多年蔬菜连作对土壤氨氧化微生物群落组成的影响

为揭示农业生产中长期大量施用化学肥料对土壤硝化过程微生物种群的影响及其与土壤硝化能力的偶联关系,本研究通过在长沙黄兴蔬菜基地采集长期连作蔬菜(20 a以上,VL)和短期蔬菜种植地(2 a左右,VS)表层土壤(0～20 cm),利用末端限制性片段多态性(T-RFLP)和实时定量PCR(Q-PCR)等手段系统研究了蔬菜连作对氨氧化细菌(ammonia-oxidizingbacteria,AOB)和氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)的组成和丰度的影响及其与土壤硝化势的偶联关系.结果表明,长期蔬菜连作显著使得土壤中AOB amoA的组成趋于单一,同时也影响了土壤中AOA amoA的群落组成;RDA分析结果表明,影响AOB amoA群落结构的主要土壤因素为土壤pH以及Olsen-P的含量.土壤中AOA amoA基因拷贝数明显高于AOB,平均为细菌丰度的6倍,但土壤硝化势(PNF)与土壤中AOB amoA基因丰度成显著的正相关,而与土壤中AOA amoA基因丰度没有显著的相关性.尽管多年蔬菜连作对AOB和AOA丰度的影响还不清楚,却使得AOB优势种群富集,土壤硝化能力增强.     

长江上游森林植被水文功能研究

长江上游森林林冠截留量与林分郁闭度呈正相关，当亚高山冷杉林的林分郁闭度为0．7时(5～7月)，平均截留率为24％，当郁闭度在0．3时(5～7月)，平均截留率降为9．5％；从枯落物持水量来看，箭竹冷杉林最大(6．0mm)，藓类冷杉林最小(2．8mm)，主要因为前者有较多的落叶伴生树种和灌木。岷江冷杉原始林的土壤最大持水量、枯落物最大持水量、苔藓层最大持水量比皆伐后形成的其他森林类型要大2．3～17．2倍，从而具有更好的水源涵养功能。植被对径流的影响初步结论是，森林大流域的年径流量常常大于少林或无林流域的径流量；不同采伐强度径流量比较是皆伐迹地＞择伐迹地＞原始森林。与全国其他森林类型的蒸发散研究比较显示，长江上游森林的相对蒸散率较低，为30％～40％，这主要是由于海拔较高，降水量大所致。     

乌梁素海芦苇枯落物分解动态及营养元素释放研究

乌梁素海是内蒙古高原干旱区最典型的浅水草型湖泊,湖滨带芦苇分布广袤,其收割方式是在冬季湖泊结冰后将冰面上芦苇收割,冰面下芦苇则留存在水中,而水下部分的分解是造成湖泊生物淤积的重要原因,且分解过程中营养元素的释放亦加剧了湖泊富营养化。通过分解袋法研究了湖泊水面下芦苇枯落物的分解动态及营养元素的释放过程,并探讨了芦苇枯落物分解的影响因素。结果表明:1)芦苇枯落物分解270 d后质量残留率为52.44%,分解速率常数为0.002 68 d~(-1),其分解50%需要0.83 a,分解95%需要3.19 a;2)芦苇枯落物分解过程中,N元素的分解状态呈现释放-分解-再释放的规律,P元素和C元素均处于持续释放的分解状态;3)芦苇枯落物分解期间,分解速率和营养元素含量动态受枯落物自身质量和环境因子共同影响,且环境因子(温度、溶解氧、pH值)与芦苇枯落物分解速率及元素释放动态相关性显著。研究表明,芦苇枯落物分解释放大量营养物质,对湖泊富营养化有一定的贡献,要进一步加强芦苇植物的收割以减轻植物腐烂分解对湖泊造成的二次污染,减少生物淤积作用。     

模拟湿地水分变化对小叶章枯落物分解及氮动态的影响

2005年5月-2006年9月,利用三江平原典型碟形洼地的自然水分梯度作为水分变化研究的替代系统,结合分解袋法,模拟研究了湿地水分变化对典型草甸小叶章(TMC)和沼泽化草甸小叶章(MMC)枯落物分解及氮动态的可能影响.试验沿水分梯度设漂筏苔草群落(PF)、毛果苔草群落(MG)、乌拉苔草群落(WL)、沼泽化草甸小叶章群落(XII)、典型草甸小叶章群落(XI)和岛状林群落(DZL)6个分解小区.研究表明.水分条件对枯落物分解有重要影响,当未来降水格局变化导致小叶章湿地形成积水环境后,TMC和MMC枯落物的失重率分别将增加4.33%-16.76%和24.84%-53.97%.分解速率将增加10.51%-32.73%和77.85%-93.92%,95%分解时间将减少0.72-1.85 a和3.67-4.05 a;TMC和MMC枯落物的氮含量及氮积累指数的变化较为一致.但不同小区间的变化模式差异较大.二者枯落物的氮在DZL、XI、WL、MG和PF小区整体上均表现处出释放累积的交替变化特征.但仍以释放过程为主.在XII小区,氮在整个时期一直表现为释放.C/N分解过程中氮养分的调控作用更为重要;TMC和MMC枯落物的氮现存量分别为12.75 g·m-2和8.29 g·m-2.氮年归还量分别大于1.95 g·(m2·a)-1和2.25g·(m2·a)-1;温度对枯落物相对分解速率具有促进作用,水分条件对其具有抑制作用.当分解环境的养分状况不发生较大变化时,相对分解速率取决于枯落物基质质量,当养分状况发生较大改变时,相对分解速率取决于环境养分供给状况.     

非规则多跨简支梁桥纵向地震反应及参数影响分析

考虑支座非线性和桥墩弹塑性的影响,建立了不等墩高5跨非规则简支梁桥的有限元模型。采用非线性时程分析方法计算了不同地震波输入下多跨简支梁桥的纵向地震反应,研究了非规则多跨简支梁桥邻跨刚度比及上部结构间相互碰撞效应对桥梁纵向地震位移反应和内力反应的影响规律。研究表明,邻跨刚度比对非规则多跨简支梁桥的桥墩剪力、墩底弯矩、墩顶位移、梁体位移、墩梁间相对位移及主梁间相对位移有着显著的影响,并且邻跨刚度相差越大,影响越为显著,更容易使上部梁体发生落梁破坏;考虑桥梁上部结构碰撞效应时,邻跨比对桥梁结构反应的影响受地震波的影响较大,碰撞未必加剧落梁破坏。     

琼江河流域森林生态系统水源涵养能力估算

森林生态系统的水源涵养功能是其生态功能的重要组成部分.琼江流域森林生态系统是长江上游生态屏障的重要组成部分,其森林生态系统的水源涵养功能将极大地影响当地的生产生活.文章以四川省遂宁地区琼江河流域2007年森林资源二类调查数据为基础,运用综合蓄水能力法,比较了研究区不同森林类型、林龄、海拔、坡度下的林冠降雨截留能力,枯落物最大持水量和土壤蓄水能力,评估了区域尺度森林生态系统的水源涵养能力.结果表明,2007年,研究区内森林生态系统涵养水源总量为1125.02×104 m3.其中,林冠层截留占总涵养水源量的18.07%,枯枝落叶层持水量占3.34%,土壤蓄水量达到78.59%,是森林涵养水源的主体.柏木因其面积上的优势,使得其水源涵养贡献率最大,达到92.44%;阔叶混交林单位面积涵养水源量最大,达到1568.39 t·hm-2,其次是针阔混交林(1517.10 t·hm-2),经济林(1461.99 t·hm-2),针叶混交林的水源涵养能力最弱,仅1045.39 t·hm-2,主要是因为研究区内针叶混交林土壤的非毛管孔隙度较小.因绝大多数有林地的海拔都处在300~500 m处,使得其水源涵养贡献率最大,达到98.65%.同时,平坡森林生态系统的水源涵养能力最强,达到1171.92 t·hm-2,其次是缓坡,可达1150.59 t·hm-2,能力最小的是陡坡森林生态系统,仅1147.34 t·hm-2.近50 a来,研究区内森林覆盖率变化较大,按照其“十二五”规划,研究区在2015年森林覆盖率将达到45%,根据其森林面积的变化估计其森林涵养水源量可达1511.2×104 m3.在对研究区水源涵养功能及其差异认识的基础上,进行合理经营与管理,可以最大限度地发挥森林生态系统服务功能.     

汉江上游不同林龄麻栎林枯落物的水文功能评价

麻栎林普遍存在于汉江上游,其涵养水源能力的发挥对维持汉江上游流域生态平衡具有重要的作用。于2020年12月对汉江上游天柱山3个不同林龄(15a、25a、33a)的麻栎林样地进行了枯落物厚度和蓄积量调查,利用浸泡法测定了枯落物各水文功能指标,运用熵权法对3个林龄麻栎林枯落物的水源涵养能力进行了综合评价。结果表明：麻栎林枯落物总厚度在3.0—4.8 cm,蓄积量介于13.76—14.39 t·hm^-2,二者在林龄之间差异不显著(P=0.591;P=0.993);不同林龄麻栎林内半分解层枯落物的瞬时持水量和吸水速率略大于未分解层的;二者的枯落物瞬时持水量均在10min内快速增加,20min后缓慢增加,其与浸泡时间呈对数关系,R²为0.764 6—0.960 6;未分解层枯落物的瞬时持水量表现为15 a>33 a>25 a,而半分解层的则表现6 h之前25 a的略大于15 a的,之后二者的持水量几乎相等,但二者均大于33 a的;相应的不同林龄内未分解层和半分解的枯落物吸水速率均在20 min内很快降低,2 h之后吸水速率以接近0的趋势变小...     

基于Monte Carlo的海洋平台圆柱落物落点分析及危险区快速评价*

为实现海洋平台落物风险快速精确评价，针对传统推荐性规范经验化、过于简化、平面化及未体现工程随机性等问题，以圆柱落物为研究对象开展先导研究，基于3D运动理论模型，提出1种采用Monte Carlo方法表征工程随机性以实现危险区快速精确评价的方法，自主开发形成海洋平台圆柱落物危险区快速评价工具（MREDP），着重分析落点分布规律和危险区等级划分。结果表明:落点分布整体呈现“倒工字圆弧型”、两端“一密一疏”、关于X轴对称特点；MREDP快速评价结果可信，评价周期大幅降低；MREDP快速评价危险区相对较大、存在多峰值点，DNVGL-RP-F107推荐危险区相对保守、存在单峰值点。     

天山云杉森林生态系统的水源涵养能力海拔梯度变化特征

为揭示天山云杉森林的水源涵养功能,探究天山云杉林枯落物层和土壤层水文效应特征。以天山北麓中段的天山云杉森林为研究对象,沿海拔梯度(1 500-2 300 m)布设系列样地,采用样地调查法和室内浸泡法对天山云杉森林枯落物层和土壤层的水源涵养能力进行定量分析,明确其在海拔梯度上的分异特征。结果表明,1)天山云杉森林枯落物层厚度(2.50-3.38 cm)和蓄积量(13.6-21.7 t·hm^-2),两者均随海拔的升高而显著减小(P<0.05);天山云杉森林枯落物层最大持水量(50.9-65.0 t·hm^-2)和有效拦蓄量(21.6-25.8 t·hm^-2)均随海拔升高先增大后减小;对比不同海拔梯度枯落物的持水过程发现,其在浸水1h内持水量迅速增加,此时吸水速率最大;相同时间内,半分解层枯落物持水量均大于未分解层。2)在1 500-1 700、1 700-1 900、1 900-2 100、2 100-2 300 m 4个海拔段的土壤容重(0.481、0.621、0.643、0.452 g·cm^-3...     

长江中游平原湖区人工林枯落物和表层土壤持水特性

研究长江流域平原湖区人工林的水源涵养功能,对长江两岸造林绿化和生态修复具有重要指导意义.通过野外调查,采用室内浸泡法,分析比较了7种不同林分类型枯落物层和土壤表层的水源涵养能力.结果表明:(1)枯落物半分解层蓄积量大于未分解层,未分解层蓄积量以池杉林(Taxodium ascendens)最大,半分解层蓄积量以苏柳林(Salix jiangsuensis)最大.池杉林的总蓄积量最大,为3.90 t/hm2;(2)未分解层最大持水率大于半分解层,其值分别为263.63％～530.86％和209.17％～277.91％.未分解层和半分解层的最大持水量为0.95～4.48和4.15～6.02t/hm2,分别以池杉林和苏柳林最大;(3)未分解层有效拦蓄量为0.44～3.11 t/hm2,半分解层为0.75～3.82 t/hm2,分别以池杉林和二球悬铃木林(Platanus acerifolia)最高.总最大持水量和总有效拦蓄量均以池杉林最大,分别为9.61和5.64t/hm2;(4)枯落物持水量随浸水时间的延长表现为先显著增加后减缓,最后达到饱和,两者之间呈对数函数关系.枯落物吸水速率随浸水时间的延长表现为前期吸水速率较大,后急剧变小,最后趋近于0,两者之间呈幂函数关系;(5)表层土壤最大持水量和有效持水量最大的均为苏柳林,分别为1 116.27和213.27t/hm2.枯落物层以池杉林水源涵养能力较好,土壤表层以苏柳林水源涵养能力较好.总体来看,以苏柳林的综合水源涵养能力较好.