杨树防护林带三维结构模型及其参数求解

表面积密度和体积密度的空间函数是表征防护林带三维空气动力学结构的两个重要指标, 依据这两个函数方可构建林带三维空气动力学结构模型. 然而, 中国对于防护林带三维结构模型中的树体表面积、体积以及二者在林带空间的分布函数一直没有科学地定义, 无法准确反映林带的立体结构对空气动力学效应的影响, 成为该研究领域的难点和前沿问题. 本文以中国北方地区杨树为主要造林树种所营建的防护林带为研究对象, 基于杨树树体结构和林带结构配置模式, 通过多个典型样带调查和不同径级的标准木树干解析实测数据分析, 建立了杨树总表面积/总体积函数、树体不同组分(干、枝和叶)表面积/体积函数以及两者在林带空间上的分布函数等子模型, 并求解得到了每个模型所需参数, 从而得到适用于描述中国北方典型杨树农田防护林带三维结构的空气动力学模型. 结果表明: 杨树防护林带的表面积密度为0.215~10.131 m²/m³, 体积密度为0.00007~0.04667 m³/m³, 二者在林带冠层内的空间变化较大, 且其分布是不均匀的. 可见, 在林带边界层的大气模拟研究中, 以往对林带结构三维分布视为均匀的假设不够客观, 与实际情况有较大误差. 本文所得到的模型不但可较为准确地检验干、枝和叶等不同组分对大气边界层流场的影响, 而且可揭示林带整体空气动力学特征, 同时可表达与杨树林带结构相似的其他树种组成的林带的三维结构, 客观地阐明林带的空气动力学机理, 从而提高林带作用下的边界层流数值模拟的精度, 为合理地调控防护林带结构、充分发挥其防护功能提供依据.     

冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响

全球气候变化引起的中高纬度地区积雪覆盖和降雪格局变化,造成该区域土壤冻融交替强度和频次变化,是土壤氮循环的重要影响因素。冻融温差和冻融循环次数影响微生物数量和群落的变化,进而影响土壤氮素生物地球化学循环。以大伙房水库实验林场小流域的河岸缓冲带生态系统为研究对象,通过分析冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响,阐明冻融交替对土壤无机氮含量变化的影响机制,为评估小流域氮素流失风险提供依据。结果表明：随着冻融循环次数的增加,土壤无机氮含量呈增加趋势;不同温差的冻融循环处理对土壤无机氮影响不同,冻融条件为-5/+5℃和-20/+5℃时土壤无机氮含量在冻融循环10次之后分别为34.9±0.9 mg/kg和37.2±0.8 mg/kg,是处理前的1.21和1.41倍;冻融温差和冻融循环次数对土壤NH₄⁺–N含量有极显著影响(P<0.01),土壤冻融10次后土壤NH₄⁺–N含量是对照处理的4-10倍;冻融循环次数对土壤NO₃^－–N含量有显著影响(P<0.05),冻融温差对NO₃^－–N含量无显著影响(P>0.05);土壤微生物量氮含量对冻融循环的响应显著(P<0.01)。可见,冻融交替显著增加了土壤无机氮含量,由于早春季节植被对无机氮吸收较少,可能增大土壤氮素随冰雪融化的淋溶流失风险。     

辽河流域太子河流域N、P和叶绿素a浓度空间分布及富营养化

通过对太子河流域46个采样点溶解性无机氮、溶解性无机磷、总氮、总磷、电导率、p H、溶解氧和叶绿素a浓度及相关环境因子的测定,分析氮、磷浓度与叶绿素a浓度的空间分布特征,利用回归分析判别氮、磷与叶绿素a浓度的相关性,冗余分析判别河流水质与环境因子的关系,并初步评价太子河流域水体富营养化状况.结果表明:太子河流域氮、磷浓度具有明显的空间异质性,表现为上游浓度较低且变化较平稳,辽阳段浓度逐渐上升且波动增大,鞍山段浓度最高.冗余分析显示氮、磷浓度的空间分布特征与土地利用方式、海拔、河岸缓冲带宽度、植被多样性密切相关.叶绿素a浓度与氨氮、硝态氮、溶解性无机氮、溶解性无机磷、总氮、总磷和电导率呈显著正相关,说明营养盐的增多在一定程度上会促进浮游藻类的增长.太子河流域水体富营养化评价综合指数显示,太子河流域"中"营养状态点位有27个,占58.7%,"富"营养状态点位有19个,占41.3%,没有"贫"、"重富"和"极富"营养状态.     

灰色系统GM(1,1)模型在建筑物变形监测中的应用

对GM(1,1)模型的基本原理进行了介绍,给出了模型预测精度评定的方法和等级指标,并基于MATLAB实现模型对实际工程沉降数据的预测,对模型的预测效果进行了分析。