Modelling rainfall interception losses of three plantations in the Loess Plateau

The forest canopy affects the water entering the forest ecosystem by intercepting rainfall. This is especially pertinent in forests that depend on rainfall for their ecological water needs, quantifying and simulating interception losses provide critical insights into their ecological hydrological processes. In the semi-arid areas of the Loess Plateau, afforestation has become an effective ecological restoration measure. However, the rainfall interception process of these plantations is still unclear. To quantify and model the canopy interception of these plantations, we conducted a two-year rainfall redistribution measurement experiment in three typical plantations, including a deciduous broadleaf plantation (Robinia pseudoacacia) and two evergreen coniferous plantations (Platycladus orientalis and Pinus tabuliformis). Based on this, the revised Gash model was used to simulate their interception losses, and the model applicability across varying rainfall types was further compared and verified. The experiment clarified the rainfall redistribution in the three plantations, and the proportions of throughfall to gross rainfall in Robinia pseudoacacia, Platycladus orientalis, and Pinus tabuliformis were 84.8%, 70.4%, and 75.6%; corresponding, the stemflow proportions were 2.0%, 2.2%, and 1.8%; the interception losses were 13.2%, 27.4%, and 22.6%, respectively. The dominant rainfall pattern during the experiment was characterized by low-amounts, moderate-intensity, and short-duration, during which the highest interception proportions across the three plantations were observed. We used the Penman-Monteith equation and the regression method, respectively, to estimate the canopy average evaporation rate of the revised Gash model, finding that the latter provides a closer match to the measured cumulative interception (NSE >0.7). When simulating interception under the three rainfall patterns, the model with the regression method better simulated the cumulative interception and event-scale interception for Platycladus orientalis and Pinus tabuliformis plantations under the dominant rainfall pattern. The results contribute valuable information to assess the impact of forest rainfall interception on regional hydrologic processes.     

多因素作用下石膏岩软化特性

为了研究隧道施工过程中石膏质围岩软化特性,以三叠系下统嘉陵江组地层中的石膏岩为研究对象,进行了多因素正交软化试验研究,分析了浸泡时间、溶液温度、 浓度对石膏岩软化后力学参数的影响规律。研究结果表明：石膏岩的软化系数和弹性模量随着浸泡时间的增加而减小,减小速率也随之降低;软化系数和弹性模量随溶液温度的升高而呈线性减小;在影响石膏岩软化后力学参数3个因素中浸泡时间的影响最大,权值高达80%,温度次之,权重为16%左右,而 浓度对石膏岩的软化影响非常微弱;建立了浸泡时间与溶液温度两个因素耦合作用下石膏岩软化后单轴抗压强度与弹性模量变化情况预测公式。在试验数据及结论的基础上从围岩坚硬程度划分、防排水措施及支护措施等方面提出了石膏围岩隧道的施工措施及建议。     

高温循环作用后大理岩裂纹扩展试验研究

利用偏光显微镜对经历不同高温循环作用后的细粒大理岩进行观测,通过统计微裂纹长度、开度、数量等参数,探讨不同加热循环次数后岩样内微裂纹的扩展规律。结果表明,（1）经历不同热循环次数作用的岩样,微裂纹的数量和长度均不同,未经热处理岩样内颗粒致密,胶结较好,内部无明显的微裂纹。经历4次热循环作用后岩样内微裂纹发育明显,以晶界裂纹为主,开度和长度均显著增加。岩样经历16次热循环作用后开度持续增大,为55 µm,是4次热循环的4倍;（2）对不同热循环处理后岩样内部发育微裂纹的方向进行了统计,发现微裂纹无明显的方向性,还表明细观切片的取样位置对微裂纹的发育影响不大;（3）线性裂纹密度随热循环次数的增加而增大,经历16次热循环作用后岩样的线性裂纹密度是没有经历热处理岩样的21倍。     

山西沁水盆地东北部太原组沉积序列及环境演化*

山西沁水盆地东北部上石炭统—下二叠统太原组含有丰富的煤与煤层气资源,在昔阳黑土岩村一带有良好的露头剖面。以黑土岩村剖面为主要研究对象,结合邻区部分钻孔资料,对石炭—二叠系太原组的岩石特征、沉积构造、化石组成及沉积序列类型进行了详细分析。取得如下成果: 在研究剖面中识别出有障壁和无障壁海岸以及三角洲3种沉积体系,5种沉积相、3种亚相和5种微相,并在太原组中部层段发现混积潮坪沉积;建立了9种沉积序列类型及其古环境分布模式,并基于沉积序列的垂向变化规律,提出了本区太原组的沉积环境模式,进而简要论述了太原组自下而上从障壁岛—潟湖—潮坪到浅海—潮坪,最后到三角洲的沉积环境演变过程。     

生物碎屑灰岩差异成岩及储集层特征:以伊拉克HF油田白垩系Mishirif组为例*

中东地区白垩系Mishirif组以生物碎屑灰岩为主,其形成于温暖潮湿的环境中。综合利用岩心、铸体薄片、全岩分析、常规物性及高压压汞等资料,以伊拉克HF油田Mishrif组为例,开展生物碎屑类型、分布特征、差异成岩及储集层特征等研究。Mishrif组灰岩中生物碎屑以底栖有孔虫、非固着类双壳类、厚壳蛤和棘皮动物为主,含少量苔藓动物、藻类与海绵动物,其含量、类型及大小对沉积环境有重要指示意义。沉积环境决定岩石组分与结构的差异,在此基础上成岩作用控制岩石的孔隙结构与物性特征。生物碎屑主要经历了不同程度海水环境的泥晶化和生物钻孔、大气淡水环境的溶蚀和胶结、埋藏环境的压实压溶和颗粒破裂作用。以底栖有孔虫和非固着类双壳类碎屑为主的低能沉积环境具有“弱溶蚀、强胶结、强压实”的成岩特征,主要发育微孔、晶间孔及粒内孔,孔喉分布呈偏细态细微喉单峰型,物性较差;以厚壳蛤和棘皮动物碎屑为主的高能沉积环境具有“强溶蚀、弱胶结”的成岩特征,主要发育铸模孔、粒间孔及粒间溶孔,孔喉分布呈偏粗态中粗喉极宽峰型,是Mishrif组最有利储集层。以HF油田Mishrif组为代表的白垩系生物碎屑灰岩在中东地区发育广泛,故上述成果对于该地区生物碎屑灰岩油气开发具有重要意义。     

嘉鱼断裂西向延伸与第四系活动特征

嘉鱼断裂为已证实的隐伏断层。该断裂从洪湖老湾西南横切长江,沿近东西—北东东向延展,经嘉鱼县城东北马鞍山北缘向东延伸于斧头湖,长约40 km,该断裂东端已有明显出露,而断裂尾部并没有明显出露。由于区内小尺度物探资料的缺乏,使得该断裂的走向和活动性都缺少相关证据。本文利用浅层地震反射结合折射层析成像方法,采用2 m道间距接收人工地震波,利用多次覆盖技术和密集炮集折射记录,分别对数据进行反射处理和层析成像,获取了浅层地震反射剖面和高分辨率折射层析成像剖面,并参考相关区域地震安全性评价钻孔资料进行解译。综合研究结果表明：浅层地震反射和高分辨率折射联合应用可互补,尤其在外界干扰较为严重的区域,利用高分辨率折射层析成像可减少浅层地震反射对断层的误判。此外,研究结果证实了嘉鱼断裂的具体位置,其性质为北盘下降、南盘上升的正断层,且该断层错断了第四系沉积层。     

庆阳地区超高层巨厚层黄土地基工程地质特征

为了更深层次地了解黄土的地质特征,以庆阳地区某超高层巨厚层黄土地基为研究对象,对陇东黄土的物理和力学性能进行了深入探究。主要通过原位试验与室内试验,从地层结构、分布深度、液限、塑限、塑性指数、孔隙比、湿陷变形、剪切波速、地基土承载力、抗剪强度等方面对该地区黄土的工程性能进行了综合分析与评价,结果表明：5.0 m以内的马兰黄土湿陷性较强烈,黏聚力小,压缩性大;随着黄土厚度逐渐增大,离石黄土及午城黄土黏聚力增大,压缩性减小,呈轻微-中等湿陷性;受压超过400 kPa的马兰黄土、受压大于600 kPa的离石黄土及受压大于200 kPa的午城黄土均无湿陷性;15.0 m以内土体最大干密度为1.67~1.76 g/cm³,最优含水率为16.6%~17.7%;含水率高值相对集中在地下水位62.0 m以下、饱和度90.0%以上地区。     

三角褐指藻与抑食金球藻的竞争及化感作用研究

为探明三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）对抑食金球藻（Aureococcus anophagefferens）是否具有化感作用,本研究以三角褐指藻和抑食金球藻为实验材料,研究了抑食金球藻在单培养和共培养条件下的生长情况及三角褐指藻培养滤液对其生长和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:三角褐指藻对抑食金球藻有明显的化感抑制作用。在单培养体系中,抑食金球藻的生长曲线可用逻辑斯谛增长模型拟合,随着起始密度的增加,环境容量（K）逐渐减小,而抑食金球藻的种群瞬间增长率（r）、进入拐点时间及稳定期细胞密度均较为接近;当三角褐指藻与抑食金球藻以不同起始密度比共同培养时,抑食金球藻的生长均受到了显著地抑制（P<0.05）,但其抑制作用并未与三角褐指藻的密度呈明显的线性关系;滤液培养实验发现,10 mL和15 mL三角褐指藻培养滤液的加入可对抑食金球藻的生长产生显著影响（P<0.05）,对其叶绿素荧光参数没有影响（P>0.05）,25 mL和35 mL三角褐指藻培养滤液的加入可对抑食金球藻的生长和叶绿素荧光参数均产生显著的抑制作用（P<0.05）,叶绿素荧光参数F_v/F_m、ΦPSⅡ、alpha的值降低,Ik的值增加,PSⅡ受到损害。     

混合菌群发酵马尾藻作为海藻肥料的研究

从马尾藻原位分离发酵菌群,采用分子生物学手段分析鉴定菌种组成,获得发酵菌株4株分别为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium),非脱羧勒克氏菌(Leclerciaadecarboxylata),鞘氨醇单胞菌(Sphingomonasleidyi)以及赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillusmacroides);控制4菌株接种比例进行马尾藻发酵,监测发酵过程中菌种生物量、褐藻酸含量及褐藻寡糖含量变化规律,结果表明,马尾藻经发酵36 h生成聚合度2-5的褐藻寡糖,并伴随菌种二次生长及pH下降等易于观察检测的参数变化;含褐藻寡糖的发酵原液稀释600倍后,能够明显促进小麦种子萌发及根生长,与清水对照相比萌发率提高26%,根系长度增长37%。本研究为微生物发酵法生产海藻肥料提供了可行案例,证实该方法简单有效,可操作性强,有广阔的应用前景,为将来实现海藻发酵肥工业化生产提供理论支持和数据支撑。     

壳聚糖碱性氨基酸衍生物的合成及抑菌活性研究

利用接枝反应,采用碱性氨基酸修饰壳聚糖,制备壳聚糖赖氨酸衍生物、壳聚糖精氨酸衍生物、壳聚糖组氨酸衍生物。通过红外(FT-IR)、核磁(~1H-NMR)、元素分析(EA)对其进行表征,并研究了不同壳聚糖氨基酸衍生物的抑菌活性。结果表明,壳聚糖赖氨酸衍生物、壳聚糖精氨酸衍生物、壳聚糖组氨酸衍生物、壳聚糖对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度(MIC)分别为320、160、320、640μg/mL,对大肠杆菌的最低抑菌浓度(MIC)分别为320、320、320、640μg/mL,三种壳聚糖氨基酸衍生物的抑菌活性均明显高于未修饰壳聚糖。通过引入碱性氨基酸增加壳聚糖的正电荷有利于提高其抑菌活性。