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黑龙江省“三生空间”转型及其碳效应

土壤通报 2024年第4期55卷 901-911页

作者：周宇张余王琴迟淦文姜博东北农业大学公共管理与法学院黑龙江哈尔滨150030

【目的】探究黑龙江省“三生空间”转型及其碳效应,为黑龙江省区域可持续发展提供科学依据。【方法】收集2000、2005、2010、2015和2020年共5期的相关数据资料,构建“三生空间”分类体系,采用“三生空间”动态度指数、转移矩阵以及重心... 详细信息

【目的】探究黑龙江省“三生空间”转型及其碳效应,为黑龙江省区域可持续发展提供科学依据。【方法】收集2000、2005、2010、2015和2020年共5期的相关数据资料,构建“三生空间”分类体系,采用“三生空间”动态度指数、转移矩阵以及重心模型分析空间转型特征,通过InVEST模型分析碳储量变化。【结果】“三生空间”呈现对称格局,生产空间保持持续增长趋势,生活空间维持稳定增长趋势,生态空间呈现骤减弱增趋势;“三生空间”转型特征总体呈现前期剧烈变化,中期波动变化,后期缓慢变化特征,林地生态空间以及农业生产空间转型规模较大,工矿生产空间转型最为剧烈;碳储量规模整体呈现“N”型波动变化,研究期内共减少30.02 Tg,且碳储量低值区范围逐渐缩小;碳储量变化受“三生空间”转型的深刻影响,生产空间与生态空间的转换主导碳储量变化,且生产空间逐渐成为碳储量增加的另一支柱空间。【结论】黑龙江省逐渐由空间转型冲突阶段过渡到缓和阶段,应保持生产空间稳定,优化生活空间布局,促进三生空间协调发展,持续提升区域固碳增汇能力。

关键词：三生空间土地利用碳储量黑龙江省

东北典型黑土区耕地侵蚀沟形态系统分类方法构建

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农业工程学报 2024年第14期40卷 53-61页

作者：李全峰李吉程于明鹏张鹏东北农业大学公共管理与法学院哈尔滨150030 黑龙江省土地遥感大数据技术创新中心哈尔滨150030 广东国地规划科技股份有限公司广州510000 长安大学土地工程学院西安710054

侵蚀沟形态分类是认识其发展现状和潜在危害的重要方法,探究耕地侵蚀沟形态分类特征和分布特征对把握耕地侵蚀沟防治重点,预防坡耕地水土流失具有重要意义。针对现有侵蚀沟形态分类体系指标获取难、分类结果不完整等问题,利用遥感解译数... 详细信息

侵蚀沟形态分类是认识其发展现状和潜在危害的重要方法,探究耕地侵蚀沟形态分类特征和分布特征对把握耕地侵蚀沟防治重点,预防坡耕地水土流失具有重要意义。针对现有侵蚀沟形态分类体系指标获取难、分类结果不完整等问题,利用遥感解译数据,根据系统分类和信息科学理论,结合东北黑土区现实需求,构建了耕地侵蚀沟系统分类方法,并在典型黑土耕作区海伦市进行了验证。结果表明:1)海伦市耕地侵蚀沟具有小面积、大宽度、短长度的特点,Ⅰ类和Ⅱ类为数量最多的一级分类;Ⅱ类四等微型沟(Ⅱ4T)和Ⅱ类四等小型沟(Ⅱ4S)在二级和三级分类中数量居多,易通过高标准农田建设进行治理。2)地形要素下耕地侵蚀沟形态分布差异明显,需要特别关注在高程180~<240 m,坡长35~<55 m,坡度2°~6°,西南坡区域内的Ⅰ4T、Ⅱ4S、Ⅱ4T等发育程度较低的侵蚀沟向更高发育程度的Ⅳ4M、Ⅴ4M等类型转变,建议结合农田建设及时采取综合防治措施,以防止耕地侵蚀沟的潜在破坏。3)构建的“类+等+型”耕地侵蚀沟分类定级方法,兼顾指标的易获取性和方法的易操作性,能够精准、直观地揭示耕地侵蚀沟的形态特征及其危害情况,可为侵蚀沟和黑土耕地的协同综合治理提供方法借鉴。

关键词：侵蚀分类遥感形态特征耕地东北黑土区

基于超效率SBM模型的东北三省城市土地利用效率时空差异及影响因素

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水土保持研究 2024年第1期31卷 408-416页

作者：潘莹莹姜博李梦珍刘新阳东北农业大学公共管理与法学院哈尔滨150030

[目的]探究东北三省城市土地利用效率时空差异及影响因素,为东北三省和其他欠发达地区的城市高质量发展和优化国土空间格局提供借鉴参考。[方法]运用超效率SBM模型、非参数核密度估计以及Tobit回归模型对2010—2020年东北三省城市土地... 详细信息

[目的]探究东北三省城市土地利用效率时空差异及影响因素,为东北三省和其他欠发达地区的城市高质量发展和优化国土空间格局提供借鉴参考。[方法]运用超效率SBM模型、非参数核密度估计以及Tobit回归模型对2010—2020年东北三省城市土地利用效率时空差异及影响因素进行分析。[结果](1)从时间演变特征来看,东北三省城市土地利用效率均值呈显著上升趋势,但整体水平不高;从空间演变特征来看,区域差异显著,低值区城市数量大幅度减少,高值区城市增多,高值区城市分布范围从黑龙江覆盖至东北三省全域。(2)从时序动态演进特征来看,研究期间不同时段内三大省份城市土地利用效率的极化程度、效率差异和发展水平都呈现出不同的动态演进特征。(3)从影响因素分析来看,各变量对辽宁、吉林、黑龙江三省城市土地利用效率的影响程度和作用方向有所差异,人力资本、科教支出、经济发展水平、对外开放程度、产业结构、交通基础设施和城镇化率具有促进作用,环境规制具有抑制作用。[结论]实现城市高质量发展和土地集约高效利用,各城市应因地制宜、因城施策,从刺激经济增长、产业结构优化升级、优化营商环境、做好人才和资金引进工作等方面系统推进。

关键词：城市土地利用效率时空差异 Super-SBM 东北三省

减氮配施生物炭对土壤肥力和水稻产量的补偿效应与机制

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农业机械学报 2024年第9期55卷 391-401,469页

作者：刘慧焦岩窦婉毓张文龙裴巍东北农业大学文理学院哈尔滨150030 东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点实验室哈尔滨150030 东北农业大学工程学院哈尔滨150030

氮素是水稻生长所必需的营养元素。为了提高产量往往过量施加氮肥,这不仅导致氮肥利用率低,还破坏了土壤质量,减少氮肥施用则会导致水稻减产。为探究土壤改良剂(生物炭)能否补偿减氮带来的负面影响,本研究采用盆栽试验,设置常规施氮(氮... 详细信息

氮素是水稻生长所必需的营养元素。为了提高产量往往过量施加氮肥,这不仅导致氮肥利用率低,还破坏了土壤质量,减少氮肥施用则会导致水稻减产。为探究土壤改良剂(生物炭)能否补偿减氮带来的负面影响,本研究采用盆栽试验,设置常规施氮(氮肥施用量110 kg/hm^(2),CK)、减氮10%(C1)及减氮10%条件下配施2.5%生物炭(C2)和5%生物炭(C3)4个处理,探讨在减少氮肥使用条件下生物炭对土壤肥力及水稻产量的补偿效应及机制。结果表明:减氮10%对土壤综合肥力无显著影响,施加生物炭可有效地提高土壤肥力,且添加5%生物炭对土壤肥力的提升效果优于添加2.5%生物炭。减氮10%导致水稻产量显著降低,而生物炭施加可一定程度补偿减氮造成的减产,其中添加2.5%生物炭对水稻产量的补偿效果优于添加5%生物炭,但仍未恢复到常规施氮水平。采用结构方程探究减氮和施加生物炭条件下水稻产量的驱动因素,结果表明,减氮配施生物炭通过改变土壤pH值、全钾含量、铵态氮含量和硝态氮含量,进而直接或间接影响水稻产量,其中铵态氮含量和硝态氮含量是主要的调控因子,其不仅直接影响水稻产量,还可通过调控每穗粒数、有效穗数和千粒质量间接影响水稻产量的形成;pH值和全钾含量对水稻产量有负面效应。本研究可为东北黑土区水稻种植业化肥减量和生物炭的高效利用提供科学依据。

关键词：水稻产量土壤肥力减氮生物炭结构方程模型

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船舶撞击下弧形钢闸门的动力分析

哈尔滨工程大学学报 2024年第7期45卷 1297-1304页

作者：张中昊单立博汪可欣吴谦东北农业大学水利与土木工程学院黑龙江哈尔滨150030 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

针对撞击过程中闸门损伤的瞬时多变性等问题,本文采用有限元法模拟船舶撞击弧形钢闸门。利用ANSYS建立船与闸门的接触模型,采用LS-DYNA3D进行有限元仿真分析。研究了不同速度和船舶质量的船舶撞击力,不同工况下闸门的位移、等效应力和... 详细信息

针对撞击过程中闸门损伤的瞬时多变性等问题,本文采用有限元法模拟船舶撞击弧形钢闸门。利用ANSYS建立船与闸门的接触模型,采用LS-DYNA3D进行有限元仿真分析。研究了不同速度和船舶质量的船舶撞击力,不同工况下闸门的位移、等效应力和等效塑性应变以及撞击过程中的能量特征曲线。根据闸门受力特点布置压杆,研究其对支臂的保护作用。计算结果表明:支臂和面板是受到闸门结构安全防护的重点部件,在支臂的分叉点与纵梁翼缘上均匀布置压杆,能够吸收撞击动能,减少闸门损伤。仿真模拟结果展现了船舶与弧形钢闸门碰撞全过程,为闸门的设计和制作提供了真实可靠的数据,也对现有闸门的加固提供了参考。

关键词：弧形钢闸门有限元法撞击力位移应力弹塑性能量压杆

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双蛋白奶发酵乳饮料制备工艺研究

农产品加工 2024年第3期 59-62,67页

作者：马子涵张英睿袁紫旭刘双奇东北农业大学食品学院黑龙江哈尔滨150030

以混合蛋白粉、乳粉、白砂糖为原料,研制双蛋白奶发酵乳饮料。在单因素试验基础上采用L_(9)(3^(4))正交试验研究大豆-乳清蛋白比例、乳粉添加量、白砂糖添加量对双蛋白奶发酵乳饮料感官品质的影响,得到最佳配比的双蛋白奶发酵乳饮料配... 详细信息

以混合蛋白粉、乳粉、白砂糖为原料,研制双蛋白奶发酵乳饮料。在单因素试验基础上采用L_(9)(3^(4))正交试验研究大豆-乳清蛋白比例、乳粉添加量、白砂糖添加量对双蛋白奶发酵乳饮料感官品质的影响,得到最佳配比的双蛋白奶发酵乳饮料配方。以感官评价为主要评价指标优化双蛋白奶发酵乳饮料配方参数,最终确定双蛋白奶发酵乳饮料的最佳配方为乳清蛋白与大豆蛋白配比5∶1,乳粉添加量13%,白砂糖添加量6%,在此配方下,双蛋白奶发酵乳饮料的感官评价为92分,具有质地细腻、营养丰富、口感良好的特点。为双蛋白奶发酵乳饮料新品种的研发提供理论依据,商品化开发价值较好。

关键词：双蛋白单因素试验正交试验发酵乳饮料

黑龙江省西部半干旱区生态安全格局构建与优化

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环境科学 2024年

作者：贾朝阳付强崔嵩东北农业大学水利与土木工程学院东北农业大学松花江流域生态环境保护研究中心

构建生态安全格局是保护生物多样性和维持生态系统服务的关键举措。当前，生态安全格局构建的研究多聚焦于自然保护区或特定土地利用类型作为生态源地的分析，而忽略了生态源地间潜在生态服务连通性和稳定性的影响。基于此，以黑龙江省... 详细信息

构建生态安全格局是保护生物多样性和维持生态系统服务的关键举措。当前，生态安全格局构建的研究多聚焦于自然保护区或特定土地利用类型作为生态源地的分析，而忽略了生态源地间潜在生态服务连通性和稳定性的影响。基于此，以黑龙江省西部半干旱区为例，提出了结合生态系统服务与形态学空间格局分析的生态源地识别方法，通过综合考量研究区的自然地理条件与人为活动因素构建阻力面，并采用电路理论划定生态安全格局，进一步利用复杂网络理论对生态网络进行优化以提升生态安全性。结果表明：①研究区生态系统服务呈现明显的空间异质性，2000年、2010年和2020年重要等级生态系统服务的面积分别为78716、84267和82849 km2，占区域总面积的比例依次为50.21%、53.75%和52.85%；②研究区生态源地的景观破碎化程度较高，生态源地面积占研究区总面积的23%以上，在阻力面空间分布方面，中部地区生态阻力较高，而东部林地则相对较低，2000年、2010年和2020年生态阻力面的平均阻力值分别为2.15、2.07和2.17；③生态廊道的空间分布同样具有强烈的空间异质性，通过增设潜在生态廊道可有效增强生态网络的稳定性和连通性，基于复杂理论对生态廊道进行优化并提出了“一带、两区、多岛、一中心”的生态安全格局。研究结果不仅为区域生境质量恢复与空间布局优化提供新的视角与策略，也可为省域生态系统可持续发展提供科学依据。

关键词：生态安全格局电路理论生态系统服务形态学空间格局分析(MSPA) 复杂网络理论黑龙江省西部半干旱区

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农田系统中兽用抗生素污染特征及生态效应

东北农业大学学报 2024年第4期55卷 85-98页

作者：崔嵩洪嘉轩张福祥刘志琨东北农业大学水利与土木工程学院国际持久性有毒物质联合研究中心哈尔滨150030 东北农业大学松花江流域生态环境保护研究中心哈尔滨150030

兽用抗生素(Veterinary antibiotics,VAs)作为一类抗菌药物,常用于治疗动物细菌感染及畜禽促生长,其使用量已超过全球抗生素使用总量70%。VAs进入农田后产生的生态危害和健康风险引起广泛关注。分析农田系统中VAs来源、环境行为及生物危... 详细信息

兽用抗生素(Veterinary antibiotics,VAs)作为一类抗菌药物,常用于治疗动物细菌感染及畜禽促生长,其使用量已超过全球抗生素使用总量70%。VAs进入农田后产生的生态危害和健康风险引起广泛关注。分析农田系统中VAs来源、环境行为及生物危害,结果表明,VAs主要通过有机肥施用及污水灌溉等途径进入农田系统,其环境行为会受自身理化性质及环境因素共同影响,导致吸附能力、迁移速率、半衰期等指标呈差异性特征,其生物活性还受土壤微生物、动物及作物富集影响。研究对农田系统中VAs污染特征及其生态效应作系统性综述,分析当前研究存在的不足,为后续相关研究工作提供参考借鉴,同时为保障农业水土资源可持续利用和粮食安全提供科学依据。

关键词：农田系统兽用抗生素污染来源环境行为生态效应

非圆齿轮-连杆组合式水稻钵苗膜上移栽机构优化设计与试验

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农业机械学报 2024年第8期55卷 63-70页

作者：辛亮王明成张浩孙国玉王航庄智圆东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为实现机械化一体式水稻钵苗膜上移栽要求,提出非圆齿轮-连杆组合式行星轮系移栽机构,用一套机构实现取苗、送苗、破膜挖穴和栽植4个工序协同配合作业,满足水稻钵苗膜上移栽所需的轨迹与姿态要求。对移栽机构进行理论分析并建立运动学模... 详细信息

为实现机械化一体式水稻钵苗膜上移栽要求,提出非圆齿轮-连杆组合式行星轮系移栽机构,用一套机构实现取苗、送苗、破膜挖穴和栽植4个工序协同配合作业,满足水稻钵苗膜上移栽所需的轨迹与姿态要求。对移栽机构进行理论分析并建立运动学模型,结合优化目标,基于Matlab GUI平台开发了数字可视化优化设计软件,通过人机交互获得1组满足移栽要求的机构参数。根据优化参数对机构开展结构设计与三维建模,通过ADAMS软件完成了虚拟样机仿真验证。研制了水稻钵苗膜上移栽机构物理样机与多功能试验测试台架,开展了移栽机构在空转和带苗状态下运动学特性和工作性能试验,结果表明,理论轨迹、虚拟样机仿真轨迹和物理样机台架试验轨迹在误差允许范围内保持一致,验证了移栽机构设计的一致性与正确性,性能试验结果:取苗成功率为94%,移栽成功率为92.36%,栽植株距变异系数为2.67%,满足移栽作业要求,验证了水稻钵苗膜上移栽机构设计的合理性与可行性。

关键词：水稻钵苗膜上移栽齿轮-连杆组合机构非圆行星轮系优化设计