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外来植物入侵对土壤氮有效性的影响

植物生态学报 2018年第11期42卷 1120-1130页

作者：许浩胡朝臣许士麒孙新超刘学炎天津大学表层地球系统科学研究院天津300072

外来植物入侵对土壤氮循环和氮有效性的影响是入侵成功或进一步加剧的重要原因。通过对比相同研究地点入侵区域和无入侵区域的土壤原位氮状态差异,探讨了外来植物入侵对土壤氮有效性的影响程度和生理生态学机制。基于107篇相关研究文献... 详细信息

外来植物入侵对土壤氮循环和氮有效性的影响是入侵成功或进一步加剧的重要原因。通过对比相同研究地点入侵区域和无入侵区域的土壤原位氮状态差异,探讨了外来植物入侵对土壤氮有效性的影响程度和生理生态学机制。基于107篇相关研究文献数据的整合,发现植物入侵区域相对于无入侵区域土壤总氮、铵态氮、硝态氮、无机氮、微生物生物量氮含量显著增加,增幅分别为(50±14)%、(60±24)%、(470±115)%、(69±25)%、(54±20)%。土壤硝态氮含量增幅较大反映硝化作用增强,这可能增加入侵植物硝态氮利用以及喜硝植物的共存。温带地区植物入侵后土壤的硝态氮含量增幅显著高于亚热带地区。固氮植物入侵后土壤的总氮和无机氮含量增幅均显著高于非固氮植物入侵。木本和常绿植物入侵后土壤的总氮含量增幅分别高于草本和落叶植物入侵;而土壤铵态氮含量的增幅没有显著差异且与固氮入侵植物占比无明显关系;然而硝态氮含量的增幅普遍较高且与固氮入侵植物占比显著正相关。外来入侵植物固氮功能以及凋落物质量和数量是影响土壤氮矿化和硝化过程的关键因素。该研究为理解外来植物入侵成功和加剧的机制以及入侵植物功能性状与土壤氮动态之间的关系提供了新的见解。

关键词：外来植物入侵生态学土壤氮循环氮有效性铵态氮硝态氮土壤总氮

不同硝化抑制剂对黑土N_(2)O的减排效果

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植物营养与肥料学报 2023年第6期29卷 991-1001页

作者：刘玉莲陈增明张楠黎烨许士麒尹斌丁维新中国科学院南京土壤研究所/土壤与农业可持续发展国家重点实验室江苏南京210008 中国科学院大学北京100049 南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044

【目的】施用硝化抑制剂是削减农田N_(2)O排放的有效措施,本文研究不同种类硝化抑制剂对土壤N_(2)O排放的影响,为选择高效硝化抑制剂以实现黑土N_(2)O减排提供科学依据。【方法】在黑龙江省东部典型旱作黑土区进行田间试验。设置6个处理... 详细信息

【目的】施用硝化抑制剂是削减农田N_(2)O排放的有效措施,本文研究不同种类硝化抑制剂对土壤N_(2)O排放的影响,为选择高效硝化抑制剂以实现黑土N_(2)O减排提供科学依据。【方法】在黑龙江省东部典型旱作黑土区进行田间试验。设置6个处理:不施氮肥(N0),常规施氮(N_(2)00),减氮20%(N160),减氮20%分别配施硝化抑制剂双氰胺(N160+DCD)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(N160+DMPP)和2-氯-6(三氯甲基)-吡啶(N160+CP)。测定全年土壤N_(2)O排放通量,同步测定土壤温度和含水量以及玉米生长季土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和可溶性有机碳(DOC)含量。【结果】施氮显著提高了土壤NH_(4)^(+)-N含量,且各施氮处理间差异不显著。施用硝化抑制剂处理降低了土壤NO_(3)^(-)-N含量,DCD和DMPP处理的NO_(3)^(-)-N含量接近N0水平。氮肥减施及其配合硝化抑制剂施用对土壤DOC含量影响较小。土壤N_(2)O排放主要发生在玉米生长季(5~10月),占全年N_(2)O排放总量的79%~95%。DCD和DMPP显著降低N_(2)O排放高峰的峰值和频次。N_(2)00处理土壤N_(2)O年累积排放量为3.83 kg/hm^(2),显著高于N0处理的0.76 kg/hm^(2);与N_(2)00相比,减氮20%的N160处理N_(2)O年累积排放量降低了31%(2.65 kg/hm^(2));N160+DCD和N160+DMPP进一步将N_(2)O年排放量降至0.98和1.34 kg/hm^(2),减排效率为63%和49%,而N160+CP的减排效果不明显(2.58 kg/hm^(2))。N160+DCD和N160+DMPP处理N_(2)O排放系数分别为0.14%和0.36%,显著低于其他处理(1.14%~1.53%)。施氮显著增加玉米产量,但是N_(2)00和N160处理单位产量N_(2)O排放强度比N0处理分别增加3.5和2.1倍,而N160+DCD和N160+DMPP处理的单位产量N_(2)O排放强度可降至N0水平【结论】氮肥减施可显著降低旱作黑土N_(2)O排放,减氮配合施用硝化抑制剂DCD和DMPP能够进一步显著降低N_(2)O年排放量。不同硝化抑制剂减排效果差异显著,DCD的减排效率最高,DMPP次之,CP较差。硝化抑制剂施用不影响玉米产量,但DCD和DMPP可显著降低单位产量N_(2)O排放强度。因此,在东北旱作黑土区推荐施用硝化抑制剂尤其是DCD,以减少土壤N_(2)O排放,推动玉米种植业的可持续发展。

关键词：黑土玉米氧化亚氮硝化抑制剂氮肥减量

大兴安岭泥炭地植物叶片碳氮磷含量及其化学计量学特征

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植物生态学报 2018年第12期42卷 1154-1167页

作者：李瑞胡朝臣许士麒吴迪董玉平孙新超毛瑢王宪伟刘学炎天津大学表层地球系统科学研究院天津300072 中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102 江西农业大学林学院南昌330045

叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征为植物养分状况和元素限制性提供依据。为了解不同生活型植物叶片C、N、P化学计量特征的变化,该研究测定、分析了大兴安岭地区18个泥炭地常见的3种草本植物——白毛羊胡子草(Eriophorum vag... 详细信息

叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征为植物养分状况和元素限制性提供依据。为了解不同生活型植物叶片C、N、P化学计量特征的变化,该研究测定、分析了大兴安岭地区18个泥炭地常见的3种草本植物——白毛羊胡子草(Eriophorum vaginatum)、玉簪薹草(Carex globularis)、小叶章(Deyeuxia angustifolia), 5种落叶灌木——柴桦(Betula fruticosa)、越桔柳(Salix myrtilloides)、细叶沼柳(Salix rosmarinifolia)、笃斯越桔(Vaccinium uliginosum)、越桔(Vaccinium vitis-idaea)和3种常绿灌木——杜香(Ledum palustre)、地桂(Chamaedaphne calyculata)、头花杜鹃(Rhododendron capitatum)的叶片C、N、P含量。结果表明:(1)落叶和常绿灌木叶片C、N、P含量总体高于草本植物而C:N、C:P、N:P低于草本植物,说明不同生活型植物具有不同的养分利用策略,灌木叶片C、N、P储存高于草本植物而N、P利用效率低于草本植物;(2)小叶章和头花杜鹃叶片N:P小于10,同时其N含量小于全球植物叶片平均N含量,相比其他植物来说更易受N限制;(3)采样地点解释了叶片C、N、P指标变异的12.8%-40.8%,植物种类对叶片C、N、P指标变异的解释量占9.3%-25.5%;(4)草本植物C、N、P指标的地点间变异系数高于落叶和常绿灌木,草本植物C、N、P指标对地点因素变化的响应较灌木敏感;(5)草本植物N含量种间变异系数高于落叶和常绿灌木,落叶灌木P含量种间变异系数高于草本植物和常绿灌木,草本植物和落叶灌木N、P吸收的种间生理分化较常绿灌木高。

关键词：大兴安岭北方泥炭地植物营养化学计量学

天津咸化湿地土壤碳、氮特征对长期垦殖的响应

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天津师范大学学报（自然科学版） 2017年第1期37卷 63-68,75页

作者：许士麒王义东郭长城娄翼来王中良天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室天津300387 天津师范大学城市与环境科学学院天津300387 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

为了解长期垦殖(超过60 a)对湿地土壤碳、氮特征的影响,以天津2个咸化芦苇沼泽(七里海和大黄堡)和湿地开垦后的农田为样地,通过元素分析法对不同层级的土壤有机碳、全氮含量、碳氮比、层化比率进行分析.结果表明,垦殖前七里海和大黄堡... 详细信息

为了解长期垦殖(超过60 a)对湿地土壤碳、氮特征的影响,以天津2个咸化芦苇沼泽(七里海和大黄堡)和湿地开垦后的农田为样地,通过元素分析法对不同层级的土壤有机碳、全氮含量、碳氮比、层化比率进行分析.结果表明,垦殖前七里海和大黄堡沼泽表层土壤(0~5cm)的有机碳含量、全氮含量、碳氮比、层化比率均远远高于下层土壤,土层深度增加至5~10 cm时,4项指标数值急剧降低,随着土层深度的进一步增加,数值缓慢降低.垦殖后的农田表层土壤的4项指标值远低于沼泽表层土壤,随着土层深度的增加,4项指标在整个土壤剖面上呈缓慢下降趋势,同沼泽相同土层的数值相近.由此可见,湿地表层土壤作为土壤、大气与人类活动相互作用的关键层次,其碳、氮特征对长期垦殖的响应较深层土壤更加敏感.

关键词：滨海湿地咸化芦苇沼泽长期垦殖有机碳全氮

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基于多尺度自适应注意力的图像超分辨率网络

光学精密工程 2024年第6期32卷 843-856页

作者：周颖裴盛虎陈海永许士博河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 河北省控制工程技术研究中心天津300130

针对大多数图像超分辨率重建方法利用单尺度卷积进行特征提取,导致特征提取不充分的问题,提出基于多尺度自适应注意力的图像超分辨率网络。为充分利用各个层次特征中的上下文信息,设计了多尺度特征融合块,其基本单元由自适应双尺度块、... 详细信息

针对大多数图像超分辨率重建方法利用单尺度卷积进行特征提取,导致特征提取不充分的问题,提出基于多尺度自适应注意力的图像超分辨率网络。为充分利用各个层次特征中的上下文信息,设计了多尺度特征融合块,其基本单元由自适应双尺度块、多路径渐进式交互块和自适应双维度注意力依次串联组成。首先,自适应双尺度块自主融合两个尺度的特征,获得了更丰富的上下文特征;其次,多路径渐进式交互块以渐进的方式交互自适应双尺度块的输出特征,提高了上下文特征之间的关联性;最后,自适应双维度注意力自主选择不同维度注意力细化输出特征后,提高了输出特征的鉴别力。实验结果表明,在Set5,Set14,BSD100和Urban100测试集上,本文方法在PSNR和SSIM定量指标上相比于其他主流方法相均有提升,尤其对于纹理细节难以恢复的Urban100测试集,本文方法在比例因子为×4时,相较于现有最优方法SwinIR,PSNR和SSIM指标分别提升了0.05 dB和0.0045;在视觉效果方面,本文的重建图像具有更多的纹理细节。

关键词：超分辨率多尺度特征注意力机制自适应权重渐进式信息交互

融合多尺度特征与注意力的太阳能电池表面缺陷检测

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光学精密工程 2024年第14期32卷 2286-2298页

作者：周颖许士博陈海永刘坤河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 河北省控制工程技术研究中心天津300130

为提高对太阳能电池电致发光(EL)成像各类表面缺陷的检测精度并降低漏检率,提出融合多尺度特征与注意力机制的太阳能电池表面缺陷检测算法CMFAnet。首先,针对太阳能电池表面缺陷尺度跨度大的特点,设计了增强型多尺度特征融合方法,其基... 详细信息

为提高对太阳能电池电致发光(EL)成像各类表面缺陷的检测精度并降低漏检率,提出融合多尺度特征与注意力机制的太阳能电池表面缺陷检测算法CMFAnet。首先,针对太阳能电池表面缺陷尺度跨度大的特点,设计了增强型多尺度特征融合方法,其基本单元由特征对齐模块和特征融合模块串联组成,对于不同语义级别的特征信息,特征对齐模块通过调整它们的尺度,使这些特征更容易融合在一起;其次,针对太阳能电池表面缺陷特征与背景特征相似程度高、几何形状多变的特点,设计了可形变幽灵卷积模块,其基本单元由可形变卷积、多路坐标注意力机制和幽灵卷积(Ghost conv)组成,多路坐标注意力机制优化了可形变卷积中offset的生成,幽灵卷积机制的引入则有效降低了网络模型的计算复杂度。实验结果表明,在光伏电池缺陷异常检测数据集PVEL-AD上,本文方法的平均检测精度(mAP)达91.4%,相较其他主流目标检测网络均有不同程度的提升。

关键词：多尺度特征可形变卷积坐标注意力缺陷检测

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橡胶再生用解交联助剂研究进展

高分子通报 2024年第2期37卷 205-214页

作者：岳欣彦任腾王仕峰许麒上海交通大学化学化工学院上海200240 江苏中宏环保科技有限公司江阴214400

开发高效、低能耗、环境友好的橡胶再生方法对橡胶工业的绿色可持续发展具有重要意义。其中,废旧橡胶再生用解交联化学助剂的选择尤为关键。本文介绍了橡胶的再生机理,并根据作用机理分类,将解交联助剂归纳为自由基类、亲核类、相转移... 详细信息

开发高效、低能耗、环境友好的橡胶再生方法对橡胶工业的绿色可持续发展具有重要意义。其中,废旧橡胶再生用解交联化学助剂的选择尤为关键。本文介绍了橡胶的再生机理,并根据作用机理分类,将解交联助剂归纳为自由基类、亲核类、相转移催化类、烯烃复分解类、催化类与氧化类等6类,总结了各类助剂的作用机理及研究进展,并讨论了其应用技术瓶颈。最后,展望了废旧橡胶再生利用面临的挑战和未来发展方向。

关键词：废旧橡胶再生解交联助剂再生方法

选区激光熔化B_(4)C/Al复合材料的组织与性能

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3239-3247页

作者：邓昀麒胡启耀南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063

为了解决B_(4)C/Al复合材料制备过程中B_(4)C颗粒分布不均、团聚及易与Al基体发生剧烈反应的问题。本文采用选区激光熔化法制备了B_(4)C/Al复合材料,研究了激光功率和Ti元素对B_(4)C/Al复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:B_(4... 详细信息

为了解决B_(4)C/Al复合材料制备过程中B_(4)C颗粒分布不均、团聚及易与Al基体发生剧烈反应的问题。本文采用选区激光熔化法制备了B_(4)C/Al复合材料,研究了激光功率和Ti元素对B_(4)C/Al复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:B_(4)C/Al复合材料的致密度随激光功率的增大先增大后减少,激光功率240 W时致密度达到最大,为94.1%;制备过程中B_(4)C颗粒易与Al基体发生界面反应并且随激光功率增大而增大,形成界面产物Al_(3)BC和Al_(3)B_(48)C_(2)脆性相和微裂纹,导致界面结合性能降低;加Ti的B_(4)C/Al复合材料的致密度提高到95.2%,形成的界面产物TiC和TiB2能有效抑制界面反应,界面清晰完整,结合性能高,复合材料抗拉强度和伸长率分别提高41%、49.3%,拉伸断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂。

关键词：金属基复合材料选区激光熔化 B_(4)C/Al复合材料微观组织界面反应力学性能

尾巨桉林分生长对间伐和修枝响应的分析与预测

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林业科学研究 2024年第2期37卷 48-59页

作者：张士韬欧阳林男陈少雄杨嘉麒中国林业科学研究院速生树木研究所广东湛江524022 南京林业大学林学院江苏南京210037

[目的]探究不同强度的间伐与修枝对尾巨桉林分生长的影响,建立BP神经网络模型并验证模型对间伐和修枝处理下尾巨桉林分生长的预测作用,为尾巨桉的高效经营技术提供理论指导。[方法]以南方国家级种苗示范基地20%、40%和60%间伐与38.18%、... 详细信息

[目的]探究不同强度的间伐与修枝对尾巨桉林分生长的影响,建立BP神经网络模型并验证模型对间伐和修枝处理下尾巨桉林分生长的预测作用,为尾巨桉的高效经营技术提供理论指导。[方法]以南方国家级种苗示范基地20%、40%和60%间伐与38.18%、42.39%和48.18%修枝强度的尾巨桉为对象,在处理后连续7 a调查林分生长指标,计算累积增量,分析不同间伐和修枝处理对林分生长增量的影响,并运用BP神经网络建立了5种林分生长累积增量对间伐和修枝响应的预测模型,以均方根误差、Kappa值和Pearson相关系数对模型预测效果进行对比,判断最优模型。[结果]间伐促使尾巨桉林胸径、冠幅和单株材积的增长,但不促进树高增长和出材量增加,60%间伐的样地尾巨桉胸径和单株材积增量最高,20%间伐的冠幅增量最大,不间伐的树高增量最高。修枝促进尾巨桉胸径增长,对树高和蓄积量增长无影响,38.18%修枝的胸径增量最高,60%间伐+48.18%修枝是处理中有助于尾巨桉林分生长的组合。间伐和修枝均能促进尾巨桉林分径阶分布右偏,但修枝的效果不如间伐显著。综合来看,隐含层节点数为4的尾巨桉BP神经网络模型预测结果的均方根误差最低,Kappa系数和r值最高,可预测7 a内的间伐和修枝效果。[结论]间伐和修枝均显著促进尾巨桉林分生长和径阶分布右偏。高强度间伐和修枝相结合更有助于尾巨桉人工林生长和大径材培育。合理的BP神经网络模型能准确地预测间伐和修枝对林分生长的促进效果,是林分生长预测的优异模型。

关键词：间伐修枝尾巨桉 BP神经网络模型林分生长