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作者：华咏乐扬州大学

学位级别：硕士

全球气候变暖导致降水格局改变,这无疑会对陆地生态系统,特别是干旱和半干旱地区的生态系统产生巨大影响。降水引起的资源变化会改变植物物种间的竞争关系及动植物相互关系,也会影响植物群落的物种组成及分布。本论文利用在内蒙古锡林... 详细信息

全球气候变暖导致降水格局改变,这无疑会对陆地生态系统,特别是干旱和半干旱地区的生态系统产生巨大影响。降水引起的资源变化会改变植物物种间的竞争关系及动植物相互关系,也会影响植物群落的物种组成及分布。本论文利用在内蒙古锡林郭勒草原建立的大、小型围栏进行实验,围栏连续10年进行人工增雨及布氏田鼠干扰处理,之后逐步取消增雨和田鼠处理,通过测定围栏内三种优势禾本科植物的功能性状以及调查植物群落结构的变化,探讨降雨量增加和布氏田鼠活动以及种间竞争对植物功能性状、物种多样性及群落生产力的影响,以揭示全球气候变化大背景下草地生态系统的变化机制,为合理管理布氏田鼠种群数量以及草原的可持续发展提供可靠的数据。主要研究结果如下:1)增雨和布氏田鼠对群落的物种丰富度和地上生物量有显著的交互作用,与对照相比,轻度增雨和适度增雨显著提高了物种丰富度和地上生物量,但当布氏田鼠存在时,二者显著降低。增雨和布氏田鼠及其交互作用对多样性指数和优势度指数无显著影响。增雨对均匀度指数无显著影响,布氏田鼠显著增加了均匀度指数,但二者对其无显著的交互作用。取消增雨处理后布氏田鼠显著降低了群落的物种丰富度和地上生物量,显著增加了群落的物种均匀度。表明增雨对群落物种组成和生产力有促进作用,而布氏田鼠则有相反的作用,它有利于增加群落物种的均匀分布。2)增雨和布氏田鼠对羊草的功能性状无显著的交互作用。增雨显著增加了羊草的株高、叶宽、叶长、叶面积、叶饱和鲜重和叶干重,使其光合能力显著提高,布氏田鼠显著降低了羊草的株高和叶干物质含量,使其光合能力和防御能力显著降低。增雨和布氏田鼠对羊草的重要值有显著的交互作用,与对照相比,布氏田鼠会降低羊草的重要值,但增加降雨后羊草的重要值显著提高。表明增雨能促进羊草的生长及其在群落中的优势度,而布氏田鼠干扰对羊草生长、生存及其在群落中的优势度产生不利影响。3)增雨和布氏田鼠对克氏针茅的功能性状无显著的交互作用。增雨显著增加了克氏针茅的株高、叶长、叶碳氮比,使其光合能力显著提高,布氏田鼠显著增加了针茅的株高、叶宽、叶长、叶饱和鲜重、叶干重和叶碳氮比,使其光合能力和防御能力显著提高。增雨和布氏田鼠都显著降低了针茅的重要值,且二者无显著的交互作用。表明增雨和布氏田鼠虽然能促进针茅的生长和生存,但针茅在群落中的优势度最终降低。4)增雨和布氏田鼠仅对隐子草的株高有显著的交互作用。增雨显著增加了隐子草的叶碳氮比,但也显著降低了其叶宽、叶面积、叶饱和鲜重、叶干重,导致隐子草的光合能力降低,布氏田鼠显著增加了隐子草的叶面积和叶碳氮比,使其光合能力和防御能力显著提高。增雨显著降低了隐子草的重要值,布氏田鼠显著提高了其重要值,且二者无显著的交互作用。表明增雨会抑制隐子草生长及其在群落中的优势度,而布氏田鼠能促进隐子草生长、生存及其在群落中的优势度。5)结构方程模型显示,增雨处理下,羊草会通过增加株高以及抑制针茅和隐子草的优势度来提高其优势地位;针茅和隐子草会通过增加叶碳氮比来提高其优势地位。布氏田鼠处理下,羊草会通过降低株高以及提高针茅和隐子草的优势度来降低其优势地位;针茅会通过增加叶碳氮比来提高其优势地位;隐子草会通过增加叶碳氮比以及抑制羊草和针茅的优势度来提高其优势地位。说明植物能通过改变功能性状以及影响其他植物的优势度来调节自身的优势地位。6)取消增雨处理后,三种禾本科植物对布氏田鼠干扰的响应发生了变化。布氏田鼠显著提高了羊草的叶宽、叶饱和鲜重、叶干重,显著降低了其比叶面积,使其光合能力和防御能力提高,重要值显著增加;说明取消增雨后,布氏田鼠能促进羊草生长、生存及其在群落中的优势度。布氏田鼠显著降低了克氏针茅的株高、叶长,显著提高了其叶碳氮比,使其光合能力下降,防御能力提高,重要值无明显变化;说明取消增雨后,虽然针茅会改变防御性状来抵御动物啃食,但由于布氏田鼠抑制了针茅的生长,其在群落中的优势地位最终无明显变化。布氏田鼠显著降低了隐子草的叶宽、叶长、叶面积、叶饱和鲜重、叶干重和比叶面积,使其光合能力下降,但防御能力提高,重要值显著降低;说明取消增雨后,布氏田鼠对隐子草的生长的负面效应大于隐子草对田鼠的防御,最终隐子草在群落中的优势度降低。7)取消增雨和布氏田鼠处理后,种间竞争对三种禾本科植物的重要值都有显著的负效应;种间竞争与羊草的株高、叶干物质含量显著负相关,与隐子草的叶宽、叶干重以及叶干物质含量显著负相关;说明种间竞争对植物的光合能力和抗旱能力以及优势地位有抑制作用。综上所述,增雨不仅能够影响优势禾本科植物的生长,而且对植物群落的物种丰富度和生产力有促进作用;布氏田鼠的选择性采食降低了群落的物种丰富度和地上生产力,增加了物种的均匀度;植物通过权衡功能性状以及改变资源竞争能力来达到“生长”和“生存”的目的。因此,增雨、布氏田鼠以及种间竞争共同调节着内蒙古草原

关键词：人工增雨布氏田鼠物种多样性生产力功能性状

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内蒙古草原布氏田鼠与绵羊的营养生态位研究

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生态学报 2022年第21期42卷 8618-8627页

作者：华咏乐谢燕锦殷宝法魏万红扬州大学生物科学与技术学院扬州225009 江苏省动物重要疫病与人兽共患病防控协同创新中心扬州225009

放牧活动对小型啮齿动物种群数量的影响是草原生态系统研究中的热点问题,确定绵羊和小型啮齿动物的营养生态位关系对于草原生态系统的管理具有重要的作用。运用粪便显微分析法分析了内蒙古草原动物生态研究站大型野外围栏内布氏田鼠和... 详细信息

放牧活动对小型啮齿动物种群数量的影响是草原生态系统研究中的热点问题,确定绵羊和小型啮齿动物的营养生态位关系对于草原生态系统的管理具有重要的作用。运用粪便显微分析法分析了内蒙古草原动物生态研究站大型野外围栏内布氏田鼠和绵羊在6—9月份的食谱组成,确定两种草食动物食性选择和营养生态位的变化,从食物利用途径揭示放牧活动对布氏田鼠种群数量的影响方式及二者之间的竞争与共存关系。研究结果表明:围栏中共有23种植物,其中糙隐子草、克氏针茅、羊草和刺藜是围栏中的优势植物;布氏田鼠共取食10种植物,绵羊共取食8种植物,禾本植物为两种动物的主要采食植物。布氏田鼠和绵羊的喜食植物种类都存在季节性变化;除7月外,两种动物的食物多样性与围栏植物多样性有显著的正相关关系,表明动物的食性选择受植物资源变化的影响。布氏田鼠和绵羊具有很高的营养生态位重叠度,除8月(0.691)外,6、7、9月份的营养生态位重叠度均高于0.9,表明二者之间存在激烈的食物竞争;放牧活动极显著地降低了禾本科植物的地上生物量,导致布氏田鼠的食物数量减少;放牧处理下布氏田鼠的喜食植物的物种数和营养生态位宽度(除9月)增加,导致布氏田鼠的食物质量下降。以上研究结果说明,较高的营养生态位重叠度引起动物间激烈的食物竞争;放牧会影响围栏中植物资源的变化,进而影响布氏田鼠的食性选择,放牧活动可能通过降低布氏田鼠的食物数量和质量对其种群数量产生负面效应;这也说明适度的放牧活动在增加人类对草场利用的同时,又可降低小型啮齿动物的数量及危害。

关键词：粪便显微分析法营养生态位宽度营养生态位重叠度物种多样性

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降雨和布氏田鼠啃食对内蒙古草原植物群落的影响

降雨和布氏田鼠啃食对内蒙古草原植物群落的影响

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第十六届全国野生动物生态与资源保护学术研讨会

作者：谢燕锦华咏乐魏万红殷宝法扬州大学生物科学与技术学院

气候变化可能导致植物-食草动物之间的相互作用关系发生改变,植物权衡其在生长-防御性状上的投资,并在种群和群落层面出现新的动态特征。但目前同时探究降雨和小型哺乳动物对植物功能性状和群落组成影响的研究还较为缺乏。我们通过野外... 详细信息

气候变化可能导致植物-食草动物之间的相互作用关系发生改变,植物权衡其在生长-防御性状上的投资,并在种群和群落层面出现新的动态特征。但目前同时探究降雨和小型哺乳动物对植物功能性状和群落组成影响的研究还较为缺乏。我们通过野外大型围栏进行了连续10年(2010-2019)的降雨和布氏田鼠啃食控制实验,以评估两者对内蒙古草原三种优势植物(羊草,Leymus chinensis;克氏针茅,Stipa krylovii;糙隐子草,Cleistogenes squarrosa)生长、防御以及适合度的影响。我们发现,在轻度增雨条件下,糙隐子草在面临布氏田鼠啃食干扰时减少了根系吸收的投入(降低根表面积密度),间接造成羊草获得竞争优势,羊草仍为第一优势种;而在适度增雨条件下,布氏田鼠的啃食压迫作为主导因素,促使其不喜食的糙隐子草成为植物群落中的第一优势物种。其次,三种植物均增强其防御性状(如增加叶厚、叶碳氮比)以响应布氏田鼠啃食干扰;而降雨使得三种植物的生长(如株高、叶干物质含量)以及防御(叶碳氮比)投入显著增加,进而提高种群适合度。我们的研究表明,降雨和布氏田鼠啃食共同塑造植物性状,并驱动了植物群落组成。

关键词：气候变化降雨布氏田鼠功能性状生长-防御

来源： cnki会议评论

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飞秒激光仿生调控材料表面浸润性:当前进展与挑战(特邀)

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中国激光 2024年第1期51卷 161-241页

作者：雍佳乐吴东中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026

特殊浸润性表面在众多应用领域都发挥着重要作用,因而它的制备不论是在基础科学研究领域还是在工程实际应用方面都具有重要意义。可加工材料广泛以及擅长微纳结构精细设计的优势使飞秒激光成为一种制备各种超浸润微结构表面的有效工具... 详细信息

特殊浸润性表面在众多应用领域都发挥着重要作用,因而它的制备不论是在基础科学研究领域还是在工程实际应用方面都具有重要意义。可加工材料广泛以及擅长微纳结构精细设计的优势使飞秒激光成为一种制备各种超浸润微结构表面的有效工具。本综述系统总结了飞秒激光微加工技术在调控材料表面浸润性方面的研究进展。基于飞秒激光对材料表面微纳结构的设计和改性,可以实现超亲水与超疏水性、超疏油性、水下超疏气与超亲气性、液体灌注超滑表面、水下超疏聚合物性、超疏液态金属性、可调黏滞性、各向异性浸润性、智能可调浸润性等一系列极端浸润性质。这些特殊的浸润性使得飞秒激光作用后的材料获得了一系列实际应用,如防水/防油/防气、自清洁、液滴操控、液体图案化、浮力增强、微小液滴/气泡释放、油水分离、水气分离、防结冰、防腐蚀、水下减阻、水雾收集、微流控、柔性电路/电子器件、细胞工程、生物医疗、海水淡化、表面增强拉曼散射等。最后,本文总结讨论了飞秒激光调控材料表面浸润性技术的突出优势以及当前所面临的挑战。

关键词：激光技术飞秒激光微纳加工浸润性超疏水

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中国东北北部地区雪面雨日数变化及其影响因素

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地理研究 2024年第7期43卷 1850-1861页

作者：宝乐尔其木格内蒙古农业大学林学院呼和浩特010019

本文基于中国东北北部地区121个气象站1968—2019年逐日积雪深度、降水、气温、海拔高度资料,利用统计方法对雪面雨日数气候学和长期变化特征及其影响因子进行了分析。结果表明:中国东北北部地区年均雪面雨日数在0.12~3.60 d之间,其中... 详细信息

本文基于中国东北北部地区121个气象站1968—2019年逐日积雪深度、降水、气温、海拔高度资料,利用统计方法对雪面雨日数气候学和长期变化特征及其影响因子进行了分析。结果表明:中国东北北部地区年均雪面雨日数在0.12~3.60 d之间,其中长白山(1.34 d),大、小兴安岭地区雪面雨日数偏多,最多出现在长白山南部,高原和平原地区雪面雨日数少,年均0.83 d以下。雪面雨发生在秋季积雪积累期和春季融化期,峰值分别出现在10月和4月,春季积雪消融期比秋季积累期多,约是其2倍。近52 a东北北部地区雪面雨日数呈减少趋势,大、小兴安岭减少较快(气候倾向率分别是-0.107 d/10a和-0.105 d/10a,均通过显著性检验)。冷季降雨日数和积雪日数对雪面雨贡献具有空间异质性,大兴安岭地区虽然降雨日数少但积雪日数多,使得该地区雪面雨日数较大,长白山地区则相反。月尺度上,雨日和积雪日数的共同增加(减少)导致3月(9月)雪面雨日数增加(减少),4月长白山、松嫩平原和小兴安岭地区雨日和积雪日数共同减少导致雪面雨日数减少。10月积雪日数减少是雪面雨日数减少的主因。积雪积累和融化初期(9月和3月)降雨日数和积雪日数共同变化导致雪面雨变化,而在积雪积累和融化后期(10月和4月)积雪日数对雪面雨变化贡献更大。年雪面雨日数和雪面雨量随海拔的升高而增加。

关键词：东北北部地区雪面雨变化影响因素

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饱和砂土中DNAPL污染物迁移过程及数值模拟

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中国环境科学 2024年第1期44卷 386-395页

作者：肖鹏刘汉乐桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004

基于物理砂箱实验所获参数,运用数值模拟Petrasim程序模拟DNAPL在饱和多孔介质中的迁移过程,探究DNAPL在重力和毛细力共同作用下的迁移行为与迁移路径中污染物的分布特征.研究表明:⑴DNAPL污染物入渗前期主要受重力影响呈“液滴”状垂... 详细信息

基于物理砂箱实验所获参数,运用数值模拟Petrasim程序模拟DNAPL在饱和多孔介质中的迁移过程,探究DNAPL在重力和毛细力共同作用下的迁移行为与迁移路径中污染物的分布特征.研究表明:⑴DNAPL污染物入渗前期主要受重力影响呈“液滴”状垂向扩散,在垂向扩散至底部不透水层后,DNAPL在毛细力驱动下开始横向再分布扩散,最后在底部形成长期的“池状”污染源区;⑵通过对比验证数值模拟结果和实验结果,其垂向扩散相对误差范围为-2.96%~5.95%.横向扩散的相对误差范围为0.04%~23.41%.平面污染面积相对误差范围为0.03%~19.39%.表征横向扩散、垂向扩散与污染面积模拟值与实验值差异性的拟合决定系数R2分别为0.8827、0.9919、0.9832,模拟结果与实验值接近,模拟效果良好.结果说明了数值模拟Petrasim程序预测饱和多孔介质中DNAPL迁移行为和污染分布范围的可靠性与准确性.在野外环境中DNAPL泄露污染的污染范围评估与迁移行为预测方面具有广阔的应用前景.

关键词：重非水相液体污染物分布数值模拟饱和砂土

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中国近海及西北太平洋气溶胶铁的研究进展

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中国环境科学 2024年第2期44卷 602-619页

作者：张天乐郑玫北京大学环境科学与工程学院北京100871

总结中国近20年来近海及西北太平洋区域海洋气溶胶中铁的研究进展.从铁排放清单的角度,介绍从沙尘铁清单到人为源铁清单建立的历程,包括总铁和可溶性铁;总结气溶胶中铁浓度的测量方法和来源解析技术的最新进展,强调未来海洋总铁和可溶... 详细信息

总结中国近20年来近海及西北太平洋区域海洋气溶胶中铁的研究进展.从铁排放清单的角度,介绍从沙尘铁清单到人为源铁清单建立的历程,包括总铁和可溶性铁;总结气溶胶中铁浓度的测量方法和来源解析技术的最新进展,强调未来海洋总铁和可溶铁在线测量的重要性,在线测量是获得高分辨率海洋气溶胶铁时空分布特征的关键;此外,指出新兴的铁同位素分析技术可实现对气溶胶铁来源的定量解析,同时将铁的在线测量技术与源解析受体模型结合是定量认识铁来源的新路径;最后总结气溶胶铁沉降对海洋生态和气候的影响,气溶胶铁沉降对浮游植物的生长具有明显的促进作用,但铁沉降气候效应的定量评估仍存在较大的不确定性.未来应加强对海洋大气铁观测数据的积累,深入对铁化学相关机制的研究,并及时推动大气与海洋模型的结合.

关键词：海洋气溶胶铁排放清单来源解析海洋响应

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植物重力感受:从淀粉体沉降到蛋白极性再定位

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科学通报 2024年第1期69卷 12-14页

作者：乐捷龙英强中国科学院植物研究所植物分子生理重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049

1880年Charles Darwin在The Power of Movement in Plants一书中曾详细记载对植物向性生长的观察结果,包括向重性、向光性、向水性等^([1]).重力是地球表面无时无刻不存在的一种环境因子,植物向重性生长是经过长期适应重力环境并演化形... 详细信息

1880年Charles Darwin在The Power of Movement in Plants一书中曾详细记载对植物向性生长的观察结果,包括向重性、向光性、向水性等^([1]).重力是地球表面无时无刻不存在的一种环境因子,植物向重性生长是经过长期适应重力环境并演化形成的植物生长和发育特性.

关键词：向光性向性重力感受地球表面环境因子向重性生长和发育

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基于表面无黏流动特征的摩阻分布机器学习

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力学学报 2024年第8期56卷 2243-2258页

作者：赵书乐张伟伟西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学流体力学智能化国际联合研究所西安710072

摩擦阻力的精准高效预示对飞行器设计至关重要.然而摩阻分布的计算不仅代价大,且对网格密度、湍流模式和数值算法的依赖性强,而试验测量更具挑战性.为此,提出了一种数据驱动的高泛化性摩阻分布机器学习建模方法.该方法在Euler方程数值... 详细信息

摩擦阻力的精准高效预示对飞行器设计至关重要.然而摩阻分布的计算不仅代价大,且对网格密度、湍流模式和数值算法的依赖性强,而试验测量更具挑战性.为此,提出了一种数据驱动的高泛化性摩阻分布机器学习建模方法.该方法在Euler方程数值解的基础上,结合RANS计算的少量摩阻分布数据样本,构建了表面无黏流动特征与摩阻分布的关联关系模型,从而实现摩阻的预测.由于该建模方法嵌入Euler方程这一物理模型,使得在很少的样本下就能保证模型的高泛化性和高精度;另一方面,相比于RANS数值计算,由于只用求解Euler方程,计算量降低约一个量级.研究通过典型翼型和机翼的测试算例来展示该方法对于气动设计中变外形气动力的预测效果.相比于端到端的分布力深度学习建模,该方法在减少5倍样本量的情况下仍能取得很高的建模精度(阻力误差约2%~3%),且对于工况与外形变化具有较强的外插预测能力,结果的分散度低.该研究为附着流机翼的摩阻分布预测和机翼优化设计提供了一种新的高效研究手段.

关键词：摩擦阻力边界层机器学习数据驱动关联建模

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带电沙尘大气对微波量子照明雷达性能的影响

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物理学报 2024年第17期73卷 85-96页

作者：杨瑞科王甲乐西安电子科技大学物理学院西安710071

本文旨在研究带电沙尘大气对微波量子照明雷达性能的影响.基于Mie粒子散射理论,运用模拟离散随机分布粒子对光子多重散射的蒙特卡罗方法,对不同能见度及不同粒子带电量的沙尘大气的微波衰减进行分析.根据量子照明雷达理论,采用基于分束... 详细信息

本文旨在研究带电沙尘大气对微波量子照明雷达性能的影响.基于Mie粒子散射理论,运用模拟离散随机分布粒子对光子多重散射的蒙特卡罗方法,对不同能见度及不同粒子带电量的沙尘大气的微波衰减进行分析.根据量子照明雷达理论,采用基于分束器理论的分光链路模型模拟沙尘大气信道,并根据量子雷达方程及量子检测错误概率理论,开展不同能见度带电沙尘大气对微波量子照明雷达的检测错误概率、信噪比和最大探测范围等影响研究,并与经典TMN雷达性能进行对比分析.结果表明,在沙尘大气中,量子照明雷达的性能随着能见度的增大而提高,粒子带电会引起信号衰减增大及系统性能下降,带电量的变化引起性能的改变是非线性的.当能见度较高时适当提高信号频率可提高量子照明雷达的性能,当能见度较低时频率提高带来的增益会小于衰减增大带来的性能下降,这种情况不宜增大频率.在与经典雷达的比较发现,在较低能见度及较低发射平均光子数时量子雷达性能较优,但随着光子数增加,优势逐渐降低.

关键词：量子照明雷达沙尘大气探测性能多重散射

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