夜间不同环境稳定性条件下杨树水分生理过程的生物物理控制

【目的】以杨树人工林生态系统为研究对象,研究环境因子与内源性昼夜节律对树木叶片水分生理和树干液流的生物物理调控机制,旨在揭示树木水分生理过程(叶片气孔导度、叶片蒸腾、叶片水势和树干液流)在夜间对不同环境稳定性条件的响应模式和影响因素。【方法】对位于北京市顺义区潮白河沿岸的欧美杨人工林,在生长季期间选定7个晴朗的昼夜,连续监测3棵样树的叶片气体交换和叶片水势。同时,使用热扩散探针技术监测样树的树干液流密度变化,同步记录环境因子变化,并使用日落后历时量化昼夜节律的影响。【结果】1)夜间出现树木气孔开放的现象,叶片蒸腾和液流同步发生。夜间环境稳定(v=0且ΔVPD≤0.1 kPa)条件下,树木水分生理指标主要受大气和土壤温度影响(P<0.05),且较弱。夜间液流与叶片气孔导度显著负相关(P<0.01),表明液流主要用于茎干补水。2)夜间环境波动(v>0或ΔVPD≥0.1 kPa)条件下,叶片气孔导度和树干液流密度受大气温度(T_(a))和VPD的正向调控,与空气湿度(RH)显著负相关(P<0.05),且T_(a)为主导影响因素。叶水势主要受T_(a)、土壤含水量(SWC)和温度(ST)的共同影响。夜间液流与叶片气孔导度、蒸腾速率和水势显著正相关(R^(2)=0.67)。3)日间环境波动较强,叶片水分生理指标与树干液流密度的相关性显著高于夜间,但叶片气孔导度与VPD呈负相关,且气孔导度与液流密度之间表现出解耦现象(P=0.078)。4)以日落后历时为表征的昼夜节律对树木水分生理指标的作用方式随夜间环境稳定性变化而不同。在夜间环境稳定条件下,日落后历时显著影响叶片气孔导度、叶片水势和叶片蒸腾(P<0.01);而在夜间环境波动条件下,该因子对叶片水分生理指标的影响程度均有所降低且对气孔导度和叶片水势的影响不显著(P_(1)=0.066,P_(2)=0.08),说明夜间环境波动影响了昼夜节律对树木水分生理过程的作用方式和程度。【结论】在夜间不同环境稳定性条件下,树木水分生理的生物物理过程和调控机制有显著差异,当环境因子波动较小时,树木水分生理过程受昼夜节律调控形成了显著的夜间模式,此时应考虑其对植物水分的影响。本研究强调了昼夜节律在调控林木水利用中的关键作用,并建议制定基于时间和环境稳定性的灌溉策略,以优化水分管理和应对气候变化。

黄土高原侧柏和柠条树干液流日变化及其对环境因子的响应

黄土高原降雨稀少,水分供应不足,植物生长用水普遍受限。通过热扩散式探针(TDP)于2022年生长季(5-10月)对黄土高原龙滩流域侧柏(Platycladus orientalis)和柠条(Caragana korshinskii)的树干液流密度进行连续观测,同步监测气象因子和土壤含水量。对该地区主要树种的蒸腾耗水特征及其环境响应机制进行分析,旨在解析不同植被的用水规律与干旱适应能力。结果表明,1)生长季内,侧柏液流密度日变化为单峰型,液流峰值分布在0.448-0.537 g·m^(-2)·h^(-1)。柠条液流密度日变化为双峰型,2个液流峰值分布在0.027 6-0.039 3 g·m^(-2)·h^(-1)和0.031 5-0.043 6 g·m^(-2)·h^(-1)。2)侧柏液流密度主要受太阳辐射影响(r^(2)=0.773,P=0.036),其次为饱和水汽压差(r^(2)=0.320,P=0.041)。柠条液流密度主要受饱和水汽压差影响(r^(2)=0.678,P=0.011),其次为相对湿度(r^(2)=0.564,P=0.044)。3)在生长季内的不同时期,降雨后侧柏和柠条液流密度均显著高于降雨前。可利用能同时反映太阳辐射和饱和水汽压差的蒸腾变量模拟液流密度变化,降雨前后的侧柏、柠条液流密度均与蒸腾变量呈正向指数关系。通过对比降雨前后植被水力导度(拟合参数b值)发现:与侧柏相比,柠条液流密度受降雨影响更强烈,而侧柏的水分适应能力较强。综合研究结果表明:侧柏、柠条液流密度对环境的响应存在差异,柠条是降雨敏感型植物,侧柏是降雨不敏感型植物。研究结果可为当地造林树种选择及森林水资源管理提供科学依据。

多组分混合消毒剂杀灭枯草芽孢杆菌芽孢效果研究

在氯消毒的基础上逐步添加化学药剂,最终形成一种由过氧化氢、次氯酸钠、臭氧组成的混合消毒剂。通过试验研究了该混合消毒剂对枯草芽孢杆菌芽孢的杀灭效果,试验结果表明,在次氯酸钠基础上添加臭氧,使整体杀灭效果提升了0.524 log,而在2组分混合消毒剂基础上加入过氧化氢,使整体杀灭效果提升了0.337 log。3组分混合消毒剂中过氧化氢添加量为0.25 mg/L时,整体的杀灭效果最好,可以达到1.959 log,即对于“两虫”(贾第鞭毛虫和隐孢子虫)替代微生物枯草芽孢杆菌的杀灭效果接近99%。

半干旱区城市环境下油松林分蒸腾特征及其影响因子

在城市环境下,由于不透水地面面积的增加,土壤-植物-大气之间水汽循环减弱,水汽调节能力差,因而研究城市树木蒸腾对环境因子的响应对于城市进行合理的水汽调节具有重要意义。于2017年生长季,在内蒙古呼和浩特市区树木园内选择58年生油松(Pinus tabulaeformis Carr.)作为研究树种,采用热扩散法测定其树干液流,并同步监测气象因子和土壤含水量变化,利用彭曼公式计算冠层气孔导度。结果表明:(1)生长季内,油松林分蒸腾存在明显日、月变化,晴天天气下林分蒸腾日变化呈单峰曲线,月林分蒸腾量5月最大,其次是7月、8月、6月和9月,分别为20.96、19.89、18.09、17.25 mm和7.49 mm。(2)油松林分蒸腾与饱和水汽压差、太阳总辐射、土壤含水量和风速均存在极显著相关关系(P<0.01),太阳总辐射、饱和水汽压差和土壤含水量是影响林分蒸腾的主要环境因子(R^2=0.47、R^2=0.31和R^2=0.16),风速对林分蒸腾的影响程度最小(R^2=0.12);不同降雨量对林分蒸腾的影响作用不同,10 mm以上的日降雨量对油松林分蒸腾作用明显。(3)除环境因子外,油松叶片气孔通过响应环境变化控制蒸腾作用,当饱和水汽压差<1.5 kPa时,叶片气孔对饱和水汽压差的响应更敏感;当太阳总辐射<250 W/m^2时,叶片气孔对蒸腾起促进作用,超过该阈值,叶片气孔关闭从而抑制树木蒸腾。

大倍率离轴无焦四反光学系统设计

空间引力波探测任务采用的是外差法激光干涉测量技术,其对系统的噪声和精度要求极为苛刻。望远镜是引力波探测天文台的重要组成部分,起到激光信号收发的作用,其光学系统应具备大倍率、高像质、杂光抑制能力强,波前误差一致性好的特点。针对上述要求,对大倍率离轴四反无焦光学系统进行了设计和优化。基于初级像差理论阐述了初始结构的求解方法。系统具有中间像面和可用的实出瞳,便于杂光抑制和与后端科学干涉仪的承接。优化过程中,建立了波前一致性优化函数,通过优化设计,系统入瞳直径为200 mm,放大倍率为40倍,科学视场为±8μrad,波前误差RMS值优于0.005λ,PV值优于0.023λ(λ=1064 nm),波前一致性残差RMS值优于0.0008λ(λ=1064 nm),在捕获视场±200μrad内的成像质量均接近衍射极限,并对系统公差进行了分析,满足引力波探测的应用需求。

不同时间尺度下华北落叶松人工林冠层蒸腾与环境因子的关系

在半干旱区连续2年监测华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的树干液流、气象因子和土壤体积含水量,分析不同时间尺度下人工林冠层蒸腾与环境因子的关系。结果表明:不同时间尺度下,华北落叶松人工林冠层蒸腾的季节变化均呈单峰曲线,即先增大后减小的趋势;2016年、2017年日蒸腾量分别为1.58 mm/d和1.71 mm/d,生长季蒸腾总量分别为241.30 mm和260.97 mm。在日尺度下,气温、太阳辐射强度和饱和水汽压差是影响华北落叶松人工林冠层蒸腾主要环境因子;月尺度下,气温、风速、降水和土壤水分是冠层蒸腾的主要影响因子;冠层蒸腾与降水、大气相对湿度的相关关系由日尺度下的负相关到月尺度的正相关,相关性增强。总体来看,随时间尺度由小到大,气温、风速、大气相对湿度、降水、土壤水分对冠层蒸腾的影响作用增大,而太阳辐射强度、饱和水汽压差的作用减弱;在未来增温增雨趋势下,研究区生长季将延长,华北落叶松人工林冠层蒸腾量可能会加大。

重铬酸钾法测定化学需氧量的实验条件优化

以降低成本、减少二次污染、提供多元化实验条件为主要出发点,开展GB 11914-89中氯离子掩蔽剂加入量和催化剂种类等优化实验研究。结果表明:采用按比例加入的方式可以降低硫酸汞使用量,m[HgSO4]:m[Cl-]=10∶1即可达到有效掩蔽效果;在标准样品、地表水和一般废水的COD测定中,硫酸镍、硫酸铝钾和磷酸二氢锰作为硫酸银的替代物具有一定的可行性,建议最低加入量为4g/L。

轴承钢超快速冷却工艺热模拟研究

轴承钢棒材变形后的交货状态存在高温网状二次碳化物大量快速析出、网状级别和硬度超标等严重问题。采用热模拟实验机对GCr15轴承钢棒材高温变形后进行超快冷却的热模拟实验,研究了其显微组织和硬度。结果表明,经过变形量为40%的高温变形后快速冷却至700℃停留保温,室温组织珠光体含量随等温时间延长而增多,二次碳化物在晶界处析出更加明显。在700℃等温、超快速析出和冷却,网状二次碳化物快速析出数量减少,并得到细小片层的珠光体。

基于舒适性要求的运动文胸材料选择研究

基于运动文胸保护乳房、调节人体与文胸之间的微气候的要求,运用分区设计的理念,根据不同部位舒适性要求开展了运动文胸的面料优选研究。通过查阅相关文献和调查运动文胸面料市场,选取15种常用运动文胸面料,分别进行基本参数的测定以及热湿、弹力性能等测试,分析它们的热湿舒适性和弹力性能。然后,运用专家打分法结合人体生理特征选择合适的面料进行分区设计:肩部选择弹力和吸湿性适中的面料;背部选择高弹力吸湿性能良好的面料;下胸围底边可以选择回弹力优良的面料;胸部里料选择吸湿柔软的面料,外层选择弹力适中透气性良好的面料。分区优化设计可以使运动文胸达到整体舒适性的最大化,也为运动文胸市场的发展提供有效参考。

车载高性能光伏充电控制器设计

为解决现有电动汽车续航里程短、充电时间长的问题,设计一款高性能的光伏充电控制器,使得电动汽车具备在行驶过程中连续充电的能力。为此,采取了太阳能电池四象限最大功率点跟踪、高频异步两相升压、电池主动均衡等手段来提升充电效率,与其它车载光伏充电控制器采用的单相升压、恒流限压输出方式相比,该设计具备高功率输出、高电压性能稳定等优点。经过实车验证,该充电控制器的最大功率点跟踪(MPPT)精度达到5%,升压效率可达到95%,有效提升电动汽车的续航里程,充电时间由原来的12小时降到8小时。

欧美杨单株液流昼夜组成及其影响因素分析

【目的】分析欧美杨107杨昼夜液流特征,量化夜间液流对整日液流的贡献率,探讨昼夜液流对树形因子和环境因子的响应差异,为深入认识树木水分利用策略对环境的响应机制提供理论依据。【方法】以北京市顺义新城滨河森林公园内的树种欧美杨107杨为研究对象,在样地内选择8株35年生、长势良好的样木,于2018年7—10月采用热扩散探针对样木进行树干液流变化监测,并同步监测环境因子。【结果】1)欧美杨小、中、大径阶的液流速率呈“昼高夜低”单峰曲线,前半夜液流活动比后半夜活跃;2)各径阶整日液流量为39.04~94.96 g·cm^-2d^-1,夜间液流量为3.34~10.49 g·cm^-2d^-1,夜间液流对整日液流的贡献率在4.2%~16.2%范围内波动,整日液流量与日间液流量(去除夜间液流的日总液流)差异性达极显著水平(P<0.01);3)日间和夜间液流对树形因子的响应关系一致,冠幅与昼夜液流呈显著正相关(P<0.05),对昼夜液流的解释程度分别为80%和77%,树高和胸径对昼夜液流的影响不显著(P>0.05);4)饱和水汽压差(VPD)、太阳总辐射(Ra)、空气温度(T)和风速(W s)是影响欧美杨整日液流量的主要环境因子;影响日间和夜间液流速率的环境因子存在差异,VPD、Ra、T和Ws是影响日间液流速率的主要环境因子,而夜间液流速率主要受VPD和W s影响;W s对昼夜液流速率的影响具有两重性,具体表现为白天促进树干液流速率,夜间抑制树干液流速率;日间液流量与夜间液流量极显著正相关(P<0.01),小、中、大径阶的日间液流量对夜间液流量的解释程度分别为37%、48%和47%。【结论】欧美杨存在明显的夜间液流,估算欧美杨耗水量时,忽略夜间液流会低估日常需水量。液流速率对环境因子的响应存在昼夜差异,估算和模拟树木蒸腾量时,应分日间和夜间考虑环境因子对液流速率的影响。

半干旱区油松林分夜间液流变化特征及其影响因子

近年来,随着大气温度升高,树木蒸腾加剧,森林经营管理面临水资源短缺等一系列问题。夜间液流作为树干液流的重要组成部分,对准确估算林分耗水及水资源管理有着重要意义。于2019年生长季,以呼和浩特市树木园60年生油松为研究对象,采用热扩散法(TDP探针)测定树干液流,同步监测林外环境因子,以揭示半干旱区油松夜间液流调控机制。结果表明:1)生长季油松林分夜间液流呈现出明显的日、月变化。在日尺度上,油松林分夜间液流速率呈单一递减趋势,各月在00:00前均可以观测到明显夜间液流,且00:00前液流速率下降幅度更为明显;在月尺度上,油松林分夜间液流量5月最大,其次依次为9月>6月>8月>7月。2)在日尺度上,生长季油松林分夜间液流量与饱和水汽压差、土壤相对含水量和日间液流量呈显著正相关(P<0.05),与风速呈显著负相关(P>0.05)。生长季油松林分夜间液流平均贡献率为7%,不同影响因子对夜间液流贡献率的作用大小依次为日间液流量>饱和水汽压差>日间太阳总辐射。研究发现:生长季油松林分各月均存在明显的夜间液流,环境因子与油松林分夜间液流存在显著相关(P<0.05)。在林分尺度计算生长季各月液流量时,若不考虑夜间液流,月液流量将被低估3.0%~11.5%。

半纤维素的改性技术及应用研究进展

半纤维素广泛存在于植物中,是一种优质的可再生生物质资源。但是,由于半纤维素自身结构的复杂性,使其很难被广泛利用。因此,将半纤维素改性制成半纤维素衍生物,提高其综合应用价值引起了人们的广泛关注。简单回顾了半纤维素的结构特点,介绍了近年来国内外半纤维素主要的改性技术,并综述了半纤维素及其衍生物在生物医药、食品、造纸、吸附等应用领域的研究进展。

对橡胶制品行业发展现状的调查与分析

近几年来,随着经济的不断发展,橡胶制品的需求量在不断上升,这给橡胶制品行业带来了很大的发展空间。但利弊总是相对的,发展的同时行业的竞争力也在不断增加,竞争给企业的发展带来了动力,同时反而更促进了企业的发展。本文从橡胶制品行业的发展现状入手展开论述,分析了橡胶制品行业的发展特点及其在发展过程中存在的一些问题,并给出了相对应的解决策略。

艺术档案工作概说

艺术档案是艺术工作与档案工作的重要组成部分。本文从艺术档案工作的重要意义、主要内容、必要手段三个理论层面,系统概要地论述了艺术档案工作的内涵。对于搞好艺术档案工作,可提供理论启示与工作实践的双重参照价值。

降雨对河岸生态系统杨树树干液流及其环境控制的影响

降雨能够改变土壤水分状况进而促进林木蒸腾,然而场降雨量及其持续时间对林木树干液流及其环境控制机制的影响尚不明确。为此,在华北半干旱半湿润区的北京市顺义区共青林场,选取位于河岸生态系统不受土壤水分胁迫的欧美杨(Populus×euramericana)人工林为研究对象,在2019年和2021年生长季,使用TDP热扩散法测量树干液流,同步监测气象及土壤含水量等环境因子。根据对该区长期(2016—2017年、2019年和2021年)降雨数据统计分析结果,将2次降雨脉冲间隔超22.5 h的事件划分2场独立的降雨事件。按照降雨事件雨量及历时,将其中位数±1.5倍标准误的事件定义为常见事件,而将累积概率大于90%的事件定义为极端事件。结果表明:(1)太阳辐射是唯一显著控制该杨树人工林生长季树干液流的环境因子(偏相关系数r_(p)=0.539),饱和水汽压差、风速和土壤含水量均与树干液流不相关(p>0.533),降雨事件发生前后这一环境控制特征没有发生变化;(2)雨后树干液流随着场降雨量的增加而降低(R 2=0.78,p=0.004),但与降雨事件历时无显著相关关系;(3)树干液流在常见降雨事件和极端事件后,在半小时尺度上随时间变化无显著差异(p≥0.264),但4类降雨事件后主导的环境控制因子却不完全相同,太阳辐射和饱和水汽压差总能显著促进半小时尺度的树干液流(r_(p)≥0.374),而土壤含水量仅在常见和极端的强降雨历时事件后,显著促进雨后半小时尺度液流(r_(p)≥0.215)。风速显著抑制常见场降雨量事件后半小时尺度的树干液流(r_(p)=-0.258),却能显著促进常见和极端场降雨历时事件后半小时尺度的树干液流(r_(p)≥0.183)。研究成果为进一步深入揭示降雨特征对树干液流及其生物物理控制机制的影响,以及改进气候变化下生态水文过程的模拟与评估提供参考。

Ti_(4)O_(7)泡沫电极去除水中氧氟沙星的效能分析

针对电化学氧化水处理技术中存在的电极材料活性低及反应过程传质速率慢的问题,采用高活性Ti_(4)O_(7)泡沫电极为阳极构建Flow-through模式下的电化学氧化反应器,用于去除典型氟喹诺酮类抗生素——氧氟沙星(OFL).探究不同流通模式、膜通量、电流密度和初始pH值对OFL降解效果的影响,并探明其降解机制.结果表明:在Flow-through模式下膜通量为3.17 mL/(cm^(2)·min),电流密度为7.5 mA/cm^(2);初始pH为3时,反应120 min后OFL去除率最高达97.66%,处理后OFL剩余抗菌活性消失,体系中参与反应的主要活性物为·OH和SO_(4)^(-)·.

基于权重控制剪枝的无人机服务替换方法

无人机执行飞行任务期间具有不稳定性,针对无人机节点崩溃后确保任务完成率的问题,依据崩溃任务的组合服务替换流程,生成替补无人机组合服务节点图,采用权重控制剪枝算法,以两步剪枝的方式对具有多维度资源的无人机节点进行处理以减少最优资源映射路径搜索复杂度,完成组合服务图中最佳无人机服务路径的快速查找,实现节点的最佳替换以及任务的自适应动态调整,以提高无人机协作效率和任务完成率。在不同路径数量的无人机替补服务网以及不同连接情况下验证了权重控制剪枝算法的有效性,可以有效地提高无人机备选方案的查找效率,完成节点的快速选择替换。

谈档案学的学科特点

本文从综合性和社会性、实践性和理论性、技术性和实用性、开放性和包容性四个方面简要探讨了档案学的学科特点。

论艺术院团与艺术档案

艺术档案是艺术院团工作中的重要组成部分。本文以艺术档案的重要作用、艺术档案的主要内容、艺术档案的必要举措为三大视点,对艺术院团的艺术档案工作,进行了系列化、深层次的论述。对于艺术院团的艺术档案工作,既具有理论思考价值,又具有实践参考作用。