寒旱地区生态沟渠基质去除氨氮和磷最优配比筛选及影响因素

基质是生态沟渠的重要组成部分,但在我国北方寒旱地区,由于高寒、降雨少、蒸发强等原因,导致土壤和水体中盐度较高,可供选择的基质种类较少,从而限制了生态沟渠技术在该地区的应用。选取天然沸石、麦饭石、无烟煤、炉渣、废砖块5种北方地区常见基质作为试验材料,通过静态吸附试验对选用材料进行氨氮和磷的吸附,并将吸附效果较好的3种基质组合成不同比例的生态沟渠基质试样,再次通过筛选试验确定出去除效果最好的基质比例组合,同时研究了温度、pH和盐度对最优基质组合去除氨氮和磷效果的影响。结果表明:废砖块、天然沸石、炉渣在质量比例为1∶1∶3时对氨氮和磷的去除率最优,均达到90%以上。随着温度的升高,氨氮的吸附量降低,磷的吸附量升高。pH对氨氮和磷的吸附效果有显著的影响,对磷的去除率随着pH升高而降低,对氨氮的去除率随着pH升高呈现先增后减的趋势,在pH=7时,氨氮去除效果最好,去除率为91.78%。氨氮和磷的去除效果均随着溶液盐度的增加而降低,对磷的吸附效果影响不明显,但对氨氮影响较大,表现为盐度低于1%时,溶液中氨氮的去除效果下降幅度并不明显,均在3%左右,而当盐度达到2%时,氨氮的去除率仅有68%,比盐度为0时的去除率(92%)降低了24%。     

农膜残留对土壤水动力参数及土壤结构的影响

随着地膜的大规模连续使用,农膜残留随之剧增,从而破坏了原有土壤结构,改变了土壤水分入渗及持水性能,严重阻碍了土壤水分和溶质运移。饱和导水率和土壤水分特征曲线是表征水分入渗性能及进行水分和溶质运移的重要参数,为了定量化和可视化残膜对水力特性及土壤结构的影响规律,通过设置5个残膜量处理(0、5、100、200、400 kg/hm2),利用室内试验研究了不同残膜量对水分入渗及土壤持水性能的影响,并基于CT扫描技术分析残膜对土壤结构的影响效应。结果显示:随着残膜量增加,饱和导水率呈显著指数下降趋势(p0.05),当残膜量达到200 kg/hm2时,饱和导水率仅为无膜处理的12%。在高吸力阶段(100 k Pa),残膜量增加土壤反而越易脱水,持水性能反而变差,即特征曲线左移;基于van Genuchten模型和Gardner模型对不同残膜量处理的吸力和土壤含水率进行拟合,精度均较高,模型中经验参数随残膜量增加均呈明显规律变化。当残膜量增加后,二值化后的CT图像显示片状黑斑面积明显增加,并与残膜量呈比例关系,其中400 kg/hm2处理黑斑面积是无膜处理的19倍。     

保定市一次区域性大雾过程发生机理研究

本文利用常规观测资料、FY-2卫星云图资料、地面自动站观测资料,运用天气学诊断方法对2020年11月25日一次大雾天气发生机理进行分析研究.首先借助卫星云图从高低空影响系统、预报背景等方面分析雾的高低空形势特征,其次分别研究物理量变化与大雾生成发展的关系,最终得出此次大雾过程的物理机制.     

基于“天—空—地”协同观测的西宁市南川东路滑坡变形特征与稳定性分析

[目的] 明确降雨对西宁市浅层滑坡失稳的影响,为该市降雨型浅层滑坡灾害的监测预警防治提供依据。 [方法] 以青海省西宁市南川东路H7滑坡为例,采用“天—空—地”协同观测技术对滑坡体进行观测调查,基于流固耦合原理和非饱和土强度理论进行水力耦合数值模拟,得出降雨作用下斜坡的孔隙水压力、应力、位移演化及塑性区分布,通过强度折减法计算不同降雨时长下斜坡安全系数。 [结果] ①南川东路H7滑坡整体形态呈长条状,为“牵引—推移”式滑坡,运动模式表现为坡脚失稳牵引、中部变形滑移及顶部失稳推移。 ②雨水入渗引发斜坡土体饱和度上升、基质吸力消散、有效应力降低、抗剪强度衰弱,导致斜坡的下滑力增大、抗滑力减小,诱使南川东路滑坡稳定性持续下降。 ③ 模拟降雨72 h后,在浅层土体内形成接近贯穿的圆弧形塑性滑动面,斜坡的安全系数从1.17降至1.01,处于“暂时稳定—变形”的欠稳定状态。水平位移在坡脚处最大,为6.89 cm;竖向位移在坡体上部最大,为5.98 cm。 [结论] ①“天—空—地”协同观测技术可有效支撑滑坡灾害的调查与评估,有限元水力耦合数值模拟对降雨型滑坡稳定性研究适用性强、效果较好。 ②南川东路H7滑坡在高强度持续降雨下稳定性将进一步降低,威胁道路、建筑及居民安全,需重视潜在滑坡风险。     

浅议绿色农业种植技术及其推广策略

近年来,随着人们生活水平的不断提高,其对农产品的质量也提出了更高的要求。为了满足人们的消费需求,许多地区已经开始推广绿色农业种植技术。通过介绍绿色农业种植技术的概念,探讨其推广意义和策略,以期为相关工作的开展提供一些借鉴。     

雷州半岛尾巨桉人工林水分利用来源的旱雨季差异

【目的】探讨桉树人工林适应季节性干旱的水分利用来源策略,为桉树产业的可持续经营管理和水资源高效利用提供数据支持。【方法】以雷州半岛分布面积最大的尾巨桉Eucalyptus urophylla×E.grandis为研究对象,通过测定旱雨季典型月份尾巨桉木质部水、各土层土壤水和地下水的氢稳定同位素值(δD)和氧稳定同位素值(δ¹⁸O),并利用贝叶斯混合模型(MixSIAR)量化尾巨桉旱雨季对各土层土壤水或地下水的利用比例,深入探讨了尾巨桉旱雨季水分利用来源的差异。【结果】当地大气降水存在明显的蒸发富集现象,且其δ¹⁸O呈明显的雨季偏负,旱季偏正的季节变化规律;各月土壤含水量均随深度的加深而增加最后趋于稳定,旱季土壤含水量显著(P<0.05)小于雨季,且越接近地表差异越大。尾巨桉在雨季主要利用0～40和40～100 cm土层的土壤水,利用比例分别为28.0%和24.3%,而旱季主要利用150～200 cm土层的土壤水和地下水,利用比例分别为29.9%和22.6%。旱季大量降水后,土壤水分尤其是浅层土壤水得到大量补充,尾巨桉对0～40和40～1...     

尾巨桉人工林土壤呼吸对林下植被管理措施的响应

【目的】探究不同林下植被管理措施对雷州半岛尾巨桉Eucalyptus urophylla×E.grandis人工林土壤呼吸及其组分的影响,为准确评估桉树人工林土壤碳循环提供科学依据。【方法】以尾巨桉人工林为研究对象,实施物理和化学(施用除草剂)方式去除林下植被,并以未去除为对照。采用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统,对土壤总呼吸及其组分速率、土壤温度和湿度(5 cm深处)进行为期1 a的连续监测。【结果】物理和化学去除林下植被极显著降低了土壤总呼吸及其组分(化学去除的根系呼吸除外)(P<0.01),且物理去除的土壤总呼吸速率(3.45μmol·m^-2·s^-1)显著低于化学去除(4.15μmol·m^-2·s^-1)(P<0.01)。2种方式的矿质土壤呼吸速率和凋落物层呼吸速率无显著差异(P>0.05),根系呼吸速率表现为物理去除(1.02μmol·m^-2·s^-1)显著低于化学去除(1.37μmol·m^-2·s     

雷州半岛不同林龄桉树人工林土壤化学计量特征

【目的】理解尾巨桉人工林土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量及其化学计量学特征随林龄(1、2、3、5、7年生)的变化,为研究尾巨桉人工林可持续发展提供理论基础。【方法】运用空间代时间的研究方法,选取立地条件相近的5个林龄的林分,在各林分内设置3块样地,采用5点法分层取样,测定土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量,并计算不同元素之间的计量比。【结果】尾巨桉人工林表层土壤(0～20 cm)的有机碳含量随着林龄增加而增加,但不同林龄表层土壤的全氮含量差异不显著。5年生林地全磷与全钾含量均低于或显著低于(P0.05)其他各林龄;不同林龄林下土壤有机碳和全氮含量均随土层深度增加而下降,土壤全磷及全钾含量随土层深度变化未产生显著差异;随林龄增加,表层土壤碳氮比、碳磷比有增加趋势,土壤磷钾比、碳钾比、氮钾比随着林龄的增加呈现先降低后升高的变化趋势,不同林龄间土壤氮磷比未产生显著差异;相关分析表明:土壤有机碳与土壤全氮、全磷含量呈极显著正相关(P0.01),土壤全氮、全磷及全钾含量间相关性均不显著(P0.05)。【结论】研究区尾巨桉中幼龄期林下土壤碳氮循环速率较低,随林龄增加,土壤有机质矿化速率有所下降。5个林龄土壤磷元素含量较充足,氮元素成为主要限制因子。     

含残膜土壤水分特征曲线模型构建

农膜残留在土壤中累积后必然会改变土壤水动力学性能,导致土壤水分入渗能力下降,并严重影响土壤水和溶质运移。而土壤水分特征曲线是影响土壤水分和溶质运移的重要土壤水动力学参数,为了探索残膜对其影响机理,该文通过室内试验设置了5个不同残膜量(0、50、100、200、400 kg/hm2)处理,研究了残膜对土壤水分特征曲线的影响,构建了残膜条件下土壤水分特征曲线模型(soil water characteristic curve with residual plastic film,RPF-SWCC),并对其性能进行了评价。结果表明:随着土壤中残膜量增多,土壤保水能力逐渐呈降低趋势;且低吸力段(主要排大孔隙土壤水)的当量孔径体积占比增大,而高吸力段(主要排中小孔隙土壤水)的当量孔径体积占比则减小,其中400 kg/hm2残膜含量处理比无膜处理大孔隙当量孔径占比增大近20%。对RPF-SWCC模型参数估计,显示随残膜量增加土壤饱和含水率呈降低趋势,且RPF-SWCC模型拟合精度总体上高于van Genuchten(VG)、Brooks-Corey(BC)及Log normal distribution(LND)常用土壤水分特征曲线模型;对高残膜量处理,RPF-SWCC模型的均方根误差,几何平均数及决定系数R2均优于常用模型,且200、400 kg/hm2残膜含量处理RPF-SWCC模型的均方根误差比VG模型分别降低了24.3%和65.0%,可见构建的RPF-SWCC模型能较好地应用于含残膜土壤的水分特征曲线拟合。该研究可为农膜残留地区水分迁移模拟以及水肥高效利用提供理论依据和技术支撑。     

尾巨桉树干液流动态及其影响因子分析1）

为了正确认识桉树的耗水规律,利用热扩散探针法对2～3年生尾巨桉树干液流进行连续监测,分析其动态特征,并利用自动气象站同步测定林分气象条件,分析各气象因子与液流的关系。结果表明：2～3年生尾巨桉树干液流白天变化幅度较大,呈单峰曲线,占全天液流量的85％以上,变化特征与4年生尾巨桉相似,日平均树干液流密度为5．06 mL· h－1· cm－2较4～6年生尾巨桉日平均液流密度大,夜间液流曲线平坦且较弱,夜晚平均树干液流密度为1．79 mL· h－1· cm－2是4年生的3．8倍。不同月份间晴天的树干液流特征存在较大差异。不同天气条件下,晴天的液流启动时间最早（7：00）,达到峰值所需时间最短（4．5 h）,且液流峰值最大（18．47 mL· h－1· cm－2）,持续时间最长,日液流量也最大;其次是阴天,最后为雨天。2～3年生尾巨桉树干液流密度与大气温度、风速、太阳辐射、光合有效辐射以及水汽压亏缺呈极显著正相关（P＜0．01）,与空气湿度呈极显著负相关（P＜0．01）,相关系数分别为0．468、0．127、0．903、0．909、0．778、－0．626,这与4年生尾巨桉影响因子略有不同;日耗水量与大气温度、太阳辐射、光合有效辐射和水汽压亏缺呈极显著正相关（P＜0．01）,与空气湿度呈显著负相关（P＜0．05）,相关系数分别为0．489、0．489、0．523、0．408、－0．184。