土壤水分再分布特性研究进展

在干旱半干旱地区,土壤水分的再分布对生态环境、农业发展有着重要的影响,是自然界中水循环的重要过程之一,是土壤墒情的自我调节过程,是土壤水在势力梯度作用下的非饱和运动.在国内外学者多年研究工作的基础上,分别从物理角度和生物角度对土壤水分再分布的基本理论和模型进行了归纳总结.从物理角度分别以耕作措施、雨强、灌水方式、土壤初始含水率等因素对土壤水分再分布过程的影响进行了研究,并归纳了基于土壤水分特征曲线及其滞后作用、土壤水分运动通量法、土壤水分运动基本方程等的数学模型.从生物角度对土壤水分再分布的生态功能及影响因素进行了总结:研究发现土壤水分的再分布作用可以有效地调节根系层土壤水分状况、丰富群落结构,提升土壤养分、增加根层土壤微生物;植物根系在对根层水分进行调节的过程中又会因土壤水分、植物种类和土壤特性的不同而发生变化.通过对前人研究成果的总结,理清研究现状,以期为理论的进一步研究提出建设性意见.     

三种主养草鱼池塘沉积物-水界面碳通量的研究

为了探讨环境因子和底栖配养生物对碳通量的影响,采用实验室培养方法,测定并比较了不同混养模式下沉积物-水界面各形态碳的通量,监测了8月沉积物-水界面上覆水中各形态碳含量的昼夜变化。3种主养草鱼池塘的养殖模式为草鱼、鲢和鳙混养(GSB),草鱼、鲢、鳙和凡纳滨对虾混养(GSBL),草鱼、鲢、鳙和鲤混养(GSBC)。主要实验结果如下:(1)在养殖周期内,3种混养模式沉积物-水界面可溶性无机碳(DIC)通量范围为0.65~16.90 mg/(m²·d),可溶性有机碳(DOC)通量范围为0.16~13.49 mg/(m²·d),颗粒性有机碳(POC)通量范围为-2.29~3.32 mg/(m²·d);GSB和GSBC模式各形态碳通量均以8月最高,GSBL模式则以7月最高。(2)在养殖周期内,3种混养模式沉积物对DIC和DOC均表现为释放,而对POC在4-6月以吸收为主,其余时间表现为释放。(3)在养殖的中后期,3种混养模式的DIC、DOC和POC通量存在一定差异。其中,GSBL和GSBC模式中各形态碳通量值显著高于GSB模式(P<0.05)。(4)8月上覆水中DIC和DOC的含量在4:00达到最大值,POC含量则表现为GSBL模式在4:00达到最大值,12:00达到最小值,而GSBC模式在4:00达到最小值,12:00达到最大值。(5)各形态碳通量的变化与上覆水中的DO、pH呈显著负相关关系,而与水温呈显著正相关关系。     

制备超疏水性铝表面的试验研究

在仿生超疏水表面研究的基础上,用氨水和 NaOH 溶液处理铝表面,控制反应的时间、温度与溶液的浓度等条件,在工程技术材料铝表面构建出微米/纳米相结合的类似荷叶表面微观结构。再修饰低表面自由能的石腊的 CS_2溶液薄膜层,使铝表面的接触角达到了152°±1°。     

低液量水平管气液分层流摩阻压降的计算

在大型多相流试验环道上进行了空气-水、空气-HVIW150基础油试验,对水平管低液量气液分层流的流动特性进行了研究.选取了ARS模型作为界面形状模型,同时以动量平衡方程为基础,求解了气液两相流的摩阻压降,并将模型预测值与试验所测的摩阻压降作了比较分析,得出了分层流摩阻压降变化的一些规律,在低液量的分层流动中推荐采用ARS界面模型.     

密封泵中无轴承永磁同步电动机的试验研究

为解决密封泵系统中泵体的密封性问题,提出采用无轴承电动机替代传统电动机构成新型无轴承密封泵方案,研制无轴承电动机成为其关键.阐述了无轴承密封泵中永磁型无轴承电动机转子悬浮原理,并给出电磁转矩和径向悬浮力数学模型.根据无轴承永磁同步电动机控制系统功能框图,构建无轴承永磁同步电动机数字控制系统,为了使控制系统软件与硬件之间互相配合,设计并使用人机交互界面对无轴承永磁同步电动机控制系统中转速、PID控制器等参数进行实时在线调试和控制.样机试验结果表明:使用人机交互界面进行试验调试,能够快速地达到预期目标,转子转速为1 200 r／min,转子轴心在平衡位置中心(0,0)附近振动,径向偏心位移振动幅值控制在50 μm范围之内,满足对无轴承永磁同步电动机数字控制系统进行实时在线调试和控制的要求,对无轴承密封泵的研制与应用具有重要的理论意义和实用价值.     

界面指示程度对林农与决策支持系统交互绩效的影响

选择有初级计算机使用经验的林农为参与者,采用v1.0和v2.0版本的速生丰产林生产经营决策支持系统,研究林农在决策支持系统不同指示程度界面上完成各种任务的交互绩效。结果表明:高指示程度界面对林农技能型任务绩效的影响最显著,其次是对规则型任务绩效有显著影响。界面指示程度对任务绩效的影响具有差异性的结论,对于决策支持系统的界面设计具有一定的理论指导意义。     

界面理论与生态脆弱带的生态安全分析

生态脆弱带的生态安全问题是当今生态学研究的热点。将农业生态系统中的界面理论与景观生态学中的异质性过渡区域——生态脆弱带相结合,从界面理论、生态脆弱带、生态安全的基本概念出发,从基本特征和结构功能两方面分析了界面和生态脆弱带的相关性,归纳总结了国内外的研究进展,比较了地里边界法、遥感和地理信息系统方法及移动窗口法的优缺点,在此基础上对生态脆弱带的生态安全进行了展望。     

用FPGA实现串口通信的设计

通过用接口芯片的VHDL的设计方法,通过对MAX232串行通总线接口的设计,掌握发送与接收电路的基本设计思路,并进行串口通信。本设计用文本输入法实现串口通信的发送与接收电路的设计。采用VHDL语言设计分频模块、发生模块、接收模块和显示模块;用键盘输入及串口调试软件调试;拨码开关开关控制发送资料,并在串口调试软件环境下显示,数码管显示出接收到的数据。     

土工格栅加筋界面摩擦特性及界面参数的确定

结合实际工程,采用加筋界面的直剪试验,将土工格栅设置在粉质细砂与砂砾之间,研究加筋界面的剪切摩擦特性及确定加筋界面参数.结果表明:加筋界面的抗剪强度随着法向应力的增加而增大,相对的剪切位移小于5 mm时,剪应力增加的较快;采用曲线拟合的手段确定了接触面单元的界面参数,利用相关系数验证了试验数据的离散性和可靠性.     

磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用机制研究进展

【目的】磷与水分利用率低是制约作物生产的重要因子。磷必须在水分的作用下通过根土界面才能被作物吸收利用,磷和水分在根土界面的互作效应是影响其高效利用的关键环节。本文以根际为核心,重点综述了磷与水分在根土界面的互作机制,并剖析了通过强化根土界面磷与水分的协同,提高农田水肥资源利用效率的根际调控途径。[主要进展]根系的形态和生理变化深刻影响磷和水分的有效性,而根系生长和根际过程依赖于植物的营养和水分供应状况,作物根层适宜的水分和养分供应水平能最大化根系和根际过程的效率,从而促进作物对磷与水资源的高效利用。作物根系除了能对根层土壤中磷和水分的系统供应做出响应外,也对局部磷和水分的变化产生形态和生理上的反应。根系响应磷和水分的表型可塑性与植物激素的调控作用密切相关。ABA、乙烯、NO均参与磷和水分互作的调控过程,质外体pH在调控植物抵抗水分胁迫过程中具有重要作用,并与植物的营养状况密切相关。[展望]深入理解根土界面水与磷互作的协同过程及其调控机制是提高集约化作物体系水分和磷利用效率的关键。未来的研究方向与重点包括:进一步揭示磷和水分互作与激素信号途径之间的关系,探明农田生态系统中磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用的协同机制,建立不同种植条件下水肥资源高效利用的根际调控途径,为通过根系、根际的定向调控,发挥其生物学潜力,提高集约化农田水肥资源的利用效率提供科学依据。