一种石漠区地表岩石裸露率测量方法

岩石裸露率是判定喀斯特石漠化等级最基础指标之一,其精度对判定石漠化分布区、划分等级、制订防治措施十分重要。传统机械布点法测量内容单一,无法满足日益严峻的石漠化治理需求。针对这一问题,本实验设计在小尺度不同粒径岩石裸露条件下,应用照片处理技术(拍照)获取岩石裸露率并分类径级的方法,并与传统机械布点测量方法进行比对。结果发现:拍照测量得到的岩石裸露率低于机械布点测量值,在拍照测量结果未达到石漠化(岩石裸露率<30%)时两种方法之间的差异显著,超过此比例后两种测量结果的差异随着岩石裸露率的增加而逐渐减小;拍照测量岩石裸露率变异系数高于机械布点测量结果,说明拍照方法更能反映喀斯特石漠化岩石高异质性特性;拍照测得石漠化区和治理区的岩石分布密度分别为111个/m2和67. 4个/m2,两个样地岩石优势粒径均为75～250 mm,但综合来看,治理区样地的岩石粒径尺寸要高于石漠化区。机械布点测量简单、快捷,但数据内容单一,拍照测量不仅可以反映岩石裸露率,还可同时测量岩石粒径和分布密度,敏感度较机械布点测量高,能反映喀斯特石漠化地区更多的细节和变异,能更好地服务于石漠化治理。

岩石裸露与水土流失关系研究现状及石漠化因子研究存在的问题

基岩裸露是喀斯特地区的常见现象,形成了类似荒漠景观的"石漠化",而石漠化的发生发展影响了区域土壤侵蚀机理和结果,故需加大石漠化因子(D)与水土流失定量关系研究,以便修正土壤流失方程。因此,在中外文献查阅的基础上,总结了岩石裸露对坡面水土流失的影响相关研究现状。结果表明,岩石裸露对坡面水土流失的影响研究结论较为离散,主要观点可分为2大类:一类观点认为,随着坡面岩石裸露率的增加,水土流失呈线性、二次函数及指数等趋势衰减,其中以指数衰减为主要方式;另一类观点认为,岩石裸露对坡面水土流失的影响具有复杂性,与坡度、土壤类型、降雨阶段及岩石裸露率区间等有关,在一定条件下,随着岩石裸露率的增加,水土流失加剧。对于我国喀斯特区D因子研究现状,主要存在2个方面的问题:一是相关定量观测试验较少,致使RUSLE等常用土壤流失方程在喀斯特地区的应用受到较大限制;二是野外定位观测作为研究土壤侵蚀各因子的重要手段,但在喀斯特地区建造天然岩溶裸露小区的难度极大。研究结果可为我国喀斯特区石漠化因子(D)的定量研究及相关土壤流失方程的修正提供参考。

裸露岩石对喀斯特坡地水土流失及水动力特征的影响

[目的]裸露岩石如何影响坡地产流产沙及水动力特征尚需进一步深入研究。[方法]通过室内模拟试验,设置不同岩石裸露率(0,10%,30%,50%,70%)的坡地,开展不同雨强(30,60,90 mm/h)条件下的人工模拟降雨试验,旨在探究雨强与裸露岩石对坡地产流产沙及水动力特征的影响。[结果]坡地地表产流产沙随雨强增大呈增大趋势,而随岩石裸露率的增加呈减小趋势。在不同雨强条件下,0岩石裸露率坡地与10%岩石裸露率坡地的产流产沙差异多呈不显著(p>0.05),而与其他岩石裸露率坡地之间呈显著差异(p<0.05)。低岩石裸露率坡地(10%)与高岩石裸露率坡地(50%及以上)间产流产沙差异显著(p<0.05)。流速(V)、水深(h)、雷诺数(Re)、弗罗德数(Fr)、水流剪切力(τ)及水流功率(w)随雨强增大呈增大趋势,阻力系数(f)随雨强增大呈减小趋势。流速(V)、弗罗德数(Fr)随着岩石裸露率增加呈减小趋势,而水深(h)、阻力系数(f)随着岩石裸露率增加呈增大趋势,雷诺数(Re)、水流剪切力(τ)与水流功率(w)在不同雨强下变化规律有差异。水动力参数变化在不同坡地间具有一定差异性。产沙与水动力参数数量关系以指数函数拟合效果最好,流速(V)(R^(2)=0.819,p<0.05)、水流剪切力(τ)(R^(2)=0.858,p<0.05)及水流功率(w)(R^(2)=0.890,p<0.05)预测坡地产沙效果较好,其中水流功率(w)为最佳预测参数。[结论]研究结果进一步丰富了岩溶坡地土壤侵蚀理论,并可为建立适合于岩石裸露坡地的水蚀预测模型提供参考。

厦门火烧屿裸露岩石的铀放射系不平衡

用HPGeγ谱方法测定了厦门火烧屿裸露岩石天然放射性核素40 K、2 2 8Ra、2 2 8Th、2 3 8U、2 2 6Ra和2 10 Pb含量 ,对其铀系不平衡关系进行了讨论 ,发现钍系核素2 2 8Ra和2 2 8Th基本上是平衡的 ,而大部分样品2 2 6Ra相对于2 3 8U、2 10 Pb相对于2 2 6Ra亏损。由此推论 ,水体作用下岸边岩石中2 2 6Ra直接进入水体 ,可以是海水中2 2 6Ra的一个来源 ;岸边岩石中2 2 2 Rn逸出后 ,衰变为2 10 Pb再进入水体 ,可以是海水中2 10

喀斯特小流域坡度-土层厚度与岩石裸露率间耦合关系的研究

探讨喀斯特地区不同岩石裸露率等级强度下坡度与土层厚度间的耦合关系,有助于揭示喀斯特地区坡度、土层厚度与岩石裸露率三者之间的内在联系。以喀斯特后寨河小流域为研究对象,从数学角度对不同岩石裸露率等级地区坡度-土层厚度间的耦合关系进行定量研究。并运用主成分分析法和层次分析法求出在不同主成分影响作用下,坡度、土层厚度这两个影响因子的权重,使坡度、土层厚度之间的关系可突破量纲的限制直接进行运算,并最终拟合出方程,得到岩石裸露率、坡度与土层厚度三者之间的数学关系。计算结果表明:(1)流域内,石漠化等级较高的地区,集中分布在坡度为15°~25°,土层厚度为40 cm左右的地区。(2)喀斯特小流域内,岩石裸露程度与坡度-土层厚度的耦合系数值呈正比,即岩石裸露率越大的地区,坡度-土层厚度耦合系数值越大。(3)喀斯特小流域内,坡度、土层厚度和岩石裸露率的关系较为复杂,在0~15°和25°以上地区随坡度增大,土层厚度减小、岩石裸露率增大。15°~25°地区随坡度增大,土层厚度增大、岩石裸露率减小。

外海深水、流急、裸露岩石条件下的钻孔桩施工技术分析

文章主要研究内容为秀山大桥副通航孔桥10#墩钻孔灌注桩施工技术,利用国内较先进的液压升降平台——长旭平台,成功解决了在深水、流急、裸露岩石、斜岩面等恶劣条件下钻孔平台和钢护筒施工难题;采用科学的施工工艺解决了裸露岩面突变大、裂隙较发育等复杂基岩地质情况下大直径钻孔灌注桩成孔问题。

裸露岩石上水中墩钻孔桩施工

深水墩施工本身就是一项技术相对复杂的工程项目,尤其是在裸露岩石上进行桩基础施工更是困难较大。文章主要介绍深水中裸露岩石上钻孔灌注桩的施工工艺全过程,即钻孔桩工作平台如何搭设、固定,钢护筒如何制作、安装,钻孔桩作业如何进尺、清孔和混凝土浇注等。

黔中天龙山典型喀斯特次生林地上生物量与环境因子的关系

为探究喀斯特次生林地上生物量与环境因子的关系,该文以黔中普定县喀斯特天龙山典型次生林样地为研究对象,采取单物种及不同径级组地上生物量模型计算优势种及群落生物量,采用空间分布图描述环境因子与群落地上生物量空间分布状况,利用相关性检验(Pearson)、一般线性模型(GLM)以及冗余分析(RDA)讨论群落、生活型、物种地上生物量与环境因子的关系。结果表明:(1)喀斯特次生林群落地上生物量总量为106.94 t·hm^(-2),优势种地上生物量占整个样地的91.77%,其中常绿植物高于落叶,窄叶柯(Lithocarpus confinis)与化香树(Platycarya strobilacea)地上生物量在群落中占比最高,分别为34.23%和34.37%。(2)岩石裸露率空间分布呈现明显的上下梯度差异,上坡显著大于下坡,坡度与土壤厚度空间分布不连续,无明显规律。(3)群落地上生物量与土壤厚度呈显著正相关,二者空间分布趋于一致,土壤厚度是群落地上生物量的主要影响因子,岩石裸露率与坡度对群落地上生物量的影响较低。(4)对于不同生活型,岩石裸露率对地上生物量的影响程度最高,土壤厚度与坡度对常绿植物的影响大于落叶。(5)对于不同物种,环境因子与地上生物量的相关性复杂,大部分物种与土壤厚度呈正相关,化香树、刺异叶花椒(Zanthoxylum dimorphophyllum var.spinifolium)分别与岩石裸露率、坡度呈正相关。综上认为,该研究区次生林植被恢复缓慢,土壤厚度是群落地上生物量的主要影响因子,但对于不同生活型和物种而言,地上生物量对环境的响应会受到生活型差异、物种生境偏好及种间关系等生物因素的影响。

茂兰喀斯特森林地上生物量林层格局及驱动因子

以茂兰国家级自然保护区内喀斯特森林作为研究对象,建立森林样地并使用异速生长方程计算森林木本植物的地上生物量,采用配对t检验和线性混合效应模型等统计方法,分析森林地上生物量的林层(上木层和下木层)分布格局及驱动因子(非生物因子和生物因子)。研究发现茂兰喀斯特森林地上生物量主要分布在上木层。非生物因子中,仅岩石裸露率对森林总体地上生物量产生了负向作用,分为不同林层后,进一步发现岩石裸露率仅对上木层地上生物量产生负向作用,而对下木层则无作用;还发现地形生境的重要作用,表现为山腰上木层地上生物量大于山顶的,而山顶下木层地上生物量则大于山腰的。生物因子中,仅植株密度对上木层和下木层地上生物量产生正向作用。结果表明:茂兰喀斯特森林地上生物量受到非生物和生物因子的共同调控;若仅分析森林总体地上生物量,则难以发现不同林层地上生物量分布格局及驱动因子的差异。本研究提示对喀斯特森林地上生物量及驱动因子进行分层分析的必要性,同时也为茂兰喀斯特森林后续的经营管理提供了一定的理论基础。

喀斯特地区不同岩土组构对岩溶碳通量的影响

我国南方喀斯特地区岩石裸露率高、土层浅薄且分布不均,这种特殊的岩土组构如何影响水文过程对于准确估算岩溶碳通量具有重要意义。水化学径流法是计算流域尺度岩溶碳通量的常用方法,其中流域面积和流量作为2个重要参数在喀斯特地区往往难以准确获取。在普定喀斯特生态系统观测研究站设计了一组岩土比(1∶1和4∶1)和一组土层厚度(5,20,100 cm)共计5种岩土组构的模拟试验场。通过一个完整水文年的流量和水化学监测,定量研究了岩石裸露率和土层厚度对水文过程以及岩溶碳通量的影响。研究结果表明,5个模拟试验场岩溶碳通量平均值为(17±3)gC/m^(2)/a,受渗漏量控制,雨季(5-10月)约占95%;岩石裸露率(2组岩土组构之间)对渗漏量的影响可达14%,且随着岩石裸露率增加,入渗系数也相应增加;土层厚度对渗漏量的影响仅在1%~2%之间。此外,对8个野外流域观测数据的分析发现,入渗系数与岩溶碳通量的相关性最为显著,说明入渗系数是喀斯特地区不同岩土组构地质背景影响和控制岩溶碳通量的主要因素,同时这种影响可能随降雨量变化而变化,即入渗系数并非常数。

石漠化对峰丛洼地土壤有机碳储量的影响——以广东英德市岩背镇为例

为掌握石漠化对岩溶地表土壤碳量的影响，选择粤北英德市岩背镇塘边村岩溶峰丛不同石漠化程度样地进行系统调查，采用单位面积土壤有机碳指标分析石漠化过程对土壤有机碳储量影响。结果表明：（1）极重度石漠化使土壤厚度、地表生物量显著减少，使岩石裸露率显著增加，但在潜在、轻度至中度石漠化中，差异不显著；（2）极重度石漠化土壤有机碳含量显著高于其他石漠化，中度石漠化土壤有机碳高于轻度石漠化，轻度高于潜在，但差异不显著；（3）10-20 cm 土层有机碳含量明显低于表层，岩石裸露及土壤主要在溶蚀缝隙中分布和发育是造成极重度和中度石漠化单位重量土壤有机碳增加的主要原因；（4）中度、轻度和潜在石漠化单位面积土壤有机碳分别是极重度的49.23倍、47.9倍和29.4倍；（5）岩石裸露率是影响岩溶地表生态的最主要因素，它和地表生物量之间存在极显著的负相关，与单位面积土壤有机碳总量呈显著的负相关关系，和土壤厚度也存在显著的负相关关系，此外，岩溶植物的高度适应性可以削弱石漠化的影响。

基于NDRI像元二分模型的石漠化信息提取研究

岩溶石漠化是我国当前面临的三大生态灾害之一,以基岩裸露为主要表现特征的土地退化现象突出,岩石裸露率是评价石漠化的关键指标之一。本文选择滇东南地区广南县为研究区,构建归一化岩石指数(NDRI),引入像元二分模型法,提出了基于NDRI像元二分模型提取岩石裸露率,依据岩石裸露率与石漠化相关关系,得到了研究区石漠化面积及其分布状况。根据野外调查结果,对石漠化信息提取结果进行了精度验证,利用短波红外(TM7)与近红外(TM4)波段得到的结果远优于利用中红外(TM5)与红光(TM3)波段得到的结果,为相似岩溶区石漠化信息提取提供了参考。

适用于深水开敞海域的新型重力式桥墩结构

中委合资广东石化30万吨级原油码头工程位于粤东水深、浪大的开敞海域,海况恶劣,地质特殊,特别是连接原油码头与陆域的大跨度钢引桥约1.6 km段海床基岩裸露(或覆盖层很薄),为获得一种对该海况和地质均有较好的适应性的引桥墩结构,对工程海域海况条件、地质条件及环境荷载进行了深入的研究,提出了异形潜式厚底沉箱新型重力式桥墩结构,并借助波浪物模试验和空间计算软件对结构本体进行了结构计算与分析。结果表明该新型结构安全稳定,可供类似工程借鉴之用。

“资源一号”02C卫星影像特征

结合有关项目数据处理的需要,对02C卫星影像特征进行科学分析与应用研究。通过对影像信息量特征、配准特征及融合特征分析,发现岩石裸露区影像各波段信息量大,但是波段间相关性强,地类边界模糊,而植被覆盖区影像各波段信息量相对较小,波段间相关性较小,地类可分性较好;MUS影像与PAN影像配准精度一般能达到1个像元,而MUS影像与HRC影像配准比较困难,HRC影像需要正射校正或者强制拉伸,才能满足精度要求;主成分分析方法融合效果比较好,MUS影像与HRC影像融合效果优于MUS影像与PAN影像融合。分析结果表明:02C数据适用于土地覆被调查,若用于地质信息解译,需要进一步技术处理;HRC影像分辨率高,但数据处理方法有待于进一步探讨。

滇东南岩溶石漠化信息提取研究

文章以云南省马关县为研究区,基于岩溶石漠化与植被覆盖度和岩石裸露率之间的关系,采用像元二分模型计算出研究区的植被覆盖度和岩石裸露率信息,结合碳酸盐岩分布图和土地利用类型图,剔除非岩溶石漠化区域,加权叠加植被覆盖度和岩石裸露率数据,提取出试验区的岩溶石漠化信息,并且计算岩溶石漠化分级断点值,得到五个等级石漠化的分布情况和面积。试验表明,该方法可以快速、准确地提取研究区石漠化分布状况。

典型小流域喀斯特石漠化演变特征及其关键表征因子与驱动因素

中国西南喀斯特区域土地石漠化生态灾难已经严重制约了经济和社会的发展,而对石漠化进行治理,其空间分布信息的准确提取是必不可少的。针对现有石漠化信息提取技术存在不可能发生喀斯特石漠化(Impossible to develop karst rocky desertification,IKRD)范围提取不准确,关于石漠化的时空演变分析较少及其驱动因子、表征因子繁杂等问题,本文以典型喀斯特流域后寨河流域为研究对象,基于高精度影像识别提取IKRD范围,利用植被覆盖度、岩石裸露率对研究区域准确提取石漠化信息,揭示该区域不同石漠化等级的时空演变规律,同时探明石漠化分布与地表反照率、坡度的相关性。研究结果表明:(1)2005年至2010年后寨河流域石漠化程度整体在恶化,在后寨河流域西南部分和中部极少区域石漠化程度有所减轻,其余区域基本未发生变化,而在2010年至2015年后寨河流域石漠化程度大部分区域都呈减轻状态,而且石漠化程度减轻强度较大,在南侧大部分区域石漠化程度都呈减轻状态,且强度较大。(2)2005年至2010年后寨河流域石漠化程度减轻、未发生变化以及加重的面积分别为4.23 km^2、25.736 km^2、20.81 km^2,各部分面积占比分别为8.3%、 50.7%、41%。(3)2010年至2015年后寨河流域石漠化程度减轻、未发生变化以及加重的面积分别为31.87 km^2、16.57 km^2、6.85 km^2,各部分面积占比分别为57.6%、30%、 12.4%。(4)石漠化区域的坡度、地表反照率主要集中在2°-22°、0.12-0.21之间,而且随着坡度值的增加,潜在石漠化、重度石漠化面积占比增高,轻度石漠化和中度石漠化面积占比降低,随着地表反照率增加潜在石漠化、轻度石漠化面积占比增高,重度石漠化面积占比降低。综上所述,在2005年至2015年间,后寨河流域石漠化演变因贵州省2008年至2010年开始实施退耕还林还草等石漠化综合治理工程而呈现先恶化,后减轻的状态,同时通过对该区域石漠化分布与地表反照率、坡度的相关分析发现,地表反照率和坡度可以作为石漠化研究的辅助表征因子和驱动因子。

复合植生混凝土研究及其应用

以开发建设活动中产生的开挖裸露岩石面生态系统快速恢复技术为研究对象 ,通过模拟试验、实地试验、应用试验 ,筛选出在岩石裸露面适宜植物生长的复合植生混凝土配合比 ,提出了较为成熟的应用技术。

绿化混凝土及其应用前景

绿化混凝土是一种新型的建筑材料,具有高透水性、高透气性和较强的耐冲刷力和防护性能。本文概述了绿化混凝土的研究现状,并对重要的技术环节进行了讨论。绿化混凝土实现了经济效益、生态效益和社会效益的统一,具有广阔的应用前景。

峡谷廊道景观: 区域自然景观和文化景观的全面挖掘——大连十八盘“海底大峡谷”规划建设研究

大连十八盘海底大峡谷景观从2001年开始修建,在地域景观延续性设计的创作理念指引下,运用工程技术手段对裸露的岩壁进行处理,使景观在现实生活与艺术美的高度统一等方面进行积极的探索。夸张的海洋生物雕塑占据景观主导地位。通过对景区的描述,分析其区域角色地位,阐明建设理念,详述裸岩治理的建设内容。

合理利用岩溶山地造林

广西岩溶地形有12.2万平方公里,约占全区国土面积一半左右。缺土、少水、多石是岩溶山地基本生态特点。岩溶地形的土壤、水份、pH值垂直分布有一定规律。 土壤:石山土壤是由三叠纪石灰岩经高温多雨,长期淋溶、冲刷、侵蚀、溶解、风化形成黑色石灰土和生物残积物富集、凝聚、累积在土层中发育而成,属高肥力土壤类型,俗称“油罐土”、“骨头缝里的肉”。在石山顶部或山体上部,乱石穿空。