生态景观林10种林分枯落物的水文效应

[目的]对北京市大兴区生态景观林主要造林树种林下枯落物层的持水能力进行定量研究,为森林生态建设和水土保持工作的开展提供理论依据。[方法]以研究区生态景观林中10种不同林分的枯落物层为研究对象,采用室内浸泡法对其水文效应特征进行分析研究。[结果]该区枯落物总蓄积量在2.37~5.33t/hm~2之间,顺序依次为:毛白杨油松千头椿刺槐国槐银杏金叶榆元宝枫旱柳紫叶李;最大持水量为5.56~24.92t/hm~2,最大持水率为208.64%~481.62%,最大拦蓄量为5.37~24.24t/hm~2,有效拦蓄量为4.54~20.51t/hm~2;10种林分不同枯落物层的持水量与浸泡时间呈较显著的对数函数关系,其吸水速率与浸泡时间则存在着较显著的幂函数关系。[结论]综合比较10种林分枯落物的持水性能,认为毛白杨的持水能力较好,能够较好地涵养水源。     

沙尘胁迫对榅桲叶片光合和叶绿素荧光特性的影响

以榅桲（Cydonia oblonga Mill）为研究材料,以无沙尘覆盖为对照（CK）,设置轻度沙尘胁迫（5mg·cm-2）和重度沙尘胁迫（12mg·cm?2）两个处理,并分别在处理第10、20、30和40天时,测定其叶片光合特性和荧光参数的变化。结果表明：沙尘处理下榅桲叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）均随处理时间的延长呈下降趋势,胞间CO2浓度（Ci）呈先升后降的变化趋势;最大光量子效率（Fv/Fm）在处理第10天显著下降,此后随处理时间的延长逐渐回升至与对照一致水平。最大荧光（Fm）、非光化学淬灭（NPQ_Lss）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）、光化学反应淬灭（qP_Lss）随处理时间的延长整体均呈上升趋势,初始荧光（Fo）呈下降趋势。说明榅桲在沙尘胁迫处理前期受非气孔因素的影响较大,沙尘胁迫导致榅桲叶片PSⅡ原初光能转换效率较低,对榅桲产生光抑制,导致Pn下降。而在处理后期,榅桲叶片主要通过增加qP_Lss、Fm、NPQ_Lss等来增强PSⅡ电子传递能力,提高非辐射性热耗散来消耗过剩光能,保护光合机构。     

地表粗糙度对黄土坡面产流机制的影响

为探明地表粗糙度对坡面产流机制的影响,该研究通过室内与室外径流小区模拟降雨试验相结合,分析在3种雨强(60、90、120 mm/h)下粗糙坡面与平整坡面(坡度5°、10°、15°、20°)产流点位空间分布和坡面产流时间特征,阐明地表粗糙度对坡面产流机制的影响。结果表明:粗糙坡面与平整坡面产流点位沿径流方向的变异系数分别为34.4%~52.9%、15.5%~31.1%,即粗糙坡面产流点位较平整坡面更为分散。相较于平整坡面,地表粗糙度具有推迟坡面产流效应,且推迟效应随坡度、雨强增大而逐渐减弱。表明地表粗糙度在小坡度、小雨强条件下具有较强延迟坡面产流能力。地表粗糙度影响坡面产流一方面通过地表填洼的直接作用;另一方面通过增加降水入渗水头,增强坡面入渗能力的间接作用。通过坡面地表填洼量预测的初始产流时间与实测坡面产流时间比值范围为2.2%~36.2%,表明地表粗糙度间接作用为延迟坡面产流的主导作用。因此,该研究结果阐明了粗糙坡面的点状产流与坡面产流特征,进一步为粗糙坡面产流机制的揭示及地表粗糙度对坡面土壤侵蚀机理的影响提供了科学依据。     

基于螺旋贝壳仿生的发动机增压器涡轮蜗壳设计提升涡轮性能

增压器蜗壳性能直接影响增压器整体效率和性能。通过降低蜗壳内腔流动阻力、减少蜗壳能量损失对提高增压器效率和性能具有重要意义。海洋螺旋形贝壳在进化过程中形成了减少流体阻力、降低运动过程中流体能量损耗的结构特征。该文以螺旋贝壳为仿生原型,通过逆向工程技术获取贝壳内腔数据,在几何分析的基础上提取内腔截面部分数据作为仿生蜗壳设计原始数据,并完成数学建模。通过数据优化得到增压器涡轮蜗壳仿生设计截面曲线,实现蜗壳仿生曲面设计。建立原型增压器和仿生增压器计算模型,在原型增压器仿真模型与台架试验吻合较好的条件下,采用流体力学软件对原型及仿生优化增压器涡轮效率、流通特性及蜗壳内流态等性能进行仿真分析。结果表明,涡轮流通能力不变情况下,仿生蜗壳使涡轮效率提升3%,最大可提升5%以上;流场分析结果表明,仿生优化蜗壳减小蜗壳壁面附近的流动损失和流道内气流摩擦,壳内流动平稳均匀,无旋流,是涡轮效率明显提高的根源。本文所采用的方法对增压器涡轮性能的提升显著,可以为汽车和农业机械涡轮增压系统设计和优化提供参考和借鉴。     

微喷灌结合滴灌对温室高温环境和作物生长生理特性的影响

微喷灌结合滴灌是指在作物根区滴灌的基础上对作物冠层进行微喷灌来改善作物生长环境的一种灌水方式。为了探明微喷灌结合滴灌（micro-sprinkler irrigation combined with drip irrigation,MSDI）和地表滴灌（surface drip irrigation,SDI）2种灌水方式下温室高温环境及作物生长生理特性的差异及响应规律,该研究以黄瓜为试验对象,于2017年2－6月开展了2种灌水方式下温室环境及黄瓜生长生理特性的观测试验。结果表明：在改变温室环境方面,MSDI灌水方式较SDI可增加温室内相对湿度,降低气温,同时降低叶片温度约4℃;在作物生长生理特性方面,采用MSDI可增加黄瓜株高与茎粗,降低作物茎流速率,促进黄瓜生长;2种灌水方式下黄瓜最大光合效率几乎一致,分别为0.74和0.77,但日平均实际光合效率差异明显,分别为0.57和0.47,MSDI灌水方式下黄瓜叶片日平均气孔导度和光合速率比SDI方式分别高182.8%和92.4%。该研究成果对于合理调控温室高温环境、提高温室作物产量具有重要的指导意义。     

基于突变级数法的江苏省资源环境承载力评价及障碍因素诊断

资源环境承载力研究对实现区域可持续发展,建设生态文明社会具有重要的意义。以江苏省作为研究区域,构建资源环境承载力评价指标体系,运用突变级数法对江苏省2004-2014年的资源环境承载力进行了动态评价,并运用障碍因素诊断模型进一步探索制约江苏省资源环境承载力提高的因素。研究表明:（1） 江苏省资源环境承载力在波动中逐步提高,承载力水平从2004年的0.829 0上升到2014年的0.967 8,资源环境承载能力由较弱承载力等级（Ⅱ）提高到较高承载力等级（Ⅳ）;（2） 经济社会复合系统承载力呈稳定上升趋势,承载力水平由2004年的0.682 7上升到2014年的0.993 1,而资源环境复合系统承载力呈波动上升趋势,承载力指数变化于0.687 3~0.936 6,经济社会复合系统与资源环境复合系统的共同作用促进了江苏省资源环境承载力的整体提高;（3） 经济子系统和资源子系统是制约江苏省资源环境承载力提高的主要因素,其中人均耕地面积是最重要的障碍因素。以上研究可为促进江苏省经济社会的可持续发展提供理论支撑。     

基于人粮关系的关中-天水区土地资源承载力时空差异研究

以人粮关系为基础,基于GIS空间分析功能,采用土地资源承载力和土地资源承载指数模型,定量分析了"十一五"和"十二五"规划期间,关中-天水区县域尺度土地资源承载力的时空差异性。结果表明,2006—2015年期间,关中-天水区土地资源承载指数的平均值为1.377,土地资源超载率为22%,总体上处于人口超载状态;对比分析2个5年时间段,土地资源承载力提高的区县有19个,占研究区县总数的29%,主要分布在区域的西北和东北部,包括天水市、咸阳市、铜川市和渭南市的部分区县;土地资源承载力降低的区县有46个,占研究区县总数的71%,主要分布在区域的中部和南部,包括宝鸡市、西安市、咸阳市和商洛市的部分区县等。研究为区域土地资源开发、人口布局、粮食安全保障以及可持续发展提供了科学依据,也为区域更好地落实"十三五"规划中的耕地保护、粮食安全等政策提供了参考建议。     

NAC对早期断奶仔猪抗氧化能力和免疫能力的影响

试验旨在研究日粮添加N-乙酰半胱氨酸(NAC)对早期断奶仔猪的氧化还原状况和免疫指标的影响。试验选取10窝仔猪,随机分为2组,每组5窝,对照组饲喂基础日粮,试验组从7日龄开始,至25日龄时结束,在基础日粮中添加500mg/kg NAC。仔猪21日龄断奶。25日龄时,每窝选取1头(每组共5头),采集血样和脾脏样。结果表明,日粮添加NAC组显著提高了血清谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)水平(P0.05),降低了丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)(P0.05)的含量,同时增加了血清中免疫球蛋白IgM的含量(P0.05),而对仔猪血清炎性因子水平无显著影响。NAC处理能显著提高脾脏中IL-2,IL-6及I-κBαmRNA的相对表达水平(P0.05)。上述结果表明,日粮中添加500mg/kg NAC显著提高了断奶仔猪的抗氧化能力和免疫力,缓解断奶应激。     

2002-2015年临夏州耕地生态足迹动态研究

为了解临夏州耕地资源的可持续发展状况,运用生态足迹模型对临夏州2002-2015年耕地的生态足迹进行了动态分析和研究。研究结果表明,2002-2015年,临夏州人均耕地生态足迹由0.2858hm2/人增长至0.4753hm2/人,增长了66.31%。2002-2015年,人均耕地生态承载力从0.2775hm2/人下降至0.2431hm2/人,下降了12.40%,呈下降趋势。临夏州耕地未出现生态盈余,人均耕地生态赤字由0.0083hm2/人增长至0.2322hm2/人,增长了26.98倍,整个研究时间尺度内生态赤字呈较快增长趋势。表明临夏州农业生产超出了耕地的生态承载力范围,再加之人口的持续增长,人地关系愈发紧张,引起耕地生态系统的不稳定性在不断加剧,临夏州耕地资源的利用为不可持续发展状态,最后根据存在问题提出了一些建议。     

遮阴对珠子参生长发育及光合生理特性的影响

为探明遮阴对珠子参生长发育和光合生理特性的影响,对盆栽珠子参分别采取全光照、30%遮阴和50%遮阴3种处理。在珠子参生长90天后,考察各处理下珠子参植物学性状、生理指标和光合特性。结果表明,与全光照相比,30%遮阴处理下珠子参株高、主茎粗、果实数、根茎直径、叶绿素含量、SOD和POD活性增加,地下根茎节间长度和叶MDA含量减小。遮阴处理后珠子参净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)低于全光照处理,胞间CO2浓度(Ci)则高于全光照处理。遮阴有效地缓解了珠子参的“午休”并降低了光抑制,其中,30%遮阴处理效果最显著,为珠子参的生长提供了较为适宜的环境。