三种灌木根系易损荷载类型及易损部位研究

以半干旱矿区的小叶锦鸡儿、北沙柳和沙棘为研究对象,利用TY8000伺服式强力机测定3种灌木1～5mm径级直根段和含侧根分支处根段的抗拉力及抗拉剪组合力,研究3种灌木根系的易损荷载类型和易损部位。结果表明:小叶锦鸡儿、北沙柳直根段的平均抗拉剪组合强度均大于平均抗拉强度(46.39>39.96MPa、23.55>17.86MPa),含侧根分支处根段亦然(34.70>29.86MPa、14.16>11.43MPa);而沙棘反之,直根段和含侧根分支处根段的平均抗拉剪组合强度均小于平均抗拉强度(9.83<12.43MPa、8.18<8.90MPa),即小叶锦鸡儿、北沙柳直根段和含侧根分支处根段的易损荷载为轴向拉力,沙棘根系易损荷载为拉剪组合力。3种灌木含侧根分支处根段抵抗外力的能力低于相邻上、下级直根,即3种灌木根系易损部位均为侧根分支处。     

两类侵蚀营力损伤下小叶锦鸡儿直根自修复能力研究

以半干旱矿区常见植物小叶锦鸡儿为试材,采用离体条件下,对1.5~3.5mm根径范围直根施加瞬时损伤拉力(70%的极限拉力)或瞬时损伤折力(70%的极限折力),待其自修复5个月后,研究拉力、折力损伤对小叶锦鸡儿生物和力学自修复特征的影响,以期探究拉力、折力损伤对植物根系持续固土效能。结果表明:小叶锦鸡儿直根受损自修复后存活率高于65%、根径增长率高于18%;修复前后极限抗拉强度差异:平行对照(42.29±4.81)MPa受拉自修复5个月后(33.64±3.30)MPa受损前(28.57±3.03)MPa;抗折强度差异:平行对照(48.72±2.26)MPa受折自修复5个月后(44.37±2.36)MPa受损前(37.60±5.96)MPa;两类损伤力相比:拉力损伤对直根生长限制效应显著,存活率、增长率均较低,且抗折强度均显著高于抗拉强度,说明小叶锦鸡儿根系持续承受土体沉降能力强于抵抗大风拉拔能力;较细直根(径级1.5~2.4mm)受损自修复后的存活率是较粗直根(径级2.5~3.5mm)的0.99倍,根径增长率是较粗直根的1.32倍,强度下降率是较粗直根的0.81倍,较细直根自修复后生长状况和力学特性均优于较粗直根。     

直接利用传递函数对分叉结构进行模态综合

建立了一种直接利用传递函数对分叉结构进行模态综合的方法。传统的方法一般都需要对大矩阵进行求逆运算,而此方法只涉及分叉结构结合部的传递函数矩阵的求逆,因此求逆计算量很小,特别是当直接采用传递函数的测量值进行模态综合时,就更体现出它的优越性。     

达里诺尔湖湿地生态系统服务价值评价

生态系统服务功能是生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用,对其服务价值进行货币化评价,可以推动自然资源可持续利用,促进区域生态环境保护。以达里诺尔湖湿地为研究对象,结合达里诺尔湖湿地生态系统的结构、特征及其生态过程特点,通过资料搜集与实地调研,运用资源经济学理论和方法,对达里诺尔湖湿地生态系统服务价值进行了划分。构建了达里诺尔湖湿地生态系统服务价值评价指标体系,并对其进行了价值评价。评价结果显示达里诺尔湖湿地的服务价值为93.70×10⁴万元,其中直接使用价值为2.19×10⁴万元,占比为2.36%,间接使用价值为91.51×10⁴万元,占比为97.66%。各项生态系统服务功能中以调节空气湿度价值最大,为82.76×10⁴万元,占总服务价值的88.32%。     

荒漠草原区家庭牧场退化草地恢复管理措施研究

为探索荒漠草原区家庭生态牧场退化草地恢复治理措施,2014—2017年开展了对3户家庭生态牧场退化草地恢复管理措施试验。结果表明:补播措施和划破加补播措施明显提高了退化草地地上生物量、植被盖度及草群高度,对物种丰富度的影响不显著,补播措施地上生物量增加51.6%~58.4%,划破加补播处理地上生物量增加48.3%~48.9%;第3年,补播处理、划破加补播处理植被盖度较第1年的对照增加50.2%~70.8%,草群高度增加52.1%~69.8%;补播措施和划破加补播措施使杂草类在总生物量中的比例降低至10%左右,莎草类降低至14%左右。综合评价后,补播、划破加补播措施为当地家庭生态牧场退化草地恢复的有效管理措施;可以为荒漠草原区家庭生态牧场退化草地恢复治理提供技术支持。     

黑沙蒿根系抗拉特性及其与化学成分的关联性

[目的] 探讨根系抗拉特性与主要化学成分含量的关联性，以期充实根系固土力学特性研究以及提供矿区生态恢复和植物保护的理论支持。[方法] 以神东矿区广泛分布的多年生灌木黑沙蒿（Artemisia ordosica）为研究对象，利用TY8000伺服式强力机，研究1~4 mm径级直根段、含侧根分支处根段抗拉材料的力学特性并测定各径级的纤维素、半纤维素和木质素，研究根系材料力学及其与化学成分的关联性。[结果] ①随着根系直径增加，黑沙蒿直根段、含侧根分支处根段抗拉力增加，而抗拉强度和杨氏模量减小，且抗拉力、抗拉强度和杨氏模量都与根系直径呈幂函数关系。②直根段、含侧根分支处根段化学成分含量差异显著（p<0.05），平均化学成分含量为：半纤维素（31.69%，32.18%） > 木质素（28.42%，25.30%） > 纤维素（15.50%，15.35%）。③随着根系直径增加，直根段纤维素含量减小，半纤维素和木质素含量增加，而含侧根分支处根段纤维素含量减小，半纤维素和木质素含量无变化。④直根段抗拉强度、杨氏模量与纤维素极显著正相关（p<0.01），与半纤维素、木质素极显著负相关（p<0.01）。含侧根分支处根段抗拉强度、杨氏模量与纤维素极显著正相关（p<0.01），与半纤维素、木质素无相关性。[结论] 黑沙蒿根系抗拉特性与化学成分表现出一定的相关性，且纤维素是影响灌木根系材料力学特性的主要化学组分。     

基于耦合协调度的大理河流域径流和输沙关系分析

深入研究流域水沙关系变化是解决黄河流域高质量发展关键问题的重要科学途径之一。自20世纪50年代以来,黄河中游地区实施了大规模的水土保持工程,径流和输沙显著减少,水沙关系发生变化。该研究利用Mann-Kendall趋势检验法分析了1960—2015年来大理河流域的径流输沙变化趋势,并构建基于耦合协调度理论和Pettitt检验方法的径流输沙关系变异诊断方法,识别大理河流域径流和输沙关系的突变点,并通过Copula方法进行验证。结果表明:1)大理河流域径流输沙在月尺度和年尺度呈现显著的下降趋势;2)大理河流域径流和输沙关系在1996年发生显著突变;3)径流输沙关系发生突变后,径流和输沙均明显减少,输沙的减少幅度比径流的减少幅度高29.19个百分点,径流对输沙贡献程度下降幅度为5.10%,单位径流的输沙能力降低;4)淤地坝建设和植被恢复是造成大理河流域水沙变化的主要因素,修建淤地坝和恢复植被对减少泥沙具有积极作用。研究成果可以为进一步深化理解大理河流域水沙关系变化以及水土流失治理提供依据。     

地埋滴灌点源入渗土壤水分运动规律实验研究

通过室内砂土中进行地埋滴灌的实验,对地埋滴灌在砂土中的适应性进行初步研究,为田间试验布置提供依据。通过分析湿润锋的推移速率、特征点的土壤含水率变化规律,发现湿润锋推移速率先是径向大于垂向,随着灌水时间和灌水量增加,水平方向和垂向的湿润锋和含水率趋于平衡。根据对比滴灌带埋深15和20 cm特征点的含水率变化情况,得出埋深15 cm节水效果更好,更利于作物生长。实验还得出湿润比能作为滴灌灌水参数的指标,由于作物种植的间距和作物根系深度之比基本小于1.0,因此在田间实际灌溉中湿润比应控制在1.0左右。     

行走式自动点灌机的设计分析及应用

从改变点灌机整机的传动原理入手，使整机结构简单、布置合理、造价低廉；将所需要的灌水排量变为可调式，使水能及时、准确地注入穴位；简化了直流永磁电机的制作工艺，从上述诸方面阐述了行走式自动点灌机结构的设计特点，简述了该机的效益及应用前景，并对今后进一步的研究提出了建议。     

中国灌溉草业可持续发展探讨

本文就我国牧区资源特点，分析了牧区灌溉草业发展的持续能力及障碍因素，提出了我国牧区灌溉草业可持续发展主要举措：建立水、草、畜平衡发展体系；合理利用水资源，发展节水型灌溉；建立永久性人工饲草料基地；强化灌溉草业科研与科技推广力度等基本构想