黑河中游不同土地利用方式地面节肢动物对土壤盐渍化的响应

在甘肃河西走廊黑河中游荒漠绿洲过渡区,天然沙质草地被相继转变为农田和防风固沙人工林,但目前尚缺乏不同土地利用/管理方式下地面节肢动物群落对土壤盐渍化响应的系统研究。以天然沙质草地转变的人工梭梭灌木林、人工杨树林、人工樟子松林和农田为研究对象,以天然草地为对照,基于5种研究样地表层土壤盐分及其组成和地面节肢动物群落的观测数据,采用RDA(Redundancy analysis)排序分析等方法,研究了不同土地利用/管理方式下地面节肢动物个体数量和类群丰富度对土壤盐分环境变化的响应机制。主要结果为:(1)土地利用变化与管理措施相互作用驱动了地面节肢动物群落的演变过程,天然草地植被转变为人工林和农田20多年后,显著降低了地面节肢动物群落的数量而对类群丰富度无显著影响。(2)地面节肢动物群落的变化受土壤pH、Na+、Mg2+、Cl-离子的共同影响,其中土壤pH、Na+和Mg2+离子对动物群落变化的贡献率最大,是关键生态因子。(3)动物个体数量随土壤pH的增加而增加,随Mg2+、Cl-离子浓度的增加而下降。研究表明,土地利用变化引起的土壤盐分环境改变是驱动地面节肢动物群落演变的重要因素之一。     

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。     

风电场建设对周边扰动区域土壤养分和植被的影响

研究了风电场的建设对周边扰动区域土壤养分和植被的影响。结果表明:风电场的建设增加了扰动区域土壤容重、pH和总孔隙度,降低了土壤电导率、含水量和全盐,同时也降低了植被生长各指标和土壤养分（除了土壤全磷）等;在扰动区域（0~3 km）,植被生长各指标和土壤养分均随远离风电场距离的增加而增加,距离风电场4 km时,植被生长各指标和土壤养分基本与未扰动区域达到一致,初步表明了风电场对于植被和土壤养分的影响范围均在方圆3 km以内;风电场扰动区域土壤微生物量的变化幅度和变异系数最大,说明风电场对土壤微生物量的空间变异影响较大;风电场扰动区域和非扰动区域土壤养分均随土层深度的增加而逐渐降低趋势,表现出明显的“表聚性”,而土壤深层（40—60 cm）未扰动区和扰动区土壤养分基本一致,表明了风电场的建设并没有改变土壤养分的垂直分布特征,也并未影响深层土壤养分含量;风电场未扰动区域植被与土壤因子相关性基本与扰动区域相一致,表明风电场对周边区域植被和土壤均有影响,而此影响具有同等的重要性,也即同等程度下影响了植被和土壤因子,同时也体现了植被和土壤因子的互作效应。     

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。     

复合高低空间分辨率遥感影像的云南省近十年森林扰动提取

选择云南省作为研究区域,利用2002、2013年的Landsat数据和2002-2013年的MODIS产品数据,分别构建扰动指数提取森林扰动信息。在此基础上,根据空间位置的对应关系,抽样部分区域,建立MODIS数据与Landsat数据扰动提取结果间的统计关系,将该关系外推到整个研究区域,利用FORMA数据对扰动估算结果进行精度评价。结果表明,复合高低分辨率图像校正后的MODIS扰动提取具有较高精度,与FORMA相比,平均相对误差为10.43%,近10 a云南省森林扰动主要发生在大理、丽江、玉溪等林区地带,其中2010年扰动最为剧烈。     

基于EDEM-Fluent耦合的气爆松土效果仿真分析

为明晰气爆松土作用机理,设计外扩型、外缩型、直口型三种流孔结构,以气爆钻杆为研究对象,通过EDEM-Fluent耦合建立气爆松土仿真模型,对不同气爆压力P和松土作业深度H土壤扰动效果仿真,并进行气爆松土试验.仿真结果表明,直口型流孔土壤扰动效果最佳,当P为0.4 MPa、H为100 mm时,出口气流速度达60 m·s-...     

荒漠鼠类对新疆甘家湖湿地边缘带土壤性质的扰动效应研究

选择甘家湖梭梭林自然保护区湿地边缘地带作为研究区域,研究荒漠鼠类活动对土壤的扰动效应及对梭梭生长的影响。在甘家湖湿地边缘进行隔月分季定期采样,对样品进行测试和分析研究。结果表明:(1)荒漠鼠类活动对土壤容重、含水量、总孔隙度以及pH值均有明显影响;(2)鼠类活动对土壤酶活性有影响,鼠害区脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性变化,在整个观测期均较对照区低;(3)鼠类活动对梭梭生长的影响显著,鼠害严重区植株高度、冠幅偏低,植株死亡数目相对较高。     

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.     

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。     

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.