西双版纳热带季雨林通量分配及能量平衡问题北大核心CSCD

为了探讨我国西双版纳热带季雨林的能量分配和平衡问题,利用涡度相关系统和常规气象仪器的连续监测结果,分析了不同季节的能量通量特征和闭合特点。结果表明,西双版纳热带季雨林全年的净辐射、潜热通量、显热通量、土壤热通量和热储存量分别是4546.07、2453.24、492.22、-10.47和45.93 MJ/m^(2),土壤为热源,潜热年总值占净辐射的54.0%,显热占10.8%,能量以蒸发散为主要的耗损形式。辐射和能量有明显的日变化和季节动态,各能量分量的日变化几乎都呈白天高夜间低的单峰趋势,反照率整体为0.10~0.12,波动不大;波文比季节差异明显,为0~0.8。热带季雨林的全年闭合度为0.67,未考虑热储量时,闭合度为0.51~0.79,考虑热储量为0.53~0.80。可见,在林冠茂密的热带季雨林中,热储量对能量闭合度的贡献不大,忽略热储量并不是导致能量不闭合的主要原因。     

基于多Agent仿真解析处理剩余污泥的微生物电解池种群互作关系

【背景】微生物电化学系统耦合了电化学反应和厌氧消化过程,在处理剩余污泥同时实现能源回收,成为具有应用前景的技术之一。揭示电活性生物膜和活性污泥种群互作机制,有助于进一步调控和强化系统性能。高通量核酸测序技术研究微生物群落具有投入大、耗时长和不可预测的缺点,开展微生物群落动态仿真可以更有效地预测群落结构与功能。【目的】研究厌氧消化和生物电化学系统的微生物种间热力学与动力学的演化规律。在考虑电子供体、电子受体、温度、pH值等生态条件下,分析底物的电子流向及微生物群落结构的动态变化。【方法】通过对剩余污泥处理的微生物电解池(Microbial electrolytic cell,MEC)建立一个多Agent仿真(Multi-agent-based simulation,MAS)模型,评估MEC对底物氧化电子转移的能量效率和传质效率,模拟微生物群落结构实时变化,同时耦合动力学和热力学分析;揭示影响MES运行的电子流向决定性因素及相应的微生物种群,为复杂污染物生物处理系统中种间互作和动力学研究提供基础依据。【结果】通过MAS模拟,确定MEC污泥处理工艺的最佳能量传递效率与传质效率为η=0.2,ε=0.5,MAS结合热力学与动力学参数模拟微生物的群落动态与实验组有较高的吻合性。在长期的运行中,微生物电化学系统中丙酮酸没有积累。【结论】证实了MAS结合热力学与动力学参数可以预测微生物的群落动态,并进行实时监测。研究表明多Agent仿真为微生物群落结构动态变化提供了一种新的研究方法,该方法与高通量核酸测序技术进行校验和联用,为人工和自然生态系统中微生物种群预测与评估研究提供一个新的手段。     

皱纹盘鲍的个体能量收支

对皱纹盘鲍的呼吸、摄食、生长及能量收支等实验研究表明, 鲍的耗氧率与壳长、体重、温度及昼夜变化有关, 耗氧率与壳长、体重均呈幂函数关系, 一天中16~4时(夜间)耗氧率高于4~16时(白天)且在18~20时达峰值.同温度下鲍日摄食率与体重呈幂指数关系, 日(相对)摄食率随温度升高而增加, 而日相对摄食率、日相对生长率均随壳长、体重增加呈下降趋势.鲍在14~20℃内对海带的总转化效率为53%.鲍软体部、海带及鲍粪便干品的比能值分别为19.2、8.57和7.23kJ·g^-1.14~20℃皱纹盘鲍摄入能量的34.6~48.6%为粪能, 22.0~38.2%的能量用于自身代谢, 5.6~28.2%用于贝体软体部的生长.     

青海海北地区高山嵩草草甸植物群落生物量动脉及能量分配

对青海海北地区高山草甸主要植物群落小嵩草草甸,矮嵩草草甸,藏嵩草沼经草甸地下生物量动态和能量分配的研究结果表明,不同植物群落年地上净生产量及其年示动态和主要植物类群生物量季节动态具有明显的差异,其生物量季节动态可由如下模型表示：Ｗｉ＝Ｋｉ（１＋ｅｘｐ（Ａｉ－Ｂｉｔ）植物群落地上,地下生物量的垂直分布呈典型的金字塔和倒金字塔模式。     

虾蟹类能量收支的研究概况

能量流体是生态系统的基本特征之一,动物生命活动中的行为和代谢过程物质的转化都需要能量,研究能量在生物体内转化分配过程的生物能量学也就成为生态学的基本内容。生物能量学的中心问题是阐明生物体内能量收支各组分之间的定量关系,以及各种生态因子对这些关系的作用...     

A new method to measure and calculate light intensity and light quality simultaneously by using portable spectrometer

The influence of light intensity and light quality on plants is highly concerned in the field of plant physiology and ecology. However, the calibrated quantum meter for measurement of light intensity cannot measure light quality, and vice versa. Here we developed an empirical formula to convert light energy to photon flux density, based on the measurement conditions of spectrometer. Under the guide of the formula, a portable spectrometer (AvaSpec-ULS2048×64) was calibrated by using four narrowband light emitting diode (LEDs) in combination with a calibrated quantum meter (LI-190SB). After calibration of the spectrometer, we can calculate photosynthetic photon flux density (PPFD or PAR) and measure spectrum of radiation flux simultaneously. Under natural light conditions, the errors between measured and calculated PPFDs are in the range from -2% to 5%, indicating the reliability of the method. With this new approach, the application of portable spectrometer can be greatly broadened: 1) the light intensity and quality of light source and plant growth light environment can be obtained simultaneously, 2) PPFD can be obtained within any specified wavelength range, and 3) there is no need to use standard light source to obtain the absolute light/radiation flux of a spectrum measured by spectrometer. In conclusion, this method has potential applications for the study of plant physiology and ecology.     

不同能量供需下雌性棕色田鼠胃运动的变化

用PowerLab/8sp生理信号采集分析系统记录哺乳雌鼠、禁食1d和3d雌鼠及正常对照雌鼠胃内压、胃收缩幅值及收缩频率,以研究在不同能量需求与供应状态下,棕色田鼠(Lasiopodomys mandarinus)胃运动的适应性变化。结果显示,禁食组和哺乳期雌鼠的胃内压及胃收缩幅值均显著高于正常对照雌鼠组(P0.05),禁食组胃内压、胃收缩幅值较哺乳组有所下降,且禁食3d组胃内压明显下降(P0.05)。说明在不同生理状态下,能量需求与供应不同,消化道活动发生适应性变化,且消化道生理功能变化与能量胁迫程度相关。     

中缅树鼩消化道长度和重量变化

为探讨栖息于昆明禄劝地区中缅树鼩(Tupaia belangeri)的消化道特征与环境之间的适应关系,在2008年6月和12月(夏季和冬季)分别对自然环境中缅树鼩的胃、小肠、大肠、盲肠的长度、含内容物重、去内容物重、干组织重等消化道指标进行了测定。结果表明,中缅树鼩消化道特征冬季和夏季存在变化,随着温度降低、食物质量下降,中缅树鼩的小肠长度和重量增加;各器官重量均在冬季最大;中缅树鼩在受到低温、食物质量下降等因子胁迫下,通过调节消化道长度和重量来满足能量需求的增加,维持正常的生理机能。中缅树鼩的消化道在冬季和夏季中表现出的变化模式及消化对策对其在自然环境中的生存是至关重要的。     

污泥中重金属的生物淋滤

生物淋滤法(Bioleaching)是指利用自然界中一些微生物(硫细菌)的直接作用或其代谢产物的间接作用,产生氧化、还原、络合、吸附或溶解反应,将固相中某些不溶性成分(如重金属、硫及其他金属)分离浸提出来的技术.在生物淋滤中,嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)和嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans,A.f)被用作有效的淋滤载体[1].这种嗜酸性的化能自养型细菌以大气中的CO2为碳源,以无机物铁或硫为能源来维持生长,不需要提供外来的碳源和电子供体.另外,由于pH值很低,抑制了其他细菌的生长,所以在实际的操作过程中不需要严格的无菌条件.氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌去除重金属适宜于污水处理厂的开放系统,采用土著嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(A.f)和氧化硫硫杆菌(A.f)进行重金属去除.也就是说,处理什么地方的污泥,就在什么地方分离A.f和A.t,这样分离的微生物在生物淋滤过程中能发挥较好的作用.这也是微生物在自然界生长繁殖的特点之一. 本期介绍了王聪、宋存江等[2]从剩余活性污泥中分离得到两株土著硫杆菌,对两株菌进行了分类鉴定,确定二者分别为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌杆(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)和嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans,A.t),将二者的单菌和混合菌分别接种于剩余活性污泥中,进行了为期9 d的生物淋滤,对淋滤过程中的pH变化、氧化还原电位(ORP)以及重金属含量进行了检测.结果表明,生物淋滤9 d的混合菌对于As、Cr、Cu、Ni和Zn的去除效果最好,去除率分别达到了96.09%、93.47%、98.32%、97.88%和98.60%.混合菌生物淋滤对于Cd和Pb的去除率在第6天之后迅速下降,但是A.t单菌淋滤保持较高的去除率,此结果为进一步的应用打下了良好的基础.