生物腐植酸对露天矿排土场黑麦草生长的影响

[目的]研究生物腐植酸对露天矿排土场土壤改良效果的影响,为进一步提高露天矿排土场的土壤质量提供科学参考。[方法]通过盆栽试验,研究不同生物腐植酸含量(0~400kg/hm2)对露天矿排土场不同土地利用类型〔(刺槐(Robinia pseudoacacia)林、榆树(Ulmus pumila)林、荆条(Vitex negundo)林、农田、未复垦土地〕下黑麦草(Lolium multiflorum)生长状况的影响。[结果]刺槐土、榆树土、荆条土、农田土、未复垦土出苗率最大值分别出现在加入生物腐植酸量为200,200,300,300,200kg/hm2的试验盆;5种土壤黑麦草幼苗株高所需生物腐植酸最大量值分别为200,200,200,300,300kg/hm2;5种土壤黑麦草根系长度最大值分别出现在300,100,300,300,300kg/hm2的试验盆;而生物量最大值分别出现在加入生物腐植酸量为200,100,200,300,300kg/hm2的试验盆。随着生物腐植酸量的增加,各土地利用类型条件下种植的黑麦草出苗率、株高、根系长度、生物量均表现出先增加后减小的趋势。[结论]生物腐植酸对露天矿排土场不同土壤植物更新与生长具有剂量效应,表现为"单峰型"变化规律,体现出适量的生物腐植酸对露天矿排土场植被恢复具有促进作用。     

风沙黄土区排土场不同恢复类型植物群落与土壤种子库特征

风沙黄土区排土场作为一种人造生态系统,自然条件恶劣,土壤贫瘠,植被恢复困难。为了探明有效的人工促进植被恢复措施,采用植被调查与种子库萌发试验相结合的方法,通过研究不同植被类型地上植物群落与土壤种子库特征及二者的关系,探讨了其植被恢复效益及潜力。结果表明:研究区人工植被恢复下地上植物群落中共47种植物,分属16科40属,土壤种子库共14种植物,分属5科13属,其中均以禾本科、菊科、藜科、豆科占主导地位; 灌木植被的地上植被和土壤种子库的物种多样性均表现为最优; 地上植被与土壤种子库密度的变化范围为88.48～495.47株/m²,74.74～1422.91粒/m²,且均在草地类型下最大。土壤种子库和地上植被的相似性普遍较低,相似性系数仅为0.16～0.23。因此,风沙黄土区排土场的植被恢复与重建需要加强保护与管理,可以考虑构建以草灌配置为主的人工植被恢复模式,保障群落的恢复潜力,并提高群落多样性与稳定性,亦可考虑引入外源种子库提升群落恢复的潜力。     

增温与凋落物去除对人工草地土壤呼吸的影响

人工草地是重要的碳汇,但其土壤呼吸及其温度敏感性(Q₁₀)对气候变化和干扰的响应尚不清楚。本研究在大陆性季风气候区的紫苜蓿(Medicago sativa)和无芒雀麦(Bromus inermis)2种人工草地开展了增温和凋落物处理试验,测量了土壤呼吸速率和Q₁₀,并分析了不同草地对这些影响的响应差异。结果表明：增温使年均土壤温度显著增加约2℃(P<0.05);同时,使年均土壤湿度和电导率显著降低(P<0.05)。增温使年平均土壤呼吸速率降低8.81%;凋落物去除使年平均土壤呼吸速率降低9.33%。增温和凋落物去除均使Q₁₀降低。不同草地对增温和凋落物处理有不同的响应,其中紫苜蓿草地对增温的响应大于无芒雀麦草地,而无芒雀麦草地对凋落物处理的响应大于紫苜蓿草地。本研究表明,试验区无芒雀麦群落相较于紫苜蓿群落更能抵抗气候变化和干扰的影响,有利于减少碳排放,是更好的建植人工草地的物种。     

沙地樟子松人工林土壤氮矿化特征

土壤氮(N)的有效性是沙地林生态系统生产力和稳定性的关键限制因子。本研究以科尔沁沙地樟子松人工林为研究对象，分析测定了10~60 a林龄土壤NH₄⁺-N、NO₃^--N和矿质N含量、氨化速率、硝化速率和N矿化速率的变化规律。结果表明：樟子松人工林土壤NH₄⁺-N、NO₃^--N和矿质N含量，随着不同林龄在10~60 a内表现出增加的趋势，其中10~30 a增幅较小，40~60 a显著提高；随着土层深度增加而减小，主要集中在0~20 cm，呈现出表聚性。不同林龄樟子松人工林土壤氨化速率、硝化速率和矿化速率均随林龄增加而增加，随土层深度的增加而降低，其中0~40 cm土层明显大于40~100 cm。通过双因素方差分析，得出林龄与土层对各矿化指标影响显著。土壤矿化指标与人工林地上樟子松株高、胸径、冠幅以及土壤有机碳、全氮、碱解氮有显著的正相关关系。通过冗余分析(RDA)表明，影响不同林龄土壤矿化指标的主要环境因子为全氮、全磷、有机碳；影响不同土层土壤矿化指标的主要环境因子为全氮、碱解氮、有机碳。因此，樟子松人工林能够改善沙地土壤N的有效性，幼龄林和中龄林改善效果较小，近成熟林和成熟林改善效果明显；对表层土的改善效果优于深层土；土壤肥力是影响土壤矿化指标的主要环境因子。     

干扰对固沙樟子松林凋落物特征及持水性的影响

为明确干扰对樟子松Pinus sylvestris var.mongolica固沙林凋落物水文生态功能的影响,采用野外调查与室内持水法,选择章古台林龄为37和46 a樟子松为对象,以邻近立地条件一致的围封林地为对照,研究干扰对不同类型凋落物的蓄积量、持水量、持水率和吸水速率等特征的影响。结果表明:①樟子松林下凋落物盖度、厚度与蓄积量在干扰条件下分别为60%~85%,0.4~1.4 cm和1.8~2.8 t·hm-2,均极显著小于封闭条件（P < 0.001）。②不同类型凋落物的最大持水量为（0.24±0.04）~（15.02±3.56）t·hm-2,总体表现为在干扰条件下均显著小于封闭条件（P < 0.05）;在干扰条件下,不同凋落物的最大持水率从大至小依次为草本类、松针类、其他类,而在封闭条件下表现为草本类、其他类、松针类;不同凋落物的持水过程总体表现为初期大幅增加,其后趋缓,但是其快速持水的早晚各异,且草本类凋落物持水快速期在干扰条件下有所提前。③草本类凋落物的前期吸水速率明显高于松针类和其他类;草本类凋落物吸水速率在干扰条件下高于在封闭条件下;在干扰条件下,松针类凋落物的吸水速率较其他类的低,而在封闭条件下较高。总之,长期的松针收集与放牧干扰,通过影响樟子松林凋落物蓄积量、组成结构及其持水性,限制樟子松人工林的水文功能,亟需制定相应的经营与管理措施。     

科尔沁沙地不同林龄樟子松人工林土壤生态化学计量特征

以科尔沁沙地不同林龄(15 a、25 a、35 a和45 a)樟子松林为对象,研究其0~100 cm土层土壤有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量特征,探讨土壤碳氮磷化学计量特征的垂直分布规律及随林龄的变化规律。结果表明:(1)4种林龄樟子松林土壤(0~20 cm土层)有机碳、全氮和全磷含量分别为7.34、0.39 g·kg~(-1)和0.19 g·kg~(-1),均低于全国平均水平。(2)随着林龄的增加,有机碳含量、C/N和C/P均呈现增大的趋势;全氮和全磷含量呈现先增加后降低(45 a生林分显著降低);而N/P的变化不显著。(3)随着土层的加深,有机碳和全氮含量的变化趋势基本一致,均呈现逐渐降低的趋势,但是各林分在0~20 cm土层中的有机碳和全氮含量均不足总含量的1/3;C/N和C/P呈现相反的变化趋势(C/N增加、C/P降低);而全磷含量和N/P的垂直分布较为均匀,变化不大。综上所述,本研究区樟子松林土壤中的有机碳、全氮、全磷含量极为贫瘠,但樟子松人工林种植增加了土壤碳、氮、磷养分含量;各林龄樟子松林土壤同时受氮、磷养分的限制,但随土层加深受氮的限制更为显著。     

不同林龄樟子松人工林针叶-凋落叶-土壤生态化学计量特征

为明确科尔沁沙地引种樟子松人工林生态系统的C、N、P含量及化学计量特征,采用时空互代的方法,在章古台地区选取4种不同林龄(15,25,35,45年)、立地条件基本一致的樟子松人工林作为研究对象,比较针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量及化学计量比的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系。结果表明:(1)C、N、P含量表现为针叶凋落叶土壤,C/N、C/P、N/P表现为凋落叶针叶土壤,且在3个库之间都有显著差异;(2)林龄对针叶-凋落叶-土壤的C、N、P及C/N、C/P有显著影响,均在35年生樟子松林中针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量最高;(3)相较于其他地区,针叶和凋落叶均表现出高C、P和低N的特征,具有较高的C/N、C/P和较低的N/P;(4)各林龄针叶N/P均小于14,表明该地区樟子松林整个生长过程始终受N的限制,但不同林龄间差异不显著;(5)针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量及其C/N、N/P之间存在显著的相关性,说明该樟子松林生态系统的C、N、P元素在针叶、凋落叶和土壤3个库之间存在运输转换,但其内在维持机制需要进一步深入研究。     

风化矸石山不同侵蚀微生境的基质理化性质与水分特征

[目的] 研究不同侵蚀微生境下基质的理化性质与水分特征,为揭示其植被定居与恢复的驱动与限制机制提供理论基础,为北方早期矿区废弃地植被重建的实践提供科学参考。[方法] 以裸坡、细沟、浅沟与堆积体为研究对象,研究其基质的机械组成、容重、毛管孔隙度、pH值、电导率与水分特征及其相互关系。[结果] 各粒径基质在不同侵蚀微生境间变化各异,而且不同土层间存在差异。不同侵蚀微生境基质容重大小表现为：浅沟＞细沟＞裸坡＞堆积体,而毛管孔隙度大小表现为：堆积体＞裸坡＞浅沟＞细沟。不同侵蚀微生境基质的pH值无显著性差异,但其在不同土层变化有所差异;电导率均表现为：堆积体＞裸坡＞浅沟＞细沟,且在10—20 cm土层高于0—10 cm土层。不同侵蚀微生境的基质含水率与毛管持水量均表现为：堆积体＞裸坡＞浅沟＞细沟,裸坡与浅沟的基质含水率与毛管持水量均在上坡位最低,而细沟的在中坡位最低。[结论] 风化矸石山基质水分特征主要受容重和毛管孔隙度影响显著,裸坡和堆积体砂粒和中粗粒相对较多,水分较好,可为植被定居与恢复提供安全生境。     

菌剂配施有机肥下植物-土壤-微生物生态化学计量特征及内稳性——以内蒙矿区排土场中药复垦模式为例

生态化学计量学是研究生态系统与多重化学元素平衡的有效方法,明确不同施肥制度对植物—土壤—微生物连续体碳、氮、磷含量及其生态化学计量比的影响,可为揭示生态系统养分循环、实现矿山复垦农业系统元素平衡及可持续发展提供参考依据。以武家塔露天煤矿排土场复垦地为研究对象,设置微生物菌剂配施不同有机肥(A1B0、A2B0、A3B0、A1B1、A2B1、A3B1) 6个施肥处理,结合苦参的种植,研究其植物—土壤—微生物碳氮磷特征及内稳性。结果表明：(1)与单施有机肥相比,有机肥配施微生物菌剂对茎叶磷、土壤碳氮磷和微生物量氮影响显著(p<0.05),但对根系养分影响不显著。其中,微生物菌剂与A1有机肥配施下对土壤全磷影响最大,增加90.06%;与A2有机肥配施下,对土壤有机碳和生物量氮影响最大,分别增加104.60%和71.95%;与A3有机肥配施下,对茎叶全磷和土壤全氮影响显著,茎叶全磷减少183.96%,土壤全氮增加29.14%。(2)施肥处理下,相比于茎叶和微生物,苦参根系内稳性较弱,对于外源养分的输入比较敏感。(3)施肥处理下,植物根系养分与土壤及土壤微生物之间相关性较强,因此可通过根系敏...     

工业机器人技术的发展与应用

工业机器人是多自由度的机械装置,具有一定程度的自主性,可以替代人工完成高精度与高危生产作业,具有智能化程度高、易于管理、功能完善的优势,在工业领域得到了广泛应用,对我国劳动密集型产业的升级转型有重要意义。为加大工业机器人的推广普及力度,提高生产效率,使生产迈向标准化方向,要加强对工业机器人的研究和开发,文章对工业机器人技术的发展情况与其主要应用领域进行了分析,以供参考。