基于生态弹性的北京市“二道绿隔”温榆河段郊野公园设计

生态弹性通过研究人与自然系统的关系,为缓解生态危机、建设美丽中国提供了新的视角。文章以北京市"二道绿隔"温榆河段的郊野公园组团为例探讨生态弹性导向下的郊野公园体系设计策略:一是从缓解河道行洪压力、形成区域海绵系统、公园水网循环建设3方面构建弹性水系统;二是通过推进适应性生态演替与设计旱雨两宜生境构建弹性生境系统;三是构建生态游览系统。     

一株丙硫菌唑降解菌的筛选及其降解条件的优化

从活性污泥中筛选出以丙硫菌唑为唯一碳源的降解菌株,对该菌株进行形态学、生理和生化特征结合16S rDNA基因序列鉴定为假单胞菌属绿脓杆菌,命名为 Pseudomonas aeruginosa W-313。通过响应面法对菌株W-313降解丙硫菌唑的条件进行优化,初始pH值为7.40,温度为 32 ℃,葡糖糖含量为0.60%时,W-313降解丙硫菌唑效果最佳,48 h降解率可达65.12%,与实际情况下基本吻合。研究结果为利用环境微生物降解丙硫菌唑及其代谢物进而有效规避残留农药污染提供新理论依据。     

冀东稻区基于低温复合菌系HT20的秸秆腐解因素研究

为探索低温启动型且具有纤维素强分解能力的复合菌系HT20作用下秸秆腐解的影响因素。采用室内培养试验,通过响应曲面优化法Box-Behnken设计建立HT20添加量、温度、秸秆含水率和尿素添加量与秸秆腐解率之间的模型,结合大田微区模拟试验验证HT20实际田间应用效果,并与常用的4种秸秆腐熟剂进行比较。结果表明:秸秆腐解率受HT20添加量、温度、秸秆含水率的影响显著,且各影响因素间交互作用对秸秆腐解率影响显著,尿素添加量与HT20添加量之间交互作用对秸秆腐解率影响不显著。与不添加腐熟剂(CK)和常用腐熟剂相比,HT20腐解速率提高20.10%～81.46%,腐解时间缩短17.62～183.41d,养分提高5.44%～71.49%,微生物数量增加1.57%～76.14%。表明,低温复合菌HT20在冀东滨海稻区还田秸秆腐解中起到了主导作用。研究结果为本地秸秆还田中低温复合菌系HT20的施用提供理论指导,为我国北方稻区秸秆还田提供技术支撑。     

重型拖拉机控制器的CCP底层驱动与上位机设计

针对重型拖拉机控制器的在线标定测量问题,以32位单片机MPC5744P为例,开发了控制器局域网络标定协议(controller area network calibration protocol,简称CCP)的底层驱动程序。依据CCP的需求设计了FlexCAN模块、PIT模块以及Flash模块的底层驱动程序。为实现对变量的在线标定,利用Python的外部工具PyQt5设计了相应的上位机。为验证所设计系统的性能,通过上位机对MPC5744P单片机进行了变量的在线标定测量测试。试验结果表明,设计的CCP底层驱动能够通过与上位机的交互准确实现变量的在线标定测量,符合设计要求。     

农田野花带群落构建及其稳定性特征

为维持农田野花带稳定性和持久性,以充分发挥其生态系统服务功能并扩大其应用范围,对8个不同建植年限(2、4和6年)的农田野花带混播群落的建立过程,包括群落密度、物种多样性指数以及不同寿命的初始植物和侵入植物重要值的变化规律进行了调查和分析。结果表明:1)播种建立的农田野花带群落,存在2次植物消亡,分别是一二年生植物和短命宿根植物的死亡,导致群落的物种多样性和密度下降,并为侵入植物的进入和扩张提供机会;2)群落中一二年生植物、短命宿根植物设计比例低且长寿宿根植物设计比例高时,植物群落消亡程度小,抑制侵入植物能力强;3)侵入植物能减缓群落物种多样性的丧失。因此,农田野花带混播群落在植物选择方面,应将一二年生植物比例控制在25%以内,并使用长寿宿根植物代替一二年生植物和短命宿根植物可增加群落的稳定性;在群落设计方面,将自生植物保留或纳入设计过程,可减缓群落物种多样性的丧失;在群落管理方面,一二年生植物和短命宿根植物消亡时补播,可提高群落抑制侵入杂草的能力。     

基于Plackett-Burman试验设计与响应面法优化玉米秸秆离散元模型

为了减小免耕播种机防堵装置数值模拟的误差,结合物理试验与仿真试验进行玉米秸秆离散元参数的标定。基于Hertz-Mindlin with bonding 接触模型建立了玉米秸秆离散元模型,以物理试验与仿真试验中临界载荷的相对误差为试验指标进行仿真单轴压缩试验;采用Plackett-Burman试验筛选出具有显著性影响的试验因素;采用Box-Behnken响应面法对玉米秸秆离散元模型进行优化。试验结果表明:接触半径和单位面积切向刚度对试验指标影响极显著(P<0.01),单位面积法向刚度对试验指标影响显著(0.01<P<0.05);玉米秸秆的最优离散元参数为,接触半径1.2 mm、单位面积法向刚度9.361×10⁷ N/m³、单位面积切向刚度9.845×10⁷ N/m³,在此条件下,仿真压缩试验的临界载荷为950.2 N,与物理试验值935.4 N的相对误差为1.58%,验证了参数的可靠性。标定的玉米秸秆离散元模型可用于免耕播种机防堵装置的数值模拟,为防堵装置结构优化改进提供了依据。     

农田残膜机械回收膜土分离装置设计与试验

在我国南方农田残膜回收作业过程中,因土壤粘性强导致残膜夹带土壤多,残膜极易缠绕在机具上,影响机具正常工作。针对该问题设计了一种膜土分离装置,该装置主要由挑膜弹齿、滚筒和凸轮压板机构组成,可在挑膜过程中去除膜上表层土壤并在送膜过程中去除膜下土壤,通过试验分析得到影响膜土分离的主要因素为机具前进速度、挑膜转速和滚筒安装倾角。确定以上述三个因素为试验因素,以含土率和缠膜率为响应值,进行三因素三水平响应面试验。利用Desige-Expert软件建立各因素与缠膜率、含土率的回归模型,分析各因素对回收效率的影响,结果表明,各因素对含土率的显著性顺序为：机具前进速度＞挑膜转速＞滚筒安装倾角;对缠膜率的显著性顺序为：滚筒安装倾角＞挑膜转速＞机具前进速度;同时,对试验因素进行优化,得到因素的最佳组合为：机具前进速度为1.12 m·s^-1 ,挑膜转速为92.00 r·min-1,滚筒安装倾角为17.00°,此时的含土率为13.00%,缠膜率为1.70%。通过土槽模拟试验,设置上述最佳工作参数组合,得到含土率为13.45%,缠膜率为1.78%,验证结果与模型优化结果相对误差都小于5%。该膜土分离装置可以解决南方粘性土壤膜土分离困难、残膜率高的问题,为后续膜土分离装置及残膜回收机的设计与优化提供参考。     

后基因组时代基于选择导入系的水稻设计育种策略

近年来,水稻基因组学的发展突飞猛进,但如何将这些研究成果（丰富的基因组变异及功能基因克隆等）有效应用到复杂农艺性状的精准改良仍是设计育种面临的重大挑战和科学难题。经过多年实践证明,选择导入育种（breeding by selective introgression, BBSI）是有效解决这些问题的方法,这是一套基于精准遗传信息进行基因挖掘并同步改良多个复杂性状的设计育种策略。其主要包括：①构建大量携带优异性状的回交导入系群体,作为BBSI的材料平台;②基于全基因组测序和关联分析,构建精准的遗传信息平台;③通过设计“理想目标基因组型（ideal target genomic constitutions, ITGC）”和基因聚合方法,高效培育目标优良品种。介绍了BBSI的发展历程及在分子设计育种中的有效运用,尤其是如何利用分子数量遗传理论和全基因组变异来验证并丰富该策略,计划实施20年来已育成近百个绿色超级稻（green super rice, GSR）新品种,为后基因组时代作物育种的创新发展提供了重要理论和实践参考。     

巴蛸拖网捕捞技术研究

为合理开发利用巴蛸资源，为29．4～58．8kW渔船巴蛸拖网进行了改进设计，改成低口、长袖的结构形式，并配置驱赶铁链。与原拖网对比试验结果表明，新型巴蛸拖网比原底拖网增产巴蛸60％以上，增加产量50％以上，同时对传统经济鱼虾类有一定保护作用。     

Modelling the transport of particles in the North Sea with reference to sandeel larvae

The transport of particles representing sandeel larvae in the North Sea is simulated with a three-dimensional circulation model for the years 1976 to 1990. A great year-to-year variability in drift patterns is demonstrated. The results may explain some of the observed differences in recruitment between the main sandeel areas in the North Sea. In the northern sandeel area it seems that strong year classes are unlikely if the retention due to unfavourable currents is poor, and that a high retention in the summer may favour a good year class. In the southern sandeel area no clear coupling between year class strength and larval drift is found, possibly because the retention always seems large enough for a potentially good year class. For more quantitative use of such models in relation to sandeel recruitment, more biological knowledge is obviously needed on larval vertical distribution and timing of sandeel hatching and settling.