含刚性沉水植物明渠水流结构的试验研究

【目的】得到含刚性沉水植物明渠的水流结构。【方法】采用粒子图像测速仪(PIV),用有机玻璃棒模拟刚性植物,在不同来水流量、植物密度条件下对明渠水流结构进行了试验研究。【结果】无植物时平均流速沿垂向呈对数分布规律,有植物时则呈现明显的分区分布特性。无植物时紊动强度值沿垂向变化不大,有植物时在植物顶端位置处紊动最剧烈。流量或植物密度越大,植物顶端位置的流速梯度就越大,植物层上方的流速最大值也越大。植物密度越大,植物顶端位置的紊动强度越大,植物密度对水流紊动强度由最大值减小到最小值的区域影响很大。【结论】刚性沉水植物的存在会改变水流结构,增强紊动掺混,增强流体质点交换和能量传递,且上述影响会随着流量或植物密度的增大而增强。     

汉阳地区五个湖泊沉水植物分布及富营养化现状

2011年7月—2012年4月对武汉市汉阳地区五个湖泊(后官湖,三角湖,南太子湖,墨水湖和龙阳湖)的水质及沉水植物进行了季节性调查,以了解湖泊富营养化现状及其对沉水植物的影响。结果显示:后官湖为中营养,而三角湖、南太子湖、墨水湖和龙阳湖为重度富营养,其中龙阳湖污染最重。共采集沉水植物7种,隶属于5科5属,主要种类为金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、苦草(Vallisneria spiralis)和菹草(Potamogeton crispus)。沉水植物主要分布在后官湖沿岸带,其它四个湖泊中沉水植物已严重退化,仅在部分水域偶见。后官湖沉水植物盖度和生物量最大值出现在10月,分别为67.5%和5.58 kg/m~2,1月份较低,分别为29.3%和1.88 kg/m~2,优势种存在明显的季节更替。结果表明,汉阳地区湖泊沉水植物退化与富营养化引起的水下光照下降和高密度的水产养殖有关。     

3种水质调控方式下刺参池塘初级生产力的周年变化

通过对自然纳潮、微孔曝气、养水机池塘不同水层初级生产力及其相关参数的研究,分析养水机对初级生产力的影响。结果表明,3种水质调控方式池塘,初级生产力年均值、P/R值均以养水机池塘最高,微孔曝气池塘次之,自然纳潮池塘最低。养水机池塘、微孔曝气池塘、自然纳潮池塘的初级生产力年均值分别为(6.22±0.54)、(5.37±0.60)、(4.69±0.53) gO_2/(m~2·d)。3种水质调控方式下,养水机池塘30～50 cm水层和50～100cm水层初级生产力差异不显著,而微孔曝气池塘和自然纳潮池塘这两水层之间初级生产力差异显著,且养水机池塘50～100 cm的水层初级生产力显著高于微孔曝气和自然纳潮池塘。研究表明,养水机能显著提高刺参池塘50 cm以下水层的初级生产力,缩小上层和下层初级生产力之间的差距,从而提高池塘水体总初级生产力,为刺参饵料和池塘物质快速循环提供基本保障。     

两种沉水植物在不同水深和生长时期对入侵植物的响应

为研究沉水植物在不同水深和生长时期对不同种类入侵植物的响应,选取2种湿地入侵植物凤眼莲Eichhornia crassipes、水盾草Cabomba caroliniana和2种常见本地沉水植物黑藻Hydrillaverticillata、菹草Potamogeton crispus为研究对象,通过模拟试验探究在不同水深（0.2、0.4 m）和生长时期（生长初期和生长旺期）的本地沉水植物对2种入侵植物的响应。结果显示,当水深为0.4 m时更有利于黑藻的生长,并可削弱入侵植物对黑藻生长的消极作用,而水深对菹草的生长无显著影响;入侵植物种类对本地沉水植物的生长无显著影响,但影响方式却存在差异,其中水盾草倾向于直接抑制本地沉水植物的生长,而凤眼莲可以通过降低水体透明度以及总磷含量进而间接抑制本地沉水植物的生长。此外,外来植物在本地沉水植物生长初期入侵对本地沉水植物产生的消极影响较生长旺期入侵时更显著。表明凤眼莲及水盾草入侵对本地沉水植物生长的影响机制存在差异,本地沉水植物在适宜水深和生长旺期对2种入侵植物具有更强的抵抗能力。     

Decomposition processes in coastal lagoons and their implications for the assessment of ecological health

1. Aside from structural indicators, functional indicators have been suggested as a tool for assessing the health of transitional water ecosystems. The aim of this study was to assess the potential for the use of plant litter decomposition as a functional indicator of ecosystem health in coastal lagoons.
2. A field experiment was conducted to assess the decomposition rate of Ruppia maritima enclosed in coarse and fine mesh litterbags and incubated in 10 Mediterranean coastal lagoons that conform to a gradient of ecological status produced by anthropogenic impacts as determined by a structural quality index.
3. The microbial decomposition rate in fine mesh litterbags increased linearly along the ecological gradient. However, this relationship was not observed for the overall decomposition rate in coarse mesh bags.
4. Decomposition rates in coarse mesh bags were negatively related to macroinvertebrate diversity, indicating that, in transitional habitats, such as coastal lagoons, high biodiversity is not a prerequisite for successful ecosystem functioning.
5. The results suggest that functional indicators, such as the microbial litter decomposition process, should be used in addition to structural ones to detect anthropogenic‐derived environmental perturbations in coastal lagoons.

     

光照强度对沉水植物生长和光合作用影响的研究进展

沉水植物作为重要的初级生产者,在水生生态系统中有着非常重要的作用。沉水植物的生长和分布受到诸多环境因子的影响,其中水下光照强度、水温和矿质元素等是重要的因子。本文综述了光照强度对沉水植物生长和光合作用影响的研究进展,总结了沉水植物对弱光在形态和生理上的适应机制,并对目前研究中存在的问题和今后的研究方向进行了展望,以期为进一步开展沉水植物生理生态学研究及受损生物群落的恢复提供科学参考。     

1株解淀粉芽孢杆菌B7快速液态发酵优化工艺研究

本试验以1株饲用益生菌解淀粉芽孢杆菌B7（Bacillus amyloliquefaciens B7，B.amyloliquefaciens B7）为研究对象，为了增强其在液态条件下的发酵水平，提高其芽孢发酵工艺优化效率，拟采用测定芽孢吡啶二羧酸（dipicolonic acid，DPA）浓度的方法来代替传统的平板芽孢计数法，以探讨此测定方法在芽孢发酵优化工艺中的可行性。首先，通过单因素试验筛选出对菌株产孢有显著促进作用的因子，进一步通过正交优化试验确定蛋白胨、玉米粉、大米蛋白粉和Mn²⁺组合的最优水平。结果表明，发酵液中的芽孢浓度与测定的DPA荧光强度呈线性相关，在蛋白胨20 g/L、玉米粉10 g/L、大米蛋白粉20 g/L、Mn²⁺1.0 mmol/L时发酵48 h，检测到DPA荧光强度达到最大，其相应的芽孢浓度达到7.0×10⁹ CFU/mL。与实验室常用的LB培养基相比，芽孢浓度提高了3.3倍；与工业生产用培养基相比，芽孢浓度提高了2.2倍。本研究为芽孢杆菌发酵过程中芽孢浓度测定提供了一种快速方法，为工业菌株B.amyloliquefaciens B7的发酵提供了一种成分简单且高产芽孢的培养基。     

磁流体密封液下泵结构设计与试验

为了解决输送核原料的液下泵工作过程中存在无色剧毒氟化氢气体溢出的问题,在此类液下泵的主轴上选取磁流体为密封材料,应用磁流体密封技术,设计了一套采用螺旋齿的磁流体密封结构,并推导出了密封压差设计公式．通过理论分析和试验研究,讨论了液下泵在液体工作环境下的转速、温度、磁流体体积、密封间隙和磁场强度对磁流体密封承压能力的影响．结果表明,设置在液下泵上的磁流体密封结构的承压能力随着转速、温度和密封间隙的增大而下降;随着磁场强度的升高而增大,且密封承压能力试验值最大可达8×10^5Pa;随着磁流体体积的增大而增大,但是当磁流体体积超过一定的临界值后,磁流体密封的承压能力将不再随着磁流体体积的改变而改变,仅仅保持在某一恒定值．该磁流体密封结构的密封方法将会有效地解决输送核原料的液下泵中害氟化氢气体泄漏的问题．     

正反转旋耕灭茬机刀片的功耗分析

旋耕机是一种应用非常广泛的耕耘机械.人们目前使用的大部分都是正转旋耕方式和正转刀片,对反转旋耕方式及其刀片的研究相对较少,并且对其中的一些性能和适用条件尚未完全了解.为此,分析了旋耕过程中不同的旋耕方式对于旋耕功耗以及各种负荷的影响,提出了在一定渠道条件下的旋耕方式,为设计出合理的刀片形状提供理论依据.     

宽顶堰平板压差式量水闸过流规律

灌区水量的测量问题正日益受到关注。对于平原灌区，研究利用以淹没出流为主的工作闸门进行渠道量水具有现实意义。基于孔板式流量计的测流原理，提出一种平板压差式量水闸门。选择不同闸门开度e与闸门上游水深H组合，通过室内试验研究分析了闸孔淹没出流的相关测流规律，得出实用的流量系数经验公式。结果表明，该型闸门结构简单，取压方便，量水精度较高，集水位流量调控与测量为一体，适合应用于平原灌区。