mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
纳米流体Rayleigh-Benard自然对流形成及换热的数值模拟

为了更好地了解纳米流体Rayleigh-Benard(RB)自然对流的形成及换热,该文采用多相流模型,对矩形腔体内的流体进行数值模拟,得到纳米流体RB自然对流形成过程中的换热及纳米粒子体积份额、粒子种类、粒径和基液因素对换热的影响。结果表明:RB对流在形成过程中表现换热系数的非线性特性,它是重力、流体黏滞力和浮升力共同作用的结果。当瑞利数小于6×10~6时水的换热效果好,而当瑞利数大于6×10~6时纳米流体换热效果更好;纳米流体粒子体积份额增大,换热逐渐减弱;纳米粒子粒径小的换热效果好,而且金属纳米粒子比同元素金属氧化物纳米粒子换热效果更好。基液物性参数的综合比较结果是换热的衡量标准;同时对比了体积份额、粒径、基液和粒子种类对强制对流换热和自然对流换热的影响效果。
以叶轮起旋的气液两相螺旋流摩擦阻力特性实验研究

该文对以叶轮起旋的水平管内气液两相螺旋流的摩擦阻力压降特性进行了实验研究,水平实验管段为内径23 mm,长度为2 m的有机玻璃管,实验工质为空气和水,气相折算速度为0 m/s–3 m/s,液相折算速度为0 m/s–1.5 m/s。主要研究了流速以及叶轮参数对压降的影响,对比分析了气液两相非旋流与气液两相螺旋流的压降特点,实验结果表明:流体流速是管内摩擦阻力特性的重要影响因素,随着气相折算速度的增大,管内压降逐渐增大。叶轮参数对压降亦有较大影响,随着起旋角度的增大或者随着叶片面积的减小,压降均有逐渐变大的趋势。与气液两相非旋流相比,气液两相螺旋流的压降进一步增大;且随着气相折算流速的增加,螺旋流的压降增大速度要高于非旋流。最后,基于Lockhart和Martinelli方法,根据实验数据建立了气液两相螺旋流压降计算模型,研究结果表明理论值与实验测量值吻合较好。
谱反演拓频处理技术在车排子地区白垩系储层描述中的应用

由于受分辨率的影响,基于原始地震资料对薄储层的描述难度较大,故需对叠后资料进行拓频处理。常规反褶积难以对反射系数和子波两个主要因素进行质量控制,而谱反演得到的反射系数数据体可通过井上精细标定的声波曲线进行精确质量控制,并与构建的零相位宽频子波褶积获得拓频数据体,具有更好的保幅性。该方法在准噶尔盆地西缘车排子地区白垩系薄储层描述中应用取得了预期效果。预测结果显示:靶区白垩系砂体厚度为3 m左右,垂向上主要发育在呼图壁组底部,平面上近岸区域砂体规模较大,远岸区域单砂体面积为2 km~2左右;通过精细刻画靶区砂体分布,揭示了以滨浅湖沉积为主局部扇三角洲的沉积特征,这些认识与现有地质认识一致。
不同沉积物无溶剂纳米石墨烯流体/环氧树脂复合材料阻燃性能对比

分别以沉积碳纳米管(MWCNTs)和羟基锡酸锌的石墨烯片层(GNS)纳米粒子为核、表面活性剂KH560为颈状层、聚醚胺M2070为冠状层,制备了无溶剂(GNS-MWCNTs)@M2070流体及无溶剂(GNS-ZHS)@M2070流体。将质量分数为2.0wt%的两种无溶剂纳米流体分别加入环氧树脂(EP)中,制备了无溶剂(GNS-MWCNTs) @M2070/EP和(GNS-ZHS)@M2070/EP复合材料,并对其热性能和阻燃性能进行研究。锥形量热测试结果表明,纯EP、(GNS-MWCNTs)@M2070/EP、(GNS-ZHS)@M2070/EP的火焰增长速率(FIGRA)值分别为3.682, 3.118和4.391kW(m~2·s)~(-1),同时,相比(GNS-MWCNTs)@M2070/EP,含有(GNS-ZHS)@M2070的EP基复合材料较纯环氧树脂具有更低的生烟速率(SPR)、生烟总量(TSR)和一氧化碳释放量(COP)值,说明沉积有羟基锡酸锌的石墨烯片层纳米粒子为核的无溶剂纳米流体对提高环氧树脂阻燃性能更为有效。
稠油油藏CO_2吞吐合理吞吐轮次

冀东油田高浅北区稠油油藏高含水油井自2010年底实施CO_2吞吐控水增油以来,取得良好效果。但首轮吞吐失效后,面临吞吐增油量逐轮减少、换油率下降、吨油成本不断上升的问题。为了有效提高吞吐措施效果,在明确CO_2吞吐控水增油机理和主要注采参数优化的基础上,以高浅北区某典型底水稠油油藏为例,考虑不同构造位置、水平井轨迹差异及不同采出程度,进行CO_2吞吐合理吞吐轮次数值模拟研究。研究表明:多轮吞吐效果主要受构造位置、井轨迹及含油饱和度的影响,高部位物性好的油井实施5轮次吞吐效果较好;腰部采出程度相对较低的油井可实施4轮吞吐;采出程度相对较高的油井、边部中部位油井可实施3轮次吞吐。矿场实践证实,该方法可减少无效措施工作量,实现多轮吞吐经济效益最优化。
考虑弹塑性变形机制的储层天然裂缝闭合模型

针对裂缝闭合模型中存在的不足,提出一种新的弹塑性裂缝闭合模型。该模型基于经典接触力学理论,作出微凸体由弹性压缩首先转化为弹塑性压缩,最终转化为塑性压缩的过程是连续且光滑的假设。引入样板函数,对微凸体的完全弹性和完全塑性的压缩状态进行衔接,并推导出微凸体压缩过程中的状态方程。在此基础上,采用微凸体概率分布理论,导出裂缝复合表面与光滑平面之间的接触面积、平均接触压力、法向应力和裂缝闭合量之间的函数关系式。将建立的模型同完全弹性和完全塑性模型进行对比,结果表明新模型能够良好地描述裂缝闭合时上下两表面接触面积和平均接触压力的变化规律,同时对于法向应力对裂缝闭合的影响更加符合直觉和实验观察,能够合理地描述裂缝的闭合规律。
离心法测定黏土稳定剂防膨率的影响因素

针对离心法测定防膨率过程中存在误差较大(允许误差5%)、精度不高等问题,研究了膨润土的种类、烘干温度、粒径、超声处理与否和静置时间对防膨率测定结果的影响。实验结果表明:不同类型的膨润土由于所含黏土矿物种类、含量不同,相同条件下其水化膨胀体积和测定的防膨率差异较大;烘干温度为100 ℃时测定的防膨率平均相对偏差和最大极差较小;不同粒径范围的黏土颗粒测定的防膨率差异较大,但相对平均偏差和最大极差差异不大;超声作用提高了使用不同粒径黏土测定的防膨率数值,但测定的稳定性较差;将黏土在蒸馏水中静置分散2 h,黏土颗粒基本膨胀完全,能够满足实验要求。通过选用四种常用黏土稳定剂用离心法测定防膨率并与页岩膨胀仪法的测定结果进行比较,最终确定,离心法测定黏土稳定剂防膨率可选用精质新疆土,烘干温度为100 ℃,粒径范围为200~300目,不经过超声处理,蒸馏水中静置2 h,平均相对误差和最大极差较小。
隆鄂尼地区油砂地质及地球化学特征

通过对隆鄂尼地区油砂的孔隙度及含油率进行统计,研究了隆鄂尼地区油砂地质特征。研究发现,研究区为低孔超低渗储层,与国内典型油砂矿相比含油率较高、油气保存条件好,是油砂勘探开发有利区域。选取12件隆鄂尼地区LK-5井的油砂样品进行色谱-质谱分析,进一步了解研究区地化特征。实验结果表明:隆鄂尼地区油砂受到微生物降解,降解程度属1级;油砂与源岩母质类型相关性好,母质来源于海相有机质,母质类型属混合源,且高等植物的贡献较大;油砂样品的有机质沉积环境为咸水还原海相环境;油砂油达到成熟阶段。研究成果为隆鄂尼地区油砂资源评价提供了科学依据。
气藏束缚水饱和度实验测试与机理

气藏在开发过程中普遍产水,不同渗透率砂岩储层含水饱和度是气藏产能评价的重要依据。采用气水相对渗透率测试与铸体薄片、高压压汞等实验相结合的方法,测试渗透率为(0.013~14.22)×10~(-3) μm~2的砂岩岩心的相对渗透率,并获得其孔隙结构参数。结果表明:岩心渗透率越大,则束缚水饱和度越低,但不同渗透区间,束缚水饱和度的变化幅度不同;岩心的孔隙与喉道发育越好,束缚水饱和度越低。机理认识有助于制定含水气藏合理工作制度与开发方案。
分段压裂水平井非稳态渗流产能分析

应用Green函数和Newman积原理,考虑裂缝导流能力随时间衰减因素和多条裂缝间干扰因素,推导出分段压裂水平井非稳态条件下的产能公式和计算方法,实现了产量随时间变化以及单条裂缝产量的计算。计算结果表明:裂缝干扰条件下与裂缝互不干扰条件下水平井产量差距较大;裂缝无限导流情况下与裂缝有限导流情况下水平井产量有明显差距;裂缝所处位置对裂缝产量衰减程度有一定的影响;裂缝导流能力衰减强度对水平井产量也有一定的影响。
考虑摩阻损失的水平井长度优化

井筒压降会影响水平井的产能,传统的水平井产能公式不考虑井筒压降。为了得到井筒的压降方程,把水平井水平段看作水平管路,并且假设地层流体均匀流入井筒,利用伯努利方程得到管路任意两个断面之间的摩阻损失,进而得到层流和紊流条件下井筒中的压力梯度,经过积分得到水平井跟部和趾部之间的摩阻损失。根据Joshi公式得到水平井在水平面和垂直面上的摩阻,再结合井筒中的摩阻,利用等值渗流阻力法便可得到水平井在层流和紊流条件下的产能公式,最后优选出水平段的长度。
内蒙古东部中上二叠统烃源岩地化特征与生烃潜力评价

内蒙古东部地区是油气深部勘探的重点地区。为评价深部源岩层中上二叠统的油气资源前景,在野外地质勘查、典型剖面实测和样品分析测试的基础上,通过有机质丰度、类型、成熟度等地化指标,有机岩石学方法,生物标志化合物以及生烃热模拟实验,对中二叠统哲斯组和上二叠统林西组暗色泥质烃源岩的分布、地化特征和生烃潜力进行研究。研究表明:哲斯组为浅海-半深海相,林西组为近海湖盆-残余海相,两套地层均广泛发育巨厚层暗色泥岩;有机质丰度以中等-好烃源岩为主,类型主要为Ⅱ_2-Ⅲ型,处于过成熟演化阶段,有机质以陆源高等植物和水生藻类等混源为主,沉积水体为具有一定盐度的强还原-还原环境;哲斯组和林西组具有一定的生气能力,最大生烃量分别达0.62 m~3/t和2.48 m~3/t。哲斯组和林西组作为潜在的气源岩,具有良好的天然气勘探前景。
云存储下可追踪的外包解密属性加密方案

针对云存储中密钥追踪问题,基于外包解密的属性加密方案,提出一种新的属性加密方案。通过在密钥中加入密钥因子,生成所有用户的解密记录表T,数据拥有者可以随时监测用户的解密行为,为检测恶意散布解密密钥用户提供参考因子。通过查询表T,数据拥有者能快速地检测出该密钥是否为加密文件的有效密钥,并获得密钥关联的用户身份。同时解密操作大部分转移到云解密服务器中,用户只需要一次指数操作就能恢复出明文,减轻了用户端的解密工作。分析结果表明,该方案能满足云存储中密钥管理安全、高效、可追踪的要求。
WRKY转录因子在植物抗逆生理中的研究进展

转录因子是一类在生物生命活动过程中起到调控作用的重要因子,参与了各种信号转导和调控过程,可以直接或间接结合在顺式作用元件上,实现调控目标基因转录效率的抑制或增强,从而使植物在应对逆境胁迫下做出反应。WRKY转录因子在大多数植物体内都有分布,是一类进化非常保守的转录因子家族,参与植物生长发育以及响应逆境胁迫的生理过程。众多研究表明,WRKY转录因子在植物中能够应答各种生物胁迫,如细菌、病毒和真菌等;多种非生物胁迫,包括高温、冷害、高光和高盐等;以及在各种植物激素,包括茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)等,在其信号传递途径中都起着重要作用。WRKY转录因子家族蛋白至少含有一段60个氨基酸左右的高度保守序列,被称为WRKY结构域,其中WRKYGQK多肽序列是最为保守的,因此而得名。该转录因子的WRKY结构域能与目标基因启动子中的顺式作用元件Wbox(TTGAC序列)特异结合,从而调节目标基因的表达,其调控基因表达主要受病原菌、虫咬、机械损伤、外界胁迫压力和信号分子的诱导。该文介绍了植物WRKY转录因子在植物应对冷害、干旱、高盐等非生物胁迫与病菌、虫害等生物胁迫反应中的重要调控功能,并总结了WRKY转录因子在调控这些逆境胁迫反应过程中的主要生理机制。
铁皮石斛RCA2基因克隆与生物信息学分析

核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶是光合碳同化作用的关键酶,它对调节铁皮石斛Rubisco活性和光合速率具有直接的作用,对其进行基因等方面的研究,会对改变植物光合速率打下良好基础。该研究以一年生铁皮石斛叶片为材料,采用RT-PCR和RACE技术成功克隆了Rubisco活化酶(RCA)基因,并对其进行生物信息学分析。结果表明: RCA基因全长1 730 bp,命名为RCA2(GenBank登录号KT205842),其中5'-UTR 81 bp、3'-UTR 326 bp,开放阅读框1 323 bp,编码440个氨基酸,分子质量为48.53 kDa,等电点为6.19,包含P-loop NTPase超家族基因结构。氨基酸多重序列比对发现RCA2核苷酸序列与蝴蝶兰的相似性高达87%。RCA2编码蛋白为亲水性蛋白;亚细胞定位于叶绿体基质;蛋白质二级结构分析,α螺旋占30.68%,延伸链占25.45%,不规则折叠占43.86%。RCA2编码蛋白质的功能预测发现,RCA2在中间代谢起到了一个非常重要的角色。该研究发现对铁皮石斛光合作用关键酶Rubisco的分析可为其光合作用特性的发掘提供理论基础,并为提高温室大棚栽培效率提供理论依据。
丹参不同愈伤组织诱导及遗传转化体系优化

为了获得满足不同目的组织培养材料和稳定高效的遗传转化体系,该研究以丹参叶片和茎段为外植体,采用含不同浓度的植物激素(植物生长物质)的Murashige Skoog(MS)培养基,探索诱导丹参产生不同愈伤的条件;采用正交法考察浸染时间、共培养时间、筛选压等对农杆菌介导的丹参遗传转化体系的影响,并根据出芽率及转化阳性率优化丹参遗传转化体系。结果表明:(1)能较快诱导丹参叶片产生愈伤的是MS+ 0.5 mg·L~(-1) 6-BA+0.5 mg·L~(-1) 2,4 -D;诱导茎较快产生愈伤的是MS+0.1mg·L~(-1) NAA+0.5 mg·L~(-1) 6-BA; 1 mg·L~(-1)反式玉米素(ZR)可能有利于诱导产生含有丹参酮的愈伤组织; 1.0 mg·L~(-1) 2,4-D较易诱导丹参愈伤组织生根。(2)以卡那霉素为筛选剂时农杆菌GV3101介导的丹参遗传转化的条件为浸染5 min、共培养1 d、卡那霉素30 mg·L~(-1)筛选,经PCR鉴定转基因阳性率为60%;而用10 mg·L~(-1)链霉素筛选阳性率达70%。该研究结果确定了丹参不同愈伤组织诱导条件,明确了以卡那霉素为筛选剂时农杆菌GV3101介导的丹参遗传转化的条件,换用10 mg·L~(-1)链霉素筛选时体系更加稳定、更易操作、更易重复。
西藏生态安全屏障保护与建设成效评估

西藏是青藏高原的主体,地球第三极的核心,地理环境十分特殊,全球生态地位极为重要。2009年2月18日,国务院第50次常务会议审议并通过了《西藏生态安全屏障保护与建设规划(2008—2030年)》,提出用近5个“五年规划”期的时间,投入资金155亿元,实施保护类、建设类和支撑保障类三大类10项工程,基本建成国家生态安全屏障。截至2015年,一期工程顺利实施完成。根据中科院与西藏自治区科技合作座谈会精神,在中科院 “西部行动”计划和“战略性先导科技专项”支持下,完成了西藏生态安全屏障保护与建设一期工程成效评估。结果表明,一期工程进展顺利,完成了阶段目标;高寒生态系统结构整体稳定,生态格局变化率低于0.15%;生态系统服务稳中略增,增幅3%—5%。但西藏生态环境脆弱,筑牢屏障任务依然艰巨。
基于目标的三江源生态保护和建设一期工程生态成效评估及政策建议

三江源区地处青藏高原腹地,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”。近几十年,由于受到气候变化与人类活动的共同影响,三江源区生态系统持续退化,严重威胁着三大江河中下游地区的生态安全与可持续发展。为了遏制生态系统的持续恶化,我国于2005年开始实施三江源区生态保护和建设一期工程。文章针对三江源生态保护和建设一期工程规划目标,开展了三江源区生态系统状况与变化趋势及其驱动机制的监测评估,以及生态工程生态成效的综合评估。结果表明:通过三江源生态保护和建设一期工程的实施,区域生态系统总体表现出“初步遏制,局部好转”的态势,取得了显著生态成效,预期目标基本实现。然而,区域生态系统的健康状况远未达到理想的状态,必须扩大范围,长期坚持,方能实现“整体恢复,全面好转,生态健康,功能稳定”的最终目标。
生态价值的实现路径与机制构建

生态价值理论,即充分体现与增加生态价值是破解我国发展与资源环境约束的重要途径。生态价值大体可归纳体现在矿产资源生态要素、清洁空气水土等环境要素以及生态系统3个方面,但目前分别面临产权界定不清、交易计价模式不完善、生态修复动力不足等问题。文章提出牢固树立生态价值理念,根据生态环境资源类型,遵循“界定产权、科学计价、更好地实现与增加生态价值”的总体思路,通过完善矿产资源权能结构、健全生态价值市场体系、实行生态修复等有针对性的措施,最大程度地实现生态价值,促进绿色发展。
新疆生产建设兵团农垦生态建设的成就、问题及对策刍议

60年来,新疆生产建设兵团的农垦事业为新疆的经济发展和社会稳定作出了重大贡献。文章通过对兵团水土资源开发过程及其生态建设成就与问题的分析,提出兵团农垦按土地开发规模和速度可以划分为初具规模、波动增长、缓慢增长、快速发展和转型跨越5个发展阶段。兵团农垦在农业、林业、草地、水域、城市等生态建设方面取得了很大成就,同时,也存在自然植被退化和生物多样性降低、土壤次生盐渍化、农田防护林退化、土地沙化等生态问题。文章指出新疆兵团生态建设的核心是维护人工绿洲生态系统的稳定和可持续发展,重点是遏制荒漠生态系统的进一步退化,关键是协调生产用水与生态用水的关系。实现从“生产建设兵团”到“生态建设兵团”的跨越。
黄土高原生态工程的生态成效

黄土高原是世界上水土流失最严重的地区,也是我国水土保持和生态建设的重点地区。20世纪80年代以后,国家在该地区先后开展了小流域治理工程、水土保持重点工程、退耕还林(草)工程、淤地坝建设和坡耕地整治等一系列生态工程,对土壤侵蚀控制、生态建设等均起到了良好作用。为全面评价该地区生态工程的生态成效,以野外站不同尺度监测及生态系统关键过程长期研究为基础,利用多种模型和统计分析方法,在地块—小流域—行政区和典型生态工程—典型样区—侵蚀和地貌区等不同尺度上,对土地利用和植被覆盖变化、土壤侵蚀动态变化、河流径流和输沙量动态变化以及社会经济结构动态变化进行了综合分析与评估。结果表明,黄土高原地区水土流失范围明显缩小、水土流失程度显著减轻,区域生态状况向良性发展、社会经济发展迅速。但局部地段(如陡坡耕地)水土流失仍然严重、生态环境仍然比较脆弱,治理形势依然严峻。据此,从该地区生态建设的内容、学科建设重点、监督和政策机制、产业结构调整等方面提出了该地区生态工程后期建设的方向和对策。
基于多元统计分析的光伏发电量预测

受光照强度和环境温度等气象条件的影响,光伏发电系统的输出功率具有不确定性,其发电量具有随机性,不利于电网计划部门安排常规发电与其协调运行和检修安排,因此需要对光伏发电系统的发电量进行预测。本研究应用多元统计学,分析影响光伏发电量的气象因素,通过因子分析和聚类分析完成主成分的提取和相似月份的归类,采用逐步分析法,获知光伏发电量主要受降水量、相对湿度以及总辐射量的影响,得知发电量与其相互依存关系。采用时间序列分析法建立含季节因子的ARIMA模型进行预测,结果表明该模型预测精度较高,且预测误差相对稳定。
苹果砧木试管苗过渡移栽中根系活力和生长变化的研究

以苹果砧木SH18试管苗为试材,测定其在过渡移栽过程中的根系活力和生长变化。结果表明:根系活力在过渡移栽过程中呈现规律性变化,从瓶内生根到开瓶锻炼结束期间,根系活力呈增强趋势,在移栽前达到最大值,为0.167mg/(g·h),容器移栽后迅速下降。移栽基质对根系活力有较大影响,其中蛭石+土壤的基质中根系活力最高,达到0.04mg/(g·h),蛭石和珍珠岩次之。根系的基本形态指标,包括单株根系生物量、体积、数量,根系含水量以及平均根系长度,随生长时期的变化而发生规律性变化,同一时期,不同移栽基质之间存在不同程度的差异。不同基质根系活力和根系各基本形态指标的相关性分析显示,根系活力和生物量呈显著正相关,根数和根体积呈极显著正相关。
广西5种人工林地土壤微生物数量及土壤酶活性分析

为当地珍贵速生树种人工林的发展及合理利用提供理论依据。分析广西5种珍贵树种人工林土壤微生物数量及土壤酶活性差异,以相同立地条件下12年生的黑木相思(Acacia melanoxylon)、老排(Mytilaria laosensis) 、红椎(Castanopsis hystrix)、黧蒴椎(Castanopsis fissa)和火力楠(Michelia macelurei)人工纯林为研究对象,采用稀释平板涂布法和土壤酶活性测定法,测定和分析该5种人工林地土壤微生物数量及酶活性。结果表明:5种林地的土壤微生物总数和细菌数量大小均为:火力楠>黧蒴锥>红椎>黑木相思>米老排。但5种林地的土壤酶活性大小不一,蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶活性在5种林地之间的差异极其显著,而过氧化氢酶活性不显著。5种林地中土壤酶活性相对较强的是米老排人工林,较弱的是黑木相思林和火力楠林。土壤酶活性与微生物数量的相关分析表明,土壤中蔗糖酶活性与放线菌数量呈极显著正相关关系,其余相关性没有达到显著水平。
华北地区菜田土壤—蔬菜重金属污染状况和健康风险评价

为了解华北地区菜田土壤重金属污染状况及蔬菜安全水平,通过搜集2005—2016年间华北地区菜田土壤—蔬菜中重金属含量方面的资料文献,采用内梅罗综合指数法和目标危害系数法分别分析评价土壤重金属污染状况及蔬菜摄入人体的健康风险。结果表明:华北菜田土壤重金属含量均值分别为Hg 0.212mg/kg,Zn 91.782mg/kg,Cu 27.450mg/kg,Cd 0.514mg/kg,Cr 69.155mg/kg,As 9.690mg/kg,Pb 25.967mg/kg,Ni 28.786mg/kg,均低于食用农产品产地环境质量评价标准(HJ/T 332—2006)的安全限值,但每种元素均有样品超标,其超标率分别为0.19%,0.64%,0.95%,6.91%,1.35%,0.35%,1.10%,0.82%。污灌区菜田土壤重金属Cd均值高达2.204mg/kg,超出其安全限值2倍以上,且内梅罗综合污染指数高达2.665,属于重度污染水平。非污灌区菜田土壤内梅罗综合污染指数为0.407,土壤环境质量属清洁;华北地区蔬菜中Pb和Cd存在超标现象,超标率分别为6.28%,1.96%。然而,目标危害系数法的健康风险评价结果显示Cr、Cd、Pb是引起蔬菜复合风险的最主要因素,并且茎菜类蔬菜对于人体存在明显的健康风险。
宜良县云南松林生物量遥感估测方法研究

利用landsat5影像和通过蓄积量-生物量转换方法获得的样地生物量数据,从宜良县云南松林遥感特征、地形特征、郁闭度等方面选取自变量,采用随机森林回归和偏最小二乘法进行生物量遥感估测建模。结果表明:随机森林回归估测模型调整决定系数R~2为0.881,模型估测精度为82.3%;偏最小二乘模型的调整决定系数R~2为0.753,模型估测精度为78.43%。随机森林回归在模型拟合效果和检验精度上均优于偏最小二乘模型。
互花米草入侵对闽东滨海湿地红树林土壤理化性质和酶活性的影响

以空间代替时间,结合方差分析、多重比较和Pearson相关分析等方法,对闽东滨海湿地互花米草入侵不同阶段群落类型(秋茄红树林群落、秋茄红树林--互花米草共生群落、互花米草群落和光滩)的土壤理化性质和酶活性及二者相关性进行了差异分析,试图解释互花米草成功入侵的土壤学机理。结果表明:互花米草入侵增加了土壤密度,降低了土壤pH值和含水率,减少了土壤有机碳、有机质、全氮和全磷含量。互花米草入侵提高了闽东滨海湿地土壤的蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,降低了土壤脲酶活性。相关分析表明,土壤酶活性与土壤理化因子存在密切关系,蔗糖酶与全氮、全磷和含水率呈极显著正相关,与土壤密度呈极显著负相关;脲酶与含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关;碱性磷酸酶与全磷、含水率显著正相关,与土壤密度显著负相关;过氧化氢酶与理化因子无相关性。本研究为治理互花米草提供理论依据。
二种交配型球孢白僵菌对亚洲玉米螟的生态控制作用

利用生物种间互做关系抑制农业害虫的暴发是生物防治的重要手段。为探讨二种交配型内共生球孢白僵菌与玉米之间的互惠关系及其形成的共生体在亚洲玉米螟控制中的生态效应,以玉米为宿主植物,以球孢白僵菌孢子悬浮液进行灌根,在温室内构建了二种交配型(MAT1-1-1型,B5; MAT1-2-1型,B2)球孢白僵菌-玉米共生体,并研究了共生体对玉米的生长、对亚洲玉米螟的产卵选择和幼虫发育及其对球孢白僵菌生物学特性的影响。结果显示:通过叶片离体培养、ITS基因和交配型基因MAT检测,均能检测到白僵菌的内生定殖; MAT1-2-1型B2菌株定殖检出率高,MAT1-1-1型B5菌株在混合型接种中定殖有优势。回收后的球孢白僵菌菌落直径和毒力无显著性变化,但其产孢量都显著提高其中回收B5处理组来源菌株的产孢量提高最显著。接种过球孢白僵菌的玉米植株地上部生长速度、生物量和地下根系生物量均优于对照组,其中根系干重明显增加,而地上植株干重也相对增加。MAT1-1-1型菌株B5对共生体玉米植株地上高度促生长贡献明显; MAT1-2-1型菌株B2对共生体玉米植株地下干重增加贡献明显。总体上球孢白僵菌内生定殖对玉米地下根系生物量影响大于对地上植株生物量的影响。在产卵选择性试验中,各处理组亚洲玉米螟的产卵量显著少于对照组。共生体对亚洲玉米螟产卵具有明显的趋避作用,MAT1-2-1型菌株B2对产卵的趋避作用明显,而MAT1-2-1型菌株B5的趋避作用较弱。在人工接种幼虫的试验中,处理组回收的亚洲玉米螟幼虫存活率均显著低于对照组,其中,B5组回收幼虫的存活率最低,仅为38.33%;处理组的化蛹率与对照组差异不显著,但B5组的回收幼虫化蛹率显著低于B2组和对照组,仅为34.77%,这说明MAT1-1-1型B5菌株对玉米螟幼虫发育抑制最明显。上述结果表明,不同交配型球孢白僵菌内生定殖效率有差异,在经过内生定殖后在产孢量方面有显著性提高,两个交配型菌株在联合应用时具有协同增效作用;两个交配型菌株均能够通过内生定殖与玉米形成共生体并促进玉米植株的生长,这显示球孢白僵菌和玉米之间已经建立具有互惠关系的共生体。这种共生体通过趋避亚洲玉米螟产卵、抑制幼虫存活和降低化蛹率等方面的潜力虽然不一样,但都有助于对亚洲玉米螟的可持续生态防治,也证明了共生体的建成有效提高了玉米的生态适应性,为利用球孢白僵菌内共生性实施亚洲玉米螟防控提供了新思路。
漫湾库区景观破碎化对区域生境质量的影响

水利工程的建设不仅改变了库区的景观格局,还会导致区域生物生境质量的变化。以澜沧江漫湾库区为例,在综合海拔高度、植被类型和水源地距离生境因子的基础上,考虑生物扩散过程,研究了建坝前后整个库区以及典型研究小区(库首、库中、库尾、对照)的重要生境斑块空间分布变化。结果表明:漫湾水电站建成后,库区的猕猴总体生境破碎化程度增加,景观连接度减少且重要生境斑块的比例也有所降低,生境质量整体下降; 4个研究小区的景观格局变化情况同整个库区相一致。空间上,生境质量明显退化的地区主要分布在库区的西部和南部,尤其是库尾地区,其生境斑块数量相较于建坝前增长了9倍,而景观连接度指数下降了81.48%。回归分析结果表明景观连接度指数与占景观面积百分比指数(PLAND)呈显著正相关(R~2 = 0.973),与斑块数(NP)呈显著负相关(R~2 = -0.611);肯德尔系数表明斑块数(NP) 、最大斑块指数(LPI) 、占景观百分比指数(PLAND) 、相似邻近百分比指数(PLADJ) 、连通度指数(CONNECT)和香农多样性指数(SHDI) 7个景观格局指数与景观连接度指数均表现出显著一致性。由此看出,库区景观破碎化越严重、区域景观连接度越低,生境质量退化越明显;而提高生境主要植被类型的覆盖率、保护连接度贡献大的重要斑块和建设生态廊道,可以有效恢复库区生物生境质量。
云南松球果延迟开放及其植冠种子库

植物果实成熟后在植冠中宿存延迟鳞片开放释放出种子,是易火生境中植物的一种常见适应性状。以分布于昆明西郊的云南松为研究对象,调查了云南松植冠中保存球果的数量、鳞片开闭状况、球果年龄分布和球果内种子的萌发率,以及宿存闭合球果鳞片开放对高温和火烧的响应。结果显示:云南松植冠中除有当年成熟球果外,还有1a到7a前成熟的鳞片闭合球果,以及1a到8a前成熟的鳞片开放球果。宿存闭合球果中有可萌发的种子,种子的萌发率随球果宿存时间的延长而下降,宿存9a球果中的种子平均萌发率仅为2.9%。每100m~2林地的植冠中储存有大约10~5粒有活力的种子,是近3年平均种子产量的2倍。宿存的各年球果在宿存期间每年会有一些球果的鳞开放释放出种子,一般在成熟后的8a内所有球果逐渐开放释放出种子。 40℃以上的温度可诱导球果鳞片开放,球果开放时间随着烘烤温度的升高而缩短。过火后云南松释放种子的数量约为非过火地段年均释放种子量的2.6倍,过火地段云南松释放种子的萌发率为(69.8 ±22.8) %。研究结果表明,云南松具有非严格植冠种子库,地面火可诱导植冠中的闭合球果鳞片开放释放种子,球果在植冠中最长宿存和延迟开放的时间与种子存活的时间基本一致;每年自然释放和过火后释放的种子都由多年成熟的种子组成;云南松球果延迟开放可能与生境易发生林火有关。
人工林与天然林破碎化过程差异对比———以美国华盛顿州和密西西比州为例

森林损失和破碎化一直是国际社会普遍关注的重大环境问题之一。根据Forman景观变化包括穿孔、分割、破碎化、收缩和消失5种空间过程的理论,利用ArcGIS Modeler建立森林破碎化过程模型用以明确描述森林景观破碎化的空间过程和生态进程。基于NLCD2001、2006、2011 3期数据,以美国华盛顿州和密西西比州为研究区,利用森林破碎化过程模型,将森林损失斑块分为4种破碎化过程(分割类型因其线状特征被归入破碎化类型),对比分析天然林和人工林的破碎化过程在时空上的差异性。研究表明天然林破碎化斑块多分布于城市/森林、耕地/森林、以及灌木/森林的交界处,而人工林破碎化斑块分布格局较为零散;天然林中破碎化斑块和收缩斑块大多发生在上阶段收缩、破碎化以及穿孔斑块的边缘,而人工林中4种空间过程的承接关系不像天然林那么明显,但两者整体上都呈现相似的“收缩-消失-穿孔/破碎化”变化规律,主要表现为收缩类型占主导然后慢慢消退,穿孔和破碎化逐渐增多占据新的主导。
黄河口邻近海域浮游动物群落时空变化特征

利用2012年12月—2013年9月4个季度的现场调查资料研究了黄河口邻近海域浮游动物群落的时空分布特征。研究表明,黄河口邻近海域共鉴定出浮游动物70种,包括浮游幼虫19类。浮游动物优势种主要由夜光虫(Noctiluca scintillans) 、小拟哲水蚤(Paracalanus parvus) 、双刺纺锤水蚤(Acartia bifilosa) 、拟长腹剑水蚤(Oithona similis) 、强额拟哲水蚤(Paracalanus crassirostris) 、近缘大眼剑水蚤(Corycaeus affinis) 、强壮箭虫(Sagitta crassa) 、双壳类幼体(Bivalvia larvae) 、多毛类幼体(Polychaeta larvae)等种类。黄河口邻近海域浮游动物丰度夏季最高(60620个/m~3),春季(31228个/m~3)和秋季(21540个/m~3)次之,冬季最低(7594个/m~3) 。不同季节浮游动物丰度的空间分布具有差异性,春季浮游动物丰度呈现出从近岸到外海降低的趋势;夏季浮游动物形成两个高丰度区,分别位于河口邻近海区和河口东部海区;秋季和冬季浮游动物丰度高值区均位于河口东部海区。浮游动物生物多样性指数均呈现从河口到外海升高的趋势,低值区位于黄河口入海口附近海区。相关性分析显示,黄河口邻近海域浮游动物丰度与海水温度显著正相关(r = 0.212,P<0.05),表明温度为影响黄河口邻近海域浮游动物丰度变化的主要因素。
模拟氮沉降对藏北高寒草甸温室气体排放的影响

目前,高寒草甸对全球温室效应的贡献仍具有不确定性,而随着N沉降的增加,该系统温室体气排放也必将发生变化。为揭示高寒草甸对N沉降的响应机制,探讨其对全球变化的反馈作用,利用人工添加氮素的方法,于2014年生长季(6—9月)在那曲地区那曲县设置不同水平N添加梯度(0、7、20 kg hm~(-2) a~(-1)和40 kg hm~(-2) a~(-1)),模拟氮沉降增加对藏北高寒草甸温室气体排放的影响。经过1a的研究结果表明: 1)施氮显著促进了CO_2排放,但对CH4的吸收和N_2O的排放无显著影响。总体而言,添加氮素明显增加了温室气体排放总量,其中N20处理下高寒草甸温室气体排放总量最高。2)回归分析结果表明,CO_2与NPP (总生物量)和TOC(土壤有机碳)线性相关(P<0.05),而与TN(总氮) 、NH_4~+ -N和NO_3~- -N均无显著相关关系(P>0.05),CH4与TN/NPP /TOC/NH_4~+ -N/NO_3~- -N均不相关(P>0.05),N_2O与NPP /TOC/NO_3~- -N均显著线性相关(P<0.05),而与TN/NH_4~+ -N不相关。综合初步研究结果,未来氮沉降增加条件下,藏北高寒草甸温室气体排放通量将有可能明显增加,从而对气候变化产生重要的反馈作用。
中国生物多样性与生态系统服务评估指标体系

生物多样性和生态系统服务评估是生态系统管理与决策制定的重要依据,指标体系是开展评估的主要工具。中国在生物多样性与生态系统服务评估指标体系建设方面,由于没有形成统一的指标体系和技术方法,导致不同区域间的评估结果可比性差,区域和国家尺度上的集成研究难以开展。因此,构建一套适用于中国国家尺度的科学化、系统性和规范化的生物多样性和生态系统服务评估指标体系,便成为当前迫切需要研究解决的问题。本文参考国内外生物多样性与生态系统服务评估的主要研究成果,在充分考虑“生物多样性—生态系统结构—过程与功能—服务”级联关系基础上,建立了生物多样性与生态系统服务评估指标体系构建的主要原则,构建了中国生物多样性与生态系统服务评估指标体系。
陕西省3种主要树种叶片、凋落物和土壤N、P化学计量特征

以陕西省29个县(市) 39个样点的刺槐、辽东栎和油松林为研究对象,分析比较不同树种乔木叶片、凋落物与土壤N、P化学计量特征及其与经纬度、海拔、年均温度和年降水等环境因子间关系的异同以及三者之间可能存在的关系,以期为认识陕西省主要森林树种养分限制状况、制定合理的植被管理和恢复措施提供理论依据。结果表明: 3树种叶片N、P含量及比值均为刺槐>辽东栎>油松,与叶片相比,凋落物中N、P含量变化幅度较小,为刺槐>辽东栎>油松,N ∶P比值为油松>辽东栎>刺槐。10— 20 cm与0—10 cm土层相比,3树种中除辽东栎中P含量差异不显著外,其它指标N、P含量及N ∶P比值均显著下降(P<0.05) 。刺槐、辽东栎和油松叶片N、P含量与土壤N、P含量均没有显著相关性,以刺槐、辽东栎和油松3种植物叶片为总体来说,P含量与土壤P含量显著正相关(P<0.05) 。叶片N、P含量均大致表现出随着年均温度和年降水的增加而增加,随着经纬度的增加而降低的趋势,这一点在刺槐叶中最为明显。凋落物N含量随着年均温度和年降水的增加而增加,随着纬度和经度的增加而降低; P含量随着年降水和经度的增加而降低; N ∶P比值随着年均温度和年降水的增加而增加,随着纬度的增加而降低。研究区内,土壤N、P含量随着纬度、海拔的增加和年均温度、年降水、经度的降低而增加,N ∶P比值则呈相反的趋势。3树种土壤N、 P含量及N ∶P比值中,P含量比N含量受环境影响更大,且0—10 cm和10—20 cm土层N、P含量及N ∶P比值与各环境因子的关系基本一致。
模拟氮沉降和降雨对华西雨屏区常绿阔叶林凋落物分解的影响

从2013年11月至2015年5月,采用凋落物分解袋法,设置了对照(CK) 、氮沉降(N) 、减雨(R) 、增雨(A) 、氮沉降+减雨(NR) 、氮沉降+增雨(NA) 6个处理水平,研究了模拟氮沉降和降雨对华西雨屏区常绿阔叶林凋落物分解的影响。结果表明:华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解较快,凋落枝分解较慢;凋落物夏季分解较快,其他季节分解较慢。经过18个月的分解后,凋落叶和枝的质量残留率分别为45.86%和86.67%,凋落叶分解50%需要的时间为1.42 a,比枝短6.19 a。各处理凋落物叶分解系数表现为: k(A) >k(CK) >k(NA) >k(N) >k(R) >k(NR),凋落枝质量残留率表现为: N>NR>R>NA>CK>A。模拟氮沉降、减雨和增雨处理凋落叶分解50%分别需要1.79、1.94a和1.36a,凋落枝分解50%分别需要8.84、8.63 a和6.47 a。各处理凋落叶分解95%需要5.37—11.33 a,凋落枝分解95%需要27.41—33.84 a。同一氮沉降条件下,增雨处理促进凋落叶分解,减雨处理抑制凋落叶分解;同一降雨条件下,氮沉降抑制凋落叶分解。氮沉降或降雨对凋落物的分解产生显著影响(P<0.05),其交互作用影响不显著(P>0.05) 。可见,在氮沉降持续增加和降雨格局改变的背景下,增雨促进了华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落物的分解,氮沉降和减雨抑制了凋落物的分解,模拟氮沉降和降雨对凋落物的分解交互作用表现不明显。
生物多样性与生态系统服务评估指标与方法

评估、模拟和预测全球生物多样性和生态系统服务的状态、趋势及其对人类福祉的影响,是当前生物多样性和生态系统服务研究领域的重要任务。指标和数据、模型和情景是推动生物多样性与生态系统服务评估研究理论建设和方法集成的重要工具。但是,目前对生物多样性和生态系统服务评估的指标体系和技术方法的综合对比研究相对缺乏。因而,系统评述了生物多样性和生态系统服务评估的概念框架、评估指标以及各类评估模型和方法的最新进展。生物多样性—生态系统功能—生态系统服务—人类福祉的级联框架是极具逻辑性的生物多样性和生态系统服务评估框架。现有的评估指标体系和模型方法还存在很多的问题和挑战,难以充分揭示生态系统服务的形成和影响机制、服务之间的联系和作用机理,有效地指导生态系统服务管理和决策制定。然而,这些评估指标和方法可为构建生物多样性与生态系统服务综合集成模型研究的框架提供重要的切入点。基于此,提出了生物多样性与生态系统服务综合集成模型研究的核心内容: i)目的:基于自然—社会综合特征的情景分析确定所解决的科学问题,输出生态系统服务管理和决策制定方案; ii)内容:尺度、生态系统服务类型、生物多样性的层次结构、组分间相互关系、驱动要素、多源数据的综合分析; iii)方法:对现有的各类模型和模型组合进行比较和不确定性分析,建立符合区域实际需求的生物多样性与生态系统服务综合制图模型库。在此基础上,建议我国应尽快发展适合中国区域特点的标准化指标体系和综合评估模型系统,定期对生物多样性和生态系统服务进行综合评估,掌握生物多样性和生态系统服务的变化趋势,提升我国在生物多样性和生态系统服务研究领域的国际地位和话语权。
马尾松人工林林窗大小对四种凋落叶质量损失和养分释放的影响

马尾松人工林乔木层植物凋落物的分解对林地养分平衡和系统物质循环具有重要意义,并可能受不同大小林窗下微环境差异的影响。采用凋落物袋分解法,以马尾松(Pinus massoniana)人工林人为砍伐形成的7个不同大小林窗(G1: 100 m~2、G2: 225 m~2、G3: 400 m~2、G4: 625 m~2、G5: 900 m~2、G6: 1225m~2、G7: 1600 m~2)为研究对象,林下(G0)为对照,研究林窗大小对红椿(Toona ciliata) 、桢楠(Phoebe zhennan) 、香樟(Cinnamomum camphora)和马尾松4种乡土树种凋落叶质量损失及养分释放的影响。结果显示: 1)林窗大小(G0—G7)显著影响林窗中心放置的红椿和桢楠凋落叶N和P释放率、香樟凋落叶失重率和N、P、K释放率以及马尾松凋落叶P和K释放率。相对于林下,中小型林窗(G1—G4)的凋落叶失重率和N、P释放率明显较大,而大型林窗(G6—G7)的凋落叶K释放率明显较大。2)林窗内放置位置显著影响红椿、桢楠和马尾松凋落叶的K释放率及香樟凋落叶的P释放率。红椿和桢楠的凋落叶K释放率从林窗中心到边缘显著减少,而马尾松凋落叶K释放率及香樟P释放率从林窗中心到边缘显著增加。3) 4种凋落叶类型中,红椿凋落叶分解最快,其分解50%和95%所需时间分别为5.29和23.14个月。上述结果表明,林窗大小和林窗内位置对凋落物质量损失及其养分释放具有显著影响,但影响大小及趋势随物种初始基质质量的差异具有明显变化,研究结果为亚热带低山丘陵区马尾松人工低效林的科学经营及管理提高了一定的科学依据。
1981—2013华北平原气候时空变化及其对植被覆盖度的影响

基于1981—2013年华北平原气象数据,对华北平原近30a的气候时空变化趋势与突变情况进行分析,并结合GIMMSNDVI(1981—2006年)和MODIS-NDVI(2000—2013年)遥感数据,探讨气候突变影响下,华北平原1981—2013年植被覆盖度的空间分布和变化特征。结合生态学分区,从不同时空尺度出发,分析华北平原不同生态分区内气候因子与植被覆盖度在年代际、年际和月变化的相关关系。结果发现: (1) 1981—2013年,华北平原气温整体呈现显著上升趋势(0.20℃ /10a,P<0.01),春季气温的升高、>15℃等温线控制范围的扩大和年均温0℃等值线在华北平原的消失,是区域平均气温升高的诱因。华北平原降水整体呈现显著减少趋势(-1.75mm/10a,P>0.05),其中秋季降水量减少过快,400—600mm降水等值线控制范围的扩大、 600—800mm和800—1000mm降水等值线的范围的缩小,共同造成区域降水量的减少。四季气候倾向率的特征变化敏感区域主要位于北纬35°—39°之间。1991—1994年为华北平原气候的突变时期。(2)华北平原植被覆盖度总体呈现上升的趋势,呈增加趋势的面积占总面积的55%。人类活动不仅加速了区域植被覆盖度的降低,也加剧了降低速率的变快。(3)总体上,研究区月尺度植被覆盖度与气候因子的相关性高于年尺度的值。植被覆盖度与年降水量的偏相关性高于其与年均温的偏相关性。年均温对农业生态区和森林生态区的植被覆盖度的影响更大,草原生态区的植被覆盖度对年降水量的依赖性更强。在月尺度上降水量对植被的影响具有时滞效应。气温对草原生态区具有时滞效应,降水量对农业生态区具有时滞效应。(4)华北平原干热化的气候突变降低了植被覆盖度的增加趋势。从植被覆盖度出发,草原生态区对气候突变的响应最明显;从变化速率角度出发,农田生态区的响应最明显。就整体而言,人类活动的影响力还在持续增强,且呈现出在退化区的作用力高于改善区的趋势。气候突变后,出现了人类活动在植被覆盖度的改善区的相对作用力高于退化区的变化。
土壤改良剂对黄河三角洲滨海盐碱土生化特性的影响

以黄河三角洲滨海盐碱土为研究对象,采用4因素4水平正交设计试验,将牛粪(A) 、石膏(B) 、秸秆(C) 、保水剂(D) 4种改良剂设置成不同比例,对黄河三角洲滨海盐碱土生化特性进行改良试验,以期筛选出适宜的改良方案。结果表明:牛粪(A) 、石膏(B) 、秸秆(C) 3种改良剂对土壤呼吸强度、土壤磷酸酶、土壤脲酶、土壤脱氢酶和土壤微生物碳氮改良效果明显,保水剂(D)对土壤微生物碳氮改良效果明显,各处理间差异显著。各改良剂对盐碱土各生化指标的贡献值存在差异,综合考虑土壤呼吸强度、土壤酶、土壤微生物碳氮适宜配方为A_4B_3C_2D_2,土壤呼吸强度、土壤磷酸酶、土壤脲酶、土壤脱氢酶和土壤微生物碳氮分别比对照增高109.64%, 89.54%, 62.20%, 81.75%, 60.50%, 118.00%,相关分析表明,除微生物氮和脲酶相关不显著外,上述各土壤生化指标间均显著相关,研究结果可为黄河三角洲盐碱土的改良利用提供一定的理论依据。
晋西黄土区退耕还林22年后林地土壤物理性质的变化

退耕还林林地土壤物理性质的变化,是评价退耕还林措施及其生态效益的重要内容之一。选取晋西黄土区退耕22年后形成的3种典型乔木林分,包括自然恢复的辽东栎林、油松刺槐人工混交林和刺槐人工纯林,并以耕地作为对照,通过外业调查和采样分析,从深度和程度两方面研究了退耕还林对土壤容重、土壤总孔隙度和毛管孔隙度等物理性质的影响,结果表明: (1)就土壤容重而言,自然恢复林80 cm以上土层较耕地有显著变化(P<0.05),平均降低了28.78%,变化程度最大的在10—20 cm土层;人工林较耕地显著变化发生在60 cm以上土层,混交林和纯林分别降低了10.58%和8.34%,变化程度最大的土层为20— 40 cm; (2) 3种退耕林地土壤总孔隙度在80 cm以上较耕地发生显著增加(P<0.05),增加程度表现为自然恢复林(35.53%) >混交林(15.04%) >纯林(13.68%), 20—40 cm土层变化程度最大; (3)土壤毛管孔隙度自然恢复林、混交林和纯林分别达到耕地的1.36,1.13和1.12倍,自然恢复林和人工林显著变化土层分别为80 cm和60 cm以上,变化程度最大的均为40—60 cm处; (4)土壤有机质和粘粒含量对土壤理化性质影响显著。对于土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度的变化,有机质的增加可解释31%以上,而粘粒含量的解释度则达到44%—51%,均为极显著水平(P<0.01) 。自然恢复林对于土壤物理性质影响程度和影响土层深度都大于人工林。
土壤水分梯度对灰胡杨光合作用与抗逆性的影响

以塔里木盆地珍稀渐危种灰胡杨(Populus pruinosa Schrenk)幼苗为材料,采用盆栽方法研究土壤水分梯度对灰胡杨光合特征及抗逆性的影响。结果表明: (1)灰胡杨净光合速率(P_n) 、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和光能利用率均随土壤水分递减而降低,重度干旱比适宜水分依次降低了35.53%、25.32%、48.18%、15.62%和40.92%;而光合午休程度则明显增强,P_n下降主要是由非气孔因素限制造成。轻度干旱能够提高灰胡杨水分利用效率(WUE) 3.05%,维持相对较高的P_n和WUE。(2)随土壤水分递降,灰胡杨光照生态幅缩窄,CO_2补偿点升高,RuBP再生受限,光与CO_2利用效率、Rubisco活性和光合效率降低。与适宜水分相比,中度与重度干旱下最大净光合速率(P_(nmax)) 、表观量子效率、光饱和点、羧化效率、光合能力(A_(max)) 、光呼吸速率、最大羧化效率、最大电子传递速率和磷酸丙糖利用率均显著降低(P< 0.05),其中P_(nmax)、A_(max)和生化参数分别降低了42.65%、 38.26%、57.10%; 63.01%、65.88%、73.43%。(3)土壤干旱显著降低了灰胡杨的枝水势和光合色素含量(P<0.01),并且改变了光系统反应中心色素的组成比例,膜脂过氧化程度显著增强(P<0.01) 。灰胡杨主要通过积累大量脯氨酸和可溶性蛋白质参与渗透调节来减轻土壤干旱对光合机构的损伤。重度干旱对灰胡杨叶片光合系统造成了不可逆的伤害,严重抑制了其正常生长和光合作用。综上所述,塔里木干旱荒漠区灰胡杨生长适宜的土壤相对含水量为60%─65%,符合极端干旱区植被恢复与高效节水的管理原则。
气候变化对阔叶红松林潜在地理分布区的影响

物种地理分布主要取决于它对气候、地形等环境因子的适应性。基于22个环境因子和阔叶红松林的4类主要建群树种———红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎的地理分布数据,采用最大熵模型模拟了阔叶红松林的潜在分布区域,并分析决定阔叶红松林地理分布的主要气候和地形因子,最后利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的3种排放场景(SRES-A2、SRES-A1B、 SRES-B1)下2020、2050、2080年的气候数据预测阔叶红松林的未来潜在分布区。结果表明:各树种的受试者工作特征曲线下面积(AUC值)都大于0.8,说明模型有很好的预测能力;影响阔叶红松林分布的主导环境因子是年降雨量、季节性降雨量、海拔、年平均温度、最湿季度的平均温度。在基准气候条件下,阔叶红松林的高度适宜分布区主要分布在长白山和小兴安岭地区,占研究区总面积的11.69%,低度适宜区面积、不适宜区面积分别占研究区总面积的23%和65.31%。模型预测结果显示,未来在A2、A1B和B1气候情景下,阔叶红松林高度适宜区的南界与北界都向北移动,其面积有缩减的趋势,而低度适宜区的面积有增加的趋势。
外源碳输入对陆地生态系统碳循环关键过程的影响及其微生物学驱动机制

外源碳输入对土壤碳源可利用性的改变不仅直接影响着微生物参与陆地生态系统的碳循环过程,而且也制约着微生物对其它营养元素的需求。在大气氮沉降持续增加的全球变化背景下,部分地区已出现生态系统氮养分条件的显著变化甚至土壤中活性氮素的过量积累,进而带来微生物对碳源需求的增加。通过人为调控碳源的可利用性,改善微生物的碳限制状况,将对科学的增加陆地生态系统固碳能力具有极为重大的意义。综述了国内外有关外源碳输入对土壤碳排放、凋落物分解以及土壤碳库影响及其主要的微生物作用机制的相关研究结果,以期能够为未来氮沉降持续增加情景下,如何科学有效地提高生态系统的碳汇潜力提供一定的参考。
阿根廷滑柔鱼雌性个体肌肉和性腺组织能量积累及其生殖投入

利用组织能量密度测定技术和残差指标分析方法,分析了阿根廷滑柔鱼雌性个体肌肉组织和性腺组织的能量积累及其分配规律。结果显示,足腕、胴体、卵巢、缠卵腺和输卵管复合体等组织的能量密度平均值分别为(2 2. 7 5 ± 0. 6 0)、(2 3. 4 2 ± 0. 6 8)、 (25.15±2.08)、(21.49±1.46)和(25.12±3.02) kJ/g。不同性腺成熟度等级,足腕、胴体和缠卵腺等组织的能量密度均不存在显著性差异,卵巢和输卵管复合体等组织的能量密度则差异显著。足腕、胴体等肌肉组织能量在性腺成熟度III期时达到最大值,卵巢、缠卵腺和输卵管复合体等性腺组织在I~III期时的能量积累缓慢,随后能量积累增长迅速,在生理性成熟后期(V期)或功能性成熟期(VI期)时达到最大值。随着性腺生长发育,肌肉组织能量占比逐渐下降,性腺组织能量占比逐渐增加。在性腺成熟度III~V期时,雌性个体肌肉组织能量部分转化用于性腺组织的生长发育,但这种生殖投入方式不影响肌肉组织的完整性。研究表明,阿根廷滑柔鱼生殖投入以外源性为主,但发育过程中肌肉组织存储能量部分转化以满足性腺发育对能量的需求。
诱集植物香根草对二化螟幼虫致死的作用机制

【目的】香根草(Vetiveria zizanioides)能够有效诱集水稻害虫二化螟(Chilo suppressalis)雌成虫在其上产卵,但孵化出的幼虫在香根草上不能完成生活史。本研究旨在明确香根草对二化螟幼虫致死的作用机制,为开发以香根草为基础的水稻螟虫可持续控制新技术提供理论依据。【方法】通过有机溶剂萃取和硅胶柱层析方法提取香根草有毒活性物质,并利用饲料混毒法测定各提取组分对二化螟3龄幼虫的生物活性,同时利用生物化学方法测定水稻和香根草中营养物质含量以及二化螟3龄幼虫取食水稻和香根草后体内相关解毒酶和消化酶的活性变化。【结果】香根草石油醚萃取物处理二化螟3龄幼虫9、12、15 d后,死亡率分别为38.89%、57.41%、85.19%,显著高于乙酸乙酯萃取物、正丁醇萃取物等其他提取组分处理二化螟幼虫后的死亡率。进一步从香根草石油醚萃取物中分离获得组分1(Fr1)和组分5(Fr5),对二化螟3龄幼虫的具有较高毒性,以0.05 g·mL~(-1)浓度混入人工饲料饲喂3 d后死亡率分别为85.00%和67.67%,说明香根草中含有对二化螟幼虫具有致死作用的有毒活性物质。香根草中总蛋白、纤维素、总糖、氨基酸等营养物质含量分别为9.45 μg、1.61%、1.45%、4.00%,均显著低于水稻中相应营养物质含量,其中水稻中蛋氨酸含量是香根草中的7.0倍。而香根草中单宁含量则显著高于水稻中的含量,是水稻中的1.31倍。此外,二化螟取食水稻和香根草3 d后,取食香根草的3龄幼虫体内蛋白酶、淀粉酶、海藻糖酶和蔗糖酶等消化酶的活性显著低于取食水稻幼虫体内相应消化酶的活性;6 d后,取食香根草的3龄幼虫体内细胞色素P450酶活性显著低于取食水稻的幼虫;9 d后,取食香根草的3龄幼虫体内羧酸酯酶CarE的活性显著低于取食水稻的幼虫。与取食水稻的3龄幼虫相比,取食香根草的幼虫体内谷胱甘肽硫转移酶GSTs的活性也有所降低,但是两者在统计学上没有显著差异。【结论】香根草作为二化螟的致死型诱集植物,对二化螟幼虫的致死作用主要表现在两方面:一是香根草中含有对二化螟幼虫具有致死作用的有毒活性物质,这些物质通过抑制幼虫体内解毒酶CarE和P450酶的活性,使幼虫逐渐丧失解毒代谢能力,最终死亡;二是香根草相对水稻营养物质匮乏,二化螟幼虫取食香根草后营养不均衡,从而影响体内消化酶活性,造成消化功能紊乱,影响其正常生理活动,最终死亡。
渠井用水比例对土壤脱盐与地下水化学特征的影响

【目的】通过研究华北典型井渠结合灌区不同用水模式对区域土壤盐分分布、根层土壤脱盐、地下水化学特征的影响,探讨华北井渠结合灌区适宜的渠井用水比例。【方法】2013-2015年在人民胜利渠灌区选择西三干渠控制范围为典型区域,监测控制范围内降水量、地表水灌溉量、地下水灌溉量、0-100 cm土层土壤含盐量、地下水矿化度,分析不同用水模式对根层土壤盐分洗脱、地下水化学特征的影响。【结果】2013-2015年一支渠、二支渠、三支渠渠井用水比例分别介于0.72-1.03、2.50-2.63、0.65-1.26之间;2013-2015年冬小麦苗期,不同用水模式下0-100 cm土层土壤盐分垂向分布均表现为上高、中低、下高,尤其是0-20 cm土层土壤盐分表聚明显;2013-2015年冬小麦苗期一支渠控制范围内0-20 cm根层土壤盐分均值大于0.32 mS·cm~(-1)面积分别占到控制范围的60.38%、25.99%、41.16%,二支渠控制范围内0-20 cm根层土壤盐分均值大于0.32 mS·cm~(-1)面积分别占到控制范围的59.61%、0.94%、8.81%,三支渠控制范围内0-20 cm根层土壤盐分均值大于0.32 mS·cm~(-1)面积分别占到控制范围的84.40%、41.87%、52.49%,表明渠井用水比例与支渠控制范围内表层土壤含盐量大于0.32 mS·cm~(-1)的面积呈负相关;对比2013年同期,2014年典型区内0-20 cm土壤脱盐率介于15.61%-25.85%,2015年典型区内0-20 cm土壤脱盐率介于13.33%-23.15%;不同渠井用水比例典型区域地下水水化学特征均表现为:地下水中阳离子由枯水期钙钠型转化为平水期的钠钙型,平水期地下水水文化学相具有强烈的碱化趋势,特别是平水期二支渠地下水溶解性总固体增幅分别为一支渠、三支渠的1.23、3.48倍,表明较大渠井用水比例地表水灌溉驱动了根层土壤脱盐,增加了地下水中可溶性盐分浓度;对比2014年平水期,2015年同期一支渠、二支渠和三支渠控制范围地下水钠吸附比分别降低了23.58%、36.82%和55.47%,且区域地下水钠吸附比均低于18分级值。【结论】综合2013-2015年0-100 cm土层土壤脱盐率、地下水化学特征变化,在华北典型井渠结合灌区采用较大的渠井用水比例可以促进耕层土壤的脱盐、抑制土壤盐分表聚,同时短期内改善地下水环境。
向家坝坝基排水孔涌水量控制标准研究

为实时监控坝基的渗透安全性,向家坝水电工程采用了坝基扬压力和涌水量可实时调控的坝基渗流自动化控制系统。排水孔涌水量控制标准是系统运行的关键指标之一。在对左非3坝段坝基渗流实测资料分析的基础上,采用渗流数值分析方法全面研究了左非3坝基扬压力和水力梯度分布特点,获得了坝基排水孔出流控制涌水量与孔口控制压力之间变化关系。依据排水孔控制涌水量与控制孔口压力之间的函数关系,结合坝基扬压力设计值和控制水力坡降的要求,提出了向家坝坝基可控抽排系统涌水量标准,并成功应用于工程实践中,取得了预期效果。
免耕及深松耕对黄土高原地区春玉米和冬小麦产量及水分利用效率影响的整合分析

【目的】明确免耕、深松耕在黄土高原不同区域春玉米、冬小麦种植中的适用性和增产效果。【方法】通过文献检索共获得45篇大田试验文献和209组试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis),定量分析免耕、深松耕在黄土高原不同区域、不同年降雨量和不同年均温度下对春玉米、冬小麦产量和水分利用效率的影响特征。【结果】与常规耕作相比,在黄土高原北部和中部采用免耕能有效提高春玉米产量和水分利用效率10%以上;在年降雨量≤500 mm地区免耕春玉米的产量和水分利用效率增加最显著,分别增加13.4%和13.6%(P<0.05);在年均温度≤10℃地区免耕春玉米的产量和水分利用效率显著增加,分别增加7.6%和9.3%(P<0.05)。在黄土高原东南部和西北部采用深松耕都能显著提高冬小麦产量和水分利用效率;在年降雨量500-600 mm地区,采用深松耕的冬小麦产量和水分利用效率增加最显著,分别增加14.5%和12.2%(P<0.05);在不同年均温度地区,深松耕冬小麦的产量和水分利用效率均显著增加。在不同区域、不同年降雨量和不同年均温度下,采用深松耕的冬小麦产量和水分利用效率增加率均高于免耕。【结论】免耕、深松耕在黄土高原不同区域的适应性不同,在黄土高原中部和北部采用免耕更有利于提高春玉米产量和水分利用效率;在年降雨量≤500 mm地区和年均温度≤10℃地区采用免耕更有利于春玉米产量和水分利用效率的增加;在黄土高原东南部和西北部采用深松耕均有利于提高冬小麦产量和水分利用效率,且效果优于免耕。