海洋养殖柔性网衣结构水动力特性研究进展

发展深水网箱养殖是保障我国粮食及食品安全的长远战略,也是缓解近海网箱养殖环境胁迫力、拓展食物生产空间的必然选择。发展深水网箱养殖首先需要面对的突出挑战是养殖设施在外海恶劣海况下的安全性问题。网衣是深水网箱的主体结构,由于其自身具有高柔性、小尺度的特点,在波浪和水流作用下易出现大位移和大变形的极端响应。当前,网衣结构分析技术已成为我国深水网箱养殖工程技术的薄弱环节,一定程度上制约当前海上养殖网箱向大型化和深水化发展。因此,网衣水动力特性研究对于深远海网箱养殖的发展具有重要意义。本研究系统介绍了计算网衣水动力荷载的主要方法及其适用范围。同时,对网衣动态响应数值计算中的主流建模技术进行了总结和分析。最后,根据目前网衣水动力特性研究中存在的热点问题,提出了网衣流固耦合分析、生物污损分析、数字孪生技术等前沿发展方向,为网衣水动力学分析向数字化、精准化发展提供参考。     

渔业可持续发展要两手抓

池塘养殖是我国海水养殖的传统方式,也是当前陆基海水养殖的主体。自20世纪70年代,海水池塘养殖经历了粗放式、半集约、集约化和多营养层次生态养殖的发展历程。然而,海水池塘养殖产业中仍存在养殖生物生态适应性机制不清、养殖系统产出不稳定、营养物质利用效率低等“瓶颈”问题,严重制约了海水池塘养殖产业的发展。因此开展海水养殖虾蟹良种与生态环境的互作机制解析,研发养殖生态系统结构优化和营养物质资源化高效利用技术,搭建养殖信息采集与智能化管控平台,创建生态工程化养殖新模式,实现养殖系统高效可持续产出,是我国海水池塘养殖产业绿色高质量发展的关键。

     

川滇桤木4种气味活性物质对云南切梢小蠹胚后发育的影响

为了验证非寄主植物气味胁迫是否会抑制害虫的繁殖机能,采用前期筛选的川滇桤木气味活性物质—对乙基苯乙酮、反−2−己烯−1−醇、顺−4−己烯−1−醇、4−烯丙基苯甲醚对云南切梢小蠹的胚后发育进行测定。结果表明：4种气味成分胁迫对云南切梢小蠹产卵量的影响均较小,但能够显著增加其母坑道的长度（P<0.01）。卵孵化后,反−2−己烯−1−醇、对乙基苯乙酮和4−烯丙基苯甲醚对幼虫的体长增长呈下降趋势,而顺−4−己烯−1−醇则呈上升趋势,体质量有一定增加,但蛹期和新羽化成虫的个体则与此相反,特别是顺−4−己烯−1−醇和反−2−己烯−1−醇,前者对蛹体长和体质量的降幅为16.63%和20.09%,后者对成虫降幅则为6.95%和15.78%。表明4种川滇桤木气味活性物质均能明显干扰云南切梢小蠹的胚后发育,特别是绿叶气味成分反−2−己烯−1−醇和顺−4−己烯−1−醇能够直接降低蛹和成虫的个体大小和体质量。     

纯林和混交林3种植物光合特征研究

为探究不同造林模式下植物光合生理响应机制,精准提升人工林改造水平,使用Li−6400XT对黄土丘陵区纯林和混交林中油松、连翘、柠条叶片光合作用日变化及光响应曲线进行测定。结果表明：造林模式并未对3个树种净光合速率日变化趋势产生影响,仅对3个树种净光合速率日变化均值产生影响,具体表现为油松（混交连翘） > 油松（混交柠条） > 油松（纯林）、连翘（纯林） > 连翘（混交油松）、柠条（混交油松） > 柠条（纯林）;在不同造林模式下,影响因子中仅空气相对湿度与净光合速率的关系显示出差异;当光合有效辐射为2000 μmol/(m²·s)时,所有测定植物叶片净光合速率趋于饱和,与纯林相比,油松（混交连翘）、油松（混交柠条）、柠条（混交油松）的净光合速率分别提高了42.1%、10.5%和74.0%,连翘（混交油松）的净光合速率降低了40.4%;采用4种光响应模型拟合光响应曲线,结果显示直角双曲线修正模型效果最优,油松（混交连翘）、油松（混交柠条）光合参数均高于油松纯林,柠条（混交油松）高于柠条纯林。上述结果说明,在黄土丘陵区,相较于纯林,油松与柠条的混交林可加强植物各自的光合能力,环境适应性更强,更适合在该区栽植。     

马尾松与乡土阔叶树种混合凋落叶分解的质量损失

目的 了解马尾松凋落叶与不同乡土阔叶树种凋落叶的混合分解特征,探明混合凋落叶的质量损失率与阔叶凋落叶的种类和所占比例之间的关系。 方法 本文以针叶马尾松 （P）与乡土阔叶树种香樟 （C）、檫木（S） 以及香椿（T）凋落叶为研究对象,采用凋落叶分解袋法在野外进行2 a的针阔混合分解实验,通过将上述4个树种凋落叶按照1针1阔、1针2阔和1针3阔组合（即PC、PS、PT、PSC、PST、PCT和PSCT）且每种组合设置不同混合比例,共得到31个混合处理,研究这31个混合处理和4种纯凋落叶（合计35种处理凋落叶）的质量损失变化特征。 结果 分解2 a后,PT、PC、PCT、PST以及PSCT组合的质量损失率高于PS和PSC组合。混合凋落叶的质量损失率基本表现为协同效应且随分解时间的延长呈先增强后减弱的趋势,在分解18个月时最强（67.74%）,相对于其它混合处理,PT、PCT和PSCT质量比分别为6:4、7:2:1和7:1:1:1时的质量损失率在4个分解时期均表现出较强的协同效应。 PLS回归分析表明,凋落叶的分解系数k值和混合效应均与凋落叶的初始总酚含量、木质素含量、纤维素含量、C/N、C/P、木质素/N以及木质素/P表现为显著的负相关,与初始N和P含量表现为显著的正相关。 结论 总体上看,阔叶所占比例为30%～40%时,尤其是含有香椿（T）的混合凋落叶（PT,PST,PCT和PSCT）有利于促进马尾松凋落叶分解和林地养分循环。     

东北人工红松针叶林和天然次生阔叶混交林林下土壤氮初级转化速率特征

目的 为了解森林土壤氮素转化特征及土壤氮供应能力,为森林生态系统合理经营管理提供科学依据。 方法 以东北寒温带人工红松针叶林和天然次生阔叶混交林表层土壤为研究对象开展室内培养试验,采用15N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型,研究不同深度的土壤氮初级转化速率特征。 结果 林地土壤的氮初级转化速率受林型、土壤深度及二者间交互作用的影响。人工红松针叶林土壤氮初级矿化速率和无机氮固定速率显著低于天然次生阔叶混交林土壤,而初级硝化速率显著高于天然次生阔叶混交林土壤,2个林型土壤的氮初级转化速率都随着土壤深度的增加显著降低。土壤氮初级矿化速率和固定速率与土壤pH、有机碳、水溶性有机碳与水溶性有机氮含量呈显著正相关,土壤初级硝化速率与土壤pH呈显著负相关。人工红松针叶林土壤初级硝化速率与铵态氮固定速率比值显著高于天然次生阔叶混交林土壤,而对硝态氮的固定速率显著低于天然次生阔叶混交林土壤。 结论 2种林型土壤氮素转化特征差异明显,人工红松针叶林土壤的硝态氮产生能力较强而无机氮固持能力较弱,容易发生硝态氮的淋溶风险,天然次生阔叶混交林土壤氮矿化-固定过程耦合较好且硝化作用较弱,不易引发硝态氮的积累和淋溶风险。     

基于PC-RELM的养殖水体溶解氧数据流预测模型

养殖水体中溶解氧浓度一直是最重要的水质参数之一。为了精准地对水体溶解氧进行调控,提高养殖生产效率,降低养殖风险,该研究考虑外部天气条件对溶解氧的影响以及溶解氧自身的昼夜变化特征,提出一种基于正则化极限学习机（principal component analysis and clustering method optimized regularized extreme learning machine,PC-RELM）的养殖水体溶解氧数据流预测模型。首先,采用主成分分析法判断影响溶解氧浓度的强重要性因子,降低预测模型的数据维度;其次,利用熵权法计算各时刻点的天气环境指数,并利用快速动态时间规整算法（fast dynamic time warping,FastDTW）完成时间序列数据流在不同天气环境下的相似度度量;然后使用k-means算法对时间序列的相似度进行聚类分簇,并基于分簇结果完成正则化极限学习机预测模型的构建,实现溶解氧浓度的估算。最后将PC-RELM模型应用到无锡南泉试验基地养殖池塘的溶解氧预测调控过程中。试验结果表明：PC-RELM的预测均方根误差值（root mean square error, RMSE）为0.961 9,与PLS-ELM（partial least squares optimized ELM）、最小二乘支持向量机（least square support vector machine,LSSVM）以及BP神经网络模型进行对比,其RMSE值分别降低了41.54%、54.58%和67.16%。该预测模型可以有效地捕捉不同天气条件下溶解氧的变化特点,具有较高的预测精度和效率。     

不同密度下近天然落叶松云冷杉林各土层土壤理化特征

本研究以8块不同林分密度近天然落叶松云冷杉林为对象, 研究不同林分下密度对不同土层土壤的理化特征。结果表明, 相同林分密度条件下, 土壤物理性质随土层深度增加呈显著变化(P0.05);除全氮外, 其他养分元素浓度差异不显著(P0.05)。不同密度条件下的土壤养分浓度并未表现出明显的变化规律, 也没有在某一密度之后出现明显的下降现象。林分密度为1 058株·hm-2时, 虽然土壤养分浓度有所降低, 但总体差异并不显著。这说明在试验区目前林分密度下, 土壤养分状况并未受影响, 可适当补植, 增加林地的利用效率。     

毛竹纯林和混交林竹笋-幼竹高生长差异分析

为摸清不同类型毛竹林竹笋-幼竹高生长差异,选择立地条件和经营水平一致的毛竹纯林、竹杉混交林和竹阔混交林,调查分析竹笋-幼竹高生长特征及其变化规律,拟合竹笋-幼竹高生长节律方程。结果表明：不同类型毛竹林对竹笋-幼竹高生长产生不同影响,尤以毛竹纯林经营对其影响明显,竹笋-幼竹高生长时间缩短,立竹相对高度增高;不同类型毛竹林竹笋-幼竹高度、日生长量随时间变化均呈“慢—快—慢”的变化节律,但竹笋-幼竹高度、日生长量毛竹纯林在高生长上升期、盛期的前期明显较竹杉、竹阔混交林大,在高生长盛期的中后期提前急剧下降,竹笋-幼竹高度毛竹纯林在高生长盛期时较竹杉、竹阔混交林大,而后2种类型毛竹林竹笋-幼竹高度、日生长量均接近;不同类型毛竹林竹笋-幼竹高生长节律均可用逻辑斯缔方程拟合。     

采用化学氧化法降解贝类养殖水中扑草净残留的研究

为去除贝类养殖过程中残留的农药扑草净,研究了不同处理(正常、超声波震荡、紫外线照射和不同pH)条件下高锰酸钾、过氧化氢和次氯酸钠对扑草净的降解效果.结果显示,次氯酸钠对扑草净的降解率最高,其降解效果不受紫外线照射、超声波震荡以及水体pH变化的影响.高锰酸钾和过氧化氢对扑草净的降解率较低,超声波震荡和紫外线照射辅助处理对...