循环经济发展中的物质代谢分析

介绍了循环经济发展过程中物质代谢系统边界的确定、代谢主体的认定、物质流的组成,分析了单位产值物质需求量、人均物质消耗强度和物质生产力等物质代谢效率的评价指标,探讨了物质代谢调控对象和手段,提出了当前循环经济理论研究应该从物质代谢入手,从产品的整个生命周期来研究经济系统与生态环境之间的物质流动规律,以形成闭合的物料循环系统。     

基于集成学习的结构地震动响应预测方法研究∗

为获取建筑结构在地震过程中的位移响应,解决结构主动控制中的时滞问题,使用集成学习方法预测结构位移响应。提出了一套适用于结构地震动响应预测的集成学习模型,使用不同的神经网络和损失函数组合作为基学习器,在此基础上使用全连接网络构建二级学习器,得到最终预测模型。模型使用双向地震动加速度和结构位移响应作为输入,预测短期的结构位移响应;结构位移响应可实现多步预测,进行动态化输出。将该框架应用于某钢框架结构,进行数值实验,结果表明,集成后的模型预测结果要优于单一模型的预测结果,所有模型都表现出预测误差随着预测时间的增加而增加的规律。模型的预测随着地震过程在同步进行,当模型预测值第一次达到某一阈值时,则将预测结果反馈到主动控制系统中,提前进行结构振动控制,而不必等待位移传感器采集到真实的响应数据,从而减小甚至避免主动控制中时滞问题的影响。     

现钞在流通中的有效安全防范措施

我国各行业大额现钞在流通环节中没有可靠安全防范的技术手段,经常发生大额现钞被抢、被盗事故,对国家及个人生命财产造成了巨大损失.通过研究现钞在流通环节的特点,现提出了采用防劫防盗防遗失自动遥控系统在线监控现钞.它由主机和分机组成,将微型主机隐藏在现钞或需保护物品内,若被罪犯抢劫或盗窃后,分机可自动或手动发出起爆指令,主机则自动释放出浓烈的红色气溶胶烟雾.使被抢的现钞、罪犯人的皮肤、服饰上染上红色标记,造成被盗现钞无法使用;红色气溶胶烟雾会迫使劫匪弃款而逃.并为迅速抓捕罪犯提供线索.从而起到保护国家和个人生命财产安全的作用、减少恶性事件的发生.     

微生物介导的稻田水土界面温室气体排放及其农事减排措施研究进展

农田生态系统排放的温室气体占全球人为温室气体排放量的12%左右.然而，稻田作为主要的农田生态系统，其微生物和农事减排措施对温室气体(CH₄、N₂O和CO₂)在水土界面之间的归趋及其机制仍不清楚.本文阐述了稻田温室气体产生机理与影响因素，以及稻田温室气体减排的农事管理措施.结果表明：稻田水土界面微生物主导的温室气体排放、土壤理化性质(如含水量、温度、氧化还原电位等因素)都可以直接影响土壤微生物群落结构组分及其微生物过程，从而影响温室气体排放.农事管理措施，如有效的水分调控、土壤养分管理及微生物调控，可改变土壤温室气体排放通量.微生物调控技术，如添加解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、促进甲烷氧化菌活性、探索含有N₂O还原酶基因的固氮菌等，在温室气体减排方面具有良好的减排潜势.然而，目前稻田温室气体排放的微生物机制研究多立足于室内试验，缺乏野外大尺度稻田试验数据支撑，对稻田微生物群落与生态系统功能的关联、农事管理介导微生物调控机制等鲜有报道.土壤微生物在稻田土壤温室气...     

非点源特征区水环境承载力预警与调控研究——以承德市为例

水环境承载力预警是当前水环境管理的重要内容，现有水环境承载力预警大多停留在评价层面，预警技术方法体系尚处于探索阶段.以水环境承载状态指数为预警指标，以经济社会发展、水污染治理、水资源利用等14个指标作为调控指标，建立基于系统动力学（SD）的水环境承载力预警调控模型，并以非点源为主要污染源的承德市为例开展实证研究.结果表明：按照现状趋势发展，承德市未来水环境承载状态指数将呈现不断上升趋势，并于2023年开始超载.3种调控方案的结果显示，污染治理调控方案不能满足水环境系统支持承载力的要求，推荐经济社会发展调控与污染治理调控双约束方案，该方案下，2035年水环境承载状态指数为0.65，可承载的GDP为3866亿元，人口数量为368万人，需通过提高灌溉水有效利用系数、再生水回用率、污水处理率、以及调整种植结构和畜禽养殖规模等实现.本文为以非点源污染为特征地区的水环境承载力预警与调控研究提供思路与方法，并为承德市水环境与经济社会协调发展提供定量化方案.     

非生物胁迫对盐生杜氏藻DsMPK转录、翻译和磷酸化修饰的影响

促有丝分裂活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK或MPK)途径是在真核生物中广泛存在的调控多种生理过程的信号途径,在细胞增殖、分化、凋亡、生物和非生物胁迫等生理过程的调控中起着关键的作用.盐生杜氏藻(Dunaliella salina,盐藻)是目前世界上最耐盐的真核光合生物之一.在前期实验中,已发现盐藻MAPK(DsMPK)的表达受到低温和高盐胁迫的抑制.分析DsMPK在高温、低盐、氧化、紫外胁迫中的表达变化,发现DsMPK还受到氧化胁迫的抑制.进而分析DsMPK在高温、低盐、氧化、低温、高盐和紫外胁迫中翻译和磷酸化修饰的变化,发现除低盐胁迫外,在磷酸化修饰水平DsMPK同样受到各种非生物胁迫的抑制.在对不同生长阶段盐藻DsMPK磷酸化变化的分析中还发现,DsMPK的磷酸化水平与生长速率有一致性.各方面DsMPK的变化趋势说明其为一调控生长相关的MAPK.     

植物NAC转录因子的种类、特征及功能

综述了NAC转录因子的发现及其家族成员、结构特点和生物学功能.NAC类蛋白是近年来发现的一类植物特有、数量众多的转录因子家族,其成员广泛分布于陆生植物中.NAC家族成员的N端具有一个保守的约150个氨基酸组成的NAC结构域,含有A、B、C、D、E 5个亚结构域,C端具有一个高度变异的转录激活区.分析表明,NAC蛋白结构与其功能密切相关.NAC转录因子具有诸多方面的功能,如参与植物次生生长,在细胞分裂和植株衰老中发挥作用,参与激素调控和信号转导,参与矿质元素营养和农作物品质改良等.同时,NACs还参与生物胁迫中植物的防御反应以及在非生物逆境中发挥作用.目前对NAC基因的研究主要集中于模式植物拟南芥和水稻,对于NAC蛋白涉及的调控途径及其组成因子知之甚少,因此NAC基因的功能还有待深入研究;同时,利用基因工程手段导入或改良关键的NAC转录因子,使作物综合品质的提高已成为可能.图2表2参87     

基于Hydrus-1D不同气候区城市绿色屋顶径流调控效益研究

气候条件是影响绿色屋顶径流调控效益的重要因素,目前国内尚缺乏不同气候区城市绿色屋顶径流调控效益的对比研究.基于北京市区搭建的绿色屋顶在2017—2019年实测降雨-径流数据,率定和验证Hydrus-1D绿色屋顶降雨-径流模型,并采用该模型模拟分析6个不同气候区城市（兰州、北京、沈阳、合肥、上海和深圳）绿色屋顶在不同设计暴雨条件下的降雨-径流过程,定量分析气候条件对绿色屋顶径流调控效益的影响.结果表明：基于Hydrus-1D可准确模拟绿色屋顶径流过程,模型率定与验证的纳什效率系数平均值分别为0.73和0.67;不同气候区城市绿色屋顶径流削减率、洪峰削减率和产流延迟时间随暴雨重现期增加而降低,兰州绿色屋顶的峰现延迟时间随重现期增加明显降低,而其他城市绿色屋顶的峰现延迟时间较短,均在0～2 min;半干旱气候区城市兰州绿色屋顶的径流削减率（23.89%～68.73%）和洪峰削减率（44.15%～88.21%）均明显高于其他湿润、半湿润气候区城市;兰州绿色屋顶的产流延迟时间最高（37～52 min）,依次高于北京、合肥、沈阳、上海和深圳.随气候条件由湿润到干旱,绿色屋顶的径流调控效益逐渐提高....     

综掘面抽风口调控下的旋流风幕降尘优化

为提高煤矿综掘面粉尘防治技术水平,通过旋流风幕与抽风口的协同作用优化风流减少粉尘聚集,改善工作面通风环境。将附壁风筒和自主研制的风流调控装置相结合,设计混合式通风下的旋流风幕与抽风口风流调控系统。首先,利用数值模拟方法,分析附壁风筒条缝宽度、轴径风量比和抽风口口径、偏转角度单参数变化对粉尘运移分布的影响;其次,采用粒子群优化算法(PSO),求解得到司机及行人位置粉尘双目标优化的最优调控方案;最后,分别通过数值模拟和搭建的调控降尘试验平台测试验证最优方案优化效果。结果表明：调控后司机位置粉尘质量浓度降低41.5%;回风侧行人呼吸带平均粉尘质量浓度降低64.2%,物理试验与数值模拟的降尘优化效果基本一致,验证了旋流风幕与抽风口综合降尘方法的有效性。     

基于pH调控的城市污泥厌氧发酵产酸小试研究

本研究设计了热碱预处理-半连续流厌氧发酵污泥处理工艺,探究了p H对热碱预处理污泥产酸性能的影响,同时对发酵液作为碳源回用于污水厂强化脱氮除磷进行了质量衡算.在30 L厌氧发酵罐中考察了偏中性(p H=6.5)和碱性(p H=10.0)条件下热碱预处理污泥发酵的挥发性脂肪酸(VFA)产生及分布、蛋白质及碳水化合物的消耗和氮磷释放情况.结果表明,污泥热碱预处理-半连续流厌氧发酵工艺的VFA产量稳定,在p H为6.5和10.0的条件下,发酵罐中平均VFA产率分别为333.29 mg·g-1(以每g VS产生的COD(mg)计,下同)和250.64 mg·g-1,p H为6.5时产酸更稳定,且产量较高,但碱性条件更适合产乙酸.两种p H条件下的SCOD、溶解性蛋白质、溶解性多糖、氮和磷的释放都无较大差异.质量衡算结果表明,以处理量为50000 m3·d-1的城市污水处理厂为例,其产生的污泥经过热碱预处理-半连续流厌氧发酵产酸工艺,产生的VFA能够满足该污水处理厂脱氮除磷提标改造的碳源需求.