检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2015年第16期31卷 152-158页

作者：田佳曹兵及金楠李才华郭婷谢彦斌袁博宁夏大学农学院银川750021 北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

为深入了解花棒(Hedysarum scoparium)根系在增强土壤抗剪强度中的作用机理,同时减少试验成本和挖掘根系对环境的破坏,该文采用有限元数值模拟的方法研究了宁夏毛乌素沙地5 a生人工种植花棒根系的根截面积比(root area ratio,RAR)和垂... 详细信息

为深入了解花棒(Hedysarum scoparium)根系在增强土壤抗剪强度中的作用机理,同时减少试验成本和挖掘根系对环境的破坏,该文采用有限元数值模拟的方法研究了宁夏毛乌素沙地5 a生人工种植花棒根系的根截面积比(root area ratio,RAR)和垂直荷载对根-土复合体抗剪强度的影响,并对模拟结果进行了试验验证。研究表明:花棒根-土复合体的抗剪强度与垂直荷载的关系符合摩尔库伦(Mohr–Coulomb)屈服准则,花棒根系对土壤的抗剪强度有显著的提高作用。随RAR的增加,花棒根系表观黏聚力(root apparent cohesion,SR)呈线性增加(R2>0.9)。在相同的RAR下,花棒根-土复合体抗剪强度相对于素土抗剪强度的增长率随垂直荷载的增加逐渐降低,符合对数函数变化规律(R2>0.9);在相同的垂直荷载下,随RAR的降低,花棒根-土复合体抗剪强度相对于素土抗剪强度的增长率呈线性递减(R2>0.9);在较低垂直荷载的情况下,花棒根系提高土壤抗剪强度的作用更明显。研究发现与素土相比花棒根-土复合体的剪应力峰值出现较晚,当土壤出现明显塑性变形时,花棒根系的固土能力才能体现出来。数值模拟结果和室内试验结果显示:利用该文所建立的花棒根-土复合体直剪试验的有限元数值模型,模拟计算的根-土复合体抗剪强度与室内试验结果基本一致,相对误差绝对值的平均值1.87%,花棒根-土复合体的直剪试验可以通过该研究所建立的有限元数值模型来模拟。研究结果对于深入了解植物根系加固土壤的作用机理和推进根-土相互作用的数值模拟研究具有重要参考意义。

关键词：有限元法数值方法抗剪强度根-土复合体直剪试验数值模拟花棒

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花棒沙柳根与土及土与土界面直剪摩擦试验与数值模拟

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农业工程学报 2015年第13期31卷 149-156页

作者：田佳曹兵及金楠赵元宵李才华郭婷宁夏大学农学院银川750021 北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

花棒和沙柳是毛乌素沙地中分布最广泛的优良防风固沙树种,在固定流动沙丘和半流动沙丘上效果明显。为了探索花棒和沙柳根-土界面的摩擦特性,该文选取毛乌素沙地5 a生人工种植花棒、沙柳的根系为研究对象,通过直剪摩擦试验研究界面类型... 详细信息

花棒和沙柳是毛乌素沙地中分布最广泛的优良防风固沙树种,在固定流动沙丘和半流动沙丘上效果明显。为了探索花棒和沙柳根-土界面的摩擦特性,该文选取毛乌素沙地5 a生人工种植花棒、沙柳的根系为研究对象,通过直剪摩擦试验研究界面类型、土壤含水率和垂直荷载对花棒、沙柳根-土界面以及素土-素土界面摩擦特性的影响,并采用有限元软件对直剪摩擦试验进行数值模拟。结果表明:花棒和沙柳根系对土壤抗剪强度的提高作用与根-土界面的黏聚力无关,与摩擦角有关。花棒根-界面的摩擦角显著高于素土-素土和沙柳根-土界面(P<0.05)。土壤含水率的变化对根-土界面的黏聚力与摩擦角的影响规律相似,旱季和雨季对根系提高土壤抗剪强度的作用有显著影响(P<0.05)。根-土界面的抗剪强度与垂直荷载的关系同样满足莫尔-库伦准则,本构关系为双曲线。花棒根-土界面抗剪强度极显著高于素土-素土界面和沙柳根-土界面(P<0.01),从抵抗根-土位移的角度,花棒的固沙效果优于沙柳。该文所采用的应力、位移边界条件和Coulomb摩擦模型,模拟计算的根-土界面和素土-素土界面的抗剪强度与试验结果基本一致(最大相对误差<10%),因此根-土界面的直剪摩擦试验可以通过本文所建立的有限元数值模型来模拟。研究结果可为根系固土作用的理论研究和防风固沙树种的筛选提供参考。

关键词：摩擦土界面数值分析根直剪摩擦试验花棒沙柳

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重庆缙云山地区森林土壤酸化特征

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长江流域资源与环境 2015年第2期24卷 300-309页

作者：胡波张会兰王彬王云琦郭平刘春霞唐晓芬北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

通过在2010～2012年8月份对重庆缙云山4种典型林分土壤进行野外取样和室内分析，研究了酸沉降对研究地森林土壤酸化的影响，并从多角度深入分析了4种林分土壤在时间和空间上的酸化机理。结果表明：（1）在常年酸沉降的影响下，缙云山森... 详细信息

通过在2010～2012年8月份对重庆缙云山4种典型林分土壤进行野外取样和室内分析，研究了酸沉降对研究地森林土壤酸化的影响，并从多角度深入分析了4种林分土壤在时间和空间上的酸化机理。结果表明：（1）在常年酸沉降的影响下，缙云山森林土壤酸化现象非常严重，pH值较低，表层土壤pH值为3．87～4．47，4种林分土壤pH值都随土层加深递增；（2）4种林分有机质含量相差较大，灌木林最高（37．7g／kg），毛竹林最低（11．44g／kg），且随土层增加而降低，这主要是受枯落物类型和来源的影响；（3）由于长期酸雨淋溶作用，4种林分土壤CEC含量均较低为12．76～19．73cmol／kg，表层含量最高，随土层加深递减；（4）4种林分A13＋含量均较高，阔叶林（40．97mmol／kg）〉灌木林（31．32mmol／kg）〉针阔混交林（30．06mmol／kg）〉毛竹林（26．15mmol／kg）。A13＋含量与土壤pH值呈显著负相关关系。

关键词：酸沉降土壤酸化阳离子交换量有机质

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岩溶石漠化区植被恢复重建技术探讨

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中国水土保持 2016年第3期 34-37,73页

作者：郭红艳万龙唐夫凯周薇崔明刘玉国王玉杰北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

我国西南岩溶区土地石漠化问题严重,国家对此高度重视,2008年在该地区启动了以植被恢复重建为主的岩溶石漠化综合治理工程,7年来治理工程取得初步成效。综合分析了已有的植被恢复技术和恢复模式,并指出存在的一些问题:缺乏治理水土地下... 详细信息

我国西南岩溶区土地石漠化问题严重,国家对此高度重视,2008年在该地区启动了以植被恢复重建为主的岩溶石漠化综合治理工程,7年来治理工程取得初步成效。综合分析了已有的植被恢复技术和恢复模式,并指出存在的一些问题:缺乏治理水土地下流失的配套工程措施,非石漠化土地和潜在石漠化土地没有纳入植被恢复重建工程范围,后期管护能力不足,群众积极性不高等。针对存在的问题,建议按照不同石漠化程度设计植被恢复重建措施和模式,注重石漠化区植被恢复与水土流失的关系研究,提高当地群众参与的积极性。

关键词：植被恢复重建石漠化程度治理措施治理模式西南岩溶区

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华北土石山区模拟降雨下土壤溅蚀研究

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农业机械学报 2015年第2期46卷 153-161页

作者：程金花秦越张洪江丛月杨帆闫永庆北京林业大学教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室北京100083 北京市延庆县水土保持试验站北京102100

采取野外模拟降雨试验,研究了降雨强度、降雨动能以及降雨历时对溅蚀量的影响规律,分析了溅蚀土粒的距离、方位的分布特征,以及溅蚀土粒的粒径组成规律。研究结果表明：雨滴击溅过程中,在不同强度的降雨作用下,下坡方向产生的溅蚀量最大... 详细信息

采取野外模拟降雨试验,研究了降雨强度、降雨动能以及降雨历时对溅蚀量的影响规律,分析了溅蚀土粒的距离、方位的分布特征,以及溅蚀土粒的粒径组成规律。研究结果表明：雨滴击溅过程中,在不同强度的降雨作用下,下坡方向产生的溅蚀量最大,上坡方向产生的溅蚀量最小。溅蚀总搬运量与溅蚀净搬运量均与降雨强度呈正相关。溅蚀量与降雨强度呈指数函数关系,与降雨动能呈现线性函数关系。溅蚀率与降雨历时呈现指数函数关系。溅蚀土粒主要分布在0～10 cm,占溅蚀总搬运量的45.40%～57.75%,在50～60 cm内的溅蚀量所占比例不高于1.75%。溅蚀量与溅蚀距离呈负指数函数关系。溅蚀土粒径小于等于2 mm,溅蚀土粒中细砂粒和粗粉粒百分比与原状土壤较为接近,粗砂粒百分比远低于原状土壤,而粘粒百分比高于原状土壤,粉粒百分比低于原状土壤。溅蚀土粒中细砂粒（0.05～0.2 mm）最易于被溅蚀,而小粒径（小于0.002 mm）和大粒径（大于0.2 mm）土壤颗粒不易被溅蚀。当降雨强度足够大时,对于同种特征的土壤,溅蚀土粒存在稳定的粒径组成。当降雨强度保持不变时,溅蚀平均粒径随溅蚀距离的增加而变小。溅蚀距离在0～30 cm,溅蚀平均粒径的变化率较大;随溅蚀距离的不断增加,溅蚀平均粒径的变化率较小。

关键词：雨滴击溅降雨因素距离分选粒径分选

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小流域林地空间分布对土壤侵蚀的影响--以陕北吴起县为例

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中国水土保持科学 2015年第1期13卷 16-22页

作者：姚文俊张岩朱清科北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

为分析陕北黄土区小流域林地空间格局特征对土壤侵蚀的影响,以陕北吴起县为例,按照1%的均匀抽样比例,选取39个小流域,根据林地面积比例、林地斑块密度指数、林地斑块形状指数、林地植被覆盖度、林地坡位指数等表征林地空间分布特征的指... 详细信息

为分析陕北黄土区小流域林地空间格局特征对土壤侵蚀的影响,以陕北吴起县为例,按照1%的均匀抽样比例,选取39个小流域,根据林地面积比例、林地斑块密度指数、林地斑块形状指数、林地植被覆盖度、林地坡位指数等表征林地空间分布特征的指标,运用系统聚类分析法对流域进行分类,分析林地的空间分布特征和土壤侵蚀模数的关系。结果表明:1)39个小流域可以分为4类,第1类林地面积比例较大,分布在中下坡位,第2类林地面积比例较小,分布在中中坡位,第3类林地面积比例很小,分布在中上坡位,第4类林地面积比例很大,分布在中中坡位;2)第1和4类,土壤侵蚀模数和林地植被覆盖度在0.05显著水平上表现出负相关关系,土壤侵蚀模数和林地空间分布特征指数多元线性回归方程的复相关系数为0.577(P<0.05),表明林地植被覆盖度增加是土壤侵蚀的主要抑制因素,同时,林地面积比例、林地斑块密度、林地形状指数的增加也会抑制土壤侵蚀,在一定范围内,林地靠近坡顶不利于防治土壤侵蚀。

关键词：小流域林地空间分布系统聚类分析土壤侵蚀黄土高原

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四川“长治”工程对环境人口容量的影响

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中国水土保持科学 2015年第4期13卷 44-50页

作者：要捷齐实张海龙杨波北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

在水土流失地区,通过水土流失综合治理可以明显提高土地生产力和增加农民的收入,从而提高小流域环境人口容量。长江上游水土流失重点防治工程是我国开展的最大规模的长江流域水土流失综合治理工程,对提高当地生态环境和人口容量有显著... 详细信息

在水土流失地区,通过水土流失综合治理可以明显提高土地生产力和增加农民的收入,从而提高小流域环境人口容量。长江上游水土流失重点防治工程是我国开展的最大规模的长江流域水土流失综合治理工程,对提高当地生态环境和人口容量有显著的作用。以已竣工的“长治“四期工程为例,利用系统聚类方法将研究区的72个小流域划分为6种类型;分别以价值消费和粮食消费作为人口容量的计算标准,得出了四川省72个小流域治理前后的环境人口容量变化;同时分析了单位面积的治理投资规模与单位面积环境人口容量变化的关系。结果表明：研究区治理后的72个小流域环境人口容量均有显著增加;同一治理投资水平下,人口密度高、单位面积粮食产量高的小流域,其单位面积环境人口容量增加量最为显著。以第3类小流域进行投资分析表明：“长治”四期工程的环境人口容量增加的最佳治理投资规模为11万~12万元/km^2左右,按2013年投资水平计算,“一期”与“四期”工程的最佳治理投资规模相近,均为31.5万元/km^2左右。

关键词：环境人口容量聚类分析回归分析投资规模

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不同高度空气颗粒物日变化特征

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环境科学与技术 2015年第12期38卷 171-177页

作者：任小波饶良懿余新晓孙丰宾赵洋北京林业大学水土保持学院北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

利用DUSTMATE粉尘检测仪对奥林匹克森林公园北园内不同冠层高度(2、7、14 m)的空气颗粒物质量浓度进行昼夜监测,研究空气颗粒物(TSP、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_(1.0))质量浓度日变化规律及垂直分布特征,同时,结合同步的气象数据,采用非参... 详细信息

利用DUSTMATE粉尘检测仪对奥林匹克森林公园北园内不同冠层高度(2、7、14 m)的空气颗粒物质量浓度进行昼夜监测,研究空气颗粒物(TSP、PM_(10)、PM_(2.5)、PM_(1.0))质量浓度日变化规律及垂直分布特征,同时,结合同步的气象数据,采用非参数分析法(Spearman秩相关系数)分析气象要素对空气颗粒物质量浓度的影响。结果表明:(1)4种粒径空气颗粒物质量浓度的变化趋势呈"三峰"型,不同粒径空气颗粒物的峰、谷出现时间稍有差异,随着冠层高度的增加,白天低谷和夜间高峰有所滞后;(2)2 m处4种粒径空气颗粒物质量浓度最大,随着冠层高度的增加,相同粒径空气颗粒物质量浓度逐渐减小;(3)4种粒径空气颗粒物质量浓度相互之间均呈正相关,相关性随着高度的增加而减小;(4)4种粒径空气颗粒物质量浓度与风速和温度呈负相关,相关性随着冠层高度的增加而减小。

关键词：烃冠层高度空气颗粒物日变化气象因子奥林匹克森林公园

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基于染色图像变异性分析的优先流程度定量评价

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农业机械学报 2015年第5期46卷 93-100页

作者：陈晓冰张洪江程金花张福明张欣阮芯竹北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 重庆市四面山森林资源管理局重庆402296

应用统计学样本变异性分析方法,结合形态学图像处理技术,对田间尺度下土壤染色剖面优先流染色区的图像进行变异性分析,评价不同处理条件下农地土壤优先流的发育程度。结果表明:土壤湿润锋渗透速率和土壤染色图像指数(染色面积比、基质... 详细信息

应用统计学样本变异性分析方法,结合形态学图像处理技术,对田间尺度下土壤染色剖面优先流染色区的图像进行变异性分析,评价不同处理条件下农地土壤优先流的发育程度。结果表明:土壤湿润锋渗透速率和土壤染色图像指数(染色面积比、基质流深度、优先流比、长度指数)的变化均表征湿润农地的优先流程度高于干燥农地;将提出的优先流评价方法与土壤染色图像指数进行对比分析,所得结果相一致,表明所提方法可以准确评价土壤优先流发育程度。优先流区图像变异性分析方法简单易行,提高了直观评价染色图像的准确性,能够从统计学和形态学角度来量化分析土壤优先流的发育程度。

关键词：农田土壤优先流程度染色图像变异性定量评价

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基于林分空间结构分析方法的土壤大孔隙空间结构研究

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农业机械学报 2015年第11期46卷 174-186,194页

作者：陈晓冰程金花陈引珍张洪江张福明姚晶晶北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 重庆市四面山森林资源管理局重庆402296

土壤大孔隙的形成和分布具有重要的生态学意义,但尚未有研究者利用生态学方法研究其空间结构。以三峡库区紫色砂岩区的3种典型土地利用类型下的土壤大孔隙为研究对象,将图像处理技术与林分空间结构分析方法相结合,从形态学和生态学角度... 详细信息

土壤大孔隙的形成和分布具有重要的生态学意义,但尚未有研究者利用生态学方法研究其空间结构。以三峡库区紫色砂岩区的3种典型土地利用类型下的土壤大孔隙为研究对象,将图像处理技术与林分空间结构分析方法相结合,从形态学和生态学角度量化分析土壤大孔隙的空间结构。结果表明:3种土地利用类型的土壤大孔隙形状、空间结构复杂程度高,空间分布格局随土壤深度的增加均呈聚集分布趋势,且深层土壤的大孔隙组成较表层单一,其中草地最明显,大孔隙发育程度均随土壤深度的增加而降低;3种土地利用类型的土壤优先流发育程度由大到小为:草地、果园、农地,同一土地利用类型不同孔径范围的大孔隙所形成的优先路径的连通性、导水性和发育程度由大到小依次为:草地孔径范围[5.0 mm,∞)、[2.5 mm,5.0 mm)、[1.0 mm,2.5 mm)、(0,1.0 mm),农地和果园孔径范围[1.0 mm,2.5 mm)、[2.5 mm,5.0 mm)、(0,1.0 mm)、[5.0 mm,∞);将林分空间结构分析方法与土壤大孔隙位置密度分布、大孔隙变异度和复杂度指标进行对比,并与以往研究土壤大孔隙空间结构的方法进行比较,所得结果相同,证明该方法可以用于土壤大孔隙空间结构的分析和研究。林分空间结构分析方法简单易行,从生态学的角度完善了大孔隙空间结构的分析,弥补了目前基于物理化学方法在大孔隙结构理论分析的不足,进一步揭示了土壤大孔隙空间结构形成和分布的原因。

关键词：土地利用类型大孔隙林分空间结构分析优先路径发育程度定量分析

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