黔中水利枢纽工程区植被覆盖变化及其对地形与地貌的响应

为了探究喀斯特山区重大水利枢纽工程区的植被覆盖变化及其与对地形地貌的响应,助力区域石漠化治理和大型调水工程的科学实施及可持续发展,以贵州省黔中水利枢纽为例,采用像元二分模型,选取MODIS-NDVI数据对研究区2001—2020年植被覆盖度进行计算,并以分级数据为基础,运用植被覆盖变化类型的提取模型和分布指数,探究了植被覆盖变化的分异特征及其对地形与地貌的响应。结果表明:(1)研究区的植被覆盖度以高和较高为主,20年来,植被覆盖面积持续上升,年均增长率为0.46%,植被覆盖情况总体较好;(2)植被覆盖变化以改善型和稳定型为主,28个区(县)中,白云区、观山湖区、修文县的植被退化面积超过了植被改善面积,有生态退化风险,需加强生态保护;(3)从地貌上看,非喀区植被覆盖改善比纯喀和亚喀区显著;(4)从地形上看,随着高程和坡度上升,植被覆盖退化型分布优势降低,稳定型占优; 从坡向变化看,平地植被覆盖退化显著,其余区域不明显。因此,黔中水利枢纽植被覆盖的优势范围和变化类型具有显著的空间分异特征。     

基于氨基酸组成的黄酒酒龄电子舌鉴别

该研究采用电子舌结合化学计量学方法用于黄酒酒龄的快速鉴别。为确证黄酒样品酒龄,采用氨基酸分析仪分析了1年陈、3年陈和5年陈黄酒中20种氨基酸,并利用主成分分析（principal component analysis,PCA）对氨基酸数据进行了分析。采用电位型电子舌采集了不同酒龄黄酒样品的味觉指纹信息,并采用判别分析（discriminant analysis,DA）方法结合味觉指纹信息建立黄酒酒龄快速鉴别模型。采用偏最小二乘法（partial least squares regression,PLSR）建立电子舌响应信号与氨基酸含量之间的相关关系。氨基酸数据结合PCA分析表明所有样品均标注正确;电子舌结合DA所建黄酒酒龄鉴别模型可将3个年份预测集样品正确区分;异亮氨酸（Ile）、天门冬氨酸（Asp）、酪氨酸（Tyr）和缬氨酸（Val）与电子舌相关性高,模型的相对分析误差（Residual predictive deviation, RPD）高于2。研究表明电位型电子舌结合判别分析是黄酒龄鉴别的稳健方法。     

喀斯特坡地裸露心土层产流产沙模拟研究

通过人工降雨探索表土剥离后喀斯特坡地侵蚀产沙特征及机制,为该地区开展地下水土流失研究及指导水土流失防治工作具有重要的理论和现实意义。试验采用钢槽装填土石模拟喀斯特地区表土剥离后坡地的"二元结构",通过人工模拟降雨揭示了雨强(30、50、80mm h~(-1))、坡度(10°、15°、20°、25°)和地下孔(裂)隙度(1%、2%、3%、4%、5%)对坡地土壤侵蚀的影响,并在此基础上进一步讨论了各因子对剥离表土后的坡地造成的影响。结果表明:(1)表土剥离后地下漏失的隐蔽性增强,小雨强的坡地土壤侵蚀容易被忽视,30、50 mm h~(-1)雨强条件下,仅当坡地坡度≥15°时地表出现径流,坡地侵蚀产沙以地下流失为主,地下产流量、产沙量随雨强先增大后减小。(2)喀斯特地区坡地土壤侵蚀治理不应只重视地表水土流失,更应关注垂直方向上的土壤侵蚀——地下漏失,低坡度(坡度≤15°)条件下,地表近乎无产流产沙,坡地侵蚀产沙集中在地下孔(裂)隙,而坡度为20°、25°的坡地,其地下产沙比重仍分别高达0.85~0.97、0.59~0.84。剥离表土后的坡地水土保持应从地表、地下两个方向进行,避免由地下漏失引起的岩溶塌陷。增大地下孔(裂)隙度能显著提高地下产流量和产流系数,并促进地下孔裂隙产沙量和产沙比重的增加。     

基于农田无线传感网络的分簇路由算法

由于无线传感网络节点的能量有限,如何有效地利用有限资源以及实现数据的有效传输,成为研究热点问题.针对农田区域广以及种植作物杂等环境特征,为延长农田无线传感器网络的生命周期,提高传感网的数据包投递率,构建了适用于农田信息采集的无线传感器网络架构,提出了一种混合式的分簇路由算法HCRA(hybrid clustering routing algorithm),研究了簇的形成、簇头竞选以及簇间路由过程,并对HCRA算法与低功耗自适应集簇分层型算法LEACH(low-energy adaptive clustering hierarchy),以及使用固定簇半径的混合节能分簇算法HEED(hybrid energy-efficient distributed clustering)进行了仿真试验.结果表明:在1 000次迭代周期下,采用HCRA算法的网络生存时间要比LEACH算法长约28％,比HEED算法长约12％;采用HCRA算法的数据包投递率要比LEACH算法高约34个百分点,比HEED算法高约16个百分点.该研究可为农田环境信息采集自动化监测系统提供参考.     

SYBR Green I荧光定量PCR法检测朗德鹅填饲前后黑素皮质素受体-4基因(MC4R)的表达

黑素皮质素受体4基因(MC4R)在各组织中的不同表达对于鹅脂肪代谢具有重要作用.本研究应用强制填饲技术建立腹型肥胖朗德鹅(Casuarius casuarius)模型,提取填饲后及正常朗德鹅新鲜腹脂、肝脏等13种组织的总RNA,SYBR GreenI荧光定量PCR法检测各组织MC4R基因的表达,选择β-actin作为内参基因,使用半定量2-△△Ct法分析.PCR结果显示,MC4R基因及β-actin在填饲前后朗德鹅心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、肌胃、小肠、胰腺、脑、胸肌、腿肌、腹脂、皮下脂等13种组织中均存在不同程度表达.SYBR Green I荧光定量PCR结果表明,在肾、小肠和心这3个组织中,填饲后朗德鹅MC4R表达量均比对照组中朗德鹅该基因表达量低,填饲后分别为填饲前表达量的0.41±1.80、0.65±5.75和0.72±1.22倍.而在其他组织中,MC4R基因表达量均有不同程度的增加,填饲组/对照组相对表达量倍数由高到低顺序分别为:22.78±1.00倍(脑),9.08±2.80倍(肝),5.28±1.83倍(肺),3.78±3.01倍(胰),3.07±3.64倍(腿肌),2.90±0.97倍(胃),2.34±1.66倍(皮下脂肪),2.18±3.01倍(腹脂),2.07±0.37倍(胸肌),2.01±1.75倍(脾).结果符合MC4R作用机理,为畜牧生产及人类肥胖问题的研究提供间接依据.     

基于Radarsat-2影像的复杂种植结构下旱地作物识别

为提高基于Radarsat-2旱地作物识别的精度,该文研究了一种复杂种植结构背景下具有共同生长期作物的识别方法。研究区为一个12 km×12 km的样方,位于内蒙古上库力农场额很队,以春小麦、油菜2种共同生长期作物为识别对象,利用Spot-6影像和Radarsat-2影像,在数据预处理的基础上分析研究区内典型地物样本的后向散射系数在不同极化波段上的变化特征,根据该变化特征设计图像增强算法,然后基于图像增强后的影像设定合理的阈值实现作物识别提取。结果表明：该方法准确识别并有效提取了共同生长期作物春小麦和油菜的种植面积,总体精度达到97%,Kappa系数为0.96。该方法简便、快捷、可靠,为春小麦、油菜等旱地共同生长期作物种植面积提取提供重要的科学技术支撑。     

玉米秸秆厌氧产氢工艺参数优化

为解决玉米秸秆结构致密导致秸秆发酵难于直接降解的问题,首先分别采用0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的HCl溶液对其进行预处理,以厌氧活性污泥为接种物进行中温(38℃)发酵产氢试验。结果表明,玉米秸秆的累积产氢量和产氢速率随着盐酸质量分数的增大先增加后降低,0.6%HCl处理效果最佳,单位累积产氢量和产氢速率分别为87.90 m L/g和3.05 m L/(g·h)。再以0.6%HCl溶液预处理的玉米秸秆为底物进行发酵产氢的单因素和正交试验,研究了秸秆粒径、底物浓度、初始p H值对玉米秸秆厌氧发酵产氢过程的影响。结果表明:玉米秸秆粒径越小越利于发酵产氢;适度增加底物浓度可增加产氢量;适宜的发酵初始p H值有利于产氢细菌的生长繁殖;得到较佳的工艺参数组合为秸秆粒径150μm、底物浓度15 g/L、初始p H值为7,此时累积产氢量为112.87 m L/g。     

大熊猫源纤维素分解菌的筛选及产酶发酵条件优化研究

通过采集昆明野生动物园里大熊猫新鲜粪便,利用羧甲基纤维素钠培养基（CMC−Na）进行选择性培养,刚果红平皿浸染初筛和DNS法纤维素酶活复筛,对目标菌株进行形态学和16S rDNA同源性鉴定,并对高产纤维素酶的菌株进行单因素发酵条件优化试验。结果表明：从大熊猫新鲜粪便中筛选到2株高效的纤维素分解菌鉴定为枯草芽孢杆菌ZD1和MZ3（ZD1/MZ3）,2个菌株发酵液纤维素酶活分别为277.58 U/mL和255.22 U/mL,通过发酵条件优化后,ZD1和MZ3发酵液中纤维素酶最大活力分别达339.48 U/mL和293.65 U/mL,较优化前酶活可提高22.30%和15.06%,最佳产酶条件为：CMC−Na + P、37 ℃、pH 6.8～7.2、36～48 h。     

Responses of nematode‐community structure in turfgrass soil to microbial filtrates from municipal–solid waste compost

Actinomycetes, Bacillus subtilis, and Bacillus thuringiensis were isolated from municipal–solid waste (MSW) compost, and different microbial liquid filtrates (MLF) were prepared. Sterile culture media with no microbes were used as their controls. The effects of MLF on soil nematode communities were examined in pot‐grown Festuca arundinacea Schreb. Fifteen genera of nematodes in background soil were identified, of which Helicotylenchus and Rotylenchus were dominant. The inoculation of MLF strongly affected the abundance and community structure of soil nematodes. Compared with their controls, lower total nematode numbers following MLF incorporation were found. Actinomycetes inoculation changed community structure of soil nematodes, transforming the dominant genera from Helicotylenchus and Rotylenchus into Cephalobus, Chiloplacus, and Aphelenchus. Actinomycetes incorporation resulted in a significant decrease of plant‐parasitic nematodes relative to control pots. Only plant‐parasitic and omnivorous‐predatory nematodes were found in treatments following B. subtilis inoculation, and Helicotylenchus, Rotylenchus were dominant genera with relative abundance of 76.2% and 14.3%, respectively. Although the dominant genera were still Helicotylenchus and Rotylenchus, B. thuringiensis inoculation led to a marked decrease in populations of plant‐parasitic nematodes and an increase in populations of fungivorous and bacterivorous nematodes relative to control. Shannon's diversity index (H′), evenness index (J′), richness index (SR), and Wasilewska index (WI) in pots treated with actinomycetes and B. thuringiensis filtrates were significantly higher than those of their controls, whereas significant lower dominance index (λ) in actinomycetes and B. thuringiensis treatments was observed than their controls. Plant growth was improved in the treatments inoculated with three microbes. The findings highlight that actinomycetes can most effectively suppress plant‐parasitic nematodes, increase community diversity, evenness, and richness, thus improving soil environment for turf growth.     

黄土区土质道路人工降雨及放水试验条件下产流产沙特征

为了研究土质路面草本植被降低水土流失的作用,采用室内人工降雨及放水试验的方法比较了裸露路和植物路的产流产沙过程及径流水动力学特征,结果表明：相对于裸露路,不同覆盖度植物路总径流量降低幅度为3.94%～ 25.10%,总泥沙量降低幅度为9.65%～45.69%;在大致相同放水量条件下,植物路的土壤侵蚀速率、径流流速和过水断面单位能量均低于裸露路;植物路的Darcy-weisbach阻力系数和曼宁糙率系数分别是裸露路的2.62～9.00倍和1.74～ 3.53倍;植物路通过降低径流流速、减小过水断面单位能量和增大路面粗糙度及径流阻力起到减轻道路侵蚀的作用。该文为广大土质山坡道路侵蚀防治和植物路铺设提供理论支持。