巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤對防護網(wǎng)應(yīng)用的響應(yīng)機制研究

巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤修復(fù)中通常需要鋪設(shè)防護網(wǎng)，人工土壤對防護網(wǎng)應(yīng)用的響應(yīng)機制是一個值得探討的科學問題，對巖石邊坡的科學防護與生態(tài)護坡具有重要科學意義。針對應(yīng)用不同防護網(wǎng)重建人工土壤后的典型巖石邊坡，從不同防護網(wǎng)的護土作用、重金屬污染狀況、土壤理化性質(zhì)以及植被狀況等方面研究了人工土壤特性的演變及其成土特性。結(jié)果表明，應(yīng)用防護網(wǎng)的巖石源植生土的水穩(wěn)性團聚體含量顯著小于農(nóng)田源植生土，分形維數(shù)顯著小于農(nóng)田源植生土和自然邊坡土，而農(nóng)田源植生土和自然邊坡土的分形維數(shù)之間無顯著差異。巖石邊坡人工土壤富啡酸和有機質(zhì)含量均表現(xiàn)為坡中＞坡上＞坡下，胡敏酸含量則表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上。巖石邊坡人工土壤Pb、Mn的含量比農(nóng)田土壤增加明顯，但Cd、Zn、Cu的含量與農(nóng)田土壤之間差別并不明顯。巖石邊坡人工土壤Cd、Pb含量隨鐵路運行時間的增加而增加，而Cr、Cu、Zn、Fe含量卻沒有這種變化趨勢。巖石邊坡人工土壤有機質(zhì)含量以及植被覆蓋率、豐富度指數(shù)比自然邊坡低。取得了在Nature出版集團旗下期刊Scientific Reports等刊物上發(fā)表16篇學術(shù)論文、培養(yǎng)10名研究生、獲得9項授權(quán)發(fā)明專利、榮獲1項四川省科技進步一等獎等系列科研成果。 2100433B

鐵路、公路、水利、電力、礦山等工程建設(shè)造成了很多裸露的巖石邊坡，防護網(wǎng)被廣泛應(yīng)用于巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤的重建與生態(tài)恢復(fù)之中。然而，防護網(wǎng)的應(yīng)用會對人工土壤特性產(chǎn)生何種影響至今尚不清楚，是亟待解決的基礎(chǔ)性科學問題。本研究針對應(yīng)用不同防護網(wǎng)重建人工土壤后的典型巖石邊坡、不同防護網(wǎng)和坡度交互作用條件下的模擬巖石邊坡，利用野外定位試驗、模擬實驗、土壤發(fā)生學理論與方法，調(diào)查測定巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤的理化性質(zhì)、生物性質(zhì)、重金屬污染狀況以及植被狀況、土壤侵蝕狀況、防護網(wǎng)的土壤腐蝕性。明確巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤特性與防護網(wǎng)應(yīng)用狀況、植被狀況、巖石邊坡狀況之間的互饋關(guān)系，弄清巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤對防護網(wǎng)應(yīng)用的響應(yīng)機制，為巖石邊坡的科學防護與巖土工程治理提供理論依據(jù)。

道路、水電、礦山等工程建設(shè)造成了很多裸露的巖石邊坡，由此引起的生態(tài)環(huán)境破壞現(xiàn)象十分嚴重。巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤特性的演變直接關(guān)系到巖石邊坡生態(tài)護坡的可持續(xù)性。本研究針對不同生態(tài)護坡時間重建人工土壤后的典型巖石邊坡、不同坡度和坡向及外源物質(zhì)交互作用條件下的模擬巖石邊坡，利用野外定位試驗、模擬實驗、土壤發(fā)生學理論與方法，調(diào)查測定巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤的理化性質(zhì)、生物性質(zhì)以及植被狀況、土壤侵蝕狀況、失穩(wěn)破壞形式。明確巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤特性與生態(tài)護坡時間、外源物質(zhì)組成、植被狀況、邊坡穩(wěn)定性之間的相互關(guān)系，深入研究分析自然環(huán)境因子、人工干擾、巖石邊坡自身狀況對巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤特性演變的影響，弄清巖石邊坡創(chuàng)面人工土壤特性的演變機理，為巖石邊坡生態(tài)恢復(fù)、科學防護提供理論依據(jù)。 2100433B

樹輪-氣候響應(yīng)機制是進行古氣候重建、分析不同時間尺度氣侯變化規(guī)律的基礎(chǔ)，但目前對樹輪氣候響應(yīng)機制缺乏樹木生理生態(tài)學基礎(chǔ)研究，因此從生理生態(tài)學角度研究樹木徑向生長對氣候因子的響應(yīng)機制具有重要價值。本項目擬在祁連山東部選擇祁連圓柏、云杉、油松等不同針葉樹種為研究對象，對樹木徑向生長、樹干液流進行長期連續(xù)觀測；并在生長季內(nèi)，定期對樹木的光合作用進行監(jiān)測，同時制取不同樹種的形成層切片觀測形成層細胞變化規(guī)律；結(jié)合自動氣象站的觀測數(shù)據(jù)，分析樹木徑向生長和各項生理指標以及形成層細胞變化與氣候因子之間關(guān)系。在定點連續(xù)觀測研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合植物生長模型Vaganov-Shashkin模型的樹木生長過程模擬研究，綜合探討研究區(qū)不同樹木徑向生長的生理生態(tài)學機制，確定影響不同樹種樹木徑向生長的關(guān)鍵氣候因子，揭示不同樹種樹輪/氣候響應(yīng)機制，為樹輪氣候?qū)W研究奠定基礎(chǔ)；研究結(jié)果還將為研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護提供科學依據(jù)。