园林植物土壤酶活性和微生物活性对盐碱胁迫的响应

以园林植物石楠为试材,通过混合2种中性盐(NaCl和Na2SO4)和2种碱性盐(NaHCO3和Na2CO3)分别模拟不同强度的盐、碱胁迫条件,对园林植物(石楠)进行3年(2015—2017年)的胁迫处理,以期探讨盐碱胁迫对园林植物土壤酶活性和微生物的影响。结果表明:1)土壤中有机酸含量随着盐碱浓度的增加呈逐渐降低趋势。随胁迫强度增加,盐、碱胁迫均使土壤中Na⁺浓度大幅度上升,K⁺浓度大幅度下降,但碱胁迫下Na⁺浓度上升幅度和K⁺浓度下降幅度均大于盐胁迫。2)随着盐碱浓度的增加,土壤中氨基酸类、碳水化合物类、羧酸类、聚合物类、胺类、酚酸类碳源呈逐渐降低趋势,总体而言,碳水化合物和羧酸类碳源是盐碱胁迫下园林植物土壤微生物的主要碳源,其次为氨基酸类、酚酸类和聚合物类,胺类碳源的利用率最小。3)土壤微生物物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)和碳源利用丰富度指数(S)、土壤微生物量碳、微生物呼吸和微生物代谢熵随盐碱浓度的增加而增加。4)土壤糖苷酶、几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶、酚氧化酶δ和过氧化物酶δ随盐碱浓度的增加呈逐渐降低趋势。5)交互作用分析显示,盐胁迫、碱胁迫、盐胁迫×碱胁迫对有机酸、Na⁺、K⁺、Na⁺/K⁺、物种丰富度指数(H)、碳源利用丰富度指数(S)、土壤微生物量碳、土壤微生物呼吸、土壤微生物代谢熵、糖苷酶和碱性磷酸酶具有显著的影响(P<0.05),其中碱胁迫对土壤酶活性和微生物群落多样性的影响高于盐胁迫,并且盐胁迫×碱胁迫的影响高于单独盐胁迫或碱胁迫.     

用鱼肌核酸指示水体污染的初步研究

选择了4种家鱼作指示生物，用紫外分光光度法测定其白肌中RNA和DNA的含量。结果表明：同种鱼，污染区的RNA含量显著低于对照区，白鲢和鳊鱼白肌中RNA／DNA低于对照区；不同种的鱼，污染区鱼肌核酸比对照区下降的程度有鳊鱼＞白鲢＞鲫鱼和鲤鱼的趋势。鱼肌核酸下降同水体重金属污染有一定联系，RNA是比RNA／DNA更合适的指标，鳊鱼和白鲢是比鲫鱼和鲤鱼更敏感的指示生物。     

杜尔伯特蒙古族自治县沙化草地封沙禁牧效果研究

通过对嫩江沙地具有代表意义的退化草地封育后植物群落的调查,研究了封育禁牧后沙地植被生长发育规律和演替趋势。结果表明:与自由放牧相比,封沙禁牧分别使半固定和固定沙质草地植被盖度提高25和27个百分点,产草量(干草)分别提高27.09%~41.09%,优质牧草比例分别提高23.51和46.27个百分点。     

海上风机与养殖网箱融合系统中网箱系泊绳张力与导管架基础结构安全性研究

海洋牧场与海上风电融合发展是现代渔业和清洁能源产业融合发展的典型代表,能够构建“海上粮仓+清洁能源”的新产业模式。本文基于福建漳浦六鳌海上风电场风机导管架构建养殖网箱与海上风机融合系统,运用Aqua-FE?有限元工具探究极端波流条件下不同网箱布设深度、波流入射角、生物附着程度对网箱系泊绳张力的影响;采用海洋工程专用设计软件SACS,计算分析风机导管架结构在波流及网箱系泊绳张力作用下的应力分布,评估养殖网箱系泊绳张力对风机导管架基础结构安全性的影响。结果表明,网箱布设深度的增加能够减少网箱系泊绳最大张力,显著改善网箱风机整体结构受力状态;波流入射角的改变对于网箱风机整体结构安全性影响不大;网衣生物附着程度的增加会显著增加网箱系泊绳最大张力,从而造成风机导管架基础杆件大量失效。综上所述,养殖网箱可布设于适当水深以减少受力,同时应及时清理附着生物,适当增加网箱系泊点附近的导管架杆件和导管架底部桩土点杆件的壁厚,以确保养殖网箱与海上风机融合系统结构安全。该结果可为深入研究网箱与风机融合系统的受力,评估该系统的安全性,优化设计养殖网箱与风机融合系统提供数据支撑。     

果蔬垃圾重复批次发酵协同制备乳酸和短链脂肪酸

利用果蔬垃圾厌氧合成中链脂肪酸（medium-chain fatty acids,MCFAs）等化学品是厌氧技术高值化的重要方向。中链脂肪酸合成通常需要以乳酸/乙醇（电子供体）和短链脂肪酸（电子受体）为碳源进行碳链延长反应。因此,利用有机废弃物连续、稳定地协同制备乳酸和短链脂肪酸是中链脂肪酸合成的关键步骤。该研究考察了果蔬垃圾重复批次发酵协同制备乳酸和短链脂肪酸（short-chain fatty acids,SCFAs）的可行性,研究了不同置换率和进料浓度对果蔬垃圾重复批次发酵产酸特性的影响。结果表明,调控重复批次发酵的置换率和进料浓度是提高生产率、改善乳酸/SCFAs比例的有效方法。综合考虑酸化产物的生产率、乳酸/SCFAs比例和碳源浓度,在70%置换率和8%进料TS(total solid)浓度条件下获得的酸化产物相对更有利于MCFAs的合成。此时,酸化产物生产率达到（5.25±0.25）g/(L·d),乳酸/SCFAs的碳摩尔比例达到5±0.3,碳源浓度达到（985±29）mmol C/L。微生物群落分析显示,乳酸菌,如Lactobacillus和Enterococcus作为优势菌通过异型乳酸发酵协同制备乳酸和SCFAs。研究结果可为果蔬垃圾的高值化利用提供参考。     

黄颡鱼毒棘结构研究

黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）是较为典型的淡水刺毒鱼类,本研究结合宏观毒棘骨骼标本制作和微观组织切片等方法,深入探究黄颡鱼的毒棘结构。研究结果表明,黄颡鱼的胸鳍和背鳍均具有尖锐的倒刺棘骨,棘骨外包围着皮膜,皮膜拥有能分泌毒液的毒腺细胞,它们共同组成了黄颡鱼毒棘装置。毒棘骨骼宏观结构表明,黄颡鱼的背鳍和胸鳍毒棘均具有贯穿全棘骨的中央管和包围棘骨的皮膜;背鳍棘骨细长、锥形,且轻微拱起,顶部骤尖,后缘为弱锯齿;胸鳍棘骨前后缘均有锯齿,但后缘为强锯齿。背鳍和胸鳍毒棘基部结构的髁突形状、大小、位置全然不同。微观结构显示,皮膜中的毒腺细胞聚集成层,位于鳞状上皮与色素层之间,未见导管与之相连,背鳍和胸鳍毒棘的分支性骨管中均未发现毒腺细胞。胸鳍和背鳍锁紧装置可让毒棘保持倒伏或者直立的锁定状态,降低猎物挣脱几率。本研究可深入了解黄颡鱼的毒棘结构和特征,增强人们对刺毒鱼类的认知,同时为淡水刺毒鱼类深入研究奠定基础。     

构建VED-SegNet分割模型提取鱼类表型比例

为提高鱼类表型分割精度和准确度,实现鱼类表型智能监测,该研究基于深度学习算法构建了VED-SegNet模型用于鱼类表型分割和测量。该模型将cross stage partial network和GSConv结合作为编码器（VoV-GSCSP）,保持足够精度的同时降低网络结构复杂性。另一方面,该模型采用EMA(efficient multi-scale attention module with cross-spatial learning)建立强化结构,加强编码器和解码器之间的信息传递,提高模型精度,并实现了8个表型类别的输出。采用自建的鱼类表型分割数据集对VED-SegNet模型进行了测试,测量结果中鱼类各表型比例与实际测量值相接近,表型最大平均绝对和平均相对误差为0.39%、11.28%,能实现无接触式提取水产养殖中鱼类表型比例。对比其他常见语义分割模型,平均交并比mean intersection over union,mIoU和平均像素准确率mean pixel accuracy,m PA最高,分别到达了87.92%、92.83%。VED-SegNet模型在环境复杂、多鱼重叠的...     

Soil bacterial characteristics between surface and subsurface soils along a precipitation gradient in the Alxa Desert,China

Bacteria in desert soil have unique phylogeny and important ecological functions, and theirresponses to changes in precipitation need further attention. However, relevant studies have mainlyfocused on the surface soil, and studies on the responses of bacteria at different soil depths to variationsin precipitation are rare. Thus, we used 16S rDNA high-throughput sequencing to investigate the changesin soil bacterial distribution along a mean annual precipitation gradient (50–150 mm) in the Alxa Desert,China, and compared the variation characteristics in the surface soil layer (0–10 cm) and subsurface soillayer (10–20 cm). Results showed that soil bacterial communities significantly changed along theprecipitation gradient in both soil layers. However, the subsurface soil layer could support bacterialcommunities with higher diversity and closer internal relationships but more internal competition than thesurface soil layer. Additionally, compared with the surface soil layer, variations in diversity andco-occurrence patterns in the subsurface soil layer were more in line with the changes in the mean annualprecipitation, while bacterial community structure was less variable in the subsurface soil layer. Comparedwith the mean annual precipitation, soil moisture had little influence on the structure and diversity of soilbacterial community but had a high correlation with intercommunity connectivity. Therefore, soilmoisture might play a complex role in mediating environmental conditions and soil bacterial communitycharacteristics. Due to the different responses of surface and subsurface soil bacteria to the changes inprecipitation, it is necessary to distinguish different soil layers when predicting the trends in desert soilbacterial conditions associated with precipitation, and prediction of subsurface soil bacteria may be moreaccurate.     

秸秆过滤养猪废水UASB厌氧发酵及微生物群落分析

养猪废水成分复杂,所含悬浮性固体对其生物发酵过程影响显著;利用经过粉碎压实后的玉米秸秆对养猪废水进行负压抽滤,吸附截留废水中的悬浮性固体。再利用上流式厌氧污泥床（UASB,up-flow anaerobic sludge bed/blanket）反应器对过滤后的养猪废水进厌氧发酵,探究发酵过程中随着有机负荷的增加,化学需氧量（COD,chemical oxygen demand）去除率、pH值、产气量的变化规律,并采用高通量测序技术分析最优负荷时厌氧消化污泥中的细菌与古菌群落组成。过滤试验表明,在过滤压差为40kPa、滤层厚度为15cm、滤料压实度为1.6倍密度（148.8kg/m³）时有较好的过滤效果,此时总固体（TS,total solid）、挥发性固体（VS,volatile solid）、COD的去除率分别为33.08%、28.05%、23.01%。厌氧发酵试验结果表明,在温度为(35±1)℃时反应器稳定运行的最高负荷为11 kg/(m³·d);反应器处理效果最优的负荷为10 kg/(m³·d）,此时进水COD浓度为5 000 mg/L、COD去除率为76.46%、容积产气率为1.51m³/(m³·d)。高通量测序结果表明,厌氧发酵过程由多种微生物菌群协同作用,主要的细菌群类是Firmicutes、Bacteroidota,主要古菌群类为Halobacterota,且高效产甲烷菌分布丰富。试验结果为利用作物秸秆过滤养猪废水进行以废治废的技术应用提供了依据。     

巴音温都尔沙漠典型植物群落土壤物理性质研究

巴音温都尔沙漠是我国北方干旱气候带典型的环境敏感区和生态脆弱区,生态建设和植被恢复对巴音温都尔沙漠生态系统服务功能极为重要.本研究以巴音温都尔沙漠梭梭、唐古特白刺、球果白刺、盐爪爪、膜果麻黄群落土壤为试验对象,对不同植物群落类型土壤物理性状和持水能力进行了研究.结果表明:5种群落中土壤孔隙度、土壤毛管孔隙度与土壤非毛管...