1:100万乌鲁木齐幅土壤图的编制

为了对国际分幅1:100万全国土壤图的制图原则、内容和方法进行探讨,以便取得经验,1984年,我们选择了1:100万乌鲁木齐幅土壤图作为试点图幅。该幅地处北纬40°-44°,东经84°-90°(图1)。天山横贯东西,位于该幅北部。     

大兴安岭北部的灰化土

大兴安岭北部,即伊勒呼里山以北的大兴安岭主体部分,大致位于北纬51°20'—53°28',东经121°31'—126°30'之间,是我国的最北端。其地带性土壤类型,过去说法不一,曾有人命名为生草灰化土¹⁾、棕色灰化土、棕色泰加林土²⁾、灰白色森林土(中国科学院内蒙古宁夏综合考察队等,1978)、棕色针叶林土³⁾、漂灰土(中国科学院南京土壤研究所主编,1978)等。     

中国的冻土

中国冻土面积大,分布规律特殊,对于研究世界冻土的形成、分布具有重要意义。中国冻土有高纬度冻土和高海拔冻土两种。高纬度冻土分布于东北地区,北纬53—46°N,面积38.2×10⁴km²,纬度高而海拔较低,这类冻土的一系列特征主要受高纬度的影响;高海拔冻土主要分布于青藏高原和西部高山,面积176×10⁴km²,占北半球高海拔冻土面积的75.7%,居世界首位,大部分分布于北纬35°N以南,最南达27°左右,纬度低而海拔高,其一系列特征主要受海拔高度的影响。两类冻土的土壤类型和性状各具特点,差异很大。高纬度冻土具有湿寒特点,植被为森林,土壤有机质含量高,pH低,不含CaCO₃,盐基不饱和;高海拔冻土具有干寒特点,植被为草原和荒漠,土壤有机质含量很低,PH高,盐基饱和,大多富含石灰,部分含石膏磐层。目前中国及国际上均未将冻土列为独立的土壤分类单元,我们建议在中国土壤中,增设一个冻土土纲,下设正常冻土(高纬度冻土)和高寒冻土(高海拔冻土)两个亚纲。     

基于风洞试验的风沙区光伏阵列近地表形态变化规律研究

[目的] 研究库布齐沙漠中段沙区光伏阵列扰动下地表形态变化规律及其与风环境的关系,为科学制定沙区光伏电站次生风沙危害防治技术方案提供理论依据。[方法] 运用风洞试验方法,分析光伏阵列与风向之间夹角为0°,45°,90°,135°和180°时光伏阵列地表蚀积空间分布规律和地表形态剖面特征。[结果] 夹角为±90°时,迎风侧前两排电板区域地表蚀积变化表现为风蚀以中度和重度为主,堆积以轻度为主。第3—5排电板区域在前两排电板的遮蔽作用下风沙活动强度大幅降低。夹角为±45°时所有电板区域蚀积变化规律较为相似;45°时蚀积变化表现为风蚀以中度和重度为主,堆积以中度和轻度为主,小范围出现重度堆积现象;-45°时风蚀和堆积均表现为以轻度和中度为主。以8 m/s风速条件为例,不同夹角条件光伏阵列地表蚀积强度表现为：45°>90°>-45°>-90°>0°。夹角为0°时最小,蚀积变化极差仅为1.265 cm。夹角为45°时最大,蚀积变化极差可达5.429 cm。夹角绝对值相等符号相反风况条件下,夹角为正值相较负值时光伏阵列地表风沙活动更为强烈。夹角为45°时蚀积强度是夹角为-45°时的1.566倍,夹角为90°时则是夹角为-90°时的1.269倍。[结论] 沙区光伏阵列次生风沙危害的防治技术方案设计应充分考虑区域主害风向条件。     

香根草引种试验研究

作者通过试验,研究分析了香根草在我国南方(N18°10'～20°10')北方(N35°38'～36°33')及中间过渡地带的生长情况。试验结果表明:香根草在我国北方泰安能正常生长和分蘖,从而使香根草引种试验向北推移了9个纬度带。     

不同植被类型小区的径流泥沙观测分析

一、试验区自然条件试验布设在陕北安塞县水土保持试验区的县南河流域,侵蚀地貌属黄土丘陵沟壑区第2副区。流域面积50.6平方公里,沟壑密度每平方公里4.4公里。地面坡度从上向下分为4类:1、梁峁顶部平缓,一般3-10°;2、梁峁坡较陡,一般15-25°,有的达30°;3、沟坡最陡,多为25-35°;4、塌地与沟台地也较缓,为5-15°。其中0-15°的占1.6%,15-25°的占22.4%,25-35°的占50%以上,35°以上的占21.4%。地面组成物质大都是黄土,沟床和沟岸有岩石和红土露头。海拔高1,010-1,400米。年平均气温8.8℃,极端最低气温-23.6℃。平均无霜期159天,≥10°的年平均积温3,160.2℃。年平均降水量553毫米,但分布不均,主要集中在6-9月,其中     

土壤侵蚀和沉积对土壤理化性状的影响

土壤侵蚀—沉积是影响陆地生态系统地球化学循环的重要机制之一。对土壤生物、化学和物理性质在侵蚀区和沉积区的空间分布特征进行系统分析，基于黄土高原地区的侵蚀—沉积地貌特征，模拟修建5°，10°和20° 3个坡度的侵蚀区，并于每个侵蚀区底端连接水平的沉积区。试验期间（2015—2019年）连续原位监测天然降雨条件下的径流量、泥沙量、土壤温度和水分，并采集土样分析土壤生物、物理和化学性质。结果表明：（1）随坡度增大，土壤侵蚀强度增强。相比5°坡，10°和20°坡的年径流量分别提高30%~115%和48%~207%，且年产沙量分别提高146%~505%和241%~742%；（2）沉积区土壤有机碳、可溶性有机碳、矿质氮、微生物量碳、氮的浓度和黏粒含量均显著高于侵蚀区，土壤δ¹³C相对丰度在侵蚀区显著高于沉积区，提高幅度为2.0%~3.3%；（3）试验土壤性状在侵蚀区和沉积区之间的差异随坡度增大而增加。研究结果揭示了土壤理化性状对土壤侵蚀和沉积具有相反的响应。     

堆积碎石土中细小黏粒的细观孔隙特征

孔隙特征(多孔性、变异性、复杂性)对雨水入渗的具有重要影响。应用图像处理技术对具有级配代表性的湖南省湘潭市昭山区某堆积碎石土斜坡中细小黏粒的细观孔隙特征进行了试验研究。研究结果表明,相同质量的细小黏粒土体的孔隙度与含水率存在二次曲线关系,试验土体在含水率为10.41%时压实性最好;孔隙数目、孔隙复杂度以及孔隙变异度随着含水率的增加而减小,表明含水率越小孔隙的扭曲程度越高,孔隙就越复杂,且孔隙数含量越多,越有利于表层雨水下渗;不同含水率下孔隙定向角在10°~20°,50°~60°,100°~110°,140°~150°这4个方位上分布相对密集,且含水率越小,孔隙定向性相对较明显;孔隙定向角分布具有辐射状,含水率为15%时最为明显,有利于水分的水平渗透迁移。     

格鲁吉亚和中国南部红色风化壳上土壤发育的一些问题

众所周知,格鲁吉亚亚热带和中国热带的地理位置显然不同。前者位于北纬43°—42°以南;而后者从北回归线以南开始,即北纬25°以南。二地相隔的距离计达9,000公里以上。尽管地理位置的差别这样大,但是在这些地区成土过程的发育方面,有一些共同的特点。我觉得对此作比较研究,可以帮助我们更进一步了解格鲁吉亚亚热带土壤发生的情况。     

喀斯特槽谷区岩石与坡面夹角对产流产沙过程的影响

为明确喀斯特槽谷区岩石与坡面夹角对坡面产流产沙过程的影响,在6个岩石与坡面夹角(30°,60°,90°,120°,150°,180°)、3个坡度(10°,15°,20°)和3个流量(5,7.5,10 L/min)组合条件下,开展室内放水冲刷试验。结果表明:(1)地表产流率随冲刷历时呈先增加后稳定的趋势,而含沙量和地表产沙率随冲刷历时均呈波动性减小趋势;(2)各岩石与坡面夹角下,地表产流率无显著差异(P＞0.05);但含沙量与地表产沙率均差异显著(P＜0.05),表现为含沙量和地表产沙率在60°夹角下与30°和120°夹角下差异不显著(P＞0.05),但显著高于90°,150°和180°条件下的含沙量和地表产沙率(P＜0.05);(3)地表产流率与含沙量在60°,90°,120°夹角下均呈显著幂函数正相关(R²=0.32~0.56,P＜0.05),而在其他夹角下二者关系不显著(P>0.05)。地表产流率与地表产沙率在60°,90°,120°,150°,180°夹角下呈显著线性正相关(R²=0.35~0.86,P＜0.05)。研究表明喀[JP]斯特槽谷区岩石与坡面呈一定夹角时,可加剧坡面产沙,并改变产流与产沙关系。     

不同坡度下玉米生长期紫色土坡面径流及其

为探明紫色土横垄坡面径流与可溶性有机碳流失对不同坡度的响应特征,通过径流小区和野外人工模拟降雨相结合的方法,探讨了不同坡度条件下玉米各生育期地表径流、壤中流及其可溶性有机碳（DOC）流失特征。结果表明：玉米各生育期同一降雨时间段地表径流量均表现为20° > 15° > 10°,壤中流径流量却表现为10° > 15° > 20°。不同坡度下,玉米生育期地表径流量大小总体表现为苗期 > 成熟期 > 拔节期 > 抽雄期,壤中流量整体表现为抽雄期 > 拔节期 > 苗期 > 成熟期。玉米各生育期地表径流DOC质量浓度均表现为20° > 15° > 10°,不同坡度下玉米生育期地表径流DOC质量浓度表现为苗期 > 拔节期 > 成熟期 > 抽雄期。苗期、拔节期和成熟期壤中流DOC质量浓度大小表现为10° > 15° > 20°,不同坡度下玉米生育期壤中流DOC质量浓度的总体表现为苗期最大,抽雄期最小。玉米各生育期地表径流DOC迁移通量大小均表现为20° > 15° > 10°,不同坡度地表径流DOC迁移通量均表现为苗期 > 成熟期 > 拔节期 > 抽雄期;玉米各生育期壤中流DOC迁移通量大小均表现为10° > 15° > 20°,不同坡度下壤中流DOC迁移通量与地表径流一致。研究结果可为不同坡度条件下玉米生长期坡面径流损失和有机碳流失调控提供理论依据。     

基于统计学的陇东地区沟谷分布及演化研究

[目的] 研究陇东地区沟谷分布的统计学特征，旨在查明黄土高原沟谷演化的宏观规律。[方法] 通过野外工作、前人工作和遥感解译寻找黄土沟谷的分布规律，再基于沟谷分级和沟谷走向数据处理，对沟谷发育规律进行量化参数表达。采取统计学检验和正态分布性质，得到沟谷间的影响关系，并引用安全距离等概念参数，重现和预测地貌演化进程。[结果] ①主沟与支沟呈现近似正交的关系，节理的走向与支沟的走向大致相同，构造对沟谷的发育起一定的控制作用。②4组一级支沟对主沟的正交偏差弧度值数据和2组二级支沟对一级支沟的正交偏差弧度值数据均符合正态分布。③在80%的显著概率下，主沟与一级支沟的夹角不小于69.9°，67.6°，59.9°和68.8°；一级支沟与二级支沟的夹角不小于55.8°和70.5°。[结论] 沟谷发育存在普遍规律，70°可视为沟谷发育夹角的极限值。     

不同网孔与筒体模型对Y型网式过滤器性能的影响

Y型网式过滤器广泛运用于微灌系统,其良好的水力性能是保证微灌系统稳定运行的关键,为了分析其水力性能,该研究采用数值模拟和物理试验相结合的方法,分析了网式过滤器在3种滤网网孔（正方形、圆形、菱形）以及3种筒体弧线角度（0°、15°、30°）下,过滤器内压降系数、滤芯网面流量分布、内部流场、压力分布等水力特性的变化。结果表明：物理试验与数值模拟之间的水头损失系数平均差异为9%,表明了数值模拟的可靠性,其中圆形网孔过滤器水头损失系数最大,正方形次之,菱形最小;滤网网孔形状对过滤器网面过流量分布的影响较大,正方形网孔过滤器的中速过流量区域占比最高达到了47.5%,圆形次之,菱形最小仅为26.5%。过滤器的水头损失随着筒体弧线角度的增加而逐渐减小,35°的压降系数较0°的减小了73.15%,网面流量的分布也随着角度的增加变得更为均匀,其中35°的中速过流量区域面积较0°增大了71.48%,水力性能明显提高;此外随着筒体弧线角度的增加,出口侧中上段滤网处的内外压差明显减小。因此在实际微灌系统中,选择网孔为正方形、筒体弧线角度30°的过滤器,其内部流场缓和、网面流量分布均匀,提高了过滤器的水力性能和使用寿命。该研究成果可为网式过滤器结构优化提供设计方案与理论依据。     

坡度影响下的砒砂岩区裸露坡面水分入渗特征及模拟

为探究不同坡度(5°,10°,20°,30°)条件下,不同质地砒砂岩土壤(灰白色、混合色、紫红色)的水分入渗特征及最优入渗模型。通过室内模拟土柱法对土壤的水分入渗特征和拟合结果进行对比分析。结果表明:(1)研究区不同坡面土壤容重在1.513~1.737 g/cm³,30°坡面下的灰白色砒砂岩土壤入渗能力较强,5°坡面下的紫红色砒砂岩土壤入渗能力较弱。(2) 在砒砂岩土壤一维垂直 入渗过程中,初始入渗率为2.000~8.600 cm/min,入渗时间3.500~5.000 min后达到稳定入渗率(0.160~1.800 cm/min)。入渗率、湿润锋运移速率与时间呈幂函数递减关系。坡度的大小、砒砂岩的质地均影响砒砂岩土壤入渗能力,坡度越小、颜色越深, 入渗率、累计入渗率越低,湿润锋运移越慢;且初始入渗速率、稳定入渗速率、初始湿润锋运移速率、稳定湿润锋运移速率的值均随着坡面坡度的减小、砒砂岩土壤颜色的加深呈现减小趋势。(3)Kostiakov模型、Philip模型对于砒砂岩区土壤水分入渗结果拟合较好,决定系数均在0.900以上。Kostiakov模型 决定系数的平均值0.948拟合效果最优;Philip模型决定系数的平均值0.937拟合效果其次;Horton模型决定系数的平均值0.688拟合效果较差。通过平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、偏差百分比(PBIAS)、纳什效率系数(NSE)验证Kostiakov模型和Philip模型模拟值与实测值的差异性小、两者吻合程度高。     

博格多山北坡云杉林下土壤的初步研究

博格多山属于天山山系,为横贯新疆中部的主要山脉,主脉最高峰达3,000米以上,云杉森林主要分布在1,600-2,700米的险坡。博格多山的地理位置约为北伟43-44°,东经88-91°。     

基于GIS的高原植被空间格局与地形因子相关关系研究

以青海省境内黄河上游茨哈峡为例,运用GIS空间分析方法,对该地区的地形因子(高程、坡度和坡向)进行提取,并与植被类型图进行叠加,运用多样性指数、均匀度等植被指数分析该区植被空间分布格局与地形因子的关系,研究了植被指数随地形的变化趋势。结果表明,植被空间分布与地形因子关系密切,亚高山暗针叶林最优生长区间为海拔3290~3880 m,坡度25°~45°的阴坡;山地圆柏林则适宜生长在同样坡度,海拔3880~4470 m的阳坡;针阔混交林、高山落叶阔叶林最优生长区间分别为15°~25°,2700~3290 m的阴坡和2995~3290 m的(半)阴坡;高寒灌丛和高寒草原在各坡度和坡向分布范围都比较广。     

暴雨条件下灌木对边坡稳定性的影响模拟试验

[目的] 研究暴雨条件下不同灌木种植模式对不同坡度边坡的固坡效应,探索灌木固坡发挥效用的临界坡度,为生态工程措施在山地灾害防治中的应用提供科学依据。[方法] 通过制作灌木模型开展室内降雨试验,探究4种坡度（20°,35°,50°,60°）条件下4种灌木种植模式（稀植、适中种植、密植、裸坡）对边坡稳定性的影响,并利用考虑灌木自重和根系牵引力影响下的修正公式计算边坡安全系数（F_s）。[结果] ①20°和35°的灌木边坡发生沟蚀破坏,与种植模式无关;裸坡、50°灌木边坡和60°稀植、密植灌木边坡发生渐进式破坏;60°适中种植灌木边坡发生整体滑移式破坏。②在20°和35°边坡上种植灌木能够在降雨过程中有效增强边坡的稳定性,减少4%～70%坍塌量;在50°和60°边坡上种植灌木不仅会降低边坡的稳定性,还会增加10%～33%的坍塌量。[结论] 灌木固坡不能简单归结为有效或者无效,和坡体的坡度密切相关,因此要注意不同坡度上种植方式的选择。     

常德专区几种主要低产田的类型与改良

常德专区位于北纬28.2°-30°、东经110.4°-112.7°之间,东北部居于洞庭湖畔;愈往西南,渐由丘陵而高山。澧水、沅水、资水的中下游横贯其间,自西向东流入洞庭湖,所以全区地势是西南高而东北部低。     

东北水保工程项目区水土保持效益评价

在国家农业综合开发东北黑土区水土流失治理一期工程区内,选取新型大垄、垄向区田(3°和5°)、3°垄沟深松、改垄、梯田、地埂、草地、林地共8个不同的水土保持措施地块作为试验小区,以传统3°和5°顺坡垄作为对照小区,开展全年水土保持监测,并以此进行了田块尺度上的各项水土保持措施的效益分析。研究结果表明,水保工程措施总体优于水保耕作措施,在耕作措施中新型大垄密植水保效果最佳。各项措施水土保持效益排序为:草地>林地>新型大垄>改隆>梯田>地埂>深松>3°区田>5°区田。新型大垄、区田和深松措施水保作用具有时效性。     

基于电动方向盘的拖拉机自动导航转向控制方法

为提高轮式拖拉机自动导航过程中转向控制的精度与稳定性，该研究以雷沃欧豹M704-2H拖拉机作为试验平台，采用电动方向盘作为转向执行机构，分析转向机械间隙对控制精度的影响，针对转向间隙特性设计转向控制算法。首先，为了获得准确的转向角，利用GNSS(global navigation satellite system)与二轮车模型快速标定虚拟轮转角，标定结果表明：虚拟轮转角的最大误差为1.3°，平均误差为0.11°。然后，对转向系统的机械间隙进行分析，设计一种带有间隙补偿的模糊PD(proportional derivative)转向控制算法，并在Simulink中验证算法的可行性。实车试验结果表明，该算法跟踪方波转角信号的响应时间为1.1 s，最大稳态误差为0.65°，平均稳态绝对误差为0.132°。跟踪正弦波转角信号的平均延时为0.5 s，最大误差为1.91°，平均绝对误差为1.09°。与无间隙补偿算法相比，有间隙补偿算法跟踪方波信号最大稳态误差减小了0.022°，平均稳态绝对误差减少了0.112°，角度误差在±0.2°内的时间提升了71%；跟踪正弦波信号最大误差减小了0.68°，平均绝对误差减小0.23°。田间直线导航转向控制试验结果表明，转角跟踪的绝对平均误差为0.61°，最大跟踪误差为2.82°，转向控制跟踪精度较高，稳定性好，满足导航作业需求。