Leaf area development, dry weight accumulation and solar energy conversion efficiencies of Phaseolus vulgaris L. under different soil moisture levels near Nairobi, Kenya

Leaf area development, dry weight accumulation and solar energy conversion efficiencies of Phaseolus vulgaris L. cv GLP-2 under two soil moisture levels in two contrasting seasons near Nairobi, Kenya were investigated. The experiment confirms that dry weights and yields of Phaseolus vulgaris are limited by a drought induced decrease in leaf area, leading to less radiation interception as a source for assimilation. However, photosynthetic efficiency in Phaseolus vulgaris also appears to decrease and to contribute to these effects. Finally, an even larger decreases of economic efficiency as obtained in the second season, where stress lasted much later into the season, reveals that such a drought also limits considerably the partitioning and translocation of assimilates to the seeds of Phaseolus vulgaris. The efficiencies obtained are in line with the better literature data for other crops.     

调蓄经济植物湿地技术在农田径流污染控制中的工程应用及评价

为评价调蓄经济植物湿地技术在农田径流污染控制中的运行效果和经济效益,采用现场调研长期跟踪监测调蓄经济植物湿地进、出水水质和水量变化,深入探索其营养盐质量浓度分布特征及其去除效能.结果表明:①调蓄经济植物湿地能够有效截留营养盐,稳定出水水质,2015年7月-2017年4月出水ρ（TN）、ρ（TP）和ρ（COD_Cr）平均值分别为1.2、0.07和17.0 mg/L,TN、TP和COD_Cr去除率分别为65.8%、75.5%和41.3%.②不同调蓄量下TN和TP去除率随着进水水量的增大而减小,表现为枯水期>平水期>丰水期;COD_Cr去除率与调蓄量之间呈负相关,表现为丰水期>平水期>枯水期;在调蓄经济植物湿地中单位面积TN、TP和COD_Cr去除负荷量表现为丰水期>平水期>枯水期.③调蓄经济植物湿地中莲藕、海菜花和螺蛳产量分别为26.25、22.50和2.46 t/（hm2·a）,氮、磷去除总量分别为275和30 kg/（hm2·a）.研究显示,调蓄经济植物湿地能够有效截留氮、磷,在不同水文期均有良好的净化效果,不仅具备景观效益,且具有良好的经济价值.      

镉胁迫对菜豆幼苗基因组DNA多态性的影响

采用随机扩增多态性DNA (RAPD)等技术,检测不同浓度镉(Cd)胁迫对菜豆幼苗叶片DNA损伤及相关生理特性的影响.结果表明,随着Cd处理浓度(0,20,40,80mg/L)的增加,菜豆幼苗中的Cd含量及叶片中丙二醛(MDA)含量升高;叶片中可溶性蛋白、脯氨酸、还原型谷胱甘肽在低浓度(20mg/L)Cd处理下含量增加,中、高浓度(40,80mg/L)Cd处理下减少.选取8条寡核苷酸引物(10bp),利用RAPD随机扩增技术,对菜豆幼苗叶片细胞基因组DNA进行扩增,8条引物均产生特异性谱带.正常叶片基因组DNA的RAPD图谱得到46条谱带.与正常组相比,Cd处理下利用不同引物扩增得到的RAPD图谱发生改变,呈现不同程度的谱带强度增强或减弱、谱带缺失或新增,与对照的RAPD图谱存在明显差异.Cd胁迫下基因组模板稳定性下降,并随Cd处理浓度的增加,稳定性下降幅度增大.利用RAPD技术获得的DNA多态性变化,可指示镉毒害生物遗传效应,并为镉污染地区蔬菜品种的选育及镉毒性的评价提供依据.     

桂林市峰林平原区岩溶水文地球化学特征

峰林平原区往往作为岩溶地下水系统的主要径流、排泄地段且人类活动密集,其水文地球化学特征具有一定的独特性.对典型峰林平原区岩溶水文地球化学特征进行合理分析,不仅能够反应峰林平原区在丰水期的补给模式,而且也能够反应出人类活动对岩溶盆地中水化学组分的影响.通过对桂林市典型峰林平原区的补给区、内排泄区、补给径流区、排泄区岩溶地下水主要出露点和漓江上下游在丰水期与枯水期的野外取样、现场测试,对各化学指标进行空间和时间上的对比分析,结果表明:桂林市峰林平原区水文地球化学性质在丰水期与枯水期均呈现出明显的空间分布规律,且含水层介质岩性对地下水主要离子组分具有强烈的控制作用;丰水期的岩溶水文地球化学信息反应了在峰林平原区内排泄与补给径流区的补给模式以快速流为主,第四系土壤孔隙水垂向补给次之;桂林市峰林平原区人类活动对岩溶水化学性质具有一定的影响,主要为生活污染与农业污染,其重点防护区为内排泄区与补给径流区.     

甘肃黄土丘陵地区农户取暖用能需求的评价

甘肃黄土丘陵地区冬季温度多处于0 ℃以下,农户取暖水平低。论文通过实地观测记录获取数据,建立趋势面模型,核算采暖期累计温差和实际用能消耗,提出以16 ℃的室内温度为小康取暖标准。参考国家相关标准,比较实际用能和应用节能技术下用能的热效率。结果表明,陇东长官村和陇中河畔村农户采暖期累计温差分别为23 002 h·℃和36 390 h·℃,实际取暖能耗分别为926 kgce/a和1 199 kgce/a。农户取暖用能数量虽不少,但目前只解决了小康水平下39.6%和46.6%的取暖需求。取暖用能的综合热效率只有17%左右。如果应用节能技术,能耗会大幅降低,提高综合热效率的潜力巨大。因此,通过住房的节能改造和用能设施的改善来提高房屋的保暖性、降低单位面积的热损耗是今后解决取暖用能问题的主要方向。     

甘肃河东玉米种植区春夏气象干旱时空变化特征及其与环流因子关系

甘肃河东玉米种植区属于旱作雨养农业区,农作物生长主要依靠自然降水来维持,春夏干旱是影响该区玉米生长发育的关键因素。利用河东地区13个气象站点1957-2012年气象资料,基于标准化降水蒸散指数从干旱趋势、周期、空间特征及其与环流因子关系方面探讨近56 a来河东玉米种植区春夏干旱演变特征。结果表明：近56 a河东玉米种植区春夏两季均呈干旱化趋势,并自20世纪90年代中期以后,干旱呈加重趋势。干旱变化共经历了3个气候阶段,20世纪80年代之前,春夏旱情较轻;80年代-90年代,夏旱较春旱严重;2000年以后,春旱较夏旱严重。干旱周期变化,春夏干旱周期分别为20 a和14 a,干旱周期性变化主要是受太阳黑子活动影响。春夏干旱发生频率在突变前后差异显著,低频区在突变后转为高频区,易旱区呈扩大状态。ENSO事件是影响该区春夏干旱发生的主要环流因子,尤其对夏旱影响最为显著。近20 a来ENSO事件增强是该区干旱事件不断加重的原因,ENSO暖事件爆发时,该区春夏趋于干旱,由湿向干转变;ENSO冷事件爆发,干旱则有所缓解,由干向湿转变。     

分段进水生物接触氧化工艺处理河道污水的试验研究

选择滇池入湖污染负荷最高的大清河为对象,以分段进水生物接触氧化(SFBC)工艺对河道污水开展了分流处理的试验研究,已完成冬季枯水期、春季枯水期及夏季丰水期3个时期的研究.结果表明.SFBC工艺对水质变化具有很好的适应性,调整各时期的运行参数,可以使COD及TP的去除率分别稳定在50%和40%左右,但TN的去除受水温及溶解氧等的影响很大,在逐渐稳定后去除率可达到20%左右.接种活性污泥可以加快装置的启动.但总体去除效果不及来水自然驯化的污泥.随着运行时间延长以及来水带入河道底泥的影响.有无接种污泥在处理效率上的差别逐渐消失.     

西北黄土高原半干旱-半湿润地区旱作农田降水生产潜力及开发途径

围绕本区旱作农田生产现实,运用“肥力梯度”田区研究,和联合国FAO推荐的概算等方法,所展现出各气候类型区主要作物耗水系数,和降水应能实现的生产潜力,虽低于灌溉农田的热量生产潜力,却也令人鼓舞。研究揭示,现阶段高原旱作农田降水生产潜力受制于地力水平,即在一定范围内,地力水平与耗水系数、作物产量密切相关。研究指出:“干旱固然是高原农业生产经常威胁,然而地力不足,乃是导致水分无谓耗损的更为直接原因”。多种途径,有所侧重地培肥地力,是使降水的潜在生产力充分化为现实生产力的重要方面。     

我国西双版纳夜雨资源的农业气候分析

研究了西双版纳地区夜雨及雾雨的天气气候特征及时空分布规律,分析了夜雨、雾雨的形成机制及其农业气候意义。结果表明,本区降水呈夜雨与昼雨相均衡的状况,夜雨率达５４５％～５７７％,尤其是雾季和干热季可分别达７１４％、７０６％。夜雨形成多是山风环流造成的地形雨,雨强小,雨时长,因而对作物的有效性高。夜间雾雨则在作物生态环境中起着至关重要的作用,可部分缓解干旱季节作物需水的不足。因此,深入探讨夜雨和雾雨资源是制定有效防御干旱对策的重要依据。     

孔板结构脱硫脱水性能的试验研究

通过真实规模的试验台对应用于烟气湿法脱硫洗涤塔中的孔板结构进行了脱硫、脱水效果的试验研究 ,得出了孔板结构与其他结构的脱硫效率间的差异 ,比较了不同结构孔板的脱水效率 ,并进行了理论分析     

土地利用的碳排放效率及其低碳优化——基于能源消耗的视角

碳排放效率可以弥补碳排放总量等指标对碳排放作为成本对期望产出作用考虑不足的弱点。研究以土地利用中能源消耗产生的碳排放为基础,基于投入导向的CCR与BCC模型测算土地利用碳排放的总效率、技术效率、规模效率与规模报酬。研究结果表明:30个省份中仅内蒙古、福建、广西、青海土地利用碳排放总效率有效;技术效率与规模效率的效率值及其分布与土地利用特征存在联系,规模效率有效地区分布远小于技术有效;规模效率有效省份与规模报酬不变省份存在不一致,改善土地利用碳排放规模效率需要考虑地区规模报酬所处阶段。因此对26个碳排放非DEA有效省份的土地利用从投入与产出进行低碳优化,并给出投入冗余度与产出不足率。最后针对低碳优化结果,设计包含土地利用能源投入控制以及基于土地资源配置的产出优化的土地利用低碳排放对策,以实现碳排放效率有效。     

2008年冬—2009年春辽宁省干旱的遥感监测与大气结构分析

MODIS的多波段及高时空分辨率特征有利于对大面积干旱区域的动态监测。2008年10月下旬至2009年2月中旬我国中东部和北方地区十多个省市遭遇了严重干旱。论文选取2009年初干旱较严重的辽宁省作为研究区域,使用热惯量法提取MODIS数据的干旱信息,识别出干旱区域和干旱程度。为了深入分析导致此次干旱的大气结构特征和机理,从天气形势、斜温图(Skew-T)两方面揭示了干旱发生期间影响旱区的大气风向风速、温度、湿度及大气能量的结构特征。研究表明东北冷涡强大稳定而导致的干冷空气路径维持,整层大气的温度-露点差较大,西北风使来源地水汽稀少,稳定的大气层结及干下沉气流等大气结构特征是引起辽宁省严重干旱的重要原因。     

枯水季和丰水季长江口海域生源硫的浓度变化特征及影响因素

为深入研究河口近岸海域DMS（二甲基硫）的生物地球化学过程,于2014年2月（枯水季）和7月（丰水季）对长江口及附近海域表层海水中DMS及其前体物质DMSP（二甲巯基丙酸内盐）的浓度分布及影响因素进行了研究,测定了DMSPd（溶解态DMSP）的降解速率和DMS的生物生产与微生物消费速率,并估算了DMS的海-气通量.结果表明:①枯水季和丰水季c（DMS）、c（DMSPd）、c（DMSPp）（DMSPp为颗粒态DMSP）的平均值±标准偏差分别为（0.54±0.28）（2.04±1.32）（6.65±5.07）和（3.99±3.70）（5.57±4.72）（14.26±9.17）nmol/L,长江口海域丰水季生源硫化物的浓度明显高于枯水季.②枯水季和丰水季c（DMSPd）与ρ（Chla）均呈弱相关,说明浮游植物在控制长江口海域DMSP的生产分布中发挥重要作用.③枯水季和丰水季c（DMS）/ρ（Chla）的平均值±标准偏差分别为（2.62±3.28）和（4.60±7.49）mmol/g,表明丰水季DMS的高产藻种（甲藻）在浮游植物生物量中所占比例高于枯水季.④枯水季表层海水中DMSPd的降解速率和DMS的生物生产速率分别介于（2.84~30.53）和（0.52~2.19）nmol/（L·d）之间,平均值分别为14.55和1.30 nmol/（L·d）,表明DMS并不是DMSPd的主要降解产物.⑤枯水季和丰水季DMS的海-气通量平均值±标准偏差分别为（0.36±0.32）和（2.17±2.98）μmol/（m2·d）,而且丰水季的硫排放量明显高于枯水季,这主要与夏季较高的c（DMS）有关.研究显示,长江口海域生源硫化物的浓度变化及分布特征呈明显的季节性差异,河口近岸海域是海洋有机硫排放的重要区域.      

2000年以来内蒙古生长季旱情变化遥感监测及其影响因素分析

为探讨内蒙古旱情状况及其影响因素,利用MODIS 16 d合成的植被指数产品数据MOD13A2和8 d合成的地表温度产品数据MOD11A2构建Ts-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数（TVDI）,基于内蒙古2000—2017年生长季每16 d的TVDI分析了近18年来内蒙古生长季旱情时空分布特征,结合气温和降水资料初步探讨了旱情变化的影响因素。结果表明：（1）2000—2017年内蒙古生长季TVDI平均值为0.6,重旱和中旱所占面积最大,其中2007年、2010年为旱情最为严重的年份。内蒙古干旱空间分异明显,西南部以轻旱为主,中部地区以中旱为主,大兴安岭以西的呼伦贝尔草原等地旱情严重。（2）近18年内蒙古生长季干旱程度呈现轻微加重趋势,年际变化值θ_slope介于-0.07~0.7之间,阿鲁科尔沁旗东北部至霍林河一带旱情加重趋势最为严重,阿荣旗和扎兰屯等农业生产地区旱情有轻微加重趋势。（3）2017年内蒙古生长季以区域性和局域性干旱为主,6月和9月干旱最为严重,呼伦贝尔草原和鄂尔多斯高原西部干旱发生频率高且程度重。（4）内蒙古干旱影响因子分析结果表明,TVDI值与气温呈正相关、与降水和坡度呈负相关、与小于1300 m的高程呈正相关、与大于1300 m的高程呈负相关关系。内蒙古生长季TVDI与气温和降水偏相关分析结果表明,锡林郭勒盟苏尼特左旗北部、呼伦贝尔鄂伦春自治旗和呼伦贝尔草原等地旱情与气温正相关关系较为显著（P<0.01）,锡林郭勒盟东北部干旱情况与降水负相关关系较为显著（P<0.01）,其中,气温对旱情的影响强于降水。     

长江流域干旱时空变化特征及演变趋势

干旱通常被认为是我国最严重的自然灾害之一,其造成的经济损失十分巨大.长江流域作为典型的湿润-半湿润区,干湿交替明显,干旱事件时空分布特征较为复杂.为了深入认识和理解长江流域气象干旱现状及其特征,探究干旱事件发生规律,采用长江流域1951-2015年PDSI（Palmer drought severity index,帕尔默干旱指数,运用Mann-Kendall检验、EEMD（ensemble empirical mode decomposition,集合经验模分解）、REOF（rotation empirical orthogonal function,旋转经验正交函数分解）、森斜率估算等分析方法,探讨长江流域干旱面积时间变化特征、干湿情景时空分布特征以及变化趋势.结果表明:1951-2015年,长江流域发生季节性干旱的面积整体呈扩大趋势,2000年后该趋势有所减缓.流域内呈现6个明显的干湿空间分布型,2000年后流域的东南部呈变旱态势,整体而言,流域内"南涝北旱"特征十分明显.未来,长江流域整体有变湿的趋势,西北部更旱,东北部变湿,南部以及东南部PDSI上升趋势明显,有发生旱涝急转的可能.      

基于监测断面空间聚类的中国枯水期水质污染区域格局

为分析我国枯水期地表水水质的空间分布规律,识别其空间格局,基于我国31个省(自治区、直辖市)枯水期(2021年1—2月)地表水监测断面的融合数据(不包括港澳台地区数据,下同),运用空间自相关、空间聚类和热点分析方法进行研究. 结果表明:①我国枯水期地表水水质在空间分布上呈现出西部和中部地区以GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ类和Ⅱ类为主、东部和东北地区以Ⅲ类和Ⅳ类水体为主的非对称分布特征;在空间上表现为显著的正向高聚集格局,并被高/低聚类和热点分析中不显著断面所在的长条状区域分界线(即福建省中部—江西省北部—湖北省—陕西省),粗略地划分为重污染区和轻污染区两大区域. ②以水质优Ⅲ比率0.9为标准形成的分界线位置与污染区域划分界线基本一致,证明了我国枯水期地表水污染区域识别结果的准确性. ③重污染区水质污染程度在统计学上显著(双样本T检验中P<0.05)高于轻污染区,两大区域内的断面水质指标相关性(分别为0.83和0.47)均高于两大区域间的断面水质指标相关性(0.45). 研究显示,我国枯水期地表水水质具有显著的高聚集特征,且这种聚集特征与我国地表水资源的分布和污染物的排放有密切关系.      

固定化小球藻净化污水的初步研究

采用褐藻酸钙凝胶包埋固定普通小球藻,对人工配制的污水进行静态模拟净化实验,研究了普通小球藻在固定和悬浮状态下,对污水中氨氮、正磷酸盐及重金属汞的净化效率。结果表明,固定化小球藻的净化效率比悬浮态要高得多,固定化小球藻对汞毒性的抗性亦较悬浮态强,在对悬浮藻有致死作用的汞浓度条件下仍具较高净化效率,同时分析了不同浓度的汞对其净化效率的影响。      

高水分垃圾焚烧热回收和烟气净化系统的合理布置

用热平衡计算分析了高水分生活垃圾在焚烧前干燥脱水对系统热效率的影响 ,并比较了用不同介质干燥湿垃圾时热回收系统的效率和对烟气净化系统布置的要求。计算表明 :系统产生的可供有效利用的蒸汽量总是随垃圾干燥后应用基水分的降低而上升。采用排烟作为干燥介质时系统热效率也随应用基水分的降低而上升 ;而采用热空气作干燥介质时 ,计算热效率有轻微的下降。采用垃圾干燥应对烟气净化系统进行合理布置。     

Nitrogen fertilizer reduction in rice production for two consecutive years in the Taihu Lake area

Agricultural activities are the main source of non-point pollution in the Taihu Lake region, and therefore reduction of nitrogen (N) fertilizer is imperative in this area. A two-year experiment was carried out in a paddy field of summer rice-winter wheat rotation in the Taihu Lake area, and the rice growing seasons were mainly concerned in this research. Grain yield, N accumulation at rice crucial stages, N use efficiency, as well as N losses via run off during rice growing season were determined under different N application rates. No significant differences were observed in grain yield under N fertilizer application rates of 135-270 kg N ha⁻¹ (50-100% of the conventional N application rate). Nitrogen accumulation before the heading stage (Pre-NA) accounted for 61-95% of total nitrogen absorption in mature rice, and was positively correlated with straw dry matter at harvest. Positive correlations were found between Pre-NA and straw (0.53, p < 0.05), and between grain yield and N accumulation after the heading stage (Post-NA) (0.58, p < 0.05), suggesting that increasing nitrogen accumulation after the heading stage is crucial for grain yield improvement. Poor agronomic efficiency of applied N (AE_N), partial factor productivity of applied N (PFP_N) and internal utilization efficiency of applied N (IE_N) were observed for the higher soil fertility and a higher N fertilizer input; a simple N fertilizer reduction could significantly increase the nitrogen use efficiency in this region. Nitrogen loss via runoff was positively linearly related to N application rates and severely affected by rainfall events. The highest-yielding N rates were around 232-257 kg N ha⁻¹, accounting for 86-95% of the conventional N application rates for the rice season. To reduce N losses and enhance N use efficiency, the recommendable N fertilization rate should be lower than that of the highest yield rate for rice season. Our findings indicated that nitrogen fertilizer reduction in the Taihu Lake area is feasible and necessary for maintaining grain yield, enhancing nitrogen use efficiency, and reducing environmental impact. However, the longer-term yield sustainability for the proper N application rate needs to be further investigated.     

效率视角下中国2030年二氧化碳排放峰值目标的省区分解——基于零和收益DEA模型的研究

实现2030年二氧化碳排放达到峰值不仅是中国在全球气候谈判中做出的国际承诺,也是中国实现经济结构转型的必然选择,而对二氧化碳排放峰值进行合理的区域分解是中国实现二氧化碳排放达峰的必要前提.本文首先对中国2030年二氧化碳排放峰值进行初始的省区分解,利用DEA-BCC模型对初始省区分解方案进行效率评估,在此基础上利用零和收益DEA模型得到全部省区达到有效的中国二氧化碳排放峰值省区分解方案.本文研究表明：1大部分省区初始分解方案的效率值较低,只有2个省区的效率值达到DEA有效,且二氧化碳排放配额比重较大省区的分配效率值较小;2经过零和收益DEA模型的优化,省区分解方案的整体效率最终提升至有效边界,二氧化碳排放配额由效率较低的欠发达地区向效率较高的较发达地区转移,较发达和不发达的两类地区均分配到了较少的二氧化碳排放配额,最终二氧化碳排放权占比较多的地区主要为二氧化碳排放严重但减排潜力较大的省区.文章最后根据本文研究结论提出了具体的碳排放省区分解政策建议.