极端暴雨条件下黄土高原水平梯田损毁情况调查分析——以岔巴沟流域“7·26”特大暴雨为例

2017年7月25日20时至26日8时,陕西榆林市11个县区遭遇特大暴雨侵袭,我们于当年10月对位于暴雨中心的岔巴沟流域的梯田损毁情况进行了专项调查。首先通过室内Google Earth近实时影像结合GIS绘图在流域内确定梯田位置和数量,根据修建时间、利用和植被类型将这些梯田分类。在流域内空间分布均匀地选择不同类型典型梯田并进行野外实地测量,统计各类型梯田的损毁情况、损毁形式并估算各类型梯田的土壤侵蚀模数及其流域平均侵蚀模数。结果表明:岔巴沟流域梯田以≤ 4 hm²规模为主,梯田数量上占91.4%,面积上占了50.7%。暴雨造成梯田的损毁形式以田埂表层结皮脱落、田埂滑塌崩塌、田埂冲毁、田面陷穴穿洞为主,有人为干扰时会产生更加剧烈的后果。暴雨造成的梯田损毁侵蚀坑大部分为深度0~0.5 m的侵蚀。老梯田农地、老梯田乔木和老梯田草地侵蚀坑发生频率远远多于新机修梯田,保持在20~36处/100 m。新机修梯田的侵蚀测坑发生频次少,为5处/100 m,但深度可达4.8 m,后果严重。不同类型梯田损毁产生侵蚀模数差异较大,老梯田农地、老梯田草地和老梯田乔木的侵蚀模数为34 000~37 000 t/km²,新机修梯田为19 404.3 t/km²,老梯田灌木侵蚀模数最低,为5 958.4 t/km²。流域内梯田平均侵蚀模数为30 733.4 t/km²。通过本次调查,掌握不同类型梯田在极端暴雨条件下的损毁情况,为黄土高原梯田保护及修复提供数据支持。     

三种植物生长调节剂对刺梨果实维生素C积累及其代谢基因表达的影响

维生素C又称抗坏血酸(L-ascorbic acid,AsA),在植物生长发育、逆境响应及信号转导等过程中发挥着重要作用,其合成、积累受多种生物及非生物因子调节。为探索植物生长调节剂调控果实AsA积累的作用机制,本研究以贵农5号刺梨(Rosa roxburghii)为材料,采用离体喂饲结合田间喷施的方法研究了芸苔素内酯(brassinolide,BR)、茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和赤霉素(gibberellin 3,GA3)3种外源生长调节剂对刺梨果实AsA积累及其相关代谢基因表达的影响。结果表明,无论是离体喂饲或田间喷施处理,外源BR均显著提高刺梨果实中AsA含量,而MeJA和GA3处理的刺梨果实AsA含量则显著低于对照,且随着时间的延长AsA含量递减。进一步的qRT-PCR分析表明,3种外源植物生长调节剂对AsA代谢基因表达的影响不尽相同。离体喂饲BR对刺梨果实中参与AsA合成途径基因(包括GDP-L-半乳糖磷酸化酶(GDP-L-galactose phosphatase,GGP),L-半乳糖-1-磷酸磷酸酶(L-galactose phosphatase,GPP),L-半乳糖脱氢酶(L-galactose dehydrogenase,GDH),L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(L-galactono-1,4-lactone dehydrogenase,GalLDH),D-半乳糖醛酸还原酶(D-galacturonic acid reductase,GalUR)和肌醇加氧酶(Myoinositol oxygenase,MIOX))及还原过程的基因(脱氢抗坏血酸还原酶(Dehydroascorbate reductase,DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(Monodehydroascorbate reductase,MDHAR))均有不同程度的上调作用,尤其是对GGP的作用最为明显(24 h后上调约5倍),并且这种效应在田间喷施时也是一致的,表明BR可以通过上调AsA合成和还原过程从而促进刺梨果实AsA的积累。在离体条件下,GA3对GGP、GalLDH和DHAR基因的表达在24 h后有一定程度的上调,其余代谢基因均呈现出下调趋势。同时MeJA对GDP-甘露糖-3′,5′-差向异构酶(GDP-mannose-3′,5′-epimerase,GME)、GalUR和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)等基因的表达在24 h后也有一定程度的上调作用,其余代谢基因表达不一;田间喷施验证发现GA3不仅下调合成途径基因的表达,还对分解基因抗坏血酸氧化酶(asorbate oxidase,AAO)基因具有上调作用,而MeJA处理显著抑制刺梨果实中AsA积累,对其合成途径基因的表达影响不一,且对氧化分解基因未有影响。总体上,这两种外源植物生长调节剂处理下的基因表达与AsA积累之间并未呈现明显一致的规律。本研究揭示了不同外源生长调节剂对果实AsA积累具有不同的效应,对于探索植物激素参与AsA合成或积累的调控机制提供了基础资料。     

无人机热红外遥感反演玉米根域土壤含水率方法研究

为了减少土壤背景带来的干扰,更加准确、高效的获取无人机热红外图像中的玉米冠层温度,进而快速反演玉米地土壤含水率,以4种水分梯度处理的拔节期玉米为研究对象,借助无人机可见光和热红外图像,采用RGRI指数法、Otsu阈值法和不剔除土壤背景3种处理方法提取热红外图像中玉米冠层温度信息,计算作物水分胁迫指数(Crop water stress index,CWSI)并用于反演不同水分梯度处理下玉米地不同深度的土壤含水率,基于3种方法获得的CWSI分别记为CWSIRGRI、CWSIOtsu、CWSIsc.结果表明:①基于RGRI指数法获取的玉米冠层温度与实测冠层温度的相关性最高(R2均大于0.8;RMSE均小于1℃),Otsu方法次之,不剔除土壤背景方法效果最差.②在整个拔节期,CWSIRGRI反演土壤含水率效果最好(R2均大于0.5,P<0.01;效果显著),CWSIOtsu次之、CWSIsc反演效果最差.③选取CWSIRGRI为最优CWSI指标,其在玉米拔节期5个土壤深度内的R2呈现先上升后下降的趋势且都在0～30 cm深度内达到最大值.因此,基于RGRI指数法建立的CWSIRGRI可以作为反演玉米地土壤含水率的有效指标.     

微波真空干燥对香蕉片干燥特性及品质的影响

为研究香蕉片微波真空干燥特性及品质,探讨了不同干燥因素对香蕉片干燥速率及品质的影响,在不同干燥温度（45、50、55、60℃）、微波功率密度（28、53、82W/g）、真空度（75、80、85、90kPa）及切片厚度（4、6、8、10mm）条件下对香蕉片进行微波真空干燥试验,并运用Weibull模型拟合了香蕉片微波真空干燥特性曲线。试验结果表明：随着干燥温度、微波功率密度及切片厚度的增加,干燥时间缩短;Weibull 分布函数能够较好地模拟香蕉片微波真空干燥过程,尺度参数α随干燥温度、微波功率密度和切片厚度的增加而降低,而干燥条件的变化对形状参数β影响甚微;色泽与干燥温度、微波功率密度、真空度及切片厚度均有关,干燥温度与真空度越高,色差越小,且随微波功率密度的上升而增大及切片厚度的增加呈先减小后增大的趋势;微波功率密度和切片厚度是影响复水比的主要因素,微波功率密度为28W/g、切片厚度为4~8mm时,干燥后的香蕉脆片复水性能较好。香蕉脆片的最佳干燥参数为干燥温度60℃、微波功率密度28W/g、真空度90kPa、切片厚度6mm,此条件下香蕉脆片酥脆度最佳,孔隙分布均匀一致。该研究探索了真空微波干燥技术下香蕉片的干燥特性和品质,为香蕉片微波真空干燥技术的应用提供了理论指导。     

崩岗崩积体坡面糙度及其与侵蚀方式的耦合影响研究

崩岗崩积体是崩岗的主要沙源地。基于人工模拟降雨试验及三维激光扫描技术,研究崩岗崩积体坡面侵蚀过程。研究表明:利用三维激光扫描的点云数据能定量分析降雨前后坡面水蚀特征。全坡面及各坡位均为片蚀总量大于细沟侵蚀总量,但各坡位的侵蚀强度有所差异,其细沟侵蚀强度由大到小表现为下坡、中坡、上坡,片蚀强度由大到小表现为上坡、中坡、下坡。坡面空间糙度由大到小大致呈现下坡位、中坡位、上坡位,坡面侵蚀方式可影响坡面糙度值及变化趋势,而坡面糙度亦能影响各侵蚀方式的侵蚀强度。整个降雨时段内全坡面侵蚀量最大、产沙量次之,沉积量最小,受坡面糙度变化影响,全坡面侵蚀、产沙量均呈现递减趋势。而上坡位的侵蚀、产沙量无明显变化,中、下坡位的侵蚀、产沙量呈对数减小趋势。此外,除上、下坡位沉积量间存在显著差异外,各坡位间侵蚀量、产沙量均无显著差异。     

醇类燃料发动机排气管保温降低醇醛排放研究

通过对发动机排气管隔热保温,在JL368Q3型电喷汽油机上开展了醇类燃料发动机排气管保温降低醇醛排放的研究,采用气相色谱-氦离子化检测器(PDHID)快速检测方法检测发动机的醇醛排放。结果表明:与排气管保温前相比,排气管保温后醇排放降低,低负荷工况下(Tc850 K)醛排放变化不大,中高负荷工况下(Tc≥850 K)醛排放降低,醇醛排放降幅随排气温度升高而变大。排气管保温延长了排气在高温下的反应时间,有利于未燃醇、醛的快速氧化,转速为4 000 r/min、负荷高于21 N·m时(Tc≥900 K),排气管保温后未燃醇、醛排放降低70%以上。排气温度和高温下的氧化反应时间对醇醛的氧化影响较大。     

棉秆热裂解工艺参数优化与固体产物性质分析

对未经粉碎的棉秆进行了直接热解炭化实验研究。研究表明,未经粉碎的棉秆在热解温度400℃时进行热解炭化后,生成的秸秆炭的比例最高,且秸秆炭中的固定碳含量最高。在棉秆热解过程中,随着反应温度的增加,热解固体产物质量不断减小;热解温度高于400℃以后,随着反应温度的增加,固体产物中固定碳含量开始下降。通过正交试验得到了最优组合的热解工艺参数为：热解温度400℃,升温速率5℃/min,保温时间2 h。得炭率可达49.98%。     

利用荧光SSR分析中国糜子遗传多样性

分析糜子种质资源的遗传多样性,有助于了解糜子起源与进化,可为糜子优异种质发掘及资源高效利用提供理论基础。本研究利用15个糜子特异性荧光SSR标记检测来源于中国11个省(区)的132份糜子种质资源,检测到107个等位变异,每个位点等位变异数为2~14个,平均7个;基因多样性指数为0.0936~0.8676,平均0.5298;多态性信息含量为0.0893~0.8538,平均0.4864。采用遗传距离的聚类将试验材料分为4类,类群I来自东北春糜子区,类群II来自黄土高原春、夏糜子区,类群III来自于北方春糜子区,类群IV来自北方春糜子区和黄土高原春、夏糜子区。分析模型的遗传结构表明,中国糜子资源来自4个(东北地区、黄土高原、北方地区和西北地区)基因库,与基于遗传距离的聚类结果基本一致,均与材料的地理起源相关。糜子遗传变异丰富,主要存在于糜子材料间。该结果从分子水平上准确揭示了中国糜子的遗传多样性。     

油菜素内酯在黄瓜上的应用效果研究

采用发芽期浸种试验和幼苗期喷施试验 ,研究了油菜素内酯 (BR)不同处理对黄瓜种子萌芽和幼苗生长的影响。以 0 1mg/kg浓度浸种的效果最为显著。相同浓度的油菜素内酯对不同品种影响也有差异。 0 0 1mg/kg浓度喷施的效果最为显著 ,可促进幼苗的营养生长 ,提高幼苗的株高、茎粗和干物质积累量 ,叶面积和壮苗指标也有所增加。     

多元分析法在生态学研究中的应用

综述了应用于生态学研究领域的多元分析方法的目的，意义；划分了3种不同类型的多元分析方法，预处理原始数据的统计分析方法，排序方法和聚类方法，分别阐述其方法适用的生态学范畴，具体应用中应注意的问题以及各自的不足之处。