不同结构单排林带防风效应的风洞模拟

风速大小、林带疏透度及高度都会对林带周围气流产生影响,使气流在林带两侧发生分离或积聚,从而形成不同的防护功能区。为探求林带结构对防风效应的影响机理,选取10组高度和疏透度不同的林带模型,对其防风效应进行了风洞模拟实验,通过绘制加速率等值线图及其变化趋势线、防风效应图,并计算不同结构单排林带的有效防护距离,进而揭示风速、林带疏透度和高度对林带上风向和下风向风速、防风效应和有效防护距离的影响规律。     

砾石覆盖对边界层风速梯度的影响

通过莫高窟窟顶野外风洞实验对不同覆盖度砾石床面风速梯度的变化规律进行了研究。结果表明,床面砾石平均高度以下风速梯度随砾石覆盖度变化比较杂乱,而砾石平均高度以上风速梯度随覆盖度增加呈现出有规律的变化。从覆盖度5%到35%风速逐渐减小, 40%~80%趋于稳定,35%最小。据此,大气边界层可明显分为两层,约以砾石平均高度为界,下层定义为粗糙亚层,上层定义为惯性亚层。粗糙亚层风速梯度随砾石间距高度比D/H值的变化同样比较杂乱;惯性亚层风速梯度随砾石间距高度比D/H值的变化规律比较一致:风速在D/H值0.3~1.5段趋于稳定,2.0~4.0段风速逐渐增大,1.5处风速最小。另外,对砾石床面不同高度阻风效应的计算表明,砾石床面的阻风作用在砾石床面表面附近最强(0.75 H~1.1 H),粗糙亚层阻风作用随高度增大而增大,惯性亚层阻风作用随高度增大逐渐减小。该粒径砾石阻风效应最优间距高度比D/H值为1.5,最优间距为3 cm,最优覆盖度为35%,为砾石防沙工程的铺设提供了一定的参考作用。     

塔克拉玛干沙漠南缘头状沙拐枣幼苗生长和生物量分配对不同灌溉量的响应

水是荒漠生态系统中首要限制因子。由于水分限制程度不同,植物幼苗在生长过程中表现出不同的适应策略。在塔克拉玛干沙漠南缘的沙漠-绿洲过渡带,设计了0 mm（处理A）、100 mm（处理B）、200 mm（处理C）3种不同的灌溉量,对头状沙拐枣幼苗生长和生物量分配展开实验性研究。结果表明:①处理A比处理B和处理C地下生物量均有所增加;不同灌溉条件下,头状沙拐枣幼苗的根冠比均小于1,随灌溉量的减少头状沙拐枣幼苗的根冠比从0.19增加到0.32;即头状沙拐枣通过改变根系生物量分配适应水分条件变化。②随灌溉量的减少, 头状沙拐枣幼苗主根垂直深度和水平根幅均呈增加趋势。处理A时,头状沙拐枣幼苗根系深度达180 cm以上,处理B和C的根系深度均低于160 cm,表明头状沙拐枣幼苗通过根系的伸长生长来适应水分减少。③在生长过程中,头状沙拐枣通过老同化枝枯落适应土壤水分减少。④株高和冠幅随着灌溉量增加呈先增加后减小趋势,基径随着灌溉量的增加而增加,地上生长指标在不同处理间均无显著差异。     

基于地统计学和GIS技术的呼伦湖溶解氧的空间变异特征分析

呼伦湖是内蒙古第一大湖,在草原生态环境保护中举足轻重。在气候变化和人类活动的影响下,呼伦湖的水环境状况不容乐观。为了掌握呼伦湖水体的水质状况,在实地采样的基础上,基于地统计学半方差函数理论和GIS克立格空间插值方法,定量分析了呼伦湖水体溶解氧含量的空间变异特征及分布格局。结果表明：溶解氧的半方差拟合最优模型为球面模型,该水质参数具有强烈的空间自相关性;空间分布上,结合地表水环境质量标准,呼伦湖大部分水域的水质为IV类;考虑到鱼类等水生生物的生存需要,呼伦湖整体的溶解氧状况基本适合鱼类的生长,其中比较适合的区域分布在湖中部。     

柴达木盆地察尔汗湖相沉积物的粒度分布模式及其环境意义

对柴达木盆地察尔汗地区ISL1A孔的湖相沉积物样品进行了粒度分布特征分析,研究表明：（1）样品的粒度特征呈三峰模式,部分高盐阶段样品缺失第三峰,为双峰模式;（2）2～10 μm部分以湖成组份为主;10～70 μm和70～650 μm部分以风成组份为主;（3）<2 μm的组份可能与湖泊的生物化学成因有关。上述各组份与气候变化密切相关,且各自代表的环境意义也不同：<2 μm和2～10 μm部分反映了湖泊淡化-咸化程度和水量变化过程。10～70 μm部分可能在一定程度上反映了东亚冬季风的强度;70～650 μm部分反映了尘暴天气的程度。环境指标的对比分析很好地验证了ISL1A孔样品粒度各个组份划分的准确性,并可反演92.9 ka以来该地区的古气候演化过程。     

柴达木盆地中部与西南部古沙丘的光释光年代学研究

青藏高原东北部的柴达木盆地广泛分布着风成沉积,其中古沙丘主要分布在盆地东部、中部三湖区和西南缘。柴达木盆地中部和西南部两处古沙丘集中分布区靠近柴达木盆地盐湖区,与盐湖的演化有着密不可分的联系,但是这些古沙丘的形成时代至今没有具体研究。本文应用光释光定年的单片再生剂量法对这两个区域典型的古沙丘进行了风成砂沉积年代测定。结果显示研究区古沙丘的堆积开始于约4~3 ka,并延续至0.5 ka之后被固定,其形成与柴达木盆地晚全新世气候的干旱和盆地内湖泊退缩引起的砂源增加有关;古沙丘下伏的河流相沉积物形成于末次冰消期（12.6±0.8 ka）。古沙丘的固定事件对应青藏高原东北部的冰川前进期,冰川前进期的低温条件可以引起盆地内蒸发量下降和有效湿度相对增加,从而促使植被条件改善并最终使沙丘固定。     

塔里木河下游漫溢区土壤种子库及幼苗库特征

结合土壤种子库萌发实验和幼苗库野外调查,研究塔里木河下游漫溢区土壤种子库和幼苗库特征及两者之间的差异,同时对不同微地形条件下两者多个生态指标进行分析比较。结果显示:（1）土壤种子库和幼苗库共发现有11科21属22种植物。土壤种子库有效种子密度为681±166个\5m-2,而幼苗库的密度为74±30株·m-2。土壤种子库和幼苗库均以多年生草本植物为主。（2）土壤种子库的Margalef指数值显著大于幼苗库,Simpson指数和Shannon-Wiener指数的值则略大于幼苗库。土壤种子库和幼苗库之间的物种相似度为0.553。（3）在不同微地形条件下,土壤种子库和幼苗库的密度和多样性指数变化趋势有所不同,但总体上均表现为土壤种子库大于幼苗库。     

长白山红松阔叶混交林土壤动物生态分布

对长白山红松阔叶混交林分布的上缘、典型分布区和分布下缘土壤动物群落进行研究。结果表明,红松阔叶混交林三个分布区土壤动物群落组成存在差异,其中典型分布区土壤动物多样性指数较高,群落组成均匀。甲螨亚目、辐螨亚目、节跳虫科、球角跳虫科、革螨亚目和山跳虫科相关性较大,共同出现在各分布区。土壤动物垂直分布具有明显的表聚性,且红松阔叶混交林的上缘和典型分布区表聚性更为突出。通过灰色综合关联度分析表明,土壤全钾、全氮和有机质含量对土壤动物群落影响较大,而土壤全磷含量和pH对土壤动物的影响次之。     

基于三维裂隙网络的裂隙岩体表征单元体研究

岩体表征单元体（REV）的研究一直是岩土工程中的重要问题。裂隙岩体REV是其内部复杂结构在尺寸效应上的体现,归因于岩体内裂隙系统的随机性。在三维网络模型的基础上通过计算体积节理数建立了确定岩体REV的方法。这种方法考虑了岩体内裂隙的三维空间密度的特征,采用体积节理数这一参数的收敛状况确定岩体REV的大小。建立了实际岩体的模拟裂隙系统,用一定大小的立方体来分割裂隙系统,统计不同立方体内的体积节理数,并将均值作为最终裂隙岩体的参数。将此参数作为裂隙岩体的属性,通过判别其收敛状况获得了岩体REV的尺寸。考虑了岩体不连续面的特征,建立了REV的分析模型,得出工程岩体的REV的尺寸是裂隙平均迹长的4倍的结论。     

旋喷群桩复合地基承载特性的数值分析

旋喷桩加固软土地基在各种地基处理工程中得到了广泛应用。对旋喷桩的研究多数集中在其施工工艺的改进上,或者针对单桩的承载特性进行研究,而对旋喷群桩的承载特性则研究不多。根据工程实际情况,采用基于MIDAS-GTS的三维有限元分析技术,通过改变旋喷群桩的布置方式、桩弹性模量、桩长、桩径、桩距等设计参数及桩-土接触面等参数对旋喷群桩复合地基承载特性的影响进行了研究。研究表明：旋喷桩加固软土地基主要减小了地表至桩底深度范围内土体的竖向沉降,对桩底下方的土体沉降基本无影响;提高旋喷桩桩径及材料强度会提高复合地基承载能力;不同旋喷桩布置方式、桩-土之间是否设置Goodman接触面单元对地基承载能力基本无影响。