半干旱区水土保持灌木根系拉拔损伤后的自修复机制
发布时间：2023-10-12 04:37
半干旱区复杂多变的气候条件和地貌类型,形成了极为敏感的脆弱生态区,多年来对该区域土壤侵蚀防治的研究和实践从未中断,通过植物措施进行破损生态修复更是此中重点。植物根系因其在土体中穿插、缠绕,形成对土体类似“加筋”和“锚固”的作用,提高土体抵抗各种侵蚀的能力,已成为植物发挥固土抗蚀效能的主要体现。本研究以半干旱区典型灌木:小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、黑沙蒿(Artemisia ordosica)、沙柳(Salix psammophila)为研究对象,采用材料力学和植物理化分析的研究手段,通过野外原位模拟和室内控制试验,平行研究4种植物直根和侧根分支处单次荷载极限抗拉力学特性及其影响因素;分别研究根系在瞬时拉拔和持续拉拔两种破坏形式致损后,生长和极限抗拉力学的自修复特性;从微观角度分析根系主要化学成分含量对极限抗拉力学特性的影响;在此基础上,综合极限力、修复率及根系化学成分等影响因素,建立评价指标体系,明确不同灌木根系的自修复固上指数。本研究能够丰富根系固土抗蚀理论体系,可为根系破坏荷载作用下固土力学模型的建立奠定...
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
1.1 研究背景
1.2 目的和意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 根系固土抗蚀作用
1.3.2 植物单根材料力学特性
1.3.3 根-土复合体固土特性研究
1.3.4 科学问题和研究目标
2 研究区概况
2.1 地理位置
2.2 地质地貌
2.3 气候
2.4 土壤
2.5 水文
2.6 植被
3 研究内容、研究方法与创新点
3.1 研究内容
3.2 研究创新点
3.3 研究方法
3.3.1 样地设置
3.3.2 供试根选择
3.3.3 灌木根系单次荷载极限抗拉力学特性
3.3.4 瞬时拉拔受损后灌木根系自修复特性
3.3.5 持续拉拔受损后灌木根系自修复特性
3.3.6 根系生长及自修复指标测定
3.3.7 根系化学成分测定
3.3.8 灌木根系自修复抗拉固土指数计算
3.4 数据分析
3.5 技术路线
4 灌木根系单次荷载极限抗拉力学特性
4.1 极限抗拉力
4.1.1 直根极限抗拉力
4.1.2 侧根分支处极限抗拉力
4.1.3 种间及根型极限抗拉力差异性
4.2 极限抗拉强度
4.2.1 直根极限抗拉强度
4.2.2 侧根分支处极限抗拉强度
4.2.3 种间及根型极限抗拉强度差异性
4.3 小结
5 瞬时拉拔损伤后灌木根系自修复特性
5.1 瞬时拉拔损伤自修复对根系活性的影响
5.1.1 灌木根系活性变化特征
5.1.2 小叶锦鸡儿根系瞬时损伤自修复后活性变化特征
5.1.3 沙柳根系瞬时损伤自修复后活性变化特征
5.1.4 沙棘根系瞬时损伤自修复后活性变化特征
5.1.5 黑沙蒿根系瞬时损伤自修复后活性变化特征
5.1.6 根系瞬时损伤后活性修复率差异性分析
5.2 瞬时拉拔损伤自修复对根系生长速率的影响
5.2.1 小叶锦鸡儿根系瞬时损伤自修复后生长速率变化特征
5.2.2 沙柳根系瞬时损伤自修复后生长速率变化特征
5.2.3 沙棘根系瞬时损伤自修复后生长速率变化特征
5.2.4 黑沙蒿根系瞬时损伤自修复后生长速率变化特征
5.2.5 根系瞬时损伤后生长修复率种间和根型的差异性
5.3 瞬时拉拔损伤自修复对根系数量的影响
5.3.1 小叶锦鸡儿根系瞬时损伤自修复后数量变化特征
5.3.2 沙柳根系瞬时损伤自修复后数量变化特征
5.3.3 沙棘根系瞬时损伤自修复后数量变化特征
5.3.4 黑沙蒿根系瞬时损伤自修复后数量变化特征
5.4 瞬时拉拔损伤自修复对根系极限抗拉力学特性的影响
5.4.1 小叶锦鸡儿根系瞬时损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
5.4.2 沙柳根系瞬时拉拔损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
5.4.3 沙棘根系瞬时损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
5.4.4 黑沙蒿根系瞬时损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
5.4.5 根系瞬时损伤后极限抗拉力修复率差异性分析
5.4.6 根系瞬时损伤后极限抗拉强度修复率差异性分析
5.5 小结
6 持续拉拔损伤后灌木根系自修复特性
6.1 持续拉拔损伤自修复对根系活性的影响
6.1.1 小叶锦鸡儿根系持续损伤自修复后活性变化特征
6.1.2 沙柳根系持续损伤自修复后活性变化特征
6.1.3 沙棘根系持续损伤自修复后活性变化特征
6.1.4 黑沙蒿根系持续损伤自修复后活性变化特征
6.1.5 根系持续损伤后活性修复率差异性分析
6.2 持续拉拔损伤自修复对根系生长速率的影响
6.2.1 小叶锦鸡儿根系持续损伤自修复后生长速率变化特征
6.2.2 沙柳根系持续损伤自修复后生长速率变化特征
6.2.3 沙棘根系持续损伤自修复后生长速率变化特征
6.2.4 黑沙蒿根系持续损伤自修复后生长速率变化特征
6.2.5 根系持续损伤后生长修复率差异性分析
6.3 持续拉拔损伤自修复对根系数量的影响
6.3.1 小叶锦鸡儿根系持续损伤自修复后数量变化特征
6.3.2 沙柳根系持续损伤自修复后数量变化特征
6.3.3 沙棘根系持续损伤自修复后数量变化特征
6.3.4 黑沙蒿根系持续损伤自修复后数量变化特征
6.4 持续拉拔损伤自修复对根系极限抗拉力学特性的影响
6.4.1 小叶锦鸡儿根系持续损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
6.4.2 沙柳根系持续损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
6.4.3 沙棘根系持续损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
6.4.4 黑沙蒿根系持续损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
6.4.5 根系持续损伤后极限抗拉力修复率差异性分析
6.4.6 根系持续损伤后极限抗拉强度修复率差异性分析
6.5 小结
7 灌木根系主要化学成分对极限抗拉力学特性的影响
7.1 根系主要化学成分含量特征
7.1.1 纤维素
7.1.2 棕纤维素
7.1.3 半纤维素
7.1.4 木质素
7.1.5 木纤比
7.2 根系主要化学成分含量对极限抗拉力的影响
7.2.1 小叶锦鸡儿极限抗拉力与化学成分协同关系
7.2.2 沙柳极限抗拉力与化学成分协同关系
7.2.3 沙棘极限抗拉力与化学成分协同关系
7.2.4 黑沙蒿极限抗拉力与化学成分协同关系
7.3 根系主要化学成分含量对极限抗拉强度的影响
7.3.1 小叶锦鸡儿极限抗拉强度与化学成分协同关系
7.3.2 沙柳极限抗拉强度与化学成分协同关系
7.3.3 沙棘极限抗拉强度与化学成分协同关系
7.3.4 黑沙蒿极限抗拉强度与化学成分协同关系
7.4 小结
8 灌木根系自修复抗拉固土能力评价
8.1 评价指标体系
8.2 层次结构模型及指标权重
8.3 灌木根系自修复固土能力差异分析
8.4 小结
9 结论与讨论
9.1 讨论
9.1.1 灌木根系受损自修复特性
9.1.2 灌木根系极限抗拉特性
9.1.3 灌木根系化学成分含量对极限力学特性的影响
9.1.4 灌木根系自修复固土能力评价
9.2 主要研究结论
9.2.1 灌木根系自修复固土能力种间差异
9.2.2 侵蚀类型影响灌木根系自修复固土能力
9.2.3 损伤程度影响灌木根系自修复固土能力
9.2.4 修复时长影响灌木根系自修复固土能力
9.2.5 根型影响灌木根系自修复固土能力
9.2.6 化学成分含量影响灌木根系自修复固土能力
致谢
参考文献
作者简介
本文编号：3853465
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
1.1 研究背景
1.2 目的和意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 根系固土抗蚀作用
1.3.2 植物单根材料力学特性
1.3.3 根-土复合体固土特性研究
1.3.4 科学问题和研究目标
2 研究区概况
2.1 地理位置
2.2 地质地貌
2.3 气候
2.4 土壤
2.5 水文
2.6 植被
3 研究内容、研究方法与创新点
3.1 研究内容
3.2 研究创新点
3.3 研究方法
3.3.1 样地设置
3.3.2 供试根选择
3.3.3 灌木根系单次荷载极限抗拉力学特性
3.3.4 瞬时拉拔受损后灌木根系自修复特性
3.3.5 持续拉拔受损后灌木根系自修复特性
3.3.6 根系生长及自修复指标测定
3.3.7 根系化学成分测定
3.3.8 灌木根系自修复抗拉固土指数计算
3.4 数据分析
3.5 技术路线
4 灌木根系单次荷载极限抗拉力学特性
4.1 极限抗拉力
4.1.1 直根极限抗拉力
4.1.2 侧根分支处极限抗拉力
4.1.3 种间及根型极限抗拉力差异性
4.2 极限抗拉强度
4.2.1 直根极限抗拉强度
4.2.2 侧根分支处极限抗拉强度
4.2.3 种间及根型极限抗拉强度差异性
4.3 小结
5 瞬时拉拔损伤后灌木根系自修复特性
5.1 瞬时拉拔损伤自修复对根系活性的影响
5.1.1 灌木根系活性变化特征
5.1.2 小叶锦鸡儿根系瞬时损伤自修复后活性变化特征
5.1.3 沙柳根系瞬时损伤自修复后活性变化特征
5.1.4 沙棘根系瞬时损伤自修复后活性变化特征
5.1.5 黑沙蒿根系瞬时损伤自修复后活性变化特征
5.1.6 根系瞬时损伤后活性修复率差异性分析
5.2 瞬时拉拔损伤自修复对根系生长速率的影响
5.2.1 小叶锦鸡儿根系瞬时损伤自修复后生长速率变化特征
5.2.2 沙柳根系瞬时损伤自修复后生长速率变化特征
5.2.3 沙棘根系瞬时损伤自修复后生长速率变化特征
5.2.4 黑沙蒿根系瞬时损伤自修复后生长速率变化特征
5.2.5 根系瞬时损伤后生长修复率种间和根型的差异性
5.3 瞬时拉拔损伤自修复对根系数量的影响
5.3.1 小叶锦鸡儿根系瞬时损伤自修复后数量变化特征
5.3.2 沙柳根系瞬时损伤自修复后数量变化特征
5.3.3 沙棘根系瞬时损伤自修复后数量变化特征
5.3.4 黑沙蒿根系瞬时损伤自修复后数量变化特征
5.4 瞬时拉拔损伤自修复对根系极限抗拉力学特性的影响
5.4.1 小叶锦鸡儿根系瞬时损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
5.4.2 沙柳根系瞬时拉拔损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
5.4.3 沙棘根系瞬时损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
5.4.4 黑沙蒿根系瞬时损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
5.4.5 根系瞬时损伤后极限抗拉力修复率差异性分析
5.4.6 根系瞬时损伤后极限抗拉强度修复率差异性分析
5.5 小结
6 持续拉拔损伤后灌木根系自修复特性
6.1 持续拉拔损伤自修复对根系活性的影响
6.1.1 小叶锦鸡儿根系持续损伤自修复后活性变化特征
6.1.2 沙柳根系持续损伤自修复后活性变化特征
6.1.3 沙棘根系持续损伤自修复后活性变化特征
6.1.4 黑沙蒿根系持续损伤自修复后活性变化特征
6.1.5 根系持续损伤后活性修复率差异性分析
6.2 持续拉拔损伤自修复对根系生长速率的影响
6.2.1 小叶锦鸡儿根系持续损伤自修复后生长速率变化特征
6.2.2 沙柳根系持续损伤自修复后生长速率变化特征
6.2.3 沙棘根系持续损伤自修复后生长速率变化特征
6.2.4 黑沙蒿根系持续损伤自修复后生长速率变化特征
6.2.5 根系持续损伤后生长修复率差异性分析
6.3 持续拉拔损伤自修复对根系数量的影响
6.3.1 小叶锦鸡儿根系持续损伤自修复后数量变化特征
6.3.2 沙柳根系持续损伤自修复后数量变化特征
6.3.3 沙棘根系持续损伤自修复后数量变化特征
6.3.4 黑沙蒿根系持续损伤自修复后数量变化特征
6.4 持续拉拔损伤自修复对根系极限抗拉力学特性的影响
6.4.1 小叶锦鸡儿根系持续损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
6.4.2 沙柳根系持续损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
6.4.3 沙棘根系持续损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
6.4.4 黑沙蒿根系持续损伤自修复后极限抗拉力学特性变化
6.4.5 根系持续损伤后极限抗拉力修复率差异性分析
6.4.6 根系持续损伤后极限抗拉强度修复率差异性分析
6.5 小结
7 灌木根系主要化学成分对极限抗拉力学特性的影响
7.1 根系主要化学成分含量特征
7.1.1 纤维素
7.1.2 棕纤维素
7.1.3 半纤维素
7.1.4 木质素
7.1.5 木纤比
7.2 根系主要化学成分含量对极限抗拉力的影响
7.2.1 小叶锦鸡儿极限抗拉力与化学成分协同关系
7.2.2 沙柳极限抗拉力与化学成分协同关系
7.2.3 沙棘极限抗拉力与化学成分协同关系
7.2.4 黑沙蒿极限抗拉力与化学成分协同关系
7.3 根系主要化学成分含量对极限抗拉强度的影响
7.3.1 小叶锦鸡儿极限抗拉强度与化学成分协同关系
7.3.2 沙柳极限抗拉强度与化学成分协同关系
7.3.3 沙棘极限抗拉强度与化学成分协同关系
7.3.4 黑沙蒿极限抗拉强度与化学成分协同关系
7.4 小结
8 灌木根系自修复抗拉固土能力评价
8.1 评价指标体系
8.2 层次结构模型及指标权重
8.3 灌木根系自修复固土能力差异分析
8.4 小结
9 结论与讨论
9.1 讨论
9.1.1 灌木根系受损自修复特性
9.1.2 灌木根系极限抗拉特性
9.1.3 灌木根系化学成分含量对极限力学特性的影响
9.1.4 灌木根系自修复固土能力评价
9.2 主要研究结论
9.2.1 灌木根系自修复固土能力种间差异
9.2.2 侵蚀类型影响灌木根系自修复固土能力
9.2.3 损伤程度影响灌木根系自修复固土能力
9.2.4 修复时长影响灌木根系自修复固土能力
9.2.5 根型影响灌木根系自修复固土能力
9.2.6 化学成分含量影响灌木根系自修复固土能力
致谢
参考文献
作者简介
本文编号：3853465
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3853465.html
