不同频率洪水遭遇下溃坝洪水演进的二维模拟

【目的】建立适合黑河下游地区的溃坝洪水演进的二维数学模型,为该水库的安全运行和调洪决策提供参考。【方法】根据天然河道复杂而不规则的地形特点,以及溃坝洪水的传播和运动特性,建立适合黑河下游地区高程跨度很大的溃坝洪水演进的二维数学模型;利用非结构化三角形网格,采用单元中心的有限体积法求解控制溃坝水流运动的二维方程;应用所建模型,对黑河金盆水库10 000年一遇入库洪水漫顶所致溃坝洪水(即工况1)进行数值模拟,分析不同时刻的水深分布图、流速矢量图以及淹没范围的变化过程;在此基础上,探讨100年一遇入库洪水延时遭遇10 000年一遇入库洪水工况(即工况2)下溃坝洪水的演进变化过程,分析该工况下淹没水深的变化范围。【结果】工况1、工况2下大坝溃决时间分别为该工况模拟初始时间后的15.6,37.5h,工况1、工况2下5个沿程观测点的最大淹没水深分别为3.10~6.18m和3.66~6.91m,最大流速分别为2.28~8.68m/s和2.46~9.40m/s。【结论】所建立的溃坝洪水二维模型可以模拟流域不同时刻的水深及流速分布,计算结果具体到点,为洪水风险分析和灾害损失评估提供了依据。     

基因枪法介导的转KN2基因小麦的获得及鉴定

【目的】获得转KN2基因的小麦植株,为研究KN2基因对提高转基因小麦抗寒性的作用,以及为利用基因工程提高小麦抗逆性奠定基础。【方法】以弱冬性小麦品种小偃22为供试材料,通过基因枪法,用含有KN2基因的植物表达载体和筛选标记基因bar共转化小麦幼胚愈伤组织,经过除草剂(Phosphinothricin,草丁膦)筛选和愈伤组织分化获得再生植株,并对得到的再生小麦植株进行PCR检测。【结果】采用基因枪法共轰击小偃22的幼胚愈伤组织1 680个,共获得再生植株17株,移栽到花盆中成活15株;根据目标基因序列设计特异引物,对成活的小麦植株进行PCR检测,结果表明获得含有bar基因和KN2基因的转基因阳性植株分别为6株和4株,转化率分别为0.36%和0.24%,bar和KN2的共转化率为0.24%。【结论】KN2基因成功地转入到小麦品种小偃22中。     

基于SUFI-2算法的SWAT模型在陕西黑河流域径流模拟中的应用

参数率定及敏感性分析是用来提高模型精度,确定模型关键参数及改善模型结构的非常有效的方法。本文基于SUFI-2算法,通过SWAT模型对陕西黑河流域进行了模拟,同时基于SUFI-2算法对模型参数进行了敏感性分析,结果表明：(1) 影响黑河流域径流模拟结果精度的主影响因子是scs径流曲线参数;(2) 用2005年到2011年的实测径流资料对模型进行了率定与验证,模拟确定性系数R²和模型效率系数ENS均高于0.8;(3) 通过SUFI-2算法与SCE-UA算法比较,发现SUFI-2算法所需时间短,精度更高。     

不同耕作措施下秸秆还田土壤CO2排放与溶解性有机碳的动态变化及其关系

田间定位试验开始于2008年,共设置秸秆还田翻耕(CT+)、无秸秆翻耕(CT-)、秸秆还田免耕(NT+)和无秸秆免耕(NT-)四个处理。利用静态箱——气相色谱法,测定分析了2010—2011年度和2012—2013年度两个小麦生长季内土壤CO2排放、土壤DOC含量及土壤有机质含量的动态变化。结果表明:两个小麦生长季内土壤CO2排放规律基本一致,从当年小麦出苗到越冬土壤CO2排放量下降,第二年小麦返青后,土壤CO2排放量开始上升,到开花期达到排放高峰,其后开始下降直至小麦成熟。各处理2010-2011年、2012—2013年度土壤CO2平均排放通量分别为:CT+246.44、273.94 mg·m-2·h-1,CT-183.54、212.57 mg·m-2·h-1,NT+188.41、200.06 mg·m-2·h-1,NT-179.66、179.10 mg·m-2·h-1。土壤DOC含量的动态变化表现为在一定范围内上下波动,各处理2010—2011年、2012—2013度年土壤DOC平均含量分别为:CT+0.601、0.467 g·kg-1;CT-0.530、0.377 g·kg-1;NT+0.621、0.544 g·kg-1;NT-0.528、0.402 g·kg-1。方差分析表明,秸秆还田能增加土壤CO2排放、DOC含量和有机质含量;翻耕能增加土壤CO2排放,对DOC含量和有机质含量无显著影响;免耕减少土壤CO2排放,对DOC含量无显著影响,能增加土壤有机质含量。相关分析表明,土壤CO2排放与DOC含量动态变化没有显著相关关系,土壤CO2排放总量与土壤有机质含量正相关,DOC含量和土壤有机质含量无明显相关关系。     

Cu2+对克氏原螯虾（Procambarus clarkii）肝胰腺的蛋白质氧化损伤效应

克氏原螯虾(Procambarus clarkii)是一种潜在的水质环境污染的指示生物,为研究水体中不同浓度的重金属Cu2+对其肝胰腺组织的蛋白质氧化损伤作用,在测得Cu2+致克氏原螯虾96 hLC50为30 mg·L-1后,将螯虾分别暴露于0、0.5、1.0、3.0、5.0、10.0 mg·L-1的Cu2+溶液中,并在暴露24、48、72、96 h后测定各处理组肝胰腺组织的活性氧自由基(ROS)、总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性、蛋白质羰基(PCO)含量以及DNA-蛋白质交联(DPC)系数。结果表明,在暴露24h时,随着Cu2+浓度的升高,ROS、T-AOC和GSH-PX水平的变化规律相似,均为先上升后下降,PCO含量和DPC系数随暴露浓度的升高而增加;在暴露48、72、96 h后,ROS、T-AOC、PCO水平和DPC系数均表现为先升后降的趋势,GSH-PX活性在染毒96 h后,随着浓度的升高而下降。PCO含量的变化具有一定的剂量-效应关系。结果提示,肝胰腺的蛋白质氧化损伤可能是重金属Cu2+致克氏原螯虾毒性效应的主要机制之一。     

CO2浓度和温度升高对早稻生长及产量的影响

研究温度升高和CO2浓度增加的气候变化条件对我国主要粮食作物早稻生长及产量的影响对评估国家粮食安全有重要参考意义。采用改进后的开顶式气室原位模拟大气CO2浓度450μL·L-1及温度升高2°C的环境条件对早稻生长及产量的影响,试验设置三个处理(对照、增温、增温+CO2),结果表明:1温度及CO2同增对早稻最终株高有显著增加作用,而仅增温只能加快前期株高增长速度而对最终株高没有影响;2增温处理使最终分蘖数增加2~3茎·穴-1,但在增温条件下增加CO2浓度,分蘖数不再增加;3增加CO2浓度使早稻叶片叶绿素含量略增,但增温处理没有效应;4增温处理对不同时期地上部生物量无显著影响,但增温+CO2处理使各期生物量较对照显著增加;5增温2℃使早稻增产13.3%,而增温基础上再增CO2,产量不再进一步增加。从产量构成因子看,增温或增温+CO2处理条件下早稻增产主要与穗数和每穗粒数增加有关。     

改性白果壳对水溶液中重金属镉的吸附研究

为实现农林废弃物的资源化利用和开辟廉价、高效的重金属吸附剂,利用1%KMnO4溶液对白果壳进行化学改性,制备成KMnO4改性白果壳(命名为WSK),用于水溶液中Cd2+的吸附,研究温度、pH、反应时间、初始Cd2+浓度4个因素对WSK吸附Cd2+的影响,并通过模型拟合、电镜扫描(SEM)和红外光谱(FTIR)分析,对吸附机理进行了初步探讨。结果表明,WSK是一种理想的Cd2+吸附剂,其吸附性能受温度、pH、反应时间、Cd2+初始浓度的影响。吸附量与体系温度呈正相关,温度越高吸附量越大;随pH的增加吸附量先升高后降低,pH为5.5时,吸附效果最佳;在60 min后基本达到吸附平衡;随着Cd2+初始浓度的升高,WSK对水中Cd2+的吸附量逐渐增加,当Cd2+浓度为300 mg·L-1时,去除率为94.49%,基本达到吸附饱和。WSK对水中Cd2+的吸附符合Freundlich模型,决定系数R2为0.94,最大吸附量为119.76mg·g-1;吸附过程符合二级动力学吸附模型,R2为0.999 5。SEM照片显示WSK表面呈多孔结构,增加了WSK的比表面积、孔容及表面吸附位点,这有助于提高其吸附性能。红外光谱图分析表明,WSK主要靠-OH、-COO-、-NH-、C=O、-P=O、-CH-等离子活性官能基团与Cd2+配位结合,其中-COO-起重要作用。     

茶氨酸溴香酰胺对人肝癌细胞体内外生长的抑制作用

以L-茶氨酸作对照,评估本实验室合成的新颖的茶氨酸衍生物-茶氨酸溴香酰胺（TBrC）对人肝癌HepG2细胞系体内外生长的抑制作用,并初步探究其作用的分子机制。采用MTT法检测不同浓度的TBrC对HepG2细胞体外生长的影响,应用蛋白质印迹法检测解析HepG2细胞中与癌细胞凋亡和生长密切相关蛋白的表达和药物可能作用的分子靶点。此外,建立动物肿瘤模型,与对照组茶氨酸和临床常用抗癌药物五氟尿嘧啶组相比较,评价TBrC对荷瘤裸鼠人肝癌HepG2肿瘤生长的抑制效果。实验结果显示,TBrC抑制人肝癌细胞体内外生长的活性超过其母体化合物茶氨酸分别为3倍和4倍以上,对小鼠生长无明显毒性。TBrC比茶氨酸更显著地抑制肝癌细胞生长因子受体c-Met和抗凋亡的Bcl-2等蛋白的表达;此外,TBrC大大上调促进凋亡的Bax蛋白的表达。TBrC抑制c-Met信号传导通路,下调Bcl-2/Bax蛋白比率可能是其作用的分子机制之一。这些结果提示,TBrC具有广泛应用于临床治疗和（或）辅助治疗人肝癌和其他癌症的潜力。     

地方土猪源副猪嗜血杆菌Omp P2基因的分子鉴定 及遗传演化分析

为研究地方土猪源副猪嗜血杆菌(Hps)的分子遗传演化特性,应用PCR方法扩增淮南猪源河南分离株XY0501的Omp P2基因,并进行序列比较和遗传演化分析。结果显示,XY0501的Omp P2基因序列全长为1080bp,编码359 aa;与参考菌株的核苷酸序列同源性为96.7%~99.4%,与4型、5型和12型参考菌株的核苷酸序列同源性分别为96.9%~97.4%、96.7%~99.4%和97.1%~99.1%;基因进化树显示与血清5型参考菌株FJ685760亲缘关系最近,同源性高达99.4%。研究结果证明,该分离菌株属于血清5型;Hps可感染地方猪种并导致发病,但其来源则有待进一步研究;Omp P2基因在Hps国内优势流行血清型中高度保守,而且这种高保守性并无明显品种差异;不同地域的Hps分离菌株存在一定的遗传差异。     

基于ARM的温室大棚CO_2监控系统的设计与实现

CO2浓度的监控在以温室大棚为代表的现代农业设施中发挥着巨大的作用。本文所述系统是基于ARM的控制芯片,根据植物生长规律,在上午9时至11时监控CO2浓度,使温室中的CO2浓度始终维持在400ppm到550ppm之间。系统将CO2浓度变送器采集到的数据传送至STM32,STM32经过分析处理数据来控制后端执行模块开断CO2气瓶,以使温室内CO2维持在适宜的浓度,这样既节约了资源又能满足作物的生理需求。