西南喀斯特区砾石对石灰土土壤孔隙及水分入渗的影响

[目的] 砾石是影响土壤孔隙和水分入渗的重要因素,明确砾石通过改变哪些土壤孔隙特征进而影响水分入渗具有重要意义。[方法] 以西南喀斯特地区砾石含量高的石灰土为研究对象,采用CT扫描和室内一维土柱入渗试验,对比分析2种砾石粒径(2.0~5.0,5.0~12.5 mm)和5种砾石含量(0,10％,20％,30％,40％)条件下的土壤孔隙特征及水分入渗特性,并使用结构方程模型探究土壤孔隙特征与入渗特性之间的耦合关系。[结果] (1)含砾石土壤的大孔隙度、孔隙连通率、孔隙形状因子、孔隙表面积和孔隙体积均高于无砾石土壤;且当砾石含量为20%和30%时,孔隙连通率与孔隙形状因子和无砾石土壤之间存在显著性差异(p<0.05);(2)砾石改善土壤入渗性能,粒径为2.0~5.0 mm时,砾石含量从10%到40%的稳定入渗率分别是无砾石土壤的4.02,5.00,2.88,5.14倍,累积入渗量分别是1.67,1.76,2.49,2.39倍;粒径为5.0~12.5 mm时,土壤稳定入渗率分别是无砾石的2.20,2.67,4.78,2.78倍,累积入渗量分别是1.42,1.75,2.46,2.02倍。(3)在结构方程模型中砾石含量与孔隙连通率、孔隙等效直径呈正相关关系,孔隙连通率对稳定入渗率的影响最大,孔隙等效直径对累积入渗量的影响最大。[结论] 砾石含量主要通过增加土壤孔隙连通率和孔隙等效直径促进水分入渗,研究结果可为深入认识西南喀斯特地区含砾石土壤的水文过程提供科学依据与理论参考。     

禾豆间作系统水分和根系分隔对牧草氮素吸收利用及转移的影响

[目的] 禾豆间作可兼顾生产和生态效益,提高氮素利用效率并减少氮肥污染。目前对不同水分条件下禾豆间作体系氮素利用吸收及转移分配过程尚不清晰。[方法] 通过设置2时段总水量相同但间隔3,5天的不同频次水处理,结合根系分隔(不分隔、尼龙网分隔、塑料板分隔)和氮同位素标记方法,研究间作禾豆牧草的地上生物量、氮素的吸收利用、固氮率和氮转移率。[结果] 间作披碱草的地上生物量、氮含量和氮素累积量相较单作披碱草显著提升,而苜蓿间作相比单作均降低。在总水量持平的情况下,高频水分处理使牧草的地上生物量比中低频水分处理分别提高6.28%,17.32%,苜蓿的固氮率也在高频水处理下比中低频水处理分别提高39.82%,44.81%,但部分中低频水分处理下氮含量和氮素累积量显著高于高频水分处理(p<0.05),且促进氮素的转移。根系分隔使禾豆相互作用减弱,表现为根系分隔增加间作苜蓿的地上生物量、各部位氮含量及地上部氮素累积量,减小间作披碱草的对应指标。间作苜蓿的固氮和氮转移率表现为不分隔＞尼龙网分隔＞塑料板分隔。[结论] 适度的水分调控可以提高禾豆间作的优势,且根系互作是促进豆科牧草生物固氮和氮转移的关键。     

西藏阿里地区耕地的时空分异特征及其影响因素

研究西藏阿里地区耕地时空分异特征,为阿里土地利用现状、农业用地规划、耕地可持续发展等提供参考。该研究基于Google Earth 高分影像,目视解译获取2005、2013和2020年3期阿里地区耕地数据,运用ArcGIS软件识别耕地时空分异及影响因素。结果发现：1)阿里地区耕地分散破碎,以普兰县西南部和札达县中部的河谷地带较集中,且以小斑块为主。2)在空间分异上,耕地主要分布于海拔3500～4500 m、坡度0～6°、坡向西南方、年均降水量0～25 mm、年均温0～5℃、距道路和河流< 200 m的区域。3)在时间分异上,2005—2020年,耕地面积整体呈增长趋势,集聚区呈多区域化。阿里南部地区增加缓慢甚至有下降趋势,北部地区增加明显。总体而言阿里地区耕地以区位条件和水热条件为基础条件,并受人口数量、非农化发展水平、市场需求等影响存在时空分异特征,且不同地区耕地分布和面积变化存在差异。     

中国海洋贝类产业发展特征及技术变迁

为了研究贝类养殖的滩涂土壤的流变属性和结构稳定性,采用旋转流变仪对不同含水率和不同静置时间的滩涂土壤进行了流变试验,通过单因素试验研究了各因素对滩涂土壤流变特性的影响,并分析了土壤剪切过程中的变化机理。同时,通过Response Surface Methodology中的Central Composite Design试验建立了屈服应力与含水率和静置时间之间的数值模型,并比较了含水率和静置时间对屈服应力产生的影响。结果表明：1）剪切过程中滩涂试样经过了弹塑性阶段、固液转化阶段和流体阶段,滩涂土壤表现出了静置时间越长,固液转化阶段就越长的性质,且剪切过程中表现出剪切稀化的性质。2）静置时间的增加会导致整体剪切应力和屈服应力同时增加,含水率的增加会导致整体剪切应力和屈服应力的降低,且滩涂土壤存在一个含水率分界点,此含水率分界点在64.5%～67.0%之间,当超过这个含水率分界点的试样的静置时间超过31 h时,试样的屈服应力基本不会再发生较大的波动,大小在2 240～4 380 Pa之间,此外,静置时间在0～53 h之间且含水率在62.0%～69.5%之间的试样的屈服应力在1 870～5 410 Pa之间。3）含水率对屈服应力的影响比静置时间的影响更加显著,模型的R²为0.953 4,并且在验证试验中,屈服应力的测量值与预测值之间的误差在15.0%以内,都说明了数值模型的可靠性。研究定性和定量地表征了滩涂土壤的流变特性,为滩涂贝类采收机械的研发和优化提供参考。

     

渗流侵蚀模拟中离散元模型参数影响性分析

[目的] 由于工程中渗流侵蚀发生的隐蔽性和发展的复杂性,离散元模拟成为学者开展渗流侵蚀机理研究的重要手段。固体模型的参数化构建通过控制模型内部颗粒的填充和分布影响水流作用下颗粒的运移和流失,是开展渗流侵蚀离散元模拟的关键环节。[方法] 当前有关离散元模型参数的研究主要为单参数讨论,从土体孔隙、土体颗粒和墙体边壁3个维度出发,考虑孔隙率、颗粒重叠比和墙体模量的变化构建6组土体模型,对其进行向上渗流计算并记录内部颗粒流失过程、力链结构变化及孔隙率变化过程,以评估3个参数对模型的影响性大小并从细观角度分析离散元模型参数对渗流侵蚀过程的影响机理。[结果] 离散元模型参数通过影响模型内部的颗粒和力链组成影响水流作用下颗粒的流失阶段。初始孔隙率控制模型内部的颗粒填充数目;墙体模量和颗粒重叠比影响模型内部的接触数目。颗粒和接触数目较多的模型,其内部颗粒多以颗粒群的形式移动;反之,不形成接触的自由细颗粒以单颗粒在模型内部发生纵向迁移,孔隙率曲线呈现波动变化。[结论] 研究结果从细观角度阐述参数对模型的影响,以期为基于流固耦合理论的离散元模拟方法的使用提供理论参考。     

换热器节能技术综述

混合板式换热器作为余热利用系统中高效节能设备,其换热性能对系统效率及稳定性有重要影响。该研究基于RNG k-ɛ湍流模型,对M型和H型板式换热器流道内流动及传热过程展开数值模拟,研究板片结构对板间触点分布的影响,及雷诺数Re和板片组合对横向流道内流动及换热特性的影响规律。结果表明：M型板间触点呈“方格”, H型呈“菱形”,且H型流流体速度较大、温度场分布较均匀。随Re数增大,压降△P及平均努塞尔数$ \\overline {Nu} $均增大;Re数较低时,H型的$ \\overline {Nu} $明显提高,且△P增幅较小;而高Re数（Re=6 000）时,与M型相比,H型的$ \\overline {Nu} $增幅仅为△P的25%左右。随波纹间距s减小,触点数明显增多,△P和$ \\overline {Nu} $均增大;s为12～16 mm较合适。研究结果为混合板式换热器的设计及优化提供理论依据。

     

滇中亚高山草甸土理化性质和崩解特性关系

[目的] 工程扰动加剧亚高山草甸水土流失和植被破坏。研究滇中亚高山草甸土理化性质和崩解特性关系,为亚高山草甸水土流失防控和植被保护提供参考。[方法] 通过X射线衍射、电镜扫描和静水崩解试验等,测定滇中亚高山草甸土矿物成分、微观结构等理化性质和崩解特性,分析土壤崩解特性与理化性质的相关性,探讨滇中亚高山草甸土崩解原因。[结果] (1)滇中亚高山草甸土遇水易崩解,同一土层不同母质抗崩解特性表现为砂岩>石灰岩≈玄武岩,同一母质不同土层表现为淋溶层>淀积层>母质层。(2)相关性分析表明,土壤平均崩解速率与有机质(r=-0.84)、全氮(r=-0.83)呈极显著负相关,与黏粒(r=0.88)呈极显著正相关,与蒙脱石(r=0.68)、四氧化三铁(r=0.77)呈显著正相关。(3)生物作用和蒙脱石、伊利石等亲水性黏土矿物的膨胀作用是影响滇中亚高山草甸土崩解特性的主要原因。[结论] 滇中亚高山草甸土不同母质抗崩解特性为砂岩>石灰岩≈玄武岩,不同土层抗崩解特性为淋溶层>淀积层>母质层;滇中亚高山草甸土遇水易崩解,生物作用和蒙脱石、伊利石等亲水性黏土矿物的膨胀作用是影响滇中亚高山草甸土崩解性的主要原因。     

目标规划与轮伐公式确定森林收获的比较分析

利用中国林科院热带林业实验研究中心2009年森林资源二类调查数据,分别利用目标线性规划与传统森林轮伐公式计算热林中心马尾松纯林和杉木纯林用材林年采伐量,比较分析同一个经理期（2009—2019年）两种计算方法的不同;结果表明：轮伐公式计算的采伐量一般偏大,且目标规划单位面积年经济收益是轮伐公式获得经济效益的10 20倍。利用目标规划法在同时实现材积收获量最大、出材量最大、净现值收益最大的目标前提下,对森林结构进行调整,使资源分布满足可持续经营的要求,即尽可能达到法正状态。     

喀斯特山区特征灌木 白刺花的青贮效果

为合理开发利用贵州喀斯特山区资源,促进其生态畜牧业可持续发展,以该区域特征灌木白刺花(Sophora davidii)为研究对象,开展单独青贮与添加剂青贮(乳酸菌、纤维素酶、乳酸菌+纤维素酶、甲酸、蔗糖和乳酸菌+纤维素酶+甲酸+蔗糖)研究,以探讨其可青贮性与最优青贮技术,为贵州岩溶山区粗饲料资源的开拓及贮存提供可借鉴的方法与技术支持。结果表明,白刺花青贮饲料感官品质较好,pH值(3.97～4.73)和氨态氮/总氮(3.76%～12.23%)较低,纤维和单宁总体下降,酸性洗涤纤维(30.70%～42.16%)、中性洗涤纤维(48.37%～61.84%)和单宁(0.63%～0.89%)较低,蛋白质下降幅度不大或略有上升,含量(16.83%～20.10%)较高,品质较好;添加剂处理可改善其感官品质,降低pH值、氨态氮/总氮(降幅8.26%～69.26%)与酸性洗涤纤维含量(降幅7.78%～27.18%),提高青贮品质;其中蔗糖(3% FM)处理感官品质最好,pH值(3.97)和氨态氮/总氮(5.67%)较低,蛋白质(19.89%)较高,青贮品质最好,是白刺花青贮的最适添加剂。     

乙酰乳酸合成酶及其抑制剂研究新进展

乙酰乳酸合成酶（AHAS）是支链氨基酸生物合成途径中的一个关键酶,是绿色除草剂的重要作用靶标。由于此生物合成过程只存在于植物和微生物体内,因此该类抑制剂对哺乳动物具有生物安全性。近年来,随着AHAS三维结构的阐明,人们不仅深入了解了已有抑制剂的作用机制,并且依此设计开发了一些新型的抑制剂, 拓展了其在抑菌活性方面的生物学功能。文章对近年来AHAS及其抑制剂的最新研究进展进行了综述,重点就AHAS的酶学特征、结构特征及结合方式,以AHAS为靶标的新颖除草活性化合物的设计开发以及AHAS抑制剂的抗菌生物活性研究进展等问题详细进行了总结,以期为设计开发靶向AHAS的新型除草剂或抗菌药物提供参考。