外掺料对植被混凝土高羊茅根系生长及抗剪强度的作用

为揭示外掺料对植被混凝土根系生长和固土护坡的作用,以高羊茅(Festuca arundinacea)为研究材料,分别添加不同含量的椰纤维与粉煤灰构建植被混凝土,测定高羊茅地下部根系的生长特征及根土复合体的抗剪强度。结果表明,椰纤维掺量和粉煤灰掺量对高羊茅根系生长有显著影响。根系总根长、根系表面积、根平均直径及地下生物量均随椰纤维与粉煤灰掺量的增加呈先增后减的变化趋势,在椰纤维掺量为0.3%、粉煤灰掺量为2%时达到最大值,分别比未添加椰纤维的处理增加了31.39%、30.20%、30.57%、12.80%,分别比未添加粉煤灰的处理增加了42.17%、22.85%、16.48%、29.22%。椰纤维掺量和粉煤灰掺量对植被混凝土基材的抗剪强度也有显著影响,基材的抗剪强度均随着外掺量增加呈先增加后减少的变化,在椰纤维和粉煤灰掺量分别为0.3%和2%时达到最大值。综合评估显示,高羊茅根系在外掺椰纤维0.3%和粉煤灰2%的改良植被混凝土生长最好,植被混凝土的抗剪强度最高。

实验条件下紫羊茅种群植被混凝土的固土护坡性能

植被混凝土是一种近年来在工程边坡治理中广泛应用的生态防护新技术。植物在植被混凝土不同生长时间固土护坡性能的变化还不清楚。本研究以紫羊茅为对象构建了植被混凝土,通过模拟边坡生长条件,测定紫羊茅植被混凝土在不同生长时间植物地上部与地下部生长特征、茎叶截留效应、以及根土复合体抗剪切强度、抗侵蚀性和根系抗拉强度,揭示了紫羊茅植被混凝土的固土护坡特性及其时间动态,以促进紫羊茅植被混凝土技术的应用。结果表明,紫羊茅的生长状况在成熟期(135~180 d)达到最佳。随着生长时间的延长,紫羊茅茎叶最大截留量逐渐增加,而茎叶最大截留率则呈先增加后减少的变化趋势。茎叶最大截留率在植被生长成熟期(180 d)达到最大值(72.27%),比生长初期(45 d)高33.24%。紫羊茅根系的存在能显著增强植被混凝土基材的固土性能,其抗剪性能和抗侵蚀性能与对照相比分别增加了74.17%和155.23%。植被混凝土的固土性能随着生长时间的延长而不断增加,在临近衰亡期(225 d)达到最大值,与生长初期相比则分别增加了152.55%和86.59%。本研究可为紫羊茅植被混凝土技术在山区工程边坡生态治理中提供参考。

川西山区自然边坡土壤种子库随海拔梯度的变化

明确土壤种子库在海拔梯度上的变化规律,可为人工边坡的拟自然恢复提供参考。本文选取川西高山亚高山区为研究对象,通过野外样方调查和室内种子库萌发实验,研究了该区域自然边坡的土壤种子库组成、土壤种子库与植被群落关系及其随海拔梯度的变化。结果发现:(1)不同海拔区域自然边坡土壤种子库的物种组成与物种多样性有较大差异。随着海拔的上升,土壤种子库中一年生草本植物的物种占比逐渐降低,多年生草本植物则逐渐增加。种子库的物种多样性则随着海拔上升呈先增加后下降的变化规律。(2)海拔及坡位都对土壤种子库的密度有一定影响。低海拔地区土壤种子库的平均种子密度一般高于高海拔地区。同一边坡下坡位土壤种子库的种子密度高于中、上坡位。(3)区域内自然边坡土壤种子库和植被群落物种组成的相似程度不高,且随着海拔的升高,相似系数逐渐降低。研究表明,海拔是影响土壤种子库物种组成及密度的重要因素,该区域边坡的生态恢复需根据海拔梯度选择适宜物种人工构建种子库。

两种草本植物种子萌发与幼苗生长对植被混凝土水泥含量的响应

为探讨植被混凝土生态防护技术在西南高山亚高山地区工程边坡生态恢复中的应用,本研究以冰草(Agropyron cristatum (L.)Gaertn)和垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)为研究对象,测定了两种草本植物种子萌发与幼苗生长对植被混凝土水泥含量的响应.结果表明,两种草本植物在水泥胁迫下均能保持较高的发芽率、发芽势和发芽指数.幼苗株高、地上生物量、根长、根表面积、地下生物量均随着水泥含量的升高而下降,总生物量在10%水泥处理组降到对照组的50%以下.上述结果表明冰草、垂穂披碱草可以应用于西南高山亚高山地区植被混凝土生态修复,6%～8%是该地区植被混凝土应用比较适宜的水泥含量,在高陡边坡生态恢复的最高水泥含量应不超过10%.

活性炭对秸秆和猪粪混合厌氧发酵产生物甲烷的影响

为提高水稻秸秆与猪粪田间混合厌氧发酵产生物甲烷的效率,研究在中温(35±1)℃下模拟田间厌氧发酵条件活性炭对厌氧发酵产生物甲烷的影响。试验分别设置了活性炭添加量为发酵基质质量的0%、1.0%、2.0%、3.0%、6.0%、8.0%等6个处理水平,测定了各处理的生物甲烷产气量和秸秆降解的变化。结果表明,活性炭的添加能加快秸秆和猪粪混合厌氧发酵进程,缩短停滞时间,提高产甲烷峰值;活性炭的添加对秸秆和猪粪混合厌氧发酵生物甲烷的产量有显著影响。随着活性炭添加量的增加,生物甲烷的累计产量呈先增加后减少的变化,以2%和3%活性炭添加量的生物甲烷的累计产量最高,分别比对照提高了29.29%和28.04%;活性炭的加入还有利于混合厌氧发酵系统水稻秸秆纤维素和半纤维素的降解。在活性炭添加量为3%的条件下,总木质纤维素降解率达到29.57%,纤维素和半纤维素降解率分别为45.35%和34.09%,分别比对照提高了125.73%、122.00%和128.33%。表明适量活性炭的添加能加快水稻秸秆和猪粪混合厌氧发酵进程,提高厌氧发酵系统甲烷的产率和秸秆的降解率。