大兴安岭生态功能区生态系统服务功能动态及权衡协同关系研究

大兴安岭水源涵养与生物多样性保护区是我国北方重要的生态屏障,定量分析其生态系统服务功能动态及内在关系,对于实现该区自然资源的合理利用与可持续发展具有重要的科学意义。基于多源数据和生态系统服务功能评估模型,实现了2000—2015年大兴安岭生态功能区水源供给、碳储存和生境质量服务功能的动态评估,并结合相关性分析和权衡协同度模型探讨各服务功能之间的权衡协同关系。结果表明:(1)林地是该区优势生态系统类型,占功能区总面积的67.80%,湿地和草地次之,3种类型面积之和占功能区总面积的92.35%。2000—2015年,林地面积增加2080 km^(2),草地和湿地面积分别减少1365和1265 km^(2),其他类型面积变化较小。(2)2000—2015年研究区水源供给服务功能明显减弱,碳储存服务功能有所增强,生境质量改善显著。其中,水源供给量减少15.10亿m^(3),碳储量增加16.79 Tg,良好及以上生境面积增加5746 km^(2),占生态功能区总面积的85.41%,生物栖息活动区生境质量显著提高。(3)在区域和地级市尺度上,水源供给与碳储存呈权衡关系,碳储存与生境质量呈协同关系。水源供给与生境质量在区域尺度上表现为权衡关系,但在地级市尺度上赤峰市和黑河市表现为权衡关系,大兴安岭和通辽市表现为协同关系。研究结果可以为区域自然资源管理和生态规划、生态系统服务总体效益提升等提供重要的数据支持和决策依据。

基于ANSYS的土壤分层取样装置优化设计研究

针对大兴安岭生态功能区土壤分层取样装置插板,在使用过程中出现应力集中的现象,容易使插板尖端磨损或折断,影响其使用寿命,增加精准农业装备的生产制造成本。因此,在原有插板基础上优化其尺寸和结构,缓解入土尖端的应力集中问题。改进后的插板,其最大应力和最大变形均有所减小,提高了插板的强度和刚度,且加工、制造方便,减少了维护、运行成本,优化效果良好。这一研究,明确了土壤分层取样设备的优化方案,对取样装置的安全可靠性问题进行了有益探讨,为精准农业装备的设计及应用奠定了前期的理论基础。