坡面喷施高分子化合物集流效率的试验研究

基于西北地区黄土高原水土流失严重、地形复杂、外源材料运输困难的实际情况,提出坡面喷施高分子聚合物——土壤固化剂、沥青乳剂、有机硅树脂,以期提高其集流效率。通过室外人工降雨模拟试验,分析了坡面经3种材料处理后,在不同浓度,不同雨强下对产流时间、集流效率、土壤侵蚀量的影响。结果表明:3种材料处理的产流时间较对照提早1/3倍;集流效率平均为72.0%,连续降雨条件下为85%以上;土壤侵蚀量明显较对照降低;3种材料的集流效果顺序为:土壤固化剂>有机硅树脂>沥青乳剂。本研究对西北地区发展新型集雨材料及雨水集蓄利用新形式具有一定指导意义。     

3种有机硅喷涂集雨面后的产流特征与集雨效率

集雨工程的建造往往比较复杂,寻找更经济、简便的集雨材料是干旱半干旱地区雨水资源利用的重要研究方向。高分子有机硅由于其具有良好的防水性、化学惰性、操作简单等特性,成为新型集雨材料的潜在选择。试验选用3种不同性质的硅烷(有机硅)乳液,设计4种有机硅与水的稀释比例(1∶7,1∶10,1∶13,1∶16),3种集雨面坡度(0°,9°,15°),通过室外模拟降雨进行集雨效率观测。结果表明,集雨效率道康宁IE-6683最大,为96.96%,道康宁520次之,为96.50%,有机硅原液为90.24%;3种有机硅与水的比例在1∶13与1∶16时集雨效果较好,平均集雨效率在90%以上;集雨面坡度对集雨效率具有显著影响,有机硅原液在坡度为0°与9°变化时集雨效率随坡度增加而增加,坡度为15°时集雨效率有所下降,道康宁520与道康宁IE-6683集雨效率均随集雨面坡度的变大而增加。     

土壤固化剂集流面不同施工工艺比较

土壤固化剂以土壤为固结对象，具有就地取材、减少砂石量和节省工程造价等优点，在集雨工程特别是集流面建设中具有广阔的应用前景。该文在提出固化剂集流面施工工艺分类的基础上，阐述了干硬性－整体施工－固化剂浆液收光、干硬性－整体施工－自然收光、干硬性－砌块施工、塑性－整体施工－自然收光等4种不同施工工艺的技术要求。通过测定集流面的集流效率和粗糙系数，认为固化剂集流面的集流效率达到90％以上，表面粗糙系数在0.011～0.014之间。与混凝土集流面比较，固化剂集流面的建造成本可节约40％以上。试验结果表明：砌块施工工艺在未来固化剂集流面的发展应用中具有重要的地位和价值；单一用途的集流面应考虑塑性施工工艺；表面采用固化剂浆液收光有利于降低集流面的粗糙系数和表面干缩裂缝。     

干热河谷区耕作侵蚀作用下坡面水力侵蚀特性

为了研究耕作侵蚀对坡面水动力学特性的影响,选择金沙江干热河谷地区的坡耕地作为研究对象,采用放水冲刷的试验方法,探讨耕作侵蚀影响侵蚀区土层厚度和作为侵蚀物源传输纽带这2种耕作侵蚀形式作用下坡面水动力参数的变化与分布规律,并分析坡面水动力参数与坡面产流和土壤剥离速率之间的关系。结果表明:耕作侵蚀区不同耕作侵蚀强度处理中,随着耕作侵蚀强度的增大,坡面产流速率和土壤剥离速率均呈现增大趋势;0~35年耕作侵蚀强度处理下坡面水流流态主要表现为紊状缓流,耕作侵蚀强度达到40年时则为紊状急流;阻力系数呈现随耕作侵蚀强度增大而减小的趋势,剪切力则呈增大的趋势。在耕作沉积区不同耕作位移处理中,随着耕作位移量的增大,坡面产流速率呈减小趋势,而土壤剥离速率呈增大趋势;0,12 kg/m的耕作位移处理下坡面水流流态主要表现为紊状急流,当耕作位移量达到21 kg/m,即下坡部位的细沟因土壤耕作位移被完全填充时,水流流态则为紊状缓流;随着耕作位移量的增大,阻力系数表现为增大趋势,剪切力则呈减小趋势。将坡面产流速率、土壤剥离速率与水动力参数进行相关性分析后,发现雷诺数能够较好的描述耕作侵蚀作用下坡面水力侵蚀状态。研究结果为干热河谷区坡耕地土壤侵蚀机理及治理方法提供了科学依据。     

不同立地条件下坡面入渗与侵蚀关系试验研究

通过黄土坡面的冲刷试验,研究了不同立地条件、坡度、流量条件下坡面的侵蚀特征及坡面入渗与侵蚀的关系,研究结果表明,在其它条件相同时,裸坡的侵蚀量分别是草被覆盖度为30%,80%坡面的4倍和20倍;80%草被覆盖度坡面的稳定入渗率为30%覆盖度坡面的2倍,是裸坡的9倍;10°坡面的侵蚀产沙量只有20°,30°坡面的1/10;20°,30°坡面的入渗率约是10°坡面的1/10;1 L/min流量下的相对稳定侵蚀量是5 L/min和7.5 L/min流量的1%左右,而3 L/min的稳定侵蚀量则为后者的20%左右;在不同的流量条件下,坡面侵蚀量随入渗率的增加呈线性减少,两者之间有很好的相关性。     

半干旱黄土丘陵区典型抗旱造林整地技术集流效果研究

以宁南山区生态建设中推广应用的典型抗旱造林整地工程为研究对象,针对工程措施的集流效果进行研究,结果表明:实施"88542"集流造林整地工程,能够有效地改善土壤的水分状况,尤其在0-60 cm土层表现较为明显;工程措施的集流效果随地形的变化有所不同:随坡位自上而下改变,"88542"集流水平沟比集流坡面水分的增加率总体上呈增大趋势;随着坡长增大,工程措施对水分增加率也呈增大趋势;随坡度的增大,水平沟相对集流面的水分增加率也随之增加;随坡向不同,工程措施的集流效果则无明显差异;相对于工程措施的集流效果,坡长和坡度之间呈正相关关系,故在工程设计中,坡度越大,相应集流坡面长度就要缩短,反之坡度越缓,集流坡面长度就要增加.     

不同降雨强度下黄土区冻土坡面产流产沙过程及水沙关系

为了明确降雨对冻土坡面侵蚀的作用机理,探讨冻土和未冻土在不同水力条件下侵蚀之间的差异。通过室内模拟降雨试验,采用3种降雨强度(0.6,0.9,1.2 mm/min)对比定量研究冻土坡面和未冻土坡面产流产沙过程及水沙关系。结果表明:在0.9、1.2 mm/min雨强下,冻土坡面的产流时间相对对照坡面提前了18.7,6.4 min。冻土坡面径流量、侵蚀量均远大于对照坡面,在0.9,1.2 mm/min雨强下径流量分别是对照坡面的1.16,1.19倍,侵蚀量分别是对照坡面的10.40,6.40倍。随着降雨进行,坡面产生不同程度的细沟,其中,冻土坡面相比对照坡面细沟出现时间分别缩短了18 min,22 min,且冻土坡面细沟侵蚀量占总侵蚀量的79%～92%,此比例大于同雨强下的对照坡面。两种坡面的累计径流量与累计产沙量之间满足y=kx+b的线性关系,在细沟间侵蚀阶段,冻土坡面的k值是对照坡面的8.48～9.02倍,而在细沟侵蚀阶段,则为对照的3.68～7.50倍。研究结果表明细沟侵蚀是冻土坡面土壤侵蚀率增大的主要原因,而冻结层的阻水作用是导致坡面上细沟出现时间提前的最重要因素。该研究可以为完善土壤侵蚀机理研究提供一定的参考价值。     

晋西黄土残塬区人工集流场形式优化设计

在黄土残塬地区,旱井作为解决当地农业用水的一种有效途径,已被越来越多的人所认同。而在旱井集雨系统中,旱井集流场所汇集的降雨径流及其含沙率的多少,又直接关系到工程效益的发挥和寿命的长短。该文利用人工降雨试验,并辅以天然降雨观测,系统分析了旱井系统中人工集流场的产流量、产沙率、集流效率与下垫面材料、坡度、雨强的关系,最终遴选出适合当地条件的最优坡度及下垫面材料。研究认为在经济、便捷与高效的原则下,采用5°左右坡的裸露夯实黄土面,可有效利用当地有限的雨水资源。     

浅沟发育对土壤侵蚀作用的研究

浅沟是坡面细沟侵蚀发生与发展的产物。浅沟形成后,改变了原坡面形态,加速了侵蚀作用过程,增大了土壤侵蚀量。本文采用人工模拟降雨装置在黄土小区上进行试验,结合野外调查,对浅沟侵蚀进行了研究:坡面浅沟的分布密度变化于10～65km/km~2之间;深度变化于0.3～3m之间,并且以1～2m的为多;新倾斜面的倾角变化于10°～30”之间。在相同降雨条件下,浅沟发育坡面的产沙率比未发育浅沟坡面的产沙率要大,二者可相差3倍多。当雨强为1.31mm/min和2.4mm/min时,有浅沟发育坡面的侵蚀量分别增加0.66倍和0.386倍。据估算,由于浅沟的存在,黄土丘陵沟壑区沟间地坡面的侵蚀量将增加25％左右。     

黄土丘陵区土壤有机碳含量对侵蚀坡面表层土壤含水量时空变化的影响

表层土壤含水量能敏感反映降雨、气温、侵蚀等环境要素的变化,明确表层土壤含水量时空变化特征可为农业生产及土壤环境效应评价等提供参考。以黄土丘陵区不同有机碳水平的侵蚀坡面为对象,连续监测了2016年11月至2018年3月0-5 cm土壤含水量的动态变化,结合降水资料,分析了不同土壤有机碳水平下侵蚀坡面沉积区、侵蚀区及对照区表层土壤含水量的变化特征。结果表明:(1)表层土壤含水量不同季节变化差异显著,夏季变幅最大,单日最大变幅可达14.3%,春、秋、冬季的单日最大变幅<8.0%。换言之,夏季是土壤水分变化的敏感期。(2)土壤有机碳水平、坡面部位、土壤温度对表层水分变异的影响程度因季节而异。(3)土壤侵蚀加剧了坡面表层土壤含水量变异,变异程度表现为沉积区>侵蚀区>对照(未侵蚀)区;侵蚀前后侵蚀区表层土壤含水量变化量与沉积区变化量的差值随有机碳水平升高从0.85%增加至9.81%。(4)侵蚀坡面表层土壤含水量的时空异质性随有机碳水平升高呈非线性变化趋势。     

Cs对菠菜叶片光合作用影响的研究

为了揭示Cs对植物光合作用的影响机理,本文采用不同浓度的CsCl(0、1、5、10、20 mmol·L-1)和石英砂培处理菠菜幼苗15 d,分析测定了Cs在菠菜中的积累分布以及Cs对菠菜叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、类囊体膜电子传递速率、类囊体膜吸收光谱和77k低温荧光光谱的影响.结果表明:Cs处理显著降低菠菜叶片的叶绿素含量;随着Cs处理浓度的增加,尤其在处理浓度大于10 mmol·L-1时,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)显著下降;叶片叶绿素荧光参数分析表明,Cs处理浓度大于10 mmol· L-1时,光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心遭到破坏;类囊体膜电子传递活性分析表明高浓度Cs处理抑制PSⅡ放氧侧的电子传递活性;类囊体膜室温吸收光谱和77K低温荧光光谱分析表明高浓度Cs会破坏类囊体膜的结构,导致叶绿素的结合状态受损,从而使类囊体膜光能的吸收、传递和分配受到抑制,并且会导致类囊体膜上PSⅡ和PSⅠ的色素蛋白发生不同程度的降解.本研究可为Cs污染的植物修复提供一定理论依据.     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。     

人工纳米材料对植物—微生物影响的研究进展

随着纳米科技的快速发展和纳米产品的广泛使用,人工纳米材料(ENMs)的环境生态效应研究逐渐成为国内外关注的热点。本文整合了ENMs的毒性机制,综述了ENMs对植物和微生物影响方面的研究进展。此外,鉴于植物与微生物之间存在的密切联系,进一步概述了植物和微生物对ENMs生态效应的反馈作用,揭示了植物和微生物的相互作用可影响ENMs对植物-微生物体系的生态效应。因此,将植物-微生物以及土壤作为一个整体是全面评价ENMs生态效应的关键,也是未来研究的发展方向。最后分析了目前研究中方法和技术等方面中存在的不足,提出了以后研究中应关注的重点。     

稀土铽对辣根的生态毒性

研究了稀土铽(Tb)对辣根生理毒性的影响。结果表明,Tb在低浓度范围内,可以诱导叶绿素的合成,高浓度时对其产生破坏作用;对于辣根过氧化物酶,酶活性先升后降;质膜透性、丙二醛含量则呈现先减后增的变化趋势。TbCl3浓度为3mg/kg时各指标达到最值;辣根中毒阈限为10mg/kg左右。通过分析,辣根过氧化物酶对Tb反应敏感,这表明过氧化物酶可能成为研究稀土毒理的生物监测手段。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

玉米花粉多糖对猪瘟免疫效果的研究

本研究采用醇沉淀法从 350 g玉米花粉提取得粗提复合物 38.3 g。经用蒽酮反应、α萘酚反应、间苯二酚反应、碘化反应及高效液相色谱法鉴定 ,证实为多糖。用上述多糖作为免疫增强剂按剂量 50、 1 0 0、2 0 0 mg分别与猪瘟弱毒细胞冻干苗共同免疫猪 ,测定其免疫效果。结果表明 ,各剂量组的 IHA抗体效价均高于对照组 ;T细胞活性 E花环试验测得各剂量的活性 E花环百分率分别为 2 1 .84 %、2 5.4 6%、2 1 .92 % ,均高于对照组 1 5.91 % ;T淋巴细胞转化试验显示 ,各试验组的 T淋巴细胞转化率分别为 55.32 %、 56.39%、54.2 7% ,均高于对照组 4 7% ,上述三种方法测定的结果均显示显著差异。对 T淋巴细胞亚群的测定结果为 ,各试验组的 CD3、CD4、CD8T淋巴细胞的测定平均值均明显高于对照组 ,但 NK细胞的变化不显著。根据试验结果选取 1 0 0 mg剂量组在两个猪场进行田间扩大试验 ,测得的 IHA抗体效价亦高于对照组。研究结果表明 ,玉米花粉多糖既可增强体液免疫 ,又能增强细胞免疫。     

城市尺度生态足迹模型应用中不同参数选择的影响分析

针对生态足迹模型在城市尺度上应用中的均衡因子、产量因子和平均产量3个参数的不同取值方式,分别对不同参数应用模式下城市生态足迹核算的内涵和结果进行影响分析。基于对参数的应用条件和效果的解析,指出传统生态足迹模型的应用中存在误差模糊化处理和全球可比性差的问题,＂国家公顷＂生态足迹模型进行消费来源分解更贴切的体现区域特征。基于参数的尺度效应分析,指出生态足迹模型存在空间可比性和体现区域特征的悖论。通过对参数内涵和模型缺陷分析,探讨均衡因子和产量因子核算中的问题,空间可比性来源于平均产量的引入,并指出模型应用中的贸易调整过程存在缺陷,进而为生态足迹理论及方法论的进一步完善提供依据。     

坡地磷素迁移研究进展

坡地磷素迁移是导致土壤质量退化、肥料利用率降低以及水体富营养化的重要原因,是非点源污染的重要形式.通过对土壤中磷素的形态转化、降雨特征、土壤理化性状与地形条件以及土地利用方式等四个主要方面阐述了坡地磷素迁移的国内外研究进展,提出当前坡地磷素迁移研究的三个主要方向:(1)遴选适当的磷素形态指标,使之能同时较敏感地反映坡地磷素流失对水环境和土壤质量的影响;(2)磷素在土壤中的形态转化与坡地磷素迁移的相互关系;(3)坡地磷素迁移的动态过程与空间变异.通过这三方面的工作将会有力促进磷素迁移及其环境影响研究的规范化,促进土壤科学与环境科学的相互借鉴与融合,也将为农田养分的科学管理、土壤退化的控制与修复奠定理论基础.     

气候变化对生计影响的研究进展

气候变化是全球变化的核心问题,已经引起了国际社会的广泛关注。气候变化对生计的影响成为新的研究热点之一。本文从气候变化和气象灾害两个方面,综述了气候变化对资本、能力及谋生活动的影响,旨在更加深入地理解气候变化对生计构成要素的具体影响。目前,国内有关生计以及气候变化对生计影响的研究很少,相关的学术领域还存在着很大的空白。     

地下水对农田腾发过程作用研究进展

在地下水浅埋区地下水参与和影响了SPAC系统的水分、生物、化学等过程。文中从研究方法、试验和模型3个方面论述了地下水对农田腾发过程作用研究的进展情况和发展趋势。分析认为,应把地下水层和SPAC作为一个整体系统,从野外试验入手,研究地下水浅埋条件下地下水参与SPAC系统水分过程、生物过程和化学过程的机理,为发展节水农业提供理论依据