植物地境及物种地境稳定层

植物地境是其生境的重要组成部分.地境结构的系统分析应作为探索植物与其地境生态关系的重要手段之一.植物地境具有鲜明的耗散结构特征, 内部的宏观稳定性和层次性是适应外界环境的自组织结果, 并与植物根群的“层片”结构相契合.每一“层片”代表一个特定的地下小环境.若地境具有多个“层片”, 说明该地境拥有可被多种植物利用的多样小环境.根群作为根系的主功能区, 是联系植物与地境的纽带.与植物的根系相比, 根群的“层片”现象更清晰.通过根群的“层片”, 不同植物实现资源分割, 避免过激竞争, 能够长期共存.基于地境耗散结构特征分析和各物种根群所处深度范围的统计结果, 首次建立了物种地境稳定层的概念.某一物种根群所处的位置即为该物种的地境稳定层.物种地境稳定层可作为地境生态功能分层的基本单位.较之地境全剖面各指标的平均值, 地境稳定层内理化指标组态更为真实地反映了植物生存的地下环境, 可用以确定物种的生存域; 不同植物的生理和生活习性是对其稳定层内指标组态量值及动态变化规律的一种响应; 地境所能提供的稳定层的多寡及组态对地表植物群落的结构具有一定的控制作用; 地境稳定层的消失和产生, 可导致对应物种的消亡和入侵, 造成植物群落的演替.      

额济纳盆地生态系统的地质学分析

本文从生态地质学的角度对额济纳盆地生态系统进行了分析,阐明了额济纳盆地各个生态子系统的地境条件与相应植物群落结构之间的耦合关系.并指出了各生态子系统的稳定性:①河湖岸带生态子系统地境条件最好,但大多数植物的生存域范围狭窄,群落结构并不十分稳定.②湿地生态子系统、荒漠戈壁生态子系统和沙漠生态子系统地境条件较差,但是生长在这些子系统中的大都是一些生存域宽,能够适应恶劣环境的植物,因此群落结构相对较稳定.最后根据各个子系统的特点提出了相应的治理对策.     

黑河下游典型生态系统水分补给源及优势植物水分来源研究

通过对黑河源区降水、 黑河下游河岸林生态系统、 人工梭梭林生态系统梭梭及戈壁红砂生态系统土壤水和浅层地下水稳定氢氧同位素组成(δD、 δ¹⁸O)的测定, 对黑河下游典型生态系统土壤水和浅层地下水的补给源进行了研究. 同时通过对比分析河岸林生态系统胡杨和柽柳、 人工梭梭林生态系统梭梭及戈壁红砂生态系统红砂等优势植物根系水及其对应的土壤水及浅层地下水的δ¹⁸O, 对黑河下游典型荒漠植物水分来源进行了研究, 并对不同潜在水源对植物水分来源的贡献率进行了计算. 结果表明: 河岸林生态系统和人工梭梭林生态系统的土壤水和浅层地下水来自黑河源区的降水, 源区降水通过黑河河道输水补给河岸林进而形成土壤水和浅层地下水, 但人工梭梭林的土壤水蒸发作用强烈. 戈壁红砂生态系统由于远离黑河, 土壤水不受黑河源区中上游输水的补给. 就植物水分来源而言, 在河岸林生态系统中, 乔木胡杨主要利用40~60 cm的土壤水和地下水, 灌木柽柳主要利用40~80 cm的土壤水; 人工梭梭主要利用200 cm至饱和层土壤水和地下水; 戈壁红砂主要利用175~200 cm的土壤水. 因此, 在黑河下游极端干旱区, 土壤水和地下水是维持荒漠植物生存、 生长及发育的主要来源.     

华北地区石灰岩质高陡边坡修复先锋植物遴选

为了遴选出适合于华北地区高陡岩质边坡生态修复的先锋植物,采用地境再造技术在济南石灰岩地区建立了2个高陡边坡生态修复试验场,试验栽植落叶、常绿及藤本类植物共14种,并对2个试验场植物的成活率和生长状况进行长期监测。在对长期监测数据分析的基础上采用综合评价指数法建立植物适宜性评价模型,并以此为依据遴选出适合于高陡岩质边坡修复的先锋植物。研究表明：常绿植物优选侧柏、圆柏及大叶扶芳藤作为先锋植物;落叶植物优选刺槐、黄栌、连翘为先锋植物;藤本类植物爬山虎因其成活率高且生长速率快,可在短期对高陡岩壁有效覆盖,优选作为先锋植物。     

古亚洲洋的演化:来自古生物地层学方面的证据

古亚洲洋的南缘跨越我国新疆、甘肃、内蒙古、黑龙江等地.对位于中国境内的古亚洲洋构造格局及其演化的研究成果进行了详细分析和总结,并归纳出存在的主要分歧.通过分析古亚洲洋构造域地层出露情况和古生物（放射虫、腕足类和古植物）地理分布,提出了2点认识:（1）早古生代,古亚洲洋西段在中国境内的主洋盆可能位于天山地区,东段的主洋盆可能位于艾力格庙-贺根山-林西-黑河一线;晚古生代,古亚洲洋西段的主洋盆位于南天山,东段的主洋盆位于索伦-温都尔庙-西拉木伦-延吉一线.（2）古亚洲洋西段洋盆关闭的时间大概是早石炭-中二叠世,东段洋盆关闭的时间是晚二叠世;其中,北山北部和南天山西南段的洋盆延续至晚二叠世,洋盆关闭的时间可能在二叠纪末或更晚.此外,针对古亚洲洋构造域上古生界地层出露及其研究现状,提出了古生物学和地层学在未来古亚洲洋演化研究中可能发挥的作用及其具体方法.      

磨刀溪梯级水电开发对河岸植物群落的影响

于2008年采用植被常规调查方法,对磨刀溪干流3个引水式电站对河岸植物的影响进行调查研究,按影响情况,各电站设3个采样点.用植物生活型、物种多样性等参数,衡量小水电对河岸植物群落的影响.共采集到维管植物157种,其中乔木21种,灌木19种,草本植物117种.结果表明:各样地之间河流生境物理因子(流速、水深、底质类型、底质异质性)之间存在显著性差异;总的物种丰富度和草本植物的物种丰富度在各样地间存在显著性差异,乔木和灌木物种丰富度差异不显著;物种多样性方面,各样地之间差异性显著;湿生植物物种丰富度分析表明,小水电的修建,造成坝下样地湿生植物成分较低,与坝上样地和电站出水口样地有明显差异.研究认为,引水式电站的修建使河流河岸植被的连续性受到干扰,不利于河流生物多样性的保护.     

黄土区露天煤矿排土场人工林下植被发育动态

基于安太堡露天煤矿南排土场1 hm²“刺槐(Robinia pseudoacacia)+榆树(Ulmus pumila)+臭椿(Ailanthus altissima)”配置模式动态监测样地复垦17年和22年的调查数据,采用多项指标对人工林下草本层植物物种多样性进行测度,同时利用方差比率法(VR )、χ²检验和Spearman秩相关系数检验对群落草本层物种总体关联性和主要物种的种间联结性进行了分析。结果表明:(1)复垦17年后,人工林下草本层共调查到20科46属62种植物,以菊科植物优势地位明显;复垦22年后,共记录到 18科39属53种草本层植物,禾本科植物的重要值逐渐增加。5年间,优势成分由大籽蒿(Artemisia sieversiana)变为鹅观草(Roegneria kamoji)。与原地貌自然植被相似,人工林下多年生和中生植物在两次调查中均占优势。随着复垦年限的增加,人工林下1年生、1-2年生及中生植物重要值下降,多年生和旱生、中旱生、旱中生植物的重要值有所增加。(2)复垦17年后,人工林下草本层植物物种丰富度已超过原地貌自然植被。随着演替的进展,Patrick丰富度指数有所降低,Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均呈现增加趋势。复垦22年后,人工林下草本层植物物种多样性已修复至原地貌自然植被的94.12%。(3)人工林下草本层植物总体关联性由显著负关联变为不显著负关联。主要物种正负关联比由0.30上升至0.79,但均小于1,并且呈极显著和显著关联的种对数较少,说明人工林下草本层植物群落种间联结较为松散,各物种间的关系以竞争为主。主要种针茅(Stipa capillata)与榆树(U.pumila)幼苗呈显著正相关,它们均为地带性物种,生态适应性强,可用于该矿区植被恢复的优选物种进行混合种植。该研究可为矿区植被重组和生物多样性保护提供理论依据。     

水资源管理制度超模博弈分析——以钱塘江与黑河为例

运用超模博弈理论,以流域水资源管理制度形成的角度来解释流域各区段水资源管理政策执行面临的外部环境约束与激励,并通过模型描述了水资源管理域与外部关联域之间的博弈关系。分析发现：超模结构在当前钱塘江与黑河流域的水资源博弈中发挥着重要影响。钱塘江流域水资源管理制度收益函数对水功能区治理变量和经济域治理变量有递增差异。黑河流域水资源管理制度收益函数对分水治理变量和社会域治理变量有递增差异。由于这种关联作用对各区段主体策略集的限制,流域间水资源管理制度逐渐异质化,各流域管理结构呈现出一定的区域特色。钱塘江流域水资源管理偏重于扁平化、职能化管理,黑河流域为科层结构下水资源的层级分配。并依据以上研究结论提出了制度建议。     

黑河中下游荒漠区植物多样性分布对土壤水分变化的响应

基于对黑河流域中下游荒漠区植被和土壤生境的调查分析,以土壤水分在各调查样地中的差异来反映研究区的生态水文特征,采用种的丰富度和多度来代表荒漠植物多样性研究了荒漠植物,包括隐花植物多样性分布对土壤水分变化的响应。土壤水分变化不仅直接影响着荒漠植物的多样性,而通过影响其它生境因子又间接地影响着多样性的维持。因此,如何维持中下游相对稳定的土壤水分来源是该区荒漠植物多样性保育今后所要面临的挑战。     

黑河流域不同生境植物水分来源及环境指示意义

选择黑河流域三种典型生境类型(绿洲、 绿洲-荒漠过渡带、 荒漠), 通过分析其不同植物木质部水分与其土壤潜在水源稳定氢(δD)和氧(δ¹⁸O)同位素组成, 研究了不同生境中植物的水分来源情况. 结果表明: 荒漠生境中植物倾向于利用深层土壤水(>160 cm); 绿洲-荒漠过渡带中沙蒿和沙拐枣主要利用20~40 cm层位的土壤水, 梭梭可能的利用层位是60~80 cm, 花棒可能利用100 cm左右的水分, 柽柳则利用120 cm以下的土壤水; 绿洲植物吸水层位多集中在0~100 cm, 其中, 假苇拂子茅可能水源是20 cm左右的土壤水, 玉米则为20~40 cm, 柽柳和杨树的吸水层位为60 cm左右, 棉花则是利用80 cm左右的水分. 稳定性同位素估测各生境植物水分来源的结果与其土壤含水量的结果一致, 同一生境中吸水层位相似的植物间存在水分来源竞争. 不同生境中植物水分来源的深浅存在递变, 从深到浅表现为荒漠>过渡带>绿洲, 不同生境同种植物也存在同样变化, 说明植物稳定氢氧同位素组成可以用来指示干旱区绿洲化、 荒漠化过程.     

探地雷达在探测地下采空区范围中的应用

由放心弃的地下采空区引起的地面沉陷,已成为一种典型的地质灾害,严重影响工程建设的顺利进行。为了采取相应的治理措施,查明地下采空区的埋深及分布范围显得十分重要通过实例,简述探地雷达在探测地下采空区范围中的应用,探测目的在于确定地下采空区的深度,查明地下采空区的范围,为公路建设选线提供可靠依据。     

隐伏活动正断层地区地下建筑的避让问题:以渭河断裂咸阳段为例

活断层对城市建设的影响长期以来受到科研人员与城市建设者的重视。活断层避让距离的确定直接影响活动断裂地区建筑物的选址。伴随着中国地下空间开发进入快速发展阶段,活动断裂地区的地下建筑选址问题应运而生。以隐伏活动正断层为例,综合考虑地下建筑震害影响、隐伏活动正断层地区地质背景、断裂活动性以及发震破坏特征,对活断层地区地下建筑的避让问题开展研究。研究表明：地下建筑受活断层发震的影响比地面建筑小,但断裂发震的影响依然需要重视;隐伏正断层破坏范围受多方面的影响因素控制,地下建筑避让距离的划定需以断层变形带的边界为起点进行;结合渭河断裂咸阳段的地质背景与断裂活动特点,确定断层上、下盘的避让距离分别为30 m和15 m,得出渭河断裂咸阳段地下30 m以浅限建带的宽度为140 m。     

长江中华鲟栖息地适合度模型研究

对与水生生物生存栖息相关的河流底质、水深、水温、流速、水质等生态因子进行研究。提出水生生物的栖息地适合度模型,从生物生存栖息地影响角度对河流治理工程进行科学的评价。以长江珍稀动物中华鲟为研究对象,通过对影响中华鲟的各种生态因子的统计研究,分析整理出适宜其生存繁殖的河流水温、水深、底质、流速、含沙量及食卵鱼10个因子的临界指标,得出了这些因素的适合度曲线。发展了适合评价长江中华鲟栖息地的适合度方程,并用12组实测数据对模型进行了修改验证,提出了适合评价长江中华鲟栖息地适合度模型。     

中国城市地下空间地质结构分类与地质调查方法

城市地下空间开发和利用是顺应城市发展规律的合理抉择,也是我国近年来城市建设的热点区域。中国幅员辽阔,各类城市分布在不同的地貌区域内,具有不同地质背景和地质结构条件,在进行大规模城市地下空间开发和利用之前,要根据不同的地质地貌条件对各类城市地下空间结构进行初步分类,建立我国城市地下空间工程地质结构的分类体系,用于指导未来我国各类城市地下空间开发利用的工程实践。在考虑到不同城市所处地貌位置、区域构造特征、岩石圈深部结构特点、现今地震活动情况、地下岩土体结构、地下水埋深等多种参数,对未来中国可能进行大规模地下空间开发和利用的49座城市进行了分类。将地貌位置作为一级划分单元,对处在同一地貌部位各类城市所处大地构造环境、壳幔特征、基底结构、表层断层活动性以及潜在震级大小进行区分;同时对表层岩土体类型和岩土体立体结构进行分类。城市地下空间分类是基于对地下空间的精细化探测。本文还总结了现今对地下地质结构的调查方法,包括地面调查、钻探、地球物理勘探和建模方面的新技术和新方法,但对于在复杂地质环境下及深层地下空间开发中结构系统的全要素精细探测仍需要发展新的方法和理论,对不同类型城市地质结构模型的构建理论和描述方法也有待突破,城市地下空间地质结构分类体系和分类方法仍需进一步完善。     

水位变化对鄱阳湖苦草潜在生境面积的影响

苦草是鄱阳湖越冬水鸟的重要食物资源,为量化水位变化对鄱阳湖苦草生境的影响,基于环境流体动力学模型(EFDC)和生境适宜度曲线,构建了鄱阳湖苦草生境数值模拟模型;对三峡水库175 m试验性蓄水后鄱阳湖苦草潜在生境面积变化进行了连续模拟,建立了苦草潜在适宜生境和水深≤4 m水域面积变化与星子站水位的定量响应函数;并据此分析了三峡水库运用及拟建鄱阳湖水利枢纽对苦草潜在生境面积的影响。星子站水位15 m左右时苦草潜在生境面积最大,潜在适宜生境和水深≤4 m水域面积分别为1 703 km^2和2 336 km^2。三峡水库运用可有效保障鄱阳湖苦草潜在生境面积,但其扰动幅度也明显减小,潜在适宜生境和水深≤4 m水域面积序列标准差在三峡运用后减幅分别达到27%和47%。拟建鄱阳湖水利枢纽调控水位在其下闸蓄水期和长江上游水库蓄水调节期内宜分别控制在16 m以下和13.5 m以上,可保障潜在适宜生境及水深≤4 m水域面积与最大值相比减幅分别控制在20%和10%以内。成果明晰了水位变化对鄱阳湖苦草潜在生境面积的定量影响规律,为江湖新水沙条件下鄱阳湖生态系统保育提供了量化依据。     

水位变化对鄱阳湖苦草潜在生境面积的影响

苦草是鄱阳湖越冬水鸟的重要食物资源，为量化水位变化对鄱阳湖苦草生境的影响，基于环境流体动力学模型（EFDC）和生境适宜度曲线，构建了鄱阳湖苦草生境数值模拟模型；对三峡水库175 m试验性蓄水后鄱阳湖苦草潜在生境面积变化进行了连续模拟，建立了苦草潜在适宜生境和水深≤4 m水域面积变化与星子站水位的定量响应函数；并据此分析了三峡水库运用及拟建鄱阳湖水利枢纽对苦草潜在生境面积的影响。星子站水位15 m左右时苦草潜在生境面积最大，潜在适宜生境和水深≤4 m水域面积分别为1 703 km²和2 336 km²。三峡水库运用可有效保障鄱阳湖苦草潜在生境面积，但其扰动幅度也明显减小，潜在适宜生境和水深≤4 m水域面积序列标准差在三峡运用后减幅分别达到27%和47%。拟建鄱阳湖水利枢纽调控水位在其下闸蓄水期和长江上游水库蓄水调节期内宜分别控制在16 m以下和13.5 m以上，可保障潜在适宜生境及水深≤4 m水域面积与最大值相比减幅分别控制在20%和10%以内。成果明晰了水位变化对鄱阳湖苦草潜在生境面积的定量影响规律，为江湖新水沙条件下鄱阳湖生态系统保育提供了量化依据。     

地球物理探测技术在成都市浅表地质结构调查中的应用研究

【研究目的】 查明城市浅表地质结构特征,对于城市地下空间规划、开发区建设、地质灾害评价等有着重要的指导意义,而无损、抗干扰能力强的地球物理探测技术在提供城市地区地下地质信息方面可以发挥关键作用。【研究方法】 为了支撑成都市浅表的三维地质填图工作,本文应用11种新、老地球物理探测技术,开展了成都市浅表地质结构的探测研究。【研究结果】 研究结果表明：（1）地质雷达对于近地表的地层结构成像、建筑结构识别分辨率较高;（2）瞬态面波、混合源面波、三分量频率谐振法对50 m以浅的地质结构识别能力强,分辨率很高,但探测深度有限;（3）微动勘探法和高密度电阻率法对50 m以浅的地质结构分辨率较高,但深部分辨率一般;（4）等值反磁通瞬变电磁抗干扰能力强,施工效率高,50 m以浅分辨率较高,50~200 m深度范围内分辨率一般,对膏岩泥岩有较好的识别能力;（5）半航空瞬变电磁可弥补了常规物探方法无法进入特殊场地施工的不足;（6）浅层地震勘探对于浅地表50～300 m深度范围内的砂泥岩互层的变化特征和断层结构特征效果较好,配合自然伽马曲线,可有效识别砂泥岩的岩性界面;（7）音频大地电磁可有效识别成都平原深大断裂的空间分布形态。【结论】 综合各种地球物理方法的优缺点,建立了成都市浅表地质结构的地球物理组合探测技术方案,以期能为今后的城市浅表地质结构调查提供参考。     

煤矿井工开采对冻土环境的影响分析

在多年冻土区进行煤矿井工开采,冻土稳定性是影响煤矿开采的制约性因素。采用数值模拟方法分析煤矿井工开采对冻土环境的影响。研究结果表明,最大融深随时间呈增大趋势;沿井壁深度,最大融深逐年增加,在多年冻土与季节冻土的交界附近,最大融深增加较快。由于开采巷道横截面较小,在有效的冻土保护措施下,井壁周围多年冻土温度升高幅度不会太大,因而井工开采会对井壁周围多年冻土造成一定影响,但不会造成大面积冻土的融化变形。