典型喀斯特地区参考作物蒸散量的时空变化分析——以贵州省为例

喀斯特地区地表地下的二元储水结构导致地表水渗漏严重,而土被浅薄且分布不连续,土壤蓄水量不足,易导致作物出现缺水。以贵州省为例,基于FAO-56 Penman-Monteith公式和气象资料,估算了贵州省1961~2014年参考作物蒸散量ET_O,在此基础上运用反距离权重插值法对贵州省ET_O进行空间插值,分析了贵州省ET_O的时空变化特征,并用多元回归分析方法探讨了影响贵州省ET_O的主要因素。结果表明:贵州省西部地区的ET_O高于中、东部地区;1年之中ET_O主要集中于夏季和春季,冬季最少;60年代的ET_O高于多年平均值,70年代之后逐渐降低,90年代达到最低值,2000年以来ET_O急剧升高;从年际变化看,贵州省年平均ET_O总体呈波动上升趋势,1961~2002年持续降低,2003年以后显著升高;年际变化中秋季ET_O变化最大,其次为春季、夏季,冬季变化最小;影响贵州省ET_O的主导气象因素是日照时数,两者呈显著的正相关,地理纬度与ET_O存在明显的负相关。贵州省ET_O的时空特征研究及其影响因素分析将为其他喀斯特地区的农业发展和水资源合理配置提供科学依据。     

珠芽魔芋弥勒种——从低产到优质高产作物的希望之星

珠芽魔芋是东南亚地区的特色野生魔芋种,适宜在高温高湿环境生长。以珠芽魔芋人工诱导开花进行规模化无性育种,可将魔芋繁殖系数从1位数提高到约330倍。采用催苗技术让种子及叶面球茎提早出苗,可显著延长魔芋生长周期,使魔芋种植周期由3年缩短为1年,实现当年种植收获商品芋,从而避免魔芋种植过程中种植材料反复休眠的固有特性,可使魔芋从低产作物提升为优质高产作物,显著降低种植风险,使魔芋总量大幅增长,市场推广前景十分广阔。     

硝酸改性活性炭对赤铁矿生物可利用性的强化效果与影响因素分析

赤铁矿生物可利用性弱、污染物去除效率低,但因其具有价格低廉、存在广泛的特点而常被用于环境污染治理与修复.本研究通过向赤铁矿生物还原体系中添加硝酸改性后的活性炭,以强化矿石中Fe(Ⅲ)的生物可利用性.同时,以Fe(Ⅲ)还原率与有机物降解率为响应值,通过响应曲面法探究了赤铁矿浓度、有机物浓度与硝酸改性剂浓度对赤铁矿生物可利用性的影响机制.结果表明,硝酸改性活性炭可以提高赤铁矿的生物可利用性,促进有机物的降解,赤铁矿浓度对反应的影响最为显著.生物反应过程的最佳条件为:赤铁矿初始浓度8.35 mmol·L~(-1)、有机物初始浓度13.41 mmol·L~(-1)、硝酸改性剂浓度5.07%.硝酸改性活性炭强化赤铁矿生物体系虽能降解高浓度有机物,但有机物去除效率仅为20%～50%,证明该体系适用于低有机物浓度的水环境.本研究对促进水、土壤环境中有机物的降解具有重要科学意义.     

羧基改性阴极对微生物电合成系统产乙酸性能的影响机制

微生物电合成系统(microbial electrosynthesis systems,MESs)可利用微生物将二氧化碳转化为有价化合物,有望实现温室气体的资源化利用,然而,其合成效率仍需进一步提高.本研究通过电化学还原重氮盐反应将特定的官能团—COOH接枝到碳布电极表面,探究改性阴极对于MESs性能的影响.结果发现,经—COOH改性的阴极材料亲水性显著提高,而循环伏安扫描电流变弱. MESs在启动阶段性能差异最大,运行48 h,改性组CA-H、CA-M、CA-L的产氢速率是CK的21. 45、28. 60和22. 75倍;运行120 h,CA-H、CA-M和CA-L的乙酸累积浓度是CK的2. 01、2. 43和1. 44倍. MESs运行324 h后,各阴极的电化学活性无明显差异,生物膜蛋白量无明显差异(～0. 47 mg·cm~(-2)).阴极生物膜的群落结构分析发现,属水平上由Acetobacterium、norank_p_Saccharibacteria和Thioclava占据主导,总相对丰度占到59. 6%到82. 1%;各阴极之间产乙酸功能菌Acetobacterium的相对丰度差别不大(31. 3%～40. 1%),而消耗乙酸的norank_p_Saccharibacteria属在CA-H、CA-M、CA-L和CK的相对丰度分别为:16. 1%、24. 6%、31. 1%和37. 5%.羧基改性阴极对MESs的启动阶段影响较大,可为MESs的快速启动提供新的思路.     

Fe-Al改性硅藻土与CaO配施改良Cd污染土壤

以人工模拟Cd污染土壤为研究对象,以Fe-Al改性硅藻土和CaO为原料制备组配改良剂,通过土壤培养试验研究了Fe-Al改性硅藻土与CaO不同配比对组配改良剂改良Cd污染土壤效果的影响.结果表明,向Cd污染土壤施加Fe-Al改性硅藻土与CaO以不同配比所制得组配改良剂对土壤Cd形态、pH值、CEC值、OM值、含水率、有效氮、速效磷、有效钾均产生了积极的影响.当Fe-Al改性硅藻土与CaO的配比为1：6时,土壤可交换态Cd含量较空白对照降低了74.67%,较单一施加Fe-Al改性硅藻土和CaO分别降低了64.63%和7.87%,与对照相比,土壤pH值提升了0.45,土壤CEC提升了69.78%,土壤有效氮、速效磷分别提升了28.57%、70.85%.Fe-Al改性硅藻土与CaO配施能有效控制土壤Cd污染,同时还可有效改善土壤耕作性能.     

改性13X沸石蜂窝转轮对甲苯的吸附性能研究

系统地考察了改性13X沸石分子筛(M-13X)蜂窝转轮对甲苯废气的吸附性能,探讨了运行参数和进气参数对转轮吸附的影响规律.结果表明,M-13X分子筛具有良好的抗湿性,转速、再生风温度过高或过低均会降低系统去除率,合适的浓缩比应兼顾效率与能耗.对于进气浓度100 mg·m-3,进气流速2 m·s-1的甲苯废气,推荐运行参数为再生风温度180℃,转速2.8~5 r·h-1,浓缩比8~12,在该运行参数下去除效率均维持在90%以上.该研究为M-13X蜂窝转轮工业应用提供设计经验及运行参数,对于高浓度废气,应控制较低的进气流速,同时加快转速、提高脱附热量以满足去除效果.     

以海泡石为载体的双金属多相类芬顿催化剂的制备及表征

以活性艳蓝为目标污染物,以改性海泡石为载体,以Fe(NO3)3浓度、MnSO4浓度、尿素浓度、水浴温度、煅烧温度与煅烧时间为影响因素,优化了均匀沉淀法制备双金属多相类芬顿催化剂的工艺条件,并利用SEM、XRD、FTIR对催化剂进行了表征.结果表明,随铁离子浓度的增大,所制得催化剂金属离子活性越高.少量的锰掺杂可抑制Fe2O3粒径的增长,提高催化剂的活性.尿素浓度增大,使得晶粒的生成速率愈快,有利于生成细小、均匀的金属颗粒.利用Box-Behnken实验得出催化剂制备的最佳工艺条件为:硝酸铁浓度为0.18 mol.L-1,硫酸锰浓度为0.05 mol.L-1,尿素的浓度为1.0 mol.L-1,海泡石的投加量为40 g.L-1,水浴温度为100℃,煅烧温度为370℃,煅烧时间为3 h.SEM表明本实验所采用的海泡石为α型海泡石,可作为良好的催化剂载体;在催化剂制得后,FTIR图谱显示海泡石的纯度得到提高,并出现了Fe-O的吸收峰.XRD图谱表明,在催化剂表面铁离子主要以α-Fe2O3和γ-Fe2O3的形式存在.     

内蒙古典型草原作物系数和实际蒸散量的时空分布特征

利用内蒙古典型草原21个气象站点的气象和牧草观测资料,结合潜在蒸散量和改进的作物系数计算方法,模拟计算了2009年草原植被作物系数和实际蒸散量.在GIS软件的支持下,分析了二者的时空分布特点,并通过反映牧草长势的NDVI变化趋势予以验证.结果表明:5-8月间随着月份的增加作物系数Kc_x最大值的变化趋势由0.6→1.2→1.4→1.4,平均值是0.28→0.36→0.40→0.38.4个时期的Kc_x值以0.2~0.6之间的区域占主体,为55%以上.实际蒸散量在时间变化和空间分布上与Kc_x值基本一致.随着月份的增加实际蒸散量低值级的区域面积逐渐缩小,相对应的高值级的面积逐渐增大,整个生长季以30~90 mm的蒸散量为主.5-8月牧草实际蒸散量和NDVI值的相关系数达到0.446,通过了0.01水平的显著性检验.     

大城市郊区典型区域农户作物种植选择行为及其影响因素对比研究——基于沈阳市苏家屯区238户农户的调查研究

研究从农户作物种植选择行为角度出发,以马斯洛需求层次理论为基础,通过构建社会经济及政策变化对农户种植选择行为影响机理分析框架和理论模型,基于沈阳市苏家屯区238户农户调查数据,采用统计分析法和Logistic回归分析,研究结果表明:工业化、城市化进程的加快促进了大城市郊区非农就业机会的增多和对农产品需求的增加,导致农户作物种植业选择行为出现了明显的"非粮化"和"非农化"趋势,不同区域农户作物选择行为存在明显的差异,在空间上形成近郊区以种植粮食作物为主→远郊区兼种粮食作物和经济作物为主→纯农村区以种植经济作物为主的"反杜能圈"式的种植模式特征。在此研究基础上,从外部环境包括城市扩展、经济结构、市场价格变化、政策制度安排和内部环境包括个人特征、家庭特征、资源禀赋等7类因素13个因子对产生差异的影响机理进行分析,结果显示不同区域、不同因子的作用方向、影响程度与显著性表现均有所不同。根据以上的研究结果,政府应该从鼓励农户发展休闲农业、合理引导农户把握市场和培养新型农民等方面入手,优化农业结构调整,促进农村土地合理利用,提高土地利用效率,实现农村土地资源的持续利用。     

模糊证据权法在西藏一江两河流域耕地适宜性评价中的应用

开展耕地适宜性评价是编制农业发展规划、优化耕地资源配置的基础性工作。文章以西藏一江两河流域18 个县的耕地资源为评价对象,将模糊证据权模型引入到耕地适宜性评价中,通过该方法筛选出地形地貌、气候、土壤和水资源状况等4 个方面的9 个因子作为证据图层,并计算因子图层的模糊证据权重,最后综合各因子图层的证据权重参数得出后验概率并修正形成耕地适宜性分布图。结果表明：①80.83%的适宜样本点处于修正后验概率分级图的中等适宜级别及以上,即已知信息体现出较高的吻合性,表明模糊证据权模型能够科学、有效地评价耕地资源的适宜性;②集知识驱动与数据驱动一体化的模糊证据权模型既能够充分发挥先验知识、客观规律的作用,也可以通过隶属度函数增加知识干预,有效利用专家的丰富经验,在一定程度上克服了知识驱动方法中因子筛选和权重确定主观性强或纯粹数据驱动方法的不足;③研究区21.32×10⁴hm²的耕地资源中,高度适宜、中度适宜、一般适宜和不适宜的耕地资源分别占32.03%、31.94%、27.19%和8.84%,对应其空间分布情况,可以优化耕地资源规模与布局,指导高原耕地区农业生产实践,促进耕地资源的合理利用。