向家坝水电站工程扰动边坡生态修复人工调控研究

以控制论为基本理论,归纳了边坡生态修复工程的人工调控技术,并以此为指导对向家坝水电站工程扰动边坡生态修复TBS(厚层基材植被护坡技术)示范样地进行了调控。调控结果表明:调控后边坡样地各指标值均有不同程度的提高,植被群落得到不同程度的改善。对调控经验进行了总结,为加快扰动边坡植被恢复及演替提供新的思路和方法。     

土壤栽培条件下根系生长非扰动观测根箱及其应用

原位观察土壤中根系的生长情况是一个难题。该文提出了一种土壤栽培条件下根系生长非扰动观测根箱,并以栽种烟草为例说明其应用。该装置由生长室、水肥供应系统、图像捕获与分析系统构成。烟草根系在生长室中生长,水肥供应系统独立调节各分室的水肥供应。利用数码相机定期捕获观察面的根系图像,再用ImageJ软件分析数据,即可实现根系的定量观测。结果表明,烟草根系伸长速率在移栽后第35天和第46天出现2个增长高峰,其峰值分别为54.58和185.69cm/d。根系深度与宽度的比值随生长时间呈现"V"形曲线。根系的快速生长区域具有下移的趋势。比较生长室观察面所得数据和挖掘根箱获得的数据,结果表明,>20～40cm土层根系最多,2种方法所得到的根长在各土层的分布趋势基本一致、相关性显著,表明本装置可应用于土壤栽培条件下根系生长的非扰动观测。     

神府东胜煤田扰动地面野外降雨试验

神府东胜煤田是我国探明储量最大的煤田,在开发建设过程中产生了大量的扰动地面,造成了严重的矿区水土流失。为了科学地预测和治理矿区扰动地面的水土流失,采用野外人工模拟降雨试验对神府东胜煤田扰动地面的侵蚀产沙过程进行模拟,深入探讨其侵蚀产沙、产流特征。结果表明:降雨强度是影响扰动地面产流时间的主要因素,产流时间与降雨强度呈负幂函数相关;在试验条件限定的范围内,入渗率随降雨强度和坡度的增大均呈先增大后稳定的趋势,但坡度对其影响较弱;径流率随降雨强度和坡度的增大均呈幂函数增大,且相关系数较高;径流含沙量和侵蚀速率均与降雨强度呈幂函数相关,但相关系数不高;径流量与降雨强度呈很好的线性相关;产沙量与径流量呈幂函数相关,且相关系数较高。     

毛竹碳汇造林初期净碳汇量监测与不确定性分析

竹林是热带和亚热带地区一种分布广泛的森林资源类型。由于其优良的固碳功能,在林业应对气候变化的背景下,以积累碳汇和实现碳汇交易为目的的毛竹Phyllostachys edulis林营造活动日益增多。跟踪调查整个毛竹造林过程,连年监测毛竹碳储量变化和土壤有机碳变化,结合基线碳储量和造林活动过程排放泄漏估测,探究净碳汇量变化积累特征。结果表明:①项目区毛竹碳汇造林初期（1~5 a）净碳汇量二氧化碳当量（CO₂-e）为443.77 t,累计净碳汇量二氧化碳当量为9.30 t·hm-2;②项目区在组成净碳汇量的多个分量中,只有毛竹碳储量变化起正面影响,而土壤有机碳变化、施肥排放和运输泄漏均对净碳汇量积累造成负面影响,5 a二氧化碳当量分别为-292.90,-18.99和-8.27 t;③毛竹造林初期（1~5 a）,毛竹碳储量（地上、地下）变化和净碳汇量变化速率并不均匀;④毛竹造林过程中的土壤扰动,对净碳汇量会带来显著影响,造林初期甚至会出现净排放。     

基于分形理论的设施土壤水分特征曲线研究

采用现场调查取样与室内分析相结合的方法,研究了设施栽培条件下原状土壤和扰动土壤分形维数及其与水分特征曲线的关系,结果表明:在相同质地的情况下,分形维数随土壤容重的增大而增大;设施土壤水分特性曲线原状土分形维数与扰动土分形维数具有良好的线性关系;通过原状土与扰动土分形维数的关系来预测的原状土水分特征曲线在整个含水率范围内预测结果与实测值一致性较好,表明根据土壤扰动土分形维数来预测原状土水分特征曲线是可行的。     

跨行自走式除草机器人设计及仿真分析——基于EDEM

杂草去除是农业生产中不可避免的问题,因此设计了一种跨行自走式除草机器人,能够同时实现行间和株间除草,且行间除草的同时能够起到深松土壤的作用。通过曲柄摇杆机构实现除草刀的摆动,来避开农作物。利用EDEM软件对固定除草深度和速度下不同入土角度的除草过程进行仿真分析,结果表明：相同除草深度和速度下,除草刀具受力随着入土角度的增大而先减小后增大;行间除草刀具选取45°入土角为最优工作参数,株间除草刀具选取60°入土角为最优工作参数;通过仿真计算土壤蓬松度和土壤扰动系数,得到的结果是土壤蓬松度在10%～40%之间、土壤扰动系数大于50%,符合松土壤扰动效果的评价指标。     

水丝蚓对稻田上覆水氮素浓度的影响

通过野外采样和室内控制实验,初步研究了水丝蚓对稻田上覆水氮素浓度的影响.结果表明,水丝蚓扰动增加了上覆水中的溶解性无机氮浓度.在3种形式的溶解态无机氮(NO3--N、NO2--N、NH4+-N)中,水丝蚓对NO3--N浓度的升高作用最为显著.利用底生动物的扰动作用,可开发稻田养分调控的生物-生态技术,为稻田复合种养的深化、农业生产结构的优化、农业科技含量的提高提供支持.     

人为扰动导致土壤碳流失的原因分析及对策建议——基于低碳农业视角

人为土壤扰动是导致土壤碳流失、土壤退化、农业威胁与大气CO(2)增多的重要因素.通过论述人为扰动土壤的几大主要方面,解析扰动产生的机理,针对性地提出了减少人为扰动的策略,阐述了发展低碳农业的必要性.     

雨滴击溅下薄层水流的输沙机理研究

【目的】探讨雨滴打击下薄层漫流的输沙机理,为建立细沟间薄层水流泥沙输移预报模型提供理论依据。【方法】采用人工模拟降雨试验,以无雨滴打击为对照,对黏性土壤在直径2.68 mm和3.02 mm雨滴击溅作用下,不同坡度坡面(2°和4°)细沟间薄层水流深度(h)与土壤侵蚀量、泥沙含沙量、扰动系数(Cr)关系进行了研究。建立了黄土缓坡坡面扰动系数的预测方程。【结果】雨滴击溅下坡面薄层水流土壤侵蚀量较无雨滴击溅时显著增大,击溅雨滴直径越大,侵蚀量越大,与水深呈对数规律变化。在雨滴击溅作用下,泥沙含沙量随水深的增加呈减小趋势,且雨滴直径越大,减小幅度越大,这与无雨滴击溅时薄层水流的泥沙含沙量变化相反,表明雨滴击溅作用是薄层水流泥沙输移的主要动力。雨滴击溅作用对薄层水流的扰动系数随水流深度的增大呈线性减小趋势;对侵蚀性黄土而言,2.68 mm雨滴击溅下,无扰动水深为6.94 mm;3.02 mm雨滴击溅下,无扰动水深为7.20 mm。【结论】雨滴击溅作用是薄层水流泥沙剥蚀的主要动力。     

输变电工程建设低扰动水土保持技术研究——以山西省输变电工程为例

以山西省220 kV及以上输变电工程为研究对象,从基础型式、架线安装、运输方式及防治措施等方面进行分析与评价,得出一整套输变电工程低扰动水土保持技术。结果表明:锚杆式、岩石嵌固式及掏挖式等原状土基础在扰动地表面积和土石方量方面小于大开挖基础;长短腿配高低基础在扰动面积和土石方数量方面是最优组合;不落地放线技术比常规放线技术减少扰动面积50%～70%;索道运输方式减少占地73%～92%;土工布覆盖技术节约水土保持投资8%;植被恢复措施节约水土保持投资6.54%;低扰动水土保持技术与传统施工工艺相比减少占地面积4.55%～34.42%,减少土石方量7.81%～25.86%,减少土建投资0.59%～22.49%,减少总投资1.83%～17.50%。