粮食产量预测理论、方法与应用Ⅲ.粮食生产潜力中、长期预测理论、模型及其应用

粮食生产潜力中、长期预测的目的是为国家中、长期粮食生产规划提供科学依据。粮食生产潜力中、长期预测的“双向预测理论”：从若干个预测模型中选择出2个模型,一个模型预测的未来产量是持续增加的,体现产量持续增加的科技进步力量;另一个模型预测的未来产量是先增加后减少或持续减少的,体现影响产量持续增加的负面综合因素力量。应用结果表明：模型可预测未来1~10年的粮食生产潜力,平均预测误差在5％以内。大量案例证明粮食生产潜力中、长期预测的“双向预测理论”是科学的、方法是通用的、结果是实用的。     

深度脱水污泥掺混土壤改性及资源化技术研究

为实现深度脱水污泥的改性和资源化利用,以上海某城市污水处理厂的两种不同含水率的深度脱水污泥A和B为例,通过向污泥中掺混土壤,研究土壤对污泥含水率、有机质、抗压强度、恶臭和植物毒性等的影响,探索其用作填埋场封场覆盖绿化用土的可行性.结果表明,掺混土壤可明显降低污泥含水率、有机质和臭气强度,并显著提高其抗压强度和种子发芽率,且相关性分析表明,土壤对污泥的有机质、臭气强度和浸出液种子发芽率的改善效果较强;当土壤添加量分别为60％和30％时,污泥A和B的抗压强度可分别由32.99kPa和196.67kPa的初始值增加至117.6kPa和227.5kPa,臭气强度可由4.5级和4级下降至2级和1.5级,浸出液白菜种子发芽率可由50％和56.7％增加至90％和80％.改性后的污泥A和B均能满足填埋场封场覆盖绿化用土的要求,实现其资源化利用.     

火灾下圆钢管约束钢筋混凝土短柱轴压性能分析

利用ABAQUS软件建立了火灾下圆钢管约束钢筋混凝土轴压短柱非线性有限元模型,在确定混凝土和钢材的本构基础上,对其火灾下轴压性能进行了数值计算,并与已有相关试验数据进行了对比验证。分析了环境温度、混凝土强度、钢管屈服强度、截面尺寸、含钢率等参数对火灾下轴压性能的影响规律。结果表明:火灾下各试件核心混凝土纵向应力发展规律较为相似,且应力分布趋向均匀;环境温度对试件轴压刚度的影响大于极限承载力,材料强度对极限承载力的影响较大,增大钢管含钢率可一定程度提高试件轴压刚度;提出了火灾下此类试件极限承载力和轴压刚度的简化计算公式,可为工程实际应用提供参考。     

凹凸棒石组配硫酸锌对土壤Cd的钝化效果及生态风险评价

为明确凹凸棒石组配硫酸锌作为修复材料在钝化土壤Cd以及促进玉米生长方面的应用潜力,以凹凸棒石为原料,通过液相浸渍制备凹凸棒石组配硫酸锌作为钝化剂开展钝化试验与盆栽试验,研究了凹凸棒石与硫酸锌配比分别为3∶1、5∶1、7∶1、9∶1、11∶1时对土壤Cd有效性、玉米生长状况及其对Cd富集能力的影响,并采用扫描电镜初步探讨钝化剂的表面特征. 结果表明:与对照相比,添加凹凸棒石组配硫酸锌钝化处理使Cd的DTPA(二乙基三胺五乙酸)有效态含量降低了5.22%~32.77%,TCLP(毒性浸出方法)有效态含量降低了12.43%~35.65%,Cd的钝化效率随硫酸锌添加量的增加而显著提高(P<0.05). 钝化处理可显著降低玉米植株中Cd的含量,其茎部Cd含量的最大降幅为60.06%,根部Cd含量的最大降幅为32.69%,Cd主要集中分布在根部;同时,钝化剂的加入缓解了Cd对玉米生长的胁迫,随硫酸锌用量的增加,玉米生物量显著提升. 研究显示,凹凸棒石组配硫酸锌可作为对Cd污染农田修复的钝化剂,在钝化剂同等剂量水平下,凹凸棒石与硫酸锌配比为3:1时,对土壤中Cd的钝化效果最佳.      

应用电致化学发光分子探针技术对微小原甲藻的检测

以双特异分子探针技术(NPA-SH)为基础,运用电致化学发光技术(ECL)和磁性微球分选技术对其进行改进,成功建立了用于赤潮藻类定性定量分析的电致化学发光分子探针(ECL-MP)检测新技术.设计微小原甲藻特异性NPA探针并对其进行联吡啶钌和生物素标记,优化磁性微球使用量,在ECL检测装置中启动电化学反应,建立光信号与微小原甲藻细胞数目间的ECL-MP分析曲线并对其进行验证.结果表明,标记后的NPA探针具有一定的特异性和实用性;4μg是检测20μL目标藻杂交混合液的最适磁性微球使用量;在最适条件下,微小原甲藻细胞数的线性分析范围6.25×102～4×104个;比较ECL-MP和显微计数方法的样品检测结果,在95%置信区间内二者无显著差异(t-检验).ECL-MP方法为实现微小原甲藻现场样品的快速准确检测提供了一种新方法.     

东江湖表层沉积物重金属污染特征与潜在生态风险评价

为了解东江湖表层沉积物重金属的污染特征、空间分布特征以及潜在生态风险和来源,采集了东江湖12个点位的表层沉积物,对其中20种重金属（Li、 Be、 V、 Cr、 Mn、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 As、 Se、 Rb、 Sr、 Ag、 Cd、 Cs、 Ba、 Pb和U）的含量进行分析.采用地累积指数法和潜在风险指数法评估了沉积物重金属的污染程度和潜在风险,并利用相关性分析和主成分分析对主要重金属进行了溯源分析.结果表明,东江湖沉积物重金属中ω（Cd）(2.25 mg·kg^-1)和ω（As）(80.80 mg·kg^-1)的平均值分别是湖南省背景值(0.11 mg·kg^-1和14.7 mg·kg^-1)的21.2倍和5.5倍,污染相对严重,重金属空间分布整体呈现：南部>北部>中部.地累积指数法评价显示Cd为偏重度污染,As和Se为偏中度污染水平,Ag和Ga为轻度污染.潜在生态风险指数评价表明东江湖表层沉积物整体表现为高风险水平,主要环境风险因子分别为Cd和As,分别表现为极高风险...     

基于CEEMDAN-SE和LSTM神经网络的PM10浓度预测

针对PM₁₀浓度时间序列具有明显的非线性和波动性特征,提出一种基于自适应噪声的完整集成经验模态分解（complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN）-样本熵（sample entropy,SE）和长短期记忆神经网络（long short-term memory,LSTM）的组合预测模型。首先利用CEEMDAN-SE将原始PM₁₀浓度时间序列分解为若干个复杂度差异明显的子序列;然后针对各子序列的内在特性结合气象因素分别建立适当参数空间的LSTM预测模型;最后将预测结果进行叠加得到最终预测结果。以唐山市4个空气质量监测站的实测PM₁₀浓度数据进行模型验证分析,结果表明:所提预测模型对比其他几种预测模型显示出较高的预测精度,以及良好的普适性。     

基于454和Illumina高通量测序平台对长江口邻近海域沉积物微生物群落的比较分析

作为第二代测序技术的主要平台, 454和Illumina测序方法在微生物核酸分析方面有着广泛应用。本研究以16S rRNA基因为标靶, 分别采用454和Illumina测序技术对长江口邻近海域表层沉积物中的微生物DNA进行分析, 通过对序列长度、微生物群落多样性及组成进行比较, 分析两种方法在沉积物微生物群落结构研究方面的适用性。结果表明, Illumina测序获得的序列数和OTU数要多于454, 其中获得的OTUs中以非优势菌群为主。Illumina与454相比能够检出更多微生物菌群, 且检测到的稀有菌群占有较大比例。综上可知, Illumina测序技术在分析微生物群落多样性及物种组成方面要优于454测序技术, 454的长序列优势并未能体现出来, 且454测序技术可能低估了微生物组成及其多样性。