河南大学学报(自然科学版)

地理环境与资源开发

  • 作物收获指数遥感估算研究进展

    张喜旺;刘洋;胡金丽;李飞;王中挺;余仕奇;陈梦伟;程钰惠;姜媛媛;张成强;

    收获指数(HI)的生理本质是反映同化产物在籽粒和营养器官之间的分配比例.HI作为重要的作物理化参数,在区域尺度上(如全省或全国尺度)进行精准估算与动态监测,对于优化作物估产模型和提升生产管理水平等均具有重要意义.首先全面分析了国内外开展HI遥感估算的现状,并从生物学角度认知作物HI的形成机制,以及籽粒光合产物的主要来源;进而介绍当前国内外多种HI估算模型及其优缺点和适用性,并总结了研究中存在的主要问题.籽粒形成过程中,“临时库”同化物(TSA)和即时光合产物(IPP)在不同环境条件下对籽粒的交叉影响和可变贡献,导致HI与作物生物量、植被指数等遥感参数的相关性存在不确定性.且TSA和IPP向籽粒转移的遥感响应机制研究尚不透彻,导致现有的HI估算模型没有充分考虑TSA和IPP的影响,是模型估算精度不高且不稳定的主要原因.虽然TSA和IPP的转移过程很难被遥感直接感知,但导致发生转移的外部环境条件和植株状态等可以很容易被遥感掌握.因此,通过农田实验精准把控IPP和TSA转移过程,同时结合遥感协同感知转移条件,研究量化关系,可以减少不确定性,提高估算精度,为在大区域范围内HI遥感精准估算提供理论和方法支持.

    2025年04期 v.55 379-392页 [查看摘要][在线阅读][下载 2105K]
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  • 基于农作物种植结构视角的山东省耕地非粮化驱动因素识别

    沈丹丹;孙丕苓;莫钧雄;李楠;张金烨;

    科学厘清耕地“非粮化”时空格局及驱动因素对稳定粮食生产、保障粮食安全具有重要意义.以山东省为例,基于作物种植结构视角,运用空间自相关、趋势分析及地理探测器等模型方法,探究2000-2020年山东省耕地非粮化时空格局及驱动因素.研究结果表明:(1)山东省耕地非粮化率由2000年的33.54%下降至2020年的23.62%,非粮化程度由中等和较高水平为主转向较低及以下水平为主.(2)山东省耕地非粮化空间上呈现东高西低、南高北低的总体格局,表现出显著的空间正相关性且集聚效应呈现增强态势,耕地非粮化现象主要发生在鲁中南山地丘陵区及半岛丘陵地区.(3)山东省耕地非粮化时空分异主要受到坡度、年平均气温、农村居民可支配收入、人均GDP及城镇化水平等因子的影响.(4)山东省耕地非粮化驱动类型可划分为经济推动型、资源禀赋型、人力资源支持型和自然环境适宜型,其中以资源禀赋型非粮化类型为主.

    2025年04期 v.55 393-406页 [查看摘要][在线阅读][下载 2005K]
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  • 数字经济发展对中国城市PM2.5污染的影响研究

    魏慧斌;柏玲;杨东阳;董冠鹏;张航;

    为了寻求经济发展与环境质量间的平衡,发展数字经济成为促进经济结构优化升级、实现绿色高质量发展的重要抓手.基于中国271个城市2011-2019年的面板数据,通过空间滞后模型与调节效应模型分析数字经济发展对PM_(2.5)污染的影响及其调节机制.结果表明:(1)研究期间数字经济发展水平整体表现为上升趋势,呈现出由“多点式”分布进化到聚集的“组团式”分布,但城市间数字经济发展水平的差异仍然比较突出;整体上PM_(2.5)污染有所改善,城市间PM_(2.5)污染水平在空间上存在着正相关性.(2)数字经济发展能够显著抑制本地及周边城市PM_(2.5)污染,且产业结构升级的调节作用会增强数字经济对PM_(2.5)污染的负向影响,并通过了稳健性检验.(3)空间异质性分析发现,不同数字经济发展水平的城市,在产业结构升级的调节作用下,数字经济对PM_(2.5)污染的改善作用存在异质性.

    2025年04期 v.55 407-419页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K]
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  • 网络关注度视角下的“淄博烧烤热”时空特征及影响因素

    徐婉儿;黄建毅;苏飞;侯娅茸;

    当前以互联网为代表的现代信息技术正在加速旅游业的“蝶变”,并助力旅游市场迅猛发展.在各类传播媒介的推动下,网络已经成为众多游客获取旅游信息的首要途径,众多网红餐厅、网红景点和网红城市应运而生,成为拉动地方旅游经济的催化剂.然而,面对突如其来的爆红,如何抓住机遇实现地区长期的可持续发展成为社会各界关注的焦点议题.以淄博烧烤热为切入点,以百度指数为基础数据,爬取了2023年3月12日至11月1日中国31个省域对淄博烧烤的网络关注指数,对淄博烧烤网络关注度的时空特征和影响因素进行定量分析.结果表明:(1)淄博烧烤热度经历了爆发期、降温期和平稳期3个阶段,与传统旅游城市关注度相比,其爆发期持续时间相对较短但强度大,结合关注度变化趋势,爆发期为3-4月,降温期为4-6月,平稳期为6-10月;从周内分布情况来看,周五与周日网络关注度达到顶峰,周一为次高峰.相比较而言,黄金周内分布具有显著的“前兆效应”.(2)从空间分布与演进特征来看,爆发期淄博烧烤网络关注度的空间分布具有显著的东西分异特征,主要集中在经济发达的东部地区,但随着时间推移其影响范围扩大到全国;进入平稳期后,网络关注度的空间分布趋于均匀状态,区域差异逐渐缩小.(3)通过地理探测器分析发现,淄博烧烤热的时空分异格局是经济发展水平、教育发展水平、人口数量规模和交通发达程度等多因素共同作用的结果,其中地区GDP的影响力最显著,高校数量、在校大学生数量、网民规模和年末常住人口数也是核心影响因素.值得注意的是,地理距离因子与其他因子交互作用的影响力在3个时期均位于首位,表明淄博烧烤的传播模式是在跳跃式扩散和距离衰减规律交互作用下形成的,淄博烧烤的走红为淄博带来了更高的知名度,成功为淄博打造了旅游新名片.

    2025年04期 v.55 420-432页 [查看摘要][在线阅读][下载 1477K]
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  • 近61 a河南省气候干湿状况时空分异及影响因素研究

    张志高;邓童瑶;郭可欣;胡柱钰;贾梦薇;李华勇;于林松;唐倩玉;蔡茂堂;

    利用1960-2020年河南省气象站点逐日气象资料,基于湿润指数,辅以Morlet小波分析、相关分析和R/S分析等方法,对河南省湿润指数时空变化特征、影响因素及未来趋势进行了分析与评估.结果表明:1960-2020年河南省湿润指数平均为0.75,处于半湿润状态.全省夏季湿润指数最大(1.00),其次为秋季(0.83),春季(0.52)和冬季(0.45).变化趋势上,春季和秋季湿润指数呈小幅下降趋势,夏季和冬季湿润指数呈波动上升趋势.小波分析表明,河南省湿润指数存在28 a左右的主周期变化及8 a和3 a左右的次周期变化.空间上,河南省春、夏和冬季与年湿润指数均呈东南向西北递减的趋势,秋季湿润指数由西南向东北递减.河南省湿润指数与日照时数和潜在蒸散量呈极显著的负相关,与相对湿度和降水量呈极显著的正相关.河南省年湿润指数的Hurst值为0.49,表明河南省年湿润指数呈很弱的反持续性特征,四季的Hurst指数均大于0.5,说明未来河南省年、夏季和冬季气候将继续变干,春季和秋季气候将继续变湿.

    2025年04期 v.55 433-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 1634K]
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化学与化工

  • 机器学习在电催化剂设计中的应用进展

    宋柯含;刘乐园;李园园;

    随着全球对清洁能源需求的不断增长,电催化技术在能源转换和存储方面的重要性日益凸显.在水电解制氢、电催化二氧化碳还原和氨合成等过程中,催化剂的设计成为研究的热点.然而,传统实验试错法效率低下且成本高昂,限制了新材料的发展速度.在此背景下,机器学习作为一种新兴工具,为加速电催化剂的高效设计与性能优化提供了新途径.本综述聚焦于机器学习在电催化剂设计中的应用进展,探讨了从理论模拟到实验数据驱动的研究方法,并分析了不同类型的材料如金属/合金、单原子/双原子以及其他类型催化剂的应用案例.基于对当前研究进展的系统梳理,本综述强调了机器学习在加速电催化剂理性设计和性能优化方面的巨大潜力,同时展望了其对未来清洁能源发展的重要推动作用.

    2025年04期 v.55 442-452页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K]
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  • ZIF-67尺寸效应对杂环类香料吸附和缓释性能影响的研究

    吴成春;宋祖国;杨建礼;曹稳;肖梦兰;朱冰;崔冰;赵铭钦;

    杂环类香料具有独特的香气,可改善产品风味,但挥发度高、难储存的特点,大大限制了其广泛的应用.以3-乙酰基吡啶为代表性杂环香料,合成了具有300、700和1 700 nm粒径的ZIF-67材料,考察ZIF-67尺寸效应对杂环香料吸附和缓释性能的影响.研究发现,3种ZIF-67材料具有不同的微孔结构和孔道环境,与3-乙酰基吡啶发生不同的相互作用,导致吸附和释放行为的差异.ZIF-67-300具有较大的比表面积和孔体积,表现出最佳的吸附能力(1 083.7 mg·g~(-1)),并且在室温放置20 d后仍有62.2%的香料保留率.通过热重和红外谱图,证明了ZIF-67-300与3-乙酰基吡啶有较强的相互作用,可以有效减慢3-乙酰基吡啶的释放.结合释放动力学模型分析,发现其释放行为符合Korsmeyer-Peppas模型,孔道扩散是3-乙酰基吡啶在ZIF-67材料上释放的限速步骤.

    2025年04期 v.55 453-460页 [查看摘要][在线阅读][下载 1202K]
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建筑环境与结构

  • 滚刀结构对微波辅助破岩效率的影响研究

    杜林;温森;孔庆梅;张敏;

    为探究滚刀结构对微波辅助破岩效率的影响,以花岗岩在微波前后的温度变化、强度损伤和裂纹特征为依据,采用离散元程序(PFC2D)建立微波辅助TBM双刃滚刀破岩模型,从滚刀法向力、裂纹扩展和破岩效率对不同刃形和刃宽的滚刀进行破岩效果分析.结果表明:在贯入度16 mm和刀间距180 mm范围内,滚刀平均法向力和平均破岩比能随着滚刀刃宽的增加而增加,且相同刃宽时,弧形滚刀的平均法向力、岩体破碎面积和破岩比能均小于锥形滚刀;弧形滚刀和锥形滚刀在微波辅助破岩时产生的损伤裂纹均以垂直于滚刀贯入方向的侧向裂纹为主,随着刃宽的增加,岩体底部在滚刀挤压作用下产生沿滚刀贯入方向的纵向裂纹,其中,锥形滚刀产生的裂纹效果更为显著;综合破岩效率和耐磨性能的考虑,选用弧形截面、刃宽18 mm、刀间距90 mm的双刃滚刀与微波进行联合破碎此类硬岩较为合理.

    2025年04期 v.55 461-475页 [查看摘要][在线阅读][下载 2413K]
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  • 基于抗剪强度指标对地聚物砂浆浆体可打印性能的表征分析

    贺东青;王笑阳;李婵婵;

    基于砂浆浆体抗剪强度指标黏聚力和内摩擦角与其流变参数存在一定的相关性的研究成果,采用直剪试验测试不同配比下的抗剪强度,探明水玻璃模数、碱含量、电石渣掺量、溶胶比和骨胶比对地聚物砂浆浆体黏聚力和内摩擦角的影响规律.并根据可打印性测试结果提出满足3DPC可打印性的抗剪强度指标范围,分析其与浆体流动度和可打印参数之间的相关性.结果表明:(1)水玻璃模数主要影响地聚物砂浆的黏性,碱含量和电石渣掺量则影响地聚物砂浆的凝结硬化速度;(2)黏聚力和内摩擦角随着溶胶比的增大而减小,随着骨胶比的增大而增大;(3)当黏聚力在2.25~5.7 kPa,内摩擦角在44.71°~49.72°时,浆体存在较好的打印性;(4)黏聚力和内摩擦角与流动度和可打印性参数呈非线性相关.

    2025年04期 v.55 476-487页 [查看摘要][在线阅读][下载 1396K]
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  • 钢梁-混凝土楼板连接节点抗剪性能研究

    马少春;阎黄钰瑞;鲍鹏;

    为了解决装配式建筑实际工程中遇到的操作空间狭小.不方便施工等棘手问题.提出了一种新型的采用焊接螺母螺栓钉连接节点,并对其进行了构造设计及试验研究.分别设计了3个螺栓钉试件和3个剪力钉对比试件.通过开展试验研究了2类试件的破坏模式、荷载-滑移曲线、应变分析、刚度变化规律等;另外,还与普通螺栓钉连接方式进行了对比分析.结果表明:螺栓钉连接节点与普通连接件受力规律相似,抗剪性能良好.试件最终破坏的根本原因是在螺栓钉或剪力钉根部被剪断.螺栓钉连接节点承载力及延性略有折减,但刚度等其他指标具有一定优势.建议在螺栓杆直径、螺母直径及厚度、混凝土标号等方面进行优化,可有效提高其整体指标.

    2025年04期 v.55 488-495页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K]
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  • 基于DEMATEL-ISM的公路机电安装绿色施工成本影响因素研究

    周鹏玉;顾浩宇;徐鸿伟;于英霞;梁斌;

    以新伊高速公路机电安装工程为依托,从环境、生产、技术和管理因素角度出发,考虑各个因素之间的交互作用,构建出公路机电安装绿色施工成本影响因素评价体系,利用实验室决策分析法对因素的影响度、被影响度、中心度和原因度进行计算,分析各因素的因果属性;运用解释结构模型方法划分系统层次结构,建立递阶层级结构模型,对影响因素进行分析并提出成本控制措施.研究结果表明:利用建立的DEMATEL-ISM模型可将评价体系中的因素分为6个原因因素和9个结果因素,并将评价体系因素分为5个层级,对影响显著的成本因素进行分析,采取控制措施后,项目总成本节约1 288.7万余元.模型分析结果与新伊高速公路机电安装绿色施工成本控制现场实际情况一致,为类似机电安装工程绿色施工成本控制提供理论支持.

    2025年04期 v.55 496-504页 [查看摘要][在线阅读][下载 1148K]
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