高山草地环山样带异质坡向上3种植物的株高、叶片性状与生物量分配北大核心CSCD

为了解坡向异质性生境对植物生长发育的影响机制,在位于青藏高原东缘的岷江源区的研究样地内,沿山脊划分出东南、西南和东北3个坡向,每个坡向上选择珠芽蓼（Polygonum viviparum）、盘花垂头菊（Cremanthodium discoideum Maxim.）和滨发草（Deschampsia littoralis）3种常见物种作为研究对象,对比其株高、叶片性状和生物量分配的变化,并测定不同坡向土壤环境因子.结果显示：不同坡向间土壤环境差异明显;珠芽蓼和滨发草的株高在不同坡向上无显著差异,而盘花垂头菊株高依次为西南坡〉东南坡〉东北坡,3种植物比叶面积（SLA）均有显著变化且变化趋势均不同,在东北坡上珠芽蓼（161.30±5.44 cm2/g）和盘花垂头菊（151.26±3.36 cm2/g）具有最小的SLA,而滨发草（212.97±11.39 cm2/g）最大;珠芽蓼的地下生物量高于地上生物量,而盘花垂头菊和滨发草地下-地上生物量分配格局则相反,3种植物的地下生物量比例在温度最低的东北坡均达到最高;珠芽蓼的地上-地下生物量分配在不同坡向皆为等速生长,而其余两种植物在个别坡向上呈现异速生长,且均为地下生物量积累速率大于地上部分.因此,高山草地生态系统的不同坡向生境对植物的生长发育产生了显著影响,上述3种植物的株高及叶片性状对不同坡向的响应具有特异性,而在温度较低的坡向上3种植物均偏向把更多的生物量分配给地下部分.     

基于Box Behnken设计的煤导热系数分析与预测

为研究分析水分、固定碳及密度3个因素对煤导热系数的影响,选取多个矿井不同煤质的煤作为实验煤样,使用NETZSCH LFA457型激光导热系数测试仪进行测定,并引入二次响应曲面试验设计思想,采用Design Expert软件进行煤质指标的Box Behnken试验设计,按设计表筛选实验数据,构建了导热系数多因素、多水平影响下二次回归响应曲面模型,并对不同采样地点的煤导热系数进行了分析与预测。结果表明:二次回归方程P值小于0.000 1,极显著,失拟项为0.072 4,不显著,回归方程具有统计学意义;当水分在0.9%~10.9%,固定碳在49.3%~83.6%,密度在1.2~1.92 g·cm³之间,对煤的导热系数一次项影响程度为密度>固定碳>水分;二次项影响程度为固定碳和密度>水分和密度>水分和固定碳,且固定碳和密度之间存在交互作用,水分和密度、水分和固定碳之间无交互作用;应用响应曲面模型预测的煤导热系数误差为4.3%,满足精度要求。     

白洋淀夏季入淀区沉积物间隙水-上覆水水质特征及交换通量分析

为揭示白洋淀夏季入淀区上覆水-间隙水氮磷营养盐相互作用,本研究于2019年7月对白洋淀主要6条入淀河流取样,通过分析上覆水、间隙水水质特征以及营养盐在沉积物-水界面的扩散通量,评估了营养盐扩散对沉积物与上覆水的影响.结果表明白洋淀水质呈弱碱性;溶解氧（DO）含量较低,为沉积物内源污染物的释放提供了厌氧环境;氨氮（NH₄⁺-N）浓度在0.35~1.76mg·L^-1,作为主要给水来源的潴龙河淀区最高;硝氮（NO₃^--N）浓度在0.75~1.97mg·L^-1;溶解性总氮（TDN）浓度在0.99~2.70mg·L^-1,位于自然区的S2瀑河含量最高;溶解性总磷（TDP）浓度在0.03~0.15mg·L^-1,靠近居民区的白沟引河含量最高.间隙水氨氮浓度在5.24~10.64mg·L^-1,是上覆水体的10倍,内源污染严重;硝氮浓度在0.36~0.79mg·L^-1;溶解性总氮浓度在5.36~12.02mg·L^-1,是上覆水体的5倍;溶解性总磷浓度在0.03~0.3mg·L^-1.应用综合污染指数法对水质进行评价发现间隙水污染程度远高于上覆水,各采样点呈现出严重污染状态.对NH₄⁺-N、TDN和TDP进行交换通量分析显示,NH₄⁺-N的扩散通量在1.71~7.43mg·（m²·d）^-1,作为保定市纳污河流的府河采样点内源氨氮向上覆水扩散速率最快;TDN的扩散通量除白沟引河较低,其余5个采样点均值达到9.11mg·（m²·d）^-1,夏季水体中溶解氧含量较低且沉积物-水界面TDN浓度差较大,导致沉积物中含氮营养盐在厌氧条件下大量释放到上覆水中,对水质造成严重污染;萍河采样点TDP的扩散通量是负值表示上覆水体的磷污染物向沉积物聚集的状态,剩余5个采样点的扩散通量范围在0.03~0.16mg·（m²·d）^-1,表现出磷营养盐向上覆水释放的状态.扩散通量显示内源污染物是上覆水污染物的重要来源,为有效治理入淀区水质,沉积物氮磷营养盐的清淤处理迫在眉睫.     

电-Fenton法预处理腈纶聚合废水的影响

采用电-Fenton法预处理腈纶聚合废水,研究了试验条件对污染物去除效果的影响. 阳极采用Ti/SnO₂-Sb₂O₃网状极板,阴极采用网状钛板,对腈纶聚合废水进行电解处理. 分别考察了停留时间,电解电压,FeSO₄·7H₂O投加量和pH对废水中污染物去除效果的影响. 正交试验结果表明,各影响因素的影响程度大小为pH>电解电压>FeSO₄·7H₂O投加量;单因素试验结果表明,在电解电压为15 V,pH为5,FeSO₄·7H₂O投加量为1.44 mmol/L,电解时间为3 h时,腈纶聚合废水中COD_Cr的去除率为31.98%,丙烯腈的去除率为74.10%,出水c(Fe2+)为0.004 mmol/L,废水的ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)从0.05升至0.47,提高了废水的可生化性,为后续生化处理创造了条件.      

多级A/OVTBR组合工艺处理焦化废水

采用水解酸化、多级A/O垂直折流生物膜反应器(vertical tubulant biological reactor,VTBR)、混凝和Fenton氧化组合技术对实际焦化废水进行处理。其中水解酸化预处理阶段提高了废水可生化性,混凝降低了生化处理的有机负荷,一级A/O VTBR以脱碳为主,二级A/O VTBR主要脱碳和脱氮,三级好氧VTBR强化对氨氮的去除,Fenton氧化则对生化出水进行深度处理。试验结果表明:在进水ρ(COD)为3 000～3 500 mg/L,ρ(BOD5)为1 212 mg/L,ρ(NH3-N)为109 mg/L条件下,保持好氧段ρ(DO)为3～7 mg/L,缺氧段ρ(DO)<1 mg/L,总停留时间HRT 56 h,该工艺对COD、BOD5、NH3-N的去除率分别为98%、99%、95%,出水达GB8978-1996《污水综合排放标准》中的一级排放标准。     

Fenton法处理腈纶聚合废水

采用Fenton法处理腈纶聚合废水,考察药剂、反应条件等对处理效果的影响,并分析了其作用机理,确定了反应过程中的关键控制因素. 结果表明:Fenton法处理腈纶聚合废水时,影响COD_Cr去除率的因素依次为c(H₂O₂)＞反应时间＞pH＞c(Fe2+);最佳试验条件〔c(H₂O₂)为0.2 mol/L, c(Fe2+)为28.8 mmol/L, pH为2.5, 反应时间为150 min〕下处理腈纶聚合废水时,进水ρ(COD_Cr),ρ(BOD₅)和ρ(丙烯腈)分别为1 200.0,242.1和97.4 mg/L,出水分别为301.6,110.0和0 mg/L,去除率分别为74.9%,55.0%和100.0%,ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)由0.2提高到0.36,废水可生化性显著提高,特征污染物丙烯腈得到有效去除.      

CANNED工艺细菌种群结构变化的FISH研究

采用电镜观察和荧光原位杂交技术（FISH）,对亚硝化/电化学生物反硝化全自养脱氮（CANNED）工艺在不同游离氨（FA）质量浓度下反应器内细菌形态和种群结构进行了研究. 结果表明:在亚硝化段,ρ（FA）为0.5 mg/L时,氨氧化菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）分别占总菌数的0.9%和2.8%;ρ（FA）为12.4～48.6 mg/L时,AOB和NOB分别占33.6%～47.4%和1.0%～2.9%,能够实现短程硝化. 在电化学生物反硝化段,当ρ（FA）为0.5～12.4 mg/L时,脱氮硫杆菌、厌氧氨氧化菌和真细菌分别占总菌数的7.2%～15.3%,7.2%～10.3%和9.1%～14.3%;当ρ（FA）增加到48.6 mg/L时,上述3种细菌所占比例分别增加到总菌数的34.5%,44.2%和60.8%,表明随着ρ（FA）的增加,提高ρ（FA）有利于上述3种菌的生长,与SEM结果一致.      

湛江特呈岛红树林植物群落的结构和动态特征

对特呈岛红树林植被进行多次和全面的调查,通过采用格子样的方法,选取面积为100～800 m^2的样地,每片样地再分成若干10 m×10 m的样方,对红树林样地内的植物进行每木测量,记录各植物的种名、胸径、高度、冠幅等,并进行重要性以及多样性等常规的群落分析,判定该地区植被的生长特征以及研究其演替动态变化。结果表明：①面积较大的群落主要有3个类型,即白骨壤群落（Avicennia marina）、白骨壤＋红海榄群落（Avicennia marina＋Rhizophora stylosa）、白骨壤-桐花树群落（Avicennia marina-Aegiceras corniculatum）;其它面积较小的群落有：白骨壤＋红海榄-木榄＋桐花树群落（vicennia marina＋Rhizophora stylosa-Bruguiera gymnorrhiza＋Aegiceras corniculatum）、红海榄＋木榄群落（Rhizophora stylosa＋Bru-guiera gymnorrhiza）;②在3个主要群落中,优势种的苗木和小树相对较少,优势种群的年龄结构均为衰退型;③各群落的Simpson指数关系为：白骨壤＋红海榄群落﹥红海榄＋木榄群落﹥白骨壤＋红海榄—木榄＋桐花树群落﹥白骨壤—桐花树群落﹥白骨壤群落;白骨壤群落的重要值为300,为典型的单优群落;④特呈岛的白骨壤群落是中国该类群落中面积最大的,目前长势良好,无病虫害,并且红树林外缘的白骨壤枝干在波浪冲刷或人为原因下,受到较严重的侵蚀,其幼树在林外缘基本无法存活,需要加强保护,对其生理生态学特征也值得进一步深入研究。     

不同空间配置的湿地植物群落对生活污水的净化作用研究

植物是湿地生态系统的重要组分,湿地湖滨植物群落物种组成和空间格局对湿地水体净化功能具有重要作用。选择茭草（Zizania caduciflora）、野菱（Trapa incisa）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）和蓖齿眼子菜（Potamogeton pectinatus）等4种云南高原湿地常见湖滨带植物物种,以不同配置方式分别构建4种不同植物群落：茭草-金鱼藻-金鱼藻（Z-C-C）、茭草-野菱-金鱼藻（Z-T-C）、茭草-蓖齿眼子菜-蓖齿眼子菜（Z-P-P）、和茭草-蓖齿眼子菜-金鱼藻（Z-P-C）,对不同植物群落净化污水的效果进行对比研究。结果表明：4种不同植物群落人工湿地对生活污水净化效果不同,经过Z-C-C群落处理后水体的COD降低率为（50.56±1.98）%,显著低于Z-T-C群落（69.66±4.15）%、Z-P-P群落（64.29±1.05）%,Z-P-C群落（66.67±1.13）%,（P〈0.05）;经过Z-T-C群落处理后水体TN降低率为（24.69±4.64）%,显著低于Z-C-C群落（53.29±0.71）%、Z-P-P群落（53.36±2.04）%、Z-P-C群落（54.44±0.29）%,（P〈0.05）;各群落对NH4＋-N去除率有显著差异（P〈0.05）,分别为（71.77±0.37）%,（67.22±0.53）%,（69.22±0.13）%,（80.85±0.31）%。研究表明：3种植物配置模式对生活污水的净化效果比2种植物配置模式的好;适当增加沉水植物的配置比例,可提高人工湿地对氮的去除效果;根系发达的植物具有更强的净化效果。     

气瓶火烧试验的热及力学响应数值模拟研究

火烧试验中,气瓶内流体介质的温度和压力及气瓶壁的温度不断升高,导致气瓶破裂。基于分区求解、边界耦合数值解法和流固耦合传热理论,采用计算流体力学软件Fluent,建立燃烧火焰模型和气瓶传热(包括气瓶壁及其内部介质)耦合模型并进行计算,得到燃烧火焰的温度场、热流密度分布与气瓶的温度场及其内部介质的温度场、流场和压力场。通过节点插值方法,实现Fluent热边界无缝转化到有限元软件Ansys中继而进行热-结构分析。利用Fluent和Ansys联合仿真模拟预测气瓶爆破时间,对于气瓶的灭火救援具有一定的指导意义。