采矿区植被恢复工程设计研究

研究采矿区矿山山体破损、地质灾害隐患、地形地貌景观破损和土地植被资源破坏程度,进行植被修复治理工程设计。治理对象为废弃闭坑露天采坑1处、排岩场1处、尾矿坝1处;破坏土地类型为有林地。治理废弃露天采坑破损面积5.8822hm^2、排岩场占用破坏面积18.5686hm^2、尾矿坝面积13.9080hm^2,总治理区面积为38.3588hm^2。     

砾石覆盖对海涂围垦区粉砂土坡面土壤可蚀性影响试验研究

通过人工模拟降雨试验,选取2种坡度(15°,30°),2种降雨强度(92,119 mm/h)和6种砾石覆盖度(0,10%,20%,40%,60%,80%),探究砾石覆盖对海涂围垦区粉砂土坡面侵蚀及土壤可蚀性的影响.结果表明:随累积降雨量增加,土壤可蚀性参数先增大后减小,并趋于稳定.坡度对土壤可蚀性影响显著,坡度越陡,坡面土壤可蚀性越大.砾石覆盖度与土壤可蚀性参数并非呈单调关系.坡度较陡且低覆盖度时,砾石覆盖增加坡面侵蚀;而当高覆盖度时,砾石覆盖可降低坡面径流速率,增加入渗率,减小土壤侵蚀率.适当盖度砾石覆盖能够改变边坡表面粗糙程度,降低坡面土壤可蚀性.砾石覆盖坡面径流雷诺数与土壤可蚀性参数呈显著线性负相关关系.通过径流雷诺数与土壤可蚀性参数线性关系定量分析能够较好反映坡面高钠盐土颗粒输移水动力学过程,对于构建盐碱土边坡泥沙输移预测模型具有重要意义.     

水轮机顶盖部分螺栓断裂后剩余螺栓的强度分析

针对水轮发电机组由于顶盖连接螺栓断裂而导致水淹厂房等严重事故的问题,建立了某电站实际顶盖及螺栓的模型并进行有限元分析.基于Ansys,采用有限单元法求解静力学基本方程,计算得到各种工况下螺栓的应力分布;研究了某混流式水轮机顶盖全部螺栓正常工作时的强度,对部分螺栓断裂后剩余螺栓的强度进行了分析,对比了螺栓在断裂数量为1,2,4,8根以及断裂位置为90°对称分布、邻近分布、180°分布时的应力情况.计算结果表明:部分螺栓断裂后,由于偏载和突变,其余螺栓的最大应力值都会升高;螺栓断裂个数越多,断裂螺栓的分布位置越邻近,则其余螺栓强度越不足.当断裂螺栓数量为4根且处于邻近分布位置时,剩余螺栓的最大应力为744.03 MPa,十分接近螺栓材料的极限容许应力744 MPa;当断裂螺栓处于邻近分布位置且数量达到8根时,剩余螺栓的最大应力达776.21 MPa,增幅达19.69%,已远远超过材料极限容许应力,威胁电站安全运行.     

京郊荒滩地短期植被恢复对土壤理化性质及微生物群落结构的影响

为了揭示京郊荒滩地植被恢复初期土壤理化性质与微生物群落结构的变化特征,以补播苜蓿(Medicago sativa L.)、补播无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)为研究对象,自然撂荒地为对照,采用高通量测序方法研究不同植被恢复模式土壤细菌与真菌的群落结构。结果表明:(1)2种植被恢复方式下土壤全氮含量显著高于对照,补播无芒雀麦土壤全磷含量最高;(2)2种植被恢复方式短期内显著改善了土壤物理性质,土壤容重显著低于对照,补播无芒雀麦土壤田间持水量、毛管持水量与最大持水量最高,补播苜蓿土壤饱和导水率最高;(3)2种植被恢复方式短期内对土壤微生物群落结构产生影响,真菌中的子囊菌门、细菌中的蓝细菌门相对丰度增加,真菌与细菌的生物多样性降低;(4)相关性分析表明,土壤有机质含量与真菌中的子囊菌门、细菌中的变形菌门、蓝细菌门数量存在显著正相关关系。2种植被恢复方式短期内均不同程度的改善了土壤理化性质,增加了固氮及降解有机质的微生物的数量及活性。     

Long-Term Cropping System, Tillage, and Poultry Litter Application Affect the Chemical Properties of an Alabama Ultisol

Sustainable agricultural practices have been steadily increasing in the last couple of decades. These management practices frequently involve cover crops, less or no-tillage, and organic fertilization. In this study, we evaluated the effects of cropping systems,tillage and no-tillage, and the application of poultry litter(PL) on selected soil physicochemical properties and soil test nutrients. Soil samples were collected from the topmost surface(0–5 cm) and subsurface(5–10 cm) layers. The general effect trend was PL application no-tillage cover crop cropping type. There were more statistically significant(P ≤ 0.05) correlations between the 18 soil attributes at the topmost surface than at the subsurface. This could be due to the accumulation of external C inputs and nutrients by crop residues and PL application as well as the retaining effects of no-tillage on less mobile nutrient components. Because of their high mobility and volatile nature, total nitrogen(N), ammonia-N(NH_4~+-N), and nitrate-N(NO_3~--N) levels varied greatly(high standard deviations), showing no consistent patterns among the treatments. Compared to the soybean cropping system, corn, especially with the wheat cover crop, contributed more to the total carbon(C) and sulfur(S) in the topmost surface soils(0–5 cm). Poultry litter application greatly increased pH, cation exchange capacity(CEC), base saturation, magnesium(Mg), phosphorus(P), calcium(Ca),sodium(Na), potassium(K), manganese(Mn), copper(Cu), and zinc(Zn) in both soil layers. Contrast comparisons revealed that PL application had more of an effect on these soil chemical properties than no-tillage and cropping systems. These results will shed light on developing better nutrient management practices while reducing their runoff potentials.     

西辽河流域通辽平原区地下水埋深与植被及土壤特征的关系

[目的]揭示地下水埋深与植物群落特征及土壤理化特性相关关系,为西辽河流域通辽平原区生态环境健康和谐发展提供依据。[方法]运用时空替代和土壤单重分形等方法,定量分析植被群落和土壤颗粒变化特征,并探讨二者对地下水埋深变化的响应机理。[结果]不同地下水埋深条件下植被特征与多样性指标值大小顺序为2—3m1—2m0—1m(4m)3—4m;研究区表层土壤粒度组成以粉粒为主,其中粉粒含量在52.03%～84.78%之间,土壤颗粒平均粒径从大到小依次为3—4m,4m,0—1m,1—2m和2—3m,颗粒分形维数分别为2.34～2.49之间;分选级别分别为较差、差、较差、较差和差;偏度等级分别为近于对称、近于对称、近于对称、负偏和负偏;各种样地峰态均属很尖窄。[结论]研究区植被群落的演替表现为随着地下水补给条件的变化呈非地带性草甸植被向地带性典型草原植被的演替过程,地下水埋深2—3m处为植被演替临界范围。     

衡阳盆地土地利用/覆盖变化及模拟

以2003年、2013年两期森林资源二类调查小班数据以及2009年森林资源年度更新数据为基础,提取出衡阳盆地2003、2009、2013年三期土地利用/覆盖数据,在IDRISI17.0软件支持下,利用提取出的矢量数据进行空间叠加运算,得出土地利用/覆盖类型空间转移矩阵,分析了2003—2013年间衡阳盆地土地利用/覆盖类型的面积变化和结构变化情况。现状结果显示:2003—2013年,衡阳盆地内草地、林地和未利用地面积均有下降,耕地、建设用地、园地和水域面积均有所增加。基于CA-Markov模型模拟出2023年土地利用/覆盖情景。模拟出2023年衡阳盆地的土地利用/覆盖情景,并依据数量Kappa系数、位置Kappa系数和标准Kappa系数检验模拟精度。模拟结果显示:2013—2023年间,衡阳盆地内的林地将向草地、耕地和水域转化,耕地则更多的转化为园地和未利用地,部分林地、耕地和水域将继续向建设用地转换。     

基于地形梯度特征淇河流域生态系统服务价值损益

生态系统服务对人类生活具有十分重大的影响,研究生态系统服务价值有助于了解生态系统服务功能变化过程。文章利用修正后的中国陆地单位面积生态系统服务价值量表,结合2000年、2015年两期土地利用/覆被数据估算淇河流域生态系统服务价值,从地形梯度上分析流域内2000—2015年生态系统服务价值变化,深入探讨地形起伏度上生态系统服务价值空间特征。结果表明:（1）2000—2015年淇河流域内以林地、草地和耕地面积为主,研究时段内耕地减幅最大（29 671.64 hm²）,草地面积增幅最大（8 854.38 hm²）,未利用地单一动态度最高为632.14%;（2）2000—2015年研究区生态系统服务价值减少0.14亿元,耕地ESV在200～400 m高程分级上减幅最大（4 464.64万元）,坡度分级上>35°林地ESV减幅最明显（4 293万元）,水域ESV在微起伏地区增益最多（5 940万元）、林地ESV在中起伏地区减少5 492万元和微起伏地区增益3 967万元;（3）单项生态系统服务价值在地形梯度上损益存在差异,增益最大为水源涵养、土壤形成与保护减损最明显;（4）各项生态系统服务功能对研究区生态系统服务总价值贡献等级保持稳定,依次排序为支持服务 > 调节服务 > 供给服务 > 文化服务;敏感性指数均小于1,表明生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果具有稳健性。     

2009-2018年谢家店震后滑坡体植被恢复研究

自"5·12"特大地震以来,银厂沟谢家店滑坡体至今已形成10年,10年间研究小组运用样方法在滑坡体上设立了9个样地,调查样地植物物种的生长状况,并对样地植物群落结构、植物优势种、植物多样性进行了数据研究分析,研究结果如下:（1）2009-2018年滑坡体植物总种数由53种增加到92种,其中乔木由0种增加到12种,灌木由4种增加到38种,草本先从49种增加到65种,再减少到42种,植物群落由以草本为主的单一结构向完善的乔灌草结构转变,植物物种恢复显著。（2）在植被恢复期间,植物群落优势种类型经历由早期毛葡萄-醉鱼草,到植被恢复初期桤木-灰白毛莓-木贼,再到植被恢复后期桤木-腊莲绣球-芒萁的植物演替变化过程。（3）经过10年的恢复,在总体上Margalef丰富度指数Ma由2.80上升到6.06;Shannon-Wiener指数H’由2.18上升到3.13;Simpson指数D由0.88上升到0.93;Pielou均匀度指数E由0.13上升到0.93,植物多样性逐年上升。研究揭示了震后10年来滑坡体植物物种、植物群落结构、植物多样性在恢复过程中的特征与变化,为震后植被恢复的相关研究以及水土保持工作的开展提供参考与借鉴。     

黄土高原不同植被带草本植物叶片与土壤碳氮分布特征

【目的】黄土高原植被受水热因子作用明显,植被分布自东南向西北总体呈现出森林向草原过渡的地带性规律。本研究选取黄土丘陵区从南向北形成的4种典型植被带(森林带、森林.草原带、草原带和草原.荒漠带)作为研究对象,探讨不同植被带草本植物叶片与土壤碳?、氮(N)的分布差异及影响因素,为预测黄土高原植物的生长发育前景、生态系统的植物营养元素和土壤养分状况提供理论依据。【方法】以陕北黄土丘陵区富县、甘泉县、安塞县、靖边县、横山县以及榆林市榆阳区为研究区域,基于野外取样调查和室内分析相结合的方法,分别测定研究区4种植被带草本植物叶片和不同土层碳氮含量,最后利用方差分析研究不同植被带草本植物叶片及土壤碳氮差异,并与全球、中国尺度等研究结果进行比较;同时采用相关分析,阐明4种不同植被带植物叶片和不同土层有机碳、全氮的相关关系。【结果】1)土壤有机碳和全氮含量在0—10、10—20、20—40cm各个土层中均表现出极显著的相关性(P<0.001),在0—40cm土层中,随着深度增加,土壤有机碳和全氮整体呈下降趋势,由高到低依次为森林带、森林.草原带、草原带、草原.荒漠带,但不同植被类型的垂直变化规律差异较大。2)草本植物叶片有机碳和全氮含量存在显著的相关关系(P<0.01),植物叶片碳含量平均值为442.9g/kg,略低于全球492种陆地植物叶片碳含量的平均值464.2g/kg;而氮含量平均值为25.8g/kg,略高于全球水平20.6g/kg,说明黄土高原4种不同植被带在碳氮积累上存在差异,且该地区草本植物的C∶N相对较低。3)植物叶片C、N、C∶N与土壤SOC、STN含量表现出较为显著的相关关系(P<0.05),总体来看与不同土层相关关系各不相同。【结论】不同植被带土壤C、N空间分布具有一致性,且C、N含量均存在一定的相关关系。黄土高原由南向北,呈现植物叶片C含量降低而N含量升高的趋势,因此C/N呈现减小趋势。植物叶片C、N、C/N与不同土层的土壤C、N均存在一定相关关系。