检索结果-内蒙古大学图书馆

水土保持学报 2023年第6期37卷 153-160页

作者：骆丕昭王云琦李通祁子寒何相昌李克文北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083

为研究自然边坡其强度特性随含水率的变化规律。通过设计不同体积含水率(20%,27%,35%,40%,45%)和2种含根量(RAR=0.1%,0.3%)的重塑土进行不固结不排水三轴试验,以研究含水率对土体破坏方式、抗剪强度和初始切线模量的影响。结果表明:(1)... 详细信息

为研究自然边坡其强度特性随含水率的变化规律。通过设计不同体积含水率(20%,27%,35%,40%,45%)和2种含根量(RAR=0.1%,0.3%)的重塑土进行不固结不排水三轴试验,以研究含水率对土体破坏方式、抗剪强度和初始切线模量的影响。结果表明:(1)试样破坏模式多为剪切变形和剪胀变形,在含水率为20%,27%时,出现明显剪切贯穿面破裂带,其余含水率下表现为剪胀变形;(2)含水率对根土复合体抗剪强度主要体现在黏聚力上,含水率从20%升至45%时,2种含根量的根土复合体黏聚力分别降低67%,72%;含水率低于35%时,可用对数关系表示,随含水率升高,黏聚力明显降低;含水率达到35%以上时,可用线性关系表示,黏聚力下降速度减缓;含根量增加,抗剪强度提高;(3)不同含根量和围压下根土复合体初始切线模量与含水率关系可以用线性关系拟合,含水率从20%升至45%时,2种含根量的根土复合体初始切线模量平均分别降低43%和47%。综合考虑土体弹塑性和植物因素对土体位移或变形的影响,可提高边坡稳定性计算精度。研究结果可为植物边坡以及水土保持植被建设治理提供科学参考,丰富根系固土领域的科学理论。

关键词：根土复合体含水率破坏模式抗剪强度初始切线模量

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基于树木地貌法重建崩塌历史事件——以川东华蓥山石林为例

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山地学报 2020年第1期38卷 132-141页

作者：王锐马超王云琦王玉杰北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083

了解崩塌活动史与区域气候变化之间的关系对于掌握区域山地灾害形成规律,预测未来发展趋势具有非常重要的作用。利用树木地貌法可以准确掌握山地灾害发生频率,并为定量分析气候变化对山地灾害发生发展趋势提供支撑。本文以川东华蓥山石... 详细信息

了解崩塌活动史与区域气候变化之间的关系对于掌握区域山地灾害形成规律,预测未来发展趋势具有非常重要的作用。利用树木地貌法可以准确掌握山地灾害发生频率,并为定量分析气候变化对山地灾害发生发展趋势提供支撑。本文以川东华蓥山石林景区一大型崩塌为研究对象,通过杉木树木年轮、降水和气温数据对该崩塌活动时间进行分析。结果表明:该崩塌可能共有四个活动年份,2015年为大规模活动年份,2008年、2012年和2016年为小规模活动年份,崩塌活动的季节主要集中在早材期间(4月—9月)。基于滚石冲击树干产生的愈伤组织和标准木年轮对比表明:树木在受到滚石冲击后,都表现为生长抑制,且树木年轮宽度要滞后滚石活动1年。参考树木与干扰树木年轮宽度和月降雨量没有相关性,但干扰树木年轮与月平均气温(4月—9月)呈负相关关系。本研究结果可以为研究区内山地灾害活动史与气候变化关系提供支撑,尤其是为研究区域降雨诱发的崩塌活动规律提供借鉴。

关键词：崩塌滚石树木地貌法华蓥山

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根系对浅表层土大孔隙分布特征及饱和渗透性的影响

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水土保持学报 2021年第5期35卷 94-100,107页

作者：祁子寒王云琦王玉杰李通王余靖何相昌北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083

根系的存在对土壤大孔隙的产生及渗透特性有着重要影响,为研究浅表层土体中根系生物量与土壤大孔隙特征之间的数值关系,在缙云山针阔混交林中选取杉木单株植物根际土体为研究对象,进行染色示踪试验及根系生物量测量,取样后在室内采用自... 详细信息

根系的存在对土壤大孔隙的产生及渗透特性有着重要影响,为研究浅表层土体中根系生物量与土壤大孔隙特征之间的数值关系,在缙云山针阔混交林中选取杉木单株植物根际土体为研究对象,进行染色示踪试验及根系生物量测量,取样后在室内采用自制定水头装置进行水分穿透试验和渗透试验。结果表明:(1)不同土壤剖面和不同土层深度的土壤染色面积不同,距离树木主干位置越远的剖面染色面积越大,而距离主干位置越近的剖面染色面积越小,且随着土层深度的增加整体上每个剖面上染色面积比均下降;(2)4个剖面整体表现出随土层深度的增加根系数量减少的趋势,根系直径主要集中在0.2~10 mm,且0.2~1 mm径级的根系较多;(3)染色区较未染色区具有更大的稳定出流速率,4个剖面染色区的出流速率分别为未染色区的1.97,1.81,1.77,1.70倍,且随着土层深度的增加大孔隙数量减少,大孔隙的半径分布范围在0.3~1.7 mm;(4)大孔隙度和根系生物量与渗透系数呈正相关关系,大孔隙度决定了渗透系数94.5%的变异,根系生物量决定了渗透系数87.4%的变异。

关键词：土壤大孔隙水分穿透曲线根系生物量渗透特性

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基于多目标优化方法的滑坡易发性评价

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水土保持学报 2024年第1期38卷 104-112,121页

作者：张兴存蒋玉琳王玉杰祁子寒王云琦北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083

[目的]在滑坡易发性评价中,滑坡预测模型的选取和优化对运算过程的高效性和预测结果的准确性至关重要。针对现有单目标遗传优化算法(genetic algorithm,GA)易陷入早熟、局部搜索能力差、全局优化速度慢等问题,拟提出一种新的优化算法框... 详细信息

[目的]在滑坡易发性评价中,滑坡预测模型的选取和优化对运算过程的高效性和预测结果的准确性至关重要。针对现有单目标遗传优化算法(genetic algorithm,GA)易陷入早熟、局部搜索能力差、全局优化速度慢等问题,拟提出一种新的优化算法框架,将多目标遗传算法中的经典算法—带精英选择策略的非支配排序算法(the nondominated sorting genetic algorithm with an elite strategy,NSGA-Ⅱ)与常用机器学习模型[随机森林(random forest,RF)、支持向量机(support vector machine,SVM)]相结合,进行滑坡易发性预测。与单目标优化不同的是,NSGA-Ⅱ算法可同时进行特征选择和超参数优化,并使预测模型同时实现最优准确度、召回率、精密度和AUC(area under curve,AUC)。[方法]以三峡库区重庆段为研究区,从模型精度评价、滑坡灾害易发性分区图、分区统计3个方面对4种优化模型(RF-GA、SVM-GA、RF-NSGA-II、SVM-NSGA-II)进行对比分析。[结果]NSGA-II较GA优化效果更明显,在模型评价和滑坡易发性分区方面,RF-NSGA-II模型具有更高的预测性能,4项评价值分别为80.91%,81.89%,80.07%,88.60%,证明NSGA-II优化算法的有效性;极低至极高危险区面积占比依次为23.06%,22.46%,22.96%,19.99%,11.53%,验证了RF-NSGA-II模型的可靠性。由RF-NSGA-II模型预测得到的易发性图表明,高和极高易发性区集中在研究区北部,且由东向西呈带状分布。[结论]研究采取的基于多目标选择的RF-NSGA-II模型,为滑坡易发性评价中机器学习模型调优提供新思路。

关键词：滑坡易发性多目标优化随机森林支持向量机

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缙云山针阔叶混交林涡相关适用性及碳通量变化特征

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林业科学研究 2022年第4期35卷 93-102页

作者：王松年王云琦王凯冯印成王杰帅北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 苏州高新区(虎丘区)林业站江苏苏州215000

[目的]探讨涡度相关法在缙云山针阔叶混交林的适用性,并明晰针阔叶混交林生态系统的碳源/碳汇情况,从而为该地区的森林经营和林业可持续发展提供科学依据。[方法]利用涡度协方差观测方法,获得了缙云山针阔叶混交林2019.11—2020.10的碳... 详细信息

[目的]探讨涡度相关法在缙云山针阔叶混交林的适用性,并明晰针阔叶混交林生态系统的碳源/碳汇情况,从而为该地区的森林经营和林业可持续发展提供科学依据。[方法]利用涡度协方差观测方法,获得了缙云山针阔叶混交林2019.11—2020.10的碳通量监测数据。通过湍流数据质量评价、能量闭合及通量足迹,分析对涡度相关应用于该下垫面的适用性进行验证。在时间序列上对碳通量的变化进行分析,并对研究区内碳源或碳汇情况进行评估。[结果]研究期内,显热通量(H)、潜热通量(LE)和碳通量(Fc)的湍流数据质量评价较好,高质量数据占比分别为77%、61%和62%;在生长季(4—10月),上层能量闭合率为0.82,下层能量闭合率为0.73;研究期内通量高贡献区域所处方向与全年主风向(东北)一致;在研究期内,该生态系统年固碳量为887.40 g·m^(−2),月均日变化和季节均日变化大多为双峰型,生长季的Fc累积变化量为:−826.2 g·m^(−2),非生长季则只有:−61.2 g·m^(−2);影响碳通量的主要环境因子是光合有效辐射和风速,R^(2)分别是0.75和0.43。[结论]涡度相关法在缙云山针阔叶混交林生态系统的监测过程中具有较好的适用性,且通量监测的数据来源可信,质量评价良好。研究期内,该生态系统处于碳汇过程,生长季的碳汇能力显著高于非生长季。光合有效辐射和风速是影响碳通量变化的主要环境因子。

关键词：涡度相关法适用性针阔叶混交林 CO_(2)通量环境因子

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中国南北方植物对土壤加固机制的差异性

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农业工程学报 2024年第8期40卷 98-106页

作者：王丹马超王云琦王玉杰吕柏伟徐淑蕾朱锦奇南昌大学流域碳中和教育部工程研究中心江西生态文明研究院资源与环境学院南昌330031 北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 山西省交通环境保护中心站(有限公司) 太原030032

为深入分析植物对土壤加固的影响效益和机制,该研究选取重庆缙云山地区和陕西延安黄土丘陵区种植一年的乔木(火炬树、榆树)和灌木(荆条、酸枣),测定其根系形态、力学参数和土壤的抗剪强度,通过RBMw模型计算根系固土效益,综合评估不同植... 详细信息

为深入分析植物对土壤加固的影响效益和机制,该研究选取重庆缙云山地区和陕西延安黄土丘陵区种植一年的乔木(火炬树、榆树)和灌木(荆条、酸枣),测定其根系形态、力学参数和土壤的抗剪强度,通过RBMw模型计算根系固土效益,综合评估不同植物的固土效能和贡献度。结果表明:2地种植的物种平均根直径的差异不显著(P>0.05),重庆种植的乔木(火炬树、榆树)的根长、分叉数和根尖数显著高于延安,灌木未出现显著差异(P<0.05)。根系的抗拉强度与直径都符合负幂函数关系,其中平均抗拉强度最大的为荆条。除荆条外,同种植物根系的抗拉强度并未因不同地区的种植产生显著差异。4个植物种根系的固土效率为0.65~4.12 kPa,各物种间存在显著差异(P<0.05)。重庆2种乔木种植下的根土复合体有效黏聚力高于裸地(约10%),灌木种植下则普遍略低于裸地。除酸枣外,种植于重庆的4种植物的根系固土作用和效率都显著的高于延安(P<0.05)。研究结果可为不同地区固土护坡的树种选择提供理论依据。

关键词：土壤根系植物抗拉特性抗剪强度综合固土能力

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酸雨湿润下重庆黄壤团聚体稳定性动态变化

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中国水土保持科学 2020年第4期18卷 73-83页

作者：张嘉良苏伯儒王云琦胡波王玉杰马超鲍升志北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 济南大学水利与环境学院济南250022 武汉林水工程咨询有限公司武汉430070

土壤团聚体稳定性是评价土壤质量与影响土壤侵蚀过程的重要因子,为研究酸雨湿润对重庆黄壤团聚体的影响,用pH为1、3和5的模拟酸雨湿润初始粒级>5~7 mm、>3~5 mm、>2~3 mm和≥1~2 mm的团聚体(pH=1,处理TpH1;pH=3,处理TpH3;pH=5... 详细信息

土壤团聚体稳定性是评价土壤质量与影响土壤侵蚀过程的重要因子,为研究酸雨湿润对重庆黄壤团聚体的影响,用pH为1、3和5的模拟酸雨湿润初始粒级>5~7 mm、>3~5 mm、>2~3 mm和≥1~2 mm的团聚体(pH=1,处理TpH1;pH=3,处理TpH3;pH=5,处理TpH5)。之后每5 d用Le Bissonnais法中快速湿润(FW)、预湿润后震荡(WS)与慢速湿润(SW)的方法测定团聚体平均质量直径(MWD),并将经去离子水干湿交替处理的各粒级团聚体MWD作为本底值。结果表明:1)消散作用是黄壤团聚体破碎的主要机制。2)经过TpH1、TpH3和TpH5处理后,相较于本底值,MWDFW的平均变化率分别为1.99、1.30和1.43;MWDWS的平均变化率分别为1.03、1.22和1.19;MWDSW的平均变化率分别为1.48、0.78和0.88。3)处理TpH1、TpH3和TpH5的MWD平均变化率分别为1.50、1.10和1.16。处理TpH1的MWD变化幅度远高于TpH3和TpH5,处理TpH3和TpH5的相同初始粒级团聚体MWD基本无显著差异。4)酸雨湿润会促进<0.1 mm的团聚体凝聚。TpH3和TpH5处理下>5~7 mm、>3~5 mm、>2~3 mm团聚体中>2 mm的水稳性团聚体平均变化率分别为0.87、0.98和0.23,>2~3 mm团聚体中>2 mm水稳性团聚体大幅减少。总体来看,土壤团聚体被酸雨湿润后稳定性增大,但这是以土壤酸化为代价的。

关键词：模拟酸雨土壤团聚体 LB法黄壤

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河岸稳定性动态机理及生态支护方案分析

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中国水土保持科学 2023年第3期21卷 156-164页

作者：张兴存程雨萌李通祁子寒何相昌骆丕昭王玉杰王云琦北京林业大学水土保持学院、重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院、重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083

为研究降雨联合水位波动条件下的河岸稳定性动态机理,设计合理的生态护坡方案,采用实地勘察、力学试验、数值模拟相结合的方法揭示嘉陵江北碚段边坡稳定性随水位变动的特点及边坡失效机理,并对比传统护坡手段探讨“活木桩护坡”措施中... 详细信息

为研究降雨联合水位波动条件下的河岸稳定性动态机理,设计合理的生态护坡方案,采用实地勘察、力学试验、数值模拟相结合的方法揭示嘉陵江北碚段边坡稳定性随水位变动的特点及边坡失效机理,并对比传统护坡手段探讨“活木桩护坡”措施中的关键技术参数。结果表明:1)河岸滩涂边坡的稳定性随水位升降而波动,在水位消落阶段边坡稳定疾速下降,其原因为边坡外部静水压力随水位消落卸载,边坡内部指向坡外的渗透压力作用导致中坡位发生浅层破坏。在暴雨多发的夏秋季节,当江水位下降速率超过3 m/d应激发河岸滩涂的滑坡灾害预警;2)在活木桩的桩体直径和入桩角度固定的条件下,适当增加入桩长和减少桩间距有助于限制边坡水平位移,河岸滩涂缓坡的桩体配置建议为警戒水位和常水位之间的中上部,桩距2.3 m桩长3.3 m组合,且只有当桩长接近潜在滑动层时才会影响到表层土的稳定性;3)在优化参数配置下的活木桩配置初期,可在水位消落的极端条件下提高稳定系数18.6%,是传统草灌木固坡效果的3.8倍。木桩根系充分生长后可提高边坡稳定系数22.3%,较同配置桩体增加3.7%。

关键词：水位波动流固耦合边坡稳定活木桩稳定系数

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林火对重庆缙云山典型林分土壤细菌群落及酶活性的短期影响

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中国水土保持科学 2023年第3期21卷 60-68页

作者：兰越王云琦王玉杰崔芯蕊郑永林申航姚璐司洪涛李满意北京林业大学水土保持学院、重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院、重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 自然资源部重庆典型矿区生态修复野外科学观测研究站(重庆地质矿产研究院) 重庆401120

森林火灾是森林土壤及生物多样性产生的一个驱动因素。特别是在容易发生火灾的生态系统中,火灾对土壤微生物群落以及酶活性的影响复杂,在很大程度上仍然是未知的。因此,分析火灾后短期土壤细菌以及酶活性的变化动态对理解森林群落的重... 详细信息

森林火灾是森林土壤及生物多样性产生的一个驱动因素。特别是在容易发生火灾的生态系统中,火灾对土壤微生物群落以及酶活性的影响复杂,在很大程度上仍然是未知的。因此,分析火灾后短期土壤细菌以及酶活性的变化动态对理解森林群落的重建过程具有重要的生物学意义。以重庆缙云山火灾后针阔混交林和竹林的土壤为研究对象,在火灾发生的1个月内,对不同火烧强度下针阔混交林和竹林0~10 cm和10~20 cm土层进行采样,测定土壤中蔗糖酶、纤维素酶和脲酶的活性以及土壤养分及pH的变化情况,采用高通量测序测定技术分析土壤中细菌群落结构变化。结果表明:1)在林火发生后短期内土壤细菌多样性、丰富度、土壤有机质以及土壤酶活性都有所下降,土壤pH、速效钾、有效氮、有效磷都不同程度的上升,尤其在0~10 cm土层受林火的影响更强。2)土壤中变形菌门、放线菌门和绿弯菌门的相对丰度在遭受中度和重度林火后最高;酸杆菌门的相对丰度在未遭受林火时最高;厚壁菌门的相对丰度在轻度火烧后最高。3)在土壤细菌结构与土壤化学因子的冗余分析中发现,火灾后土壤化学性质的改变也会影响土壤细菌群落和土壤酶活性。森林火灾会导致土壤细菌群落多样性下降,土壤酶活性显著下降。中度和重度火灾对土壤细菌多样性和酶活性的影响最大,通过冗余分析得知变形菌门与土壤养分呈正相关,酸杆菌门与土壤养分和pH值呈负相关。

关键词：林火土壤细菌酶活性缙云山

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黄壤坡面土壤分离能力的坡度效应

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中国水土保持科学 2023年第3期21卷 9-16页

作者：王馨月王彬王云琦安昕王小平王晨沣西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 北京林业大学水土保持学院、重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院、重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083

陡坡土壤分离机制明显区别于缓坡,为揭示坡度对土壤分离能力的影响,采用放水冲刷的试验方法,分析黄壤坡面土壤分离能力的坡度效应。结果表明:1)表征能量指标的水流功率是描述土壤分离能力的最佳参数,表征力学指标的径流剪切力次之,水深... 详细信息

陡坡土壤分离机制明显区别于缓坡,为揭示坡度对土壤分离能力的影响,采用放水冲刷的试验方法,分析黄壤坡面土壤分离能力的坡度效应。结果表明:1)表征能量指标的水流功率是描述土壤分离能力的最佳参数,表征力学指标的径流剪切力次之,水深和达西阻力系数的表现最差。2)基于WEPP土壤分离能力的计算方程,土壤可蚀性和临界径流剪切力对坡度的响应较为敏感,并非定值。3)利用径流剪切力和水流功率幂函数关系来表征土壤分离能力都存在明显的坡度效应。径流剪切力的系数a_(1)随坡度的增加由二次函数先增大后减小转变为指数减小的趋势,坡度在17.63%时达到最大值;指数b_(1)随坡度的增加呈先减小后增大的二次函数关系,坡度在26.71%时达到最小值。水流功率的系数a_(2)随坡度的增加呈幂函数减小的趋势;指数b_(2)则呈现先减小后增大的二次函数关系,在坡度为28.10%时指数b_(2)达到最小值。因此,缓坡的研究结果不能直接推广到陡坡上,揭示土壤分离能力存在的坡度效应和阈值。

关键词：土壤分离径流剪切力水流功率坡度效应黄壤

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