煤矸石振陷变形特性试验研究

动荷载作用下累积轴向残余应变是煤矸石路基发生振陷变形的主要原因,利用自燃煤矸石原料制作圆柱形试件进行动三轴试验,研究了不同相对密度Dr、动荷载幅值σ_(dmax)条件下煤矸石累积轴向残余应变ε_(pa)和动模量E_d特性,建立了考虑相对密度、动荷载幅值二因素的累积轴向残余应变和动模量公式。试验结果表明:动应力小于临界动应力σ_(dcr)时,累积轴向残余应变与动荷载振次对数值log N呈线性关系,可用公式ε_(pa)=a+b log N进行计算;动应力大于临界动应力σ_(dcr)时,累积轴向残余应变呈加速增长形式;动模量随累积轴向残余应变增长而降低,呈双曲线形式;初始动模量随相对密度增加而增大。研究结果为煤矸石路基振陷变形分析提供了试验、理论依据。     

三江源区土壤重金属的累积特征及潜在生态风险评价--以青海省玉树县为例

为了解三江源代表性区域玉树县土壤重金属污染状况,评估土壤重金属潜在生态风险,以玉树县采集的121个土壤样本中的重金属含量数据为基础,采用地累积指数和潜在生态危害指数法对土壤重金属含量进行分析和潜在风险评价。结果表明：玉树县表层土壤重金属含量均超过青海省1990年背景值,其中As、Cd和Hg出现了较强的的富集现象,同时As、Cd超出国家土壤环境质量一级标准,表明三江源区土壤重金属环境自20世纪90年代以来部分元素出现了过度富集;来源分析表明,玉树县土壤重金属As、Pb、Zn和Cd主要与成土因素有关,Hg、Cu和Cr受人类活动影响较大,Mn来源于气候的影响;潜在生态风险评价表明：土壤中Cd和Hg的危害最大,尤其是Hg已出现了很强风险和极强风险,这些风险主要分布在国道214沿线人口聚集的城镇和地段,与人类活动有着密切的关系。在各子流域中,江曲流域土壤重金属属于强风险,其他区域均属于中等风险。总体而言,玉树县土壤重金属环境已发生了改变,今后应加强人口聚集区Hg源的控制,以保护其生态环境。     

追氮方式对夏玉米土壤N2O和NH3排放的影响

【目的】研究氮肥与硝化抑制剂撒施及条施覆土三种追施氮肥方式下土壤N2O和NH3排放规律、 O2浓度及土壤NH4+-N、 NO2--N和NO3--N的时空动态,揭示追氮方式对两种重要环境气体排放的影响及机制。【方法】试验设置3个处理: 1)农民习惯追氮方式撒施(BC); 2)撒施添加10%的硝化抑制剂(BC+DCD); 3) 条施后覆土(Band)。 3个处理均在施肥后均匀灌水20 mm。在夏玉米十叶期追施氮肥后的15天(2014年7月23日至8月8日)进行田间原位连续动态观测,并在玉米成熟期测定产量及吸氮量。采用静态箱-气相色谱法测定土壤N2O排放量,土壤气体平衡管-气相色谱法测定土壤N2O浓度,PVC管-通气法测定土壤NH3挥发,土壤气体平衡管-泵吸式O2浓度测定仪测定土壤O2浓度。【结果】农民习惯追氮方式N2O排放量为N 395 g/hm2,NH3挥发损失为N 22.9 kg/hm2,同时还导致土壤在一定程度上积累了NO2--N。与习惯追氮方式相比,添加硝化抑制剂显著减少N2O排放89.4%,使NH3挥发略有增加,未造成土壤NO2--N的累积。条施覆土使土壤N2O排放量显著增加将近1倍,但使NH3挥发显著减少69.4%,同时造成施肥后土壤局部高NO2--N累积。条施覆土的施肥条带上土壤NO2--N含量与N2O排放通量呈显著正相关。土壤气体的O2和N2O浓度受土壤含水量控制,当土壤WFPS大于60%时,020 cm土层中的O2浓度明显降低,而N2O浓度增加,土壤N2O浓度和土壤O2浓度间呈极显著负相关。各处理地上部产量及总吸氮量差异不显著。【结论】土壤NO2--N的累积与铵态氮肥施肥方式密切相关,NO2--N的累积能够促进土壤N2O的排放,且在条施覆土时达到显著水平(P0.05)。追氮方式对N2O和NH3两种气体的排放存在某种程度的此消彼长,添加硝化抑制剂在减少N2O排放的同时会增加NH3挥发,条施覆土在显著减少NH3挥发的同时会显著增加土壤N2O排放。在条施覆土基础上添加硝化抑制剂,有可能同时降低N2O排放和NH3挥发损失,此推论值得进一步研究。     

地表下纳米碳混合层对土壤入渗过程的影响

以黄绵土为研究对象,将纳米碳在土壤表层以下20cm处均匀混合,研究了不同纳米碳含量(质量含量分别为0,0.001,0.005,0.01g/g),不同纳米碳-土壤混合层厚度(1,2,3,4,5cm)对土壤水力特性的影响,结果表明:(1)土壤表层20cm以下纳米碳层可以增加土壤累积入渗量,当纳米碳含量增加到0.5%时,累积入渗量显著增加。(2)纳米碳层厚度为3cm时累积入渗量明显增大,随纳米碳层厚度继续增加,累积入渗量无显著变化。(3)Philip方程能较好的模拟含有纳米碳层的黄绵土入渗过程,纳米碳含量为0.5%和1%时,吸渗率明显高于对照土壤,纳米碳层厚度为3cm、含量为0.5%为合理施碳厚度与比例。(4)对照土壤不同深度处含水量的变化很小,土层深处含水量亦很高,而含纳米碳层的土壤表层20cm以下的土壤含水量明显变低,当纳米碳层厚度为3-5cm时,效果尤为明显。因此将纳米碳作为土壤改良剂施入地表以下,对于改善黄土高原土质水土流失具有重要意义。     

温度对红色型豌豆蚜生长发育和繁殖的世代累积效应

为了探明温度对红色型豌豆蚜的世代累积效应,为利用生态措施防治豌豆蚜提供理论依据,本研究在人工设置的5个温度条件下(12℃、17℃、22℃、25℃和28℃)调查了红色型豌豆蚜连续3代的生长发育、繁殖力及生命表等。研究结果表明:红色型豌豆蚜在12℃时F_2代的若虫期较F_0和F_1代分别缩短16.0%和6.8%,而22℃和25℃下若虫期在3代间无显著差异;12℃时世代历期在F_2代较F_0和F_1代分别缩短10.5%和12.4%,17℃、22℃和25℃条件下世代历期在3代间差异不显著。在12℃下红色型豌豆蚜F_2代平均产蚜量较F_0和F_1代降低;而在持续高温25℃条件下后代繁殖力下降幅度最大,F_1和F_2代平均产蚜量较F_0代分别下降49.3%和50.9%,22℃下F_1和F_2代产蚜量与F_0代无显著差异。连续饲养红色型豌豆蚜,其成蚜体重在12℃和25℃下受影响最小,体重在3代间无显著差异;22℃下F_1代成蚜体重显著高于F_0和F_2代,12℃时体质量增长率有随代数增加逐代增长的趋势。随世代数增加红色型豌豆蚜在12℃和25℃条件下净增殖力(R0)降低、平均世代周期(T)缩短;25℃时F_1和F_2代的内禀增长率(rm)和周限增长率(λ)都较F_0代显著增长。表明在连续较低温或较高温胁迫下,红色型豌豆蚜后代繁殖力下降,体重无明显变化,但发育历期缩短,内禀增长率和周限增长率增长,表现出极强的环境适应能力,这可能是其种群数量上升的原因之一。     

紫甘薯对硒的吸收和累积特征

以紫甘薯为试验材料,采用盆栽试验的方法研究了基施硒酸钠[Se(VI)]和亚硒酸钠[Se(IV)]条件下,紫甘薯对外源硒的吸收累积规律,并比较了施用两种不同价态硒的紫甘薯富硒效果。结果表明:两种硒源均可显著提高紫甘薯各器官含硒量,且紫甘薯含硒量均随施硒量的增加而增大。当土壤施硒量为Se 8 mg/kg时,施用硒酸钠、亚硒酸钠收获期薯块的硒含量(干基)分别达到6.69、0.88 mg/kg。紫甘薯生育期40 d时各器官硒含量叶茎薯块,130 d时硒含量叶薯块茎。当硒酸钠施用量为Se 4 mg/kg时,紫甘薯薯块中的硒累积量最高达923.81μg/株,硒在紫甘薯块根中的分配率可达67%~70%,硒酸钠处理下,紫甘薯对硒的吸收利用率远远高于亚硒酸钠处理。综合紫甘薯含硒量和施硒量对生长的影响结果分析,施用硒酸钠和亚硒酸钠均能增加紫甘薯薯块的硒含量,紫甘薯对硒酸钠敏感性高于亚硒酸钠,生产过程中应充分考虑施用硒酸钠对作物造成的毒害。     

氮肥对不同穗型水稻产量及干物质积累与分配的影响

选用典型的直立穗型水稻品种沈农265和半直立穗型水稻品种辽粳294为试材,通过田间试验研究氮肥对不同穗型水稻产量和干物质积累与分配的影响。结果表明,当氮肥施用量较低时,半直立穗型辽粳294的产量高于直立穗型沈农265,而高氮条件下的结果则相反。抽穗至收获阶段直立穗型沈农265的干物质积累量高于半直立穗型辽粳294,而在分蘖至抽穗阶段的结果则相反。增施氮肥可以提高水稻干物质的最大累积速率,使干物质最大累积速率及快速累积速率出现时间提前。与半直立穗型辽粳294相比,直立穗型沈农265的干物质最大累积速率小,最大累积速率出现时间及快速累积速率起止时间较迟。     

浙江省苍南县生态廊道布局与构建

根据景观生态学相关理论, 应用地理信息系统(GIS)技术研究浙江省苍南县生态廊道空间布局与构建。在对研究区进行生态适宜性分析的基础上, 通过提取生态源地, 运用累积耗费距离模型构建了苍南县潜在的生态廊道, 并与现存生态廊道进行比较研究。结果表明:在苍南县东北部平原地区, 生态斑块数量和面积均较小, 斑块之间连接度较低, 景观破碎化程度较高; 道路和河流是境内主要的生态廊道, 廊道连通性较低, 其规模和服务范围均较小, 没有形成良好的生态网络。在西部、南部和西北部山区, 生境良好, 生态斑块面积较大, 但是分布不均。尤其是在中部和西部地区, 生态斑块数量较少, 斑块之间连接度低, 廊道连通性差。通过分析现存生态廊道诸多问题, 从道路廊道、河流廊道、绿带廊道出发, 优化和构建了研究区生态廊道, 实现生态廊道功能最大化的建设目标。     

不同施肥条件下苜蓿产量、氮素累积量及肥料氮素利用率研究

旨在探讨不同施肥条件对苜蓿干草产量、植株全氮含量、植株氮素累积动态以及肥料氮素利用率等指标的影响。采用田间小区试验方法,共设5个处理：不施肥对照处理( CK )、单施化肥处理( CF )、化肥与牛粪混施处理(DM1)、化肥与沼液混施处理(DT)和减量化肥与牛粪混施处理(DM2)。结果表明,施用氮肥不仅可以增加苜蓿干物质量和氮素累积量,而且由于大幅增加苜蓿刈割前期的干物质和氮素累积速率而可能缩短其刈割周期、增加年刈割次数;多次刈割的综合结果证实在施用化学氮肥的基础上再增施有机肥仍存在增产的空间,但有机肥由于其活性氮素含量低而不能完全替代化学氮肥。在有机、无机配施情况下,化学氮肥的表观利用率为46.7%~48.1%,腐熟牛粪的氮素利用率为~9.1%,而沼液的氮素利用率为~13.8%,因此,苜蓿生产中有机肥的氮素利用率明显低于化学氮肥。     

盛果期日本栗生物量及养分吸收累积特性

为了给盛果期日本栗合理施肥提供科学依据,以8年生嫁接繁育“辽栗10号”树为试验材料,采用整株解体调查的方法,研究了树体生物量的构成特点、各器官矿质营养元素含量和吸收累积分配特性。结果表明,单株生物量从休眠期冬剪后的11 147.12 g增至34 336.16 g,增幅达208.03%,其中,当年新生营养器官占50.97%,果实占16.57%,可见盛果期栗树生长量很大。叶片干物质与果实干物质比值为1∶1.09。栗树各器官中N、K累积量以叶片最高,P、Ca累积量以多年生枝干最高,Mg累积量以根部最高。盛果期栗树当年每株平均吸收N 227.62 g、P 17.97 g、K 74.84 g、Ca 199.38 g、Mg 42.01 g,N和Ca吸收累积量最多,K次之,Mg和P吸收累积量较少。每生产100 kg栗果需吸收氮（N）2.73 kg、磷（P₂O₅）0.49 kg、钾（K₂O）1.08 kg,N、P₂O₅、K₂O吸收比例为1∶0.18∶0.40。