周丛生物在土水界面碳氮磷元素迁移转化中的作用

生长在淹水固体表面和土水界面之间的周丛生物由微藻、真菌、细菌等微生物群落和胞外聚合物等物质组成,它们能够相互作用形成更复杂的微生物聚集体,具有生态稳定性,直接影响土-水界面之间的物质循环、能量流动和信息交换。以“periphyton”“periphytic biofilm”“周丛生物”和“周丛藻类”等作为主题检索词,在Web of Science(WOS)数据库和中国知网平台(CNKI)检索2019-2023年相关文献,并通过VOSviewer软件进行共现分析。结果表明,目前关于周丛生物的研究主要集中在其对河流、湖泊、稻田等浅水生态系统中氮磷迁移转化的影响及其调控机制等方面,对碳循环的影响研究相对较少。重点总结了周丛生物对碳氮磷生源要素迁移转化的作用及其机制,并在此基础上提出结合同位素分析等手段研究周丛生物对碳固定和矿化等方面的研究展望。

接种氧化亚氮(N_(2)O)还原细菌YSQ030对复垦土壤N_(2)O排放和氮循环关键功能基因的影响

复垦土地是重要的后备土地资源,但通常土壤结构差、有机质和养分含量低;增施有机肥是快速提升地力的关键途径,但会造成温室气体如氧化亚氮(N_(2)O)的大量排放.接种具有N_(2)O还原功能的植物根际促生菌(PGPR)不仅能够减少温室气体排放,还能促进作物生长.本研究以一株具有N_(2)O还原功能的PGPR反硝化无色杆菌(Achromobacter denitrificans)YSQ030为供试菌株,明确接种YSQ030对施用有机肥的复垦土壤N_(2)O排放和氮循环关键功能基因的影响.通过设置施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤微宇宙试验,利用气相色谱仪分析接种YSQ030后土壤N_(2)O排放通量,进一步计算累积排放量;在试验结束后分析土壤pH、EC(电导率)、硝态氮和铵态氮含量,并利用实时荧光定量PRC分析土壤硝化功能基因(AOA amoA和AOB amoA)和反硝化功能基因(nirS、nirK、nosZⅠ和nosZⅡ)的丰度.结果显示,施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤中接种YSQ030明显减少复垦土壤N_(2)O排放,N_(2)O排放量最大减少分别达90.4%和30.6%.施用有机无机复混肥处理的N_(2)O排放量远高于施用羊粪有机肥处理,这可能是由于施用有机无机复混肥的土壤与施用羊粪有机肥的土壤相比,土壤中编码反硝化细菌N_(2)O还原酶基因nosZⅠ和非典型反硝化细菌N_(2)O还原酶基因nosZⅡ基因丰度较低.施用有机无机复混肥均显著降低土壤硝化和反硝化功能基因丰度,而施用羊粪有机肥对土壤硝化和反硝化功能基因丰度大多没有明显影响.本研究表明,接种YSQ030能够减少施用有机肥土壤的N_(2)O排放,将为复垦土壤地力提升和N_(2)O减排提供科学依据,也将为研发新型微生物肥料或生物有机肥提供核心菌种资源.

基于稻虾共作系统水稻收割后水体水质及沉积物重金属风险评估

为探究稻虾共作系统中水稻收割后水体营养盐和沉积物重金属的分布特征,评估其水生态风险,通过监测4块稻虾田的种养后期水体中的理化指标,评价了稻虾田中分子氨和沉积物重金属的毒性,系统分析了种养体系中水体营养盐、重金属的生态毒性风险.结果表明,稻虾种养模式的水稻收割后,水体pH值高,达到9.25;总氮、氨氮和COD浓度分别达到14.15、11.49和92.01 mg/L.常年的稻虾共作系统中,沉积物中的重金属wAs(16.21 mg·kg^(-1))和wCd(0.20 mg·kg^(-1))水平较高,分别超背景值2.35倍和1.72倍,其他重金属含量较低.综合潜在生态风险指数和潜在生物毒性评价结果均表明,稻虾共作系统中沉积物重金属的生态风险低,这与克氏原螯虾(Procambarus clarkii)养殖需要矿物质元素有关.综上所述,稻虾共作系统具有潜在修复土壤重金属污染的能力.

三峡工程建设及其运行调度对秭归库首地区气象及生态环境的影响

三峡工程作为世界上最大型水利工程自2003年蓄水至今已有20年,但其对局地气候、生态等的影响仍不清楚,评估其对库区生态环境、气象及水资源动态的影响是保证三峡工程安全平稳运行的重要基础。本文通过秭归典型区水土保持监测站长期观测结果,从地面常规气象、典型径流场监测及老鹰沟小流域监测探讨三峡工程建成及其运行调度对库首地区生态环境的影响。结果表明,三峡工程三次蓄水后扩大了水域面积及库容量,导致年极端最高气温、平均气温和年平均最高气温均先下降后上升,且三次蓄水后的第二年降雨量均有所增加,提高了最低气温及地面温度,在一定程度上提高了宜居性;农业工程措施如间作白三叶草、黄花菜植物篱笆可以有效降低坡耕地径流量及径流泥沙量,降低农田有机质和氮磷等养分流失,对于减少面源污染、维持土地生产力具有积极作用;由于农业生产排放,老鹰沟小流域氮素平均含量为16.45 mg/L,氮素超标严重,应进一步强化环境管理,保护三峡库区水环境健康。综上所述,三峡工程的建设及其运行调度降低了局地年度气温波动幅度,对当地气候具有长期影响,合理农业工程措施有助于降低水土流失,仍需进一步完善环保措施,维持三峡库区生态平衡。

某独塔大跨度地锚式悬索桥荷载试验研究

以国内山区某独塔大跨度地锚式悬索桥为工程背景,为更好地了解和评价桥梁结构实际工作状态,对其进行荷载试验。采用现场试验和有限元数值模拟相结合的方法,通过静载试验得到各工况下控制截面应变和挠度。结合动载试验下结构模态参数和动力响应,对比实测值与计算值,评价桥梁工作状态。结果表明:静载试验下该桥挠度校验系数为0.79~0.97,应变校验系数为0.5~0.944,结构刚度满足设计要求,结构处于弹性工作状态,具有一定的安全储备。动载试验下各阶实测频率与计算频率比值为1.01~1.50,各阶频率实测值均大于计算值,实测振型与理论振型基本吻合,结构整体刚度较大。在不同车速无障碍行车和制动试验下,实测最大动应变为107με,桥跨最大冲击系数为0.048,桥面总体较平顺,刚度满足规范要求。

基于新媒体艺术的夏布数字创新设计

文章旨在探讨夏布在数字时代的创新设计及其在现代设计中的应用现状,揭示夏布织物在现代社会中的价值和意义。文章分析了夏布的历史起源、制作工艺、艺术特性,并结合数字时代新媒体艺术的发展趋势,探讨了夏布与新媒体艺术相结合的可行性,并进行了设计实践。研究认为,夏布与新媒体艺术的融合不仅拓宽了夏布在现代设计中的创新形式和应用领域,且具有很强的现实意义,为夏布传统技艺在数字时代传承与发展提供了策略与建议。

基于情感学习理论的学术英语研讨式教学设计与思政融合

情感学习理论关注情感因素,注重对学习者自主性、协作性和创造性的培养,进而实现个人的全面发展和终身成长。基于此理念,文章依托学术英语课程,探索研讨式教学模式和思政元素的融入路径,即“通过知情合一教育目标的实现,达到学术英语课程工具性和人文性相统一;通过合作研讨,激发学生学习动力,实现输入赋能,强化综合运用能力;通过评价反思,提高研讨式教学模式的质量和成效”。

构建大学英语研讨式教学模式

研讨是大学英语教师鼓励学生积极参与课堂的有效教学方法和手段。研讨在课堂上的有效开展不仅可以丰富教学活动,而且可以促进学生的学习,提高学生的综合素养。本文论述了大学英语研讨式教学模式的研究成果:有效的课堂研讨并不轻松--所有好的教学都需要付出巨大的努力。虽然促进有效的研讨需要预先酝酿、计划和组织,但这种努力绝对是值得的,它会使教师的教学体验更加愉快。其为教师们提供各种可行性建议及多样化的实施策略,以帮助教师在课堂上有效组织研讨,并引导学生朝着特定的学习目标发展。

同心助力推进农业现代化走在前

强国必先强农,农强方能国强。习近平总书记在参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时强调,农业强国是社会主义现代化强国的根基,推进农业现代化是实现高质量发展的必然要求,殷切希望江苏在高质量发展上继续走在前列。时隔4个月,习近平总书记赴江苏苏州、南京等地考察调研,并听取江苏省委、省政府工作汇报。这也是党的十八大以来,习近平总书记第四次到江苏考察。此次考察中,习近平总书记提出“四个新”的重大任务,要求江苏在推进中国式现代化中走在前、做示范,谱写“强富美高”新江苏现代化建设新篇章。

新课程背景下高中语文有效教研对策

新课程改革明确指出:“语文教育是培养学生语言文字运用能力和人文素养的重要途径。”对学生今后学习和发展有着积极的促进作用。教师作为教学改革的落实者,教师的教研能力会影响新课标落实效果。因此,在高中语文教学过程中,为更好地适应新课程的理念和要求,提高高中语文教学质量,应重视教师教研能力提升。在相关活动组织中,需要根据教师实际教研情况,不断探索和创新提高教师教研能力的方法,以满足学生全面发展的需要,推动高中语文教学的改革与创新。本文主要阐述新课程背景下高中语文教学的原则,分析新课程背景下高中语文教研工作中存在的问题,旨在找到新课程背景下高中语文有效教研对策,以促进高中语文教学的健康发展。

根系分泌物主要作用及解析技术进展

根系分泌物是植物保持根际微生态系统活力的关键因素,也是根际物质循环的重要组成部分,对根际土壤生态环境中的物质循环具有重要的驱动作用。根系分泌物可以刺激微生物生长,增强其活性,加速根际养分循环,增加土壤养分利用率,并在小规模空间引起温室气体通量的变化。此外,它也是植物参与竞争的重要策略,植物通过根分泌物以获取种间长期生存的养分,甚至分泌对自身有害的化感物质来排挤其他植物,实现自我生存,即使存在自毒作用或引起连作障碍等。植物的健康生长依赖于自身与土壤微生物复杂动态群落的相互作用,但是根际微生物群落结构和组成却又受植物物种、植物生长期、土壤性质、功能基因等因素影响,这些因素的动态变化可能导致根系分泌物的多样化,从而形成复杂多变的根系分泌物与植物的关系,进而影响植物的健康生长。目前,对植物根系分泌物的研究是土壤生态学、植物营养与代谢等领域的研究热点,且随着分析技术手段的快速发展,根系分泌物相关研究也逐渐深入,进一步揭示植物与微生物间的协同作用机理对农、林等行业生产具有重要的指导意义。

高速公路工程中沥青混合料的试验检测分析

随着社会经济的不断发展,城市化进程的日益加快,社会对高速公路工程的建设质量和效率,提出了更高的要求。沥青混合料作为高速公路工程基础性材料之一,直接关系到工程的整体施工质量,因此,要做好沥青混合料的试验检测工作,确保材料的各方面性能符合设计要求,为工程的顺利竣工夯实基础。本文结合某工程的实际情况,详细分析了沥青混合料试验检测要点后,重点阐述了各种检测技术的应用方法,旨在提升高速公路工程的施工质量和效率,希望为相关人员提供参考和借鉴。

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(CH_(4)、N_(2)O和CO_(2))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N_(2)O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体减排中的重要调控作用,可以通过改变土壤微环境理化性质、改变水土界面微生物群落组成,实现温室气体的减排.这为稻田温室气体减排提供了新视角,为实现农田温室气体减排、减缓全球变暖提供了理论支持.

锰铁氧体改性生物炭对四环素的吸附性能研究

为了提高生物炭对四环素(TC)的吸附效果,通过共沉淀和热解法制备了锰铁氧体改性的橘子皮生物炭(BC@MnFe_(2)O_(4)),采用SEM、BET、XRD、FT-IR和XPS对不同生物炭进行表征分析。通过批处理实验研究了初始pH、生物炭用量、TC浓度、共存离子对BC@MnFe_(2)O_(4)吸附TC的影响。结果表明,锰铁氧体可均匀负载到生物炭表面。相比于原始生物炭,BC@MnFe_(2)O_(4)具有更丰富的孔隙结构,比表面积由改性前的2.86 m^(2)·g^(-1),提高到306.12 m^(2)·g^(-1)。FT-IR结果显示BC@MnFe_(2)O_(4)表面存在OH、Mn O、Fe O官能团。BC@MnFe_(2)O_(4)对TC的最大吸附量可达167.50 mg·g^(-1),是原始生物炭(13.21 mg·g^(-1))的12倍。吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附方程。吸附机制以化学吸附为主,多层吸附占主导。BC@MnFe_(2)O_(4)拓宽了pH的适用范围,随着pH从3提高到11,吸附效率逐渐降低,但在pH=11时,去除效率仍有80%。共存的NO^(-)_(3)和SO_(4)^(2-)对BC@MnFe_(2)O_(4)吸附TC的影响不显著,随NH_(4)^(+)-N浓度增加,TC吸附量略提升了5.44 mg·g^(-1)。而腐植酸由于与TC竞争吸附点位,明显抑制了TC的吸附。BC@MnFe_(2)O_(4)在循环使用5次后仍能保持61.65%的吸附量,有良好的应用潜能。XPS分析表明,MnO和FeO等含氧官能团对TC的吸附起主要作用,吸附后Mn和Fe元素的化合价上升,以及官能团的改变,说明改性生物炭与TC发生了电子转移,形成了共价键。研究表明,锰铁氧体改性显著提高了生物炭对四环素的吸附能力,在较宽的pH范围内仍有良好的吸附效果,且受水溶液中共存离子的干扰小。

基于邻域重心反向学习的混合樽海鞘群蝴蝶优化算法

针对蝴蝶优化算法(BOA)收敛速度较慢和过早收敛到局部解的问题,提出一种基于邻域重心反向学习的混合樽海鞘群蝴蝶优化算法(HSSBOA)。首先,将樽海鞘群算法(SSA)引入BOA中,使算法快速处理局部搜索阶段,并更新种群位置,从而更有效地完成寻优过程,避免算法陷入局部最优;然后,引入邻域重心反向学习以便更好地帮助算法在邻域内进行小范围精确搜索,从而提高算法的精度;最后,引入动态切换概率以改善搜索中全局与局部的比重,从而加快算法的搜索速度。选取10个标准检测函数进行测试,将HSSBOA与几个先进的优化算法从收敛精度、高维度数据、收敛速度、Wilcoxon秩和检验和平均绝对误差(MAE)五个方面进行对比分析。研究结果表明,相较于其他算法,HSSBOA取得了更优的结果。消融实验进一步验证了各项改进均为正向作用。实例问题上的表现表明相较于其他方法,在求解有约束的复杂问题时,HSSBOA能够更有效地搜索出最优解。可见HSSBOA在寻优精度、稳定性和收敛效率等方面取得了一定的优势,并且能够求解复杂的现实问题。

周丛生物腐解驱动水稻土溶解性有机质、铁、磷转化及耦合

周丛生物在稻田土-水界面上广泛存在,可通过多种途径影响土壤养分转化,但其生物质的腐烂分解对土壤中溶解性有机质(DOM)、铁和磷耦合关系的影响尚不清楚。通过开展微宇宙实验向水稻土中添加不同量的周丛生物,利用傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)表征DOM分子组成,分析周丛生物腐解对水稻土DOM组分、Fe^(2+)含量、氧化铁活化度(Fe_(o)/Fe_(d))、不同形态磷含量的影响。结果表明,周丛生物的腐解显著提高土壤DOM含量,改变DOM不同组分占比,其中,单宁类物质相对丰度增加1.97%~9.74%。同时,土壤Fe^(2+)含量显著增加,Fe_(o)/Fe_(d)升高,土壤还原性增强。此外,土壤无机磷含量增加,其中,磷酸铁盐(Fe-P)变化幅度最大,土壤磷的有效性增加。周丛生物腐解改变土壤DOM组分和铁形态,而DOM中单宁类物质等惰性组分可以通过影响矿物对磷的吸附来影响磷的有效性。主成分分析(PCA)结果表明,添加周丛生物腐解处理与对照之间DOM含量、单宁类物质相对丰度、磷酸铝盐(Al-P)含量、Fe^(2+)含量和Fe_(o)/Fe_(d)等指标存在显著差异。相关性结果表明,Fe^(2+)含量与Fe-P含量、Fe_(o)/Fe_(d)与Al-P含量之间呈显著正相关,且单宁类物质相对丰度与Fe_(o)/Fe_(d)和Al-P之间呈显著正相关,土壤DOM组分、铁形态及磷形态之间相互影响,其中,单宁类DOM增加和铁形态的转化都对土壤磷有效性增加有积极影响。上述结果揭示周丛生物腐解对土壤DOM、铁、磷耦合关系的影响,为利用周丛生物调控土壤碳、铁、磷耦合过程,提高土壤中磷的有效性提供理论支撑。

隧道先后行洞开挖步距间隔的施工影响分析

针对分离式隧道的先后行洞在不同的步距间隔情况下开挖对隧道围岩稳定性的影响进行研究。运用有限元软件ABAQUS,并且选用D-P屈服准则对分离式隧道左右洞开挖的过程进行数值模拟,结合实际工程分析隧道开挖过程中的围岩应力分布、塑性区域和位移变化。研究结果表明,先行洞在开挖步距小的情况下会对后行洞产生较大的竖向应力,开挖前拱顶处产生3.01 MPa,开挖后拱顶处产生1.55 MPa,出现塑性区域范围较大,塑性应变值为0.24 mm,隧道位移变化量同样大于开挖步距大的情况。由研究结果得出,分离式隧道在开挖过程中应避免在先行洞开挖步距小的情况下对后行洞进行开挖,施工现场应根据实际工程围岩情况合理调整两洞之间的开挖步距。

催化炭膜制备及其强化甲醇水蒸气重整制氢反应

甲醇水蒸气重整(SRM)是重要的分布式制氢技术,然而受热力学平衡和动力学的限制,传统反应器的转化率和收率较低。本工作通过在反应过程中耦合催化炭膜,凭借其催化和分离联合作用实现强化SRM反应效果。采用红外光谱、X射线衍射、X光电子能谱、扫描电镜和泡压法等手段对膜材料的化学结构、微晶结构、化学元素、微观形貌和孔隙结构等进行了表征。考察了炭膜微结构、反应温度等因素对SRM反应的转化率和收率影响。结果显示:反应过程中耦合催化炭膜,显著强化了SRM反应效果;随反应温度升高,甲醇转化率增大,而氢气收率先升后降;当反应温度为240℃时,氢气收率比固定床反应器提高1.7倍。

植物篱防蚀措施对三峡库区坡耕地微地形的影响

本文对位于三峡库区陡坡地4种管理模式长期试验径流小区坡面地形相关参数进行了观测、分析。结果显示,与对照小麦–花生种植模式相比,采用套种紫花苜蓿植物篱、香椿植物篱能够极著降低水土流失,坡面地形沿篱基梯级化显著。而黑麦草–籽粒苋替代模式对水土流失控制效果不稳定,且坡面地形与对照无差异。小麦–花生套种紫花苜蓿、香椿植物篱处理的坡面均形成基于篱带部的篱坎,篱坎下部侵蚀较强,篱带上淤下蚀现象明显。其中小麦–花生套种香椿植物篱小区坡面形成2级植物篱淤积坎,坎宽幅平均达到420.8cm,淤积坎相对高差为40.4cm,平均坡度下降1.4度。小麦–花生套种紫花苜蓿植物篱坡面形成4级篱坎,平均坎宽幅为210.3 cm,平均相对高度为110.6 cm,平均坡长为238.1 cm,平均坡度下降0.3度。说明坡耕地采用植物篱技术能够减蚀截淤,显著改变微地形。针对微地形的变化,套作植物篱的坡耕地在后期宜实行坡改梯或梯级坡地配套完善灌排设施,利用已优选的植物品种设计木本与草本套种的复合植物篱,有望进一步改善土体根系分布,从而稳固篱坎,控制水土流失。该研究为植物篱技术后续管理措施优化提供了参考依据。