山东省农业多功能的时空演化特征与驱动机制分析

农业供给侧改革与乡村振兴背景下,深入挖掘各地区农业多种功能,统筹不同农业功能特征地域的协调发展,成为促进农业增收、实现农业可持续发展、保障食物安全的关键。农业多功能的演变受到区域农业资源禀赋与社会经济发展水平和阶段的复杂影响。以山东省为例,选取2004年、2011年、2017年三个时间截面,构建农业多功能评价指标体系,运用空间错位指数、回归分析等方法对县域农业多功能的时空演变规律与驱动机制进行分析。研究发现：（1）2004—2017年,山东省农业的农产品供给功能和经济发展功能分别呈先升后降和先降后升的增长态势,社会保障功能和生态服务功能分别呈持续下降和先降后升的下降趋势。（2）研究期内,农产品供给功能与生态服务功能对农业资源禀赋依赖较强,分别呈现出沿平原—丘陵—山地递减与递增的空间格局;经济发展功能与社会保障功能受社会经济发展水平和阶段影响较大,时空差异明显。（3）各驱动因子对于同一功能中不同要素的作用方向与强度存在差异,引发农业各功能结构的变化。基于功能视角提出山东省农业转型发展的路径选择与分区优化策略。     

Effects of Warming Conditions in Eastern North American Forests on Red-Backed Salamander Morphology

Abstract:  Several studies have reported climate-associated changes in phenotypically plastic traits of amphibians, yet it remains unknown whether amphibians can manifest an evolutionary response to global climate change at the rate and magnitude that it is occurring. To assess this issue, we examined temporal change in the morphology of the red-backed salamander ( Plethodon cinereus ), a small, abundant woodland salamander distributed widely in eastern North America with two distinct morphotypes: striped individuals associated with cooler microclimates and unstriped individuals associated with warmer microclimates. We compiled morph frequencies for 50,960 individual salamanders from 558 sites as recorded in the published literature and in unpublished field notes of herpetologists between 1908 and 2004. We observed that striping probability increased with increasing latitude, longitude, and elevation and decreased (from 80% to 74% range wide) with time. The combined forces of regional climate warming and, particularly, forest disturbance have evidently been sufficient to cause morphological evolution in this amphibian over the last century.     

Female and male serins (Serinus serinus) respond differently to derived song traits

We tested if male or female behavior towards manipulated song indicates intra- or inter-sexual selection of two characteristics of serin song that are extreme and evolutionarily derived in this species: high frequency and fast syllable rate. In a first experiment, we monitored vocal responses and attendance to song playbacks. Female behavior indicated a preference for high-frequency song and suggested an aggressive function for fast syllable rates, as fast songs inhibited vocal response. Males did not show discrimination of frequency or syllable rate with this experimental design. The second experiment used a simple approach/no approach design, and in this experiment, males showed stronger discrimination between stimuli than did females. Therefore, sex differences in discrimination appear not to result from differences in perceptual abilities but from differences in the context of stimulus presentation. The second experiment also supported a role of song frequency in female choice, as the effect of frequency was limited to females: males did not respond differently to song frequency and approached high-frequency songs less than females did. Results of this experiment also supported an aggressive function for fast syllable rates, as the effect of fast songs did extend to male behavior. Taken together, our results indicate that the high frequency and fast syllable rate of serin song cannot result from a single selection process: while high frequency may have evolved by inter-sexual selection, syllable rate provokes a pattern of response that is more consistent with intra-sexual selection.     

海河流域河流生态系统健康评价

随着经济发展,人类活动对河流生态系统的胁迫日益强烈,生态系统健康状况受到严重威胁.本研究以海河流域2010年73个采样点的水质、营养盐和底栖动物指标为例,采用指标体系法,从化学完整性和生物完整性两方面评价了流域内河流生态系统健康.结果表明,海河流域河流生态系统健康状况整体较差,有72.6%的样点处于"极差"健康状态,同时表现出明显的地区集聚效应;河流水质与人类活动强度密切相关;海河流域水体富营养化趋势明显;流域内底栖动物多样性低,清洁物种较少.氨氮、总氮、总磷等营养盐指标是影响河流生态系统健康的关键因子,应从控制上述指标入手,遏制海河流域河流生态系统健康恶化.对于河流生态系统健康评价,多因子的综合评价法优于单因子评价法.     

贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积物的微量元素特征及环境意义

根据贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积物的剖面特征及微量元素特征的分析,探讨了该地区沉积环境的演化。对沉积剖面73个样品的分析结果表明,该区∑REE含量较高,稀土的配分模式为轻稀土元素明显富集、重稀土元素亏损的"右倾型",δEu负异常明显,样品的轻重稀土的分馏程度高。δCe反映了研究区沉积期的氧化还原状态,在HD、G1、N1、G5、N5、G6、N6表现为正异常或无异常,沉积时处于强氧化状态;其他层表现为负异常或无异常,表征沉积期的还原环境。微量元素含量变化特征、∑REE含量以及δCe值都说明了研究区古气候的干冷-温湿的旋回演化特征,自下而上可分为3个阶段,研究区经历2个明显的干冷-温湿大循环和3个干冷-温湿交替的小循环。     

苏北盆地里下河地区30~15 cal ka BP期间地球化学元素变化特征及古气候意义

应用因子分析法对苏北盆地里下河地区SG剖面中的地化元素和氧化物进行分析,提取出相关古气候信息,重建了苏北盆地里下河地区30~15cal ka BP期间的古气候环境演化序列:30.3~26.0cal ka BP为相对暖湿期;26.0~17.8cal ka BP较为显著的冷干期;17.8~15.0cal ka BP以升温为主,冷暖波动剧烈,整体相对暖湿期;另外,在这些大的气候演变背景条件下,也存在着多次明显的气候波动事件。这一研究结果不仅与国内大量的研究资料相一致,而且与深海氧同位素和北半球太阳辐射等曲线也有着很好的对应,表明苏北地区的气候变化具有全球性特征。     

钦州湾秋季营养盐分布特征及营养状态分析研究

根据2010年9月对钦州湾海域的现场调查资料,分析了钦州湾表层海水中营养盐的分布特征及其富营养化。结果表明：该湾亚硝酸盐（N02-N）,硝酸盐（NO,-N）,铵盐（NH4-N）,磷酸盐（PO4-P）和活性硅（SiO3-Si）平均含量及范围分别为0．032（0．006-0．059）mg／L,0．262（0．018-0．663）mg／L,0．076（0．032-0．120）mg／L,0．009（0．001～0．02）mg／L和1．213（0．191-4．078）mg／L。在空间分布上,各营养盐含量均呈现出湾内高,湾外低的分布趋势,体现出秋季陆地径流的主导控制作用。相关性分析表明,秋季营养盐的补充均以陆源输入供应为主,对整个海湾的营养水平起到了主导控制作用。根据营养状态指数评价模式计算结果显示,秋季钦州湾调查海区总体表现为中度营养水平。     

SBAF单级自养脱氮快速启动、稳定运行及微生物群落演化

单级自养脱氮(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite,CANON)存在启动周期长、运行易失稳的问题.本文研究了在淹没式生物滤池(submerged biological aerated filter,SBAF)体系内,采用前期更替曝气的满负荷启动方法,通过严格控制体系中的溶解氧(dissolved oxygen,DO)和温度(DO和温度分别控制在0.10~0.30 mg·L~(-1)和31℃±1℃的范围内),水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)控制为24 h,于51 d成功实现CANON的快速启动,并稳定运行278 d.该体系氨氮去除率(ammonium removal rate,ARR)最大值为98.9%,其平均值为95.1%;总氮去除率(total nitrogen removal rate,TNR)最大值为85.9%,其平均值为75.1%;体系存在少量NO_3~--N累积.采用16S rDNA宏基因组高通量测序技术分析该体系中污泥微生物的演化特征,发现起亚硝化作用的富集微生物主要为门Proteobacteria,起厌氧氨氧化作用的富集微生物主要为门Planctomycete属Candidatus Brocadia,其相对丰度随着驯化时间延长而逐渐增大,两者协同作用共同实现CANON中的总氮去除.     

地质处置EDZ的演化过程研究

中国拟采用地质处置的方式处理高放废物.高放废物处置库采用"多重屏障"单元概念设计,此处置方案实施过程中不可避免地对于处置岩层产生了扰动或损伤.该区域作为工程屏障的一部分,对处置库安全评价具有重要意义.通过对国际上EDZ研究工作的调研,归纳了EDZ演化工程以及模拟工作,提出了EDZ研究过程中需要关注的方面.EDZ研究需要关注EDZ的结构和水流的各向异性特征,EDZ密封有效性以及密封材料与围岩界面反应机理以及EDZ的综合评价方法.     

底栖藻对水丝蚓生物扰动效应的抑制研究

霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)是富营养化湖泊中的底栖动物优势种,通过生物扰动可以提高水体营养盐浓度,并促进浮游植物生长.富营养浅水湖泊经生态修复后,水体透明度会得到改善,有利于底栖藻快速生长,从而降低水体营养盐水平.那么,底栖藻能否抑制水丝蚓对富营养水体水质的不良影响?为此,本文开展了双因素(底栖藻和水丝蚓)的室外受控实验,结果表明:在无底栖藻处理中,水丝蚓显著提高了水体总氮(TN)、总磷(TP)、总溶解磷(TDP)和叶绿素a(Chl-a)浓度,同时显著降低水体溶解氧(DO)浓度;而在有底栖藻处理中,水丝蚓对水体TP、DO及Chl-a浓度的影响不显著.研究结果表明,水丝蚓的生物扰动提高了水体营养盐和浮游植物浓度,促进水体富营养化.但底栖藻群落的发展能在一定程度上抑制水丝蚓的生物扰动效应.