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基本信息

項目名稱：
三峽庫區(qū)坡面植被水土保持的研究
小類：
能源化工
簡介：
本課題選用三峽庫區(qū)坡面常見、對環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)性的茅草，狗牙根，空心蓮子草、看麥娘以及荊竹五種植物作為研究對象，用LA-S植物根系分析系統(tǒng)測量根系形態(tài)特征，采用變水頭試驗測量含根土樣的滲透系數(shù)，定量化的研究植被根系水土保持機(jī)理。期望通過本項目的研究成果，為三峽庫區(qū)選擇合理的水土保持植被提供依據(jù)。
詳細(xì)介紹：
選用三峽庫區(qū)坡面常見、對環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)性的茅草、狗牙根、空心蓮子草、看麥娘及荊竹等五種植物作為研究對象，用變水頭試驗測量含根土樣的滲透系數(shù)，用LA-S植物根系分析系統(tǒng)測量根系形態(tài)特征。通過實驗可知：根系復(fù)合體的滲透系數(shù)大于無根土體；在天然的土體中，根系復(fù)合體滲透系數(shù)隨根量的增多而增大，但不存在線性關(guān)系；隨深度的增加，單位根量對滲透系數(shù)增加的貢獻(xiàn)有所增大。常見的水土保持性能較好的植被，根徑絕大部分均小于3mm。土壤被侵蝕，往往是因為淺層土體整塊滑移或者單個土團(tuán)粒（土顆粒）被帶走兩種情況；在根系系統(tǒng)中，相對粗壯的根系可以阻止土體整塊滑移，而相對細(xì)小的根系通過物理化學(xué)作用形成團(tuán)粒，阻止單個土團(tuán)粒（土顆粒）被帶走。以上分析的5種植被，荊竹的竹鞭以及空心蓮子草根系相對粗壯并形成網(wǎng)絡(luò)狀整體，可以在各自的體系防止土體的滑移；而荊竹的細(xì)根、茅草、看麥娘、狗牙根等根系相對較小，這些微小的根系通過物理化學(xué)作用形成團(tuán)粒，阻止單個土團(tuán)粒（土顆粒）的流失。在選擇水土保持植被時，若土坡相對平緩，不存在整塊土體被侵蝕，可只選用根徑較小密度較大的草本植被；如土體表層可能整塊滑動時，應(yīng)選用根系抗拉抗剪強(qiáng)度較大的竹類和灌木與草本植被間植。荊竹植被低矮、生命力強(qiáng)，加上特有的竹鞭和根系的結(jié)構(gòu)，可作為水土保持植被在庫區(qū)推廣。

作品圖片

  • 三峽庫區(qū)坡面植被水土保持的研究
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作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

庫區(qū)水土流失嚴(yán)重，選擇適宜庫區(qū)生長的水土保持性能良好的植被，從根本上改變庫區(qū)的人居環(huán)境，是本項目進(jìn)行的初衷。 根系的水土保持作用主要體現(xiàn)在微小系根系形成水穩(wěn)定性團(tuán)粒，改善土體的滲透性。本項的思路就是：對庫區(qū)坡面幾種常見植被根系形態(tài)特征進(jìn)行研究，主要考察植被微小根系的分布規(guī)律；通過試驗研究根土復(fù)合體系的滲透系數(shù)，考察根系含量對土體滲透系數(shù)的影響。這兩項指標(biāo)，可作為水土保持植被選擇的關(guān)鍵依據(jù)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處

項目從環(huán)境巖土工程學(xué)的角度來研究植被根系的水土保持機(jī)理。由于根系的水土保持作用主要體現(xiàn)在微小系根系形成水穩(wěn)定性團(tuán)粒，改善土體的滲透性。本作品正式通過室內(nèi)試驗和統(tǒng)計歸納，半定量化得到水土保持植被根系應(yīng)有的形態(tài)特征和改善土體滲透性能；整個過程體現(xiàn)了正向和逆向思維的有機(jī)結(jié)合；為定量化研究植被的水土保持機(jī)理提供思路。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

重慶三峽庫區(qū)地處長江上游，是國家級水土流失重點監(jiān)督區(qū)和水土流失重點治理區(qū)。水土流失導(dǎo)致土地貧瘠，引起各種自然災(zāi)害，影響人民的生活質(zhì)量，庫區(qū)的安定和諧。流失的土體在庫底淤積，會縮短三峽水庫的使用壽命。國家每年投入上百億元治理水土流失。 若本項目成果在庫區(qū)推廣運(yùn)用，采用合理的生物工程方法治理水土流失，將極大節(jié)約治理成本，并且不用再次投入，故而本項目蘊(yùn)含巨大的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。

學(xué)術(shù)論文摘要

選用三峽庫區(qū)坡面常見、對環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)性的茅草、狗牙根、空心蓮子草、看麥娘以及荊竹等五種植物作為研究對象，用變水頭試驗測量含根土樣的滲透系數(shù)，用LA-S植物根系分析系統(tǒng)測量根系形態(tài)特征。通過實驗可知：根系復(fù)合體的滲透系數(shù)大于無根土體；在天然的土體中，根系復(fù)合體滲透系數(shù)隨根量的增多而增大，但不存在線性關(guān)系；隨深度的增加，單位根量對滲透系數(shù)增加的貢獻(xiàn)有所增大。常見的水土保持性能較好的植被，根徑絕大部分均小于3mm。在選擇水土保持植被時，若土坡相對平緩，不存在整塊土體被侵蝕，可只選用根徑較小密度較大的草本植被；如土體表層可能整塊滑動時，應(yīng)選用根系抗拉抗剪強(qiáng)度較大的竹類和灌木與草本植被間植。荊竹植被低矮、生命力強(qiáng)，加上特有的竹鞭和根系的結(jié)構(gòu)，可作為水土保持植被在庫區(qū)推廣。

獲獎情況

暫無

鑒定結(jié)果

暫無

參考文獻(xiàn)

[1 ]馬世駿. 展望 90 年代的生態(tài)學(xué)[J ] . 中國科學(xué)院院刊 ,1990 ,5 (1) :29 —32. [2 ]李勇 ,徐曉琴 ,朱顯漠 ,等.黃土高原植物根系強(qiáng)化土壤滲透力的有效性[J ] .科學(xué)通報 ,1992 (4) :366 —369. [3]朱顯謨. 黃土高原地區(qū)植被因素對于水土流失的影響[J ] . 土壤學(xué)報 ,1960 ,8 (2) :1102120. [4]程洪 ,張新全.草本植物根系網(wǎng)固土原理的力學(xué)實驗探究[J ] .水土保持通報 ,2002 ,22 (5) :20 —23. [5]土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)[S]. GBT50123-1999 [6]陳偉烈，江明喜，趙常明等. 三峽庫區(qū)谷地的植物與植被，中國水利水電出版社[M],2008.1 [7]盧立霞. 三峽庫區(qū)岸生植物根系固土效應(yīng)分析，西南大學(xué)碩士學(xué)位論文[D],2006.5 [8]吳震. 坡面水土流失力學(xué)機(jī)理與模型研究，遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士論文[D]，2007.6 [9]傅濤. 三峽庫區(qū)坡面水土流失機(jī)理與預(yù)測評價建模，西南大學(xué)博士學(xué)位論文[D],2002.5 [10]姜志強(qiáng). 植被根系固土機(jī)理及護(hù)坡穩(wěn)定性研究, 河海大學(xué)博士學(xué)位論文[D],2007.12

同類課題研究水平概述

土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與土壤侵蝕之間的關(guān)系很早就受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，研究表明：土壤的水穩(wěn)性團(tuán)聚體數(shù)量以及非毛管孔隙度是表征土壤抗侵蝕能力的重要指標(biāo)。李勇、吳彥等的研究表明，≤1mm的根密度以及根量是不同植物群落改善土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、提高土壤入滲及增強(qiáng)土壤抗沖性能的有效根系參數(shù)。劉國彬在研究黃土高原草地植被恢復(fù)對土壤腐殖質(zhì)及水穩(wěn)性團(tuán)聚體的影響發(fā)現(xiàn)，0.1～0.4mm毛根對團(tuán)聚體的形成除了“纏繞、串聯(lián)”作用外，根系的網(wǎng)絡(luò)級根土界面的黏結(jié)作用可能也有重要意義。盧立霞等研究了三峽庫區(qū)岸生植物根系固土效應(yīng)分析，主要分析根系的抗沖性和抗蝕性。研究成果主要集中在： 1、以往研究植被根系的水土保持作用，僅是從農(nóng)學(xué)的角度，研究植被根系的抗沖性和抗蝕性； 2、研究植被根系的加筋作用，研究根系復(fù)合土抗剪強(qiáng)度性能的改變等。 通過研究根土復(fù)合系統(tǒng)滲透系數(shù)的改變，結(jié)合植被根系分布特征來定量化的研究植被根系的水土保持機(jī)理，未見有過研究。
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