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三种湿地植物在高负荷养猪废水脱氮过程中的根际效应

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农业环境科学学报 2024年第4期43卷 896-905页

作者：夏梦华刘铭羽叶磊李希李裕元吴金水中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院大学北京100049 湖南农业大学工学院长沙410128

为了探究不同湿地植物在处理高负荷养猪废水时的根际效应,本研究通过野外小区控制试验,以3种常见的挺水植物美人蕉(Canna indica)、梭鱼草(Pontederia cordata)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)为研究对象构建表流人工湿地,研究人工湿地植物... 详细信息

为了探究不同湿地植物在处理高负荷养猪废水时的根际效应,本研究通过野外小区控制试验,以3种常见的挺水植物美人蕉(Canna indica)、梭鱼草(Pontederia cordata)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)为研究对象构建表流人工湿地,研究人工湿地植物根系分泌物与根际氮循环微生物之间的关系。结果显示,梭鱼草对养猪废水的处理效果最好,氨氮、硝氮和总氮的去除率分别为78.3%、93.4%和81.2%。与试验前相比,梭鱼草和黄菖蒲根系可溶性有机碳(DOC)分泌速率在试验后分别增加了44.9%和13.5%;根系总有机酸(TOA)分泌速率分别增加了125.1%和147.5%。在处理养猪废水后,3种植物根际硝化过程氨氧化细菌(AOB)占主导地位,AOB-amoA基因丰度在黄菖蒲根际土中最高,为2.6×10^(8) copies·g^(-1);反硝化过程nirK基因占主导地位,nirK基因丰度在梭鱼草根际土中最高,为4.3×10^(8) copies·g^(-1)。同时,3种植物根际均存在较明显的厌氧氨氧化过程,hzsB基因丰度在梭鱼草根际土中最高,为2.6×10^(7) copies·g^(-1)。研究表明,根系分泌DOC和TOA可促进根际氮循环微生物的生长繁殖,进而提高人工湿地系统的脱氮能力。3种植物中梭鱼草生物量较大,根系分泌能力较强,在养猪废水的生态修复方面具有更高的应用潜力。

关键词：养猪废水人工湿地氮根系分泌物根际微生物

小鼠慢性弓形虫病发生过程及其动态变化规律初探

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中国血吸虫病防治杂志 2024年第3期36卷 304-309页

作者：周国庆白邵缘李宇渊朱国鼎黄思扬扬州大学兽医学院比较医学研究院、江苏省动物重要疫病与人兽共患病防控协同创新中心江苏扬州225009 国家卫生健康委员会寄生虫病预防和控制技术重点实验室、江苏省寄生虫与媒介控制技术重点实验室、江苏省医学重点实验室、江苏省血吸虫病防治研究所教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室江苏扬州225009

目的观察不同形态刚地弓形虫感染后小鼠脑内包囊形成及其动态变化,为弓形虫病防控提供依据。方法取6~8周龄ICR小鼠(20~25 g)建立慢性弓形虫感染模型,其中弓形虫PRU株速殖子按1×10^(5)个/只剂量腹腔注射感染小鼠,包囊和卵囊分别按20、20... 详细信息

目的观察不同形态刚地弓形虫感染后小鼠脑内包囊形成及其动态变化,为弓形虫病防控提供依据。方法取6~8周龄ICR小鼠(20~25 g)建立慢性弓形虫感染模型,其中弓形虫PRU株速殖子按1×10^(5)个/只剂量腹腔注射感染小鼠,包囊和卵囊分别按20、200个/只剂量通过灌胃针口服感染小鼠,观察感染后小鼠临床症状和存活情况。分别以10(低剂量组)、20(中剂量组)、40个包囊/只(高剂量组)剂量感染小鼠,观察弓形虫不同感染剂量对小鼠脑内包囊数量的影响。将小鼠按性别(雌、雄性)、感染时间(感染后20、30、60、90、120、150、180 d)分组,按20个/只剂量口服弓形虫包囊后,分别观察性别和感染时间对小鼠脑内包囊数量的影响。将小鼠分成速殖子组(T组)、包囊1代组(C1组)、包囊2代组(C2组)、包囊3代组(C3组)、包囊4代组(C4组);T组小鼠按1×10^(5)个/只剂量腹腔注射弓形虫速殖子,感染后第30天处死小鼠并收集其脑组织内包囊,再按20个/只感染C1组小鼠。此后每一代小鼠均采用上一代所产生包囊进行口服连续传代,观察连续传代对小鼠脑内弓形虫包囊数量的影响。结果以弓形虫速殖子、包囊、卵囊分别感染小鼠,感染第6~13天小鼠出现明显临床症状、感染第7~12天小鼠出现集中死亡。感染第30天时,感染速殖子、包囊、卵囊的小鼠存活率分别为67.0%、87.0%、53.0%,平均脑内包囊数量分别为(516.0±257.2)、(1203.0±502.0)、(581.0±183.1)个,差异有统计学意义(F=11.94,P0.05);雄、雌性组小鼠存活率分别为73.0%和80.0%,平均脑内包囊数量分别为(946.4±411.4)、(932.1±322.4)个,差异无统计学意义(F=1.63,P>0.05)。通过连续传代感染后,T、C1、C2、C3、C4组小鼠平均脑内包囊数量分别为(516.0±257.2)、(1203.0±502.0)、(896.8±332.3)、(782.5±423.9)、(829.2±306.0)个,差异有统计学意义(F=4.82,P<0.01);C1组小鼠脑内包囊数高于速殖子组,差异有统计学意义(P<0.01)。小鼠口服20个包囊后,感染第20天首次查见脑内弓形虫包囊,随感染时间延长脑内包囊数量逐渐增加;至感染第30、90天时,脑内包囊数量分别达峰值,此后逐步下降,至感染第180天时仍能查见脑内包囊。结论刚地弓形虫包囊较速殖子、卵囊感染后形成慢性感染的可能性更高,且慢性感染程度亦最严重;感染弓形虫包囊数量与慢性感染严重程度无关;脑内包囊形成数量于感染第30天和90天时达高峰。

关键词：刚地弓形虫慢性弓形虫病包囊卵囊速殖子脑组织小鼠

Local attribute-similarity weighting regression algorithm for interpolating soil property values

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International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2017年第5期10卷 95-103页

作者： Zhou Jiaogen Dong Daming li yuyuan Key Laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region Institute of Subtropical AgricultureChinese Academy of SciencesHunan 410125China National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture Beijing 100097China

Existing spatial interpolation methods estimate the property values of an unmeasured point with observations of its closest points based on spatial distance(SD).However,considering that properties of the neighbors spatially close to the unmeasured point may not be similar,the estimation of properties at the unmeasured one may not be *** present study proposed a local attribute-similarity weighted regression(LASWR)algorithm,which characterized the similarity among spatial points based on non-spatial attributes(NSA)better than on *** real soil datasets were used in the *** absolute error(MAE)and root mean square error(RMSE)were used to compare the performance of LASWR with inverse distance weighting(IDW),ordinary kriging(OK)and geographically weighted regression(GWR).Cross-validation showed that LASWR generally resulted in more accurate predictions than IDW and OK and produced a finer-grained characterization of the spatial relationships between SOC and environmental variables relative to *** present research results suggest that LASWR can play a vital role in improving prediction accuracy and characterizing the influence patterns of environmental variables on response variable.

关键词： attribute similarity geographically weighted regression local regression spatial interpolation

典型高原湖泊人类活动净氮磷输入时空变化及其影响因素——以云南星云湖为例

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湖泊科学 2024年第4期36卷 1110-1120,I0016,I0017页

作者：白姣杰孟岑李裕元吴大付王帅兵孙占东吴庆龙吴金水河南科技学院资源与环境学院新乡453000 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院大学北京100049 玉溪师范学院化学生物与环境学院玉溪653100 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008

星云湖作为人类农业生产活动影响下环境问题突出的代表性高原湖泊,其水体健康与生态平衡对于区域可持续发展至关重要。因此,量化解析星云湖流域人类活动净氮磷输入时空来源变化及影响因素对于流域管理和湖泊恢复具有重要意义。基于社会... 详细信息

星云湖作为人类农业生产活动影响下环境问题突出的代表性高原湖泊,其水体健康与生态平衡对于区域可持续发展至关重要。因此,量化解析星云湖流域人类活动净氮磷输入时空来源变化及影响因素对于流域管理和湖泊恢复具有重要意义。基于社会经济统计数据,采用人类活动净氮输入(NANI)、人类活动净磷输入(NAPI)模型量化星云湖流域NANI、NAPI强度。结果表明,19892020年研究区NANI、NAPI均值分别为(14614±2196)和(3135±452)kg/(km^(2)·a),时间上呈现先上升后下降的变化趋势,且峰值出现在2015年,分别达到18076和3889 kg/(km^(2)·a);空间分布上,除东部NANI、NAPI较低外,其余区域均较高;化肥和食物/饲料输入分别是NANI和NAPI的最大来源,占比分别为58.2%~63.8%和30.5%~59.5%。此外,基于模型选择和变量重要性分析发现,经济作物产量和畜禽密度是影响NANI、NAPI变化的最主要因素。因此,星云湖流域氮磷管控应从调整种植结构和模式等控源措施入手,加快经济模式转型。本研究结果可为星云湖流域建立有效的氮磷综合管理措施提供科学依据。

关键词：人类活动净氮输入人类活动净磷输入高原湖泊星云湖乡镇尺度农业活动影响

α-1,6葡聚糖与低聚异麦芽糖对益生菌和人体肠道菌群的影响比较研究

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中国微生态学杂志 2024年第7期36卷 783-787页

作者：杨玉洁吴迪楠李宇轩何莹胡晓飞孙雯颖李彧媛李明鞠伟伟安徽医科大学第一附属医院安徽合肥230022 大连医科大学广州华汇生物实业有限公司大连市中心医院大连医科大学附属第二医院

目的比较α-1,6葡聚糖和低聚异麦芽糖对益生菌的体外增殖作用,评价2种低聚糖对人体肠道菌群的影响。方法脆弱拟杆菌在分别含有2种低聚糖的不同培养基中发酵,活菌计数绘制生长曲线;采集12位健康志愿者的新鲜粪便,将肠道菌群悬液按10%的... 详细信息

目的比较α-1,6葡聚糖和低聚异麦芽糖对益生菌的体外增殖作用,评价2种低聚糖对人体肠道菌群的影响。方法脆弱拟杆菌在分别含有2种低聚糖的不同培养基中发酵,活菌计数绘制生长曲线;采集12位健康志愿者的新鲜粪便,将肠道菌群悬液按10%的接种量分别接种于Control组(含氮基础培养基)、α-1,6葡聚糖组(含氮基础培养基加1%α-1,6葡聚糖)及低聚异麦芽糖组(含氮基础培养基加1%低聚异麦芽糖),37℃恒温静态厌氧发酵24 h。采用高通量测序技术分析粪便发酵液菌群结构;应用高效液相色谱法检测粪便发酵液中短链脂肪酸(SCFAs)水平。结果α-1,6葡聚糖促进脆弱拟杆菌增殖的能力较低聚异麦芽糖强[(5.27±0.33)vs(4.80±0.66),×10^(8)CFU/mL];粪便发酵实验显示α-1,6葡聚糖可降低粪便中厚壁菌门/拟杆菌门比值(t=2.821,P=0.0478),显著提升SCFAs水平(丙酸:t=3.750,P=0.0092;丁酸:t=5.747,P=0.0018)。结论α-1,6葡聚糖可以改善肠道菌群结构并促进SCFAs产生。

关键词： α-1,6葡聚糖低聚异麦芽糖肠道菌群短链脂肪酸

Contribution of atmospheric nitrogen deposition to diffuse pollution in a typical hilly red soil catchment in southern China

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Journal of Environmental Sciences 2014年第9期26卷 1797-1805页

作者： Jianlin Shen Jieyun liu Yong li yuyuan li Yi Wang Xuejun liu Jinshui Wu Changsha Research Station for Agricultural & Environment Observation Institute of Subtropical AgricultureChinese Academy of Sciences Key Laboratory of Agro-Ecological Processes in Subtropical Regions Institute of Subtropical AgricultureChinese Academy of Sciences College of Resources and Environmental Sciences China Agricultural University

Atmospheric nitrogen （hi） deposition is currently high and meanwhile diffuse N pollution is also serious in China. The correlation between N deposition and riverine N export and the contribution of N deposition to riverine N export were investigated in a typical hilly red soil catchment in southern China over a two-year period. N deposition was as high as 26.1 to 55.8 kg N/（ha-yr） across different land uses in the studied catchment, while the riverine N exports ranged from 7.2 to 9.6 kg N/（ha-yr） in the forest sub-catchment and 27.4 to 30.3 kg N/（***） in the agricultural sub-catchment. The correlations between both wet N deposition and riverine N export and precipitation were highly positive, and so were the correlations between NH-N or NO2-N wet deposition and riverine NH4-N or NO3-N exports except for NH-N in the agricultural sub-catchment, indicating that N deposition contributed to riverine N export. The monthly export coefficients of atmospheric deposited N from land to river in the forest sub-catchment （with a mean of 14%） presented a significant positive correlation With precipitation, while the monthly contributions of atmospheric deposition to riverine N export （with a mean of 18.7% in the agricultural sub-catchment and a mean of 21.0% in the whole catchment） were significantly and negatively correlated with precipitation. The relatively high contribution of N deposition to diffuse N pollution in the catchment suggests that efforts should be done to control anthropogenic reactive N emissions to the atmosphere in hilly red soil regions in southern China.

关键词： Nitrogen depositionWet depositionDry depositionRiverine nitrogen exportNon-point source pollution

水芹-绿狐尾藻人工湿地对养殖废水的处理效果

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植物资源与环境学报 2024年第1期33卷 26-34页

作者：谢陈李希何兴兵徐英华贾中政李裕元王杰吴金水吉首大学生物资源与环境科学学院湖南吉首416000 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室湖南长沙410125 中国科学院大学北京100049 河南科技学院河南新乡453003 安徽润航农业科技开发有限公司安徽淮南232100

在安徽淮南构建水芹〔Oenanthe javanica(Bl.)DC.〕-绿狐尾藻(Myriophyllum quitense Kunth)人工湿地,研究人工湿地(水力停留时间37 d)对猪场养殖废水的处理效果。结果表明:水芹-绿狐尾藻人工湿地对养殖废水中总氮、总磷和化学需氧量的... 详细信息

在安徽淮南构建水芹〔Oenanthe javanica(Bl.)DC.〕-绿狐尾藻(Myriophyllum quitense Kunth)人工湿地,研究人工湿地(水力停留时间37 d)对猪场养殖废水的处理效果。结果表明:水芹-绿狐尾藻人工湿地对养殖废水中总氮、总磷和化学需氧量的总去除率分别为96.52%、92.79%和65.27%。试验运行50 d时人工湿地中总氮、总磷、化学需氧量的出水浓度分别为1.96、0.14和39.60 mg·L^(-1),均达到GB 3838-2002的Ⅴ类标准,其中,总磷出水浓度达到Ⅲ类标准。植物吸收对人工湿地中总氮和总磷的去除贡献率分别为19.30%~56.32%和23.38%~97.10%,其中,绿狐尾藻吸收对总氮和总磷的平均去除贡献率分别为49.84%和90.41%,为人工湿地脱氮除磷的主要途径;绿狐尾藻湿地中总氮、总磷和化学需氧量的沿程削减模型以指数削减模型为最佳,公式分别为y=(-10.80+1.30 C_(i0))e(-0.24-0.01 C_(i 0))t、y=(0.97+1.33 C i0)e^(-0.23-0.09 C_(0)t和y=(23.56+0.83 C_(i0))e^(-0.27+0.01 C_(i0))t。采用上述模型对绿狐尾藻湿地总氮、总磷和化学需氧量的出水浓度进行预测,在水力停留时间为24 d时各污染物浓度可达到GB 8978—1996的一级标准,在水力停留时间为36 d时各污染物浓度均可达到GB 3838—2002的Ⅴ类标准。综上所述,通过经济湿地(种植水芹)与生态湿地(种植绿狐尾藻)相结合的模式,完全可以实现对养殖废水的有效处理和达标排放。

关键词：养殖废水水芹绿狐尾藻人工湿地削减模型模型预测

Generation of input spectrum for electrolysis stack degradation test applied to wind power PEM hydrogen production

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Global Energy Interconnection 2024年第4期7卷 462-474页

作者： Yanhui Xu Guanlin li yuyuan Gui Zhengmao li School of Electrical and Electronic Engineering North China Electric Power UniversityBeijing 102206P.R.China School of Electrical Engineering Aalto UniversityFinland

Hydrogen production by proton exchange membrane electrolysis has good fluctuation adaptability,making it suitable for hydrogen production by electrolysis in fluctuating power sources such as wind ***,current research on the durability of proton exchange membrane electrolyzers is *** the typical operating conditions of wind power electrolysis for hydrogen production can provide boundary conditions for performance and degradation tests of electrolysis *** this study,the operating condition spectrum of an electrolysis stack degradation test cycle was *** on the rate of change of the wind farm output power and the time-averaged peak-valley difference,a fluctuation output power sample set was *** characteristic quantities that played an important role in the degradation of the electrolysis stack were *** reduction of the operating data was performed using principal component *** analysis of the data segments was completed using an improved Gaussian mixture clustering *** the annual output power data of wind farms in Northwest China with a sampling rate of 1 min as an example,the cyclic operating condition spectrum of the proton-exchange membrane electrolysis stack degradation test was *** preliminary simulation analysis,the typical operating condition proposed in this paper effectively reflects the impact of the original curve on the performance degradation of the electrolysis *** study provides a method for evaluating the degradation characteristics and system efficiency of an electrolysis stack due to fluctuations in renewable energy.

关键词： Hydrogen production by electrolysis of water Wind power Proton exchange membrane electrolyzer Gaussian mixture model Cyclic operating condition

亚热带典型农林流域磷持留时空特征及其影响因素

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环境科学学报 2024年第2期44卷 193-202页

作者：贾中政孟岑李裕元吴大付刘欢瑶白姣杰余少波张苗苗宫殿林吴金水河南科技学院资源与环境学院新乡453000 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院大学北京100049 湖南农业大学环境与生态学院长沙410128

由流域水文过程和地球化学循环所导致的污染物持留是造成面源磷污染治理效果改善缓慢且难以达到预期目标的主要原因.量化流域尺度面源磷持留效应及影响因素是科学实施流域水污染治理的前提.以金井河流域为研究区,利用长期水文、水质定... 详细信息

由流域水文过程和地球化学循环所导致的污染物持留是造成面源磷污染治理效果改善缓慢且难以达到预期目标的主要原因.量化流域尺度面源磷持留效应及影响因素是科学实施流域水污染治理的前提.以金井河流域为研究区,利用长期水文、水质定位监测数据(2012—2019年),采用双端元混合模型(E-EMMA)和流量历史曲线法量化了研究区内9个集水区磷持留率(TPRP)时空变化特征.结果表明监测期内9个集水区的TPRP为14.39%~84.07%.不同水文阶段TPRP存在显著差异,表现为低流量阶段(55.07%~86.96%)>中流量阶段(35.45%~74.52%)>高流量阶段(32.54%~55.31%).此外,利用偏最小二乘回归分析方法(PLS),分析了流域特征因子(尺度、土壤、地形、景观格局)对于TPRP的影响作用.在中、低流量阶段,TPRP主要受流域地形和景观格局特征的影响;而在高流量阶段,影响磷持留的主要是流域尺度和景观格局特征.研究结果为洞庭湖磷污染控制与削减攻坚行动制定高效和科学的管控措施提供科学理论基础.

关键词：面源污染双端元模型流量历时曲线偏最小二乘回归