导读:本文包含了种群互作论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:多Agent仿真,热力学,动力学,微生物电化学系统
种群互作论文文献综述
梁庆,李华华,邢德峰[1]（2019）在《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》一文中研究指出【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。(本文来源于《微生物学通报》期刊2019年08期）
刘倩[2]（2018）在《微生物电化学系统种群互作及胞外电子传递代谢调控机制》一文中研究指出微生物电化学系统(Microbial electrochemical systems,MESs)作为新兴的废水处理、生物修复和能源再生技术,近年来被广泛研究。MES最主要的构型包括微生物燃料电池(MFC)和微生物电解池(MEC)。MES系统的性能依赖于电极生物膜微生物群落组成。系统构型、电极材料和生态因子等影响MES的微生物群落结构及胞外电子传递代谢。电极生物膜种群互作机制和不同生态条件下胞外电子转移代谢的调控机制,仍是提高MES性能亟待解决的科学难题。本研究旨在探究MFC系统微生物基因表达在产电过程中的变化规律,解析电极微生物代谢过程中种群变化和胞外电子转移相关基因;探索铁离子对MFC系统效能和电极生物膜群落组成的影响;揭示MEC系统产氢产甲烷过程中电极微生物的群落互作关系,为MES体系的完善提供理论基础和技术支持。为了解析底物限制条件下MFC电极微生物代谢机制,利用宏转录组学揭示间歇式多阳极MFC阳极生物膜的功能基因与胞外电子转移相关基因表达差异。结果发现在底物利用不同阶段,12 h与34 h相比,功能基因下调表达的数量为9867个,上调表达的有2744个;与44 h相比,上调表达数为3525个,下调表达13706个。随着底物消耗,基于mRNA物种注释的优势变形菌从Geobacter转变成Pesudomonas和Acinetobacter;同时,发酵菌Proteiniphilum acetatigene的相对丰度逐渐降低,而产电菌Desulfomonile tiedjei,Desulfovibrio magneticus和Desulfobulbus propionicus以及古菌Methanosarcina mazei在底物缺乏时基因表达量逐渐升高。对差异功能基因的分析发现,底物充足时,与铁转运相关的基因GSU1445,与NADH代谢相关的基因Gmet_3344,Gura_4233,Gura_4239,Despr_2052,Despr_2060,与硫酸盐还原相关的基因met C和DaAHT2_1471的表达量明显高于底物缺乏的情况。相反,与胞外电子传递相关的细胞色素c基因cox2,Astex_2616,petA和petB等的表达量随着底物的减少而增加,使MFC系统在底物缺乏时仍具有相对较高的胞外电子传递能力。以上分析结果表明,在底物利用的不同阶段,不同的产电菌之间存在着优势功能菌群的转变,不同的与胞外电子传递相关的基因其表达情况也不尽相同。为了考察铁离子对MFC胞外电子传递的作用,分析了不同浓度的Fe~(2+)和Fe~(3+)对MFC的功率输出和微生物群落组成的影响。研究发现与对照组(32μmol/L Fe~(2+))、150μmol/L Fe~(2+)和200μmol/L Fe~(2+)组相比,当MFC系统中添加100μmol/L Fe~(2+)时,有利于MFC系统的启动。然而,高浓度的Fe~(2+)(200μmol/L)在运行了30天后对电流的产生起了抑制作用。Illumina测序结果显示Fe~(2+)显着改变了阳极和阴极生物膜的群落结构。Fe~(3+)同样影响MFC系统电流的产生。200μmol/L Fe~(3+)提高了启动阶段MFC生物膜的电化学活性,获得了最高的功率密度0.95 W/m~2。Illumina测序结果表明阳极生物膜优势种群为Geobacter属。另外,Fe~(3+)对阴极生物膜群落的影响比对阳极影响显着。对照组和200μmol/L Fe~(3+)中最多的为Thauera属,其相对丰度分别为46%和35%,而1000μmol/L Fe~(3+)组MFC阴极没有绝对占优的群落。以上研究结果表明,低浓度的Fe~(2+)、Fe~(3+)通过促进产电细菌Geobacter的富集,使MFC系统获得了较高的功率输出。相反,高浓度的Fe~(2+)、Fe~(3+)抑制了产电菌的活性,并显着改变了电极微生物的群落组成。针对MEC系统处理复杂底物过程中电极微生物种群互作关系不清楚和产物调控难题,开展了利用生物阴极MEC处理剩余污泥产氢产甲烷的研究。结果表明,Fe(0)促进了MEC系统中污泥的降解和电流输出,提高了氢气含量。以碱处理污泥为底物的MEC获得了最高的氢烷(氢气含量<20%)产率0.148L·L~(-1)-reactor·d~(-1),分别为厌氧发酵和直接利用剩余污泥的MEC的1.8倍和1.4倍。电流密度,代谢物利用以及生物气组成都表明碱处理和MEC均能极大提高污泥的水解和氢烷的产量。碱处理污泥MEC阳极生物膜细菌优势种群是Geobacter(相对丰度22%),其次为Alistipes(10%),生物阴极的优势细菌为Clostridium(15%),古菌几乎全部为嗜氢产甲烷菌Methanobacterium,未处理污泥MEC的优势古菌则为Methanocorpusculum(77%)。结果显示,该反应系统内同时存在发酵产氢,电解产氢,利用氢气产甲烷和电解产甲烷等过程;发酵菌,产电菌和产甲烷菌之间的互作促进了MEC系统内剩余污泥向生物氢烷的转化。荧光定量PCR分析也证实了利用碱预处理污泥的MEC中产甲烷菌含量明显高于其他组,表明碱预处理结合MEC系统有利于嗜氢产甲烷菌的富集。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
张春雨[3]（2014）在《通过种群互作阐释森林群落多样性格局》一文中研究指出生态位理论、中性理论和近中性理论等都倾向于从群落水平上解释群落构建。目前利用种群互作和种群动态理论解释群落生态学现象的理论基础仍旧十分薄弱。建立种群生态与群落生态联系,推动种群生态和群落生态学理论相互融合,必将大大促进群落构建理论的快速发展。本文简单回顾了生态位理论和中性理论等群落构建理论,重点梳理了建立在种群动态和种群互作基础上的群落构建研究进展。种群动态过程包括出生、死亡、迁入和迁出,在基本种群动态过程基础上,物种相对多度分布可用Dirichlet分布模型和中性模型进行描述。ISAR(individual species-area relationships)模型建立在种-面积关系和Ripley K函数基础上,实现了从"植物个体"角度描述一个物种周围不同尺度上相邻物种的丰富度状况。非对称竞争在植物群落邻体关系中普遍存在,描述了资源在竞争植物之间进行的不平等分配。结合ISAR模型和非对称竞争现象,从种群互作角度阐述了"邻域多样性"格局构建的相关评价方法和理论。(本文来源于《北京林业大学学报》期刊2014年06期）
李杰,彭方仁,黄宝龙[4]（1999）在《农林复合系统种群互作研究进展》一文中研究指出综述了种群互作的认识历史及其研究进展，分析了国内外在农林复合系统种群互作的分类、方式、类型及模式优化方面的研究现状，进而对系统模式优化设计提出了建议；并对农林复合系统种群互作研究的前景进行了展望。(本文来源于《世界林业研究》期刊1999年05期）
种群互作论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
微生物电化学系统(Microbial electrochemical systems,MESs)作为新兴的废水处理、生物修复和能源再生技术,近年来被广泛研究。MES最主要的构型包括微生物燃料电池(MFC)和微生物电解池(MEC)。MES系统的性能依赖于电极生物膜微生物群落组成。系统构型、电极材料和生态因子等影响MES的微生物群落结构及胞外电子传递代谢。电极生物膜种群互作机制和不同生态条件下胞外电子转移代谢的调控机制,仍是提高MES性能亟待解决的科学难题。本研究旨在探究MFC系统微生物基因表达在产电过程中的变化规律,解析电极微生物代谢过程中种群变化和胞外电子转移相关基因;探索铁离子对MFC系统效能和电极生物膜群落组成的影响;揭示MEC系统产氢产甲烷过程中电极微生物的群落互作关系,为MES体系的完善提供理论基础和技术支持。为了解析底物限制条件下MFC电极微生物代谢机制,利用宏转录组学揭示间歇式多阳极MFC阳极生物膜的功能基因与胞外电子转移相关基因表达差异。结果发现在底物利用不同阶段,12 h与34 h相比,功能基因下调表达的数量为9867个,上调表达的有2744个;与44 h相比,上调表达数为3525个,下调表达13706个。随着底物消耗,基于mRNA物种注释的优势变形菌从Geobacter转变成Pesudomonas和Acinetobacter;同时,发酵菌Proteiniphilum acetatigene的相对丰度逐渐降低,而产电菌Desulfomonile tiedjei,Desulfovibrio magneticus和Desulfobulbus propionicus以及古菌Methanosarcina mazei在底物缺乏时基因表达量逐渐升高。对差异功能基因的分析发现,底物充足时,与铁转运相关的基因GSU1445,与NADH代谢相关的基因Gmet_3344,Gura_4233,Gura_4239,Despr_2052,Despr_2060,与硫酸盐还原相关的基因met C和DaAHT2_1471的表达量明显高于底物缺乏的情况。相反,与胞外电子传递相关的细胞色素c基因cox2,Astex_2616,petA和petB等的表达量随着底物的减少而增加,使MFC系统在底物缺乏时仍具有相对较高的胞外电子传递能力。以上分析结果表明,在底物利用的不同阶段,不同的产电菌之间存在着优势功能菌群的转变,不同的与胞外电子传递相关的基因其表达情况也不尽相同。为了考察铁离子对MFC胞外电子传递的作用,分析了不同浓度的Fe~(2+)和Fe~(3+)对MFC的功率输出和微生物群落组成的影响。研究发现与对照组(32μmol/L Fe~(2+))、150μmol/L Fe~(2+)和200μmol/L Fe~(2+)组相比,当MFC系统中添加100μmol/L Fe~(2+)时,有利于MFC系统的启动。然而,高浓度的Fe~(2+)(200μmol/L)在运行了30天后对电流的产生起了抑制作用。Illumina测序结果显示Fe~(2+)显着改变了阳极和阴极生物膜的群落结构。Fe~(3+)同样影响MFC系统电流的产生。200μmol/L Fe~(3+)提高了启动阶段MFC生物膜的电化学活性,获得了最高的功率密度0.95 W/m~2。Illumina测序结果表明阳极生物膜优势种群为Geobacter属。另外,Fe~(3+)对阴极生物膜群落的影响比对阳极影响显着。对照组和200μmol/L Fe~(3+)中最多的为Thauera属,其相对丰度分别为46%和35%,而1000μmol/L Fe~(3+)组MFC阴极没有绝对占优的群落。以上研究结果表明,低浓度的Fe~(2+)、Fe~(3+)通过促进产电细菌Geobacter的富集,使MFC系统获得了较高的功率输出。相反,高浓度的Fe~(2+)、Fe~(3+)抑制了产电菌的活性,并显着改变了电极微生物的群落组成。针对MEC系统处理复杂底物过程中电极微生物种群互作关系不清楚和产物调控难题,开展了利用生物阴极MEC处理剩余污泥产氢产甲烷的研究。结果表明,Fe(0)促进了MEC系统中污泥的降解和电流输出,提高了氢气含量。以碱处理污泥为底物的MEC获得了最高的氢烷(氢气含量<20%)产率0.148L·L~(-1)-reactor·d~(-1),分别为厌氧发酵和直接利用剩余污泥的MEC的1.8倍和1.4倍。电流密度,代谢物利用以及生物气组成都表明碱处理和MEC均能极大提高污泥的水解和氢烷的产量。碱处理污泥MEC阳极生物膜细菌优势种群是Geobacter(相对丰度22%),其次为Alistipes(10%),生物阴极的优势细菌为Clostridium(15%),古菌几乎全部为嗜氢产甲烷菌Methanobacterium,未处理污泥MEC的优势古菌则为Methanocorpusculum(77%)。结果显示,该反应系统内同时存在发酵产氢,电解产氢,利用氢气产甲烷和电解产甲烷等过程;发酵菌,产电菌和产甲烷菌之间的互作促进了MEC系统内剩余污泥向生物氢烷的转化。荧光定量PCR分析也证实了利用碱预处理污泥的MEC中产甲烷菌含量明显高于其他组,表明碱预处理结合MEC系统有利于嗜氢产甲烷菌的富集。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
种群互作论文参考文献
[1].梁庆,李华华,邢德峰.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[J].微生物学通报.2019
[2].刘倩.微生物电化学系统种群互作及胞外电子传递代谢调控机制[D].哈尔滨工业大学.2018
[3].张春雨.通过种群互作阐释森林群落多样性格局[J].北京林业大学学报.2014
[4].李杰,彭方仁,黄宝龙.农林复合系统种群互作研究进展[J].世界林业研究.1999