我国西南地区近56年参考作物蒸散量的敏感性分析

参考作物蒸散量(ET_0)是水文气象研究及水资源管理规划中的重要参数。基于1960—2015年我国西南地区96个气象站的逐日相对湿度(RH)、日照时数(n)、风速(u)、最低温度(T_(min))、最高温度(T_(max))和平均温度(T_(mean))资料,采用1998年联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式,计算近56年研究区的ET_0,并分析ET_0对各气象因子的敏感系数。结果表明,近56年我国西南地区的平均ET_0为1 027.11 mm,在空间分布上表现为自东北向西南方向逐渐增大;全区ET_0对气象因子敏感系数的绝对值排序为RHnT_(max)T_(mean)uT_(min),在空间分布上,RH、n、u敏感系数在研究区西部较高,T_(max)敏感系数在以云贵高原的元江、广西盆地的北海为中心的地区较高,T_(mean)敏感系数在研究区东部及云贵高原西南部较高,T_(min)敏感系数在广西盆地地区较高;RH、T_(max)、u、T_(min)敏感系数呈上升趋势,其中T_(max)敏感系数显著(P0.05)上升,其余气象因子的敏感系数呈极显著(P0.01)上升趋势,n敏感系数呈极显著(P0.01)下降趋势,T_(mean)敏感系数变化不明显;RH、T_(max)与n敏感系数的年内变化特征为双峰型曲线,T_(mean)、u、T_(min)敏感系数呈单峰型曲线;全区ET_0的突变时间为1996年,突变时间以前ET_0呈极显著(P0.01)下降的趋势,气候倾向率为-13.437 mm/10年,突变时间后呈显著(P0.05)上升趋势,气候倾向率为21.770 mm/10年。因此可见,西南全区及各分区参考作物蒸散量均对相对湿度的敏感性最高,除四川盆地外,其余分区对日照时数、最高温度的敏感性较高,四川盆地对平均温度的敏感性较高。     

老化生物炭对黑麦草累积重金属的影响

采用化学老化法制得老化生物炭,通过黑麦草盆栽试验,比较生物炭老化前后对土壤中重金属残留量的影响及黑麦草对重金属累积量的影响,探讨老化生物炭对土壤中重金属铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)生物有效性的影响。结果表明,与新鲜炭相比,老化生物炭增加了黑麦草的生物量和土壤中重金属的残留量,同时减少了黑麦草体内的重金属累积量。其中,5%老化生物炭处理的效果最为明显,可以使土壤中重金属Pb、Cd、Cr残留量分别增加6.85%、13.83%、34.36%,使植物地上部分对3种金属的累积量分别减少56.53%、55.68%、47.27%,使植物地下部分对3种金属的累积量分别减少41.71%、21.79%、43.37%。此外,施加生物炭可以显著减少植物地上部分、地下部分的富集系数及转运系数,其中对Cr的作用效果最明显。生物炭老化后对重金属具有更强的吸附固定能力,能减少植物对重金属的累积,降低重金属的毒害效应,进而提高植物生物量。研究结果为生物炭的长期应用提供了理论依据。     

不同灌水下限设施番茄土壤CO2排放特征及其影响因素研究

【目的】探讨不同灌水下限设施土壤CO2排放特征及其影响因素,为调控设施土壤水分和碳排放提供理论依据。【方法】在番茄生育期内采用LI-8100A土壤碳通量自动测定仪观测不同灌水下限[20 kPa(D20)、30 kPa(D30)、40 kPa(D40)]下的土壤CO2排放速率,并分析其影响因素。【结果】在番茄生育期内,不同灌水下限设施土壤CO2排放速率变化趋势基本一致,D20处理最高,平均速率为2.759μmol/(m2·s),其次是D30处理,为2.601μmol/(m2·s),D40处理最低,为2.559μmol/(m2·s)。在土壤CO2累积排放量方面,D20处理显著高于其他2个处理,而D30和D40处理之间无显著差异。就单因素模型而言,不同灌水下限处理的土壤CO2排放速率与15 cm土壤温度呈指数回归关系,且均达显著水平(P<0.05);不同灌水下限处理的土壤CO2排放速率与15 cm土壤含水率均呈显著二次回归关系(P<0.05);与单因素模型相比,土壤温度和土壤含水率的双因素复合模型(68.5%~83.8%)可以更好地解释土壤CO2排放的变化。土壤温度敏感系数Q10值在1.442~1.498之间,其中D20处理最敏感,D40处理最不敏感。相关分析结果表明,土壤CO2累积排放量与0~20 cm土层土壤有机质量、pH值、全氮量、速效磷量、速效钾量、碱解氮量和微生物量碳呈显著相关关系。采用PCA分析提取出的2个主成分累积贡献率为85.79%。【结论】灌水下限影响设施土壤CO2的排放,其中D20处理促进了设施土壤CO2的排放。     

生物质导热系数测量系统设计

随着不可再生能源的日渐枯竭,生物质能源的研究工作受到越来越多的关注。想要充分了解和利用生物质能源,生物质材料的热物性分析必不可少。其中,导热系数表征就是研究的重点内容之一,设计出可靠便捷的测量系统至关重要。笔者以LabVIEW平台为基础,依靠其强大的测控功能,结合3ω法测量原理及具体的实验步骤,设计出一种固液相样品都适用的导热系数测量系统。实验中测量端的铂丝将产生电信号,经前置放大电路被锁相放大器SR830采集,然后通过GPIB接口卡与PC机通讯。其中,上位机LabVIEW的程控交互界面包括了前期准备、信息记录、数据采集和曲线显示4个部分,为研究人员提供了直观、便捷、高效的实验进程帮助。还从测量对象的性质和实验台搭建过程两个方面,分析了可能存在的误差来源。为了验证该导热系数测量系统的可靠性,对常见的生物质液体,包括存在固液相变化的样品,进行了测量实验。测量值与文献参考值比较显示,系统误差小于5%,说明该测量系统具有较高的可靠性和稳定性。     

环境与摄食对山东省近海鱼礁区不同体长许氏平鲉分布的影响

为研究环境与摄食因素对人工鱼礁区不同体长许氏平鲉分布的影响,采用2017—2018年山东省近岸3处鱼礁区环境和渔业资源的调查数据,利用变异系数CV均值将样本的体长分为10组,每组体长间隔为33 mm,并使用Bray-Curtis相似性指数比较不同海域许氏平鲉体长组成的相似性;运用去趋势对应分析(DCA)、典范对应分析(CCA)分析各环境要素对不同体长组许氏平鲉分布的影响;运用胃含物分析法分析许氏平鲉的食物组成。结果显示,西霞口与长岛鱼礁区样本体长组成相似性指数为70.66%,前三岛鱼礁区与西霞口鱼礁区、长岛鱼礁区的相似性指数较低,分别为54.94%和59.46%;大体长(299～365mm)许氏平鲉的分布与水深、水质指数(WQI)和化学需氧量(COD)相关性较大,喜好水深较深、营养丰富的水域;小体长(35～200 mm)许氏平鲉喜好水深较浅,水质好的水域。大体长(200～365 mm),高龄(2～3龄)的个体主要摄食鱼类、虾类和蟹类,优势饵料为鱼类(IRI为65.94%);小体长(35～200 mm),低龄(0～1龄)的个体主要摄食虾类和蟹类,优势饵料为虾类(IRI为45.69%)。研究表明,在浅水区域投放幼鱼保护型鱼礁,为幼鱼提供庇护所;将捕捞作业集中在深水区,减少对许氏平鲉小体长个体的兼捕,可以达到针对性增殖、保护许氏平鲉资源的目的。     

双斜盘多排式轴向柱塞马达转矩特性分析

为了实现多级转速和转矩的输出,轴向柱塞马达必须使用节流阀、减压阀等耗能元件来改变输入压力和流量,但同时降低了效率。新型双斜盘多排式轴向柱塞马达可以利用其结构的特殊性,实现输出转矩的多样性。本文基于双斜盘多排式轴向柱塞马达的结构特点及工作原理,推导了该马达在不同工作方式下的理论瞬时转矩和转矩不均匀系数,并通过Matlab分析了内外马达转矩系数比对转矩不均匀系数的影响,设计了马达的实验液压系统并搭建了实验平台,对马达进行了原理性实验,并进行了数据分析。实验结果表明,在额定压力和额定排量下,该马达能实现多种不同的转速与转矩输出,随着内外马达转矩系数比的增大,低速大转矩的转矩不均匀系数越小,高速低转矩不稳定系数越大,通过合理设计可以实现马达在不同工作状态下的稳定运行,验证了新型马达在结构原理上的可行性,为新型轴向柱塞马达的改进设计提供了实验依据。     

四川冬春季参考作物蒸散量时空变化及其成因

为深入认识四川冬春季参考作物蒸散量(ET₀)的变化特征,利用1980—2016年四川35个气象站的逐日气象观测资料,采用泰森多边形、气候倾向率和克里金空间插值等方法对其冬春季ET₀的时空变化特征进行分析,并通过敏感性和贡献率分析了ET₀的变化成因。结果表明:ET₀的年代际变化呈先降后增的趋势,空间上呈明显的西南高东部低的分布特征,且高值区范围持续扩大,低值区范围波动缩小。ET₀的年际变化呈上升趋势,春季ET₀气候倾向率和空间差异明显大于冬季,且ET₀高值区与低值区空间分布受海拔高度影响明显。ET₀的同一日多年平均值自初冬至初春逐渐上升,1月22日—5月2日仅有8 d的ET₀值低于多年日平均值,具有明显连续的高值时段。ET₀对日照时数的变化最敏感,其次是对相对湿度与平均气温,对三者均呈高敏感性。平均气温的正贡献率是引起ET₀变化的主导因子,其次是相对湿度。研究时段内平均气温的升高对ET₀的正效应和相对湿度的降低对ET₀的负效应,超过了日照时数减少对ET₀的减少效应,导致四川地区冬春季ET₀呈上升趋势。     

利用选择性清除方法鉴定牛繁殖性状相关的候选基因

为探究与牛繁殖性状相关的候选基因组区域和候选基因,采集97头郏县红牛和32头中国荷斯坦奶牛母牛血样并提取基因组DNA,利用简化基因组测序(SLAF-seq)技术获得了其全基因组SNP标记及个体基因型。通过计算各SNP位点的遗传分化系数(Fst)和核苷酸多态性(πratio),利用选择性清除方法筛选2个品种间差异的基因组区域,并与动物QTL数据库中牛繁殖性状相关QTLs进行比对,将重合区域作为候选区域。在Animal Omics Database数据库中查看候选区域内基因在母牛繁殖相关组织中的表达情况,将表达量高(FPKM10)的基因优先作为候选基因。结果显示,根据Fst值和πratio值的99%分位数(Fst0.390,πratio1.49)筛选得到了42个品种间高度差异的基因组区域,其中11个基因组区域与繁殖性状QTL重合。其中,9个基因在卵巢、输卵管壶腹部或黄体中表达(FPKM1)。CFDP1、CFDP2和FAM204A基因在各组织中均高表达(FPKM10)。以上结果提示,CFDP1、CFDP2和FAM204A基因可优先作为牛繁殖性状相关候选基因。