衡阳紫色土丘陵坡地不同恢复阶段土壤渗透性研究与评价

以典型的衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本相似的草坡恢复阶段(Ⅰ)、灌草恢复阶段(Ⅱ)、灌丛恢复阶段(Ⅲ)与乔灌恢复阶段(Ⅳ),通过Spearman秩相关分析法与灰色关联度分析方法,对各植被恢复阶段土壤水分入渗特进行研究分析.结果表明:(1)不同植被恢复阶段土壤饱和导电率与土壤容重呈极显著负相关(p＜0.01),与非毛管孔隙度呈现出极显著正相关(p＜0.05),与粒径在2～0.25 mm的含量呈显著正相关(p＜0.05);(2)选取各植被恢复阶段的初渗速率、稳渗速率、平均渗透率和渗透总量4项参数进行灰色关联分析,各植被恢复阶段土壤水分入渗特性灰色关联度依次为乔灌恢复阶段(Ⅳ)(0.730 03)＞灌丛恢复阶段(Ⅲ)(0.686 02)＞灌草恢复阶段(Ⅱ)(0.596 09)＞草坡恢复阶段(Ⅰ)(0.56009)＞裸露地(CK) (0.414 03),乔灌恢复阶段(Ⅳ)在所研究的区域内具有较好的水分入渗性能;(3)Horton水分入渗模型拟合的相关系数R2值≥0.774,对所研究的区域的土壤水分入渗过程具有较好的适用性.图1,表6,参23.     

衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤微生物量碳的变化及其与土壤理化因子的关系

以典型的衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本一致的裸荒地、草坡、灌木林和森林基本相似的4个植被恢复阶段,通过调查取样和实验分析,探索了不同植被恢复阶段土壤微生物量碳、土壤物理性状和速效养分的变化特征及相互关系。结果表明:(1)随着植被由低级向高级的演替,土壤微生物量碳、有机质及速效磷显著升高(p<0.05);土壤pH值、容重及根土比显著降低(p<0.05);速效氮和速效钾变化不一致;(2)灰色关联分析表明,土壤有机质、根土比、有效磷、土壤容重与微生物量碳具有较大的关联度,通径分析表明,土壤有机质、有效磷、土壤容重和根土比对微生物量碳的形成有较强的直接作用,有效氮表现出较强的间接效应;根土比-有效磷、有机质-土壤容重、有效氮-土壤容重之间相互调节,相互制约,间接调控着微生物量碳的形成。这将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

衡阳紫色土丘陵坡地土壤酶活性对植被恢复的响应

以典型的衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象。采用空间代替时间序列的方法,选用立地条件基本相似的裸荒地、草本群落、灌木群落和乔木群落4种类型表示恢复的4个阶段,通过调查取样和实验分析,探索不同恢复条件下0-10、10-20、20-40 cm土层酶活性的分布特征,以及土壤酶活性对植被恢复的响应。结果表明：1）随着恢复的进行,脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶活性显著增加（P＜0.05）,过氧化氢酶活性显著减小（P＜0.05）。2）随着土层的加深,脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶活性显著减小（P＜0.05）,过氧化氢酶活性显著增加（P＜0.05）。3）脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶之间呈极显著正相关（P＜0.01）,且均与土壤含水量、物理性黏粒、土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效钾、阳离子交换量呈极显著正相关（P＜0.01）,与容重及pH值呈显著或极显著负相关（P＜0.05或P＜0.01）。4）过氧化氢酶与脲酶呈极显著负相关（P＜0.01）,与蔗糖酶与碱性磷酸酶相关性不显著（P＞0.05）,与土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效钾及阳离子交换量呈显著或极显著负相关（P＜0.05或P＜0.01）,与 pH 值呈显著正相关（P＜0.05）。5）土壤脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶可敏感地反映植被过程中土壤质量的变化,植被恢复可改善表层与深层土壤的生物学性质。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同植被配置模式的生态恢复

以典型衡阳紫色土丘陵坡地草本、灌草、灌丛、乔灌4种植被配置模式以及未采取植被恢复措施的裸荒地为研究对象,同时为研究植被恢复程度,选裸荒地作为对照,通过调查取样和实验分析,对各配置模式人工、半人工植物群落的组成、结构、物种多样性及土壤主要养分进行研究.结果表明,裸荒地以一年生草本植物为主,种类单一,共8种植物,草本层低矮;草本、灌草、灌丛与乔灌4种植被配置模式植物种类明显增加,共出现35种植物,分属22科.人工植被恢复约15 a后,植物群落主要以人工种植的植物为主,伴生种多为狗牙根(Cynodon dactylon),马兰(Kalimeris indica),鬼针草(Bidens pilosa),狗肝菜(Dicliptera chinensis),铁苋菜(Acalypha australis)以及酢浆草(Oxalis corniculata)等.灌草模式Shannon多样性指数最高,Pielou均匀度指数最大,土壤全氮、有机质含量较高,说明紫色土丘陵坡地采取紫穗(Amorpha fruticosa)+白花草木樨(Melilotus albus)的灌草模式生态恢复效果较好,研究结果可为衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复提供参考依据.     

一种基于分形插值原理的焊缝轨迹识别方法

针对机器人智能化实时焊缝跟踪和视觉自动化轨迹识别对焊枪自主整合焊缝的焊接质量稳定性的影响,探讨平面焊缝的图像特征,提出了一种基于分形插值模型的焊缝轨迹图形处理方法,通过分析矩形域内分形曲面的少量数据,建立焊缝的分形几何形态,仿真其粗糙表面,根据所得结果可以快速、准确地捕捉具有分形特征的平面焊缝,实现实时焊缝跟踪及轨迹识别,提高焊缝整合的质量稳定性。以平面曲线焊缝为实例进行模拟,结果表明该研究模型可以有效提高平面焊缝轨迹识别的精度,验证了分形插值仿真在求解焊缝轨迹识别问题时的有效性。     

衡阳紫色土丘陵坡地自然恢复过程中微生物量碳动态变化

以典型的衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象,采用空间代替时间序列方法,选用立地条件基本相似的裸荒地、草本群落、灌木群落和乔木群落等4类典型样地,分别代表群落演替进程中4个不同的演替阶段,通过调查取样和实验分析,探索不同演替阶段土壤微生物量碳（MBC）的大小与活性。结果表明：（1）土壤有机碳（SOC）与MBC呈先下降后增大的趋势,其差异在各演替阶段达显著水平（P〈0．05）,SOC与MBC呈现显著正相关关系（P〈0．05）;（2）微生物熵（MQ）与代谢熵（qC02）呈显著负相关关系（P〈0．05）,随着演替的进行,MQ整体上呈现出下降趋势,各演替阶段其值的差异达显著水平（P〈0．05）;（3）MQ与MBC呈极显著负相关（P〈0．01）,并随着演替的进行,呈现出先升后降的变化趋势,各演替阶段qCO2的差异达显著水平（P〈0．05）;（4）在演替初期,土壤有效基质逐渐降低,而在演替后期有效基质不断增加,此有利于SOC与MBC的提高,有利于土壤肥力的提高。研究结果将丰富该地区植物生态学与恢复生态学的内容,为衡阳紫色土丘陵坡地生态系统的恢复与重建提供了重要依据。     

基于S变换的微地震监测中多源信号特征分析

为了提高微地震信号分析的精度,对模拟振动信号进行了试验,得到了时窗因子对ST(S-Transform)时频分辨率的影响,基于ST的良好时窗自适应性和高时频分辨率,进一步将其应用于泸沽铁矿巷道微地震监测数据的处理。结果表明:ST能准确提取信号属性用以构造特征向量,实现了矿山微地震监测中多源信号的量化分类,并为矿山微地震信号的自动识别与分析提出了新思路。     

立体循环一体化氧化沟(IODVC)导流板结构优化研究

针对立体循环一体化氧化沟(IODVC)弯道流场存在的问题,利用计算流体力学(CFD)和Fluent计算方法,对IODVC流场进行了二维单相流模拟,探究导流板结构形式对弯道流速分布的影响.研究结果表明,在同等边界条件下,导流板的结构形式对IODVC内混合液的流态分布影响较大.与单导流板相比,双导流板可将流速大于0.25 m·s-1的区域占比提高9.5%,并改善了弯道出口断面流速分布,有效地减小了下沟道靠近隔板处回流区域;此外,适当延长导流板末端长度,可以进一步强化对IODVC内混合液的导控作用,当延长长度等于导流板半径时,效果最佳,大于0.25 m·s-1的流速区域占比达到44.21%,使IODVC内部流场更加趋于均匀.研究结果对IODVC的进一步优化和工程设计有一定的指导意义.     

核武器运输炸药爆炸事故气溶胶扩散数值模拟

为响应复杂环境中核武器运输炸药爆炸事故,建立了事故源项计算模型,根据两种典型运输事故场景特点,采用高斯多烟团模型数值模拟了气溶胶扩散过程,以文献试验数据为算例验证模型的有效性,讨论了影响计算的时间步长因素,并输入变风向的气象条件计算了有关辐射特征量。结果表明,1 kg武器级钚在53.52 kg TNT炸药爆炸下产生933 g 239Pu气溶胶,形成柱状云时高度可达249 m,气溶胶质量从顶部向下逐渐减小。时间步长为10 s以内时时间积分活度浓度计算结果曲线平滑,在中性气象条件下(风速6 m/s,东北风变东风),钚气溶胶预期剂量为10 mSv的下风向区域达2.8 km,污染区随风向改变而改变。模拟计算具有动态时效性和适应性,可用于核武器运输中炸药爆炸事故应急的后果评价。     

氢同位素组成及光合特征对梵净山珙桐水源的解析

珙桐(Davidia involucrata)系我国特有的单科单属植物,为第三纪孑遗种,被列为我国一级珍稀濒危植物。贵州省梵净山地区气候常年温凉湿润,在梵净山国家级自然保护区内,选取人工种植及天然分布的珙桐为研究对象,通过测定珙桐的光合参数,比较阴天和晴天珙桐光合日变化,分析生长地大气降水、土壤水分、地下水以及珙桐树枝水分氢同位素组成,研究了梵净山珙桐的水分利用状况和不同水源利用份额。结果表明,珙桐幼树为阳生植物,蒸腾速率较低,适宜在阴凉的环境生长,且温度不宜超过30℃。人工林种植和天然生长的珙桐利用大气降水分别为76%和58%。低蒸腾速率导致根部对土壤水的拉力小,因此,利用土壤深层水分的份额小。阴凉、多雨、云雾缭绕的环境为梵净山的珙桐生存提供良好的水分条件。