土壤结构与田间持水率间的定量关系研究

对山西省晋中盆地9种不同质地土壤干密度和田间持水率的测定进行了同步系列试验,揭示了田间持水率随土壤干密度的变化过程及其特性,建立了田间持水率与土壤干密度之间的定量关系。试验结果表明,不同质地土壤的田间持水率都随土壤干密度的变化而变化,随着土壤干密度的增大,田间持水率经历从小到大,一直达到某一极限值,而后随土壤干密度的进一步增大而减小的变化过程;不同质地土壤具有不同的田间持水率极限值,田间持水率的极限值在孔隙度为42%～46%范围内时出现。田间持水率与土壤干密度的之间较好地符合二次多项式函数关系,采用二次多项式函数关系,通过土壤干密度实现对田间持水率的预测可以获得满意的结果。     

腐烂等级、径级对阔叶红松林木质残体含水率和密度的影响

【目的】含水率和密度是木质残体重要的物理性质。为了更合理地评估森林生态系统养分含量和生产力变化,对阔叶红松林木质残体的含水率和密度进行研究。【方法】以东北典型阔叶红松林中主要树种红松、臭冷杉、枫桦、槭树、椴树、水曲柳、榆树的木质残体为研究对象, 对5个腐烂等级(Ⅰ—Ⅴ)下的3个径级(ⅰ—ⅲ)进行取样, 分析腐烂等级、径级、树种、结构组分(边材、心材)对木质残体含水率、密度的影响。【结果】随腐烂等级的增加, 木质残体含水率显著增加, 密度显著降低; 除腐烂等级Ⅲ和总体木质残体边材密度显著高于心材外, 其余腐烂等级木质残体含水率、密度在边材与心材之间均无显著差异; 除腐烂等级Ⅰ的木质残体心材含水率外, 其余腐烂等级木质残体边材、心材的含水率和密度在部分树种之间均有显著差异。木质残体含水率、密度在径级间均无显著差异; 径级ⅰ的木质残体边材、心材含水率在部分树种间有显著差异, 径级ⅰ、ⅲ的木质残体边材、心材的密度在部分树种间均有显著差异。【结论】受不同因素的影响,阔叶红松林木质残体的含水率、密度有不同的变化规律, 且腐烂等级以及树种是导致木质残体分解过程中引起含水率、密度显著变化的重要因素。     

小兴安岭丰林阔叶红松林木质物残体的贮量特征分析

木质物残体(WD)包括粗木质残体(CWD,直径D≥ 10 cm)和细木质残体(FWD, 1 cm≤D＜10 cm),是森林生态系统中重要的组成部分。以小兴安岭丰林阔叶红松(Pinus koraiensis)林30 hm²监测样地木质物残体为研究对象,分析了WD的物种组成、径级结构、存在形式、腐烂等级的分布及其与林分因子的相关关系。结果表明: 样地内D≥ 1 cm的WD材积为104.26 m³/hm²,其中FWD与CWD的材积比为0.5:99.5; WD密度的径级分布呈典型的倒“J”形,且以小径级(≤ 20 cm)的WD为主(52.9%)。WD的材积呈近“J”形,红松WD的材积随着径级的增加而增加,其余树种呈近正态分布。 WD的存在形式主要以树段、拔根倒和干基折断为主,随着径级增加,树段的密度和材积比例逐渐减小,拔根倒和干基折断的密度和材积比例先增加后减少。 CWD的腐烂等级呈近正态分布,主要集中在Ⅲ、Ⅳ等级。 WD的总密度与活立木的总密度显著正相关(P ＜ 0.05)。WD的总断面积与活立木的总体积、最大胸径(DBH)、平均DBH均显著负相关(P ＜ 0.05)。WD总体积与活立木的总断面积、总体积显著负相关(P ＜ 0.05)。总体来看Ⅲ、Ⅵ、Ⅴ腐烂等级WD的密度、断面积和体积均与活立木的基本参数显著相关。     

密度调控对川西山地云杉人工林地被物及土壤水文特征的影响

【目的】研究不同密度调控(对照(未疏伐)、密度调控Ⅰ(疏伐强度65%)、密度调控Ⅱ(疏伐强度75%))对川西山地云杉(Picea asperata Mast.)人工林地被物及土壤水文特征的影响。【方法】通过典型抽样法获取了不同处理方式下林地苔藓、枯落物和土壤的水文指标,并开展相关指标的比较分析。【结果】疏伐不但促进了云杉人工林的单株生长量,还促进了林下植被的生长,各调控处理促进效果从强到弱依次为调控Ⅱ、调控Ⅰ、对照;林下苔藓的最大持水率介于558%~594%之间,显著低于天然林,但在3个处理间不存在显著差异;就苔藓蓄积量和最大持水量而言,密度调控Ⅱ显著高于另两种处理,这可能与林下苔藓多样性和生物量随着光照条件的改善而增加有关;3个处理间,林下枯落物的蓄积量、最大持水率和最大持水量均无显著差异;云杉人工林林下土壤密度介于0.87~0.93 g/cm~3之间,显著高于天然次生林以及原始林土壤密度,但无论是在各个层次间还是不同的处理类型下均无显著的差异。两种密度调控处理的土壤毛管持水量、最小持水量和最大持水量均较对照组显著增加,但两密度调控组间则无显著差异,这可能是因为林分地下生物量的增加,促进土壤层有机质含量以及土壤动物活动等,进而促进土壤层孔隙度增加并改善渗透能力。【结论】从6 a的短期效应看,两种调控处理均对云杉人工林的地被物和土壤的持水能力产生了一定的正面效应,且密度调控Ⅱ的影响更大些,长期影响仍有待于进一步研究。     

吉林蛟河不同演替阶段针阔混交林 凋落物持水特性研究

凋落物层是森林土壤不可缺少的保护层,在森林水土保持及水源涵养中起着不可替代的作用。为探究中国东北东部山地不同演替阶段针阔混交林凋落物持水特性的变化规律,以及持水特性与演替阶段之间的关系,以吉林省蛟河市林业实验区管理局林场不同演替阶段针阔混交林凋落物为研究对象,分别在中龄林、近熟林和成熟林固定监测样地中采用蛇形取样法均匀地选择5个边长为20 cm的正方形样方,并将每个样方内的未分解层和半分解层的凋落物取回实验室进行持水特性分析。采用室内浸水法计算凋落物的蓄积量、持水量、持水率以及凋落物的有效拦蓄量,并结合野外观测数据分析林下凋落物的持水特性与演替阶段之间的关系。结果表明:不同演替阶段凋落物的总蓄积量为成熟林(7.26 t/hm²)>近熟林(4.56 t/hm²)>中龄林(3.68 t/hm²),持水量大小为成熟林(21.23 t/hm²)<近熟林(35.24 t/hm²)<中龄林(47.71 t/hm²),持水率大小为成熟林(844.72%)>近熟林(742.58%)>中龄林(592.02%),有效拦蓄量为成熟林(31.32 t/hm²)>近熟林(20.52 t/hm²)>中龄林(11.98 t/hm²)。林分各演替阶段不同分解程度的凋落物持水量与持水率均随着浸水时间的增加呈对数关系增长,吸水速率则随浸水时间的增加呈幂指数关系下降。研究表明,成熟林的持水性能最强,近熟林、中龄林持水性能依次减弱。不同演替阶段林分最大持水量、最大持水率与蓄积量大小排序一致,表明持水量、持水率与蓄积量有很强的相关关系,蓄积量越大,凋落物持水量、持水率越高,森林凋落物持水能力越强。     

防火林带不同树种枝叶持水率研究

通过对盱眙香樟、女贞、侧柏、广玉兰、杨树、海桐、油茶和淡竹等8种树种的鲜枝叶含水率和枯枝叶最大持水率的测定,分析了不同木质可燃物的失水率。结果表明:(1)杨树的鲜叶含水率、鲜枝含水率、枯叶最大持水率和枯枝最大持水率等4种含水率都明显大于其他树种,女贞、广玉兰、海桐、油茶等4种植物的4种含水率也相对较高;侧柏和淡竹除了枯叶最大持水率稍高外,其他3种含水率较低,香樟枯枝最大持水率较低,其他3种含水率中等。(2)广玉兰和杨树的鲜叶和鲜枝失水速率都是最慢的,而侧柏和油茶较快,其他树种为中等失水速率;枯枝叶失水都较慢的有杨树、广玉兰和女贞,其次为香樟、侧柏,其他树种有的枯叶失水快,有的枯枝失水快。     

低界面张力下重油-水两相垂直管流流动型态

为深入研究添加表面活性剂后油水两相的流动规律,采用自主研发的垂直管流装置,实验研究加表面活性剂后界面张力低于1 mN/m条件下持水率、混合流速等对重油(密度大于1.0 g/cm³)-水两相流动型态的影响,并建立流动型态图版。基于漂移流模型建立加剂后重油-水两相流动型态转变界限方程。结果表明：8种流动型态在较低的持水率下,分散相液滴更易被拉长,且2种或2种以上流态共存;加剂后混合流速越大、持水率越高,乳状液形成时间越短,经历的流型也越少;计算结果与实验结果吻合度超过90%。     

岷江冷杉原始林土壤物理性质的海拔梯度变化

为探明岷江冷杉原始林土壤物理性质与海拔梯度的关系,以卧龙邓生阴坡岷江冷杉原始林沿海拔梯度2 700~3 600m内设置的样地调查数据为基础,分析土壤密度、土壤孔隙度、土壤持水性能和土壤石砾含量随海拔梯度的变化.结果表明,相同海拔下土壤密度随土层深度增加明显增大,各土层土壤密度随海拔升高出现先升高后降低的变化趋势,但差异不显著;土壤总孔隙度和毛管孔隙度随着土层深度的增加有所减小,但减小不明显.相同海拔下土壤含水量、毛管持水量、最小持水量、最大持水量等随土层深度增加呈现显著性减小;不同海拔梯度岷江冷杉原始林下土壤总孔隙度和毛管孔隙度的差异不显著,导致土壤含水量、毛管持水量、最小持水量、最大持水量等也呈现出不显著的变化趋势,土壤石砾含量与土层深度和海拔高度的关系也不显著.     

压实黄土力学特性室内试验研究

对山西吕梁某地黄土状填土进行室内试验研究,分析其工程力学特性,对比不同击实能下的击实曲线,表明随击实能增大,最大干密度增大而最优含水量减小.进行室内侧限压缩试验,分析含水量和击实能对压实黄土孔隙比和压缩系数的影响,试验结果表明:含水量越大压缩系数越大,随压力的增加含水量越大的压实黄土孔隙比减小越快;含水量和竖向压力相同时,随着击实能增大,土样孔隙比减小,压缩系数减小.     

压实黄土力学特性室内试验研究

对山西吕梁某地黄土状填土进行室内试验研究,分析其工程力学特性,对比不同击实能下的击实曲线,表明随击实能增大,最大干密度增大而最优含水量减小.进行室内侧限压缩试验,分析含水量和击实能对压实黄土孔隙比和压缩系数的影响,试验结果表明：含水量越大压缩系数越大,随压力的增加含水量越大的压实黄土孔隙比减小越快;含水量和竖向压力相同时,随着击实能增大,土样孔隙比减小,压缩系数减小.     

碳酸钙含量对砂型土壤水分特征曲线的影响研究

本文使用高速冷冻离心机对含量为0%、10%、30%、50%碳酸钙的砂型土试样进行了水分特征曲线测试,并测定了混合试样的容重、孔隙度、饱和导水率和田间持水量.由于土壤颗粒微观结构是影响土壤持水能力的主要因素之一,为了进一步分析试验结果,用扫描电子显微镜(SEM)观测混合试样的微观结构,最后对试验结果用VG(Van Genuchten)模型进行拟合.结果表明:随着土壤中碳酸钙含量的增加,土壤水分特征曲线左移,即在相同土壤吸力下,土壤含水率下降,土壤容重增大,孔隙度减小,饱和导水率减小,田间持水量减小,土壤持水能力降低.扫描电子显微镜观察表明,土壤中碳酸钙含量增加后,碳酸钙与土粒聚集形成团粒结构,小孔隙减少,大孔隙增多,导致土壤在相同吸力下,持水能力减弱,通气能力增强,这应该是导致岩溶土水土保持能力弱的原因之一.     

基于线性回归方法的缝口强度影响因素分析

为了研究紫外线纤维织物缝口强度的影响,利用正交试验,对具有抗紫外线功能的涤棉混纺平纹布与常规涤纶斜纹布和涤棉混纺平纹布的缝口强度进行测试,并用线性回归对数据进行拟合,分析各因素及抗紫外屏蔽剂对缝口强度的影响．结果表明：添加了抗紫外线屏蔽剂后,织物的缝口强度下降;织物中的纱线强度越高,组织结构越紧密,其缝口强度的基础值越大;缝口强度受缝迹密度的影响最大,且随着缝迹密度的增加而增大;缝口强度随着缝针针号的增大而减小;缝口强度随着缝份宽度的增加而增强,但受缝份宽度增加影响的幅度逐渐减小．     

贵州苗族地区不同管理模式下林地枯落物持水特性研究

贵州省苗族地区的森林管理主要有3种模式:林业政府部门管理的国有林,苗寨共同管理的集体林,苗族农户自己管理的私有林.本文对这3种不同管理模式的林地枯落物持水特性进行了研究,通过枯落物量调查和浸泡实验,分析不同管理模式下枯落物的持水量、持水率以及吸水速率的差异和变化规律.结果表明:3种林地枯落物的平均厚度、湿重和干重的大小顺序均为国有林集体林私有林.枯落物自然持水量和最大持水量的大小排序为国有林集体林私有林;而最大持水率高低顺序为:私有林国有林集体林.不同林地枯落物持水过程的变化规律基本一致,浸水初期,持水率迅速增大,而吸水速率迅速降低;浸水后期,基本达到饱和吸水,持水率达到最大,而吸水速率趋于零.贵州苗族同胞按照不同的管理条款和政策,对森林实施不同的管理,是造成林地枯落物持水特性的差异的原因.     

抗磨白口铸铁冒口水射流切割的实验研究

依据设计的前混合磨料水射流切割机,进行高强度的抗磨白口铸铁冒口的切割试验;研究了切割参数(压力、切割速度、流量和靶距)对一次最大切割深度的影响,研究表明:驱动压力越大,一次切割最大深度随之近似线性增加,切割速度越大,一次切割最大深度越小;磨料流量越大,一次切割最大深度先增大后减小,切割靶距越大,一次而切割深度先增大后减小选择。因此,合理的参数对系统运行效率和安全有着重要的意义。     

致密油储层可动油分布特征及其影响因素

中国致密油资源丰富,但物性较差,而可动油饱和度一定程度上表征储层开发难易程度及开发潜力的大小。为了定量分析致密油储层可动油分布特征及其影响因素,以核磁共振可动油实验为基础,结合高压压汞和恒速压汞实验对致密油储层23块岩心进行研究。研究表明:3个层位致密储层可动油主要由亚微米喉道(0.1~1μm)和纳米喉道(0.1μm)控制,而微米喉道(1μm)控制的可动油含量很少。可动油饱和度随着渗透率的增大而增加,且随着渗透率的增大,亚微米和纳米喉道控制可动油的含量增大较高。对于致密油储层,渗透率越大,最大喉道半径越大,分选性越差,粗歪度,储层可动油饱和度越高;而孔喉半径比越大,可动油饱和度就越低。孔隙、喉道发育特征是影响可动油的主要因素。     

发泡橡胶的微孔结构对其性能的影响

研究了发泡橡胶的微孔结构和分布对其力学性能、动态力学性能和摩擦性的影响。结果表明:发泡橡胶中微孔尺寸越大、孔径分布越宽,其拉伸性能越好。发泡橡胶的tanδ峰值随微孔平均面积的增大而增大。发泡橡胶的储能模量随着微孔平均密度的增加而减小,而随着微孔平均面积的增加而增加。温度越低,微孔结构对储能模量的影响越大;随着发泡橡胶微孔平均间隙的增大,摩擦系数随之增大。随着发泡橡胶单位体积内微孔平均个数的增多,摩擦系数减小;干燥路面所受微孔结构的影响要大于湿滑路面。     

工艺参数对针刺过滤毡孔径及透气的影响

为了探究针刺密度、混合比、热轧工艺对针刺过滤毡孔径及透气性能的影响,以涤纶纤维、ES纤维为原料,设定混合比为30∶70,50∶50,70∶30,通过非织造针刺工艺,制备5种不同针刺密度的针刺过滤毡样品.然后选择涤纶与ES纤维配比为50∶50的10种样品进行热轧处理(热轧温度为170℃)及测试.结果表明,热轧前后样品的平均孔径都随着针刺密度增加呈多项式关系下降,最大孔径都随着针刺密度增加呈指数关系下降;透气性随着针刺密度增加呈多项式关系下降.但在热轧前随着针刺密度的增加,孔径和透气性能降低的幅度都较大,而热轧后随着针刺密度的增加,孔径和透气性降低的幅度都较小;在相同针刺密度下,样品的平均孔径和最大孔径都随着较细纤维比例的增加而减小.     

缙云山国家级自然保护区不同生境下苔藓植物持水能力研究

苔藓植物作为森林生态系统的重要组成成分,具有很强的持水能力,发挥着重要的生态功能。然而,不同生境下苔藓植物的持水能力研究报道较少。选取重庆市缙云山国家级自然保护区石生、土生、树生3种不同生境下苔藓植物优势种共7种,采用室内浸泡法,定量评价它们的最大持水能力并揭示持水量随时间的变化规律。研究结果显示,7种苔藓植物能够吸收自身质量5.45~16.35倍的水分,最大持水量为8.92~27.18t·hm~(-2);其中桧叶白发藓(Leucobryum juniperoideum)在3种不同生境下的最大持水率和最大持水量均比相同生境下的其他群落优势种高。石生生境下3种优势种的平均最大持水量高于土生和树生生境下的优势种平均最大持水量。持水量随着浸泡时间的增加而增加,在浸泡30min内持水量增长最快,浸泡8h后接近饱和,符合y=kln x+p的关系式。研究结果可为重庆市缙云山国家自然保护区苔藓植物多样性保护和苔藓植物水文功能研究提供了科学依据。     

喀斯特石漠化区顶坛花椒林地土壤水分物理性质变化

生态经济型植物的种植是喀斯特石漠化区植被恢复的有效措施,顶坛花椒是贵州花江喀斯特石漠化综合治理区种植最为广泛的植物。本文以顶坛花椒作为研究对象,分析不同径阶顶坛花椒对土壤水分物理性质的影响,研究结果表明:1)在不同深度土壤密度的变化中,2、8径阶土壤密度变化差异不显著,4、6、10径阶土壤密度变化差异显著;在不同径阶土壤密度变化比较中,2、4、6、8径阶土壤密度变化差异不显著,而10径阶的土壤密度与其它各径阶存着显著差异变化。2)从土壤孔隙度来看,8径阶土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度值都最大,10径阶值都普遍偏小,土壤总孔隙度的具体顺序为:8径阶2径阶6径阶4径阶10径阶。3)从土壤含水率、从田间含水量、最大持水率、毛管持水率等蓄水特性来看,各径阶顶坛花椒持水能力顺序均为:8径阶2径阶6径阶4径阶10径阶,其变化规律与土壤孔隙度变化一致。     

山岳型景区客运索道支架对景区植物的干扰

以福州鼓山、泉州仙公山和深圳大侠谷索道支架为例,筛选对索道建设中各种胁迫具有普遍抗性的植物,通过样地调查和土壤取样,研究植物物种及其干扰因素,分析植物群落指标特征及土壤重金属污染程度对植物影响的关联性.结果表明:索道支架处干扰样地植物群落结构改变,物种多样性及密度降低,相关性小;干扰样地物种差异显著,乔木受干扰程度最大,灌木密度较高,草本植物的物种数量、密度与重要值均最大.索道支架建设和油漆施工,致使土壤受到重金属铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)污染,其中Cr存在轻度污染,Cd,Pb达到强污染,且索道运行时间越长,土壤重金属综合污染指数越大.干扰样地、对比样地中乔木、灌木和草本植物的物种相似度均随着Cr,Cd,Pb污染指数的增加而减小.分析确定:在我国南方亚热带常绿阔叶林景区,盐肤木(Rhus chinensis Mill.)、构树(Broussonetia papyrifera(Linn)L’Hér.ex Vent)、地菍(Melastoma dodecandrum Lour.)与山菅(Dianella ensifolia(L.)DC.)为客运索道支架处的优势物种.