天目山凋落物层和土壤层土壤螨群落沿海拔梯度的分布格局

土壤螨群落沿山地海拔梯度分布格局是生物地理学研究的重要内容,但是目前的研究主要关注土壤层中土壤螨群落,忽略了多样性更丰富的凋落物层.为了阐明凋落物层和土壤层中土壤螨群落沿海拔梯度的分布格局,于2021年5月在天目山沿海拔364.33~1476.29m的12个样地采集了凋落物层和土壤层中土壤螨样品.分析结果表明:(1)样品中共捕获土壤螨7172头,84种,优势物种为副小单翼甲螨,土壤螨群落物种数、个体数总体呈现先增后减趋势.(2)在凋落物层土壤螨的Margalef丰富度指数、Shannon-Weiner多样性指数和Simpson优势度指数沿海拔梯度变化显著,呈现单峰分布;而土壤层土壤螨的多样性指数沿海拔梯度变化不显著.表明凋落物层和土壤层土壤螨多样性沿海拔梯度的分布格局有所不同.建议在亚热带山地同时开展凋落物层与土壤层土壤动物多样性的海拔梯度分布研究,为山地土壤动物群落多样性对全球变化响应提供更丰富的基础数据.

基于风力发电的高空浮空平台能源平衡研究

针对平流层浮空器驻空过程中出现的能源需求问题,提出了一种基于风力发电的高空浮空平台,根据驻空时的浮重平衡、推阻平衡为基础,设计了系统的高度联合调节机制,建立了系统在高度变化过程中的能源平衡模型。在此基础上,根据特定区域的风场数据,计算驻空过程中系统整体的能量产生及能量消耗,对系统的能源平衡性能进行分析计算。研究结果表明,在两个特定点的实际风场中,系统均能在驻空的同时,满足自身的能源需求,保证系统的能源平衡。

涂山森林群落草本层植物物种多样性和生物量空间格局

目的:探讨涂山风景区森林群落草本层植物物种多样性和地上生物量在海拔梯度上的空间变化规律。方法:以淮河流域涂山风景区森林群落草本层植物为研究对象,2021年9月采用样方调查法对其植物高度、盖度及地上生物量沿海拔梯度变化进行野外调查和统计分析。结果:不同海拔梯度间植物物种及组成类群差异明显,中等海拔梯度物种数显著低于低海拔和高海拔梯度(P<0.05),但中等海拔梯度优势种物种重要值比例最高,为94.0%;中等海拔梯度植物Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种丰富度指数显著低于高、低海拔区域(P<0.05),而其地上生物量则显著高于低海拔区域(P<0.05);总体上物种多样性沿海拔梯度呈“U”型分布格局,而地上生物量则呈单峰分布格局;除Pielou指数外,地上生物量与物种多样性在海拔上呈显著负相关(P<0.05),与植物高度和盖度呈显著正相关(P<0.05)。结论:研究结果初步揭示了淮河流域涂山风景区不同海拔梯度森林群落草本层植物物种多样性及其生物量的垂直分布差异,对认识研究区森林生态系统植被群落生物多样性分异规律及揭示森林生态系统植物资源现状具有重要的科学意义。

高海拔地区永冻地层钻探工程施工方法探析

随着资源开发的不断深入和科技水平的不断提高,高海拔地区的永冻地层钻探工程日益受到重视。高海拔地区的永冻地层具有独特的地质特征和环境条件,其钻探工程的施工方法及安全保障措施也面临诸多挑战。文章针对高海拔地区永冻地层钻探工程的特殊性,探讨施工方法,分析了施工方法及安全保障措施,包括前期准备、钻探工程施工流程和关键技术等方面,为高海拔地区永冻地层钻探工程提供可行性和参考。

天山云杉林林下草本多样性随地理因子变化规律

为研究天山云杉林林下草本多样性随地理因子变化规律。在天山山区不同经度内选择4个区域,每处选取覆盖1700~2700 m海拔梯度的8条垂直样带(宽度10 m),共32条,以重要值为测度标准,采用Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(H′)、Pielous均匀度指数(J)综合判断天山云杉林下草本植物的物种多样性随地理因子变化的规律。结果表明:天山西部、天山中西部、天山中部、天山中东部地区内的天山云杉林下草本共计101种(31科76属),天山早熟禾、山芹、繁缕均呈较高的重要值,优势地位明显,天山云杉林下草本多样性随着海拔、坡度的增加呈现出“单峰”变化趋势,坡向(阴坡、阳坡、半阴坡、半阳坡)、坡位(顶坡、中坡、底坡、山脊、山谷)的变化对其具有显著性影响(P<0.05),Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielous指数与经度均呈极显著负相关(P<0.01)。天山云杉林下草本多样性随着海拔、坡度的增加呈现出“单峰”变化趋势,坡向、坡位的变化与天山云杉林下草本多样性均存在着显著性影响(P<0.05),由西向东天山云杉林下草本多样性明显降低。

不同海拔与冠层高度对榆树叶片滞留颗粒物能力的影响

探究园林植物叶片对大气颗粒物的滞留能力在不同海拔与冠层高度上的差异,以乌鲁木齐荒山绿化典范区-雅玛里克山榆树(Ulmus pumila)人工林为研究对象,通过叶面尘收集、叶面积测定、洗脱过滤称重等监测方法及多因素方差分析法,对比分析不同海拔、不同冠层高度的榆树叶片对不同粒径大气颗粒物的滞纳能力差异。结果表明,1)榆树单位叶面积PM_(0.2~3)、PM_(3~10)滞纳量随着海拔升高呈现出“先减后增”的趋势,在海拔960 m处滞尘效果最佳;而叶片对PM_(>10)的滞纳量则随海拔的增加呈现出典型的双峰型变化趋势,在海拔844 m处滞尘效果最佳。2)树冠不同高度上叶片滞尘量随时间推移而增多,且叶片对PM_(0.2~3)的滞纳量受冠层高度差异的影响,冠层高度2 m处的榆树叶片对PM_(0.2~3)的滞留量明显高于4 m和6 m处的叶片滞尘量(P<0.05),但不同冠层高度叶片对PM_(3~10)、PM_(>10)的滞纳量无显著差异(P>0.05)。3)多因素方差分析表明,海拔、冠层高度、观测天数、海拔×试验天数及海拔×冠层高度×试验天数的交互作用都对榆树单位叶面积PM_(0.2~3)、PM_(3~10)、PM_(>10)滞纳量有显著影响(P<0.01)。榆树叶片滞留颗粒物的能力不仅受到冠层高度的影响,也受海拔差异的影响。因此,在园林树种选配和城市绿化规划工作中应考虑冠层差异和海拔梯度对园林植物滞尘能力的影响。研究结果可为干旱区城市园林绿化实践提供数据支撑。

多机制优化的模拟试验台数据流实时迁移研究

航空发动机高空模拟试验作为检验航空发动机性能的重要手段,其试验流程中采集的各传感器测点数据极为重要与珍贵。为了使数据信息的展示更为直观并且更深入挖掘数据潜在的价值,提出基于多框架集成的航空发动机高空模拟试验台数据流实时迁移及可视化技术。首先,利用MyBatis-Plus自动视图层构建可视化技术将存储于底层历史数据库中的信息直观地展示于Vue框架的浏览器端表结构空间中,方便试验员查看分析;然后利用基于GateWay限流机制的JDBC接口融合全量/增量和基于负载均衡机制的MyBatis框架融合多线程并行传输流的数据流迁移技术,将历史数据库中可供后续算法分析利用的重要数据信息同步至本地数据库中;最后,利用Vue框架的数据流前端监控界面,验证数据可视化展示的直观性、完整性、有效性和数据流同步的实时性。

高海拔地区复合植生层生态护坡技术现场试验研究

文章针对高海拔地区生态环境极为脆弱,自然边坡植被单一、种植土层薄,在工程影响下易滑塌、难恢复的难题,研发了一种适于高海拔地区特殊环境的新型复合植生层生态护坡技术,并在高海拔地区实际工程边坡开展现场试验研究,总结施工工艺,监测边坡植被生长效果。试验结果表明,复合植生层生态护坡技术可提供边坡浅层支护和生态恢复一站式解决方案,成功遏制原状边坡在降雨作用下的水土流失,可实现5~7年内缓释型养分供应,养护93 d后植被覆盖率达70%以上,具有绿色环保、减碳固碳的优点,可广泛用于土质填、挖方边坡和高陡岩质边坡。希望研究成果能够为高海拔地区边坡生态恢复提供技术支撑和实践经验参考。

高海拔寒区沼泽土地层隧道边仰坡锚杆加固效果分析

通过有限元数值模拟软件对比分析了边仰坡加固前后隧道进洞时边仰坡的稳定性,对仰坡位移、塑性区分布、仰坡安全系数和锚杆轴力分布进行了分析。边仰坡在进行加固后位移及塑性区范围减小,隧道进洞施工对其稳定性影响减小;隧道进洞50 m时仰坡加固前后安全系数分别为1.3和1.55,安全系数有较大提升;根据锚杆轴力随其长度分布规律得出边仰坡在隧道施工扰动下是沿浅层滑动面的破坏。

漳州市中南部一次大暴雨过程的成因分析

文章利用常规气象探测资料、雷达资料、自动站等多源资料,对2022年7月5日至6日发生在漳州市中南部沿海的大暴雨过程进行分析。结果表明:(1)台风“暹芭”外围环流、低空急流维持、边界层辐合维持是此次沿海大暴雨的主要影响系统;(2)低空急流为强降水提供了源源不断的水汽输送,配合特殊地形的摩擦、强迫作用,在诏安、云霄境内形成了明显增幅作用;(3)降水回波呈现明显“列车效应”,且回波方向平行于移动方向,低质心和最大反射率因子高度低的特征说明此轮降水属于热带海洋型降水。

云南元阳哈尼梯田土壤养分垂直变异特征研究

元阳梯田的垂直变化特性是它主要的特征,为促进元阳梯田的持续利用,对元阳梯田不同海拔、不同土层土壤进行实地采样调查,并分析测定了有机质和碱解氮,结果表明:(1)元阳梯田表层土壤有机质含量总体达到二级水平,含量比同区域平坝区的水稻土还高;而梯田土壤中的碱解氮含量较低,含量低于同区域平坝区的水稻土;(2)元阳梯田相同土层中有机质含量随着海拔的降低而减少,但在谷底低海拔区含量突增;同一海拔段土壤有机质随着土层深度增加而呈下降趋势,但谷底低海拔区上层土壤中有机质含量相对均匀;(3)元阳梯田同一土壤层中碱解氮含量随着海拔的降低而增加,但在谷底呈现出突减;同一海拔段土壤碱解氮含量随着土层深度增加而增加,但在离村庄最近的中高海拔位置却随深度增加先减后增。云阳梯田土壤养分垂直变异特征明显。

祁连山区黑河上游多年冻土分布考察

高山多年冻土的分布及土壤季节冻融过程对地表水文过程、生态系统、碳循环及寒区工程建设等都有很大的影响.黑河上游地处祁连山中东部,属于高原亚寒带半干旱气候,研究黑河流域多年冻土分布对于系统理解该区域的生态-水文过程、气候与环境变化以及水资源评价、工程建设等非常重要.2011年6—8月对黑河干流源头西支开展了多年冻土调查,沿二尕公路(S204)在热水大坂垭口至石棉矿岔口之间区域,完成测温孔7眼,并布设测温管进行地温监测.根据勘察、钻探及测温资料,确定了黑河源头地区山地多年冻土下界为海拔3 650～3 700m之间.受高度地带性的控制,随着海拔的降低,活动层厚度由在海拔4 132m时的1.6m增加至在多年冻土下界处的约4.0m,多年冻土年平均地温也相应的由-1.7℃增加到0.0℃左右,而多年冻土厚度由100m以上减小到多年冻土下界处的0.0m.同时,坡度和坡向、岩性、含水(冰)量、地下水、河水等局地因素对多年冻土温度和厚度也有重要的作用.

呼中自然保护区多年冻土活动层厚度的影响因子分析

以大兴安岭呼中国家级自然保护区为对象,调查了该区多年冻土的活动层厚度,并利用多重对比分析和相关分析方法,对多年冻土活动层的影响因子进行了分析。结果表明,多年冻土活动层厚度与多个环境因子之间存在着复杂的关系。土壤含水量、地形条件和不同群落对于活动层厚度具有重要影响,而活动层厚度也会反作用于这些影响因子。其中,土壤表层含水量与活动层厚度呈极显著负相关(P<0.001)。地形坡度和活动层厚度呈显著正相关(P=0.006)。几乎每个样带的海拔与活动层厚度都有显著的相关性,但在整个研究区域内海拔与活动层厚度不存在相关性。这说明活动层厚度的变异仅在本研究的样带尺度上具有规律性,而这种规律性在稍大尺度上会消失。对于不同的群落活动层厚度的多重对比分析表明,群落的差异对活动层厚度也有明显的影响,其中狭叶杜香-泥炭藓群落更有利于多年冻土的保存。

台风影响电离层F_2区的一种可能机制

在台风期间,特别是台风登陆前后,强烈的海气、陆气相互作用会增强低层大气中的湍流活动,并可能导致大气湍流层顶的抬升,这种抬升会改变高层大气结构,从而影响高层大气中的光化学过程,最终造成对电离层的影响,在台风活动抬升了湍流层顶的前提下,利用一个一维电离层物理模型,模拟了日本中纬地区 (45°N,142°E)电离层F2区的响应．模拟结果很好地定性解释了如下观测事实,台风期间,电离层foF2会下降,对给定频率电波的反射面会抬升;同时还表明以上过程会导致hmF2上升,这表明台风期间湍流层顶的抬升可能是台风影响电离层F2区的一种十分有效的机制。

半干旱区不同土层深度土壤有机碳变化

选择内蒙古自治区赤峰市敖汉旗黄花甸子流域为研究对象,运用地统计学与ArcGIS空间分析工具相结合的方法研究了不同土层深度土壤有机碳含量、密度以及储量的变化情况。结果表明,不同土层有机碳含量与密度由高到低均表现为:表层(0—20cm)>中层(20—60cm)>底层(60—100cm)。表层土壤碳密度随海拔高度的增加而下降,有机碳含量呈现先增加后降低的趋势;底层土壤有机碳含量随海拔高度的改变无明显变化。同时海拔高度对土壤有机碳的影响也随土壤深度的增加而减小。研究区有机碳总储量为2.04×105 t,不同土层有机碳储量由高到低表现为:中层(8.56×104 t)>底层(6.41×104 t)>表层(5.47×104 t)。土壤有机碳储量与其对应海拔高度下面积的大小具有显著相关性。

高海拔严寒地区特长公路隧道保温层铺设长度研究

随着我国西部大开发的不断深入,在高海拔严寒地区规划和修建的隧道工程越来越多,且隧道长度越来越长。洞口段合理的保温层铺设长度是高海拔严寒地区特长隧道抗冻设计与建设的关键问题。目前,我国对高海拔严寒地区特长隧道纵向温度分布规律尚无系统研究,保温层铺设长度多以经验计算或工程类比为主。以G317线雀儿山隧道为例,参考鹧鸪山隧道竣工通车后洞口段现场实测温度数据变化规律,对雀儿山隧道洞口段保温层铺设长度进行分析。结果表明:确定寒区隧道保温层铺设段长度时,特别是对于特长隧道,应考虑隧道内年平均温度的变化以及温度振幅的衰减;按照鹧鸪山隧道的年平均气温和洞内气温年振幅实测数据变化幅度,考虑1.2的安全系数,建议雀儿山隧洞口保温层铺设长度取为900 m。事实上,保温层铺设长度与隧道曲线形式、隧道长度、海拔高度、地热梯度以及隧道交通量、断面、交通模式、通风模式等诸多因素有关,因此,高海拔严寒地区特长隧道保温层铺设长度有待进一步通过现场实测数据进行对比分析研究。

低空多无人机自组网数据可靠传输的跨层方法

低空多无人机自组织网络由于数据传输容易被地形或建筑物等遮挡,通信中断时有发生,同时传统拥塞处理体系已不能满足无人机间通信的质量要求。针对以上问题,提出一种数据可靠传输的跨层方法。运用该方法在物理层根据信道条件得出3种通信方式的中断概率,在MAC层根据数据包进入缓存队列时间,进行拥塞等级划分,在传输层根据拥塞情况控制滑动窗口大小,自适应控制源无人机的数据发送速率,在网络层以中断概率与拥塞值的联合权重为依据,提供数据可靠传输的路由选择。仿真结果表明,与移动自组网拥塞感知路由协议、动态拥塞感知路由协议相比,该方法有效降低了中断概率,并随着数据发送速率以及无人机速度的增加,可获得更低的平均时延和较高的投递成功率。

川西高原隧道冻害类型与防冻设计参数研究

针对高海拔隧道防冻保温设计参数取值问题,文章对川西高原隧道冻害进行了实地调研,调研发现,目前隧道整体运行状态良好,其中部分典型病害需运营管理部门及时关注;在此基础上总结和分析了高海拔隧道保温厚度、保温层设防长度及保温水沟设计长度等确定方法,为参考使用者提供了建议;现场监测结果分析表明,采用既有经验公式来确定保温设防长度不合理,有必要结合川西实际情况进行修正;结合洞口气温条件和冷季洞口风速等条件对洞口保温层设防长度进行修正,提出相应的建议值;最后提出了一种既可节约保温材料又可实现保温效果的带空气格的阶梯式保温结构与铺设方法。研究成果可为川西高原隧道的设计、施工和运营维护提供参考。

高速机动下附面层聚焦效应对机载激光通信性能影响

针对机间光通信中的附面层效应问题,通过对附面层结构的分析,将飞机舱壁外侧附面层视为负透镜,在飞机高速机动和高空大气条件下,对其在机载光通信光束传播中的聚焦效应进行了仿真研究。结果表明:保持飞行高度不变,随着飞行马赫数的增加,附面层的聚焦效应增强。位于海平面高度,马赫数为2以上的飞行平台,附面层焦距和平台曲率半径的比值-F/Rs下降到8以下;当海拔升高到10km和15km,该比值可分别达到16和25;当-F/Rs达到6.3以上,则可满足通信误码率条件。

斜阶跃波层状介质航空瞬变电磁响应数值计算

目前,航空瞬变电磁方法数据解释主要采用阶跃波均匀半空间模型计算视电导率值,而实际航空电磁系统发射波形的下降沿多为斜阶跃,导致解释时计算的视电导率值存在较大偏差。为此,笔者研究了航空瞬变电磁系统发射电流为斜阶跃时的电磁响应数值计算,将发射波形进行拉氏变换,利用G-S逆拉氏变换与241点汉克尔变换相结合的方法,实现斜阶跃波关断后的层状大地模型航空瞬变电磁响应计算;并对均匀半空间和层状大地模型下,不同关断时间和不同飞行高度对电磁响应的影响进行分析。得出结论:不同关断时间,关断后取样延时2 ms时,均匀半空间电磁响应的平均偏差为27.78%,三层模型的平均偏差为32.16%;当飞行高度从20 m增加到60 m时,均匀半空间和三层模型的感应电动势分别减小了43.6%和83.2%。