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宁夏黄土区典型坡面表层土壤有机碳含量的空间变化特征及尺度效应

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林业科学 2024年第1期60卷 19-31页

作者：韩新生刘广全许浩董立国郭永忠安钰万海霞王月玲中国水利水电科学研究院北京100038 宁夏农林科学院林业与草地生态研究所、宁夏防沙治沙与水土保持重点实验室、宁夏生态修复与多功能林业综合研究中心银川750002

【目的】定量认识土壤有机碳(SOC)含量在坡面上的空间异质性及尺度效应,探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径,为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。【方法】在宁... 详细信息

【目的】定量认识土壤有机碳(SOC)含量在坡面上的空间异质性及尺度效应,探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径,为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。【方法】在宁夏半干旱黄土丘陵区,选择3个相邻的由退耕还林工程形成的典型坡面,从坡顶向坡脚设置连续样点,调查各样点的土地利用、植被特征、立地条件及表层(0^20 cm)SOC含量,分析其坡向差异、坡位变化;以“离坡顶的水平距离或相对距离”为自变量,以表层SOC含量的顺坡滑动平均值为因变量,定量描述坡面尺度效应;再以坡面上任一样点表层SOC含量与坡面平均值的比值为因变量,实现由“点”到“面”的尺度上推。【结果】研究区表层SOC含量存在明显的坡向差异、坡位变化、尺度效应。表层SOC含量的坡面平均值在南坡(7.60 g·kg^(-1))最高,东坡(6.42 g·kg^(-1))次之,西坡(5.65 g·kg^(-1))最低,其坡位间变幅在东坡(15.95 g·kg^(-1))最大,其次为西坡(11.34 g·kg^(-1)),最小为南坡(9.72 g·kg^(-1)),说明东坡的坡面效应最强,其次为西坡,南坡最弱。东坡、西坡、南坡表层SOC含量的坡位变化大致相同,均由坡顶向下逐渐减小,至离坡顶水平距离200、150、280 m(相对距离0.73、0.45、0.76)后趋于稳定,主要与坡面“上部为自然状态的坡地+林草植被+恢复年限长、下部为人工梯田+林农植被+扰动频繁”的空间格局有关。在东坡、西坡、南坡上,距坡顶水平距离每增加100 m,SOC含量的滑动平均值分别变化-3.40、-2.50、-1.51 g·kg^(-1);距坡顶相对距离每增加0.1,SOC含量的滑动平均值分别变化-0.96、-0.75、-0.55 g·kg^(-1)。构建3个坡向不同坡位样点表层SOC含量与坡面平均值的比值随离坡顶水平距离或相对距离增加而变化的数量关系(R^(2)>0.7,P<0.001),籍此可由坡面上任一样点表层SOC含量精确便捷地估算坡面平均值。将所有位点数据融合得出,离坡顶相对距离0.4的位点表层SOC含量最接近坡面平均值。【结论】半干旱黄土丘陵区坡面表层SOC含量沿坡从上至下基本呈先减小后稳定的变化,与土地利用类型、植被类型、恢复年限的坡面分布格局有关。以顺坡(相对)水平坡长增加为尺度变量可较好地定量刻画表层SOC含量的坡面变化特征及尺度效应,藉此可实现坡面表层SOC含量平均值的精确便捷推算。

关键词：黄土丘陵区立地条件土地利用土壤有机碳含量坡面变化尺度效应

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尚青

收获 2024年第1期 140-224页

作者：董立勃不详

第一章一九三八年,尚青二十岁。这一年九月的一天,在大西北新疆的首府迪化市,尚青的男朋友杜涛让警察抓走了。清乾隆帝统治之前,新疆一直被称为西域。

关键词：乾隆帝迪化市新疆大西北第一章

宁夏黄土区稀疏带状山杏人工林土壤湿度动态与影响因素

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林业科学 2024年第4期60卷 79-90页

作者：韩新生许浩蔡进军董立国郭永忠王月玲万海霞安钰宁夏农林科学院林业与草地生态研究所、宁夏防沙治沙与水土保持重点实验室、宁夏生态修复与多功能林业综合研究中心银川750002 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 宁夏农林科学院农业资源与环境研究所银川750002

【目的】以宁夏南部黄土丘陵区带状山杏人工林为例,揭示林带内与带间的不同深度处土壤湿度的时空变化及其关键环境影响因素,为半干旱区林草植被科学管理及雨水资源高效利用提供依据。【方法】2020—2022年,在宁夏彭阳县山杏人工林带内... 详细信息

【目的】以宁夏南部黄土丘陵区带状山杏人工林为例,揭示林带内与带间的不同深度处土壤湿度的时空变化及其关键环境影响因素,为半干旱区林草植被科学管理及雨水资源高效利用提供依据。【方法】2020—2022年,在宁夏彭阳县山杏人工林带内和带间各布设1套200 cm测深的智墒传感器,分层逐时监测土壤体积含水量和土壤温度变化,同时布设1台气象站连续监测近地面降水、气温、空气湿度等气象条件,采用相关分析探究土壤湿度对前1日土壤湿度、土壤温度和气象因子的响应规律。【结果】2020年和2021年为平水年,降水量分别为467.4和440.8 mm;2022年为枯水年,降水量为354.8 mm;土壤体积含水量平均值为平水年(2021年,17.0%)显著高于枯水年(2022年,14.3%)。土壤体积含水量随土层加深呈近线性增加,其斜率表现为林带间高于林带内,平水年高于枯水年。在0~120 cm土层的土壤体积含水量为林带内(15.3%)高于林带间(14.0%),但在120~200 cm土层为林带间(17.6%)高于林带内(16.8%)。在0~60 cm土层的土壤体积含水量变异系数为林带间(42.9%)高于林带内(37.8%),但在60~200 cm土层为林带内(23.2%)高于林带间(19.1%)。土壤湿度变化的季节格局为:相对稳定期(3—4月)、耗损期(5—8月)、恢复期(9—11月)和衰退期(12月—次年2月),最大值多出现在4月,最小值出现在8月(平水年)和12月(枯水年);土壤湿度变化的垂直空间格局为:速变层(0~50 cm)、活跃层(50~90 cm)、次活跃层(90~170 cm)、相对稳定层(170~200 cm)。相关分析发现,土壤湿度日变化相关性最强的环境因子为正相关的前1日土壤湿度和负相关的土壤温度,月变化相关性最强的环境因子为负相关的土壤温度。【结论】宁夏黄土区稀疏带状山杏人工林林带内和林带间土壤湿度在季节和剖面上均表现出较大波动,枯水年比平水年波动的层次更深。综合分析发现前1日土壤湿度、土壤温度、气象因子均是影响枯水年和平水年日及月尺度各剖面层次土壤湿度变化的要素。其中,前1日土壤湿度和土壤温度为主要影响因子;在0~120 cm土层内的土壤湿度为林带内高于林带间。本研究结果对宁夏半干旱黄土区水平沟整地后退化植被科学恢复及土壤水分高效利用有很好的指导意义。

关键词：山杏人工林土壤湿度土壤温度气象因子水平沟整地半干旱黄土区

CaSO_(4)液滴在超疏水表面上的蒸发结晶特性研究

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表面技术 2024年第8期53卷 202-209页

作者：董立婷胡丽娜杜一枝新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830017

目的在铝基底上制备稳定的超疏水表面,研究其表面上硫酸钙液滴的蒸发结晶特性。方法通过简单的化学刻蚀法制备了一种超疏水表面,基于温湿度可控的可视化平台开展固着硫酸钙液滴的蒸发过程实验研究。同时,基于温度和相对湿度,开发了多变... 详细信息

目的在铝基底上制备稳定的超疏水表面,研究其表面上硫酸钙液滴的蒸发结晶特性。方法通过简单的化学刻蚀法制备了一种超疏水表面,基于温湿度可控的可视化平台开展固着硫酸钙液滴的蒸发过程实验研究。同时,基于温度和相对湿度,开发了多变量拟合二次回归模型来描述其对液滴蒸发速率的影响。结果基底温度为40、50、60℃时,硫酸钙液滴和纯水液滴在亲水铝片表面上的蒸发模式均表现为CCR模式,在超疏水铝片表面上均表现为CCA模式。在超疏水铝片表面,纯水液滴与硫酸钙液滴的蒸发模式略有不同:在蒸发后期,硫酸钙液滴边缘盐分增加,在重力和Marangoni效应作用下,外部逐渐形成盐壳,接触半径呈上升趋势,说明超疏水表面不利于盐滴的钉扎。当蒸发速率较低时,在外部更容易形成盐壳,一旦外部形成盐壳,蒸发机制即发生了变化,液滴内部水分子需要克服盐壳内外的压差,并通过盐壳扩散进一步蒸发。结论通过固着液滴实验验证了硫酸钙液滴的蒸发模式与基底温度无关,而与基底的润湿性有关,并且液滴的蒸发速率随着相对湿度的降低和温度的升高而增大。通过R^(2)=0.9937的多变量拟合二次回归模型,对影响液滴蒸发的因素进行了方差分析,结果表明:在超疏水表面上温度和相对湿度对硫酸钙液滴的蒸发速率均有显著影响。研究成果为矿井水的资源化利用提供了有效的理论支撑。

关键词：超疏水表面化学刻蚀法盐液滴蒸发固着液滴法蒸发速率接触角方差分析

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机理⁃数据混合驱动的叶片加工变形预测方法

航空学报 2024年第13期45卷 169-185页

作者：董立卓张思琪张钊吴宝海西北工业大学航空发动机高性能制造工信部重点实验室西安710072 西北工业大学航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心西安710072

航空发动机叶片作为一种典型的薄壁类零件,在铣削加工过程中易发生弹性变形与加工残余应力变形,影响其加工精度与质量。针对叶片复杂加工过程的变形机理建模问题和依赖于有限采集样本的数据驱动模型预测问题,建立了机理引导的麻雀优化... 详细信息

航空发动机叶片作为一种典型的薄壁类零件,在铣削加工过程中易发生弹性变形与加工残余应力变形,影响其加工精度与质量。针对叶片复杂加工过程的变形机理建模问题和依赖于有限采集样本的数据驱动模型预测问题,建立了机理引导的麻雀优化极限学习机(SSA-ELM)薄壁叶片加工变形预测模型。首先,建立了综合考虑弹性变形、加工残余应力变形的薄壁叶片加工变形机理模型。其次,设计极限学习机神经网络(ELMNN),并采用麻雀搜索算法(SSA)优化ELMNN隐含层网络参数。然后,构建了数据驱动模型的数据集,并利用蒙特卡洛模拟对加工变形数据样本进行增强,建立了数据驱动模型。最后,采用机理引导的SSA-ELM预测薄壁叶片加工变形值,以加工变形均方根误差与相关系数作为模型精度评价指标,结果表明机理引导和SSA优化后的加工变形预测模型的均方根误差分别减小了77.25%和30.5%,证明模型有良好的预测性能。

关键词：薄壁叶片弹性变形加工残余应力变形加工变形预测机理模型数据驱动模型

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基于双范式功能磁共振成像的毕生常模在年龄和认知能力上的预测研究

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科学通报 2024年

作者：温昕董立曹锐武旭斌相洁太原理工大学软件学院太原理工大学计算机科学与技术(大数据)学院成都脑科学研究所临床医院电子科技大学教育部神经信息重点实验室

在世界毕生功能磁共振成像公开数据集中,如何评估整体人口的大脑老化程度和认知能力是研究焦点.以往的相关研究大多依赖于对静息态功能磁共振成像中不同指标的统计分析,如功能连接、功能连接密度等.本文提出基于双范式功能磁共振成像的... 详细信息

在世界毕生功能磁共振成像公开数据集中,如何评估整体人口的大脑老化程度和认知能力是研究焦点.以往的相关研究大多依赖于对静息态功能磁共振成像中不同指标的统计分析,如功能连接、功能连接密度等.本文提出基于双范式功能磁共振成像的毕生常模图谱,旨在反应被试于静息态和自然刺激范式间大脑神经活动的异步、同步.随后,设计一种基于局部感受野模块的模型,预测被试的年龄及认知评分.首先,将功能连接输入到基于变分自编码器的生成器中,构建常模.其次,利用常模对比计算每个被试的毕生功能连接模式,以形成特征.最后,将这些特征以五折交叉验证的方式拆分训练集、测试集,并输入到所提出的预测模型中,以预测年龄、流体智力和反应时评分.该方法在剑桥老龄化神经科学中心数据集(样本量:424;年龄:18～88岁)中进行测试,年龄、流体智力和反应时评分的绝对误差分别为5.97、3.72和0.108,优于其他相关研究.结果表明,所提出的常模图谱可以评估个人的认知能力,而结合所提出的方法能够降低预测年龄及认知评分的误差,这将有助于揭示被试在整个生命周期的大脑神经发育的演化模式.

关键词：常模毕生功能磁共振成像预测

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基于多尺度注意力特征融合的场景文本检测

计算机工程与应用 2024年第1期60卷 198-206页

作者：厍向阳刘哲董立红西安科技大学计算机科学与技术学院西安710054

针对目前文本检测中小尺度文本和长文本检测精度低的问题,提出了一种基于多尺度注意力特征融合的场景文本检测算法。该方法以Mask R-CNN为基线模型,引入Swin_Transformer作为骨干网络提取底层特征。在特征金字塔(feature pyramid networ... 详细信息

针对目前文本检测中小尺度文本和长文本检测精度低的问题,提出了一种基于多尺度注意力特征融合的场景文本检测算法。该方法以Mask R-CNN为基线模型,引入Swin_Transformer作为骨干网络提取底层特征。在特征金字塔(feature pyramid networks,FPN)中,通过将多尺度注意力热图与底层特征通过横向连接相融合,使检测器的不同层级专注于特定尺度的目标,并利用相邻层注意力热图之间的关系实现了FPN结构中的纵向特征共享,避免了不同层之间梯度计算的不一致性问题。实验结果表明:在ICDAR2015数据集上,该方法的准确率、召回率和F值分别达到了88.3%、83.07%和85.61%,在CTW1500和Total-Text弯曲文本数据集上相较现有方法均有良好表现。

关键词：场景文本检测 Mask R-CNN Swin Transformer 注意力机制多尺度特征融合

基于机器学习的磁流变弹性体磁致储能模量的快速准确表征

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物理学报 2024年第16期73卷 152-161页

作者：任航赵丹董立强刘少刚杨金水哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150000 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地青岛266000

磁流变弹性体在振动控制领域展现出巨大的潜力,但其磁致力学性能的测量过程往往需投入较高的人工与时间成本.本研究旨在利用机器学习方法在小样本试验数据驱动下实现磁流变弹性体磁致力学性能的快速准确预测.基于加装可控磁场的剪切流... 详细信息

磁流变弹性体在振动控制领域展现出巨大的潜力,但其磁致力学性能的测量过程往往需投入较高的人工与时间成本.本研究旨在利用机器学习方法在小样本试验数据驱动下实现磁流变弹性体磁致力学性能的快速准确预测.基于加装可控磁场的剪切流变仪测试了磁流变弹性体(9种配比,4种加载频率)的磁致储能模量.每种样品取5个测试点作为训练集并搭建支持向量回归机器学习模型,从而表征磁流变弹性体的磁致储能模量.结果表明,相较于典型的理论模型,SVR模型仅使用5个样本点即可更准确表征磁流变弹性体磁致储能模量,相关系数高达0.998.另外,SVR模型训练时间仅为0.02 s,可显著加速磁流变弹性体表征的进程.更重要的是,SVR模型具有良好的泛化性,对于不同硅油配比和不同加载频率的磁流变弹性体预测结果的相关系数仍可达0.998以上.因此,机器学习模型可实现磁流变弹性体磁致储能模量的快速准确表征,为新型磁流变材料的研发提供参考.

关键词：磁流变弹性体支持向量回归磁致储能模量

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充满希望的热土——写在浦东开发开放五周年之际

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海洋信息 1995年第11期10卷 29-30页

作者：董立万

浦东开发是历史赋予上海的一个前所未有的历史的机遇。回首浦东开发开放5年的历程,踏上浦东这块炙手可热的土地,我们可以从点与面的镶嵌中,从条与线的交融里,睁大眼睛惊奇的发现:浦东——“龙头”,正在腾起!

关键词：浦东开发开放浦东新区陆家嘴高科技园区金融贸易新上海历史周年历程黄浦江