金沙江流域干旱河谷区坡耕地作物类型对耕作侵蚀的影响

为了研究干旱河谷区坡耕地农作物种植对耕作侵蚀的影响,在不同作物类型坡耕地(玉米地和荞麦地)上进行耕作试验,通过磁性示踪法测量坡耕地顺坡耕作的耕作位移距离,分析了不同作物类型下的耕作侵蚀速率特征。结果表明:(1)试验地类的耕作位移距离表现为玉米地<荞麦地<裸地(对照地)的变化趋势,荞麦地和玉米地的耕作位移距离均显著低于裸地(p<0.05),表明坡耕地种植玉米和荞麦可以显著减小坡耕地土壤耕作位移距离;(2)3种地类的耕作位移距离与坡度均呈显著正相关关系,玉米地和荞麦地的耕作位移距离系数k2值和传输系数k4值明显小于裸地,说明作物因素减小了耕作位移距离随坡度的增加幅度;(3)裸地的耕作侵蚀速率显著高于玉米地和荞麦地(p<0.01),分别是玉米地和荞麦地的1.99倍和1.88倍,说明坡地种植农作物可明显减小坡面耕作侵蚀。综上,种植农作物可有效减少坡耕地耕作侵蚀,研究成果丰富了对坡耕地作物根系防蚀特性的认识,也为完善耕作侵蚀模型奠定重要基础。

微环境新风量的检测原理及方法研究

新风量是评价室内微环境空气卫生质量的主要卫生指标之一,也是计算室内某种气体单位时间排放量的重要参数。以CO2作为示踪气体,利用干冰升华和人体呼吸产生CO2示踪气体两种测量方法对室内和车内微环境进行了检测,并考虑室内人呼出CO2量的影响,运用箱子模式的各种推导公式(稳态法、解析解法和差分法)对新风量进行了计算,并对结果进行了讨论。结果表明,没有人存在下,用箱子模式的解析解法和差分法计算的新风量值没有明显的统计差异;微环境内有人时必须考虑人释放的影响,这样箱子模式的各种推导公式都可以计算新风量值,且结果准确,准确度高。利用人体呼吸产生CO2示踪气体法,用差分法计算结果不理想,偏差很大;用稳态法计算重现性高,结果可靠。

黔北地区安页1井下志留统松坎组天然气成因

黔北安页1井是四川盆地外围获得重大油气突破的页岩气井,该井下志留统松坎组具有较好的油气资源潜力。为了对该区出气地层(松坎组)天然气的成因进行深入研究,我们将该区下志留统松坎组与下志留统石牛栏组以示区分,并对松坎组展开了地球化学、气体组分和气体同位素等一系列实验。实验结果表明:该区松坎组特殊岩性组合条件下的TOC均值为0.16%,Ro分布在2.75%~2.92%,均值为2.95%,干酪根类型以Ⅱ1型为主;松坎组气体烃类组分主要以甲烷为主(96%以上),含少量的乙烷、丙烷及其它烃类气体。研究区松坎组天然气干燥系数明显小于五峰-龙马溪组页岩气干燥系数,同时研究区新滩组的CO2含量明显高于上覆松坎组和下伏五峰-龙马溪组的CO2含量。松坎组气体同位素δ13C1值在-33.2‰^-33.9‰,均值为-33.5‰;δ13C2值在-36.5‰^-37.0‰,均值为-36.8‰;δDCH4值在-145.8‰^-156.6‰,均值为-150.0‰;该组干酪根碳同位素值在-32.9‰^-32.6‰,均值为-32.75‰。结合CO2示踪天然气运移理论、天然气干燥系数以及气源对比特征,说明安页1井松坎组地层中的天然气主要来源于本层泥页岩热裂解生成的页岩气。

不同杂交水稻吸氮特性与物质生产的关系

应用１５Ｎ示踪技术探讨了两系亚种间杂交稻ＰＥ０３７×０２４８和三系杂交组合汕优６３对氮素的吸收特性与物质生产的关系。结果表明，两个组合对氮素的吸收均以中期最高（各占全生育期吸氮总量的６５％左右）、前期次之、后期最少。两者吸氮速率高峰均在移栽后３０ｄ，两系杂交稻为４７２ｋｇＮ·ｈｍ－２·ｄ－１，三系杂交稻为４８０ｋｇＮ·ｈｍ－２·ｄ－１。对１５Ｎ标记肥料氮的吸收随着生育期的推移而逐渐减少，而对土壤氮的吸收则相反。稻株全生育期吸氮总量，约２０％来源于当季所施用的肥料，８０％来源于土壤。两者氮素在稻株体内的分配比例存在差异，在稻草中的分配比例，两系杂交稻高于三系杂交稻，而在稻谷中的分配比例，两系杂交稻则低于三系杂交稻。各生育期干物质积累量与氮素积累量呈极显著正相关，两系杂交稻相关系数为０９６２１，三系杂交稻为０９４４４。两个组合干物质积累均以中期最高（各占全生育期的６０％左右）、后期次之、前期最少。干物质积累速率的高峰均在移栽后４０ｄ，前者为３９９３０ｋｇ·ｈｍ－２·ｄ－１，后者为３７２９０ｋｇ·ｈｍ－２·ｄ－１。干物质积累总量，两系杂交稻高于三系杂交稻，而稻谷产量两系杂交稻则低于三系杂交稻。

牙哈23凝析气藏剩余凝析油分布规律

为达到较高的凝析油采收率,对高凝析油含量的牙哈23凝析气藏采用了回注干气的开发方式。目前气藏开发过程中的主要矛盾是部分生产井气油比升高加快,导致凝析油产量急剧下降,回注干气效果变差。从气藏地质特征分析出发,描述了储集层的非均质特征,通过对生产剖面测试、示踪剂监测和单井生产动态的研究,认为气油比上升加快的主要原因是干气突破。研究了回注干气的推进规律,根据动态分析结果对全气藏气、水相态特征及饱和度的变化规律进行了开发动态数值模拟,最终确定出剩余高凝析油含量的富集区,为气藏的开发调整、改善回注干气的开发效果、提高凝析油采收率提供依据。

黄河三角洲刺槐群落土壤优先流及养分分布特征

黄河三角洲湿地面临严重的水资源短缺、湿地退化、土壤盐碱化等问题,湿地土壤干旱缺水,土壤收缩产生裂隙等优先流路径,在小尺度上改变湿地内部以及湿地板块之间水文连通性,小尺度水文效应往往制约大尺度水文连通性,基于当前社会对湿地修复的迫切需求,从小尺度对水文连通研究有必要加以重视。然而,目前的研究多集中在大尺度水文连通的阐述,为进一步明确黄河三角洲湿地小尺度水文连通和养分随优先流路径运移分布情况,以此区域典型刺槐群落为研究对象,基于室外染色示踪实验和室内图像处理技术,分析土壤优先流形态和分布特征,并探究优先流和土壤养分含量之间的关系。结果表明:(1)刺槐群落染色面积比随土壤深度变化主要包括2个阶段,第一阶段:优先流和基质流相互影响作用显著,第二阶段:优先流和基质流相互作用不显著,优先流强度逐渐增强,明显存在指流现象,极少部分管流现象。(2)刺槐群落染色面积比、基质流深度和百分之五十染色深度的数值较大,优先流区染色面积比较小,基质流深度发生在土壤深10—15 cm区间,该类型植被群落水流均匀入渗深度较大,优先流和基质流相互作用程度大,水文连通性较高。(3)优先流区土壤有机碳、有机质、全氮、全磷和有效磷含量值均高于基质流区;(4)土壤优先流区染色面积比与5种养分指标均呈负相关关系,有机碳、有机质和有效磷含量受优先流路径影响显著。(5)土壤中有机碳、有机质和有效磷含量在一定程度上可以衡量土壤优先流发育水平。研究结果可为黄河三角洲湿地生态系统保护和管理提供参考。

一种利用干冰释放CO_2作为示踪气体测量换气次数的方法

采用二氧化碳作为示踪气体测量建筑换气次数的方法近年来被广泛采用。换气次数是建筑室内环境的重要参数之一,对于室内人员的健康状况具有重要影响。但是,对于自然通风下的居住建筑的换气次数,缺乏简洁、高效、实时且低成本的测量方法。针对此问题提出了新的方法,通过将干冰置入隔热桶内来获得稳定释放的二氧化碳。理论上,只要桶中有足量的干冰,即只要桶中形成稳态导热,干冰升华速率就保持恒定。本方法适用于几乎所有测量情况,包括自然通风和机械通风,亦可在有人活动时使用。

基于分形分析的干热河谷区典型地类土壤优先路径分布特征

【目的】定量分析土壤优先路径的分布特征,为探究土壤优先流运动及土壤水资源管理提供参考。【方法】基于分形理论,以云南省楚雄市元谋县老城乡苴那小流域4种典型地类(林地、荒草地、农地、园地)为研究对象,在各地类区域内依据地形分别设置4个10 m×10 m或10 m×15 m的样方,利用染色示踪法提取和分析土壤染色特征参数,将染色影响半径分为≤1 mm、>1~≤2.5 mm、>2.5~≤5 mm、>5~≤10 mm和>10 mm等5个等级,研究各典型地类土壤优先路径分布特征及其与大孔隙的关系。【结果】4种地类各个土壤剖面的计盒维数基本均随土壤深度的增加而逐渐减少,不同影响半径的优先路径连通性以林地发育程度最好,其次是农地,园地最差;同一地类不同半径范围的优先路径连通性从大到小排列,园地依次为>1~≤2.5 mm、>5~≤10 mm、>10 mm、≤1 mm和>2.5~≤5 mm;荒草地和林地均为>1~≤2.5 mm、>2.5~≤5 mm、≤1 mm、>10 mm和>5~≤10 mm;农地为>2.5~≤5 mm、>1~≤2.5 mm、≤1 mm、>10 mm和>5~≤10 mm。4种地类中,荒草地优先路径数量最多,其次是林地和农地,园地最少;荒草地和园地在同一土壤深度上优先路径数量由大到小依次为≤1 mm、>1~≤2.5 mm、>2.5~≤5 mm、>5~≤10 mm和>10 mm,林地为>1~≤2.5 mm、≤1 mm、>2.5~≤5 mm、>5~≤10 mm和>10 mm,农地为>1~≤2.5 mm、>2.5~≤5 mm、≤1 mm、>5~≤10 mm和>10 mm。土壤中大孔隙数量随土壤深度的增加而逐渐减少,且孔隙半径为>1.5~≤2.0 mm和>2.0~≤3.7 mm的大孔隙数量与稳定出流速率具有极显著相关性(P<0.01)。【结论】优先路径分布具有自相似性,可用分形分析中的计盒维数对优先路径在土壤中的分布特征进行表征;优先流的发生与土壤中大孔隙的分布和数量关系密切,大孔隙分布密集区更易发生优先流。

基于^137Cs示踪法的小流域系统坡长要素坡面侵蚀机制

基于^137Cs示踪法研究了小流域不同坡度、坡面植被类型下的系统坡长侵蚀作用规律．结果表明：在系统坡长尺度上坡面侵蚀强度存在峰值，且该峰值的位置位于系统坡长的中、下游．系统坡长侵蚀作用过程呈溅蚀一片蚀一近坡纹沟发育一细沟发育一切沟、冲沟侵蚀排泄一坡面侵蚀稳定（至基准面）的动态演化过程．各过程对应的坡面分布区域，上段坡面以溅蚀、片蚀为主，中上段以纹沟侵蚀为主，中下段以细沟侵蚀为主并发生侵蚀泥沙径流经由切沟、冲沟排泄现象，下段以溅蚀为主并辅以一定的下泄面蚀．在系统坡长要素侵蚀作用过程中，坡度仅对峰值出现位置起控制作用，而对坡长侵蚀作用规律无影响．地表植被对坡长侵蚀作用干扰较强，主要是通过对地表径流的拦蓄作用实现的．

干湿交替灌溉对水稻花后同化物转运和籽粒灌浆的影响

为阐明干湿交替灌溉对水稻花后同化物转运和籽粒灌浆的影响及其生理原因,大田种植扬两优6号、武运粳24和旱优8号3个水稻品种,自移栽后10 d起,设置常规灌溉(CI)、轻干-湿交替灌溉(WMD)和重干-湿交替灌溉(WSD)3种灌溉模式,观察产量及构成因素、强弱势粒灌浆动态、籽粒中酶活性变化、剑叶光合性能、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)运转及其淀粉水解酶活性变化,并利用^(13)C同位素示踪茎鞘物质运转动态。结果表明,与CI相比,WMD显著增加了3个水稻品种的每穗粒数、千粒重和结实率,进而提高籽粒产量。WMD显著提高千粒重和结实率的主要原因是促进了弱势粒的灌浆。WMD和WSD显著增强了茎鞘α-淀粉酶和β-淀粉酶活性,促进同化物质再运转与分配,提高茎鞘储藏物质对粒重的贡献率。其中WMD提高了剑叶光合性能以及增强了水稻弱势粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性,WSD的作用相反。表明较好的叶片性能、花后茎中较多的同化物向籽粒转运、较高的茎鞘淀粉水解酶活性以及弱势粒中较高的糖代谢酶活性是WMD促进弱势粒灌浆的重要生理原因。

适宜套作玉米品种的物质积累与分配特性

为明确适宜套作玉米品种的干物质积累分配特性,以套作减产率较高的玉米品种(珍禾玉1号、众望玉18)、套作减产率较低的玉米品种(荣玉1210)为试验材料,设置套作和单作两种种植模式,利用13C同位素示踪法,研究适宜套作玉米品种在套作模式下的产量及产量构成、干物质积累与分配特点。结果表明,套作减产率较高的玉米品种在套作与单作条件下的产量差异达显著水平,两年平均减产率为20.40%,而套作减产率较低的玉米品种产量在两种模式下产量差异不显著。套作减产率较高的玉米品种在套作条件下的花后干物质同化量和收获指数与单作相比分别下降了21.18%、11.24%,而套作减产率较低的玉米品种在套作模式下的花后干物质同化量和收获指数较单作分别提高了48.14%、2.42%。两类品种在套作条件下宽行穗位叶13C向穗分配比例较窄行高5.96%,向茎秆和穗位叶的分配分别减少5.01%、0.13%,套作减产率较低的玉米品种窄行穗位叶13C向穗的转移率比套作减产率较高的玉米高10.90%,但向茎秆的转移率降低了8.98%。因此,与单作相比,两类品种在套作条件下,套作减产率较低的玉米品种能够维持较高的花后干物质积累量,光合产物向籽粒的分配比例提高,收获指数增加,且套作大豆产量显著提高,实现了套作双高产的目标。本研究结果为筛选与培育适宜套作玉米品种提供了理论依据。

金沙江干热河谷典型林草地植物根系对土壤优先流的影响

为了明确土壤优先流形态特征以及植物根系对其形成的影响,以金沙江干热河谷元谋县苴那小流域典型植被类型银合欢人工林地和扭黄茅荒草地为研究对象,基于染色示踪法并结合Photoshop CS5和Image-Pro Plus 6.0图像处理技术,分析了2种植被下的土壤优先流形态特征和分布特征,并探究了植物根系对其的影响。结果表明:林地和荒草地的土壤优先流染色面积具有明显差异,林地染色面积比总体随土壤深度的增加而减小,但部分地方表现出增大现象;荒草地染色面积比随土壤深度增加呈单调递减,林地优先流发生程度高于荒草地。根系对优先流的形成具有重要影响,根径0≤d≤5 mm和d>10 mm范围内,林地根长密度随着土层深度的增加呈单调递减趋势,5 mm5 mm根径的根长密度、根重密度、根表面积的相关性不显著。研究区2种地类的土壤优先流染色面积总体变化趋势为随土壤深度的增加而减小,植物根系与土壤优先流的形成关系密切,其中,细根能显著促进土壤优先流的形成,粗根对优先流的形成具有局限性。

干湿交替对红河干旱河谷区土壤优先流形成特征的影响

为明确干旱河谷气候区干湿交替作用对土壤优先流形成的影响,本研究以红河干旱河谷区的荒草地为对象,通过模拟干湿交替的方法,基于染色示踪和水分穿透曲线试验并利用图像处理技术,对比分析模拟前后土壤优先流特征的差异性规律。结果表明:模拟干湿交替条件下基质流发生区在0~10 cm土层,染色深度高达35 cm,其优先路径的水平宽度仅为3~10 cm,且染色面积曲线波动小。模拟干湿交替条件导致土壤稳定出流速率、大孔隙数量和大孔隙率明显增加,在0~20 cm土层,实施干湿交替后的土壤稳定出流速率较非干湿交替条件高约0.27 cm^(3)·s^(-1),染色区的大孔隙数量增加约1.4倍,大孔隙率则高13.4%。大孔隙数量与稳定出流速率呈极显著正相关,模拟干湿交替后大孔隙数量从大到小依次为:0.6~0.8 mm>0.8~1.0 mm>1.0~1.5 mm>1.5~2.0 mm>2.0~3.7 mm,非干湿交替条件下为:0.8~1.0 mm>0.6~0.8 mm>1.0~1.5 mm>2.0~3.7 mm>1.5~2.0 mm。各孔径范围的大孔隙数量与染色面积比呈极显著相关关系,经过模拟干湿交替处理后,其相关性增大,且影响优先流发生的主导因素由孔径1.5~2.0 mm的大孔隙数量变为孔径0.8~1.0 mm的大孔隙数量。干湿交替作用会通过影响大孔隙特征进而导致土壤更易发生优先流且程度增强。