海鞘生物黏附机制及应用研究进展

海鞘是一种典型的海洋污损生物,其在幼虫期可以通过头部前端的乳突结构快速并暂时性的附着于水下基质表面,之后相继发育出壶腹、黏附突起、匍匐枝等特异性黏附器官,实现成体的永久性黏附。从生物学角度看,这些特化的器官及其涉及的复杂黏附与调控机制给海洋生物污损治理带来了巨大挑战,但从材料学角度上看,海鞘黏附机制为水凝胶或高效防污表面等新型仿生材料的研发带来了新的思路。本文全面综述了海鞘幼体和成体两个阶段的黏附特征和机制,以及海鞘生物污损防控与仿生材料应用研究进展,并针对海鞘生物黏附研究领域存在的问题,从黏附组织器官的研究拓展、黏附蛋白质的鉴定与分析、特异性抗海鞘黏附材料设计、基于分子层面的海鞘黏附仿生研究等方面提出未来发展建议,旨在为抗污损及仿生材料的研发提供参考。     

关中平原农田土壤水力参数空间分异与模拟

土壤水力参数是土壤水分和污染物迁移等陆面过程数值模拟的重要基础参数。为探明关中平原农田土壤水力参数空间分异特征,建立空间分布预测模型,在关中平原网格布设124个样点,采集根层0-20 cm原状和扰动土壤样品,利用van Genuchten模型拟合获取土壤水分特征曲线,获得残余含水量(θr)、饱和含水量(θs)以及系数α和n等土壤水力参数。采用经典统计学、地统计学和结构方程方法分析了θr、θs、α和n的空间变异特征及影响因子,建立了水力参数传递函数预测模型。结果表明:θr和α为强变异,θs为中等变异,n为弱变异。θr、θs、α和n半方差函数最佳拟合模型分别为球状模型、指数模型、指数模型和球状模型。θs和n具有强烈的空间依赖性,变程分别为32.7,54.3 km;θr和α具有中等程度空间依赖性,变程均为52.8 km。土壤质地、容重、pH、有机质和海拔是影响土壤水力参数空间分布的主要因子。基于土壤理化性质和海拔建立的水力参数传递函数模型具有较好的模拟效果,可用于关中地区大尺度农田生态系统土壤水力参数的模拟预测。     

黄土高原水蚀风蚀交错带小流域土壤水分季节变化特征与主控因素

土壤水分是黄土高原水蚀风蚀交错带生态环境恢复的关键因子,具有明显的时空异质性.以水蚀风蚀交错带的代表性流域—老爷满渠小流域为对象,采用网格法(50 m×50 m)共布设了73个样点,原位观测0—5 m土壤含水率,共测定23次(2013年6月至2019年10月),通过获取每个样点的环境因子,结合经典统计、地统计、随机森林...     

非生物胁迫下牧草抗逆性研究进展

非生物胁迫(低温、高温、干旱、水涝、盐害等)是影响牧草生长和发育的重要因素,因而探究牧草抗逆性响应特征、指标、评价方法和提升途径,对于提升和稳定牧草生产有重大意义。本文通过文献资料调研和计量分析方法,综述了牧草对温度、水分和盐分等非生物胁迫作用的响应,概述了牧草的形态结构、生理生化和生产性能抗逆性指标,总结了6类牧草综合评价方法的原理和优缺点,综述了4种牧草抗逆性提升途径,并对今后在非生物胁迫下牧草抗逆性方向上需开展的3个方面研究工作进行展望,以期为选取牧草抗逆性指标和评价方法,提升牧草质量和产量提供参考依据。     

中国奶业全产业链绿色发展指标的时空变化特征

奶业是关乎国民健康和食品安全的战略性农业产业,本文从社会发展、经济效益、产品生产、资源投入和生态环境5个方面选取28项指标,发展和完善了中国奶业全产业链绿色发展指标体系和分级标准。基于该指标体系,利用NUFER-animal模型,定量分析了1990—2017年中国奶业绿色发展指标的时空分布特征,剖析了产业绿色发展的限制因素,阐明了优化途径。结果表明:中国人均奶制品消费量稳步提高,从2.0kg?cap.?1?a?1增加到12.5kg?cap.?1?a?1;奶牛单产水平不断提高,从2.4t?head?1?a?1增加到7.0t?head?1?a?1,种养系统氮素利用效率由8.4%提升至14.4%;单位牛奶的资源投入和环境代价均呈下降趋势,生产单位牛奶的蓝水足迹由0.5 m3?kg?1降低到0.2 m3·kg?1,耕地资源投入量由18.5 m2?kg?1降低到3.3 m2?kg?1;养殖系统氨挥发量指标由21.9 g(N)?kg?1降低到7.0 g(N)?kg?1,但仍远远高于欧美国家水平;牛奶生产和加工成本逐年增加,利润却低于欧美等先进国家的水平。空间特征分析表明:农牧交错带和东部沿海地区产品生产、资源投入和生态环境绿色发展水平相对较高,北方地区牛奶及奶制品的生产、消费水平均高于南方地区。发展种养一体化产业链融合绿色发展技术与模式、构建产销一体化产业链融合绿色发展利益共享机制和形成全产业链质量追踪服务体系与国民消费信任机制是促进中国奶业振兴和绿色发展的有效途径。     

基于AHP的湖南省耕地适宜性综合评价

以湖南省为研究区,结合湖南省的实际情况,构建了耕地适宜性综合评价指标体系,在GIS技术的支持下,运用回归树、核密度等地理空间建模方法提取计算参评因子,在此基础上构建了评价因子数据库。基于多指标决策(MCDM)框架,利用层次分析法(AHP)确定各参评因子的权重,选择加权叠加法进行耕地适宜性综合分析,并将耕地适宜性分为高度适宜,中度适宜,勉强适宜和不适宜四类。在数量上,各适宜等级面积分别占湖南省面积的24.34%,27.70%,32.35%,15.61%;在空间分布上,湖南省耕地适宜性总体呈现东高西低的分布特点,高度适宜和中度适宜的地区主要分布在湘北洞庭湖平原以、湘江平原地区和湘中丘陵区盆地;勉强适宜和不适宜地区主要分布在湘西、湘西北、湘东南部分地区。     

张家口市河流筑坝与硬化的生态系统健康影响研究

研究筑坝与硬化对河流生态系统健康的影响,为人工改造河流的生态修复和管理优化提供科学依据。以张家口市清水河—洋河干流5个不同程度筑坝与硬化的河段为研究对象,构建了包括河道结构、河床底质、水文特征、水质参数和水生生物5类指标的河流生态系统健康指数(RHI),评估了筑坝与硬化对河流健康的影响。结果表明,河道轻微疏浚或具拦砂坝河段的生态系统健康等级为好(RHI 30~40),具溢流堰河岸硬化河段为中等健康(RHI 20~30),筑坝和河床河岸全硬化的河段生态系统健康等级为差(RHI 10~20)。筑坝与硬化改变河流物理结构,进而影响河床底质组分和水文特征,其与RHI的变化显著相关(P<0.05),是损害河流生态系统健康的主要原因;此外,总磷、有机质污染及较低的水生生物多样性对河流的健康均有不利影响,仅在夏季植物大量生长和污染物质被稀释时,RHI有所提高。为了改善河流生态系统的健康状况,需要恢复自然的河岸和缓冲带,改善河流水动力,并加强外源污染控制。     

我国三个典型流域人类活动净氮输入量估算及其影响因素

目的 人类活动氮素过量投入是引起面源污染的重要原因之一。阐明人类活动净氮输入量的时空分布特征及其影响因素,为解决面源氮素污染问题提供数据支持。方法 利用人类活动净氮输入量（net anthropogenic nitrogen input,NANI）模型,通过统计年鉴和文献综述获得NANI相关数据和参数,对农业化的香溪河流域、城镇化的太湖流域和全面推进农业绿色发展模式的洱海流域的净氮输入量进行评估。结果 从NANI强度上看,3个典型流域NANI平均值按照大小排序为：太湖流域（13 241 kg·km^-2·a^-1）、香溪河流域（2 183 kg·km^-2·a^-1）、洱海流域（1 582 kg·km^-2·a^-1）。从来源上看,氮肥施入（Nfer）和食品/饲料氮（Nim）是NANI最大来源,占比58%—97%,对NANI贡献从大到小排序为：氮肥施入、食品/饲料氮输入、氮沉降输入、作物固氮输入。从时间尺度看,2019年同2010年相比,香溪河流域NANI中食品/饲料氮输入比例下降23个百分点,氮沉降比例上升34个百分点;洱海流域NANI中氮肥施入比例下降86个百分点;太湖流域NANI中食品/饲料氮输入比例上升31个百分点,作物固氮量和氮沉降输入比例下降14个百分点和12个百分点。从影响因素上看,3个典型流域NANI与城镇人口密度均呈现显著相关性（P<0.05）,且随城镇人口密度的增加NANI随之升高;耕地面积占比与NANI的拟合上,香溪河流域有显著影响（P<0.05）,但洱海流域和太湖流域均无显著影响（P>0.05）。结论 香溪河流域中昭君镇、峡口镇和黄粮镇,洱海流域中下关镇、上关镇和凤仪镇,太湖流域中张家港市、嘉兴市秀城区、杭州市拱墅区和上海市南汇区是NANI的关键源区;以农业为主的香溪河流域化肥施入是NANI的主要来源;城镇化程度较高的太湖流域食品/饲料氮和肥料氮投入是NANI主要来源;农业绿色发展措施可显著减少人类活动净氮输入量。因此,在关键源区大力推广农业绿色发展措施,同时有效降低饲料和肥料的投入量,有利于控制农业面源污染。     

珲春市城市经济与边境口岸经济的耦合协调性分析

边境口岸是国家对外开放的门户,珲春市作为中国图们江区域开发开放的窗口,占据着十分重要的地理位置,珲春市边境口岸的发展对区域经济的发展有举足轻重的意义。本文以珲春市4个口岸为研究对象,以珲春市2007—2016年的城市和口岸主要经济数据为基础,运用耦合协调度模型分析珲春边境口岸与城市经济的发展状况。结果表明:珲春市口岸与城市经济发展呈现良好态势,从无序走向有序,由失调转变为协调,当前处于初级协调状态;珲春市口岸对城市经济带动效应还不明显,初步探讨了珲春市口岸与经济协调发展的相应对策。     

土壤基质势调控对温室滴灌番茄土壤水分分布和产量的影响

【目的】指导设施蔬菜生产中科学合理地利用滴灌技术进行灌溉。【方法】采用小区试验的方法,以冬春茬番茄为研究对象,布置了7个不同土壤基质势阈值的试验,在番茄开花坐果期和结果期分别控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势在-15和-15 kPa(S1)、-15和-30 kPa(S2)、-15和-45 kPa(S3)、-25和-25 kPa(S4)、-30和-15 kPa(S5)、-30和-30 kPa(S6)以及-30和-45 kPa(S7),研究了日光温室滴灌土壤基质势调控下土壤水分随时间变化及空间分布的规律,以及番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率等。【结果】①控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势可以明显影响0～100 cm深度土壤水分状况。②在番茄开花坐果期,当土壤基质势阈值控制在-30 kPa或更高时,番茄根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分基本不变,0～60 cm深度土壤体积含水率平均为28.6%,为田间持水率的84%,60～100 cm土壤体积含水率平均为36.2%,为田间持水率的90%。③番茄进入结果期后,当土壤基质势阈值控制在-25～-15 kPa时,整个土体土壤含水率基本保持在田间持水率的77%～91%,根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分消耗缓慢;当土壤基质势阈值降低到-45～-30 kPa时,根系吸收利用到80～100 cm深度的土壤水分,整个土体土壤含水率不断降低,降低到田间持水率的60%～66%。④不同处理番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率有明显差异,其中S3和S7处理番茄产量高,S5处理产量低;S1、S3和S4处理的畸形果率大,S6和S7处理的畸形果率低;S1处理的灌溉水利用效率最低,S7处理的灌溉水利用效率最高。【结论】日光温室少量高频滴灌条件下,当滴头正下方20 cm深度土壤基质势阈值开花坐果期控制在-30 kPa、结果期控制在-45 kPa时,整个土体土壤水分状况基本良好,番茄的产量高,畸形果率低,灌溉水利用效率高。