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缙云山三种蕨类植物凋落叶分解研究

缙云山三种蕨类植物凋落叶分解研究

作者：伍小刚西南大学

学位级别：硕士

森林生态系统的演替和发展常受到养分含量的限制,而凋落物性状和凋落物分解过程是影响系统养分循环的关键因素,前者决定了凋落物的养分贡献潜力,后者决定了养分在系统内的流动速度。不同物种适应环境和养分利用对策不同,其所产生的凋落... 详细信息

森林生态系统的演替和发展常受到养分含量的限制,而凋落物性状和凋落物分解过程是影响系统养分循环的关键因素,前者决定了凋落物的养分贡献潜力,后者决定了养分在系统内的流动速度。不同物种适应环境和养分利用对策不同,其所产生的凋落物物理、化学性状存在较大差异,而这些是决定凋落物质量和影响凋落物分解的主要因素,因此森林生态系统的物种组成对于森林生态系统的演替和发展在养分循环方面起着决定性的作用。蕨类植物是各种生态系统的重要组成部分,特别是在热带、亚热带地区的森林生态系统中扮演着重要角色,部分蕨类植物拥有强大的克隆生长能力,常在火烧后的荒地、人工林和天然林窗下发展成为致密的蕨丛,且在蕨丛中残留大量未分解的凋落物,形成森林生态系统的养分库。因此,深入了解蕨类植物的分解过程和养分释放特点,有助于我们进一步明确蕨类植物在森林养分循环中的作用及其对森林演替的潜在影响。为了解蕨类植物凋落物的短期分解过程、养分释放动态及该过程的影响因素,以及其在不同演替阶段的分解规律,探究其在森林养分循环中的作用及对森林演替的潜在影响。本实验选择广泛分布于中亚热带地区森林生态系统林下的狗脊、芒萁和中华里白的叶片凋落物（分为羽片和叶柄）为材料,采用分解袋法在缙云山不同演替阶段的针叶林（COF）、针阔混交林（CEF）和阔叶林（EVB）中进行野外分解实验,分解时间设置为1年,从2013年11月初到2014年11月,每2个月进行一次动态取样,全年共进行6次取样。通过分析凋落物分解过程中的质量丢失动态、养分释放动态及中小型土壤节肢动物群落结构动态,同时比较不同森林演替阶段、不同物种、叶片不同部位之间的分解差异并分析凋落物初始元素含量和森林演替对凋落物分解过程的影响。研究结果如下：1、1年的分解过程中,蕨类植物羽片和叶柄的质量丢失率随分解时间呈相似规律,均为快-慢-快的分解模式,但羽片的质量丢失速度显著快于叶柄,羽片的年质量丢失率为61.77%,叶柄的年质量丢失率为21.62%。凋落物分解的不同时期,林型间凋落物质量丢失率均无显著差异,但在不同物种间存在差异。羽片年分解常数（K）在林型问差异不大,但3个物种均表现为针叶林＜针阔混交林＜阔叶林的趋势,物种间表现为狗脊显著大于芒萁和中华里白,叶柄年分解常数（K）在林型间无一致的规律,物种间表现为狗脊显著大于芒萁和中华里白。2、蕨类植物凋落物中不同元素含量差异较大,不同部位和不同物种间元素含量差异亦较大,羽片中平均N、P含量分别是叶柄的4.3倍和3倍,叶柄中K含量差异较大,其余元素差异较小。1年的分解过程中N表现为先富集后释放,P全程表现为持续富集,K全程表现为净释放,分解1年后,与初始元素含量相比,N、K为净释放,而P为净富集。N、P在叶片不同部位、不同物种、不同林型间年释放率均不同,而K则几无差异。羽片和叶柄均表现为随针叶林、混交林、阔叶林的演替序列N释放率表现增大的趋势,P富集率逐渐降。3、蕨类植物凋落叶年分解常数（K）、元素年释放率与凋落物初始元素含量密切相关。年分解常数（K）与凋落叶初始N、K含量呈显著正相关,与初始C含量、C/N呈显著负相关,与初始P含量、初始N/P无显著关系。N、P年释放率与初始元素含量无显著相关关系,K年释放率与初始N、P含量为显著正相关、与初始C/N有显著正相关关系。4、凋落叶分解过程影响凋落叶中中小型土壤节肢动物的群落结构。全年6次取样,共收集13016只中小型节肢动物,以蜱螨目、弹尾目为优势类群。伴随着凋落叶分解,凋落袋中中小型土壤节肢动物个体数量不断变化,分解前期下降迅速,后期则较为缓慢;类群数随凋落叶分解呈“W”型,类群数最大出现在5月和7月;多样性指数则随凋落叶分解逐渐增加。凋落叶分解过程中,各林型之间土壤节肢动物类群组成、个体数量、类群数、多样性指数的变化趋势呈现一致的规律。本研究表明,1年的分解中,蕨类植物凋落叶质量丢失率、养分释放率在叶片不同部位、不同物种间均表现不同,初始元素含量是影响分解过程的主要因素。蕨类植物凋落叶分解并未对森林演替表现出较为强烈地变化规律,但养分释放和质量丢失随森林演替呈现一定的趋势。凋落叶分解过程中凋落叶质量和数量的变化影响凋落袋中小型土壤节肢动物群落结构动态。

关键词：蕨类植物凋落物分解养分释放森林演替土壤动物

隧道超前地质预报物探方法选择与解译阈值研究

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隧道超前地质预报物探方法选择与解译阈值研究

作者：伍小刚成都理工大学

学位级别：硕士

我国非常重视基础设施建设,公路是基础设施建设的重点,隧道是公路工程的重要组成部分,尤其在西南地区,复杂的地形和地质条件决定了隧道建设的必要性。隧道建设过程中难免遇到不良地质,常见的不良地质有破碎岩体、软弱带、断层、溶洞等,... 详细信息

我国非常重视基础设施建设,公路是基础设施建设的重点,隧道是公路工程的重要组成部分,尤其在西南地区,复杂的地形和地质条件决定了隧道建设的必要性。隧道建设过程中难免遇到不良地质,常见的不良地质有破碎岩体、软弱带、断层、溶洞等,这些不良地质容易引起隧道塌方、突泥、涌水等灾害。为了查明隧址区不良地质情况,有效避免施工地质灾害,超前地质预报技术被引入隧道工程中,在隧道开挖前查明掌子面前方一定区域内的不良地质情况。物探法是隧道超前地质预报常用的方法,常用的隧道超前地质预报物探法有地震波反射法、电磁波反射法、瞬变电磁法、红外探水法、陆地声呐法。本文以天池隧道工程为依托,用层次分析法计算出地震波反射法、电磁波反射法和瞬变电磁法在物探预报方案中的重要性权重,做出具有较强针对性的物探预报方案。然后,总结鹧鸪山隧道、铜锣山隧道、大巴山隧道地震波反射法地质预报资料,得出常见不良地质的纵波波速变化值(△v)和纵横波速比变化值(△v/v)的规律;总结铜锣山隧道和明月隧道瞬变电磁法地质预报资料,得出常见不良地质的视电阻率(ρ)的变化规律。最后,将这些规律应用于九绵高速公路天池隧道超前地质预报解译中,达到提高解译准确性和效率的目的。本文的主要研究成果如下:(1)地震波反射法解译中,纵波波速(v)、横波波速(v)、纵横波速比(v/v)是3个重要参数,这3个参数共有13种变化模式。△v可反映岩体完整性变化情况,△v/v可反映地下水发育情况,通过数理统计得出3种最有可能反映不良地质情况的模式对应的△v和△v/v阈值范围。将其应用到天池隧道超前地质预报工作中,首先根据常规解译对岩体的完整性和富水性情况进行初步判定,再通过查表的方式快速准确地进行解译,这种方法有提高地震波反射法解译准确性和效率的效果。(2)瞬变电磁法解译中,视电阻率(ρ)是反映地下水发育情况的重要参数。通过数理统计得出常见含水节理裂隙、富水岩溶区域的ρ阈值范围,并将其应用在天池隧道超前地质预报工作中,首先根据常规解译对岩体富水性情况进行初步判定,再通过查表的方式快速准确地进行解译,这种方法有提高瞬变电磁法解译准确性和效率的效果。(3)在超前地质预报方法选择方面,将层次分析法用于物探法预报方案中的重要性权重计算,建立了一套基于层次分析法的物探法超前地质预报体系。层次分析模型中包含了影响隧道超前地质预报物探法选择的所有因素,首次预报考虑了所有影响因素选择一种物探法进行预报,当首次预报发现不良地质时则针对不良地质特征通过层次分析法再选择一种物探法进行复测,通过两种及以上物探法尽可能消除预报多解性,提高预报准确性。

关键词：隧道超前地质预报物探法层次分析法阈值

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一种快速准确计算共模扼流圈动态电感的方法

电工技术学报 2018年第19期33卷 4458-4467页

作者：张鹏飞邹军伍小刚朱崇铭清华大学电机系北京100084 智能电网保护和运行控制国家重点实验室(南瑞集团公司) 南京211106

共模扼流圈是通信线或电源滤波的重要组成部分,其对共模干扰信号的抑制起关键作用。实际应用中,扼流圈内同时存在差模电流和共模电流,当差模电流较大时,不同数值的差模电流致使磁心不同程度的饱和,对应磁化曲线工作点进入非线性区,从而... 详细信息

共模扼流圈是通信线或电源滤波的重要组成部分,其对共模干扰信号的抑制起关键作用。实际应用中,扼流圈内同时存在差模电流和共模电流,当差模电流较大时,不同数值的差模电流致使磁心不同程度的饱和,对应磁化曲线工作点进入非线性区,从而使得共模动态电感数值减小、扼流圈共模干扰抑制能力降低。为快速、准确计算非线性情况下动态电感以评估扼流圈干扰抑制能力,根据场量对称关系建立共模扼流圈简化模型,通过有限元方法计算并提取不同差模电流下线圈电流与磁链的关系,利用Simpson数值微分公式计算磁心不同饱和程度下共模扼流圈动态电感。结果表明:所建简化模型相对全模型计算速度提升4～5倍,同时相比传统向前差商法或中心差商法,其计算结果稳定性高、精度高。

关键词：共模扼流圈非线性动态电感 Simpson 数值微分公式

利用矢量递归卷积快速计算GIS开关操作时盆式绝缘子泄漏辐射场的方法

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高电压技术 2019年第9期45卷 2980-2989页

作者：伍小刚张鹏飞朱崇铭邹军智能电网保护和运行控制国家重点实验室南京211106 清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 南瑞集团有限公司南京211106

为快速计算气体绝缘变电站(GIS)开关操作产生暂态过程通过盆式绝缘子处泄漏至外部空间的辐射场,将计算过程分为电路模型计算和电磁场模型计算两部分,电路计算部分指基于导体传输线理论及非线性电弧特性对GIS进行非线性电路建模,并计算... 详细信息

为快速计算气体绝缘变电站(GIS)开关操作产生暂态过程通过盆式绝缘子处泄漏至外部空间的辐射场,将计算过程分为电路模型计算和电磁场模型计算两部分,电路计算部分指基于导体传输线理论及非线性电弧特性对GIS进行非线性电路建模,并计算得到快速暂态过电流(VFTC),也即计算辐射所用激励源;电磁场计算部分指对GIS盆式绝缘子处辐射场建立有限元模型并计算冲激响应,将冲激响应与VFTC做矢量递归卷积可同时得到开关操作下的多场点辐射响应。当存在多个VFTC激励时,相比多次有限元直接计算,利用上述方法仅需一次有限元计算即可同时获得不同激励下的多场点场量值,提高了计算速度。将该方法与不同算法的计算结果进行对比,并对某1 000 kV GIS不同VFTC激励下的盆式绝缘子泄漏辐射场进行计算,结果表明:利用该计算方法可快速、准确获得任意VFTC下通过盆式绝缘子泄漏至GIS外部空间中多场点处的辐射响应。

关键词：气体绝缘变电站盆式绝缘子辐射场矢量递归卷积快速计算

凋落物输入对中亚热带不同森林细根生物量及分布的影响

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生态学报 2016年第11期36卷 3391-3401页

作者：王微伍小刚胡凯陶建平三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆市三峡库区植物生态与资源重点实验室西南大学生命科学学院重庆400715 重庆文理学院林学与生命科学学院重庆402168

在全球变化背景下,植物凋落物输入的改变对森林生态系统地下生态过程具有重要的影响。中亚热带森林中,细根进入凋落物层生长是一种常见现象,然而凋落物量的改变对细根生长影响的研究较少。通过对中国中亚热带针叶林、针阔混交林及常绿... 详细信息

在全球变化背景下,植物凋落物输入的改变对森林生态系统地下生态过程具有重要的影响。中亚热带森林中,细根进入凋落物层生长是一种常见现象,然而凋落物量的改变对细根生长影响的研究较少。通过对中国中亚热带针叶林、针阔混交林及常绿阔叶林这3种典型森林进行地上凋落物添加和去除实验,研究不同凋落物处理水平下细根生物量、垂直分布及形态特征的变化。结果表明:与对照(CK)相比,地上凋落物去除(LR)分别导致针叶林和针阔混交林细根总生物量显著降低40.3%和37.5%,而凋落物添加(LA)使常绿阔叶林中的细根总生物量明显提高了19.4%。不同层次的细根生物量对凋落物处理的响应不同,从针叶林到常绿阔叶林,凋落物量的改变对细根的垂直分布的影响加剧。LA处理明显提高常绿阔叶林凋落物层的细根生物量百分比(相比对照提高了10.6%)以及降低7.5—15 cm土层的细根生物量百分比(相比对照降低了10.4%)。凋落物层中生长的细根生物量和凋落物层厚度呈高度线性相关(R^2=0.742,P<0.01),并且和凋落物层生物量也呈显著线性相关(R^2=0.521,P<0.01)。3种森林类型细根的根长密度(RLD)和比根长(SRL)变化趋势与细根所处的层次紧密相关,而不同凋落物处理对它们的影响均不明显,说明细根对养分的获取策略表现为在养分丰富的凋落物层和表土层投资更多的生物量和更活跃的代谢,而不是改变细根形态的表型可塑性。

关键词：凋落物处理细根生物量细根形态凋落物层亚热带森林

一种低存储迭代伽辽金间接边界元方法与其在有界波发生器设计中的应用

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高压电器 2019年第7期55卷 33-38页

作者：杨泽栋朱崇铭伍小刚邹军清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 南瑞集团公司智能电网保护和运行控制国家重点实验室南京211106 南瑞集团有限公司南京211106

为了克服间接边界元方法的存储要求高、求解速度慢的问题,提出了一种低存储要求迭代求解的间接边界元求解方法。采用Galerkin方法获得间接边界元方程组的系数,根据物理耦合程度的差异,构造方程组的求解格式。对于空间距离较远的单元,在... 详细信息

为了克服间接边界元方法的存储要求高、求解速度慢的问题,提出了一种低存储要求迭代求解的间接边界元求解方法。采用Galerkin方法获得间接边界元方程组的系数,根据物理耦合程度的差异,构造方程组的求解格式。对于空间距离较远的单元,在迭代中直接计算耦合系数。由于不存储这些单元对应的系数,可将方程组的存储从O(N2)降低至O(N)。该方法应用于有界波模拟发生器的电容计算中,数值算例表明:该方法可有效提高设计效率和阻抗匹配的准确性。从理论上讲,该方法实质上是一种基于物理耦合的预条件技术的应用,因此,其可推广应用到电磁场数值计算涉及满阵求解的场合。

关键词：间接边界元低存储有界波发生器

振荡型有界波模拟器特性阻抗的计算及其影响因素研究

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高压电器 2020年第2期56卷 128-134,141页

作者：刘丽娟伍小刚朱崇铭邹军清华大学电机工程与应用电子技术系电磁场与电磁兼容研究室北京100084 南瑞集团公司智能电网保护和运行控制国家重点实验室南京211106

为了研究VFTO对GIS二次设备的影响,需要通过振荡型有界波模拟器对VFTO辐射场进行模拟。模拟器是典型的平板传输线结构,必须保证波的传播路径中特性阻抗连续才能防止发生波的折反射现象,为此需要确定特性阻抗的大小,文中将通过反射系数... 详细信息

为了研究VFTO对GIS二次设备的影响,需要通过振荡型有界波模拟器对VFTO辐射场进行模拟。模拟器是典型的平板传输线结构,必须保证波的传播路径中特性阻抗连续才能防止发生波的折反射现象,为此需要确定特性阻抗的大小,文中将通过反射系数法对其进行计算。采用CST软件建立振荡型有界波模拟器的模型,在其首端施加上升沿极陡的阶跃信号,对工作空间中心点处的电场波形进行记录,得到入射波与反射波的幅度,根据反射系数与特性阻抗之间的关系可以对特性阻抗的数值进行计算。利用这一方法,分析过渡段长度和电磁场形成装置首末端尺寸对特性阻抗的影响。结果表明,通过反射系数法对特性阻抗进行计算准确度较高并且应用方便,过渡段长度和首末端尺寸均能够对特性阻抗造成影响,过渡段越长,首末端尺寸越小,波的传播路径中阻抗的一致性越好。

关键词： VFTO 振荡型有界波模拟器反射系数特性阻抗

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试谈农村中学的语文教学改革

吉安师专学报 1989年第1期10卷 73-78页

作者：伍小刚

如何按照农村中学的特点改革语文教学，切实改变当前农村中学语文教学质量不高的现状，以适应农村建设的需要，这是摆在每个教育工作者面前的一项重要任务，是一个不可忽视的重要问题。笔者因工作关系，连续四五年带领学生在农村中学教... 详细信息

如何按照农村中学的特点改革语文教学，切实改变当前农村中学语文教学质量不高的现状，以适应农村建设的需要，这是摆在每个教育工作者面前的一项重要任务，是一个不可忽视的重要问题。笔者因工作关系，连续四五年带领学生在农村中学教育实习，了解到一些情况，接触到一些问题。我认为，农村中学应该把语文教学改革提到重要议事日程，加速提高语文教学质量，培养合格的中学毕业生，为农村建设作出应有的贡献，

关键词：农村中学语文教学改革教育实习教育工作者中学毕业生学生培养农村建设问题质量

传统瞬变电磁法的改进及其在隧道超前地质预报中的应用

维普期刊数据库评论

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水文地质工程地质 2021年第1期48卷 163-170页

作者：伍小刚李天斌张中薛德敏成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

为保证施工人员和设备的安全,在隧道开挖过程中需要掌握掌子面前方含水不良地质体的发育情况。较为常用的探测含水不良地质体的物探方法为传统瞬变电磁法。由于以往没有重视探测装置与地质体间的耦合关系,传统瞬变电磁法沿单一测线进行... 详细信息

为保证施工人员和设备的安全,在隧道开挖过程中需要掌握掌子面前方含水不良地质体的发育情况。较为常用的探测含水不良地质体的物探方法为传统瞬变电磁法。由于以往没有重视探测装置与地质体间的耦合关系,传统瞬变电磁法沿单一测线进行数据采集的方式只能从单一角度发射磁场从而获得单一角度的探测结果,因此一直存在预报不准、漏报等问题。为了克服上述问题,提高预报的准确性,文章对传统瞬变电磁法进行了改进。基于探测装置与地质体间的良-强耦合关系,提出了一种能从水平和竖直方向进行多角度探测的共轴偶极法,通过转动探测装置从多个角度发射磁场,使单一角度无法探测的地质体也能与磁场达到良-强耦合效果,从而降低预报不准、漏报的可能性。共轴偶极法具有多个角度的探测结果,多个结果相互印证,具有比传统方法更高的准确性。在九绵高速公路天池隧道里程为YK223+135—YK223+035段内进行传统方法和共轴偶极法预报,开挖验证表明共轴偶极法对含水节理裂隙和岩溶裂隙等含水不良地质体的预报准确性比传统方法高,可为类似隧道超前地质预报工作提供一定参考。

关键词：隧道超前地质预报瞬变电磁法共轴偶极含水不良地质体