等高反坡阶措施下坡耕地球囊霉素相关土壤蛋白对土壤碳氮储量的贡献

为证实坡面微地形改造措施—等高反坡阶(CRT)对坡耕地的生态修复功能,揭示CRT对球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)含量及土壤碳氮储量贡献的影响与机制至关重要。通过分析原状(CK)和CRT处理下旱季和雨季坡耕地0—5、5—15、15—30 cm土层中总GRSP(T-GRSP)、易提取GRSP(EE-GRSP)、土壤有机碳(SOC)与土壤全氮(TN)在CRT阶上和阶下及CK对应位置处的时空分布特征,探讨CRT措施下GRSP对土壤碳氮储量的贡献,揭示相关机制。结果表明:(1)CRT坡耕地土壤T-GRSP、EE-GRSP、SOC和TN的含量较CK显著提高(P<0.05),增幅分别为16.6%—189%、7.28%—102%、1%—68.3%和7.29%—79.7%。且CRT对坡耕地GRSP含量的提升效果总体表现为雨季强于旱季、表层(0—5 cm)土壤高于深层(15—30 cm)、阶下优于阶上。(2)相比CK,CRT坡耕地旱季和雨季SOC储量分别提高8.06%和13.5%,TN储量提高7.01%和12.1%。T-GRSP对SOC和TN储量的贡献率较CK分别提高8.5%—141%和2.58%—133%,EE-GRSP对SOC和TN储量的贡献率较CK分别提高1.38%—82%和5.25%—87.2%。且CRT对坡耕地SOC和TN储量提升效果雨季优于旱季,对表层土壤T-GRSP对SOC和TN贡献率的提升效果表现为雨季强于旱季、阶下强于阶上。(3)CRT极大提高了坡耕地T-GRSP与土壤孔隙度、SOC和TN的正相关性。相比CK,相关系数(R~2)分别由0.17、0.26和0.29增至0.51、0.66和0.64。因此,CRT措施不仅降低了坡耕地SOC和TN的流失,还通过提高有机质含量改善土壤通气透水性,进而提高坡耕地GRSP的分泌与累积,同时提高GRSP对碳氮的贡献率,促进了土壤碳氮的固持与封存。

滇中坡林地土壤养分与酶活性对等高反坡阶整地的响应

【目的】通过分析等高反坡阶整地对退化坡林地恢复过程中土壤养分与酶活性的影响,揭示该措施生态修复的作用机制。【方法】以昆明市松华坝水源区迤者小流域的退化云南松Pinus yunnanensis坡林地为对象,设置等高反坡阶整地1 a样地(1 a)和10 a样地(10 a),以原状坡面(ck)为对照,比较土壤养分质量分数和酶活性在反坡阶的阶上和阶下及不同土层深度(0~10、10~20、20~30和30~40 cm)的分布差异。【结果】(1)等高反坡阶整地显著提高土壤养分质量分数(P<0.05),碳、氮、磷等养分提升达15.3%~236.2%,阶下高于阶上,表层土壤(0~10 cm)增加最明显。(2)土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性均表现为10 a样地显著高于ck(P<0.05),4种酶活性提升范围在3.7%~587.5%,阶下仍高于阶上,表层土壤酶活性提升显著(P<0.05)。(3)冗余分析显示:等高反坡阶整地后土壤养分对酶活性的累积解释贡献率升高,ck、1和10 a样地分别为68.0%、88.0%和92.7%;反坡阶整地后土壤养分与酶活性的正相关关系提高,相关系数范围和达极显著性组数(P<0.01)由ck的0.26~0.99和1组,增至10 a样地的0.78~1.00和15组。【结论】退化坡林地实施等高反坡阶整地后,可促进土壤养分蓄积,激发土壤酶活性,增加两者在土壤生理生化反应过程中的配合度,最终改善土壤质量。

坡耕地土壤转化酶活性与芸豆产量对等高反坡阶措施的响应

为探究坡面微地形改造水土保持措施—等高反坡阶(CRT)对坡耕地土壤肥力的提升效果及其生态修复功能,有必要关注该措施对土壤养分与转化酶活的影响,及其提升作物产量的机制。通过分析坡耕地CRT处理后阶上和阶下0~5 cm土层养分(全氮TN、全磷TP、铵态氮NH_(4)^(+)-N、硝态氮NO_(3)^(-)-N和速效磷AP)及酶活(脲酶S-UE、β-1,4-N-乙酰葡萄糖苷酶S-NAG、亮氨酸氨基肽酶S-LAP和酸性磷酸酶S-ACP)差异,并以原状坡耕地(CK)相应位置作对照,探讨CRT措施下土壤养分转化相关酶对芸豆(Phaseolus vulgaris)产量和千粒质量的影响机制。结果表明:1)CRT使土壤TN、NO_(3)^(-)-N、TP、AP含量较CK阶上分别提高21.2%、86.2%、14.1%和28.4%,阶下提高7.3%、77.4%、21.8%和30.1%;使NH_(4)^(+)-N阶下提高2.8%,阶上降低22.5%。CRT对NO_(3)^(-)-N的提升效果高于TN和NH_(4)^(+)-N,对AP的提升效果优于TP。2)CRT措施使坡耕地S-UE、S-NAG、S-LAP和S-ACP活性阶上较CK分别提高13.4%、55.9%、56.8%和44.6%,阶下提高48.3%、72.3%、70.9%和34.6%,且阶下增幅大于阶上。3)CK坡耕地阶上、阶下芸豆产量为20.0和23.2 kg/hm^(2),千粒质量为448和376 g,而CRT使芸豆产量和千粒质量阶上提高66.7%和8.6%,阶下提高289%和26.6%,阶下增幅均大于阶上。4)相比CK,CRT使坡耕地芸豆产量与S-UE由不相关变为显著正相关(P<0.05),相关系数由0.12增至0.91,使坡耕地芸豆千粒质量与氮、磷、酶活(S-NAG、S-LAP、S-ACP)由显著负相关(P<0.05)变为相关。S-LAP、S-NAG、NH_(4)^(+)-N对芸豆产量和千粒质量的影响显著(P<0.01),解释量分别为48.4%、29.2%、18.0%。CRT通过改善坡耕地土壤养分的空间分布,提高相关酶活,加速有机养分向无机养分的转化,提升土壤关键性肥力,进而促进芸豆生长发育,提高产量和千粒质量。

等高反坡台阶整地对不同耕作系统根土微生态的影响

[目的]为探究坡耕地等高反坡台阶整地对玉米连作和玉米-芸豆轮作系统根土微生态特征的影响。[方法]以玉米-芸豆轮作为研究对象,玉米连作为对照,采用野外原位监测采样和室内试验分析相结合的方法,通过GC-MS和高通量测序技术分析作物根系分泌物和土壤微生物群落组成、结构特征,揭示坡耕地等高反坡台阶整地对玉米连作和玉米-芸豆轮作根系分泌物种类、含量和土壤微生物群落组成及多样性的影响。[结果](1)根系分泌物相对含量变化在CRT措施上更为突出,在轮作模式中更为显著。(2)CRT2处理提高土壤微生物群落数量、丰富度和多样性效果更显著。(3)在根系分泌物与土壤微生物互作下,根系分泌物、土壤微生物、土壤环境因子的两两相关性在CRT2处理下更显著。[结论]坡耕地等高反坡台阶整地通过改变玉米连作和玉米-芸豆轮作的根系分泌物含量,使作物根土微生态环境发生变化,提高土壤微生物数量、多样性及丰富度,且该措施与玉米-芸豆轮作结合的提升效果更佳,对根土微生态的改善作用更显著。研究结果为坡耕地作物种植、耕作方式选择及改善土壤微环境和水土流失综合治理提供理论基础。

基于团聚体性质的等高反坡阶改良土壤结构评价

为探明等高反坡阶(CRT)措施促进坡耕地退化土壤生态修复的机理,以云南松华坝迤者流域坡耕地为对象,测定CRT坡耕地不同位置(阶上,CRT-A;阶下,CRT-B)和土层深度的土壤团聚体性质和物理性质,并以原状坡耕地(CK)相应位置作对比,构建基于团聚体性质的土壤结构评价指标体系。结果表明:1)CRT措施可显著改善土壤孔隙状况、团聚体组成特征和稳定性;2)通过构建最小数据集,获得土壤结构评价指标体系(包括土壤密度、孔隙度、几何平均直径、稳定性团聚体、总团聚体和>2~5 mm团聚体),计算土壤结构指数评价土壤结构水平;3)土壤结构整体上表现为CRT>CK。CRT坡耕地土壤结构指数相较于CK提高23.1%~36.2%,土壤结构属于中等水平;4)CRT使坡耕地阶下土壤结构优于阶上,0~5、5~10和10~20 cm土层阶下土壤结构指数较CK分别增加25.2%、27.3%和25.7%,主要由于阶下土壤受到CRT的防冲刷保护和营养富集作用的影响。综上,CRT通过提高土壤大团聚体比例,增加土壤孔隙度,改善土壤结构,提高坡耕地土壤结构性能,促进其退化土壤的修复。

坡耕地等高反坡阶整地措施对滇中典型流域土壤酸碱性和酶活性的影响

【目的】探讨等高反坡阶整地措施对坡耕地酸化土壤改良效果及酶活性的影响。【方法】以滇中迤者流域试验区已实施等高反坡阶的坡耕地土壤为研究对象(原状坡耕地为对照),采用野外调查采样、室内实验及经典统计分析的方法,研究试验样地土壤pH、交换性阳离子(Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)、Na^(+)、H^(+)、Al^(3+)、Fe^(3+))、阳离子交换量(CEC)及蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶、多酚氧化酶、淀粉酶指标的变化规律,以探究土壤酸化及酶活性变化特征。【结果】坡耕地等高反坡阶措施可显著降低致酸阳离子(H^(+)、Al^(3+)、Fe^(3+))含量(P<0.05),使得交换性H+降低20.00%,交换性Al^(3+)和交换性Fe^(3+)含量分别减少25.64%和69.29%。提升土壤pH 9.46%~13.25%、增加交换性盐基离子(Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)、Na^(+))11.14%~39.31%、3.59%~8.96%、7.89%~17.14%、3.35%~7.99%及CEC含量(P<0.05)14.74%~21.33%。实施措施后土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶和微生物量碳、氮的活性显著提高(P<0.05)6.43%~15.28%、7.00%~31.70%、38.56%~73.71%、8.01%~21.20%、7.08%~11.14%和17.57%~31.48%,磷酸酶活性较原状坡耕地显著(P<0.05)下降38.00%~95.85%,且pH、交换性盐基离子和CEC含量均与酶活性呈极显著正相关(P<0.01),而致酸阳离子与酶活性呈极显著负相关(P<0.01)。双因素方差分析表明,整地措施、酸化影响指标(pH、交换性离子)及其二者交互作用显著影响着酶活性(P<0.05),酸化影响指标对酶活性的贡献最大。【结论】布设等高反坡阶措施能改善土壤酸化环境,增强酶活性,这对于解决坡耕地土壤酸化问题,提高山区坡耕地生产力具有重要意义。

等高反坡阶对红壤坡耕地作物生长发育的影响

为研究等高反坡阶对红壤坡耕地作物生长发育状况和产量的影响,在滇中红壤坡耕地设置原状坡耕地(CK)与等高反坡阶处理坡耕地(CRT)标准径流小区,分别监测大豆(2017年种植)和玉米(2018年种植)2种作物的出苗率、主要生长指标(株高、茎粗和叶面积指数)、产量和水分利用效率,并进行对比研究。结果表明:1)相比CK,CRT处理下大豆和玉米的出苗率在4 d、7 d、10 d分别增加73.58%和72.31%、37.08%和48.50%、4.39%和4.27%;2)CRT处理下大豆和玉米各个生育期内的株高、茎粗和叶面积指数均大于CK,其中株高和茎粗的差异达到显著水平;3)CRT处理下大豆和玉米产量相比CK分别提高47.55%和59.12%,增产效果显著;4)CRT处理下大豆和玉米水分利用效率分别为2.46和3.51 kg/(hm^(2)·mm),相较CK分别提高32.65%和43.51%。综上,等高反坡阶可以有效促进作物生长发育,显著提高作物产量。因此,在滇中红壤坡耕地全面推广等高反坡阶是亟为必要的。

长水机场隧道大坡度斜井反坡排水设计与施工技术研究

基于长水机场隧道,对其大坡度斜井反坡排水设计与施工进行了研究,根据现场抽排水需要,分阶段安装一级或多级泵站,以满足作业面排水。在1号、2号斜井开挖施工期间,采用集水坑接力抽排水方式;进入正洞后采用二级泵站抽排水,斜井中部缓坡位置水仓为二级泵站、正洞集水坑为一级泵站。斜井及正洞掌子面均设置临时集水坑及移动水箱。出口工作面施工段暗挖段里程为DK709+355~DK709+770,由大里程向小里程方向施工,顺坡排水,钻爆施工。实践证明,排水方案安全、合理、有效、可靠,没有因排水不及时或不能排水,对后续工程施工产生影响,提高了在大坡度斜井大流量反坡条件下隧道排水的施工水平。

富水隧道虹吸式反坡排水施工技术

开云高速龙缸隧道为富水隧道,两端掘进,出口工区为反坡排水,施工过程中单洞最大出水量达9 072.0 m3/d,根据现有反坡排水技术,需要设置集水井与排水泵站,从而导致长期反坡排水产生高额处治费用。该文研究一种利用虹吸原理,设置可移动集水箱、虹吸水管和洞外沉淀池构成的自动虹吸排水系统,可显著降低富水隧道反坡排水的处治成本,可为同类富水隧道施工提供参考和借鉴。

北方土石山区薄土坡耕地石坎反坡阶措施减流减沙效益分析

为解决我国北方土石山区薄土坡耕地水土流失问题,通过布设标准径流小区来研究石坎反坡阶措施的水土保持综合效果。结果表明:石坎反坡阶措施对于坡耕地水土流失调控效果显著,该措施相较于等高耕作措施,坡面径流削减率和泥沙削减率分别达到68.57%和94.29%;石坎反坡阶措施在提高坡面土壤水分含量、提高坡面水分分布均匀度方面能够发挥出良好的作用,该措施相较于等高耕作措施,坡面总体土壤水分含量提高了7.78%;石坎反坡阶措施能够显著提高坡耕地的农作物产量,相较于常规等高耕作措施,玉米产量提高了12.69%。石坎反坡阶的设计及作用效果研究,丰富了我国北方土石山区薄土坡耕地的水土流失治理途径。

高铁隧道进口斜井反坡排水施工方案与管控

为有效消除水害对隧道施工的安全威胁,必须采取合理有效的施工技术。该文以某高铁富水隧道为例,结合其水文地质条件复杂、涌水量大等情况,制定相应的斜井反坡排水施工方案,根据总体方案确定科学合理的设备选型和排水系统构建,并提出相应的排水管理和方案实施管控措施,确保隧道施工安全。该文旨在为类似隧道施工提供参考。

基于等高反坡阶的耕地土壤改良效果研究

为探究等高反坡阶整地对耕地的土壤改良效果,以贵州松坎河流域为试验区,对比原状坡耕地(CK)和等高反坡阶样地(CRT)对土壤理化性质和玉米产量的影响。结果表明,等高反坡阶样地的总团聚体含量有不同程度的提高,且随着整地年限的延长而增加;在剖面中,总团聚体含量随着深度的增加而减少,说明表层土壤结构更好,等高反坡阶整地有利于改善土壤结构。等高反坡阶是一种保护性耕作方式,能够改善土壤结构,增加土壤有机质含量,从而提高土壤酶活性。等高反坡阶措施能够促进玉米的生长发育,提高玉米的结实性,是一种有效提高坡耕地玉米产量和品质的措施,其效果随着整地年限的延长而增强。

小反坡直播造林法研究

小反坡直播造林法是一种创新的植树造林方法,具有提高成活率、节约成本、环保等优点。本文介绍了小反坡直播造林法的技术原理、实施步骤和实际应用效果,并通过与传统植树造林方法的比较,突显其优势和实用性。该方法适用于各种地形和气候条件,可广泛应用于生态恢复、林业生产和景观建设等领域。小反坡直播造林法是一种利用小反坡地形进行直播植树的方法。通过在播种区域挖掘小反坡,形成集水区,将种子直接播种在集水区内,利用地形优势提高成活率。同时,采用直播方式,避免了育苗移栽环节,降低了成本和劳动强度。此外,小反坡直播造林法注重保护生态环境,遵循自然规律,可广泛应用于各种地形和气候条件下的生态恢复、林业生产和景观建设等领域。

高原高寒富水长大反坡铁路隧道清污分流施工技术

近年来,随着我国高速铁路建设事业的迅速发展,隧道工程建设项目日益增多,“长度大、埋深大,地质条件复杂、环保要求高”是隧道工程发展的总趋势。在隧道施工周期内,排水保障是一项重要指标,特别是施工产生的污水、围岩裂隙渗水、涌水,制约着隧道文明施工、更影响隧道的高质量建设。同时,施工污水、围岩渗漏水的排放也严重影响洞外周边环境、生态保护等,特别是在高原地区,生态环境脆弱,若随意排放污水,极易导致生态环境失衡,带来多种风险、灾害。在涌水量较大的反坡隧道,若全部按污水加以处理,其处理难度与处理成本高。同时受地质构造影响,不同区段涌水量差异很大,部分为贫水段,部分为强富水段,巨大的涌水量波动将对废水处理设施的运行带来了极大的困难,并易引发局部环境污染事件或纠纷。本文通过总结国内某高原高寒富水长大反坡隧道清污分流施工技术,采用布设清污水沟、水仓、分级接力抽排等方式有效解决了隧道清污分流的难题,为今后类似工程提供经验。

岩溶地区反坡陡峭岩质高边坡施工技术

环江下南至车河公路存在开挖原状山体为反坡陡峭状、控制爆破难度大、施工过程及工后危石处理风险大等施工技术难题,对此,文章分析了该工程的地质条件、高边坡开挖断面及施工周边环境情况,提出了控制爆破、深孔爆破及危石卸载等技术方案。经工程验证,开挖后的高边坡边坡顺直,山体岩层稳定,周边生态环境可控,总体成效良好,可为岩溶峰丛地区公路建设提供参考。

隧道涌水综合反坡排水设计及优化技术

本文探讨了隧道涌水综合反坡排水设计及优化技术,涵盖了工程概况、重难点、隧道反坡排水特点及设计要求、反坡隧道排水技术要点、工程项目的施工、工期质量管理及保证措施,项目风险预测、防护和事故应急预案。本工程面临着隧道涌水等多重考验,因此对排水系统的设计和质量控制提出了高要求。通过科学管理和综合考量多方面因素,确保工程质量、安全性和环境保护。针对隧道涌水问题,提出了综合反坡排水的设计及优化技术,为类似工程提供了可行的解决方案和技术支持。

长距离反坡排水施工技术在高速公路隧道中的应用

本文主要探讨了长距离反坡排水施工技术在高速公路隧道中的应用情况,以天保隧道为例,分析该工程项目的特点,介绍长距离反坡排水施工的关键环节,总结了长距离反坡隧道排水处理的要点。结果表明:长距离反坡排水技术在天保隧道中的应用,能够保证隧道施工的安全性和效率,可以为类似工程提供参考和借鉴。

等高反坡阶对坡耕地产流产沙和氮磷迁移的作用研究

在云南抚仙湖尖山河典型小流域,建立标准径流场并挖设等高反坡阶,采用野外田间试验定点监测的方法,以烤烟坡耕地为研究对象,从水平和垂直两个方向研究2007—2008年氮磷的迁移特征。结果表明:(1)等高反坡阶作用下,坡耕地径流控制率和土壤侵蚀控制率分别为61.90%和77.40%,雨季地表径流产生次数减少18次,次降雨下径流控制率为71.27%,土壤侵蚀控制率为84.13%,等高反坡阶对土壤侵蚀量的控制效果较好;(2)地表径流总氮、硝态氮和总磷迁移通量控制率分别为51.04%,45.77%和57.40%,径流泥沙全氮迁移通量较原状坡面减少了81.10%,碱解氮迁移通量较原状坡面减少了90.93%,全磷迁移通量较原状坡面减少了92.37%,速效磷迁移通量较原状坡面减少了88.00%;(3)坡面0—110cm内壤中流总氮浓度与土壤深度之间无显著关系,阶面0—200cm内总氮浓度与土壤深度有明显的关系,0—50cm等高反坡阶阶面总氮浓度明显增加,是原状坡面的1.03～2.19倍,壤中流总氮浓度在0—50cm土层对等高反坡阶响应较高;等高反坡阶措施增加或者削减坡耕地氮磷含量,且在各土层深度间有差异。

薄土坡耕地石坎反坡水平阶水沙调控效果

为研究石坎反坡水平阶对于薄土坡耕地的水沙调控效果,设置了两个标准天然降雨径流小区(措施小区和对照小区)分别对次降雨径流和泥沙进行了观测,结果表明:石坎反坡水平阶措施能够有效地调控坡耕地地表径流,年均径流削减率为22.5%,且在短历时、大雨强降雨条件下的调控效果好于长历时、小雨强降雨;该措施对于坡耕地泥沙调控效果显著且稳定,年均泥沙削减率95.5%,措施小区的坡面产沙量随降雨特征值变化的波动幅度远远小于对照小区;石坎反坡水平阶措施通过减少坡面侵蚀,间接提高了坡耕地作物产量,春玉米年均增产6.2%。

中层温差反坡异重流运动特性试验研究

以三峡水库支流库湾长期普遍存在的中层倒灌异重流为背景,构建室内物理模型,以入流量、初始水位、温度差3个主要影响因子,设计系列工况对中层反坡异重流运行特性进行模拟试验研究,分析异重流头部移动速度、交界面高度、头部厚度等主要水力学要素的变化过程及受入流量、初始水位、温度差的影响规律。借助钱宁等有关异重流的头部速度理论公式,计算了各种工况下的中层异重流头部理论速度,对比实际头部速度的实测值与理论值,两者相差不大,相对误差均小于5%。