基于Meta-分析的间伐强度对栎类天然林生长与更新的影响——对我国栎类天然林经营的启示

【目的】基于文献综述,研究间伐强度对栎类天然林生长与更新的影响,促进其科学经营和林分质量改善。【方法】检索已发表的相关文献数据,获得有效文献37篇和数据149条,采用Meta-分析方法探究间伐强度对栎类林分胸径年均生长量(mm·a^(−1))、林分蓄积年均生长量(m^(3)·hm^(−2)·a^(−1))和幼苗密度(株·100 m^(−2))的影响。【结果】中度(20%~39%)和强度间伐(≥40%)均能显著提高林分胸径生长量和蓄积生长量,特别是对幼龄林(≤20 a)和中龄林(21~40 a)效果显著,但对近熟林(41~60 a)和成熟林(>60 a)效果不显著;中度和强度间伐均能显著提高林分的幼苗密度,尤其对成熟林的效果最大;同时,在阳坡和下坡位或中坡位林分的间伐正效应值高于其它坡向和坡位。间伐激发幼龄林与中龄林生长和成熟林更新的效应持续时间约为10 a。【结论】中度以上间伐(≥20%)显著提高了栎类中幼龄林分的胸径和蓄积生长量以及成熟林幼苗密度,为持续促进上述林分生长与更新,其间伐间隔期应为10 a左右。研究结果可为我国栎类森林的可持续经营提供参考。

南亚热带常绿阔叶林土壤微生物生物量碳氮年际动态特征及其影响因子

土壤微生物是土壤有机质和养分循环的主要驱动者,研究土壤微生物生物量碳氮变化、稳态特征及其对环境因子内在的长期响应机理具有重要意义。以南亚热带常绿阔叶林土壤为对象,对土壤微生物生物量碳和氮(MBC和MBN)、土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、可溶性碳(ROC)、速效氮(AN)、pH、土壤温度(ST)和土壤含水量(SWC)进行连续10年监测;应用方差分析、相关性和回归分析及稳态分析等探究MBC和MBN的年际变化和稳态特征及主要影响因素。研究结果表明:(1)旱季MBC和MBN含量分别在171.32—358.45和25.90—54.08 mg/kg区间波动,雨季分别在394.01—507.97和68.40—88.05 mg/kg区间波动;旱、雨季的MBC含量年际间变化显著(P<0.05),但MBN含量仅在旱季变化显著(P<0.05)。雨季MBC和MBN含量均显著高于旱季(P<0.01),且雨季的MBC和MBN含量是旱季的2倍以上。(2)旱、雨季的MBC与MBN之间均呈显著正相关(P<0.05)。在旱季,MBC和MBN均与ROC和AN含量显著正相关(P<0.05),此外,MBN含量也与TP(P<0.05)和SOC(P<0.01)显著正相关。在雨季,仅SOC与MBN呈显著正相关(P<0.05)。(3)在旱季,MBC含量变化主要受ROC(P<0.05)和AN(P<0.001)影响,MBN则受AN控制(P<0.05)。在雨季,AN(P<0.05)主导了MBC的变化,TP(P<0.05)和SOC(P<0.05)是MBN变异的主导因子。AN(P<0.001)和SOC(P<0.001)是旱、雨季土壤MBC和MBN变化的主导因子。(4)土壤MBC和MBC/MBN稳态指数在年际间均为绝对稳态型(P>0.05);雨季的MBN(P=0.685)为绝对稳态型,但旱季为非稳态(P<0.01,H>1)。雨季微生物熵显著高于旱季(P<0.01),表明土壤有机质质量及养分利用效率更高。综上,MBC和MBN含量受季节更替显著影响,且主要受土壤SOC和AN的影响;受旱季水分限制,MBN的稳态更差。

土壤温度和含水量变化对南亚热带常绿阔叶林土壤性质的影响

研究森林土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)质量分数的年际动态及其对环境变化的影响,对预测森林生态系统的结构和功能具有重要作用。应用南亚热带常绿阔叶林连续10 a的土壤理化性质监测,揭示土壤有效氮质量分数对土壤温度和水分的影响。结果表明:(1)土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N质量分数年际间变化对干湿季节性敏感,湿季NH_(4)^(+)-N质量分数为9.41~15.59 mg·kg^(-1)、NO_(3)^(-)-N质量分数为24.50~36.18 mg·kg^(-1),干季NH_(4)^(+)-N质量分数为6.48~10.19 mg·kg^(-1)、NO_(3)^(-)-N质量分数为22.75~30.09 mg·kg^(-1),干湿季差异显著。(2)土壤温度和含水量对NH_(4)^(+)-N质量分数变异解释率为57%,对NO_(3)^(-)-N质量分数变异解释率为28%,NH_(4)^(+)-N质量分数与气温显著正相关,湿季降水量与NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N质量分数呈负相关关系;干季降水量与NH_(4)^(+)-N质量分数正相关,但与NO_(3)^(-)-N质量分数负相关;干季低温条件下,土壤含水量与NH_(4)^(+)-N质量分数负相关。(3)土壤温湿度、土壤养分质量分数的变化显著影响土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N累积;湿季全氮和易氧化碳分别是NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N累积的主导因子;干季土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮为主导因子。

城乡梯度3种林分类型土壤酶活性及影响因素

以广州市城区、近郊和乡村森林土壤为研究对象,探讨马尾松林、针阔混交林和常绿阔叶林土壤酶活性特征及其与理化性质和重金属之间的关系。结果表明:马尾松林土壤酸性磷酸酶(AP)、脲酶(URE)活性以及针阔混交林土壤过氧化氢酶(CAT)、URE、脱氢酶(DH)活性均为近郊>乡村>城区,而常绿阔叶林土壤AP、URE、DH活性为近郊>城区>乡村。城区、近郊针阔混交林土壤pH值、砂粒含量均显著高于马尾松林和常绿阔叶林(P<0.05);土壤有机质(SOM)、总氮(TN)、总磷(TP)含量均为马尾松林<针阔混交林<常绿阔叶林;乡村针阔混交林土壤SOM含量、阳离子交换量(CEC)、黏粒含量、粉粒含量、含水率在3种林分中均最低。城区马尾松林土壤重金属铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)含量在3种林分间均最低,而镉(Cd)含量在3种林分间相同;近郊、乡村常绿阔叶林土壤重金属Zn、Pb含量在3种林分中均最高。土壤含水率、SOM含量、pH值、CEC、Cu含量、黏粒含量、TN含量是土壤酶活性的主要影响因子。相关性分析表明,土壤SOM、TN含量与土壤CAT、AP活性呈显著正相关(P<0.05);土壤TP含量与土壤AP、URE活性呈显著正相关(P<0.05);土壤含水率与土壤DH活性呈显著正相关(P<0.05);而土壤Cu含量与URE活性呈显著负相关(P<0.05)。

基于异常行为分析的疑似病猪实时监测系统设计

鉴于人工观察猪异常行为识别疑似病猪的方法存在不足,设计了一种基于行为分析的实时监测系统,用于发现疑似病猪。通过部署在猪舍饮食间的长焦镜头和顶部的广角摄像头及从属传感器,对生猪的饮食行为进行24 h监控;通过改进运动目标检测算法和图像识别技术,实现对行为异常的病猪及疑似病猪进行非接触监测,并生成日志和记录数据;预警模块会将图像信息通过网络服务器传送至监控中心,这样可以有效发现猪的异常行为,从而更早地干预和治疗病猪。经过训练模型识别,共发现疑似病猪50只,经过检验,实际患病猪为49只,该系统检测精确度为99%,基本达到了预期的设计目标。

生物炭吸附水中污染物的性能、机理和环境风险

生物炭因其比表面积大、表面官能团丰富和孔隙结构发达等优势在废水处理领域具有广阔的应用前景。未改性生物炭对污染物的吸附性能不理想,可通过改性方式提升其吸附性能。总结了生物炭的制备条件(热解温度、升温速率、保温时间)和改性方法(酸/碱改性、老化改性、有机物改性、纳米材料改性、蒸汽改性和球磨改性)对生物炭吸附去除污染物的影响。概括了生物炭对重金属离子和有机污染物的吸附机理,其中生物炭吸附去除重金属离子的相互作用包括静电吸附、离子交换、物理吸附、表面络合、共沉淀等,而吸附去除有机污染物的相互作用包括孔隙填充、疏水作用、π-π电子供体-受体作用、静电吸附、氢键作用。阐述了生物炭在环境治理中的应用,包括吸附重金属离子、吸附有机污染物和生物炭再生。最后指出生物炭在制备和应用方面的环境风险,为高效生物炭吸附剂的设计、应用和环境风险管控提供理论和数据支撑。

水环境中微塑料吸附、释放溶解性有机质行为及其生态效应

溶解性有机质(DOM)是水生态系统中最活跃的化学组分之一,在水体碳循环和污染物迁移转化中起重要作用。微塑料(MPs)作为四大类新污染物之一,一方面可通过光老化降解释放塑料添加剂等有机物质,影响水体碳源及碳汇;另一方面可通过影响藻类和微生物的生长间接影响水体内源DOM的生成和转化,但目前关于这两个方面的研究非常有限。通过总结水环境中MPs与DOM的相互作用机制、影响因素和相关生态环境行为,对有关MPs与DOM环境行为方面的研究提出展望。虽然近年来有关水环境中MPs与DOM相互作用已有初步了解,但关于MPs如何影响DOM生成、迁移和转化等环境行为的研究仍处于起步阶段。水环境中不同来源DOM与不同类型MPs的相互作用机制、影响因素及其生态效应还有待深入研究。

基于红外相机技术的广东大瑶山省级自然保护区鸟兽多样性及时空分布研究

【目的】为摸清广东大瑶山省级自然保护区物种本底资料,转变目前该保护区鸟兽多样性研究相对滞后的局面。【方法】于2020—2022年,在大瑶山自然保护区以1 km×2 km的公里网格法,布设了49台红外相机,对保护区内林下鸟兽多样性进行了调查。【结果】1)累计21505个有效相机工作日,共获得独立有效照片9113张;拍摄到59种野生动物,其中鸟类45种(隶属于8目19科)、兽类14种(隶属于3目9科)。2)在59种野生动物中,国家一级重点保护野生动物有1种,即黄腹角雉(Tragopan caboti);国家二级重点保护野生动物有白鹇(Lophura nycthemera)、仙八色鸫(Pitta nympha)、豹猫(Prionailurus bengalensis)等12种;IUCN红色名录易危(VU)物种2种;中国脊椎动物红色名录濒危(EN)物种1种,易危(VU)5种,近危(NT)10种;CITES附录Ⅰ和附录Ⅱ收录分别有2种和9种。3)相对多度指数较高的鸟类依次是:白鹇(15.92)、紫啸鸫(Myophonus caeruleus,1.81)、灰胸竹鸡(Bambusicola thoracicus,0.71)、虎斑地鸫(Zoothera aurea,0.39)和黑领噪鹛(Garrulax pectoralis,0.27);兽类依次是:赤麂(Muntiacus vaginalis,9.62)、鼬獾(Melogale moschata,5.24)、小麂(Muntiacus reevesi,1.99)、赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus,1.67)、红腿长吻松鼠(Dremomys pyrrhomerus,1.30)。4)春季鸟类有效照片数和独立有效照片数最多;夏季鸟类丰富度和Shannon-Wiener多样性指数最低;冬季鸟类丰富度和Shannon-Wiener多样性指数最高,但独立有效照片数最少。夏季兽类独立有效照片数和Shannon-Wiener多样性指数最低;秋季兽类有效照片数和独立有效照片数最多;冬季兽类Shannon-Wiener多样性指数最高。黄腹角雉春季相对多度指数最高,冬季最低;白鹇和仙八色鸫夏季相对多度指数最高,冬季最低;豹猫秋季相对多度指数最高,夏季最低。5)广义线性混合模型结果显示:鸟类丰富度受高速公路、林分类型、地形和村庄的显著影响,鸟类丰富度在靠近高速公路、阔叶林、上坡位和村庄的区域较高;兽类丰富度受地形的显著影响,在山体中的平地和上坡位会较高。【结论】本次调查结果完善了保护区鸟类和兽类资源的时空分布信息,为大瑶山自然保护区进一步开展鸟兽多样性研究提供了基础资料,也为后续保护区的保护和管理工作提供了科学依据。

城市化对珠江三角洲不同功能群植物叶片功能性状的影响

为探讨植物叶片功能性状对城市化的响应与适应机制,以珠江三角洲城乡梯度上天然阔叶林共有优势种为研究对象,分别测定了乔木、灌木和草本3个功能群植物的11项叶片功能性状,包括叶厚度(LT)、比叶面积(SLA)、叶组织密度(LTD)、干物质含量(LDMC)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)、叶氮磷比(N꞉P)、最大光合速率(A_(max))、叶绿素含量(CHL)、光合磷利用效率(PPUE)和光合氮利用效率(PNUE)。结果表明,(1)在城市化影响下,城区乔木植物的LT、LTD和LDMC都显著高于近郊和远郊(P<0.05),CHL、SLA、A_(max)、PPUE和PNUE在城市区显著低于近郊与远郊区(P<0.05)。城区灌木和草本的LT和LDMC显著低于近郊和远郊区域,CHL、SLA、A_(max)、PPUE和PNUE在城区显著更高(P<0.05);城市化对灌木的LTD影响显著(P<0.05),对草本植物LTD无明显影响。(2)城市区域的3个功能群植物LNC均显著高于城市化程度低的区域(P<0.05);城市化对木本植物(乔木和灌木)的LPC无显著影响,城区草本植物的LPC显著高于城市化低的区域(P<0.05);所有植物叶片N꞉P大于19并随城市化程度升高而增大,城市化加剧了磷对植物的限制。(3)叶性状之间普遍存在显著相关性,CHL和LT呈显著负相关,与A_(max)和PNUE呈显著的正相关关系(P<0.05);LT、LTD和LDMC相互间呈现显著的正相关关系(P<0.05);SLA与A_(max)、PNUE和LNC呈显著的正相关(P<0.05);但不同功能群植物叶功能性状间的相关性对城市化响应有差异。(4)城市化促使灌木和草本植物趋向于比叶面积更大、更薄和光合速率更大的“快速投资-收益型”生长策略,乔木植物对城市化伴随的环境胁迫响应则偏向叶片增厚、光合速率更小的“缓慢投资-收益型”生长策略。当城市化环境改变时,植物会改变生存策略和重新分配资源,保证群落的相对位置和群落整体结构的稳定性。上述研究结果对城市森林经营与管理具有一定的实践指导意义。

广州帽峰山林区空气负离子和气象因素全年时尺度变化及关系

目前,空气负离子(NAI)浓度水平已成为反映城市林区空气质量及康养效应的重要指标之一。基于广州市帽峰山林区空气负离子、气象因素的连续定位观测,对2018年林区NAI浓度及气象因素在时尺度的变化和关系进行了系统的研究解析。结果表明:林区全年NAI时均浓度变化在380—14618 ion·cm−3间、年平均为1144.2 ion·cm−3;10月NAI浓度最高达1375 ion·cm−3、是相应最低的5月的1.73倍;林区全年NAI浓度≥4000 ion·cm−3均出现在9次降雨过程中,且每次降雨的最大雨强前1小时的NAI浓度最高,表明在强对流降雨过程中雷电电离对NAI浓度影响在最大雨强前的1小时最为显著。除去全年的降雨天外,林区NAI浓度与总辐射量的昼变化节律一致性高、两者间呈极显著的二次回归关系(P=1.2×10−9),且总辐射量在310—530 W·m−2间的NAI浓度相对较高。林区全年NAI时均浓度与对应的气温、空气湿度、气压间存在极显著的多元线性关系(P=4.3×10−254);由于时尺度的单气象因素在等值点对应的NAI浓度离差较大,使两者的回归关系精度偏低;因此,以各气象因素的等值点、小梯度递增与对应的多NAI浓度值均予平均处理后,获得的回归关系的精度被显著提高,回归模式更适宜林区NAI的平均浓度估算应用。

广州帽峰山森林生态系统的暴雨及 PAHs、TOC 的地球化学特征

针对城市遭遇暴雨易发内涝性灾害的影响,为了系统地揭示城市森林消减暴雨径流、储滤暴雨中PAHs、TOC的生态效益,采用了森林小集水区水文要素的定位观测与对比试验方法,连续4年(2018—2021年)开展了广州市帽峰山常绿阔叶林、针阔叶混交林生态系统的暴雨水文循环及对PAHs、TOC的地球化学影响研究。结果表明,常绿阔叶林、针阔叶林生态系统可分别储滤暴雨中Σ16PAHs总的质量浓度25.6%—29.6%、TOC质量浓度的15.8%;林冠层淋溶平均增加其在林内雨质量浓度的8.1%、40.3%,两类森林土壤的0—30 cm层较其以下层对暴雨林内雨中Σ16PAHs总质量浓度的储率分别小13.3%和15.3%、而TOC质量浓度的储率上则分别大7.6%和15.2%。常绿阔叶林、针阔叶林生态系统的总径流中FLT、BbF、BkF、BaP、IcdP、BghiP质量浓度较暴雨相应减小分别在10.5%—38.7%和2.5%—51.4%间,其中BbF、BaP质量浓度的减小率大于30%,而FLT、BkF减小率大于20%;林冠层淋溶相对增加了林内雨6组分质量浓度在6.9%(BbF)—39.8%(BaP)间,两类森林土壤的0—30 cm层分别储滤暴雨林内雨中相应质量浓度的范围在15.5%(BbF)—36.7%(BghiP)和1.4%(IcdP)—38.8%(BghiP)间、而土壤30 cm以下层则对BaP、BkF的质量浓度储率较高;森林生态系统的暴雨总径流与暴雨中10种PAHs的质量浓度对比,两类森林的系统储率(除DahA均9.5%)分别在16.2%—55.5%和17.6%—48.1%之间,其中CHR、ANY、ANT、FLU、ANA、NAP的储率均大于30%;林冠层对暴雨中NAP、ANA、ANT、ANY的质量浓度消减在25.0%—15.9%间;两类森林土壤深30 cm的渗透水中NAP、ANA、ANT、ANY、FLU及CHR(阔叶林)、PHE(针阔林)的质量浓度相对林内雨呈增加,但这些组分在土壤30 cm以下层渗漏至总径流中被显著储存(相对储存率在73.7%—34.6%间)。依据林区多暴雨、少暴雨年的森林水文循环通量计,常绿阔叶林、针阔叶混交林生态系统分别年均暂储暴雨量的81.8%和77.2%、贮存年暴雨Σ16PAHs通量的85.4%和82.5%、年暴雨TOC通量的73.0%和81.7%;而两类森林的土壤至不透水岩层在年暴雨及Σ16PAHs、TOC通量的贮存率中分别占80.8%及68.5%、79.8%。森林生态系统的年暴雨中PAHs各组分通量的地球化学平衡显示,常绿阔叶林、针阔叶混交林生态系统年储滤暴雨2—3环ΣPAHs、4环ΣPAHs及6组PAHs代表物通量的平均值分别是86.4%、83.4%及79.6%—87.9%,而相应的土壤至不透水岩层储滤占比分别为68.9%、90.7%(冠淋溶增)及59.4%—80.1%。城市森林生态系统的土壤至不透水岩层在消减暴雨径流、贮存暴雨PAHs、TOC的质量浓度及通量上发挥极其显著的生物地球化学效应。

广州城市森林及不同地表垫面对暴雨径流与PAHs、TOC的影响

为了系统地计量城市不同地表垫面暴雨产流及有机毒性物负荷,连续3年在广州市帽峰山林区开展了森林及不同地表垫面的暴雨径流及PAHs、TOC质量浓度和水文通量的定位对比观测研究。结果反映出:22次暴雨水泥地表的平均产流率达(90.0%±3.2%),分别是草被及针阔叶混交林、常绿阔叶林地表相应的13.9、24.5、27.2倍;年均90.8%的暴雨量在水泥地表形成为径流,草被、森林的年暴雨地表径流量则相对水泥地表相应平均减小分别为92.5%、95.8%。水泥地表应对暴雨的径流响应关系为极显著的线性关系(R^(2)=0.998),而草被及针阔混交林、常绿阔叶林地表相应的均呈极显著的对数关系(R2=0.90、0.94、0.93);草被覆盖度增长与其地表暴雨产流率负相关性显著。暴雨及各地表垫面径流PAHs质量浓度20次检测结果对比统计,相对于沥青地表暴雨径流Σ16PAHs总的质量浓度(154.4±52.2)ng·L^(−1),相应的草被、针阔混交林及常绿阔叶林的地表径流中净减少在42.0%—31.7%之间、地表径流6种PAHs(FLA、BbF、BkF、BaP、IcdP、BghiP)的每种质量浓度的减小率平均在55.9%—47.9%之间;相对暴雨中Σ16PAHs及6组代表物的质量浓度,草被及2类森林的地表径流相应减小分别在12.1%—23.5%和17.6%—6.2%之间,且对暴雨中10种PAHs组分中依次有7、6、6种组分的质量浓度均产生更显著的去除效应。暴雨—地表径流中TOC的质量浓度17次检测结果的对比,草被、2类森林相对水泥地表径流中TOC质量浓度的增加范围在61.9%—75.7%间,而相对于暴雨中TOC质量浓度则增加在1.58—1.80倍间。依据2年暴雨径流统计,草被及森林地表垫面净储存年暴雨中Σ16PAHs、TOC通量的平均范围分别在94.2%—97.0%和82.4%—90.2%间,而相对水泥地表则年径流中Σ16PAHs通量净减少范围在92.3%—96.4%间、TOC通量净减少在87.9%—93.3%间;同时,其相对于年暴雨、水泥地表径流中PAHs各组分通量的储滤率均值分别大于93.0%、95.0%、96.0%。由此解析出,草被及森林地表垫面应对暴雨可显著减小地表产流及有机污染物流失,尤其是森林的冠层截留及土壤水持续下渗生态性能,更有效地消减暴雨径流量、储滤PAHs及TOC,而相比于地表硬质垫面则消减储滤影响效应更为显著;这对于城市区域的极端暴雨水患及水质毒性物危害的防治具有不可替代的生态环境效益。

广州市内与近郊林区暴雨及硬质地表径流PAHs质量负荷的差异特征

为了计量揭示城郊尺度上暴雨与硬质地表径流PAHs负荷差异,连续3年开展了广州市内与市郊帽峰山林区暴雨、硬质地表径流PAHs质量浓度的对比定位观测。结果表明:广州市59年暴雨日数的周期性波动参数对于预判暴雨的丰缺年是极其有益的;城郊帽峰山林区的地形显著地影响了暴雨的降雨强度。市内实验测区暴雨中Σ16PAHs总质量浓度平均值为(134.4±48.7)ng·L^(−1)、较市郊实验林区高出6.9 ng·L^(−1);其中,暴雨中2—3环PAHs组分及FLA、BbF的平均质量浓度均大于市郊实验林区相应浓度,而暴雨中高环的IcdP、BghiP、BkF及4环BaA、CHR的平均质量浓度则小于相应市郊实验林区,表明其在暴雨中来源表现在质量浓度上的影响差异。市内实验区沥青交通路面暴雨径流Σ16PAHs总质量浓度的平均达(317.4±34.4)ng·L^(−1)、是市郊实验林区相应的2.1倍;其中,相对市郊实验林区净增成倍的组分有:CHR(3.41倍)、PYR(2.67倍)、ANT(1.52倍)和BaP(1.29倍)、BghiP(1.19倍)、FLA(1.11倍),而相对净增大于80%的组分还有PHE(93%)、BaA(95%)、ACE(84%);说明城市沥青交通路面暴雨径流中PAHs质量容量受高密度交通尾气排放、尘埃等影响极显著地大于相应的市郊实验林区。依据径流与暴雨中PAHs组分的浓度差占暴雨中相应浓度的比计量,两实验区的沥青路面暴雨径流中相对高倍净增的组分有全部4环PAHs和3种高环PAHs组分,而相对净减的组分则有4—5种2—3环PAHs组分;如屈(CHR)等7种PAHs组分质量浓度的相对净增11.02倍至1.12倍,分别是市郊实验林区相应的2.1—24.4倍。这说明交通尾气排放、煤制品及木料燃烧物是沥青交通路面暴雨径流中PAHs浓度增加的主要贡献源,而沥青路面则能够减小暴雨径流中源于石油挥发物的低环PAHs的浓度。两实验区暴雨水泥地表径流中Σ16PAHs总的浓度平均值间无显著差异、市内是市郊的1.14倍;而且,两实验测区水泥地表均能够小量吸储暴雨PAHs的浓度。

典型城市森林旱季土壤团聚体稳定性与微生物胞外酶活性耦合关系

为了探究典型城市森林土壤团聚体稳定性旱季变化特征及影响因子,以广州市不同演替阶段的针叶林(Pine forest,PF)、针阔混交林(Mixed pine and broadleaf forest,MF)、常绿阔叶林(Broad-leaved evergreen forests,BF)为研究对象,分析表层土(0—10 cm)和剖面土(10—30 cm)团聚体稳定性、理化性质和微生物生物量及胞外酶活性等相关因子特征,以及土壤团聚体稳定性驱动因素与影响因素的耦合关系。结果表明,(1)土壤团聚体机械稳定性的平均重量直径(D_(MW))随土壤深度增加呈减小趋势,相反,几何平均直径(D_(GM))和重量分形维数(D_(m))随土壤深度增加呈增大趋势。土壤团聚体水稳性的D_(MW)和D_(GM)呈MF>BF>PF,而D_(m)变化与之相反。(2)土壤微生物酶活性易受磷限制,其受限制程度呈MF>BF>PF,与土壤团聚体水稳性在森林类型中变化规律一致。(3)土壤理化性质、微生物生物量、酶活性等因子对土壤团聚体机械稳定性整体空间差异解释程度为13.3%,而对土壤团聚体水稳性整体空间差异解释程度为40.0%。(4)土壤微生物熵和微生物胞外酶活性是土壤团聚体稳定性的主要驱动因子,水稳性主要受微生物生物量碳和酸性磷酸酶活性影响,而其机械稳定性主要受微生物生物量氮磷影响。(5)演替后期的针阔混交林和常绿阔叶林土壤表现出较高的碳利用效率及较低的氮利用效率,微生物可通过调控微生物生物量和调节碳氮元素利用效率来改善演替后期群落受磷限制状况,进而影响土壤团聚体稳定性。研究结果可为城市森林土壤质量评价和生态环境保护提供理论依据。

粤北地区典型人工林林下森林可燃物的特征研究

森林可燃物是发生森林火灾的重要物质基础,研究其特征对预研森林火灾发展规律具有重要作用。以粤北地区的5种典型森林(桉树林、马尾松林、杉木林、毛竹林和木荷林)为研究对象,测定了森林的灌木(Ⅰ)、草本(Ⅱ)、腐殖质(Ⅲ)和枯落物Ⅳ(d<0.6cm)、Ⅴ(0.6cm≤d<2.5cm)和Ⅵ(2.5cm≤d<7.62cm)的可燃性指标(干鲜比、平衡含水率、燃点和热值),分析可燃性指标间的差异及其关系,初步评价森林的可燃性。研究结果表明,可燃物的干鲜比位于41.88%~85.99%,枯落物Ⅴ最大,且不同可燃物类型间具有极显著的差异(P<0.01)。5种林分类型的腐殖质层(Ⅲ)、枯落物Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ平衡含水率变幅分别为4.77%~5.01%,6.86%~7.27%,8.26%~9.64%和9.94%~10.58%;枯落物的平衡含水率随直径增大而升高,枯落物Ⅵ的平衡含水率显著高于Ⅲ(P<0.01)。腐殖质和枯落物的燃点分别为264.67~271.00℃和248.00~255.17℃,热值则分别达8.47~11.50kJ/g和16.11~17.92kJ/g;腐殖质的燃点显著高于枯落物(P<0.01),热值则与之相反。Person相关分析表明,所有可燃物的干鲜比之间具有正向共性,即两两之间干鲜比正相关;平衡含水率对燃点的影响大于干鲜比。5种森林的抗火性强度分成3类,第1类为木荷林,抗火性强林分,第2类是毛竹林,为抗火性中等林分,第3类包括马尾松、杉木和桉树林,为相对易燃林分。

旋转对卵形弹侵彻钢板影响的FEM-SPH耦合模拟

建立了卵形弹侵彻钢板的FEM-SPH耦合计算模型,研究了弹靶间摩擦系数对弹体剩余速度计算结果的影响,根据实验结果确定了合理的摩擦系数,使耦合计算模型能准确地预测弹体剩余速度和靶板弹道极限。以该模型为基础,在两种不同着靶速度下,研究了弹体的旋转对其正侵彻和以不同入射角斜侵彻钢板时剩余速度和弹道偏转的影响。正侵彻下:旋转对弹体剩余速度的影响大,而对弹道偏转的影响很小;随着转速的增加,剩余速度增大,弹体侵彻能力提高。斜侵彻下:旋转对弹体的剩余速度和弹道偏转都有明显影响,但弹体转速的增大并不总使其侵彻能力提高,与入射角和着靶速度有关;同时旋转使弹体沿入射面外发生偏转,其偏转方向与弹体的旋转方向相关。

土壤线虫对深圳梧桐山毛棉杜鹃林生长的影响

文章通过线虫群落结构和生态指数分析方法,研究了深圳梧桐山土壤线虫种类组成和群落结构对毛棉杜鹃Rhododendron moulmainense生长的影响。结果显示:(1)从梧桐山土壤中分离出线虫5213头,隶属于30科56属,线虫群落结构对梧桐山毛棉杜鹃生长有重要影响;(2)辛普森优势度、密度-类群指数、香农多样性指数和均匀度指数4项指标均表明毛棉杜鹃生长状况与土壤线虫多样性显著相关;(3)瓦斯勒斯卡指数和线虫通路指数均表明毛棉杜鹃生长与土壤环境以及分解主导者相关不显著;(4)土壤生态系统成熟度是影响毛棉杜鹃生长的一个重要指标。研究表明,当食微线虫与植食性、捕食性线虫之和的比例控制在合理范围时,毛棉杜鹃生长良好,而当植食性和捕食性线虫占据主导时,毛棉杜鹃生长不良。

沥青包覆改性对废旧石墨负极材料结构与电化学性能的影响

为实现对退役锂离子电池中废旧石墨负极材料的有效回收再生,以沥青作为改性剂对废旧石墨进行修复改性。采用液相浸渍法,在废旧石墨表面包覆质量分数为1%~10%的沥青,经过1200℃下1 h的高温热处理制备沥青热解碳/石墨复合材料。采用XRD、拉曼、BET、XPS、SEM、电化学测试系统等检测分析方法研究了沥青包覆涂层对修复材料的微观结构及电化学性能的影响。结果显示,沥青热解碳均匀地包覆在石墨颗粒表面。这种修复改性使得材料的石墨化度发生了变化;材料平均比表面积降低;晶面间距变大;电化学性能也得到明显提高。其中1%包覆量改性的石墨负极材料在0.1C下的首圈不可逆容量损失只有17.9 mAh/g,首次充放电效率达到96%,在0.1C下经过250圈充放电循环后容量保持率为98%。

不同处理方式对青冈种子萌发的影响

本试验研究不同果皮处理方式(去果皮、割伤果皮和果皮完好)、不同果皮厚度(厚果皮与薄果皮)、不同浓度赤霉素(100,300,500,800,1000 mg/L)和不同低温储藏时间(4个月与16个月)等对青冈种子萌发的影响。结果表明,薄果皮和厚果皮青冈分别于13 d和20 d开始萌发,萌发时长在80 d以上,萌发率分别为23.33%和24.00%。去除果皮后,薄果皮和厚果皮青冈种子均在第4天萌发,萌发时长分别为10 d和18 d,萌发率分别为96%和100%。割伤果皮后,薄果皮和厚果皮青冈种子分别在第8天和第13天开始萌发,萌发时长分别为37 d和76 d,萌发率分别为66.11%和62.00%。500 mg/L赤霉素浸泡24 h的青冈种子萌发率和萌发指数最高。4℃贮藏4个月和16个月的青冈种子间的萌发率差异不显著。

乐昌市彩叶树种资源现状及其造林应用

采用实地调研与查阅文献相结合的方式,对乐昌市的彩叶树种资源状况进行系统调查。结果表明:乐昌市彩叶树种有296种,隶属于57科149属,以蔷薇科、大戟科、壳斗科、樟科、鼠李科、槭树科和安息香科等彩叶树种为主。其中春色叶、秋冬色叶、常色叶树种分别为14、218、64种,分别占调查彩叶树种的4.73%、73.65%和21.62%;可见,乐昌市彩叶树种在秋冬季节数量最多。从彩叶树种的色彩分析,黄色系树种最多,有170种,占总数的54.73%;其次是红色系树种,有77种,占总数的26.01%。在调查的基础上,分析乐昌市彩叶树种的应用现状及存在问题,有针对性地提出造林应用对策。