基于深度神经网络的城市典型乔木日内蒸腾特征模拟研究

以城市典型乔木小叶榕全天24小时每10分钟的树干液流及同步气象观测数据为训练集, 建立基于深度神经网络的城市典型乔木植被蒸腾估算模型, 得到10分钟尺度的小叶榕蒸腾模拟结果, 系统地探讨干湿季和昼夜影响小叶榕蒸腾的环境控制因子。基于深圳市91个气象观测站的常规气象观测数据, 应用训练好的深度神经网络模型, 估算得到站点尺度的深圳市典型乔木逐小时蒸腾特征。结果表明: 1) 深度神经网络模型可以高精度地模拟城市小叶榕每10分钟尺度的蒸腾变化, 与树干液流系统实测数据相比, 决定系数R²=0.91, 平均绝对百分比误差MAPE=21.77%, 均方根误差RMSE=0.02 mm/h; 2) 湿季和干季城市小叶榕蒸腾的主要控制因子, 白天均为太阳辐射和气温, 夜间均为饱和水汽压差; 3) 城市小叶榕在夜间仍然存在蒸腾, 干、湿季平均蒸腾速率分别达到0.03和0.01 mm/h; 4) 深圳市不同区域的植被蒸腾特征存在差异, 蒸腾速率最高可相差0.10 mm/h, 总体而言, 湿季白天的蒸腾速率(91个站点均值为0.1 mm/h)比干季白天(均值为0.08 mm/h)更高, 大部分站点夜间植被蒸腾量接近0, 但仍存在蒸腾, 少部分站点干季夜间平均蒸腾速率可达0.07 mm/h, 湿季夜间可达0.10 mm/h。     

茂兰喀斯特森林小果润楠蒸腾特征及影响因素

【目的】探究喀斯特森林优势树种小果润楠蒸腾特征及其影响因素,为进一步分析茂兰喀斯特原生林的水文生态过程及喀斯特地区森林的保护与生态修复提供科学依据。【方法】基于热扩散探针法和Campbell自动气象站,于2016年7月—2017年6月,对茂兰喀斯特森林优势树种小果润楠的蒸腾量进行了为期1年的连续监测。【结果】小果润楠蒸腾的日变化过程在各种天气条件下均呈典型的单峰型曲线,且呈明显的“昼高夜低”变化规律。晴天条件下,单木水平蒸腾速率日变化和叶片水平的光合速率、蒸腾速率日变化趋势基本一致。不同天气条件下的蒸腾通量为晴天(122.00 g/h)>阴天(76.06 g/h)>雨天(19.60 g/h),且差异极显著,晴天的日平均蒸腾通量是阴天的1.60倍,是雨天的6.22倍,阴天是雨天的3.88倍。各季节的单株日均蒸腾量依次为夏季[(1.86±0.22)kg/d]>秋季[(1.71±0.38)kg/d]>春季[(1.59±0.13)kg/d]>冬季[(1.07±0.39)kg/d],全年单木蒸腾量为570.31 kg,其中生长季蒸腾量(472.29 kg)占全年蒸腾量的82.81%,非生长季蒸腾量(98.02 kg)占17.19%。各季节的蒸腾量以夏季(171.65 kg)最高,其次是秋季(155.60 kg),春季(145.04 kg)较低,冬季(98.02 kg)最低,分别占全年蒸腾量的30.10%、27.28%、25.43%和17.19%。相关分析和回归分析结果表明,太阳辐射和水汽压亏缺与蒸腾速率均呈正相关。【结论】太阳辐射和水汽压亏缺为蒸腾主导因子,降雨对蒸腾多是抑制作用,而风速和不同深度的土壤水分对蒸腾的作用因天气和季节的不同而存在差异。     

黄土半干旱区土壤水分条件对刺槐蒸腾速率的影响

于2004年夏在山西方山北京林业大学试验基地,采用LI-1600稳态气孔仪,对不同土壤水分条件下盆栽刺槐的生理指标进行了观测。结果表明:黄土半干旱区刺槐蒸腾速率ηt/(μg.cm-2.s-1)与生理辐射强度I/(mol.s-1.m-2)的关系可以表示为:ηt=aIb;蒸腾速率ηt/(μg.cm-2.s-1)、气孔阻力Rs/(s.cm-1)和土壤体积含水量W/%之间存在着密切的关系,分别表示为:ηt=a+bW+cW2,Rs=a+bW+cW2;蒸腾速率一般随光强的增强和土壤水分的提高而增大,刺槐蒸腾速率与土壤水分含量的相关系数平均可达0.8825。通过研究不同土壤水分条件下刺槐蒸腾速率的差异,提出了刺槐水分利用效率的合理供水范围在10%-15%之间,为干旱半干旱地区提高林木的水分利用效率提供了理论依据。     

北京常见绿化植物生态调节服务研究

以北京世纪坛绿地为研究点,利用Li-6400便携式光合仪测定16种常用绿化植物的叶片光合、蒸腾速率,结合植物绿量,估算常见绿化植物的生态调节服务.结果表明,绿化植物光合速率日变化呈现单峰或双峰的变化趋势,而蒸腾速率日变化以双峰变化趋势居多,第1个峰值出现在09:00—11:00,第2个峰值出现15:00—17:00;植物叶片日固碳量为1.80~8.73g·m~(-2)·d~(-1),释氧量为1.31~6.35g·m~(-2)·d~(-1),释水量为1.53~4.80kg·m~(-2)·d~(-1),蒸腾吸热量为3.71~11.59 MJ·m~(-2)·d~(-1),降温值为0.25~0.77℃;单株植物的固碳量为21.97~1 550.64g·d~(-1),释氧量为15.98~1 127.74g·d~(-1),释水量为9.48~877.08kg·d~(-1),蒸腾吸热量为23.03~2 116.26 MkJ·d~(-1);聚类分析结果表明,阔叶乔木国槐、毛白杨和垂柳单株尺度的生态调节服务最强,在北京绿地绿化中可优选以上阔叶乔木,灌木植物连翘和针叶乔木油松有较高的生态调节服务,也是绿化植物的优选品种,草本早熟禾单株水平生态调节服务最差,但通过大面积的铺设,可实现其生态价值和景观价值.     

重组大肠杆菌BL21(pBAI)生产人干扰素α2b

通过培养重组大肠杆菌BL21(pBAI)表达人干扰素α2b(Human Interferon α2b,hIFNα2b).hIFNα2b表达由PL,启动子控制,通过升温至42℃诱导表达.本研究比较了分批培养和多种补料分批培养方式下hIFNα2b的生产,其中通过恒速流加葡萄糖,hIFNα2b的表达量达到6 540 mg/L,平均生产速率和比速率分别为546 mg/(L·h)和27 mg/(g·h).升温前1.5 h补充25 g酵母提取物,并以0.27 g/(g·h)的比速率供应葡萄糖,hIFNα2b的平均生产速率达到1 006 mg/(L·h),比生产速率为54 mg/(g·h),对有机氮源的得率提高到138 mg/g.     

常温生活污水EGSB反应器颗粒污泥的特性

为研究生活污水EGSB反应器内的颗粒污泥特性,考察了运行条件的影响.结果表明,15℃以上时缩短水利停留时间(HRT)可提高COD去除率.HRT从1.6 h缩短至0.6 h,平均COD去除率从77%增加至82%.水力和基质的过负荷都会加速颗粒污泥解体.上升流速为2.8～3.1 m/h、容积负荷率(VLR)低于(12.9±7.6)kg/(m3·d)时,污泥粒径分布相对稳定;上升流速为3.8 m/h、冲击负荷为38 kg/(m3·d)时,则造成明显的污泥解体.高负荷运行有利于增加颗粒内部生物密度,但过度剪切造成的污泥破碎和粒径过小也会加剧洗出,尤其在低温条件下.缩短HRT可提高颗粒污泥活性.20℃以上,HRT从1.6 h缩短至0.75 h后,污泥比产甲烷活性(SMA)由0.85 g/(g·d)(VSS)增加至1.11g/(g·d)(VSS).长期低温驯化后,甲烷菌得以富集,10℃、HRT为2 h时,SMA增加至1.21 g/(g·d)(VSS).扫描电镜观察发现,颗粒污泥不同部位呈现明显的菌群分区现象.     

地下渗滤系统强化生活污水脱氮的生物基质研究

为强化污水地下渗滤系统(Subsurface wastewater infiltration system,SWIS)的脱氮效果,以活性污泥(d1.18mm)、炉渣(d=2~5mm)和草甸棕壤为主要组分,按体积比1∶8∶11配成一种生物基质,对比了该生物基质和草甸棕壤的理化性质、氨氮吸附能力、硝化及反硝化能力.结果表明:较草甸棕壤而言,生物基质具有适宜微生物生长的物理性质,氨化、硝化和反硝化菌群丰富;生物基质的理论最大氨氮吸附量为0.724mg/g,而草甸棕壤仅为0.403mg/g;生物基质的硝化强度由草甸棕壤的1.0mg/(kg·h)提高到4.2mg/(kg·h);反硝化强度从0.9mg/(kg·h)提高到2.9mg/(kg·h).相同进水水力负荷时,添加生物基质系统对氨氮和总氮的平均去除率比添加草甸棕壤的系统分别提高了15.7%和12.0%.     

双齿围沙蚕摄食自然沉积物的研究

采用肠道内含物的分析方法,测定了双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)摄食沉积物时的颗粒选择性和摄食效率.结果显示,双齿围沙蚕摄食时偏向于摄食较小粒径的颗粒,该结论符合底栖动物最佳觅食模型;双齿围沙蚕饱食沉积物所需时间较其他多毛类短,2.5 h左右,摄食周期大约7h.单位体重摄食率(以干重计)为(0.469±0.196)g/(g·d),比报道的其他多毛类摄食率低.与同类研究相比,文中还对造成结果差异的原因进行了简单分析.     

碳源种类对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷脱氮工艺的影响

目的研究碳源种类对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷工艺脱氮除磷的影响程度.方法以甲醇、淀粉、葡萄糖、乙酸钠、丙酸钠、污泥水解酸化液六种碳源模拟废水,通过间歇运行方式对不同碳源的反硝化除磷系统的运行状态进行研究.结果六个系统中,淀粉的COD去除率最小,为45%,其余系统相差不大,去除率最大的是污泥水解酸化液,为88%;缺氧结束时系统出水PO_4~(3-)-P质量浓度分别为2.24 mg/L、3.00 mg/L、3.81 mg/L、1.40 mg/L、2.46 mg/L、1.18 mg/L;各系统每克M LSS的亚反硝化速率分别为1.27 mg/(g·h)、1.15 mg/(g·h)、1.58 mg/(g·h)、2.91 mg/(g·h)、2.60 mg/(g·h)、2.03 mg/(g·h).结论碳源种类对双泥生物膜亚硝化反硝化除磷系统有很大影响,淀粉类大分子碳源不利于反硝化除磷,乙酸钠类小分子物质有利于磷的释放和吸收.     

CHA分子筛膜用于DMF渗透汽化脱水研究

将氧化钇稳定型氧化锆(YSZ)中空纤维载体上制备的CHA分子筛膜用于二甲基甲酰胺(DMF)渗透汽化脱水,系统考察了进料水含量和操作温度对膜分离性能的影响,并研究了CHA分子筛膜渗透汽化的长期稳定性。结果表明:膜的渗透水通量随进料水含量和操作温度的升高而增加;对于质量分数为10.0%水/DMF溶液,当操作温度为75℃时,CHA分子筛膜的初始渗透水通量和分离因子分别为5.7 kg/(m~2·h)和1 180;DMF分子在CHA分子筛膜表面和孔道内的吸附阻碍了水的渗透,膜的渗透水通量逐渐下降并在24 h后稳定在1.0 kg/(m~2·h)左右,渗透侧水质量分数稳定在99.0%以上。     

基于嗅觉可视化技术的猪肉新鲜度检测

嗅觉可视化技术是使非可见物质成像(主要是气体成像)的一种无损检测新技术,属人工嗅觉模拟技术的一个新分支.使用卟啉和pH指示剂作为嗅觉可视化传感器阵列的气敏材料,检测猪肉中的优势致腐菌和新鲜度.将3种优势致腐菌(梭状芽孢杆菌、热死环丝菌、假单胞菌)分别接种至3组猪肉样本中,在3种温度(-16℃,4℃和20℃)条件下分别贮藏不同的时间后,采用扫描仪获取可视化传感器阵列与每个样本反应前后的图像信息;将阵列反应前后的颜色差值作为样本特征值,对不同的猪肉样本经不同贮藏时间后产生的挥发性气味,可视化传感器阵列显示其特定的颜色图像与其对应.结果表明,嗅觉可视化技术可以用于检测猪肉的优势致腐菌以及判断猪肉的新鲜度.     

畜禽饲养对动物源性产品质量安全的影响与防控对策

较详细地阐述了畜禽饲养环节对动物源性产品质量安全影响因素的来源,并根据分析的影响因素,针对性地提出了解决畜禽饲养环节动物源性产品质量安全的防控对策和思路.     

天然活性成分生物转化的微生物、特异酶及其应用

介绍了天然活性成分生物转化的微生物、特异酶以及其应用.中草药等植物中含有的主要天然活性成分,人体难吸收、活性低.为了得到易吸收、高活性的天然有效成分,筛选了一批新微生物,发现一批新型特异的天然成分转化酶;研究了生物转化制备高活性天然成分单体、异构体混合物组、活性中草药制备.     

佛山市道路环境PM_(2.5)中金属与水溶性离子污染分析

分别在佛山市城区有代表性的季华路(主干道)、同济路(次干道)、华远西路(支路)路边,采集了PM2.5样品,并分析了样品中12种金属元素和9种水溶性离子的含量。结果表明:佛山市城区各道路环境PM2.5日均浓度的由大到小依次为:季华路(173.3μg/m3)、同济路(141.2μg/m3)、华远西路(126.0μg/m3),与车流量之间具有显著的正相关关系,且均高于同期城区PM2.5的日均浓度64.5μg/m3。3个采样点检出金属元素中含量较高的是Fe、Al、Ca、Mg,其次是Zn和Pb。不同道路环境中Al、Ca、Mg、Zn和Pb元素的浓度由大到小均依次为:季华路、同济路、华远西路。富集因子分析表明佛山市城区道路环境人为污染较严重的金属元素为Cd、Zn、Pb、As。采样期间SO42-、NO3-和NH4+是主要的水溶性离子。