经过筛选的全指数组作为模型输入组，共构建出36个基于随机森林（Random Forest，RF）、极限学习机（Extreme Learning Machine，ELM）、BP神经网络（Back Propagation Neural Network）等机器学习模型，确定不同作物覆盖下的最佳土壤盐分反演模型。结果表明：SVM-RFE算法筛选光谱指数构建模型精度优于未进行筛选构建的模型。对于苜蓿和玉米覆盖土壤，整体上，RF反演效果优于ELM模型和BPNN模型，反演结果能体现真实土壤盐分含量，在0～15和>30～50 cm土层上，RF模型反演效果优于其他模型，苜蓿样地验证集决定系数Rp2分别为0.71、0.58，验证集均方根误差RMSEp分别为0.026、0.033，玉米样地Rp2分别为0.67、0.64，RMSEp分别为0.111、0.094，在>15～30 cm土层上ELM反演效果较好，苜蓿样地Rp2为0.58，RMSEp为0.039，玉米样地Rp2为0.68，RMSEp为0.059。0～15 cm是作物覆盖下的土壤含盐量最佳反演深度，验证集平均决定系数R2为0.65，均方根误差RMSE为0.084。研究结果可为土壤盐分的快速反演提供理论依据。

摘要:稻鳖共作是一种绿色、高效的生态农业种养模式，然而有关共作模式对稻田土壤微生物群落结构与功能特征的影响及其驱动因子的研究鲜有报道。为此，该研究以水稻单作（RM）和稻鳖共作（RT）处理的稻田土壤为研究对象，采用Illumina高通量测序技术分析土壤细菌和真菌群落结构的变化，并探讨土壤理化性质和微生物群落间的相关性。结果表明：1）稻鳖共作模式使土壤有机质（Soil Organic Matter，SOM）、总钾（Total Potassium，TK）、碱解氮（Alkali-hydrolyzale Nitrogen，AN）、有效磷（Available Phosphorus，AP）和速效钾（Available Potassium，AK）含量显著提高了17.82%、15.15%、13.80%、37.37%和21.57%（P<0.05）。2）稻鳖共作模式显著提高了土壤真菌群落的丰富度，改变了微生物群落结构。共作使土壤细菌变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、真菌子囊菌门（Ascomycota）和罗兹菌门（Rozellomycota）相对丰度分别增加了6.42%、1.16%、0.44%和2.96%，真菌担子菌门（Basidiomycota）相对丰度降低了0.22%。3）共线网络分析表明，稻鳖共作增加了细菌微生物网络总节点数、边数、平均聚类数和模块化，增强了微生物网络复杂度，加强了群落间的联系；共作降低了真菌微生物网络节点数，但增加了正相互作用的微生物，增强了微生物间的协同合作。4）冗余分析（Redundancy Analysis，RDA）表明，土壤有机质、全钾和速效钾含量是影响细菌群落结构变化的主要环境因子，全钾、速效钾和有效磷含量是影响真菌群落结构变化的主要环境因子。综上，稻鳖共作有利于提高稻田土壤肥力，改变土壤微生物群落结构，并提高了微生物丰富度，使微生物群落间的联系更紧密。该研究为探究科学合理的稻田栽培模式提供了重要的科学依据。

摘要:季节性冻土区占据中国超过一半的国土面积，冻融作用会显著改变土壤性质与包气带水、热传输过程，并且由于温度与气态水对土壤水分运移影响显著，开展水汽热耦合研究对于探究季节性冻土区土壤水循环过程十分关键。该研究综述了包气带水汽热耦合运移理论的提出与发展历程，阐明了季节性冻融作用对水汽热耦合运移研究中水力参数及水分相态转化过程的影响，探讨了水汽热耦合模型适用性，总结了温度梯度驱动下气态水运移规律及其重要性，并对该领域尚需加强研究的方向提出建议：1）聚焦"土壤-植被-大气"系统水循环过程，构建适用于季节性冻土区的包气带水汽热-植被耦合模型，探究土壤水资源生态效应，为植被恢复与生态系统稳定提供理论指导；2）在寒旱区工程建设中考虑气态水的影响，明确覆盖层下水汽运移机理，对建设过程中由水汽运移引起的工程病害提出具体防治措施。通过本研究梳理归纳以期为深化包气带水汽热耦合运移理论以及解决季节性冻土区相关实际问题提供科学依据与参考。

摘要:为探索基于光学卫星遥感数据的冬小麦地上生物量估算方法，该研究通过3 a田间试验，获取冬小麦4个关键生育期（拔节期、抽穗期、开花期和灌浆期）和3种施氮水平下的地上生物量以及对应的近地冠层高光谱反射率数据。通过将高光谱数据重采样为具有红边波段的RapidEye、Sentinel-2和WorldView-2卫星波段反射率数据，构建任意两波段归一化植被指数。同时，将卫星波段反射率数据与6种机器学习和深度学习算法相结合，构建冬小麦生物量估算模型。研究结果表明：任意两波段构建的最佳植被指数在冬小麦开花期对生物量的敏感性最强（决定系数R2为0.50～0.56）。在不同施氮水平条件下，高施氮水平增强了植被指数对生物量的敏感性。Sentinel-2波段数据所构建的植被指数优于其他两颗卫星波段数据。对6种机器学习和深度学习算法，总的来说，基于深度神经网络（Deep Neural Networks，DNN）算法所构建的模型要优于其他算法。在单一生育期中，在拔节期（R2为0.69～0.78，归一化均方根误差为26%～31%）和开花期（R2为0.69～0.70，归一化均方根误差为24%～25%）的估算精度最高。Sentinel-2波段数据与DNN算法结合的估算精度最高，在全生育期中预测精度R2为0.70。施氮水平的提高同样增强了DNN模型的估算精度，3颗卫星波段数据在300 kg/hm2施氮条件下的预测精度R2都在0.71及以上，均方根误差小于219 g/m2。研究结果揭示了光学卫星遥感数据在不同生育期和施氮条件下估算冬小麦生物量的潜力。

摘要:针对植物工厂中对番茄花朵授粉作业的自动化和智能化需求，为克服当前机器人在授粉作业过程中因番茄花朵小、姿态朝向各异而导致的检测精度不高和授粉策略不完善等难题，该研究提出了一种由目标检测、花期分类和姿态识别相结合的番茄花朵检测分类算法--TFDC-Net（Tomato Flower Detection and Classification Network）。在目标检测阶段，提出了一种改进的YOLOv5s网络模型ACW_YOLOv5s，通过在YOLOv5s网络中添加卷积块注意力模块（Convolutional Block Attention Module，CBAM）并采用加权框融合（Weighted Boxes Fusion，WBF）方法，使模型的准确率达到0.957，召回率达到0.942，mAP0.5为0.968，mAP0.5-0.95为0.620，各项指标相较于原YOLOv5s网络模型分别提高了0.028、0.004、0.012、0.066，并改善了目标漏检和误检的状况。进而，针对不同花期的花朵以及花蕊不同姿态朝向的授粉问题，采用EfficientNetV2分类网络分别对3种不同花期和5种不同花蕊姿态朝向的花朵进行训练，分别得到花期分类模型及姿态识别模型，通过选取300张花期图片和200张姿态图片对其进行测试，花期分类模型和姿态分类模型的总体准确率分别为97.0%和90.5%。将研究提出的TFDC-Net算法应用于自主研发的授粉机器人中进行试验验证，结果表明，该算法能够实现对番茄花朵的目标检测、花期分类和姿态识别。在此基础上，通过坐标转换对目标快速定位，利用机器人机械臂末端执行器对番茄花朵中的花蕊完成了精准授粉，验证了该算法的有效性。该研究可实现对番茄花朵的目标识别与检测，有助于进一步推动授粉机器人的研发与应用。

摘要:草地地上生物量（Above-Ground Biomass，AGB）是反映草地植被利用状况的重要参数，其精准监测对于草地科学管理与合理利用具有重要意义。近年来，遥感技术因其能快速、准确获取大尺度草地光谱信息，已经被广泛应用于草地地上生物量的估算中。该研究以中国内蒙古呼伦贝尔市与其毗邻的蒙古国东方省草原区为研究区，利用Landsat 8数据计算的9种植被指数、气象数据和地面调查数据，比较分析6种机器学习算法构建的回归模型性能，重新构建优化的随机森林回归模型。结果表明，以光谱、降水量、气温为特征的优化后的随机森林回归模型性能更稳定，预测值与实测值之间决定系数为0.801，均方根误差为43.709 g/m2，相对均方根误差为23.077%。研究区域地上生物量呈中部较低，东西两侧较高的空间分布特征，最高可达357.2 g/m2，最低为33.01 g/m2，与该区域降水量与草地利用方式的空间异质性密切相关。该研究表明，基于Landsat 8数据结合气象数据构建的机器学习模型在草地生物量遥感反演中有较大潜力，地上生物量反演结果可以为草地资源合理利用与评价提供参考。

摘要:土壤微生物代谢功能多样性是维持土壤生态系统健康的关键。为评价设施蔬菜种植对土壤微生物代谢功能多样性的影响，该研究采用Biolog-Eco微平板法，研究2个典型设施蔬菜种植市、不同种植年限设施菜地中土壤微生物代谢功能多样性；采用相关分析和冗余分析分别研究了与碳源利用相关的细菌群落及影响因子。结果表明：两地设施菜地土壤中平均颜色变化率（Average Well Color Development，AWCD）、Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数随着种植年限的增加而降低，但安丘种植14 a和寿光种植10 a菜地土壤不符合此规律。两地间土壤微生物对碳源利用的差异大于种植年限导致的差异。在安丘土壤中，16种碳源（分属糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类、酚类和胺类）与不同门细菌显著相关（P<0.05）；Firmicutes是与碳源相关种类最多的细菌，与9种碳源显著相关（P<0.05）。在寿光土壤中，11种碳源（分属糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物类）与不同门细菌显著相关（P<0.05）；Latescibacteria是与碳源相关种类最多的细菌，与4种碳源显著相关（P<0.05）。在安丘土壤中，Cd对土壤微生物碳源利用有显著负作用（P<0.01），是影响土壤微生物碳源利用的最强环境因子，有机质（Organic Matter，OM）对土壤微生物碳源利用有显著正作用（P<0.01）。在寿光土壤中，Zn、OM、Cd对土壤微生物碳源利用有显著负作用（P<0.05），As、pH值对土壤微生物碳源利用有显著正作用（P<0.05）。综上，两地之间土壤微生物代谢功能多样性、与之相关的细菌群落及影响因子均有差异，因此，不同地区应因地制宜，采取不同耕作措施以改善土壤微生态环境，保障设施菜地土壤健康。

摘要:塔拉滩地区光伏电站建设对当地生态环境，特别是植被生长，产生了重要影响。为了定量描述这种影响，该研究利用CASA模型和区域蒸散模型，对塔拉滩地区潜在净初级生产力（Net Primary Productivity，NPP）和实际净初级生产力分别进行估算，并以二者之差表征人类活动的影响，评估了塔拉滩地区光伏电站建设对植被NPP的影响。结果表明：1）2010-2020年塔拉滩植被的实际NPP和潜在NPP处于上升趋势，年均实际NPP和潜在NPP分别为58.03和204.05 g/m2（以C计，下同）；2）塔拉滩2010-2020年间人类活动的年均贡献率为68.90%，人类活动是导致塔拉滩植被NPP变化的主导因素；3）光伏电站对生态环境的影响具有明显的区域和阶段性特征，光伏电站建设前期由于机械开挖等因素对表层植被具有负面影响，而后期由于光伏板增温增湿、降低风速等方面产生的环境效应，能够促进植被生长。该研究有助于理解人类活动对植被净初级生产力动态变化的影响，并为塔拉滩的植被恢复和高质量发展提供科学依据。

摘要:该研究基于生命周期评价方法和时间价值动态分析方法对沼气直燃发电技术、沼气燃料电池发电技术作可行性分析，并与燃煤发电技术相比，旨在综合评估三种发电技术在环境和经济上的特点，为发电方式选择提供参考依据。结果表明：沼气燃料电池发电技术环境效益最佳，总环境影响负荷为8.55×10-4，沼气直燃发电技术总环境影响负荷为2.15×10-2，两者相较于燃煤发电（2.97×10-1）的减排量分别为99.71%和92.76%。在经济上，沼气直燃发电技术的投资回收期最短（12.03 a），运营期净现值可达1 361 246 Yuan/MW；其次是燃煤发电技术（14.5 a），净现值为423 933 Yuan/MW；沼气燃料电池发电技术动态回收期>20 a且未实现盈余。说明沼气直燃发电技术在近期内将仍是替代燃煤发电的最佳发电技术之一。

摘要:渔船二氧化碳排放是全球温室气体排放评估中通常被忽视的领域，对全球变暖过程具有不可忽略的驱动作用。渤黄海是中国重要的海上粮仓和生态环境治理区域，查明渤黄海渔船生产作业过程对温室气体排放贡献较大的环节，对区域碳循环研究、碳排放管理及减排降碳措施制定具有重要意义。为探明渤黄海区域海洋渔船二氧化碳排放的时空变化特征，揭示渔业生产活动对气候变暖的影响程度，该研究基于2020和2021年的海量渔船管理及动态船位数据，提取了航段位移、航段内渔船航速、发动机负荷因子、排放因子等状态参数，构建了渔船二氧化碳排放动态计算模型，分析了渤黄海区域9种作业类型渔船的二氧化碳排放强度，给出了渔船年度及月度排放的空间分布特征。结果表明：1）渤黄海区域各类机动渔船在2020和2021年的二氧化碳排放总量分别为450万和945万t，总体呈现出近岸低、外海高的分布特征，热点区域主要分布在渤海湾渔场、滦河口渔场、海东渔场、烟威渔场、石岛渔场、石东渔场、海州湾渔场及大沙渔场。2）拖网和刺网渔船是二氧化碳年度累计排放的主要贡献者，但就单船单位航行时长二氧化碳排放量而言，辅助船最高，围网渔船次之。3）不同年份相同月份的渔船二氧化碳排放空间分布呈现出一定的相似性，伏季休渔期开始前强碳源主要出现在黄海中南部区域，休渔期结束后强碳源主要出现渤海中部、山东半岛东部以及黄海中部海域一带，年度内渔船二氧化碳排放重心总体上是由沿岸海域向中部开阔海域方向扩散。该研究通过渔船动静态异质数据推演二氧化碳的时空变化，对评估渔业生产所引起的气候效应具有理论指导作用。

摘要:随着哺乳仔猪日龄增加，仔猪对温度的需求逐渐降低。为了探究精细调控保温灯温度对局部供暖的影响，以及仔猪对温度的需求，从而降低供暖能耗，该研究选择河北承德某猪场2个试验单元共48栏仔猪，分为四梯度温差2 ℃组（Ⅰ组）、四梯度温差1 ℃组（Ⅱ组）和两阶段功率组（对照组），监测仔猪生长性能、行为和能耗。结果表明，在仔猪日龄为1～3、4～7、8～14和15～21 d时，Ⅰ组保温灯下的平均空气温度分别为30.5、28.1、27.6和26.1 ℃，Ⅱ组保温灯下的空气温度分别为29.7、27.9、27.2和26.9 ℃，对照组保温灯下的空气温度分别为31.4、27.3、27.7和27.8 ℃。3组之间哺乳仔猪平均日增质量差异不显著（P>0.05），哺乳仔猪成活率分别为96.7%、96.8%、96.7%。与对照组相比，Ⅰ组和Ⅱ组节能率分别为16.7%和26.2%。从节能角度来说，设置四个温度梯度变温度精细调控保温灯较两阶段功率控制对仔猪局部供暖的效果更优。该研究为优化仔猪保温灯温度精细调控效果、提升猪场经济效益提供了一定的参考。

摘要:工业废水的直接或间接排放导致中国自然水体受重金属污染程度较高，对重金属污水处理刻不容缓，但现有重金属去除方法普遍存在工艺过于复杂或投资高等缺点。由于废弃混凝土颗粒含有水泥水化产物和未水化的水泥颗粒，具有一定的活性和较高的比表面积，因此该研究拟尝试采用废弃混凝土颗粒作为重金属污染水的吸附材料。通过重金属浸出试验发现，重金属浸出量与废弃混凝土粒径相关，粒径越大，重金属析出量越小。基于试验数据以及《国家污水综合排放标准》的排放阈值要求，最终确定了废弃混凝土颗粒材料的最佳选取粒径。随后，通过静态吸附试验，重点考察了吸附时间、吸附剂用量、重金属初始质量浓度对废弃混凝土吸附重金属铜和铅的影响。结果表明：铜和铅在废弃混凝土上的吸附是一个先快速而后缓慢的过程，在100 min基本达到吸附平衡，且废弃混凝土对铜和铅的吸附量随铜和铅初始质量浓度的升高而提高，去除率则随着铜和铅初始质量浓度的升高而降低，随着废弃混凝土用量的升高而提高。废弃混凝土对铜和铅的吸附符合Langmiur等温吸附模型，拟合得到的最大吸附量分别为40.75和86.73 mg/g；准二阶动力学模型更适合描述废弃混凝土对铜和铅的吸附过程，说明控制吸附速率的主要是化学吸附。与其他常见的天然吸附剂材料相比，废弃混凝土对水中重金属铜和铅具有良好的吸附性能，可以作为吸附材料来处理含铜和铅的污染水。

摘要:农业空间生态修复是国土空间生态修复的重要内容之一，耕地作为农业空间的重要载体，精准识别耕地生态问题并对其系统分区，是新时期耕地高质量发展与科学高效开展国土空间生态修复的重要前提。该研究以南方红壤低山丘陵区耕地生态修复为研究对象，以江西省为例，针对国土空间规划中耕地生态修复的景观连通性、矿山生态负面影响、恢复退化土地生态功能和农业开发对生态空间胁迫程度4个方面，识别了江西省耕地的破碎化、矿山损毁、水土流失以及与生态用地冲突4种生态问题，采用基于修正的通用水土流失方程（Revised Universal Soil Loss Equation, RUSLE）模型、景观指数、土地利用转移矩阵和GIS空间分析等方法对各生态问题的指标程度进行定量化分析；基于组合权重构建了生态修复综合指数，依据流域、主要生态问题与修复程度分区方法，对全省耕地生态修复进行了综合分区。结果表明：1）2000-2018年间，江西省耕地水土流失主要以轻度侵蚀为主，水土流失总面积减少50.98%，赣江上游流域和鄱阳湖环湖区等水土流失现象加重；耕地斑块密度、破碎度趋于增加，聚集度趋于离散；耕地占用林地、水域与湿地等生态用地面积共计739.15 km2；建材及砖瓦黏土类和稀有稀土金属等废弃矿山累计破坏耕地的面积为13.18 km2。2）江西省耕地生态修复综合指数空间差异化明显，按照划分标准，将江西省共划分为8个流域大区，38个小区，包括水土保持重点修复、矿山生态重点修复、生态用地重点修复和耕地连通重点提升4个方向。研究可为国土空间规划中农业空间的耕地高质量发展提供方法支撑，为江西省农业空间生态修复布局提供科学依据。

摘要:毛乌素沙地是典型的生态脆弱区，近年来针对其在榆林境内的沙地整治利用取得显著成效，也对土壤环境产生了深刻影响。为了探究沙地不同整治利用方式对土壤有机质的影响，该研究选取榆林市显性沙地，利用多光谱遥感影像及相关光谱指数，结合沙地土地利用变化特征，通过XGBoost机器学习方法，反演1990-2020年土壤有机质含量；分析不同土地类型下土壤有机质含量变化，通过半变异函数揭示了其空间变异性，厘清人为因素和自然环境的影响程度。结果表明，30 a间榆林5 460 km2沙地中超过半数得到整治和利用，沙地-草地是最主要的地类转变方式，建设用地面积增长最迅速；沙区土壤有机质含量上升，但整体呈现先增加后降低的趋势，有机质均值由0.34%增长至0.79%，近10年降低至0.51%；榆林沙区土壤有机质具有较强的空间自相关性。起初，人为利用对其有积极作用，但随着沙地的利用强度增大，对土壤有机质产生负向作用，进而致使其含量下降，面临土地退化危机。建议加强退化林草的修复改良，放缓建设用地开发力度，研究以期为沙地整治提供理论和实践借鉴意义，保护榆林沙地土壤环境安全。

摘要:揭示快速城镇化地区耕地撂荒的空间格局特征和影响机理对保障中国城镇化和工业化进程下的国家粮食安全和社会稳定具有重要意义。该研究通过构建快速城镇化地区耕地撂荒影响机理的理论框架，以溧阳市为研究区，实证分析其耕地撂荒的程度、空间格局等特征，并探究其影响机理与治理路径。结果表明：1）2019年溧阳市耕地撂荒面积1 344.48 hm2，撂荒率为3.03%，各村撂荒率介于0.01%～54.26%，快速城镇化地区的耕地撂荒现象普遍存在。2）溧阳撂荒高密度区主要聚集在工业、商业和旅游业等发展水平高和旱地比例高的区域，快速城镇化地区耕地撂荒在空间上具有一定的集聚和带动效应。3） 快速城镇化地区的乡村非农产业发展和劳动力流失加剧了耕地撂荒程度；而高比例水田、道路密度等基础条件和土地流转、基本农田保护政策能有效抑制耕地撂荒。快速城镇化地区的耕地撂荒应引起决策部门的重视，未来一方面应该继续推进土地整治工程，吸引农业资本下乡，创新"旅游业+农业"发展模式；另一方面在非农产业发展水平高和劳动力流失严重的农村积极推行耕地流转，并继续加强永久基本农田管理等举措来预防、治理耕地撂荒。研究结果可为快速城镇化地区小尺度的耕地保护与撂荒治理提供理论支撑和案例借鉴。

摘要:为研究不同紫甘蓝花青素含量对大豆分离蛋白基智能指示膜性能的影响，提高指示膜的综合包装性能，考察指示膜对巴氏杀菌乳新鲜度的监测效果。以大豆分离蛋白（Soy Protein Isolate，SPI）为原料，添加紫甘蓝花青素（Purple Cabbage Anthocyanins，PCA）制备指示膜，对其结构、热性能、机械性能、色度及其稳定性和pH敏感性进行表征和分析，并将指示膜应用于巴氏杀菌乳新鲜度监测中。结果表明：相对于SPI/Na2SO4膜，含有质量分数4%紫甘蓝花青素的指示膜，拉伸强度从2.46 MPa增加到3.77 MPa，断裂伸长率从105.36%增加到131.96%；与标准白的色差从21.13增加到52.88，指示膜明度降低，色度偏黄绿色，结晶温度比SPI/Na2SO4膜升高。指示膜的色度在常温下5 d内不出现可视性色差，但pH敏感性强。将指示膜应用于巴氏杀菌乳新鲜度监测中，指示膜的颜色随着牛乳变质由绿变红，指示膜与原始膜的色差变化与巴氏杀菌乳的pH值变化呈相反趋势，且色差可见。因此，该指示膜具有监测巴氏杀菌乳腐败过程的潜力，应用前景广阔。

摘要:针对稻谷竖箱式干燥段内粮层气流分布不均匀等问题，基于稻谷四向通风混流干燥工艺，设计了一种适用于四向通风混流干燥段的双侧进气变径角状管，用于提高粮层气流分布均匀性和保持稻谷品质。基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）和多孔介质传热传质基本理论，建立稻谷层内热湿耦合传递的数学模型，通过运用Fluent软件对干燥段内稻谷静态流场和温湿度分布情况进行数值模拟。结果表明：采用双侧进气变径角状管的干燥段，有效解决了粮层流场和温湿度沿进气角状管纵向分布不均问题。采用自主研制的四向通风混流干燥试验台，应用二次回归正交旋转组合试验方法进行了参数优化试验，优化参数组合：热风温度43 ℃，角状管进口风速为4.1 m/s，初始含水率值为18.2%时，干燥速率为1.116 %/h，爆腰率增值为1.7%，食味值为80.33，试验结果与优化结果相符合，稻谷干燥不均匀度为0.7%，干燥效果较优。采用双侧进气变径角状管的干燥段和优化干燥参数具有实际应用价值。

摘要:为预防和避免由滥用日落黄引发的食品安全隐患，建立快速、灵敏、准确测定日落黄的分析方法。该研究基于氧化铜-羧基化石墨烯（Copper Oxide-Carboxylated Graphene，CuO-CG）纳米复合材料修饰电极构建了一种用于日落黄检测的电化学传感器。采用电沉积法制备CuO-CG纳米复合材料修饰电极，利用循环伏安法和计时电流法研究了日落黄在CuO-CG修饰电极上的电化学氧化行为。结果表明：对影响日落黄检测的条件优化后，得出较佳的试验条件为先沉积CG后沉积CuO、CG的沉积时间和沉积电压分别为900 s和-1.4 V、Cu的沉积时间和沉积电压为120 s和-1.1 V、氢氧化钠浓度为0.10 mol/L、计时电流法测定日落黄的施加电压为0.55 V。在优选试验条件下，该电化学传感器对日落黄的响应时间在5 s以内、线性范围为0.20 μg/mL～4.07 mg/mL、检出限为79.36 ng/mL。进一步将此传感器用于饮料样品检测，无需复杂的样品处理步骤，测定回收率为99.35%～105.88%。该研究建立的电化学传感器具有响应时间短、线性范围宽、检出限低、重现性好、稳定性佳、选择性和准确度高等优点，为快速准确检测食品着色剂提供参考。

摘要:农产品价格的稳定对社会经济与农业发展有重要意义，但农产品价格的波动具有非平稳、非线性、波动性大的特性，较难精确预测。该研究基于信号分解和深度学习，提出一种分解-重构-提取-关联-输出的农产品价格预测模型（CT-BiSeq2seq），并且加入平均气温、养殖成本（大猪配合饲料与尿素价格）、群众关注度等多维度数据来提高模型的预测精度。首先，采用互补集合经验模态分解（Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition，CEEMD）方法把复杂的原始价格序列分解为简单序列。其次，分析皮尔逊相关系数及分解后的子序列，把原始价格序列重构为高频项、低频项、残差项。再经过时间卷积网络（Temporal Convolutional Network，TCN）提取重构序列的数据特征。随后，构建Biseq2seq模型，解码器引入双向长短期记忆网络（Bi-directional Long Short-Term Memory，Bi-LSTM）加强序列数据间的全局关联。最后，通过解码器的LSTM网络输出预测值。以北京丰台区批发市场的白条猪肉价格进行实证分析，该研究提出的CT-BiSeq2seq模型的预测性能显著优于其他价格预测基准模型，在滞后天数为11 d达到最优效果。在其他数据集也有精确和稳定的预测效果，菠菜、苹果，鸡蛋的均方误差分别为0.627 7、0.463 2、0.552 6元2/kg2，平均绝对误差分别为0.543 1、0.442 5、0.533 9元/kg，平均绝对百分比误差分别为3.204 7%、2.236 1%、2.231 4%。同时根据不同数据集的结果发现，价格波动大的农产品适合采用较大的滞后天数，价格波动小的农产品适合采用较小的滞后天数。该模型可以为预测农产品的价格波动提供参考。

摘要:获取到高质量的特征是从遥感影像中提取高精度的农作物空间分布的关键，该研究针对利用哨兵2A（Sentinel-2A）影像提取高精度的冬小麦空间分布开展研究。针对影像中存在的数据空间尺度不一致的问题，以生成式对抗网络为基础建立了降尺度模型REDS（Red Edge Down Scale），用于将B5、B6、B7、B11 4个通道的空间分辨率从20 m降为10 m；然后利用卷积神经网络构建了逐像素分割模型REVINet（Red Edge and Vegetation Index Feature Network），REVINet以10m分辨率的B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B11，以及提取出的增强植被指数、归一化植被指数和归一化差值红边指数组合作为输入，进行逐像素分类。选择ERFNet、U-Net和RefineNet作为对比模型同REVINet开展对比试验，试验结果表明，该研究提出的方法在召回率（92.15%）、查准率（93.74%）、准确率（93.09%）和F1分数（92.94%）上均优于对比方法，表明了该研究在从Sentinel-2A中提取冬小麦空间分布方面具有明显的优势。