江苏滨海湿地不同植被演替阶段土壤有机碳分布特征

对江苏滨海湿地土壤有机碳的分布特征进行研究,阐明了植被演替和土壤理化性质对土壤有机碳分布的影响,对探讨今后如何增加滨海湿地的"碳汇"能力具有重要的意义。结果表明,水平方向上,有机碳的分布特征表现为:光滩米草群落芦苇群落刺槐群落碱蓬群落。在0~10 cm层,土壤有机碳平均含量为20.84 g·kg-1,其中米草群落土壤有机碳含量显著高于其他几种类型;10~25 cm和25~40 cm土层,土壤有机碳平均含量分别为18.66 g·kg-1和19.15 g·kg-1,光滩含量最高。垂直方向上,0~10 cm层土壤有机碳含量均最高,光滩土壤有机碳含量随土层深度增加而增加;碱蓬和米草群落湿地土壤有机碳含量的垂直分布特征则相反;刺槐群落和芦苇群落湿地土壤有机碳含量分布表现为,表层含量最高,中间土层含量最低。土壤有机碳含量与土壤容重具有极显著的负相关关系,而与C/N和盐分呈显著的正相关关系。虽然研究结果中土壤有机碳含量与其他因子的相关性不显著,但是土壤各理化性质间的相互作用会间接影响有机碳含量的分布。     

基于四旋翼无人机快速获取大田植株图像的方法及其应用

利用低空无人机获取农田信息,具有实时以及灵活性高、成本低等优势。为快速、精确监测大田规模化种植作物的生长发育状况,以四旋翼无人机为平台,结合数字图像技术,建立快速获取大田烟株中前期图像的方法。结果表明,在天空辐射条件较稳定的条件下,采用较低的飞行高度(如20m)航拍获取田块图像,能够得到清晰的拼接图像和三维重建效果;采用基于决策树的植被分割算法将烟草和非植被部分分割后,得到较高精度的大田植株图像。在此基础上进行大田烟草缺苗数估测,所估算的缺苗数与实测值吻合较好。     

岩溶地区不同土地利用方式下土壤斥水性的空间变化

以广西桂林市农业科学院大豆、甘蔗及梨树植被覆盖的土壤为例,研究不同土地利用模式下土壤斥水性的空间变化。通过对每个试验区面积为135 m×105 m的100个测量点应用滴水穿透时间法(water drop penetration time,WDPT)进行土壤斥水性测量,利用土壤含水量确定干旱(0.062±0.025)cm~3·cm~(-3)、中等(0.151±0.045)cm~3·cm~(-3)和湿润(0.237±0.086)cm~3·cm~(-3)的土壤水分条件。运用地统计方式,对土壤斥水性进行空间变化分析。结果表明:在干旱和湿润水分条件下,WDPT的大小均表现出梨树地最大,甘蔗地次之,大豆地最小,与土壤含水量和有机质大小的变化一致,但是在中等水分条件下,WDPT均值大豆地高于甘蔗地,同时3个试验区的滴水入渗持续时间都达到最大。土壤斥水性的地统计分析结果表明,在3种水分条件下,3个试验区的空间结构比基本上大于75%,空间相关性较强。在土壤斥水性的高阈值空间分布上,甘蔗地的稳定性比大豆地强,而梨树的空间分布稳定性最弱。研究结果说明人类的活动会对土壤斥水性空间稳定性产生干扰,但土壤本身仍具有恢复其空间分布稳定性的能力。     

海水源热泵对海参育苗废水热能回收的工程应用

该文针对水产生物工厂化育苗水体升温技术需求,开展了利用育苗废水作热源为育苗水体升温的海水源热泵集成技术应用示范,探讨了集成系统对海参育苗水体升温和废水热能的回收效果。结果表明,进入I级换热器的育苗废水和新鲜海水温度分别为10.3~14.9℃和-1.9~4.9℃时,新鲜海水出水温度提升4.6~5.8℃,废水热能最大回收率达到59.2%;海水源热泵的废水热源温度和流量一定时,新鲜海水的温升幅度随其入流流量和温度升高而降低,入流温度分别为7.3和10.3℃的新鲜海水,流量不超过15和20 m~3/h时,出水温度均保持在15℃以上,满足海参育苗水温要求。热泵对废水热能的最大回收率为40.7%,COP(coefficient of performance)在5.03以上;集成升温系统比传统锅炉升温综合节能37.6%以上,减排二氧化碳约2 200 t/a,当年内可收回设备投资费用。     

黄土高原典型流域退耕还林土地利用变化及其合理性评价

黄土高原大规模退耕还林使得该区土地利用结构发生了深刻变化,区域生态环境得到了明显改善。研究由此引起的土地利用变化及其合理性,对于加快黄土高原植被恢复、控制黄河泥沙以及实现区域经济社会可持续发展等具有十分重要的理论意义和应用价值。该文应用遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术对黄土高原典型流域清水河流域2000-2014年土地利用变化特征进行了分析,并通过构建判别准则体系对土地利用变化的合理性进行了评价。结果表明,该流域实施退耕还林工程以来,土地利用结构发生了重大变化,主要土地利用类型耕地、园地、林地和草地的比例由2000年的1:0.06:2.05:3.95大幅度调整至2014年的1:3.22:12.03:5.51,其变化经历了3个阶段:2000-2005年以退耕还林及其配套措施为主,重点突出了工程的生态效益,土地利用变化合理度为78.60%,属于低度合理;2006-2009年在继续推进荒山造林和封禁的同时,大力开展基本农田与果园建设,兼顾了生态、经济与社会效益,土地利用变化合理度为91.71%,进入高度合理状态;2010-2014年进一步加大苹果产业发展力度,重点突出了经济效益,土地利用变化合理度为95.20%,延续了高度合理态势。建议新一轮退耕还林工程应注意严格控制新的退耕,保护经营好现有林地,适当控制园地规模。     

藏东南嘎隆拉和墨脱河谷蚂蚁群落研究

[目的]为了揭示藏东南地区蚂蚁群落的生态学规律,对藏东南嘎隆拉和墨脱河谷不同样地的蚂蚁群落进行了调查研究,揭示藏东南地区蚂蚁多样性。[方法]采用样地调查法和手拣法进行调查;利用Estmaete S 9.1.0程序对数据进行处理,分析抽样充分性;利用多样性分析法,分析了蚂蚁群落的组成、优势种、物种多样性、群落均匀度及群落相似性等群落特征。[结果]合计发现蚁科Formicidae昆虫8亚科,45属,96种。分析发现,不同植被类型优势种和稀有种组成不同,稀有种较多。低海拔区域的沟谷雨林和常绿阔叶林蚂蚁优势种具有明显的热带和亚热带特征。多样性分析发现,各样地中的蚂蚁群落物种丰富度0 42种,个体密度0.0 1 805.6头·m-2,多样性指数02.285 5,均匀度指数0.251 0 0.873 6,优势度指数0.147 0 1.000 0。其中海拔1 200 m沟谷雨林的蚂蚁物种丰富度最高(42种);海拔1 450 m季风常绿阔叶林的多样性指数最高(2.285 5),优势度最低(0.147 0);海拔2 960m高山松林均匀度指数最高(0.873 6);高海拔的针叶林蚂蚁物种丰富度和多样性均最低,优势度最高。北坡分布的物种稀少,南坡物种丰富;群落相似性系数表明不同海拔和植被的蚂蚁群落间差异显著。[结论]嘎隆拉和墨脱河谷生境存在明显差异,蚂蚁群落的物种数目、个体密度、多样性指数和均匀度指数总体呈现随海拔升高和植被的更替而降低的规律,但在南坡下部和中部出现2个峰值,分别为热带和温带物种的聚集群,表现出多域效应现象(Multi-Domain Effect)。植被、海拔和坡向对蚂蚁物种的分布和多样性影响深刻。     

湘中紫色丘陵区不同植被类型根际与非根际土壤理化特征

[目的]探索湘中紫色丘陵区不同植被类型根际与非根际土壤的理化特征,为湘中地区生态修复提供理论依据。[方法]以典型抽样方法调查湘中丘陵区草丛(G)、草灌(GS)、灌木(S)和乔灌(AS)4种典型植被,研究其根际与非根际土壤理化性质的差异,通过典型相关分析揭示根际与非根际土壤理化指标间的耦合关系。[结果]研究区草丛和灌木根际土壤中细砂粒(0.25~0.05mm)含量分别显著(p0.05)低于乔灌63.84%和76.97%;粉粒(0.02~0.002mm)含量表现为草和灌木分别显著高于乔灌的38.48%和37.66%。根际土壤0.25~0.05mm微团聚体含量均表现为乔灌高于其他植被,0.02~0.002mm微团聚体含量均表现为灌木高于其他植被。草灌与灌木非根际土壤有机质含量显著(p0.05)低于根际土壤148.05%和121.92%,灌木和草灌根际土壤有机质含量显著(p0.05)高于乔灌土壤84.28%和92.08%;草灌根际土壤全氮含量显著(p0.05)高于非根际土壤83.33%,草灌根际土壤碱解氮含量显著(p0.05)高于乔灌土壤200.83%;不同植被类型根际/非根际土壤磷含量差异不明显,总体来看,同一植被根际土壤全磷含量低于非根际土壤,而有效磷表现为乔灌最低;乔灌根际土壤速效钾含量分别显著(p0.05)低于草丛和草灌土壤125.15%和137.71%,除草灌外,其余植被类型根际土壤全钾含量均低于非根际土壤。典范相关分析表明土壤有机质和全量养分含量,2~1,1~0.5,0.25~0.05mm土粒含量,2~1,1~0.5mm团聚体3组理化性状间相互关系密切。[结论]改善土壤理化性质,促进湘中丘陵地区生态恢复,应注重协调土壤养分、颗粒组成及团聚体之间的耦合关系。     

西北地区光伏电站植被恢复模式研究综述

[目的]分析当前西北地区光伏电站现有的植被恢复模式,提出一种光伏电站内增加植被覆盖的生态恢复节水型新模式,为西北地区光伏电站的综合利用提供科学理论基础。[方法]广泛查阅近几年国内外的文献,对西北地区光伏电站植被恢复的有利条件、现有的西北地区光伏电站植被恢复模式的特点等进行总结、分析,并对今后研究方向进行探讨。[结果]当前西北地区光伏电站植被恢复研究还处在起步阶段,并未充分考虑水资源的合理高效利用和光伏电站的独特性。[结论]要重点探索"西北地区光伏电站内水—光—热的再分配规律"这一生态和光伏电站领域相交叉的重要科学问题,加强光伏电站植被恢复的多学科融合,并对光伏电站生态系统进行实时监测,制定严格的光伏电站环境影响评价标准等。     

鸡粪发酵液培养的小球藻水热液化制备生物原油及其特性

为探索沼液资源再利用,以鸡粪沼气发酵液培养的小球藻为原料,采用水热液化技术制备生物原油。采取正交试验,在温度250~330℃、时间30~90 min及含固量15%~25%下,探讨了水热反应后各相产物特性及元素回收效率。生物原油产率为13.23%~23.83%,最高产油率在330℃、60 min、15%时取得。生物原油中碳、氢及氮回收率分别是16.13%~31.14%、19.18%~34.89%及5.97%~14.32%,最高碳回收率及最低氮回收率分别在330℃、60 min、15%及250℃、30 min、15%时获得。水热液化各相产物中,碳、氢及氮回收率在水相中占主导地位,分别为48.74%~60.43%、46.81%~62.13%及74.84%~82.67%。热重分析暗示生物原油可能适合制备润滑油。此外,GC-MS分析表明生物原油中烃类物质质量分数为16.14%~24.91%,主要为低碳链烃类,如甲苯及二氢茚等。     

畜舍热交换芯体-风机热回收通风系统的热回收效果

热回收通风作为一种节能的通风换气方式,可缓解畜舍保温能耗与通风的矛盾。然而民用一体式热回收通风系统在畜舍中直接应用时存在通风量小、单位通风量的设备造价高等问题。该研究设计了适用于畜舍的新型节能热回收通风系统,并研究该热回收通风系统在以下3种不同配置条件下的热回收效果,探究该系统在畜舍中的较佳运行条件:板翅式热交换芯体配置不同迎面风速的热回收效果;新风依次经过2个串联连接的板翅式热交换芯体后的热回收效果;优化了板式热交换芯体与噪声小、风量大的轴流风机的参数配比后的热回收效果。结果表明:在舍内外温差为12.08℃,芯体配置迎面风速分别为1.05和0.86 m/s时,新风温度经过板翅式热交换芯体后分别升高了1.93和2.79℃,显热回收效率、热回收负荷和能效比分别为35.88%和43.63%、0.16和0.19 kW,1.37和1.61,两者显热回收效率均未达到冬季65%的节能标准。在舍内外温差为10.49℃时,新风依次经过串联的2个板翅式热回收芯体,经过第1次热交换后新风温度升高2.59℃,显热回收效率为52.11%,热回收负荷及能效比分别为0.39 kW,3.26;新风经过第2次热交换芯体时热回收作用甚微。优化板式热交换芯体与风机配比后,在舍内外温差为12.12℃,迎面风速为4 m/s时,新风温度升高8.23℃,显热回收效率为69.9%,能效比为8.0,达到了冬季节能标准。从该研究热回收效果看,第3种配置参数条件平衡了热回收效率及通风需求的关系,可满足畜舍大通风量及节能的需求。