基于RUSLE模型的帽儿山实验林场不同林分类型土壤侵蚀动态评估

为解决定量评估帽儿山实验林场不同林分类型土壤侵蚀动态变化的问题,以帽儿山实验林场1983、1993、2004、2016年4期二类调查数据和Landsat遥感影像数据为基础,采用修订后的通用土壤流失方程(Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE)模型对帽儿山实验林场平均土壤侵蚀量进行动态评估,并量化和分析不同林分类型与土壤侵蚀量间的关系。结果表明,4个时期帽儿山实验林场的年均土壤侵蚀量分别为0.26、0.24、0.10、0.17 t/(hm^(2)·a),其中各期土壤侵蚀强度处于0~1 t/(hm^(2)·a)的面积分别占总面积的98.79%、98.68%、99.88%、98.88%;1983—2016年土壤侵蚀强度未发生变化的区域占70.4%,高等级侵蚀强度向低等级侵蚀强度转移的面积占25.1%,而低等级侵蚀强度向高等级侵蚀强度转移的面积仅占4.5%,表明帽儿山实验林场土壤侵蚀状况整体趋势良好;6种林分类型中,软阔天然林、硬阔天然林、落叶松人工林、樟子松人工林、蒙古栎天然林和针阔混交天然林在1983年的平均土壤侵蚀量分别为0.150、0.161、0.054、0.110、0.121、0.083 t/(hm^(2)·a);到2016年,其平均土壤侵蚀量分别下降53.7%、61.2%、30.3%、83.0%、46.8%、23.2%;除软阔天然林、落叶松人工林和针阔混交天然林于2004—2006年期间土壤侵蚀量轻微增加以外(0.003~0.016 t/(hm^(2)·a)),其余林分类型平均土壤侵蚀量均呈逐年下降趋势。

碎屑流冲击桥墩的最大冲击力影响因素试验研究

通过物理模型试验探究碎屑流对桥墩的冲击效应,研究碎屑流冲击距离、体量对桥墩最大冲击力的影响规律。试验再现了碎屑流起动加速、持续冲击、稳定堆积三阶段过程。试验结果表明:最大冲击力随冲击距离的增加呈指数函数负相关,随碎屑流体量的增加而呈指数函数正相关。对比冲击力试验值与半经验理论公式的预测值发现,基于流体动力学模型的理论公式能够较好地预测碎屑流冲击桥墩时的最大冲击力,理论公式预测值比试验值平均高18%,最大预测误差23%。研究结果可为山区桥梁碎屑流灾害防治提供参考。

模拟增温对五台山亚高山草甸植物群落与土壤性质的影响

本研究设计开顶式小室(Open top chambers,OTCs)增温控制试验,用以探明增温对五台山亚高山草甸生长季植物群落和土壤理化性质的影响,并采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)揭示植物群落与表层土壤性质的关系。结果表明:增温以后物种丰富度(Species richness,SR)显著增加(P<0.05);对照样地矮生嵩草(Kobresia humilis)的重要值(Importance value,IV)最高(0.31),增温样地珠芽蓼(Polygonum viviparum)的重要值最高(0.15);增温处理下地上生物量(Aboveground biomass,AGB)显著增加了约2.83倍(P<0.05),地下生物量(Belowground biomass,BGB)显著下降了约35.96%(P<0.05),土壤水分(Soil moisture,SM)、有机碳(Soil organic carbon,SOC)和总氮(Total nitrogen,TN)分别显著下降了24.58%,11.86%和19.80%(P<0.05);增温处理下土壤水分和总氮与地上生物量显著正相关(P<0.01),pH值与地下生物量显著正相关(P<0.05)。增温使五台山亚高山草甸群落结构发生改变,土壤表层趋向干旱化和贫瘠化。

山区稻田鲤鱼放养密度对优质稻全年产量的影响

【目的】通过开展稻田鲤鱼不同放养密度对比试验,为制修订相关生产技术规程提供科学依据。【方法】放养体长约6cm的稻田鲤鱼,设置750~8250尾/hm^(2)6个放养密度,观察其对优质稻全年产量的影响,并进行统计分析。【结果】750尾/hm^(2)和2250尾/hm^(2)低密度处理的优质稻全年产量较高,其中2250尾/hm^(2)最高,产量达到8230.5 kg/hm^(2)。【结论】2250尾/hm^(2)的放养密度既能充分利用稻田天然饵料资源,又能保证优质稻获得高产。在本试验条件下,以放养密度2250尾/hm^(2)为最佳。

山地轨道交通齿轨扣件系统研究

针对山区山地轨道交通爬坡坡度大、地段展线设计施工困难等特点,本文研究设计了一种安全性好、易于施工调整且具有较大纵向阻力的齿轨扣件系统。该扣件通过摩擦力提供齿轨纵向阻力,无须在齿轨轨腰处打孔,便于齿轨的安装调整。该扣件可使齿轨左右位置调整量达到±10 mm的连续无极调整;同时齿轨高低位置调整量为-7~+15 mm,填补了无孔式齿轨扣件的技术空白。对山地轨道交通齿轨扣件进行了试制及组装性能试验。结果表明:单组齿轨扣件最大可实现29.6 kN的纵向阻力,满足山地轨道交通运行的要求。

祁连山东段废弃渣台生态治理修复不同技术试验研究

在祁连山国家级自然保护区废弃渣台、自然滑坡、植被创面等生态脆弱区进行治理修复时,由于受季节性洪涝灾害、季节性干旱、高海拔气候、贫瘠土壤地质等条件影响,生态治理修复区经常出现坡面覆盖土壤流失、滑坡、植物成活率和植被覆盖度不高等现象,在一定程度上影响了生态治理修复成效。针对生态治理修复中存在的技术短板和弊端,依托“祁连山东段废弃渣台综合修复集成技术研究”科研项目,选择在祁连山东段乌鞘岭林区原兰武二线铁路建设废弃渣台采取不同生态治理修复技术分模块进行了试验对照分析研究,在废弃渣台坡面建成防洪集流滴灌覆盖区和传统单一覆土生态治理修复区,在防洪集流滴灌覆盖区内分别设置土工格稳固、框架稳固、植生袋稳固、植生袋覆盖等生态治理修复模块,经生态修复成效调查监测数据显示:在相同坡度、土壤、地质及气候等因子下,在防洪集流滴灌区应用土工格固土、框架稳固、植生袋框架稳固、植生袋覆盖稳固等生态治理修复技术生态治理修复成效明显提升,当年可将土壤流失率平均控制在4%以内,植被覆盖率平均提高到78.97%,与传统单一覆土生态治理修复技术措施对照,土壤流失率平均降低18.89%,植被盖度平均提高24.47%,植物生长量和活力明显增加。

不同石粉掺量对碾压混凝土性能的影响分析

针对人工砂细骨料石粉含量较低,必须外掺石粉才能满足工程使用要求的问题,试验探讨了10%、12%、15%、18%、20%不同石粉含量人工砂对碾压混凝土耐久性、拌合性以及力学性能的影响。结果表明:人工混合砂石粉含量为15%~18%时碾压混凝土综合性能达到最优,可为水利枢纽工程和碾压混凝土方案设计提供一定参考。

大兴安岭北部试验林火干扰下土壤密度的时空变化

【目的】研究不同强度火干扰下寒温带针叶林土壤密度的时空变化格局及其形成机制,旨在更好地认识火干扰后森林土壤密度的时空动态规律,为火烧迹地改造和生态恢复提供参考。【方法】在大兴安岭北部寒温带杜香-杜鹃-落叶松林地内,进行严密监控下的秋季林火点烧试验。采用网格法布设固定样地,在火烧前后连续定点观测土壤密度的时空动态。【结果】林火干扰后:(1)各时段重度火烧区土壤密度较轻、中度火烧区高5%~10%,且差异达极显著水平。(2)时间序列上土壤密度的变化模式因火烧强度而异,其中轻度火烧区土壤密度因火烧立即下降而后逐渐升高,中度火烧区土壤密度未因火烧立即产生实质性变化而后持续升高,重度火烧区(及3个火烧强度区综合分析)表现为火烧后土壤密度立即升高并持续增强。(3)土壤密度(或土壤密度变化)空间格局与火烧强度空间格局极显著正相关,火烧强度的作用效果在火烧后立即显现,其相关程度在融雪季、雨季/生长季进一步加深。【结论】兴安落叶松林火烧迹地恢复初期,因火烧强度差异导致的土壤密度变化方向的初始差异在雨季/生长季消失(均表现为升高),中、重度火烧区土壤密度显著升高。

泰山四叶参石蜡制片的实验研究

目的:研究泰山四叶参的石蜡制片方法,为其组织显微鉴定特征的研究奠定基础。方法:应用石蜡制片技术制作泰山四叶参的组织切片。结果:建立了泰山四叶参的石蜡制片方法。结论:泰山四叶参的石蜡制片方法可靠,为进一步的研究奠定了基础。

全球变化下的山地表生环境过程:认知与挑战——中国科学院贡嘎山高山生态系统观测试验站建站30周年回顾与展望

立足山地表生环境长期定位观测,明确山地表生环境变化过程与机理、掌握山地生态系统响应变化环境的演化规律、探索应对全球变化的山区经济社会发展模式,维系着国家发展战略目标的实现。从高山典型生态系统对气候变化的响应与适应、变化环境下高山植被原生演替过程与模拟、高山生态系统生物地球化学循环、海洋性冰川动态与山地气候变化以及山地资源开发利用与保护等方面,系统总结了贡嘎山高山生态观测试验站过去30年取得的重要科学进展,归纳了在山地表生环境过程理论与实践方面取得创新突破。围绕贡嘎山站在山地生态和环境变化观测试验体系建设中存在的不足,以及面临的重要前沿科学领域的挑战和国家发展需求,提出了未来进一步发展的5个重要方向:构建和发展综合观测网络、深化高山生态系统垂直带谱分异与重建机制的研究、拓展高低纬度典型山地生态系统变化的比较研究、发展山地生态过程模型以及探索山区生态经济可持续发展模式。

黑河流域山区植被带草地蒸散发试验研究

利用Penman Monteith(PM)、ASCE Penman Monteith(ASCE PM)和Priestley Taylor(PT)公式以及两个小型蒸渗仪SW10与N6的实际观测,计算了黑河流域山区试验草地2002年夏季的蒸散发.PM与PT方法验证了其中的一个小型蒸渗仪SW10的蒸散量,也能验证小型蒸渗仪N6的蒸散量.研究表明,这种小型蒸渗仪在测算内陆河山区草地蒸散量的适用性比较强.热量平衡要素计算结果表明,山区草地的热量主要消耗于蒸散发.

一种模拟高原低氧复合冷冻的简易动物实验舱

以氮稀释法使舱内氧含量维持实验模拟高度，以普通冰箱制冷系统维持舱内恒温，以多功能低温浴槽作为致冻装置。该舱可于２０ｍｉｎ内升至模拟６０００ｍ高度，每次可供１６只大鼠作高原冻伤实验。实验期间高度恒定于６０００±２００ｍ，舱温２１±１℃。相对湿度５５％±１５％，冷冻液－２５．０±０．５℃。该舱结构简单、使用方便，可在实验室中模拟高原条件进行冷冻实验研究。由于不使用人体减压舱，不仅避免了减压缺氧对实验人员的不利影响，也减少了实验消耗。

山区公路驾驶人动态视觉试验研究

为研究山区公路设计参数对驾驶人动态视觉的影响,构建了驾驶行为多源参数采集平台,招募18名驾驶人,开展了山区公路环境下的实车驾驶试验。测量并记录了注视、扫视以及头部运动的相关参数,研究了直线长度、弯道半径等参数对驾驶人动态视觉搜索特性的影响机理。结果表明:直线距离越长,驾驶人视点分布越离散;直行行驶时的临界扫视幅度显著低于右转和左转,且弯道半径越小,临界扫视幅度越大,两者呈对数函数关系;转弯时的头部水平运动剧烈程度显著高于直行驾驶模式。研究成果为山区公路驾驶人视觉搜索可靠度评价提供了一个全新的理论视角与技术方案,具有较强的推广应用价值。

太行山低山区泉水涌流规律试验研究

通过系统监测,对冀南太行山区泉水流量的日变化和季节变化进行了试验研究,建立了泉水流量典型日变化模型。研究发现,泉水流量与土壤热通量密切负相关,均为以24小时为周期的正弦曲线,二者最大相关系数达到0.93,土壤热通量在相位上提前3个小时左右。泉水流量的季节性增加主要由降水补给。

大别山试验场次声台阵建设

为填补大别山区次声观测空白,设计并建设了大别山试验场次声台阵。台阵包含6个观测点,呈五边形分布。台阵供电采用太阳能系统,通信系统基于VPN系统架构,实现了数据的实时自动传输和FTP传输功能。台阵记录到了附近雷电事件及其变化规律,表明该次声台阵数据具有良好的应用前景。

3S技术在喀斯特山区生态环境治理中的应用——以毕节试验区为例

在阐述毕节喀斯特山区脆弱性的基础上,分析了3S技术在毕节喀斯特山区生态环境治理中的应用,主要包括生态环境数据调查、生态环境动态监测、生态环境数据管理、生态环境3D模拟与分析、生态环境预警分析以及生态环境信息传播6个方面的应用。同时对3S技术在喀斯特山区生态环境治理中的应用进行了展望。

新建机场山体爆破试验研究

为给工程原地基和填筑体提供合格的土石方填料,采用4种不同的爆破参数,进行了开山采石爆破试验。对爆破风干料进行颗粒分析试验,得到土石料的不均匀系数Cu、曲率系数Cc与爆破参数的关系。控制了土石料的粒径和级配,为实施开山爆破工程提供依据。

不同出口山脚约束的泥石流淤埋实验研究

汶川8.0级地震后,在灾后重建的过程中,很多位于泥石流沟口堆积区的居民建筑、交通干线、临时设施等都不可避免会遭受到泥石流的威胁。不同泥石流沟堆积区两侧山脚的夹角都有所不同,其对泥石流在堆积区的淤埋情况也会有所影响。针对此种情况,开展了18组室内实验,探讨出山口山脚约束对泥石流淤埋的影响。实验结果表明,随着约束程度的加大,泥石流扇状地的淤埋宽度随之减小,淤埋长度和厚度随之而增大,泥石流淤埋危险有向下游推进的趋势。

从试区实践论燕山农业可持续发展的道路

阐述了燕山农业可持续发展战略 ,即农业综合发展、生态优化的现代农业发展战略 ,提出该试区农业可持续发展战略目标的重点、步骤和措施 ;总结了 4条燕山农业可持续发展试区的经验 ;提出林牧发展、生态优化、旅游业蓬勃兴起 ,创造良好的科技环境等前景。

2种银桦属树种石山造林试验初报

以山龙眼科银桦属的皇室斗篷银桦和黄花银桦在石山营建试验林的结果表明:2个树种均能适应当地的立地条件,1.5 a生时皇室斗篷银桦株高0.98～1.25 m,黄花银桦株高2.38～2.80 m;1.5 a生时,黄花银桦的平均树高极显著大于皇室斗篷银桦;施过磷酸钙为基肥对2个树种的高生长没有促进作用。