西北半干旱雨养农业区薯麦轮作FACE平台简介

在黄土高原半干旱雨养农业区薯麦轮作田地建立气象部门首家FACE系统(Free Air CO2 En-richment),即CO2浓度的控制和监测系统平台,由中国气象局兰州干旱气象研究所建在定西半干旱生态环境与试验基地。该平台由CO2气体供应装置、控制系统、释放系统3大部分组成,它是利用计算机网络系统对平台的CO2浓度进行监测控制,根据作物冠层高度的CO2浓度、风向、风速、昼夜的变化调节CO2气体的释放速度及方向,实现FACE圈的CO2浓度高于周围大气CO2浓度某一数值。该平台旨在研究雨养农业区CO2浓度升高及其与温度、水分、养分等偶合对农作物生长过程、生理生态特征、生物量、产量等的影响,为该地区适应未来不同气候变化情景提供科学依据。

稻麦轮作FACE系统平台Ⅰ.系统结构与控制

在稻麦轮作水稻田建立FACE系统 (Free AirCO2 Enrichment) ,即CO2 浓度的控制和监测系统平台 .利用计算机网络系统对平台的CO2 浓度进行监测控制 ,根据大气中的CO2 浓度、风向、风速 ,作物冠层高度的CO2 浓度及昼夜等因素的变化调节CO2 气体的释放速度及方向 ,实现FACE圈的CO2 浓度高于周围大气CO2 浓度 2 0 0 μmol·mol-1.试验表明 ,影响控制精度的主要因素有风速、作物和土壤呼吸作用和扩散层高度 .经过控制方程参数调整 ,在白天 ,控制精度达到 80 %的时间占总时间的白天达到 83% ,夜晚为6 8% .FACE圈内的CO2 分布基本均匀 .平均CO2 设置浓度白天为 5 5 7mol·mol-1,晚上为 6 0 8mol·mol-1.圈内CO2 浓度分布基本上沿放气管对称分布 ,由边沿向中心逐步降低 .2 0 0 1年水稻生长季节平均控制精度 (TAR)达到白天 1.0 3和晚间 1.0 9.

稻麦轮作FACE系统平台Ⅱ.系统控制和数据分析软件

稻麦轮作水稻田建立开放式空气CO2 增加即FACE系统 (FreeAirCO2Enrichment)的管理、系统所测定及系统控制过程中每天都产生大量数据 .用汇编语言和VisualBASIC语言编写的FACE数据采集控制和分析处理软件包能够自动操作任务并利用OLE技术开发Office应用程序的功能 ,具有系统平台控制、数据采集、原始数据存储备份、日数据处理、月数据处理和任意时间段的FACE系统控制状态分析等功能 ,FACE系统控制人员可以及时了解FACE系统的控制状态和改善控制精度 ,研究人员借助软件包可以随时便利地获取所需数据 .

悬浊液转移方式对不同CO_(2)浓度下麦田土壤胞外酶活性测定的影响

因胞外酶活性测定过程中土壤悬浊液转移方式(搅拌或静置)不统一,其测定结果是否一致有待试验验证。为探讨悬浊液转移方式对不同环境条件下土壤胞外酶活性测定结果的影响,本研究依托北京昌平农田试验站开放式CO_(2)富集平台,在对照(420±15μmol·mol-1)和CO_(2)浓度升高(550±15μmol·mol-1)条件下采集冬小麦不同生育期的表层土壤,比较评价搅拌和静置两种转移方式对7种胞外酶活性的影响和差异。结果表明:搅拌转移方式测定的胞外酶活性高于静置转移,可能与搅拌转移方式包含更多的络合吸附胞外酶的土壤颗粒有关。不同类型胞外酶活性受转移方式的影响程度不同。其中,碳(C)、磷(P)获取酶活性受转移方式影响较大,搅拌转移方式较静置转移方式的测定结果显著提高了191.45%~774.09%,氮(N)获取酶活性受影响相对较小,搅拌转移方式较静置转移方式的结果仅提高了6.66%~30.59%。转移方式还导致胞外酶活性对CO_(2)浓度升高的响应不同,搅拌转移下酶活性基本不响应CO_(2)浓度升高,静置转移下大部分酶活性随CO_(2)浓度升高显著降低。胞外酶化学计量比和矢量特征均表明搅拌转移方式下微生物资源限制不受CO_(2)浓度升高的影响,静置转移方式下CO_(2)浓度升高缓解了微生物C限制程度,并增加了其N限制程度。本研究证实土壤悬浊液转移至微孔板的方式不仅影响酶活性、酶化学计量比和矢量特征,还影响上述指标对CO_(2)浓度升高的响应,进而使CO_(2)浓度升高下表征微生物的资源限制结果不同。本研究呼吁统一转移方式,减少研究结果的不确定性。

不同水分条件下CO_2浓度升高对冬小麦碳氮转运的影响

CO2浓度升高对作物的影响日益受到重视,水分是作物生长的必要条件之一。冬小麦是我国的主要粮食作物之一,阐明高CO2浓度和水分条件互作对冬小麦碳氮转运的影响,对客观认识气候变化背景下作物的水分管理及肥料施用具有实际指导意义。本研究利用开放式CO2富集系统(FACE)平台,以冬麦品种‘中麦175’为试验材料,采用盆栽试验方法,研究了不同CO2浓度[正常浓度(391±40)μmol·mol?1和高浓度(550±60)μmol·mol?1]及水分条件(湿润条件和干旱条件,即75%和55%田间土壤最大持水量)的冬小麦花前碳氮积累及花后碳氮转运的规律特征。结果表明:湿润条件下,与正常CO2浓度相比,高CO2浓度促进冬小麦地上部干物质及碳氮积累,开花期增幅分别为18.1%、16.5%、14.9%,成熟期增幅分别为6.6%、1.3%、4.5%,并提高碳氮转运能力及对籽粒贡献率,转运量、转运率及对籽粒贡献率的增幅碳素依次为39.3%、20.0%、30.0%,氮素依次为19.1%、3.8%、10.8%。干旱条件下,与正常CO2浓度相比,高CO2浓度对地上部碳氮积累有一定的促进作用,开花期和成熟期碳积累量分别增加3.0%和10.7%,氮积累量分别增加0和15.8%;但高CO2浓度阻碍了碳氮的转运,转运量、转运率降幅碳素分别为10.2%、12.8%,氮素分别为7.2%、7.1%;碳氮对籽粒贡献率则变化不同,碳降低14.4%,而氮升高31.3%。干旱及高CO2浓度互作与湿润条件正常CO2浓度处理相比,冬小麦碳素转运对籽粒贡献率降低更明显,地上部碳素转运量、转运率及对籽粒贡献率降幅分别为36.2%、16.9%、22.3%,但提高了氮素转运对籽粒贡献率,氮素转运量及转运率分别降低35.7%、15.2%,对籽粒贡献率增加7.0%。综合而言,高CO2浓度可促进冬小麦碳氮积累及其在花后向籽粒的转运,水分不足可能成为主要的物质转运障碍因子,限制CO2促进作用发挥。

基于人脸识别的考勤签到系统实现

将人脸识别技术与考勤签到结合起来,不仅在高校课堂中使用方便快捷,同时能满足稳定性和确定性等专业技术指标的要求。基于这种思想,设计并实现了一个基于Android平台的刷脸考勤系统。通过使用Face++视觉服务平台提供的信息云端处理和存储功能,处理由Android手机摄像头采集到的人脸图像数据,从而实现人脸识别和学生签到考勤的功能。