多出口扇形喷嘴干冰喷射速冻蓝莓特性研究

为提高干冰微粒速冻蓝莓的喷嘴雾化特性,优化设计一种多出口扇形喷嘴,喷射出扇形干冰微粒射流,更均匀更快速地冻结蓝莓。建立多出口扇形喷嘴的物理模型及蓝莓速冻干冰射流流场计算模型。基于Fluent软件,采用气固两相动力学模型DPS、Realizable、k-ε湍流模型对多出口扇形喷嘴干冰微粒喷射速冻蓝莓的过程进行数值模拟研究。探究了扇形喷嘴出口不同V形切槽角(60°、70°、80°、90°)在相同的入口流量和出口孔径下,对干冰微粒在速冻腔内的流场分布、蓝莓的冻结速率和冻结均匀性等参数的影响。结果表明：随着V形切槽角的增加,扇形冲击射流宽度降低,冲击射流核心区域内的流速增加。当多出口扇形喷嘴出口V形切槽角为70°时,相比60°、80°、90°速冻腔内整盘蓝莓的冻结完成时间分布最集中,整体的冻结速度快,流场最均匀,为此喷嘴模型(入口孔径30 mm,入口流速0.25 m/s,出口为圆周布置的孔径5.2 mm×6(6个孔径为5.2 mm的出口)和中心布置的孔径2 mm×4的组合)最优出口参数。随后对模拟仿真最优结果进行实验测试,可得整盘蓝莓完成速冻的时间为119 s,冻结速率为0.50 cm/min...     

不同火烧强度对兴安落叶松林土壤化学性质的影响

以内蒙古大兴安岭北部林区的火烧迹地为研究区,对不同火烧年份(2003年和2012年)和不同火烧程度(轻度和重度)火烧迹地土壤化学性质进行研究。结果表明:火烧后1年,相较于对照样地,轻度火烧后,土壤有机碳和速效磷含量显著增加,p H值、全磷、碱解氮含量增加,但差异不显著;土壤全氮含量显著降低,全钾和速效钾含量降低,但差异性不显著。重度火烧后,p H值、碱解氮和速效磷含量显著增加,有机碳、全氮和速效钾含量显著降低,全磷和全钾含量降低,但差异不显著。火烧后10年,相较于对照样地,除重度火烧后土壤有机碳和全氮含量显著降低,其他土壤化学性质指标火烧后也不同程度降低,但不显著。     

不同草场利用方式下土壤养分性状变化的对比研究

以克鲁伦河下游地区典型草原为研究对象,以传统游牧作为对照,研究探讨了围栏放牧草场利用方式下土壤养分性状变化规律,其研究结果如下:在冬营盘和夏营盘2个营地,土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量均表现为游牧放牧区>轮牧放牧区>打草场,且冬营盘大于夏营盘;土壤有机质、全氮和全磷含量在冬营盘0～10 cm土层上游牧区、轮牧区和打草场之间均有显著差异;土壤全钾含量分布状况与其他养分有所不同。     

季节性冻土区土体冻融过程及其对水热因子的响应

利用内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家野外观测研究站试验地的森林小气候观测塔,根据2015—2016年冻融期野外观测的气温、降水量、土壤温度和水分数据,对该区季节性冻土的冻融过程和特点进行分析,研究土壤冻结和解冻过程中各土壤层的垂直温度和水分的变化,以及对气温和降水量的响应。结果表明:①季节性冻土的土壤温度随着土层深度增加,土壤冻结和融化滞后天数也会增加,同时与气温的相关性也逐渐减小;②季节性冻土解冻的速度要快于冻结的速度;③在进入解冻期前,3月中旬到5月中旬,各层土壤温度始终保持在-1～1℃之间,不随气温波动;④降水量并不大的解冻期,土壤未冻水含量会迅速增加,说明冻融过程确实能够保存土壤水分,这将有利于植被应对春季干旱。     

科尔沁沙地不同草地利用方式下土壤粒度和有机碳分布特征

[目的]探讨不同草地利用方式下粒度与有机碳含量及相关性,揭示草地退化过程当中土壤有机碳的损失速率,为科尔沁沙地生态环境恢复治理提供科学依据。[方法]以科尔沁沙地乌力吉木伦河流域流动和半固定风沙土为研究对象,对流域内围封草地、不同退化程度的盐碱化样地和人工种植牧草样地等不同草地利用方式下粒度与有机碳含量及相关性进行了探索研究。[结果]围封措施在控制土壤侵蚀和提高土壤有机碳含量方面均起到显著的作用;流域内0—20 cm土层各样地粒度组成以粉粒和砂粒为主,由于翻耕的因素,燕麦和苜蓿样地表层土壤粗粒化明显且比其他样地具有更高的峰值和中值粒径;研究区内100μm粒径左右颗粒为易受侵蚀颗粒;土壤中小于100μm颗粒组分每被吹蚀1%,其有机碳含量将损失0.120 4 g/kg。[结论]在丘间平地分布的盐碱化草甸土地,根据实际情况结合围封措施和种植牧草能防止土壤侵蚀且有效提高有机碳含量。     

干旱半干旱地区农林复合生态系统农田小气候变化研究

伊克昭盟达拉特旗地处黄河南岸,北部为地势平坦的黄河冲积平原,地下水资源丰富,灌溉条件优越,并且适宜开发的沙荒地和亟待改造的低产田很多。通过对该区实行农、林、草结合经营,形成具有良性循环的农林复合生态经济系统。它主要包括四种经营形式：农——林间作型、林——粮间作型、纯林型和林——草型。经４—６ 年复合经营后,证明复合生态系统具有明显的改善农田小气候的功能。在早春,由于林木的存在,使复合系统内部的气温提高了１℃,而地温提高了２℃左右,同时可以降低风速,降低蒸发速率等,这对干旱春季农作物种子的萌发和幼苗生长是十分有利的。而在盛夏的盛叶期,农林复合又可以降低系统内部气温,有效地防止干热风对农作物的危害。     

论三北地区冻结滞水的生态环境效益

本文依据野外观测和室内模拟实验初步资料分析 ,冻结滞水是冬季冻结作用在包气带内形成的季节性固态地下水 ,具有独特的形成机制和倒置富水性及独立的水盐动态特征 ,对生态环境具有双重效应。冻结滞水比冻结前水量一般增加 8%～ 2 5 % ,最高增加 39.5 1% ,是天然和人工植物越冬、春季繁衍的水分代谢均衡不可缺少的 ,甚至是唯一水资源 ,是保持生态平衡的主导因子。当水量达到过饱和状态时 ,易形成冻胀、热融、滑塌、沉陷、盐渍化、沼泽化等不良地质现象 ,造成生态环境恶化 ;在水量 <5 %时造成天然和人工植被衰亡 ,加速荒漠化。这一课题属于跨学部多学科交叉应用基础研究 ,将为可持续发展农林牧业工程、环境水文地质、工程地质、荒漠化防治等提供科学的理论依据和技术方法 ,开拓国际前沿研究领域。     

施氮量对大兴安岭白桦次生林土壤氮矿化的影响

以大兴安岭白桦天然次生林为研究对象,分析施氮量对土壤氮矿化的影响。结果表明,白桦次生林土壤中铵态氮、硝态氮和有效氮质量分数在生长季间存在显著差异。总体上,土壤中有效氮素质量分数在7月份最高,5月份最低。白桦次生林土壤中铵态氮、硝态氮和有效氮质量分数均随着氮沉降量的增加而增加;同时氮沉降也显著增加了土壤氨化速率、硝化速率和氮矿化速率,其中氨化速率的增幅大于硝化速率的增幅。不同施氮处理下,净矿化速率与土壤有机碳质量分数间的相关性比与全氮质量分数间更为密切。