地理信息系统与模型集成技术在林地林木产量和光能利用率估测中的应用

利用福建省气象要素观测及山地土壤调查资料,探讨地理信息系统和数学模型集成技术在区域林地栅格空间林木产量和光能利用率估测中的应用.结果表明,区域年均温、降水量和太阳总辐射能与经度、纬度及海拔的2次趋势面分析模型相关性均达极显著水平,复相关系数为0.692～0.981.采用地理信息系统与2次趋势面分析及1、2和4次反距离权重插值模型集成技术可分别较准确推算区域太阳总辐射能、年均温和降水量的空间数据,验证气象站点相应气象要素观测值与模型推算值之间的差异均未达显著水平,t值仅分别为1.29、0.12和0.06.借助地理信息系统与相关模型集成技术可实现区域林地栅格空间林木产量和光能利用率的估测,研究区林地林木产量和光能利用率分别为2.32～18.61 m³·hm^-2·yr^-1和0.11%～0.91%.     

人工湿地植物种类及多样性对甲烷释放及功能基因丰度的影响

为了研究人工湿地处理中碳/氮水平的废水时植物种类及多样性对系统甲烷释放及功能基因丰度的影响,我们构建了实验尺度的人工湿地微宇宙实验系统。选取千屈菜(Lythrum salicaria L.)和海寿花(Pontederia cordata L.)2种人工湿地常用、景观效果好的植物,在系统中配置了单种处理和两物种混种处理。结果表明:千屈菜与海寿花混种系统的甲烷释放强度(8.78 mg CH_4 m~(-2) d~(-1))高于两物种单种系统的平均值(6.97 mg CH_4 m~(-2) d~(-1))(P0.001),同甲烷释放一样,混种系统的mcrA基因绝对丰度(977541.6 copies/g dw soil)也高于两物种单种系统的平均值(585146.8 copies/g dw soil),但混种系统的pmoA基因绝对丰度(326956.6 copies/g dw soil)低于两物种单种系统的平均值(1043616.0 copies/g dw soil)(P0.001)。此外,混种系统的微生物量、植物生物量高于两物种单种系统的平均值(P0.01),但出水铵态氮浓度低于两物种单种系统的平均值(P0.05),出水总有机碳浓度和硝态氮浓度在单混种系统间无显著差异(P0.05)。千屈菜单种系统和海寿花单种系统间的甲烷释放强度、pmoA基因绝对丰度、微生物量、植物生物量和出水铵态氮浓度存在显著差异(P0.05),但mcrA基因绝对丰度、出水总有机碳和硝态氮浓度无显著差异(P0.05)。为了达到人工湿地的高净化效率,需要将千屈菜与海寿花混合种植,但混合种植强化甲烷释放。通过植物种类和丰富度对各指标变异的解释度(ω~2)分析发现,植物种类对甲烷释放、pmoA基因绝对丰度、出水铵态氮的影响大于植物丰富度,但对mcrA基因绝对丰度的影响小于植物丰富度。     

基于分割的多尺度城市绿地景观

利用多分辨率分割生成3种尺度的城市绿地景观.以50像元和300像元的目标分割值生成小尺度和大尺度的景观影像目标层,利用最近邻法分类两个目标层.对小尺度景观分类后的结果进行分割生成中间尺度的景观影像目标层并进行分类.从3个景观尺度的分类目标层中矢量化提取出绿地信息并计算6个景观指数：多样性、优势度、均匀度和分维数、破碎度和内缘比.多样性、优势度、均匀度和分维数的最大值分别为2.2、0.681、0.948和0.326,最小分别为1.641、0.122、0.707和0.113.表明多样性、均匀度和破碎度随着景观尺度的增大而减小,优势度随着景观尺度的增大而增大.基于分割产生多尺度景观的方法可以满足城市绿地景观研究的需求.     

土施糖类对丛枝菌根真菌侵染率和产孢的影响

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)不能进行光合作用,需要宿主植物提供碳水化合物供其完成整个生命周期,添加外源物质调控AMF和宿主植物的关系被认为是一种可行的措施。通过盆栽实验种植番茄,探索土施不同糖类对摩西球囊霉Glomus mosseae的侵染率、产孢能力和功能(宿主植物生长和养分)的影响。结果表明,添加葡萄糖和蔗糖可提高接种了摩西球囊霉的番茄的地上部生物量以及磷、钾吸收量,但对地上部氮吸收量影响不显著;添加麦芽糖和淀粉对地上部生物量及氮磷钾养分吸收量的影响均不显著。添加糖类处理,土壤碱解氮均有下降趋势;土壤速效磷、速效钾随着地上部磷和钾吸收量增加有下降趋势。糖类添加对土壤有机质没有影响。添加不同糖类均提高了AMF的侵染率,其中添加蔗糖处理的侵染率较单独施用摩西球囊霉菌处理增加了114%。单独施用摩西球囊霉菌剂处理土壤孢子数为10个/g,添加葡萄糖和淀粉处理的孢子数均为8个/g,添加蔗糖和麦芽糖处理的孢子数均为11个/g,添加糖类均对AMF产孢无显著影响。     

二氧化碳减排产柴油微藻培养体系研究进展

污水资源化、二氧化碳减排及微藻生物柴油是当前能源与环境领域的前沿课题。以下围绕污水及烟道气资源化培养产油微藻的培养体系,就藻种、营养条件、培养方式、培养环境及微藻生物反应器等影响产油微藻培养的因素研究进展进行了综述。在综述的基础上提出：由于微藻具有特殊营养方式,通过藻种筛选、微藻营养条件和培养环境的优化以及高效光生物反应器和生产工艺等的创新,可利用污水进行产油微藻生产,以获得生物柴油等高附加值产品,实现微藻生物能源、污水资源化处理和CO2减排三者高度耦合的产油微藻生产体系,从而减少微藻培养费用及污水处理费用,因此,该体系具有重要的环境、社会、经济价值和商业化应用前景。     

天然砂与修饰砂对病毒的吸附与去除

分别在不同pH、含有不同金属阳离子及腐殖酸的脱氯自来水与蒸馏水中,研究了砂与金属氢氧化物修饰砂吸附与去除Polivirus 1(PV1)和Bacteroides fragilis phage(B．fp)的不同效果。结果显示,天然砂吸附病毒效率随水体pH的降低而增加,但当砂表面经氧氧化铝、氢氧化铁沉积修饰后,却在中性pH具有较高的吸附率。金属阳离子可促进天然砂吸附病毒,并随其浓度和价态的增加而增加,但对修饰砂作用不明显。腐殖酸对砂及修饰砂吸附病毒的影响也不同,修饰砂吸附病毒不受腐殖酸的存在及其浓度影响,而天然砂会因腐殖酸的存在及其浓度的提高而降低吸附病毒效率。在任一实验条件下,砂与修饰砂在自来水中的吸附病毒效率高于在蒸馏水中的吸附效率,扫描电镜观察显示砂与修饰砂具有明显不同的表面结构特征,这是两者具有不同吸附效率的基础。从砂与修饰砂吸附PV1的效率高于B．fp的现象说明B．fp是一个更为合适的病毒去除指示生物。本实验结果表明了金属氢氧化物修饰砂可为传统的净水工艺提供高效的病毒去除过滤介质与途径。     

TMV在不同水体与温度条件下的灭活动力学

了解植物病毒在不同水体与温度条件下的灭活规律具有重要的理论与实际意义。本文以典型植物病毒烟草花叶病毒(TMV)为模型,比较了其在不同温度条件下,在闽江水、自来水、生活污水、微孔滤膜过滤除菌污水及超纯水中的灭活动力学。结果显示,温度是导致TMV灭活的重要因素,水温升高,病毒灭活速率加快;此外,某些水质因子也影响TMV的灭活效率,其中可溶性盐的存在及其含量对TMV的灭活会因所处的环境不同而异;某些微生物或代谢产物对植物病毒TMV具有灭活作用,而能生化降解的有机质加速TMV灭活可能是通过促进水体中的微生物增殖而起作用。     

濒危植物桫椤个体生态场梯度的研究

通过构建濒危植物桫椤(Alsophila spinulosa)个体生态场梯度模型,研究桫椤个体生态场梯度的变化特征.随着与场源距离的增加,桫椤个体生态场梯度先逐渐升高,达到最大值后又逐渐降低并收敛于零,其变化形式符合Rayleigh分布.不同地段的桫椤种群个体场梯度大小变化幅度不同,最大场梯度值以及出现最大场梯度时的作用妹距离亦不相同.随作用距离增加,场梯度的收敛速度差异增大.     

格氏栲林优势种竞争关系及其预测动态的研究

通过野外调查数据,利用Hegyi单木竞争指数模型,定量地分析格氏栲天然林种内和种间竞争强度.结果表明格氏栲种内竞争强度随着胸径的增大而逐渐减少;种内与种间竞争强度的顺序为马尾松-格氏栲(Pinus masoniana-Castanopsiskawakamii)>格氏栲-格氏栲(C. kawakamii-C. kawakamii)>木荷-格氏栲(Schima superba- C.kawakamii)＞杜英-格氏栲(Elaeocarpus decipiens-C.kawakamii)>木姜子-格氏栲(Litsea mollifolia-C. kawakamii)>老鼠矢-格氏栲(Symplocos stellaris-C.kawakamii);种内、种间竞争强度与格氏栲胸径之间存在显著的双曲线非线性回归关系,并利用模型预测了格氏栲种内种间的竞争强度.种内与种间竞争关系的数量研究,不仅拓展格氏栲天然林物种竞争规律的探索,而且为格氏栲林经营管理、保护和合理开发利用提供依据.     

珍稀濒危植物南方铁杉种群动态研究

以种群生命表及生存分析理论为基础,编制南方铁杉种群静态生命表,绘制存活曲线、死亡率曲线、亏损度曲线、死亡密度函数曲线、积累死亡函数曲线和危险率函数曲线,分析种群生命过程。结果表明,南方铁杉有一个死亡最低峰,存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型。并应用谱分析方法研究南方铁杉种群动态,结果表明,在南方铁杉种群自然更新过程中并没有表现出明显的周期性。