祁连山南坡微地形下典型生态系统土壤蓄水能力差异

[目的]探讨祁连山地区微地形形态下典型生态系统土壤蓄水能力差异性,为该区进一步提高水源涵养能力提供参考。[方法]以微地形不同坡向青海云杉和高山草地为研究对象,采取野外采样和室内试验分析相结合的方法,研究不同坡向对典型生态系统土壤蓄水能力的影响。[结果](1)微地形高山草地所在阳坡区域,土壤水分贮存量随坡位上升逐渐呈减少趋势,坡中上(PZS)为土壤水分贮存量最低的坡位;坡位对土壤饱和蓄水量影响较小。(2)坡位显著影响着阴坡青海云杉土壤水分贮存量,土壤贮水量沿坡位上升呈增加趋势,坡顶处(PSD)土壤水分贮存量最高;坡位对青海云杉土壤潜在蓄水能力影响显著,坡中和坡中上土壤潜在蓄水能力最强。(3)两类典型生态系统土壤蓄水能力存在显著差异,高山草地(阳坡)土壤实际蓄水能力在不同坡位均高于青海云杉,青海云杉(阴坡)土壤潜在蓄水能力在坡位和土层尺度均显著大于高山草地(阳坡)。[结论]研究区微地形坡中上至坡顶段是该区保水增蓄的重点区域,坡中上以下区域是两类生态系统土壤蓄水能力核心区域,应继续保护。

黄土丘陵区草地地上生物量及土壤水分养分对微地形变化的响应

[目的]深入了解地形变化对草地生产力及土壤水分养分的影响,为草地生态系统地形复杂地区的生态恢复以及生产力的维持提供参考和依据,对草地生态系统的合理利用与科学管理具有重要意义。[方法]以黄土丘陵区草地生态系统为研究对象,采用单因素方差分析、Duncan多重比较以及Pearson相关分析等方法对6个不同微地形下的草地地上生物量及0—40 cm的土壤有机碳、全氮、全磷含量和0—100 cm的土壤水分含量进行了研究。[结果](1)在阳坡,地上生物量随坡位的降低逐渐减少且呈极显著差异,土壤有机碳和全氮含量都随坡位的降低而减小,土壤全磷含量随坡位的降低呈“V”字形变化;在阴坡,地上生物量随坡位的降低呈现增加的趋势,土壤全磷含量随坡位降低而增大。土壤有机碳、全氮及全磷含量在不同坡向、坡位上均有显著性差异。(2)土壤有机碳、全氮及全磷含量均随土层加深而减小,其中全磷含量变化不明显;6种微地形的平均水分含量均随土层深度的加深而增加,且在大于40 cm土层上,6种微地形的土壤水分含量之间有显著差异。(3)相关性分析表明,0—20 cm土层的全磷与地上生物量呈显著负相关,20—40 cm土层的有机碳与地上生物量呈显著正相关,40—80 cm土层的土壤水分含量与地上生物量呈极显著正相关。由多元线性回归分析方程可知,在垂直高度的表层土层中土壤有机碳、全磷及土壤水分含量的共同作用对地上生物量有一定的影响,解释度为69.4%。[结论]微地形对地上生物量及土壤有机碳、全氮、全磷含量和土壤水分含量的分布格局有显著的分配作用,在表层土层中土壤有机碳、全磷和土壤水分含量与地上生物量有显著相关性,对地上生物量有一定程度的影响。

微地形风场下架空输电导线风致振动特性分析

为研究微地形下架空输电导线风振特性以完善输电线路抗风设计,采用计算流体动力学方法(CFD)模拟得出微地形下不同线路处风速及攻角变化规律,并推导输电导线相对运动时的脉动风荷载。建立跨越微地形的三跨输电导线有限元模型,利用谐波合成法(WAWS)模拟时间和空间相关的线路脉动风场,对导线施加风荷载,分析微地形下输电导线风振响应。研究结果表明:在微地形下,来流经谷口与山顶时加速明显,水平风速最大加速比达到1.42,坡前垂向风速不可忽略;相较平地风场,跨越山谷、山顶线路第二跨导线的跨中水平位移幅值分别增大58.27%和56.39%,导线水平张力和绝缘子风偏角度大幅增加,导线覆冰舞动可能导致空气间隙不足发生放电,在抗风设计时须增大设计风速;坡前线路风振位移减小,可适当减小安全裕度。研究结果可为复杂山地地形下输电导线抗风设计提供参考。

岩溶区不同微地形芒果园土壤肥力综合评价

【目的】采用不同评价方法对不同微地形芒果园的土壤肥力特征进行评价,为岩溶区芒果园土壤肥力的精准评价提供参考。【方法】在广西百色市田阳区典型岩溶区芒果园设置洼地、过渡带、坡地、垭口4种微地形样地,筛选出10项土壤化学指标作为评价指标,应用主成分分析法、模糊数学法、改进的内梅罗指数法、基于粗糙集理论的土壤肥力评价法对不同微地形进行土壤肥力评价,分析不同肥力评价方法评价结果间的差异,对肥力评价指数与产量进行线性拟合,通过冗余分析探索微地形及环境因子对土壤综合肥力的影响。【结果】不同微地形主成分土壤肥力指数表现为坡地(0.87,肥力极高)>垭口(0.59,肥力中等)>过渡带(0.48,肥力中等)>洼地(0.39,肥力低);模糊数学土壤肥力指数表明不同微地形土壤肥力均在高水平以上(0.68~0.82);内梅罗土壤肥力指数表明不同微地形土壤肥力均在中等水平以下(0.26~0.46);粗糙集理论土壤肥力指数表现为坡地(0.67,肥力高)>垭口(0.50,肥力中等)>过渡带(0.37,肥力低)>洼地(0.35,肥力低),该评价结果相对准确且与产量线性拟合度最高。冗余分析结果表明,地形因子对土壤肥力的解释量为34.15%,环境因子解释量为23.30%。【结论】综合不同评价方法的评价结果,不同微地形芒果园的土壤肥力基本表现为坡地>垭口>过渡带>洼地;基于粗糙集理论将3种常规肥力评价方法进行综合评价的结果相对准确,对不同微地形肥力等级区分效果较好。不同微地形土壤肥力差异受地形因子及环境因子共同影响,其中地形因子影响较大。

微地形对高寒固沙植物水分利用特征的影响

水是植物生存最主要的限制因子,对沙区植物水分利用的研究已成为沙地生态保护和植被恢复的关键。本文以青海湖湖东沙地3种典型固沙植物——樟子松、小叶杨、沙棘为研究对象,基于氢氧稳定同位素技术(δ^(18)O和δD),结合IsoSource模型,对微地形影响下的各潜在水源(不同层次的土壤水)及植物主要水分来源进行分析。研究结果表明:(1)土壤含水量具有微地形差异,表现在迎风坡低地土壤含水量高于沙丘顶部和迎风坡中部,且9月土壤含水量处在最高值。(2)木质部水的δ^(18)O值在不同微地形条件下具有树种差异性,樟子松在迎风坡低地的δ^(18)O值最小,而沙棘和小叶杨在迎风坡中部的δ^(18)O值最小。(3)不同植物的主要水分来源具有较为明显的季节差异,6月樟子松和沙棘在不同微地形条件下均以深层土壤水为主要水分来源,而小叶杨在沙丘顶部主要利用深层土壤水,在迎风坡中部和低地对中层土壤水的利用较大,但随着降水量的增加,9月各树种转而主要利用浅层和中层土壤水。总而言之,高寒沙地固沙植物的水分利用模式受微地形条件的影响,且不同物种对降水表现出不同程度的响应。

基于“微地形—植物”协同的三峡库区城市消落带修复设计与评估

微地形与植物的协同作用是自然河岸带生态系统维持结构稳定与生物多样性的重要机制。三峡库区蓄水后,其沿岸城市的原有河岸带转变为周期性淹没且水位落差极大的消落带,内部地形与植被破坏严重,生物多样性快速衰退,对库区城市的生态安全造成负面影响。选取重庆市开州区汉丰湖北岸的乌杨坝消落带,首次基于“微地形—植物”协同提出消落带生态系统修复设计技术框架,并对修复后的消落带微地形、植物群落和鸟类群落进行调查分析,评估修复设计的实际效果。结果表明:丰富的微地形类型及其组合有效促进了乌杨坝消落带的植物多样性恢复;二者耦合作用,在不同水位条件下维持了鸟类生境异质性,使鸟类多样性得到提升。因此,“微地形—植物”协同设计有助于维持三峡水库消落带生态系统的结构稳定性及生物多样性,有利于生态服务功能的保障及发挥。

基于层次分析-模糊综合模型的露天矿山微地形生态修复技术评价研究

通过露天矿山生态环境的微地形修复治理技术的研究,探索较为实用、高效、低成本的生态修复新技术、新方法,为露天矿山生态修复提供技术支撑。本文通过生态修复技术的制作过程、实际复绿效果与层次分析-模糊综合评价法相结合,对矿山生态修复技术评价进行了综合评定。首先通过飞挂土槽生态修复技术、预制拼装生态修复技术、土袋锚挡生态修复技术的工程措施的实施,结合植物种植进行生态恢复,采矿遗留的地形地貌得到改善、绿化面积显著提高。其次通过层次分析法构建微地形生态修复技术评价指标体系,选择技术指标B1、植被指标B2、效益指标B3作为一级评价指标,稳定性C1、成本C2、施工难易程度C3等12个指标作为二级指标,经过权重比较一级指标中技术指标B1占主导地位,二级指标中稳定性C1、成本C2、复绿面积C6、生态环境C11综合权重比重较高。最后通过模糊综合评价法评定得出,土袋锚挡生态修复技术、飞挂土槽生态修复技术及预制拼装生态修复技术指标体系得分均在80分以上,等级均为较好,适合露天矿山微地形治理应用,在实际应用时可依据矿山地形地貌、边坡条件、预算经费等条件合理选择。微地形生态修复技术实施效果与层次分析-模糊综合评价法的深度融合得出,此分析方法可为矿山生态修复技术评价进行综合评定。

基于遗传——蚁群算法的农田微地形特征土方调配路径研究

近年来极端天气与自然灾害频发,导致农田损毁,造成农田内部出现微地形特征(凸起特征及洼地特征),影响耕作。针对上述问题,基于高精度农田数字地形模型,通过遗传—蚁群算法提出一种规划农田微地形特征土方调配路径的方法。首先,基于航拍图像获取高精度农田数字地形模型,根据地形因子综合隶属度提取16个凸起特征和9个洼地特征,并分别计算挖填方量为0.885 m^(3)和0.884 m^(3)。其次,以土方量调配成本为决策目标,建立挖、填方区域为路径搜索节点,利用蚁群算法获得初始可行解,通过遗传算法中的适应度函数对解进行初步优化,最后,根据交叉操作和变异操作对解进行二次优化,获得最优土方调配路径。结果表明,该方法经232次迭代获取全局最优解,相较于传统蚁群算法调配成本下降2.1%。为精准平整农田微地形特征作业提供方法支持。

基于三维场景的输电线路典型微地形、微气象区设计风速分析

气象条件是输电线路设计必须考虑的关键因素之一,微地形、微气象对输电线路的安全运行有重要影响。以实际线路工程为例,基于三维路径场景,结合现场踏勘情况,识别出沿线影响风速特性的主要微地形有地形抬升型(山丘、悬崖)和垭口型。根据山丘、悬崖和垭口三种典型微地形风速仿真分析结果,利用风速增大模型,计算得到不同微地形条件下的修正风速,从而提高线路工程设计风速的可靠性。

基于WRF-LightGBM和微地形精细化天气预报的导线覆冰研究

局地微地形产生的微气象环境是造成气象预报误差的重要因素之一,也是导致覆冰预报准确性不高的主要原因。该研究利用高精度MODIS系统15 s(约500 m)地形数据驱动中尺度天气研究和预报(weather research and forecasting,WRF)模式,并使用基于决策树的梯度提升框架(light gradient boosting machine,LightGBM)对WRF预报进行订正,通过局地个例评估订正后的覆冰预测效果。结果表明:在假设条件下,过冷液滴覆冰速率随温度降低先快速增加,后增长速率保持不变,且液滴粒径越大,完全冻结所需温度越低;WRF-LightGBM订正算法在山区微地形下有效提升了温度预报准确度,典型冬季寒潮条件下预测温度与实际温度的误差在2℃以内,预报准确率为76%;以典型区域杆塔覆冰为例,输入订正后的温度和相对湿度数据后,覆冰融化时段被消除,覆冰厚度曲线与实际基本一致,增长速率接近一致。

220?kV正兰甲线所在微地形区域风场特性研究

选取宁夏贺兰山脉石嘴山220 kV正兰甲线所在实际微地形区域为研究对象,采用1:1比例建立该微地形区域的三维流体力学分析计算模型,通过对比气象站采集的风速数据验证模型正确性。分析正兰甲线所在微地形对线路设计风速的影响,给出微地形下游的风速分布和风速修正计算公式,为该微地形区域新建输电线路的设计风速以及在役输电线路的运行提供参考。

冀北攻坚造林区樟子松幼树叶片功能性状对微地形的响应

【目的】探究冀北山区干旱石质阳坡不同地形对于樟子松幼树叶片功能性状的影响。【方法】以我国北方沙地造林常见树种人工樟子松幼龄林为研究对象,采用样地布设和植被调查的方法,通过方差分析对比幼树的叶面积(LA)、叶长(LL)、叶宽(LW)、叶曲率(LC)、比叶面积(SLA)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、全碳(C)九种叶片功能性状在不同坡度和坡位的差异。【结果】(1)在叶片外部形态方面,平地LL和SLA比坡地显著高出15.25%和5.52%。在叶片养分方面,除C之外,其余养分指标在平地和坡地之间均呈现出显著差异。其中,平地的N、P和K比坡地分别显著高出3.76%、31.14%和9.11%。(2)对于不同坡度,除了LC之外,其余均存在显著差异。LA和LL均表现为陡坡最高,陡坡比中坡平均分别高出20.8%和14.9%;LW表现为缓坡数值最大,分别比陡坡和中坡高出8.9%和5.3%;SLA表现为缓坡和中坡显著比陡坡高出8.6%和8.5%。叶片养分方面全氮含量(N)和全钾含量(K)随着坡度的增加表现出显著下降的趋势,全磷含量(P)则相反,中坡和陡坡显著比缓坡高出31.3%和30.2%。(3)叶片功能性状综合得分排序表明中坡和缓坡地形对樟子松幼树叶片的功能发育有正向促进作用,而陡坡则不利于叶片发育。【结论】本研究综合分析了樟子松幼树叶片功能性状对微地形的响应表现,对集成和优化困难立地植被恢复技术提供一定理论基础。

微地形在园林景观施工中的应用分析

园林景观不仅能满足人们的精神需求,还能调节生态系统,保障城市生态系统健康发展。微地形作为一种重要的园林景观营造手法,在园林景观的设计与施工中发挥着重要作用。基于此,概述了微地形的概念及作用,以及在园林景观施工中的应用,介绍了微地形在园林景观施工中的工艺流程,主要包括地形放线、土方倒运、地形塑造,并提出园林景观施工中应用微地形的注意事项,以期提高园林景观的施工水平。

微地形景观设计在市政园林绿化工程中的应用

随着我国城市化进程的加快,人们对居住品质的要求也越来越高,建设绿色环保、智能化城市是当今城市发展的必然趋势。要达到这一目的,就需要在城市建设中有效地提高绿化率,更好地利用城市空间,使微地形的价值得到充分发挥。微地形是景观设计的核心载体,是植物和水体的主要附着平台,只有对其进行科学合理的设计,才能体现出丰富的景观层次。文章对市政园林绿化中的微地形景观设计进行了探讨,以期能为市政园林绿化建设提供借鉴。

市政园林工程中的微地形营造与景观效果分析

研究重点对微地形所创造的景观效果进行深入剖析,并构建包含视觉效果、生态效益以及使用功能和满意度的综合评价指标体系,并采用定量和定性两种数据分析方法对实验案例做了具体分析。研究结果表明,微地形营造对园林景观效果有多方面的显着改善作用。同时研究还发现设计和执行层面存在空白,建设中存在技术难点等难题,提出相关优化策略和技术改进建议。另外,本研究也为微地形营造中的长期保持和可持续发展提供了一些思路。该研究不仅对微地形营造实践具有理论指导作用,而且对今后相关研究具有新视角与新思路。

探讨景观微地形与植物配置的结合应用

在社会发展新时期,园林设计受到重视,该项工作是对自然生态的综合利用与保护,通过合理的园林景观设计,可弥补城市建设中欠缺的自然氛围,营造舒适生活空间。以往的园林设计较为表面化,不顾基址现状,采用填沟堆山的手段营造意境,将自然意趣损耗殆尽。实践证明,这样的造景方法不仅难以体现园林设计水准,还会丧失园林绿化的意义。为提高造景的科学性,本文将针对景观微地形,分析微地形与植物配置的结合之法,借此为今后的园林景观规划提供有益的参考。

微地形 大理洱海小邑庄生态驿站

大理洱海生态廊道的建设工程旨在构建健康的水陆缓冲带和生态屏障,并拓宽居民、游客与洱海的互动界面。面对苍山洱海、古朴村落的原生环境,设计试图以地景建筑的方式最低程度介入,以“锚固与悬浮”回应建筑与土地的关系,对话环境;以“低技与低碳”回应地方性与当代建造的关系,创新经验;以“开放与包容”回应公共建筑与人的关系,构筑日常性的活动平台。

微地形景观设计在市政园林绿化工程中的应用

微地形景观设计是一种新兴的景观设计理念和方法,通过对场地微小地形的塑造和利用,创造出丰富多样、生态自然的景观空间。阐述了微地形景观设计的概念、特点,并详细论述了微地形景观设计在市政园林绿化工程中的具体应用,并提出了微地形景观设计在市政园林绿化工程中优化策略,包括融合生态理念、深挖文化内涵、融入智慧科技、注重公众参与等,旨在为相关工作人员提供借鉴参考。

微地形改造的生态环境效应研究进展

干旱缺水和生境不良使世界上许多地区的植被恢复和生态改善面临困难。为了提高植被成活率、遏制土壤侵蚀和土地退化态势,国内外许多重点地区都开展了多种微地形改造与下垫面整地措施,使得地表生境和植被状况得到一定改善。但微地形改造对生态环境影响的基础研究仍严重滞后于实践的客观需求,许多关键效应和科学机理不明。系统梳理和总结了国内外学者在不同生态系统类型区和自然地理单元上开展的相关研究。认为微地形改造对土壤属性和微生境、降雨入渗和水蚀过程、植被恢复的效果及其生态服务功能发挥等多个方面都有重要影响,并综述了相关研究进展。同时指出当前微地形改造研究中存在的突出问题。包括科学分类标准有待系统化、实地量化技术相对滞后、微地形改造的水文效应有待强化、影响植被恢复的机理不明等若干重要局限。建议应进一步加强微地形改造的分类体系研发、发展微地形改造方式的定量刻画技术;设立野外定位站,跟踪监测其长期效应,并加强不同微地形改造措施的生态环境效应对比,为科学筛选和优化下垫面改造技术、服务区域生态改善和应对气候变化提供科学依据。

微地形下输电线路绕击闪络率的计算方法

为反映地形、导线及地线高度的变化对绕击性能的影响,提出了一种获取输电线路微地形及导线、地线与地面的相对位置的方法,并在此基础上计算输电线路杆塔的绕击闪络率。首先沿线路方向将输电走廊进行近似等分,利用地理信息软件得到各分段的海拔高度和地面倾角这2个微地形参数;其次根据导线、地线的特性,结合各分段海拔高度,得到任意分段处导线、地线与地面的实际相对位置,最后以电气几何模型(electrical geometry model,EGM)为基础,计算各分段及各杆塔的绕击闪络率。以某500 kV线路为例,计算其实际微地形下输电线路杆塔的绕击闪络率,结果表明该方法不仅能够反映输电线路的绕击范围,而且能够得到输电线路容易遭受雷击的杆塔;遭受过雷击的杆塔位于易击区间,证明了该方法的有效性。