新风过滤和排风除臭装置条件下楼房猪舍夏季环境监测

楼房猪场可节约占地面积,楼房猪舍常增设新风过滤装置和排风除臭墙用以改善舍内环境和减少废气排放。为了解此类楼房猪舍夏季环境控制情况,选择北京郊区某楼房猪舍的三个楼层作为监测对象,底层（1层）、中间层（3层）和顶层（5层）新风过滤装置洁净度分别为优、差和良,中间层和顶层风机开启6台,底层风机开启5台,通过监测猪舍的温度、湿度和二氧化碳浓度（质量分数）、风机处静压差等环境参数,分析楼房猪舍不同楼层通风量、温度、温度分布均匀度及环境舒适度。结果显示,底层、中间层和顶层风机处静压差分别为69.7、110.1和98.7 Pa;高静压差导致猪舍实际通风量和风机能效比降低,猪舍实际通风量中间层（205 313 m3/h）和顶层（233 611 m3/h）显著低于底层（247 903 m3/h）（P<0.05）,风机能效比中间层（15.3 m3/(h·W)）和顶层（17.4 m3/(h·W)）显著低于底层（22.5 m3/(h·W)）（P<0.05）;底层舍内温度（24.2 ℃）显著低于中间层（24.6 ℃）和顶层（24.7 ℃）（P<0.05）,舍内不同位置同期最大温差（0.4 ℃）显著低于中间层（1.1 ℃）和顶层（0.6 ℃）（P<0.05）,综合温湿度和风速计算母猪等效温度指数（Equivalent Temperature Index for Sows,ETIS）,底层最小,中间层最大。该研究可为楼房猪舍提高通风效率、优化楼房猪舍夏季环境控制方案提供理论依据。     

北京夏季机械通风育肥猪舍CO2、NH3排放和耗水量研究

为明确拔塞式清粪机械通风育肥猪舍夏季CO2和NH3的排放量及猪舍耗水量,并建立中国类似设施猪舍的气体排放及水的消耗量基线及寻求减排和节水空间,选择北京市拔塞式清粪机械通风育肥猪舍,设计机械通风系统的通风量测量系统,并测量机械通风量,从2015年7月25日至8月11日(共18d)监测猪舍NH3、CO2排放量和耗水量.试验结果表明,NH3排放量平均值为(23.4±11.0)g/(d·500kg),范围为4.3~49.5g/(d·500kg).NH3的排放量在08:00和14:00极显著高于10:00,12:00、16:00和18:00时的排放量(P<0.001),可能是人工清粪行为导致NH3排放量降低.CO2排放量平均值为2.73±0.78kg/(d·500kg),最大和最小排放量分别是5.00和1.00kg/(d·500kg),44%的日平均排放量为2.5~3kg/(d·500kg),92%的日平均排放量小于4.0kg/(d·500kg),日间CO2排放量在12:00达到高峰.育肥猪耗水量的最大值、最小值和平均值分别为90.0,19.6和47.0L/(d·pig).     

寒冷地区工厂化肥猪舍温热环境的评价

通过测试与观察表明,这类低隔热、自然通风、自然采光的猪舍,即使不采暖、不使用垫草,通过有效的环境管理措施可以形成比较满意的温热环境。这些环境管理措施包括:高养猪密度、低通风量、改进猪舍建筑结构与设备以防止贼风与潮湿,减少猪体失热,诸如在窗户上蒙塑料膜和在天棚上加铺保温层等。为防止猪栏内脏污和最大限度地减轻通风负荷、在进行环境设计时和在管理工作中应当对猪排粪行为的应用给予足够的重视。     

猪舍有害气体测定与温度智能控制算法

为解决H2S传感器与NH3传感器的交叉敏感问题,充分利用传感器输出信号所包含的气体分子反应过程频谱特性,将小波变换与遗传算法相结合用于猪舍有害气体测定特征提取,较好地提高了有害气体测定的有效性。结果表明,该方法使BP神经网络的定性测定准确率达92%,定量测定的平均测定精度达87%。设计模糊控制算法对猪舍温度进行智能控制,Matlab仿真试验表明该控制算法使系统反应时间短,稳态误差低,较好满足了猪舍温度控制的要求。     

猪舍有害气体NH3、H2S的电子鼻定量识别

为准确、快速地测定南方猪舍的主要有害气体NH3、H2S,建立了电子鼻系统。在实验室中采用静态配气法配制各种浓度的气体,将快速独立成分分析与径向基神经网络两种方法相结合,对6.95～69.53 mg/m3浓度范围内的H2S单一气体以及H2S与NH3组成的混合气体进行定量识别,平均识别精度分别达到99.1%和90.97%。结果表明在基于电子鼻的猪舍NH3、H2S气体定量识别中,采用该种方法具有良好的效果。     

冬季采暖保育猪舍送排风管道组合换气系统设计与评价

为实现保育猪舍内局部环境通风调控,该研究设计一种垂直送排风管道组合换气系统。采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术对垂直管道通风模式下舍内的空气流场进行模拟,并以相对湿度和CO_2浓度作为输入变量建立通风模糊控制系统。模拟结果显示保育猪所在水泥地板区域风速保持在0.1～0.2 m/s。参照模拟结果,以猪栏为通风单元对保育猪舍通风系统进行改造,舍内气流不均匀性系数在0.1以下,表明采用该换气系统的保育猪舍通风均匀性较好;猪舍温度在21～25℃,相对湿度小于70%,NH_3浓度小于5mg/m~3,CO_2浓度小于1200mg/m~3,舍内各项环境参数适宜保育猪健康生长。系统运行功耗为270～1 150 W。现场测试与分析结果表明,该垂直送排风管道组合换气系统,可以精确控制猪舍环境,兼顾冬季猪舍通风与保温问题。     

中国猪粪尿NH3排放因子的估算

畜禽粪尿导致的NH3挥发及其沉降所带来的环境污染已成为全球关注的热点问题,并逐渐成为环境外交的重要议题.确定各种畜禽养殖生产过程NH3排放因子和数量是制定减少NH3排放措施的重要步骤.针对中国养猪业占主要地位的生产实际,该文以猪粪尿NH3挥发为研究对象,在查阅文献资料和实地调研的基础上,运用养分流及RAINS模型的理念,以"猪舍-储藏-农田施用"为链条,初步研究了中国不同养殖方式和粪肥管理模式下不同猪种粪尿NH3排放因子与挥发特征.旨在为中国今后确定畜禽粪尿NH3排放因子及NH3排放量提供方法及数据依据.结果表明:1)中国农户散养猪NH3排放因子,育肥猪在"沼气模式"(即将猪粪尿进行沼气池发酵处理)和"堆积模式"(即将猪粪尿进行露天堆积处理)下分别为4.75～4.93和7.36～7.50 kg·(头·a)-1,成年母猪分别为8.64～8.97和13.38～13.64 kg·(头·a)-1;集约化养殖下,育肥猪、成年母猪、幼猪NH3排放因子分别为3.13～3.29、5.76～6.12、0.57～O.60 l(g·(头·a)-1;2)不同养殖方式下,各环节NH3挥发特性有所不同.集约化养殖与农户散养"沼气模式"下,猪舍NH3挥发量最大,而农户散养"堆积模式"下,储藏过程NH3挥发量最大;3)与国外NH3排放因子相比,中国农户散养育肥猪NH3排放因子"堆积模式"下略高于联合国欧洲经济委员会(UNECE)数据,"沼气模式"略低于UNECE数据;而母猪、集约化养殖各猪种NH,排放因子均较国外数值小.     

多环境参数控制的猪养殖箱设计及箱内气流场分析

在规模化养殖中猪舍环境日益重要的背景下,为了便于研究猪舍内不同环境对猪健康的影响,该文设计了基于多环境参数控制的猪养殖箱。养殖箱采用气流自循环的通风模式,通过ANSYS对该养殖试验箱的气流场走向、模式以及风速适宜性进行模拟仿真。该养殖箱利用环境因子检测模块中的传感器集成节点和激光NH_3传感器实时获取养殖箱内的温度、相对湿度、NH_3浓度、CO_2浓度、风速等环境数据,并通过通信中转节点STM32发送至主控制器可编程逻辑控制器(programmable logical controller,PLC),PLC对环境数据进行处理,并根据已处理的环境数据进行环境调控,实现箱内环境的自动控制。与此同时,PLC将环境数据上发至上位机PC,通过WinCC监控软件实现了环境数据动态显示,通过VB脚本实现了历史数据自动定时导出至Excel文件功能。养殖箱气流烟雾试验、空箱试验以及保育猪养殖试验结果表明:养殖箱内气流走向形成大循环,且通风无死角,养殖箱环境控制系统的温度控制精度为±1℃,相对湿度可以控制在50%～80%的适宜范围内,NH_3浓度控制精度小于±3í10-6,CO_2浓度可以控制在1540í10-6以下,养殖箱能够在较长时间稳定运行的同时,实现了箱内温度、相对湿度、NH_3浓度、CO_2浓度等环境因子精确控制,为不同环境的养殖试验提供试验平台。     

地震作用下散粮楼房仓仓壁动态侧压力分析

地震作用下贮料对仓壁产生的动态侧压力是影响散粮楼房仓结构安全的一个重要因素。为此,该研究设计制作了缩尺比例为1:25的三层楼房仓试验模型,进行了3条地震波下不同加载等级的振动台试验,分析获得了贮料地震反应特性、仓壁动态侧压力变化规律及超压系数,提出了仓壁动态侧压力计算方法。研究表明：不同楼层同一高度处仓壁动态侧压力达到峰值的时间不同步,沿楼房仓高度方向逐步滞后,且其均滞后于对应楼层仓壁加速度峰值时刻;各楼层仓壁动态侧压力逐层增大,每升高一层,增大约29%,且同一楼层的仓壁动态侧压力沿高度逐渐增大,仓壁上部、中部动态侧压力分别是下部的2.5倍、1.4倍;一至三层的超压系数最大值依次为2.9、3.4、4.1,且均位于每层仓壁上部位置;通过试验结果验证了所提出的仓壁动态侧压力计算方法的有效性;散粮楼房仓结构抗震设计,应考虑仓壁动态侧压力的影响与不同楼层的差异性。研究成果可为散粮楼房仓的抗震设计提供参考。     

美国零污水排放育肥猪舍生产状况

该文简述了零污水排放育肥猪舍建筑结构，零污水排放育肥猪舍与规模化猪舍饲养育肥猪的生产性能、舍内卫生和环境状况比较，以及零污水排放育肥猪舍的垫料管理。分析表明:与规范化猪舍饲养育肥猪的生产相比,除了一些指标稍差外,基本能满足生产要求。该种猪舍对节省水资源并减少养猪生产中的环境污染，实现养猪业的可持续发展，具有重要意义。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

我国滑坡、崩塌的区域特征、成因分析及其防御

论述了我国滑坡、崩塌的区域分布特征,滑坡和崩塌的危害程度,滑坡和崩塌类型和成因分析,并且提出了灾害的防御措施,以期达到环境保护成为社会发展过程中的一个重要组成部分。     

河道堤防滩地的水土流失及其防治

平原地区河道堤防滩地的水土流失,直接淤积河床,影响行洪安全。堤防滩地的水土流失是自然因素和人为因素共同作用的结果,以新修堤防的水土流失最为严重,对其防治须实行工程措施、植物措施和人为预防相结合。     

城镇开发区建设中的人为水土流失及防治措施

简析了婺源县城镇开发区建设过程中造成水土流失的状况、危害、原因后,提出了其防治措施,并阐明开展城市（镇）水土保持的紧迫性。     

建设类与建设生产类开发建设项目水土保持方案的异同分析

20世纪末,开发建设项目水土保持方案的编报工作已经实现了规范化和制度化,但有不少的编制者在编制建设类和建设生产类项目的水土保持方案时往往出现失误.建设类和建设生产类项目的水土保持方案在很多方面都存在很大区别.根据多年编制两类水土保持方案的实践经验,总结出了这两类项目水土保持方案的编报工作在水土保持要求、服务年限、预测时段划分、防治目标等方面的异同,以防止在编报过程中出现水土流失量预测、水土保持措施体系以及水土保持监测等方面产生较大的偏差.     

Sodium and potassium effects on cation concentration and yield of lucerne and phalaris grown separately and together

Abstract

Lucerne (Medicago sativa L.) and phalaris (Phalaris aquatica L.) were grown separately and together in a pot trial on a yellow‐brown pumice soil with three rates of sodium (Na) and two rates of potassium (K) in factorial combination. Lucerne alone had a low Na concentration but growing phalaris as a companion grass produced herbage with a Na concentration adequate for stock. Na application increased the Na concentration in phalaris and the mixture of phalaris and lucerne much more than in lucerne alone; had little effect on K concentration; slightly reduced Mg concentration; and greatly reduced Ca concentration but not as much in lucerne as in phalaris or the mixture with lucerne. K application increased K concentration and reduced Na, Ca and Mg concentrations throughout. Yield of phalaris grown alone and in combination with lucerne was increased significantly by Na application when K concentration in the plants was low. Yield of lucerne was not affected by Na application and it is concluded that Na did not substitute for K in this species. It is concluded that field trials are warranted to investigate the possibility of growing a special purpose mixture of lucerne and phalaris on New Zealand yellow‐brown pumice soils to provide feed that has adequate Na for grazing animals.     

分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统设计与试验

为了便捷地采集和实时诊断农业病虫害图像,设计了一个分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统。该系统由多个便携式图像采集终端和一个图像处理服务器组成;其中,图像采集终端包括嵌入式相机、可伸缩的手持杆和装载控制App的手机;图像处理服务器包括农业病虫害诊断、信息记录和反馈模块等。手持杆可将安装在其前端的嵌入式相机送到人手或视觉难以企及的病虫害区域,手机可实时预览前端相机的拍摄画面和实现控制相机完成农业病虫害图像采集等功能;系统通过HTTP协议实现多个采集终端与图像处理服务器的数据交互,协同进行分布式计算,可以减少网络移动资费和服务器的负载。利用该系统对水稻纹枯病图像采集与诊断测试结果表明,该系统的图像采集终端可以便捷地采集到水稻纹枯病图像,手机端视频预览画面延时低,对相机控制命令无误,图像采集终端与服务器通信稳定,服务器端对水稻纹枯病图像处理和诊断实时,基于图像的水稻纹枯病为害等级诊断准确率为83.5%。如果服务器端加载不同的农业病虫害图像处理和诊断算法,该系统可广泛应用于各种农业病虫害图像的采集与诊断。     

甲基硫茵灵及其代谢物在不同种植模式黄瓜和土壤中的残留

采用液质联用仪比较分析了3个不同种植区域（江苏南京、广西南宁和湖南长沙）露地和大棚两种种植条件下黄瓜和土壤中甲基硫菌灵及其代谢物多菌灵的残留动态,同时对黄瓜中的最终残留量进行了比较分析。施药后,甲基硫菌灵在黄瓜和土壤中均能很快转化为多菌灵[施药后1 d甲基硫菌灵未检出（〈0.01 mg·kg-1）],多菌灵在露地黄瓜和土壤中的原始沉积量均低于大棚。3个试验点露地黄瓜中的半衰期分别为2.3、1.4 d和1.4 d,在大棚黄瓜中的半衰期分别为2.6、1.7 d和2.0 d。在3个试验点露地土壤中的半衰期分别为1.6、1.7 d和2.3 d,在大棚土壤中的半衰期分别为2.3、2.0 d和2.3 d。最终残留试验在最后一次施药后1 d采样时,大棚、露地黄瓜中的甲基硫菌灵均未检出（〈0.01 mg·kg-1）,多菌灵在3个试验点露地黄瓜中的最终残留量为0.014~0.162 mg·kg-1,而在3个试验点大棚黄瓜中的最终残留量为0.121~0.561 mg·kg-1。参照我国所制定的黄瓜中多菌灵的MRL（0.5 mg·kg-1）,露地种植方式下所有处理黄瓜中甲基硫菌灵代谢物多菌灵的最终残留量均符合国家标准的规定,但大棚种植方式下其残留量有超标的风险。     

Forest soil respiration and its heterotrophic and autotrophic components: Global patterns and responses to temperature and precipitation

Quantifying global patterns of forest soil respiration (SR), its components of heterotrophic respiration (HR) and belowground autotrophic respiration (AR), and their responses to temperature and precipitation are vital to accurately evaluate responses of the terrestrial carbon balance to future climate change. There is great uncertainty associated with responses of SR to climate change, concerning the differences in climatic controls and apparent Q₁₀ (the factor by which respiration increases for a 10 °C increase in temperature) over HR and AR. Here, we examine available information on SR, HR, AR, the contribution of HR to SR (HR/SR), and Q₁₀ of SR and its components from a diverse global database of forest ecosystems. The goals were to test how SR and its two components (AR and HR) respond to temperature and precipitation changes, and to test the differences in apparent Q₁₀ between AR and HR. SR increased linearly with mean annual temperature (MAT), but responded non-linearly to mean annual precipitation (MAP) in naturally-regenerated forests. For every 1 °C increase in MAT, overall emissions from SR increased by 24.6 g C m⁻² yr⁻¹. When MAP was less than 813 mm, every 100 mm increase in MAP led to a release of 75.3 g C m⁻² yr⁻¹, but the increase rate declined to 20.3 g C m⁻² yr⁻¹ when MAP was greater than 813 mm. MAT explained less variation in AR than that in HR. The overall emissions in AR and HR for every 1 °C increase in MAT, increased by 12.9 and 16.1 g C m⁻² yr⁻¹, respectively. The AR emissions for every 100 mm increase in MAP, increased by 44.5 g C m⁻² yr⁻¹ when MAP less than 1000 mm. However, above the threshold, AR emissions stayed relatively constant. HR increased linearly by 15.0 g C m⁻² yr⁻¹ with every 100 mm increased in MAP. The Q₁₀ value of SR increased with increasing depth at which soil temperature was measured up to 10 cm and was negatively correlated with HR/SR. Our synthesis suggests AR and HR differ in their responses to temperature and precipitation change. We also emphasized the importance of information on soil temperature measurement depth when applying field estimation of Q₁₀ values into current terrestrial ecosystem models. Q₁₀ values derived from field SR measurements including AR, will likely overestimate the temperature response of HR on a future warmer earth.     

低山丘陵区开发建设项目水土保持与生态建设

边坡植被恢复是解决高速公路建设所造成的环境破坏问题的重要手段之一,已受到人们的普遍重视.但是,对坡面植被恢复质量的评价尚没有统一、公认的指标体系.基于恢复生态学和美学的理念,在分析坡面植被功能的基础上,参考道路工程、植物生态学、恢复生态学、草地生态学、水土保持学、景观学等理论.提出了绿期、盖度、多度、截流量、综合抗性、根系稳定效果、景观优美度、管理水平8个重要评价指标,并给出了各指标的量化计算办法.利用AHP评判矩阵计算了各评价指标的权重.根据坡面植被群落的演替规律,提出了建议的评价时间,得出了坡面植被恢复质量的评价值,确定了质量等级.结合2008年奥运公路--济南至青岛高速公路南线工程,进行了实例分析.