Elevated atmospheric CO2 and drought effects on leaf gas exchange properties of barley

Atmospheric CO₂ concentration (C_a) is rising, predicted to cause global warming, and alter precipitation patterns. During 1994, spring barley (Hordeum vulgare L. cv. Alexis) was grown in a strip-split-plot experimental design to determine the effects that the main plot C_a treatments [A: Ambient at 370 μmol (CO₂) mol⁻¹; E: Enriched with free-air CO₂ enrichment (FACE) at ∼550 μmol (CO₂) mol⁻¹] had on several gas exchange properties of fully expanded sunlit primary leaves. The interacting strip-split-plot irrigation treatments were Dry or Wet [50% (D) or 100% (W) replacement of potential evapotranspiration] at ample nitrogen (261 kg N ha⁻¹) and phosphorous (29 kg P ha⁻¹) fertility. Elevated C_a facilitated drought avoidance by reducing stomatal conductance (g_s) by 34% that conserved water and enabled stomata to remain open for a longer period into a drought. This resulted in a 28% reduction in drought-induced midafternoon depression in net assimilation rate (A). Elevated C_a increased A by 37% under Dry and 23% under Wet. Any reduction in A under Wet conditions occurred because of nonstomatal limitations, whereas under Dry it occurred because of stomatal limitations. Elevated C_a increased the diurnal integral of A (A′) that resulted in an increase in the seasonal-long integral of A′ (A″) for barley leaves by 12% (P = 0.14) under both Dry and Wet - 650, 730, 905 and 1020 ± 65 g (C) m⁻² y⁻¹ for AD, ED, AW and EW treatments, respectively. Elevated C_a increased season-long average dry weight (DW_S; crown, shoots) by 14% (P = 0.02), whereas deficit irrigation reduced DW_S by 7% (P = 0.06), although these values may have been affected by a short but severe pea aphid [Acyrthosiphon pisum (Harris)] infestation. Hence, an elevated-C_a-based improvement in gas exchange properties enhanced growth of a barley crop.     

臭氧对中温循环冷却水系统的缓蚀性能研究

循环冷却水系统中普遍存在结垢腐蚀现象,目前常用的解决方法是在系统中加入缓蚀阻垢药剂,臭氧(O3)对循环水冷却系统同时具备阻垢、缓蚀、杀菌等多重功能。采用臭氧处理中温循环冷却水,研究在不同臭氧投加量时系统的腐蚀情况,确定最佳投加量。结果表明:当臭氧投加量为4.5 mg/L时,20碳钢和铸铁的缓蚀能力最佳。20碳钢腐蚀率最低为0.228 mm/a,比空白对照组降低了75%;铸铁的最低腐蚀率为0.282 mm/a,比空白对照组降低了61.5%。当臭氧投加量为9.0 mg/L时,镀锌试片的腐蚀率在0.206~0.275 mm/a,比空白对照组降低了38.2%左右,缓蚀效果较为明显。     

中国粮食生产区域集中化的演化趋势

农业生产的区域专业化与地域分工是农业现代化的一个重要标志,也是未来中国农业发展的必由之路。受农业生产市场化程度以及耕地保护、农业补贴、价格保护等政策因素的影响,中国目前区域专业化的方向和地域分工取向尚不清晰,不过农产品生产的集中化趋势却为回答这一问题提供了重要线索。论文以稻谷、小麦和玉米3种主要粮食作物为研究对象,利用省域单元1981—2013年的产量数据,运用集中化指数方法揭示1980年以来中国粮食生产区域集中化程度的演变特征和演化趋势。结果表明：中国粮食生产的集中化程度明显上升,3种粮食作物中小麦生产的集中化程度最高,并呈相对稳定的集中化趋势,而稻谷和玉米生产的集中化程度则经历了一个“U”型变化过程,意味着稻谷和玉米生产在这一阶段发生了空间重组;依据集中化趋势,稻谷生产向黑龙江、湖南、江西等地集中,小麦生产向河南、山东、安徽等传统小麦产区集中,玉米生产则向黑龙江、内蒙古等地集中,预示未来极有可能在这些地区及其周边形成专业化粮食产区。加强这些地区的农田基本建设将有助于推进中国粮食生产的地区专业化与地域分工。     

锅炉烟气净化系统运行调优的意义和方法

实测表明，多数锅炉烟气净化装置和系统不是在最优化条件下运行。这是造成我国大气污染严重，已建烟气净化设施不能充分发挥效益的重要原因之一。本文在概略介绍系统调优及在其它行业取得的显著成果之后，重点介绍了锅炉烟气净化系统进行系统调优的意义和应创造的条件，以及系统调优的一般方法。     

山东地区黄土沉积特征与环境意义及其与黄土高原的对比

黄土高原与我国东部地区等地广泛分布的第四纪以来的粉尘堆积,是古气候变化的良好记录。但是,将我国黄土堆积视为一个整体、从地质历史的角度来进行区域对比和定量分析粉尘堆积的动态过程及其驱动机制的研究较少。在系统的野外调查与地层对比的基础上,对末次冰期沉积的山东庙岛群岛长岛黄土剖面与宁夏中卫冰沟黄土剖面进行了样品采集,经彻底的前处理后,采用Malvern Mastersizer 2000激光粒度仪进行了粒度分析,结果表明两者在粒度特征上存在一定的相似性,但冰沟剖面粒度明显比长岛剖面粒度粗,在整个末次冰期的风成沉积中,冰沟剖面的中值粒径为48.23μm,而长岛剖面为28.36μm;冰沟剖面的砂粒的百分含量为52.34%,而长岛剖面仅为23.47%。两个剖面均记录了末次冰期可与反映全球冰量变化的SPECMAP曲线对比的阶段,尽管其反映的气候状况并不完全相同。两剖面所指示的环境意义可能也存在差异,冰沟剖面的粒度变化主要反映了古风场强度的变化和沙漠的进退,长岛剖面粒度变化除了指示古风场强度的变化信息外,还指示了粉尘源区环境的变化,在一定程度上还指示了海平面变迁的信息。     

河流底泥施用对土壤微生物群落功能多样性和小麦生长的影响

设置0（对照）、20、60和100g·kg-1 3个底泥施用量水平,研究施用底泥对冬小麦籽粒Cd含量以及土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,60和100g·kg-1底泥施用处理小麦穗质量和千粒重显著高于对照（P〈0．05）。各处理间小麦籽粒cd含量无显著差异。与对照相比,施用底泥并没有显著改变土壤中可培养细菌、真菌和放线菌的数量。整个培养过程中土壤微生物平均颜色变化率（IAWCD）以及96h时微生物多样性指数（Shannon指数、Simpson指数、McIntosh指数）在对照与底泥施用处理间无显著差异。主成分分析（PCA）表明,仅有占总变量方差14．22％的PC3能识别出对照土壤微生物群落碳源利用谱与底泥施用处理间的差异,而PCI（21．76％）、PC2（16．32％）和PC4（11．62％）则无法将对照与底泥施用处理区分开来。可见,该试验条件下合理的底泥施用量并不会对小麦籽粒Cd含量、微生物功能多样性和土壤质量产生显著影响。     

高通量测序分析黄土高原退耕还林区土壤细菌群落特征

为分析不同植被恢复模式下土壤细菌群落特征,探讨微生物在植被恢复过程中对黄土高原退耕还林区土壤生态系统的作用,采用高通量测序技术,以山西吉县典型森林生态系统人工林（人工刺槐林、人工油松林）、天然次生林和荒草地为研究对象,分析其土壤细菌α多样性、群落结构特征、功能预测以及土壤环境因子与细菌群落的相关性.结果表明,各恢复模式共得到25门、66纲、129类、240科、392属、760种和2213 OTUs;细菌群落的丰富度存在显著差异,均表现为草地 > 天然次生林 > 人工刺槐林 > 人工油松林.在门分类水平上,天然次生林和草地与人工林之间群落的相对丰度变化存在差异性,但差异性不显著.α-Proteobacteria、β-Proteobacteria和δ-Proteobacteria在天然次生林土壤中的相对丰度要高于其他4种恢复模式,而在草地中的相对丰度最低.在土壤环境因子中TN和pH对土壤细菌群落的影响较大,优势细菌门类与TN和pH具有显著相关性,其中TN与Actinobacteria （放线菌门）呈显著正相关,pH与Proteobacteria （变形菌门）呈显著正相关,与Actinobacteria （放线菌门）呈显著负相关,而Acidobacteria （酸杆菌门）与TN和pH均呈显著负相关关系.土壤细菌群落主要涉及细胞运动,信号转导机制,氨基酸转运和代谢、辅酶的运输和代谢等24个二级功能,均表现出功能上的丰富性.本研究结果可为黄土高原退耕还林区植被恢复的效益评价提供良好的数据基础,并为人工林的合理经营提供科学依据.     

区域土地利用类型的胁迫转换与优化配置——以三峡库区为例

三峡大坝蓄水淹没土地、库区移民安置和新城及工矿迁建等带来了库区土地利用结构与布局的巨大变化。为此,如何构建符合景观生态学原理和可持续发展准则的宏观土地利用类型新格局,不仅是近10年内百万移民安置和生产布局的重点,而且关系到库区未来经济、社会与资源、环境的协调和可持续发展。论文分析了在土地淹没与置换的胁迫条件下,库区土地资源类型转换的方式与过程;从要素控制、地段设计到系统模式优化的不同层次,提出了库区土地生态设计模式与措施;并从产业协调发展的角度,提出了库区土地利用优化配置的方案。     

环保投资占比最优化:基于生态效率的考量

将生态效率作为综合衡量环保投资效益的指标,利用中国2003~2015年30个省（区、市）的数据,研究生态效率与环保投资的双向影响关系,并估算环保投资占比的最优区间.结果表明：（1）2003~2015年,全国平均生态效率整体呈略微下降趋势,由0.79下降至0.69.（2）环保投资占比对生态效率构成倒"N"型影响,经历"降低-提升-抑制"3个阶段.根据所获数据进行计算和推测,当环保投资占比处于0~1.50%时,环保投资不能有效防止生态效率下降;占比处于1.50%~3.30%时,环保投资能显著提升生态效率,至3.30%时达到最大值;占比大于3.30%时,过多的环保投资投入反而使生态效率下降.（3）省际生态效率具有空间溢出效应,省级政府环保投资策略具有协同性.     

给水处理厂废弃铁铝泥对正磷酸盐的吸附特征

以给水处理厂废弃铁铝泥（ferric-alum residuals,FARs）为载体,探究了FARs对正磷酸盐的吸附特征.ICP、SEM和XRD测试结果表明,FARs富含铁铝元素且为无定形结构.批量平衡实验法证实,FARs对正磷酸盐的吸附较符合伪二级动力学模型.在酸性环境条件下,磷的吸附效果最好,当pH值从4.6升至7...