答辩论文题目：牲畜粪便与秸秆混合的厌氧发酵特性及工艺优化
研究生姓名：王晓娇
研究生专业：作物栽培学与耕作学――农业区域发展
研究生类别：学历硕士
指导教师：杨改河教授
答辩委员会主席：贾志宽教授 作物栽培学与耕作学
答辩委员：郝明德教授 生态学
李军教授 作物栽培学与耕作学
王得祥教授 生态学
张保军教授 作物栽培学与耕作学
答辩时间：2010.5.28上午
答辩地点：陕西省循环农业工程技术研究中心二楼会议室
答辩论文摘要：农业生态环境遭到破坏、农业污染日益严重和农民增收缓慢的现实，对有经济、环境双重效益的厌氧发酵技术提出了新的要求。厌氧发酵技术既能为农户生活提供沼气，有效解决农户生活所需能源问题，同时减少人畜粪便和农业废弃物造成的农村环境污染，又可以为以沼气生态技术为枢纽的农业生产提供有机肥料，降低农作物病虫害发生率，减少化肥和农药的施用量，从而推动农村种植业和养殖业的发展，促进农业增效和农民增收。因此从长远和根本上来讲大力发展厌氧发酵技术，具有显著的能源、经济、生态和环保效益。
单一原料发酵已得到深入细致的研究，并形成了较成熟的技术体系而应用于实际生产生活中，而对于混合原料的研究还只局限于两种原料的混合研究上，对3种及其以上混合原料的发酵研究报道还比较少见。为了更好的提高户用沼气的产气量和解决农业废弃物利用效率低的问题，本实验采用可控恒温发酵装置，选用两种粪便牛粪、鸡粪和作物秸秆（稻秆、麦秆、玉米秆）三种原料混合，按干物质比例0:2:1、0.4:1.6:1、0.8:1.2:1、1.2:0.8:1、1.6:0.4:1、2:0:1混合，研究了各配比在15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃下的厌氧发酵情况。结果表明：
(1) 随温度升高，三个原料组各配比除在15℃下产气速率变化不明显外，其余温度下各组产气速率均经历先增大后减小的过程，产气峰值随温度升高均呈不同程度的升高趋势。随牛粪占干物质比例的增加，牛鸡稻原料组配比在同一温度下，产气高峰出现的时间越晚，但高峰值无明显规律；牛鸡麦原料组和牛鸡玉原料组配比在同一温度下，产气高峰出现的时间及高峰值均无明显规律。
(2) 温度对各原料组各配比发酵周期有显著影响。15℃下的发酵周期均大余其它温度下；牛鸡麦原料组配比对发酵周期均有显著影响，而牛鸡稻、牛鸡玉原料组配比对发酵周期无显著影响。
(3) 不同发酵温度、不同原料配比及发酵温度和原料配比的交互作用对累积产气量均有显著性影响。除牛鸡麦原料组R1和R6、牛鸡玉原料组R1和R4的累积产气量在40℃时低于35℃时外，牛鸡稻原料组、牛鸡麦原料组、牛鸡玉原料组其它配比的累积产气量均随着温度的升高而增大。除牛鸡稻原料组25℃下R4累积产气量低于R3、R5，35℃下R2累积产气量低于R1，牛鸡麦原料组15℃下各配比累积产气量无显著差异，牛鸡玉原料组15℃下R6与R3、R4、R5无显著差异，20℃下R4小于R3、R5外，随牛粪占干物质比例的增加，累积产气量均呈先增大后减小的趋势。
(4) 通过模型预测，得到最优工艺组合，牛鸡稻混合原料组发酵温度为40℃，配比为0.98：1.02：1时，可望获得最大累积产气量40627.8mL；牛鸡麦混合原料组发酵温度为40℃，配比为1.22:0.78:1时，可望获得最大累积产气量39715.8mL；牛鸡玉混合原料组发酵温度为40℃，配比为1.16:0.84:1时，可望获得最大累积产气量40730.4mL。
论文题目：陕西佛坪自然保护区植物群落特征及多样性研究
研究生姓名：代海春
专业：植物资源学
研究生类别：学历硕士
指导教师：杨改河（教授，博导，作物栽培与耕作学）
主席： 贾志宽（教授，博导，作物栽培与耕作学）
委员： 刘建军（教授，博导，生态学）
李 军（教授，博导，作物栽培与耕作学）
郝明德（教授，博导，生态学）
王得祥（教授，博导，生态学）
答辩时间： 2010年5月28日下午4:00
答辩地点：陕西省循环农业工程技术研究中心二楼会议室
摘要：秦岭山地作为我国南北气候分界的特殊植被过渡带的典型区域，其植物群落特征、生物多样性等方面极具研究价值。佛坪自然保护区位于秦岭中段南坡，是秦岭山地生物多样性最特殊、最丰富、最敏感的区域之一，不仅在植物区系方面，而且在植物群落类型上都具有典型性和代表性。本研究以佛坪自然保护区的植物群落为研究对象，首次对该区域的植物群落类型、特征、分布、生物多样性以及珍稀濒危植物进行了系统研究。
主要结论：
佛坪自然保护区植物群落物种多样性非常丰富，共有植物467种，隶属于113科283属。其中蕨类植物6科7属；种子植物107科276属，并且科内属、属内种的差异很大，反映出种子植物种的多样性特征。该区植物区系地理成分复杂，属的分布类型有23个，以温带分布类型为主（42.01%），同时东亚特有（14.87%）和中国特有（4.09%）占很大比例，表现了属的地理分布型多样性和特有现象并存的特征。群落垂直结构明显，分为乔木层、灌木层和草本层3个层次。生活型谱则以高位芽植物和地面芽植物为主。
采用双向指示种分析法（TWINSPAN）对佛坪自然保护区植物群落进行数量分类，结合研究区域的实际生态意义, 根据《中国植被》中的分类原则，将佛坪自然保护区的植物群落划分为7个植被类型，24种群落。
通过分析佛坪自然保护区24种植物群落类型的物种丰富度指数、群落总体多样性指数、多样性指数和均匀度指数得出:①佛坪自然保护区植物群落的α多样性整体呈现一致的趋势，即草本层>灌木层>乔木层。②不同群落类型的物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数差异性明显。群落结构越复杂、物种组成越丰富、优势种越不明显、共优种越多，物种多样性指数越高，反之，林型结构较为简单，优势种明显的群落，各项指数均较低。③物种多样性是各种因素综合影响的结果，植物群落类型、海拔、温度、人为干扰、生境条件等均对物种多样性有一定的影响。
佛坪自然保护区植物群落β多样性指数沿海拔梯度变化明显。海拔1200m-1900m间是佛坪自然保护区β多样性指数较高的海拔段，主要原因是在这个海拔区间人为干扰比较少，温度、水分等环境因子更利于植物的生长。海拔在1550m-1650m间Whittaker指数βwh和Wilson指数βwi都出现最大值，反映了灌丛群落向森林群落的转变；海拔在1850m-1950m间Whittaker指数βwh和Wilson指数βwi都出现极大值，反映了阔叶林群落向针叶林群落的转变。佛坪自然保护区植物群落β多样性相异性系数较大，说明佛坪自然保护区各植物群落之间的共有种比较少，不同群落之间物种组成的差异比较大。
佛坪自然保护区珍稀濒危植物有17种，其中国家Ⅰ级保护植物1种，国家Ⅱ级保护植物16种。
论文题目：人粪与不同原料配比对厌氧发酵产气影响
研究生姓名：秦佳佳
专业：植物资源学---资源的可持续利用
研究生类别：硕士
指导教师：杨改河（教授，博导，作物栽培与耕作学）
主席： 贾志宽（教授，博导，作物栽培与耕作学）
委员： 李军 （教授，博导，作物栽培与耕作学）
郝明德（教授，博导，生态学）
王得祥（教授，博导，生态学）
张保军（教授，硕导，作物栽培与耕作学）
答辩时间： 2010年5月28日上午
答辩地点：陕西省循环农业工程技术研究中心二楼会议室
摘要：人类的生存与发展始终伴随着大量的有机废弃物的产生，随着人们生活水平的提高和农业生产的发展，有机废弃物―人粪、农作物秸秆、牲畜粪便排放量的日益增加，对环境的污染也日益严重。因此，大力发展沼气技术，既为人们提供了生物质能源，又利用了人粪、农作物秸秆、牲畜粪便等有机废弃物，同时还为农户提供了有机肥料，具有显著的能源、经济、生态和环保效益。通过研究人粪与不同类原料按不同配比混合的厌氧发酵的产气特性，为解决农村能源短缺、提高人畜粪便和作物秸秆的资源化利用率和实现沼气发酵的可控化提供理论依据和技术支撑。本试验采用自行设计的可控性恒温发酵装置，在总固体TS(Total Soild)为8%的条件下，将人粪分别与牛粪、鸡粪、玉米秆、麦秆、稻秆，按照干物质质量的比为1:1、2:l和3:l混合发酵，每组配比重复2次，实验是在15℃，20℃，25℃，30℃四个恒温下进行。通过研究分析，得出以下主要结论：
（1）无论单一人粪，还是人粪与不同原料混合均能产气，且启动速度都较快，均能在较短时间出现产气高峰，并且日产气变化曲线基本类似，在产气高峰过后，产气速率迅速下降，随后通常会再出现若干个小高峰，直至产气结束。在15～30℃下，单一人粪总累积产气量由大到小依次为：25℃>30℃>20℃>15℃，其中25℃的产气最好，其累积产气量20645ml。
（2）人粪与牛粪混合发酵时，在15～30℃，产气最好的是在20℃的人粪与牛粪1:1，其累积产气量最高，高达为35820ml。在15～30℃，人粪与牛粪三种配比平均累积产气量的大小依次为20℃>25℃>30℃>15℃。其中在15℃、25℃ 、30℃三个温度下，人粪和牛粪3:1产气最好，产气高峰持续时间也是最长的。而在20℃时，人粪与牛粪1:1产气最好，产气高峰持续时间也是最长的。
（3）人粪与鸡粪混合发酵时，在15～30℃，产气最好的是20℃的人粪与鸡粪1:1，其累积产气量最高，为38950ml。在15～30℃，人粪与牛粪三种配比平均累积产气量的大小依次为20℃>25℃>30℃>15℃。在15℃、30℃时，人粪和鸡粪3:1产气最好，产气高峰持续时间是最长的。而在20℃、25℃时，人粪和鸡粪1:1产气最好，产气高峰持续时间也是最长。
(4)人粪与玉米秆混合发酵时，在15～30℃，产气最好的是20℃的人粪与玉米秆3:1，其累积产气量最高，为46952ml。在15～30℃，人粪与玉米秆三种配比平均累积产气量的大小依次为20℃>15℃>30℃>25℃。在20℃、25℃、30℃三个温度下，人粪和玉米秆3:1产气最好，产气高峰持续时间是最长的。而在15℃时，人粪和玉米秆1:1产气最好，产气高峰持续时间也是最长。
(5)人粪与稻秆混合发酵时，在15～30℃，产气最好的是20℃的人粪与稻秆1:1，其累积产气量最高，为32700ml。在15～30℃，人粪与稻秆三种配比平均累积产气量的大小依次为20℃>25℃>15℃>30℃。在25℃、30℃时人粪和稻秆3:1产气最好，产气高峰持续时间是最长的。而在15℃、20℃时，人粪和稻秆1:1产气最好，产气高峰持续时间也是最长
(6)人粪与麦秆混合发酵时，在15～30℃，人粪与麦秆混合发酵时，产气最好的是20℃的人粪与麦秆1:1，其累积产气量最高，为35657ml。在15～30℃，人粪与稻秆三种配比平均累积产气量的大小依次为20℃>30℃>25℃>15℃。在25 ℃、30℃时，人粪和麦秆3:1产气最好，产气高峰持续时间是最长的。而15℃、20℃时，人粪和麦秆1:1产气最好，产气高峰持续时间也是最长。
（7）在15℃～30℃四个温度下，人粪与五种不同的原料按不同配比混合发酵时，产气最好的是在20℃时人粪与玉米秆的混合，其中人粪与玉米秆3:1产气最好，产气量高达（46952ml）。而在15℃时，产气最好的是人粪与稻秆的混合。在25℃时，产气最好的是人粪与牛粪的混合。在30℃时，产气情况最好的是人粪与麦秆的混合。同时在四个温度下，各组混合物料的产气量均高于单一纯人粪作为物料发酵的产气量。
论文题目：尿素和纤维素酶对鸡粪与玉米秸秆混合原料厌氧发酵产气特性影响研究
研究生姓名：李敏
专业：植物资源学---资源的可持续利用
研究生类别：学历硕士
指导教师：杨改河（教授，博导，作物栽培与耕作学）
主席： 贾志宽（教授，博导，作物栽培与耕作学）
委员： 李 军（教授，博导，作物栽培与耕作学）
郝明德（教授，博导，生态学）
王得祥（教授，博导，生态学）
张保军（教授，硕导，作物栽培与耕作学）
答辩时间： 2010年5月28日上午
答辩地点：陕西省循环农业工程技术研究中心二楼会议室
摘要：为了解决沼气发酵原料不能充分利用、实际沼气转化率低和沼气产气量低等问题，本试验在室内模拟农村户用沼气发酵过程，选取农村常见的鸡粪和玉米秸秆（干物质质量比为2∶1）为原料，采用自行设计的可控性恒温发酵装置，控制干物质质量分数（TS）为8 %，温度为30 ℃，在厌氧发酵的前期（装料时）、中期（正常发酵15天时）和末期（正常发酵30天时）分别添加尿素和纤维素酶，添加水平均设5，10，15，20 g/kg 4个水平，进行为期46 d的厌氧发酵，研究尿素和纤维素酶不同添加时期及不同添加水平对厌氧发酵产气特性的影响。
主要结论：
（1）发酵底物为鸡粪与玉米秸秆的混合物时，在发酵过程中添加尿素可促进原料分解，提高累积产气量。添加尿素可以增加氮素，为厌氧发酵提供营养物质并调节原料的C /N，从而提高累积产气量。
（2）尿素的3个不同添加时期对累积产气量没有显著的影响，各个时期添加均可促进厌氧发酵的进行，提高累积产气量。前期、中期和末期添加5g/Kg尿素处理累积产气量分别比对照提高-52.2%，6.9%和2.1%；前期、中期和末期添加10g/Kg尿素处理累积产气量分别比对照提高15.1%，15.2%和3.2%；前期、中期和末期添加15g/Kg尿素处理累积产气量分别比对照提高1.1%，-6.4%和-52.6%；前期、中期和末期添加20g/Kg尿素处理累积产气量分别比对照提高23.3%，18.3%和12.4%。分析添加尿素后15d的累积产气量可得出：前期添加尿素处理可以加快厌氧发酵启动时间；中期添加尿素处理可延长产气高峰；末期添加尿素处理对发酵后期产气量没有明显的改善作用。
（3）尿素的不同添加水平对累积产气量的影响有显著差异。前期添加5 ，10，15和20 g/kg尿素累积产气量分别比对照提高-52.2%，15.1%，1.1%和23.3%；中期添加5 ，10，15和20 g/kg尿素累积产气量分别比对照提高6.9%，15.2%，-6.4%和18.3%；末期添加5 ，10，15和20 g/kg尿素累积产气量分别比对照提高2.1%，3.2%，-52.6%和12.4%。
（4）纤维素酶的3个不同添加时期对累积产气量没有显著影响，前期、中期和末期添加5g/Kg纤维素酶处理累积产气量分别比对照提高-31.4%，-3.1%和0.9%；前期、中期和末期添加10g/Kg纤维素酶处理累积产气量分别比对照提高-0.8%，0.6%和16.8%；前期、中期和末期添加15g/Kg纤维素酶处理累积产气量分别比对照提高9.2%，4.7%和0.5%；前期、中期和末期添加20g/Kg纤维素酶处理累积产气量分别比对照提高8.4%，6.2%和-8.8%。分析添加纤维素酶后15d的累积产气量得出：前期添加纤维素酶处理可以加快厌氧发酵启动时间；中期添加纤维素酶处理可延长产气高峰；末期添加纤维素酶处理对发酵后期产气量没有明显的改善作用。
（5）纤维素酶的不同添加水平对累积产气量的影响没有显著差异。前期添加5 ，10，15和20 g/kg纤维素酶累积产气量分别比对照提高-31.4%，0.8%，9.2%和8.4%；中期添加5 ，10，15和20 g/kg纤维素酶累积产气量分别比对照提高-3.1%，0.6%，4.7%和6.2%；末期添加5 ，10，15和20 g/kg纤维素酶累积产气量分别比对照提高0.9%，16.8%，0.5%和-8.8%。
论文题目：天华山自然保护区植物群落特征及物种多样性研究
研究生姓名：白宇
专业：作物栽培学与耕作学
研究生类别：学历硕士
指导教师：杨改河（教授，博导，作物栽培与耕作学）
主席： 贾志宽（教授，博导，作物栽培与耕作学）
委员： 刘建军（教授，博导，生态学）
李 军（教授，博导，作物栽培与耕作学）
郝明德（教授，博导，生态学）
王得祥（教授，博导，生态学）
答辩时间： 2010年5月28日下午
答辩地点：陕西省循环农业工程技术研究中心二楼会议室
摘要：秦岭山区拥有独特的地理位置和丰富的自然资源，因此研究秦岭植物物种多样性具有重要的意义。天华山自然保护区不仅植被类型十分丰富，而且孕育了丰富的生物多样性，是天然的生物基因库。本文以天华山国家自然保护区植物群落为研究对象，利用野外考察得到的样地和样方数据以及资料收集，经过统计分析研究了天华山自然保护区的植物群落特征、区系特征和物种多样性的海拔梯度格局。
主要结论：
1）在野外调查中共记录植物41科119属286种，其中木本植物116种（40.6%），草本植物170种（59.4%）。将整个调查区域分为低海拔、中海拔和高海拔区域，其中低海拔主要以栓皮栎（Quercus variabilis）、岩栎（Quercus Linn）、锐齿栎（Quercus aliena var. acuteserrata）群落为主，主要优势种为化香（Platyrarya strobilacea）、?子栎（Quercus baronii）、漆树（Toxicodendron vernicifluum）、千金榆（Carpinus cordata）等为主（重要值均占10%以上）；中海拔以红桦（Betula albo-sinensis）、牛皮桦群落为主，主要优势种为牛皮桦（Betula albo-sinensis var. septerionalis）、铁杉（Tsuga chinensis）、华山松（Pinus armandii）、巴山冷杉（Abies fargesii）等为主；高海拔以巴山冷杉群落、金背杜鹃（Rhododendron clementinae）群落、川康苔草（Carex schneideri）群落和球穗蓼群落为主，主要优势种有华山松（Pinus armandii）、高山柳（Salix cupularis）、绣线菊（Spiraea schneideriana）、太白杜鹃（Rhododendron purdomii）、杯腺柳（Salix cupularis）、紫苞风毛菊（Saussurea iodostegia）和头花杜鹃（Rhododendron capitatum）等
（2）经过资料收集和分析，天华山自然保护区不仅生物多样性较为丰富，而且植物区系特征非常复杂。植物科、属地理分布成分以世界分布类型和北温带分布类型为主，而且具有明显的热带、亚热带性质；种的地理成分复杂多样，由多种地理成分汇集而成。从而得出植物区系的基本特征为：植物种类丰富，大科、大属占有重要地位；地理成分多样，区系联系广泛；植物区系成分复杂，具有明显的过渡性；植物区系具有原始性和古老性。
（3）在天华山从海拔1300m-2800m，每隔100m设置3个样地，以45个植物群落调查样地数据为基础，运用4个多样性指数对秦岭天华山国家自然保护区内的物种多样性和海拔梯度之间的关系进行了分析。结果表明：（1）群落总体表现为：物种丰富度、自由度指数均随海拔升高而先升后降，即群落物种多样性在海拔2050m处最大。（2）乔、灌、草不同层次表现为:乔木层和灌木层多样性、丰富度和均匀度随海拔升高而先升后降，呈单峰格局，草本多样性和丰富度（170）均大于灌木（68）和乔木（48）。（3）乔、灌、草三者多样性以及变化幅度表现为草本层>灌木层>乔木层。
论文题目：黄土高原几种典型退耕模式小气候效应研究――以安塞县为例
研究生姓名：王平平
研究生专业：植物资源学
研究生类别：学历硕士
指导教师：杨改河（教授，博导，作物栽培与耕作学）
答辩主席：贾志宽（教授，博导，作物栽培与耕作学）
答辩委员：李 军（教授，博导，作物栽培与耕作学）
郝明德（教授，博导，生态学）
王得祥（教授，博导，作物栽培与耕作学）
张保军（教授，硕导，作物栽培与耕作学）
答辩时间：2010年5月28日上午
答辩地点：陕西省循环农业工程技术研究中心二楼会议室
摘要：陕北黄土高原地区水土流失严重，自实施退耕还林工程以来，当地自然条件改善不少。对退耕还林以后该地区的自然环境影响方面的研究很多，但对退耕还林地区小气候进行全年观测的不多。该研究在陕北黄土高原安塞县选取几种典型退耕模式，在2009年春、夏、秋三季进行小气候观测，旨在发现退耕还林地区几种典型退耕模式的小气候特点，为退耕还林工程的进一步实施提供基础数据，为后续研究抛砖引玉。
主要结论：
1.不同退耕模式大气温度的变化特点:
从8：00开始，大气温度逐渐升高，13：00-14：00到达最高值，之后逐渐降低，不同退耕模式规律近似。不同退耕模式同一季节大气温度有差异，这种差异主要是植被覆盖的不同引起的。大气湍流平流作用对不同模式的大气温度有一定的影响。以T代表温度测定值，4种模式的温度测定值可以表示为：T裸地＞T人工灌木林＞T人工乔木林＞T混交林。
2.不同退耕模式空气相对湿度的变化特点：
不同退耕模式空气相对湿度呈现两头高中间低的“V”字型特点。这一特点与大气温度呈现负相关，太阳辐射最强时，引起温度的升高，温度的升高又导致了近地面蒸腾作用的增强，使得空气相对湿度达到最低。14：00-15：00左右，4种退耕模式的空气相对湿度均达到最低值，一方面是由于太阳辐射引起水分蒸腾散失，另一方面是当太阳辐射最强的时候，植物的气孔关闭，呼吸作用暂时停止，排水减少。空气相对湿度显示这样一个规律：人工灌木林＞混交林＞人工乔木林＞裸地。
3.不同退耕模式土壤温度的变化特点：
同一模式同一深度不同季节土壤温度值7月＞9月＞4月，同一模式同一季节不同深度土壤温度值5cm＞10cm＞15cm＞20cm＞25cm，同一季节同一深度不同模式土壤温度值裸地＞人工灌木林＞人工乔木林＞混交林。土壤温度的变化主要受太阳辐射和植被覆盖的影响。
4.不同退耕模式光照强度的变化特点：
在白天8：00-19：00的测定时间段内，从8：00开始，随着时间推移，光照强度逐渐升高，在12：00左右到达最高值，随后逐渐降低。这种规律在不同退耕模式之间表现出较明显的差异，这种差异主要是植被覆盖的不同引起的。
