透气隔水埋体对土壤水分入渗与溶质运移的影响

为分析透气隔水(弱透水)埋体促进水分入渗与溶质运移功效,开展了不同容重(1.40,1.45,1.50,1.60 g/cm~3)透气隔水(弱透水)埋体的一维垂直土柱入渗试验,分析了不同容重的透气隔水(弱透水)埋体对土壤水分入渗与溶质分布的影响。结果表明,透气隔水(弱透水)埋体能够增加土壤累积入渗量,推动湿润锋运移,在一定范围内,随着透气隔水(弱透水)埋体容重增加,湿润锋推进速度与土壤入渗率均增加。600 min时,土壤累积入渗量相对增加7.42%～29.17%,湿润锋深度达到27 cm,入渗时间相对减少26.97%～64.27%。相比于对照组,不同容重的透气隔水(弱透水)埋体均能降低溶质向深层土壤迁移数量。Philip模型和代数模型均能描述透气隔水(弱透水)埋体土壤水分入渗过程,且Philip模型中吸渗率S和代数模型中综合形状系数α均与透气隔水(弱透水)埋体内外容重比呈正相关关系。研究结果表明透气隔水(弱透水)埋体能够通过改变上层土壤吸力分布提高水分入渗能力与溶质传输效率,实现对城市雨水径流调控和净化。     

新疆包头湖灌区农田土壤水盐热特性空间变异特征

土壤作为高度变异体,其大尺度下的土壤水盐热分布特征具有空间变异性。为了探究大尺度下的土壤水、盐、热的空间分布特征及空间变异性,以新疆包头湖区域为例,采用经典统计学和地统计学相结合的方法,对土壤水盐热参数的空间分布特征进行分析。结果表明:土壤含水率、导热率及热容量均属于中等偏弱变异程度,土壤含盐量为强变异程度;土壤含水率、含盐量、导热率的半方差函数均可用高斯模型进行拟合,热容量的半方差函数可用指数函数进行拟合;含水率、含盐量、导热率、热容量同一深度各自变量之间均具有较强的空间依赖性,随机因素占总变异程度较低,最大相关距离在2 600~3 900 m。该研究为当地农业灌溉及精细农业的生产提供一定参考。     

桑沟湾不同养殖区大型底栖动物的群落结构特征

于2016年9月和11月对我国北方典型筏式养殖海湾—桑沟湾的筏式贝藻养殖区和网箱养殖区的大型底栖动物进行调查,研究了桑沟湾不同养殖区大型底栖动物的种类组成、数量分布、群落结构及生物多样性等群落特征,分析了底栖动物与海洋环境因子的关系,以了解养殖活动对大型底栖动物的影响。结果显示,调查共鉴定出大型底栖动物67种,其中,环节动物多毛类36种,软体动物12种,节肢动物门甲壳类和全足类16种,棘皮动物3种。桑沟湾大型底栖动物的优势种主要为多毛类,贝藻区的绝对优势种为刚鳃虫和长叶索沙蚕,网箱区的绝对优势种为异足索沙蚕和多丝独毛虫。生物量和丰度的特性为9月网箱区11月网箱区9月贝藻区,多样性指数的趋势相反。研究表明,底栖动物群落特征与底质有机碳、总磷、硫化物和氧化还原电位等因素有关,桑沟湾大规模养殖活动对底栖动物群落组成和分布产生了一定的影响。     

不同种类浮游植物对CO2浓度升高的响应

本研究采用实验生态学的方法，以金藻、硅藻、绿藻3个门中的4种常见饵料藻叉鞭金藻(Dicrateria sp.)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、小球藻(Chlorella vulgaris)和亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)为研究对象，分析比较不同浮游植物的细胞数量和质量对CO2浓度升高引起的海水酸化的响应情况。结果显示，与对照组相比，(1) CO2浓度升高显著提高了这4种藻的生长速率(P<0.05)；其中，亚心形扁藻平均比生长速率最高，比对照组高出13.5%；小球藻次之，为5.9%；叉鞭金藻和三角褐指藻均为2.2%。(2) CO2浓度升高使浮游植物细胞内的碳(C)含量增加、氮(N)含量降低，C/N提高；种间差异较大，其中，亚心形扁藻的C/N、C/P值、小球藻的C/P值和三角褐指藻的C/N值显著提高，叉鞭金藻不显著。(3) CO2浓度升高使小球藻单位细胞叶绿素a含量显著提高，小球藻通过提高光合作用能力促进生长，而另外3种藻叶绿素a含量与对照组无显著差异；三角褐指藻最大光化学量子产量(Fv/Fm)在实验初期显著升高；叉鞭金藻非光化学淬灭(NPQ)显著降低，快速光曲线初始斜率(α)显著增加；三角褐指藻和亚心形扁藻潜在的最大光合作用能力(rETRmax)显著升高(P<0.05)，但CO2浓度升高对4种藻的光化学淬灭(qP)均没有显著影响(P>0.05)。可见，亚心形扁藻、小球藻和三角褐指藻在高CO2浓度下虽然生长速率加快，但营养质量降低。不同种类的浮游植物对CO2浓度升高的响应不同，这种差异可能会使未来海洋浮游植物群落结构发生变化；浮游植物C/N、C/P值的改变可能通过食物链对次级生产者，诸如浮游动物、滤食性贝类等产生影响。     

不同种类浮游植物对CO_2浓度升高的响应

本研究采用实验生态学的方法,以金藻、硅藻、绿藻3个门中的4种常见饵料藻叉鞭金藻(Dicrateriasp.)、三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)、小球藻(Chlorellavulgaris)和亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)为研究对象,分析比较不同浮游植物的细胞数量和质量对CO_2浓度升高引起的海水酸化的响应情况。结果显示,与对照组相比,(1)CO_2浓度升高显著提高了这4种藻的生长速率(P0.05);其中,亚心形扁藻平均比生长速率最高,比对照组高出13.5%;小球藻次之,为5.9%;叉鞭金藻和三角褐指藻均为2.2%。(2) CO_2浓度升高使浮游植物细胞内的碳(C)含量增加、氮(N)含量降低,C/N提高;种间差异较大,其中,亚心形扁藻的C/N、C/P值、小球藻的C/P值和三角褐指藻的C/N值显著提高,叉鞭金藻不显著。(3)CO_2浓度升高使小球藻单位细胞叶绿素a含量显著提高,小球藻通过提高光合作用能力促进生长,而另外3种藻叶绿素a含量与对照组无显著差异;三角褐指藻最大光化学量子产量(Fv/Fm)在实验初期显著升高;叉鞭金藻非光化学淬灭(NPQ)显著降低,快速光曲线初始斜率(α)显著增加;三角褐指藻和亚心形扁藻潜在的最大光合作用能力(rETR_(max))显著升高(P0.05),但CO_2浓度升高对4种藻的光化学淬灭(qP)均没有显著影响(P0.05)。可见,亚心形扁藻、小球藻和三角褐指藻在高CO_2浓度下虽然生长速率加快,但营养质量降低。不同种类的浮游植物对CO_2浓度升高的响应不同,这种差异可能会使未来海洋浮游植物群落结构发生变化;浮游植物C/N、C/P值的改变可能通过食物链对次级生产者,诸如浮游动物、滤食性贝类等产生影响。     

关于水稻运苗机普及推广问题引发的思考

水稻生产中育苗和插秧两个作业环节受所处位置不同的限制,育好的秧苗转送到田间的转运过程(俗称为运苗)是不可回避的一段会发生较大人工成本的中间区段。这些年来,水稻机械的发展很快,但是作为中间环节的运苗机械的普及应用还是相对缓慢,其普及的速度和应用的覆盖面与其他水田机械比较还不平衡。围绕如何加快推广应用的步伐这一问题,作者在简述大环境的发展背景的前提下,通过实地走访和查阅资料,简要汇总了水田区生产和种植户使用水田机械所普遍关注的问题,就水田运苗机设计的基本方向和多功能问题的设计要求(结构特点、多功能、节省人力)提出了务实的看法,同时也对政府激励政策配套措施的要求提出了激励支持的建议。同时,还对发展大型多功能水田运苗机的提出了优化运作模式和投资结构的思考建议,把宏观和微观相结合,为水田机械化推广应用提出了较好的建议。     

虾夷扇贝动态能量收支模型参数的测定

本研究以虾夷扇贝为实验生物,介绍了动态能量收支(dynamic energy budget,DEB)模型5个关键基本参数的测定及计算方法,分析了方法的利弊及注意事项,为贝类DEB模型参数的准确获取提供参考方法。采用壳长与软体部湿重回归法计算虾夷扇贝的形状系数δm;采用静水法测定不同温度条件下虾夷扇贝的呼吸耗氧率,计算阿伦纽斯温度TA参数;采用饥饿法测定、计算单位时间单位体积维持生命所需的能量[]、形成单位体积结构物质所需的能量[EG]和单位体积最大储存能量[EM]3个参数。室内饥饿实验持续60 d,直至呼吸耗氧率及软体部干重基本保持恒定。结果显示,壳长(SL)与软体部湿重(WW)的回归关系式为WW=0.0118SL3.4511(R2=0.9365),根据公式V=(δm L)3,对软体部湿重的立方根和壳长进行线性回归,所得的斜率即为形状系数δm值(δm=0.32);获得不同规格的虾夷扇贝耗氧率与水温(热力学温度,K)倒数的线性回归关系,线性回归方程斜率的绝对值为阿伦纽斯温度TA,平均为(4160±767)K。饥饿实验结束时,软体部干重和呼吸耗氧率分别降低了56%和81%。虾夷扇贝的耗氧率稳定在0.17 mg/(ind·h),经计算获得[]=25.9 J/(cm~3·d);饥饿持续30天之后,虾夷扇贝软体部干重基本维持在(0.25±0.01)g,经计算获得[EG]=3160 J/cm~3,[EM]=2030 J/cm~3。动态DEB理论是基于能量代谢的物理、化学特性而建立的,体现了生物能量代谢的普遍性规律,能够反映摄食获取能量在不同发育生长阶段的能量分配情况。但是,DEB模型参数的测定及计算比较复杂。基本参数的准确获取将影响其他参数以及模型的准确性。本研究为虾夷扇贝DEB模型的构建奠定基础。     

桑沟湾水域叶绿素a在海带收获前后的变化及其影响因素

依据2014年5月和8月2个航次走航和定点连续调查资料,分析了桑沟湾水域叶绿素a的空间分布及海带养殖区叶绿素a(Chl.a)的昼夜变化特征,同时结合所调查的温度、盐度 、pH和营养盐等分布特征,分析了桑沟湾水域Chl.a浓度与理化因子的关系,探讨了海带收获前后Chl.a的变化及其影响因素。(1)走航调查的结果显示,桑沟湾夏季Chl.a浓度显著高于春季。桑沟湾春季表、底层总Chl.a浓度均值分别为(0.67±0.39)和(0.50±0.31)μg/L,表层Chl.a浓度高于底层,春季表层整体表现出自湾内向湾外逐渐降低的趋势;夏季表、底层总Chl.a浓度均值分别为(3.39±1.53)和(3.12±1.43)μg/L,表层Chl.a浓度高于底层。桑沟湾夏季表层Chl.a高值区出现在海带养殖区,低值区出现在贝类养殖区,夏季底层Chl.a高值区出现在贝类和海带养殖区,低值区出现在外海区。(2)定点连续监测结果显示,春季海带养殖区Chl.a浓度变化范围在0.24~0.95 μg/L,均值为(0.70±0.19)μg/L,昼夜波动较小。而夏季海带养殖区Chl.a浓度变化范围在2.01~4.66 μg/L,均值为(3.04±0.82)μg/L,昼夜波动较大。桑沟湾海带养殖区夏季Chl.a浓度显著高于春季。春季海带养殖区营养盐平均浓度及硅磷比、氮磷、硅氮比均显著低于夏季。(3)桑沟湾春季表层Chl.a浓度主要与温度、硅酸盐呈显著正相关,而夏季底层Chl.a浓度与盐度呈显著正相关。桑沟湾海带收获前后Chl.a的变化及分布受温度、硅酸盐、盐度、养殖环境状况和水文环境的共同影响,多元的贝藻养殖模式是影响Chl.a变化及分布的重要因素。     

磁化或电离化微咸水理化特性试验

改善微咸水理化特性,提高微咸水利用效率,成为合理利用微咸水重要研究内容。为了对微咸水活化效果及活化微咸水理化特性进行定量评价,该文采用磁化和电离化法对微咸水进行不同的活化处理,通过室内测试,对电离化微咸水活化系统的技术参数进行了分析,并对活化微咸水的表面张力系数、溶氧量、电导率及p H值等理化特性进行了研究。结果表明,电离化系统要求接地电阻不超过5Ω;活化微咸水表面张力系数显著减小、溶氧量显著增加、电导率和p H值受到不同程度的影响;但对表面张力系数和溶解氧影响比较明显,对电导率和p H值影响不显著。在矿化度5 g/L时,活化微咸水表面张力相对减少9.14%~13.84%,溶氧量相对增加8.04%~10.23%,表面张力相对减少量与溶氧量相对增加量可以从客观上反应活化微咸水理化特性的变化,而表面张力相对减少量与溶氧量相对增加量之间又存在显著的指数函数关系。根据表面张力相对减少量,电离化微咸水活化处理效果优于磁化处理,磁场强度3 000 Gs与变频磁化处理活化效果显著。因此,可以用表面张力相对减少量作为定量评价指标对活化微咸水的理化特性进行综合性定量评价,以判断不同活化方式的活化效果。     

桑沟湾养殖海带(Sacharina japonica)碎屑降解速率及影响因素

通过实验室可控条件,以桑沟湾(Sanggou Bay)养殖海带(Sacharina japonica)为研究对象,探讨养殖海带碎屑降解过程中营养盐释放速率及对底质、溶解氧的影响.实验设置2个底质条件(加底泥,无底泥)、2个溶氧条件(好氧,厌氧),各处理组设3个平行,实验持续27 d.结果显示,(1)加入底泥,可以促进海带碎屑的降解.实验结束时,加入底泥组无机氮(DIN)、总氮(TN)、活性磷酸盐(DIP)、总磷(TP)的平均释放速率分别为1.234、1.802、0.028、0.033 μmo1/(g.d),显著高于未加底泥组的0.039、1.476、0.005、0.010 μmo1/(g·d).而未加底泥组的可溶性有机氮(DON)释放速率为1.437 μmo1/(g·d),显著高于底泥组的0.568 μmo1/(g.d).(2)厌氧条件有利于海带碎屑中P的降解释放,释放的TP中以可溶性有机磷(DOP)为主.TP、DIP、DOP的降解速率显著高于非厌氧条件.但是,厌氧条件下无机氮释放速率为0.097 μmo1/(g·d),仅为好氧条件下无机氮的8％,而总氮为好氧条件下的71％.(3)底泥的加入显著提高了水体的N:P,达到207.83±301.37,厌氧状态使水体N:P降低到9.38±6.55,都较大的偏离对照组的16.82±1.26,远远偏离经典Redfield值(16∶1).整个实验说明养殖海带降解过程受底质、溶氧条件影响,同时,大量海带碎屑腐烂降解,将会对养殖系统的营养盐浓度及结构产生影响.