深、浅部煤层气地质条件差异性及其形成机制

深部煤层气资源丰富、开发前景广阔,但对其与浅部煤层气地质条件的内在联系研究尚不够深入。从煤层形成演化角度出发,以鄂尔多斯盆地上古生界煤层为例,总结了煤层深埋深藏型、深埋浅藏型及浅埋浅藏型3种埋深演化模式。系统分析了深部和浅部煤层在温压条件与含气性、地应力与渗透率特征、变质程度与含水性等方面的差异性及其形成机制。研究指出,受埋深与演化过程影响,深部和浅部煤储层温度最多相差100℃以上,储层压力最大相差40 MPa左右,导致由浅部向深部,气体赋存状态以吸附气为主转变为吸附气与游离气共存,地应力场由水平应力主导转化为垂向应力主导,煤储层孔隙率、渗透率及含水性逐渐降低。明确了深部煤层气的典型特点,即:在高温高压条件下,以吸附态和游离态共存于一定深度以下煤储层中的甲烷气体,该类煤储层在垂向应力为主导的作用下,孔裂隙空间极度压缩,含水极少且矿化度极高,内生微裂隙为主要渗流通道。基于含气性临界深度和地应力场转换深度的不一致性,指出浅部向深部煤层演化过程中存在过渡区,该区内呈现出非典型深部煤层气的特点,或深部煤层气和浅部煤层气地质条件共存的情况,在勘探开发过程中,应具体分析,制定针对性开发方案,以实现浅部与深部煤层气的高效协同开发。

国产低屈服点芯材屈曲约束支撑的滞回性能及减震效果研究

为了研究芯材为LY160软钢的屈曲约束支撑滞回性能以及减震效果,针对LY160钢材和BRB构件进行了从材性、构件性能、到结构地震响应的系统试验和分析工作。首先完成了LY160钢材的材性试验,得到LY160钢材试件的平均屈服强度为170MPa,断裂伸长率为48.2%;随后进行了屈曲约束支撑的低周往复加载试验,采用LY160的屈曲约束支撑破坏位移为1/45L,延性系数达到17,最后开展了6层钢筋混凝土框架结构的弹塑性地震响应分析,发现使用LY160芯材的LBRB结构相较于使用Q235芯材的普通NBRB结构,不仅结构动力响应的减震效果提升了25%,同时还可有效地改善结构在强震下的塑性损伤,采用低屈服点软钢为芯板的屈曲约束支撑可以有效提升结构的抗震安全性。

宁夏沿黄城市带土壤重金属分布特征及其生态风险评价

宁夏沿黄城市带是黄河中上游重要的产业聚集区,其土壤健康状况对黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设具有重要意义。为摸清沿黄城市带土壤重金属现状及生态风险,该研究取样检测了该区域682个样点的土壤重金属元素含量,分析了其生态风险,并进行了溯源。研究结果表明:(1)宁夏沿黄城市带0~20 cm土壤砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、锰(Mn)、铅(Pb)、锌(Zn)、镍(Ni)和镉(Cd)8种重金属元素平均值分别为(3.11±1.88)、(60.66±15.64)、(17.86±6.10)、(509.92±186.74)、(17.62±11.10)、(57.36±25.33)、(25.23±4.95)和(0.77±0.49) mg/kg。0~20 cm土层重金属元素平均含量均低于土壤背景值,也低于农用地土壤污染风险筛选值。0~5 cm土层重金属元素含量高于0~20 cm土层,且Cr、Mn、Zn和Cd 4种元素含量超过了土壤背景值。(2)沿黄城市带中As、Cr、Cu、Mn、Pb、Zn和Ni这7种元素对环境污染风险极低。大部分区域土壤Cd含量明显高于背景值,污染风险较高。(3)沿黄城市带重金属元素有5种来源,其中母质源对重金属来源贡献率最高,其次为农业和工业复合源、交通运输源,农业源和工业源对重金属元素贡献小。研究结果表明宁夏沿黄城市带土壤重金属有较高等级的Cd生态风险,值得关注。

电梯井的构造缺陷对隔震结构碰撞危险性研究

本研究以电梯井的构造缺陷为研究对象,运用SAP2000软件模拟建立了一栋10层隔震结构,并针对电梯井周围填充物的不同、电梯井与填充物间距的不同以及电梯井位置的不同这三种情况,进行了碰撞危险性研究。经过时程分析后,发现刚度越大对建筑物的底部加速度影响越大,而对顶层加速度、结构层间位移和层间剪力影响较小,但相比于未碰撞结构的响应要大。同时,碰撞的间距还与地震特性相关。此外,电梯井位于建筑物外侧时,会产生明显的扭转效应,进一步增加结构的响应。综上所述,电梯井的构造缺陷会严重影响隔震结构的减震效果。

煤储层含气性深度效应与成藏过程耦合关系

埋深是影响煤层气富集程度的综合要素,理解含气性深度效应是认识深浅部煤层气赋存状态与聚集机制的重要基础。基于煤层气勘探现状,在剖析鄂尔多斯盆地东缘煤层气探井资料的基础上,综合常规-非常规油气成藏地质学理论,探讨了煤层含气量、饱和吸附量、含气饱和度深度效应及其与成藏过程的耦合关系。煤层气成藏是构造沉降阶段生烃供气和回返抬升阶段相态转化、逸散的耦合结果,体现为自封闭成藏和浮力成藏的深度耦合,含气性变化存在饱和吸附量转折和游离气滞留两个关键深度界限,且二者不具备绝对同步性:(1)饱和吸附气量是煤在特定温压条件下的固有属性,不受保存条件的严格限制,其随深度的演化过程是控制相态转换的基础,压力梯度和变质程度补偿效应会引起现今区域饱和吸附量转折深度(带)的明显滞后。(2)游离气的运聚成藏与改造定型受控于地层回返抬升阶段的遮盖条件,涉及埋深-构造-水动力场三元耦合效应及浮力、储盖层毛管力的综合影响,抬升幅度小且改造强度弱时方可具备游离气滞留保存条件,滞留深度以浅地层封闭性降低,游离气普遍散失。鄂尔多斯盆地东缘柳林-延川南一带煤层总含气量随埋深增大近乎线性增高,深部收敛趋势不明显,不同变质程度煤理论饱和吸附量转折深度为1600~2200 m,但煤阶的区域分异致使原位饱和吸附量随埋深持续增大;大宁-吉县区块游离气滞留临界深度约2000 m,2500 m处含气饱和度平均约120%,3000 m处含气饱和度预计可达136%。不同地区煤层气成藏背景和地质条件存在差异,含气性深度效应需具体分析,分析重点应聚焦于甲烷相态转换、地层封闭条件的时空演化对现今气、水分布的综合影响,以实现深部煤层气的分区分带评价和高效开发设计。

积极老龄化背景下推进老年教育的价值、经验与路径

老年教育对完善终身教育体系、深化教育改革及积极应对人口老龄化具有十分重要的意义。国际社会主要通过教育法制、教育体系、教育模式的建设推动老年教育走向规范化、协同化、差异化。本研究立足国际经验,提出构建保障体系、创新教育模式、丰富教育资源、推进策略调整四大路径,以解决当前老年教育发展在制度、环境、规模和质量方面存在的问题。

宁夏黄土区稀疏带状山杏人工林土壤湿度动态与影响因素

【目的】以宁夏南部黄土丘陵区带状山杏人工林为例,揭示林带内与带间的不同深度处土壤湿度的时空变化及其关键环境影响因素,为半干旱区林草植被科学管理及雨水资源高效利用提供依据。【方法】2020—2022年,在宁夏彭阳县山杏人工林带内和带间各布设1套200 cm测深的智墒传感器,分层逐时监测土壤体积含水量和土壤温度变化,同时布设1台气象站连续监测近地面降水、气温、空气湿度等气象条件,采用相关分析探究土壤湿度对前1日土壤湿度、土壤温度和气象因子的响应规律。【结果】2020年和2021年为平水年,降水量分别为467.4和440.8 mm;2022年为枯水年,降水量为354.8 mm;土壤体积含水量平均值为平水年(2021年,17.0%)显著高于枯水年(2022年,14.3%)。土壤体积含水量随土层加深呈近线性增加,其斜率表现为林带间高于林带内,平水年高于枯水年。在0~120 cm土层的土壤体积含水量为林带内(15.3%)高于林带间(14.0%),但在120~200 cm土层为林带间(17.6%)高于林带内(16.8%)。在0~60 cm土层的土壤体积含水量变异系数为林带间(42.9%)高于林带内(37.8%),但在60~200 cm土层为林带内(23.2%)高于林带间(19.1%)。土壤湿度变化的季节格局为:相对稳定期(3—4月)、耗损期(5—8月)、恢复期(9—11月)和衰退期(12月—次年2月),最大值多出现在4月,最小值出现在8月(平水年)和12月(枯水年);土壤湿度变化的垂直空间格局为:速变层(0~50 cm)、活跃层(50~90 cm)、次活跃层(90~170 cm)、相对稳定层(170~200 cm)。相关分析发现,土壤湿度日变化相关性最强的环境因子为正相关的前1日土壤湿度和负相关的土壤温度,月变化相关性最强的环境因子为负相关的土壤温度。【结论】宁夏黄土区稀疏带状山杏人工林林带内和林带间土壤湿度在季节和剖面上均表现出较大波动,枯水年比平水年波动的层次更深。综合分析发现前1日土壤湿度、土壤温度、气象因子均是影响枯水年和平水年日及月尺度各剖面层次土壤湿度变化的要素。其中,前1日土壤湿度和土壤温度为主要影响因子;在0~120 cm土层内的土壤湿度为林带内高于林带间。本研究结果对宁夏半干旱黄土区水平沟整地后退化植被科学恢复及土壤水分高效利用有很好的指导意义。

宁夏南部黄土丘陵区3种草本根土复合体抗冲性及其与影响因素的关系

[目的]明确宁夏南部黄土丘陵区3种草本根土复合体抗冲性差异及其与相关影响因素的关系,为研究区生态建设质量提升及植被优化配置提供理论依据。[方法]以研究区常见草本百里香、星毛委陵菜、长芒草根土复合体为研究对象,采用室内原状土水槽冲刷法,并利用LA-S根系扫描分析系统,研究不同草本0—15 cm土层根土复合体抗冲性能及其与根、土的关系。[结果](1) 3种草本0—15 cm土层根土复合体抗冲性大小为星毛委陵菜(53.7 L·h/g)>百里香(36.5 L·h/g)>长芒草(14.2 L·h/g),星毛委陵菜根土复合体抗冲性最强。(2) 3种草本根系根长密度、表面积密度、体积密度和比根长分别为4.25~10.56 cm/cm^(3),42.95~111.51 mm^(2)/cm^(3),5.04~17.94 mm^(3)/cm^(3),35.06~67.96 m/g,根长密度等参数百里香明显大于其他草本。(3)各草本根系分布土壤的有机碳含量百里香(1.437%)>星毛委陵菜(1.290%)>长芒草(0.430%)。根系土壤黏粒含量百里香是星毛委陵菜、长芒草的1.14倍、1.20倍。3种草本土壤团聚体参数MWD,GMD,R_(>0.25)分别为13.80~18.23 mm, 7.15~11.11 mm, 43.06%~70.05%,各指标星毛委陵菜最大。(4)根系、土壤均能直接或间接、单独或共同影响根土复合体抗冲性。百里香土壤黏粒、粉粒、砂粒及团聚体直接影响土体抗冲性,其大部分根系还通过影响土壤机械组成和有机碳含量间接影响抗冲性。星毛委陵菜土壤粉粒和大部分细根直接影响土体抗冲性,其0~0.5 mm根、土壤黏粒、砂粒还通过影响土壤团聚体等间接影响抗冲性。长芒草土壤砂粒、0~1.0 mm根直接影响土体抗冲性,其特定细根还通过影响土壤团聚体和有机碳含量间接影响抗冲性。[结论]3种草本根土复合体抗冲性大小有明显差异,根系、土壤均能影响其抗冲性能,在宁夏南部黄土丘陵区进行生态建设应考虑不同草本(植被)的抗冲性能,并在改善相关影响因素的基础上加以科学配置。

宁南黄土区不同人工植被类型深层土壤水分亏缺评价

【目的】开展评估不同人工植被类型深层土壤水分亏缺程度,能为区域科学合理实施植被恢复策略提供理论依据。【方法】以宁夏彭阳中庄小流域5种不同植被类型(山桃林、沙棘林、柠条林、苜蓿地,农田为对照)为研究对象,采用土壤水分相对亏缺指数(CSWDI)和干燥化指数(SDI)定量评价模型,对不同植被类型下0~1 000 cm土壤水分亏缺及干燥化程度进行定量化分析与评价。【结果】不同植被类型深层土壤水分变化特征差异明显,0~1 000 cm平均土壤水分含量呈现出农地(16.29%)>山桃林(13.06%)>沙棘林(12.22%)>柠条林(9.12%)>苜蓿地(8.08%)。在垂直剖面上,土壤水分随土层深度增加总体呈现先减小后增加再逐渐稳定的趋势。在0~1 000 cm农地基本没有水分亏缺和干层发生,山桃林、柠条林、沙棘林和苜蓿地均呈现不同程度的土壤水分亏缺现象,平均土壤水分相对亏缺指数分别为0、0.22、0.62、0.35、0.79,平均土壤干燥化指数分别为185.5%、67.45%、51.55%、87.35%、36.10%,5种植被类型中苜蓿地土壤水分亏缺最严重,其次为柠条林、沙棘林、山桃林、农地。山桃林、柠条林、沙棘林、苜蓿地均有不同程度的干层分布,分别呈现中度、轻度和严重干燥化,干层厚度(DSLT)分别为890、860、800、920 cm,DSL-SWC分别为12.42%、8.14%、11.56%、7.76%。【结论】宁南黄土区不同人工植被类型对深层土壤水分亏缺具有明显影响,导致不同程度土壤干层发生,其中苜蓿地土壤水分亏缺最严重,应采取相应措施恢复土壤水分,促进区域水土资源可持续利用和生态健康发展。

宁南山区不同植被类型土壤水分变化特征

以宁夏南部山区山杏林、沙棘林、山杏×沙棘混交林3种典型植被为试材,采用野外定位监测法,对3种植被0~100 cm不同深度土壤水分进行连续1年定位观测,研究了不同植被类型土壤水分时间变化和垂直变化规律,以期了解宁南山区主要植被类型的土壤水分状况及耗水特性。结果表明:不同植被类型土壤储水量在年内变化趋势整体呈“M”型,土壤储水量按照从大到小的排序为山杏林(158.35 mm)>山杏×沙棘混交林(139.72 mm)>沙棘林(123.24 mm)。不同植被类型日平均土壤含水量的变化动态相似,其变化趋势与降雨量密切相关,9月山杏林、沙棘林、山杏×沙棘混交林地的土壤含水量分别是8月的1.56、1.41、1.49倍;3种植被类型平均土壤含水量最大值均在10月,最小值均在8月。在垂直方向上,3种植被土壤水分的变化有一定的差异性,随着土层深度的增加,沙棘林土壤含水量呈先增加后降低的趋势,山杏林、山杏×沙棘混交林土壤含水量呈波形变化趋势;3种植被类型土壤水分的变异系数总体呈下降趋势,沙棘林各土层变异系数的均值最大,为39.36%。综上,山杏林土壤水分状况最好,其次是山杏×沙棘林,为该区域植被恢复与可持续管理提供重要参考依据。

免耕和休耕改善黄绵土水稳性团聚体组成及稳定性

土壤团聚体是土壤结构的基本组成单元,对土壤功能的发挥至关重要,探究耕作措施对土壤水稳性团聚体组成及稳定性的影响,有助于为耕作措施的制定和土壤健康提供理论依据。本研究基于5年的田间定位试验,分析了免耕+秸秆覆盖(NTMS)、休耕(AL)和常规耕作(CK)对黄绵土0~20 cm土壤水稳性团聚体组成和稳定性的影响,并解析其与土壤性质间的耦合关系。研究结果表明,NTMS和AL显著增加了>5 mm粒径团聚体含量、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和>0.25 mm粒径水稳性团聚体质量,显著降低了<0.25 mm粒径团聚体含量和分形维数(D);土壤容重(BD)、饱和持水量(SM)和毛管持水量(CMC)与土壤水稳性团聚体组成具有显著的相关关系,土壤有机质(SOM)、可蚀性因子(K)、pH和过氧化氢酶(CA)与土壤水稳性团聚体稳定性具有显著的相关关系,这7项因子可以解释土壤团聚体组成和稳定性92.0%的变异,解释率从大到小的顺序依次为CMC(33.6%)、SM(25.8%)、BD(11.4%)、SOM(8.71%)、pH(5.42%)、CA(5.27%)和K(1.86%)。免耕+秸秆覆盖耕作措施和短期休耕(3年)促进黄绵土>5 mm粒径团聚体的形成,增加土壤团聚体稳定性。

远场和近场地震下核电隔震结构的摇摆响应分析

为了探究远场和近场地震动作用对核电隔震结构的不同影响,研究了核电隔震结构在远场和近场地震动作用下的摇摆响应和支座状态,主要讨论了地震特性对结构摇摆响应的影响,包括上部结构的摇摆角、隔震支座的拉压应力、隔震支座的剪切变形等.分析发现:上部结构的摇摆角随地震动加速度幅值线性增加,其中近场地震动作用下上部结构的摇摆角明显大于远场地震动作用,且具有更大的离散性;当地震动加速度幅值为1.2 g时,近场地震动作用下上部结构摇摆角均值和标准差可达远场地震动作用下的2.88倍和3.90倍;近场地震动作用下,支座更容易进入非安定变形状态,也更容易出现支座受拉现象.该成果可为核电厂结构的隔震设计提供工程参考价值.

凉水塔变形监测与基坑敏感因子灰色关联分析

基坑开挖容易引起临近电厂凉水塔变形,是深基坑工程面临的主要难题之一。本文实地监测深基坑开挖对附近电厂凉水塔的影响,统计了基坑开挖过程中凉水塔地表垂直和水平位移、结构变形等参数。依托某实际工程,研究基坑开挖引起凉水塔变形预测方法,建立凉水塔地表垂直位移灰色预测模型。采用灰色关联分析确定基坑各敏感因素对凉水塔变形的影响程度,由大到小依次为:基坑与建筑物间距、土体弹性模量、围护结构厚度、土体内摩擦角、土体粘聚力。通过开展凉水塔变形监测与相关研究工作,相关研究理论能够为类似深基坑工程提供参考。

装配式隔震结构隔震节点抗震性能研究

分析装配式隔震结构设计、应用的目的,探讨隔震节点设计对于装配式隔震结构抗震性能的影响,以装配试件、现浇试件作为试验对象,进行试验设计,基于滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性系数以及累积滞变能量,评价其抗震性能。

不同覆盖材料对红梅杏园土壤温度日变化的影响

为了探明不同材料覆盖对红梅杏园土壤温度时空变化的特征,设置覆盖锯末、麦草、白膜和黑膜四个覆盖处理,以常规栽培为对照,探析红梅杏园土壤温度的时空变化。结果表明,土壤温度日变化、空气温度日变化、太阳辐射日变化均呈单峰曲线形式变化,都随太阳高度角增大而增大,随太阳高度角减小而减小,只是到达高峰时间不同,到达高峰时间由早到晚依次为太阳辐射、土壤温度、空气温度;土壤不同深度土层温度曲线变化规律相同,也呈单峰型变化,但变化幅度随土壤深度增加而减小,土壤最高温度和最低温度出现时间随土壤深度增加而延后;覆盖地膜对提升土壤温度作用明显,提升效果达到13%~74%,尤其是覆盖白膜,各层土壤温度较对照高5.4~13.5℃。覆盖麦草和锯末土壤平均温度较对照低0.2~12℃,土壤温度达到一日内最低温时,浅层土壤温度较对照高0.3~3.1℃。说明覆盖地膜有利于土壤热量的积累,高温时覆盖锯末和麦草能缓冲地温剧烈变化,低温时能起到保温作用。

宁夏干旱风沙区不同季节柠条锦鸡儿水分利用特征研究

柠条锦鸡儿是宁夏干旱风沙区生态重建的主要树种,为明确宁夏干旱风沙区不同季节柠条锦鸡儿在干旱严苛环境条件下的用水策略,该研究采用稳定同位素技术,通过测定柠条锦鸡儿可利用的水源和枝条木质部水分的同位素特征比率,应用IsoSource模型,从定性和定量角度出发,对比研究不同季节柠条锦鸡儿主要利用水分来源及各水源的贡献率,同时结合土壤水分的补给特征,综合分析柠条锦鸡儿应对干旱严苛环境的适应机制。结果表明:在0~60 cm土层,不同季节柠条锦鸡儿土壤含水量差异显著,雨季的土壤含水量均值为14.66%,而旱季的土壤含水量仅为9.69%。在80~200 cm土层,不同季节柠条锦鸡儿土壤含水量差异不显著。不同季节柠条锦鸡儿各水分来源贡献率均不同。在雨季,雨水的贡献率高达93.00%,而土壤水分贡献率仅为7.00%。在旱季,80~200 cm土层的土壤水,水分贡献率达到64.10%,0~60 cm土层土壤水分有部分利用。可见,一定降雨事件影响浅层土壤水分含量,对深层土壤水分影响不显著。不同季节柠条用水策略与各土层土壤含水量的高低有直接关系。雨季,柠条锦鸡儿利用雨水;旱季,柠条锦鸡儿主要利用深层土壤水分,对浅层水分也有一定利用。柠条锦鸡儿在不同季节能通过转化不同水源利用来应对干旱严苛的环境,从而维持自身生长。

宁夏黄土区典型坡面表层土壤有机碳含量的空间变化特征及尺度效应

【目的】定量认识土壤有机碳(SOC)含量在坡面上的空间异质性及尺度效应,探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径,为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。【方法】在宁夏半干旱黄土丘陵区,选择3个相邻的由退耕还林工程形成的典型坡面,从坡顶向坡脚设置连续样点,调查各样点的土地利用、植被特征、立地条件及表层(0^20 cm)SOC含量,分析其坡向差异、坡位变化;以“离坡顶的水平距离或相对距离”为自变量,以表层SOC含量的顺坡滑动平均值为因变量,定量描述坡面尺度效应;再以坡面上任一样点表层SOC含量与坡面平均值的比值为因变量,实现由“点”到“面”的尺度上推。【结果】研究区表层SOC含量存在明显的坡向差异、坡位变化、尺度效应。表层SOC含量的坡面平均值在南坡(7.60 g·kg^(-1))最高,东坡(6.42 g·kg^(-1))次之,西坡(5.65 g·kg^(-1))最低,其坡位间变幅在东坡(15.95 g·kg^(-1))最大,其次为西坡(11.34 g·kg^(-1)),最小为南坡(9.72 g·kg^(-1)),说明东坡的坡面效应最强,其次为西坡,南坡最弱。东坡、西坡、南坡表层SOC含量的坡位变化大致相同,均由坡顶向下逐渐减小,至离坡顶水平距离200、150、280 m(相对距离0.73、0.45、0.76)后趋于稳定,主要与坡面“上部为自然状态的坡地+林草植被+恢复年限长、下部为人工梯田+林农植被+扰动频繁”的空间格局有关。在东坡、西坡、南坡上,距坡顶水平距离每增加100 m,SOC含量的滑动平均值分别变化-3.40、-2.50、-1.51 g·kg^(-1);距坡顶相对距离每增加0.1,SOC含量的滑动平均值分别变化-0.96、-0.75、-0.55 g·kg^(-1)。构建3个坡向不同坡位样点表层SOC含量与坡面平均值的比值随离坡顶水平距离或相对距离增加而变化的数量关系(R^(2)>0.7,P<0.001),籍此可由坡面上任一样点表层SOC含量精确便捷地估算坡面平均值。将所有位点数据融合得出,离坡顶相对距离0.4的位点表层SOC含量最接近坡面平均值。【结论】半干旱黄土丘陵区坡面表层SOC含量沿坡从上至下基本呈先减小后稳定的变化,与土地利用类型、植被类型、恢复年限的坡面分布格局有关。以顺坡(相对)水平坡长增加为尺度变量可较好地定量刻画表层SOC含量的坡面变化特征及尺度效应,藉此可实现坡面表层SOC含量平均值的精确便捷推算。

黄土丘陵区典型土地利用类型土壤-微生物量及其生态化学计量特征

[目的]为探讨黄土丘陵区“上退下推”典型生态治理模式对土壤-微生物量C、N、P及其生态化学计量比的影响。[方法]以宁夏黄土丘陵区典型土地利用类型(人工林地、梯田和川道地)为研究对象,研究土壤-微生物量C、N、P含量对土地利用变化的响应,并分析其生态化学计量比、微生物熵(qMBC、qMBN、qMBP)及化学计量不平衡性(C∶N_(imb)、C∶P_(imb)、N∶P_(imb))之间的关系。[结果](1)3种典型土地利用类型下,人工林地土壤SOC、C∶P、N∶P高于梯田和川道地,而农耕用地(梯田和川道地)土壤TP含量则高于人工林地。(2)土壤微生物量C、N、P的含量分别为51.56~133.19,7.97~21.98,4.63~12.81 mg/kg。其中,土壤微生物量C、N、P均表现为人工林地>梯田>川道地;微生物量C、N、P的比值及C∶N_(imb)、C∶P_(imb)、N∶P_(imb)在各土地利用类型间无显著差异,具有一定的内稳性特征。(3)3种典型土地利用类型对微生物熵具有显著影响,qMBC表现为梯田地>人工林地>川道地,而qMBN和qMBP均表现为人工林地>梯田>川道地。通过RDA和蒙特卡洛置换检验得出,微生物量C∶P(R^(2)=0.75,p<0.01)和C∶P_(imb)(R^(2)=0.74,p<0.01)是影响土壤微生物熵变化的关键因素。[结论]综上所述,“上退下推”典型生态治理模式引起土壤C、P以及微生物量C、N、P含量的显著变化,典型土地利用类型下土壤-微生物量C、N、P及其化学计量比主要受到P元素的影响。

“88542”水平沟整地措施下土壤微生物群落空间分异特征

为探明宁夏黄土丘陵区“88542”水平沟整地措施下土壤微生物群落结构的空间分异特征,选取整地措施下形成的水平沟(FL)和上、下相邻水平沟间的隔坡地(GL)表层土壤为对象,通过高通量测序技术,研究整地措施下土壤微生物组成及多样性的变化及其影响环境因素。结果表明,在2种样地共检测到细菌30门、82纲和真菌13门、29纲的微生物。土壤中的主要细菌门为变形菌门、放线菌门和酸杆菌门,主要真菌门为子囊菌门、担子菌门和被孢霉门。2种样地下主要微生物类群的相对丰度存在明显差异,水平沟土壤中变形菌门和担子菌门的相对丰度分别高于隔坡地43.8%和79.6%,隔坡地土壤中放线菌门和子囊菌门的相对丰度分别高于水平沟28.1%和42.1%。α多样性显示,在2种样地间土壤细菌多样性指数无显著差异,但隔坡地上的土壤真菌Shannon、Simpson指数显著高于水平沟。此外,冗余分析显示,脲酶、微生物量碳、有机质以及全N是驱动土壤细菌和真菌群落变化的主要因子。研究结果可为黄土丘陵区整地措施后的生物地球化学过程和微生物变化机制提供理论依据和数据支撑。

同带泵浦的Tm:CYA调Q锁模激光器

以半导体可饱和吸收镜SESAM作为锁模启动元件,利用同带泵浦技术首次在Tm:CaYALO_(4)(Tm:CYA)激光器实现了被动调Q锁模运转。光路采用X型四镜腔结构,泵浦源采用Er:Y_(3)Al_(5)O_(12)(Er:YAG)固体激光器,其中心波长为1650 nm。分别采用0.5%、1.5%、3%和5%透过率的输出耦合镜,对激光器连续光输出和锁模输出特性进行研究。结果表明:当采用5%透过率的输出耦合镜时,激光器的输出特性最好;当激光器在连续光运转情况下,得到了894 mW的最高功率和16%的最大斜效率输出;将连续光功率优化至最高,在光路中加入SESAM锁模元件后,当吸收泵浦功率大于1.86 W时,激光运转进入不稳定的调Q状态;当吸收泵浦功率提高到5.7 W时,实现了稳定的被动调Q锁模运转;吸收泵浦功率达到6.99 W时,采用5%透过率的输出耦合镜,获得了最高输出功率为399 mW的锁模脉冲激光;此时调Q包络下重复频率为98.11 MHz,脉冲宽度为619.4 ps,对应的最大单脉冲能量为4.07 nJ,调Q包络中锁模脉冲调制深度接近100%。实验结果证明,同带泵浦技术可以用于激光器以产生调Q锁模脉冲,为超短脉冲激光的产生提供了一种新的泵浦方式。