基于离散元法的板结草地破土切根刀优化设计与试验

不同结构形式的破土切根刀作业性能差异较大,为更好的打破草地土壤板结结构,对破土切根刀进行了结构设计与参数优化。应用离散元法构建土壤模型,并通过直剪试验对该模型进行参数标定;以破土切根刀的刃口角、滑切角及切齿角为试验因素,以耕作阻力、土壤扰动失效面积及比阻为目标参数,进行单因素试验和三因素五水平二次正交旋转中心组合设计试验,得到最优结构参数组合并加工优化破土切根刀进行草地试验。参数优化试验结果显示,当刃口角为37.8°、滑切角为33.6°、切齿角为51.8°时,破土切根刀作业效果最佳;草地试验表明,与三角形破土切根刀相比,优化破土切根刀在不同坚实度草地土壤的减阻率分别为11.8%和12.8%,作业后地表平整度更小且未出现明显翻垡,更符合草地作业农艺要求。研究结果可为破土切根刀的标准化设计提供理论依据。     

森林扰动遥感影像检测方法研究进展

将碳达峰、碳中和纳入我国生态文明建设整体布局是中共中央作出的重大战略选择。森林是陆地生态系统最重要的贮碳库,对实现碳中和具有重要作用。森林的扰动与碳储量和碳汇关系密切,目前由于森林扰动资料的缺乏,导致区域森林碳汇与碳源的估算精度不准确,建立和完善适用于中国森林的扰动检测方法具有重要的理论意义和应用价值。文中在分析国内外森林扰动遥感检测文献的基础上对分类后比较法、直接分析法、时间序列分析法与深度学习法进行对比,分析每一类方法的技术特点和应用效果,指出森林扰动检测方法存在的问题,展望今后发展方向,以期能够为森林扰动检测相关研究提供参考。     

袁家村铁矿区土壤流失监测成果与分析

袁家村铁矿采选工程项目区地处岚县梁家庄乡,属太钢所属的新建工程。采矿场、尾矿库地处土石山区,选矿场、排土场地处黄土丘陵沟壑区,年采选能力2 200万t。工程总占地3 129.53 hm2,其中永久占地3 066.85 hm2。工程建设期挖方量10 184万m3,填方量2 771万m3,弃方7 413万m3。据设点监测,土石山区原地貌的年土壤侵蚀模数为2 100 t/km2左右,扰动地貌的年土壤侵蚀模数为3 314.4 t/km2;黄土丘陵沟壑区原地貌的年土壤侵蚀模数为3 500 t/km2左右,扰动地貌的年土壤侵蚀模数为8 500 t/km2左右;水土保持措施实施后,土石山区的年土壤侵蚀模数下降为1 115 t/km2,黄土丘陵沟壑区的年土壤侵蚀模数下降为1 225 t/km2。监测成果说明了工程建设扰动加剧水土流失的严重性,采取措施后防治成效显著。     

高寒生态脆弱区不同扰动生境土壤微生物数量的变化

通过实地调查及平板表面涂抹法和稀释法分别测定了5种不同扰动生境(一年生草地、多年生草地、围栏内草地、围栏外草地和"黑土滩"草地)下,高寒生态脆弱区天祝草原植被状况、土壤细菌、真菌、放线菌及总数量的影响。结果表明,不同扰动生境草地植被状况、土壤细菌、真菌、放线菌数量及总数量分布各不相同。其中一年生草地植被盖度、产量最大,土壤细菌及微生物总数量最高;"黑土滩"草地土壤真菌及放线菌数量最多,但植被盖度最小;围栏外草地地上植物量最小,土壤细菌、真菌、放线菌及微生物总数量最低。该区草地退化和土壤微生物数量减少的趋势并未得到改善。因此,应对该区草地和土壤退化给予足够的重视。     

山西省输变电工程水土保持低扰动工程技术

输变电工程跨度大,自然、社会经济条件及水土流失来源复杂多变,且临时占地多,扰动范围大.为探索输变电工程水土保持低扰动工程技术,为输变电主体工程及水土保持措施优化设计提供参考依据,以山西省18项500 kV输变电工程为研究样本,通过对比传统与低扰动的主体工程及水土保持工程实施的扰动程度和水土流失量,发现长短腿配高低基础的塔基和塔型设计、索道运输、不落地放线技术等低扰动技术应用于主体工程中能够显著缩小扰动范围、减少水土流失量;在水土保持措施设计中根据各防治分区的水土流失特点及土壤条件采用相应的表土剥离技术及在部分临时占地采用临时覆盖技术,则能减小水土保持工程的二次扰动,并且可以节省工程投资.建议在输变电主体工程及水土保持工程设计中,根据实际情况尽量优先采用这类有利于水土保持的低扰动工程技术.     

植物群落的内禀冗余

植物落处于各种扰动之中，扰动导致群落的总体功能降低，为适应各种形式的扰动，群落的功能补偿作用就发生了，并由此产生了生长冗余，组分冗余及内颤冗余，内禀冗余是植物群落中组分冗余的一种特殊形式，是对波动的环境及人为或动物扰动适应的结果，是落功能最大化的产物，内禀冗余的作用是使群落多样性，物种多样性得以保持，使群落对各种扰动的抵抗能力增强，在一定条件下，内禀冗余阻碍了群落中当前有益物种产量最大限度地实现，但从生态学观点看，它对植物群落中目标物种的持续较高水平的输出具有重要作用，因此，保留以内禀冗余形式存在的非目标植物种对群落的稳定是有益的。     

人为影响下古尔班通古特沙漠小尺度生态环境变化

随着沙漠中油气资源勘探开发、公路建设和重大工程相继实施 ,对生态环境的人为影响日益加深。本文以重大工程实验点为例 ,通过研究对比工程影响区内人工沙垄和自然沙垄的砂质新成土理化性状和植被群落特征 ,指出了沙漠生态环境在人为干扰下发生的一系列变化 ,以及受损生态环境在人们采取积极补救措施的情况下所具有的自然修复能力     

基于离散元软件的大豆垄上深松铲仿真试验分析

为了合理优化大豆垄上深松铲的作业性能和作业效果,对传统大豆垄上圆弧式深松铲进行理论分析,通过分析深松铲正常作业时的耕作阻力以及对土壤的作用确定深松铲结构参数,并借助计算机离散元软件对深松铲进行仿真试验,研究深松铲结构参数对于其耕作阻力及土壤扰动面积的影响,从而优化深松铲结构。理论分析得到深松铲切削角范围为30°~60°,入土角范围为19°~23°。2因素5水平正交旋转组合离散元仿真试验得到:影响深松铲耕作阻力的主次因素为切削角、入土角;影响深松铲土壤扰动面积因素的主次顺序为深松铲切削角、入土角;理论上当深松铲切削角34.39°、入土角20.24°时,耕作阻力为804.799 N,扰动面积为418.42 mm^2。验证试验结果表明,优化后的深松铲与理论值相比,耕作阻力增加7.92%,土壤扰动面积增加7.54%,均与理论值偏差较小,仿真优化结果可靠。优化后的深松铲作业性能与作业效果优良,为大豆垄上深松铲的优化设计提供一定依据。     

基于终端滑模和扰动观测的Buck型变换器复合控制技术

目前功率变换器的控制方法以纯状态反馈为主,当干扰较大时一般需要通过较大的增益来抑制干扰的影响,而高增益控制器通常会影响闭环系统的动态或稳态性能。为进一步提高Buck型变换器控制系统的动态和稳态性能,提出了一种基于非奇异终端滑模控制方法和扰动观测技术的复合控制方案。首先,考虑外界干扰、系统不确定以及参数变化的影响,建立Buck型功率变换器的平均状态模型;其次,基于非奇异终端滑模控制方法,设计滑模控制器,实现Buck型变换器的基本电压调节功能;最后,利用扰动观测技术,构造非线性扰动观测器实现对扰动的观测,并将扰动观测值作为前馈与状态反馈结合形成复合控制,进一步改善了系统的性能。仿真和实验验证了所提方法的有效性。     

深松铲扰动下天然草地复合土层失效特性的试验研究

为研究深松铲类耕作部件作用下天然草地扰动失效过程,采用草地耕作试验台搭载不同类型和具有不同结构参数的深松铲,在不同作业深度下,进行草地扰动失效试验,对草地土层失效过程、扰动情况、翻垡率、扰动系数、蓬松度,以及耕作部件的作业阻力和沟形面积比阻进行对比分析。试验结果表明:利用深松铲可以打破天然草地形成的“地表干草+植物根茎+土壤”的“夹层式”复合土层结构,对草地土层造成扰动,但其作业效果受作业深度、结构参数以及“夹层式”复合土层结构的影响。深松铲作业后产生的地表翻垡率为5.67%~12.25%,扰动系数为63%~74%,蓬松度为38%~49%。综合所有的扰动失效特性参数,在所试验的深松铲耕作部件中,双翼倾角为150°的双翼形深松铲在草地深松作业时对草地地表扰动和土壤翻垡情况影响较小,对土壤的扰动系数较高,作业效果最佳。