人工培育生物结皮在毛乌素沙地光伏电站施工迹地的风蚀防治研究

【摘要】：生物结皮广泛分布于我国西北干旱和半干旱地区,是该区生态系统的重要组成部分,能够显著提高土壤抗风蚀能力。已有诸多研究证实,在西北沙漠地区和黄土高原进行生物结皮人工培育是可行的,而且表现出良好的风蚀防治作用,然而将生物结皮人工培育与西北风沙区的光伏电站风蚀防治相结合的研究却鲜有报道。本试验以毛乌素沙地的光伏发电项目施工迹地作为研究区域,探索适用于该区域的不同类型生物结皮的最优培育方式以及PAM因子的影响。同时探讨了人工培育的风蚀防治的效益与机理。主要结论如下:1)西北风沙区光伏项目施工迹地人工培育生物结皮的影响因子通过人工撒播培育生物结皮,在降水量为400mm左右的区域可行。较优措施为:接种量500g/m2,施水量为3L/m2,施水频率2天/次,75天培育的撒播苔藓结皮和撒播藻结皮的盖度达到70%。苔藓结皮野外培育最优因素组合为营养液+洒水2天/次,撒播藻结皮野外培育最优因素组合为洒水2天/次+营养液或洒水2天/次+无营养液。2)PAM保水剂对人工培育生物结皮的影响在人工培育生物结皮过程中,PAM具有减少沙地表层水分蒸发的作用,因而PAM在洒水10天/次下对结皮生长具有显著促进作用。在洒水2天/次下,由于水分以满足结皮生长的需要,PAM对结皮的生长并没有起到促进作用。3)生物结皮的风蚀防治效益与机理裸沙表面培育生物结皮之后,防风蚀效果明显增强。与裸沙小区相比,喷播藻结皮小区、撒播藻结皮小区、撒播苔藓结皮小区年风蚀量分别下降27.88%、108.65%、114.42%,说明生物结皮措施能够极显著的提高土壤的抗风蚀能力,撒播藻结皮小区、撒播苔藓结皮小区最终出现了沙粒的堆积现象。撒播藻结皮和撒播苔藓结皮随着时间的增加,其结皮厚度也逐渐增加,会固定一部分沙粒。生物结皮结合工程措施风蚀防治试验结果表明光伏板下撒播苔藓结皮+出风口布设砾石处理防治风蚀效果最好,光伏板下撒播藻结皮+出风口布设砾石处理防风蚀效果次之,板下喷播藻结皮防治风蚀效果并不理想。 【关键词】：光伏电站 生物结皮 人工培育 PAM 风蚀防治
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S157
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究进展12-19
• 1.2.1 生物结皮的形成过程及影响因素12-14
• 1.2.2 生物结皮的人工培育14-16
• 1.2.3 生物结皮的风蚀防治作用16-19
• 第二章 研究内容与方法19-23
• 2.1 研究目标19
• 2.2 研究内容19-20
• 2.3 研究方法20-21
• 2.3.1 研究区位置及概况20-21
• 2.3.2 试验设计21
• 2.4 技术路线21-23
• 第三章 毛乌素沙地光伏电站施工迹地人工培育生物结皮的影响因子研究23-43
• 3.1 材料与方法24-25
• 3.1.1 供试材料24-25
• 3.2 试验设计25-28
• 3.2.1 培育过程与方法26-27
• 3.2.2 观测指标及方法27-28
• 3.2.3 数据处理28
• 3.3 结果与分析28-38
• 3.3.1 撒播苔藓结皮发育动态28-33
• 3.3.2 撒播藻结皮发育动态33-36
• 3.3.3 喷播藻结皮发育动态36-38
• 3.4 讨论38-41
• 3.4.1 土壤水分对生物结皮发育的影响38-39
• 3.4.2 Hoagland营养液对苔藓结皮发育的作用39-40
• 3.4.3 BG11营养液对野外人工培育藻结皮的影响40
• 3.4.4 光伏太阳能板下人工培育生物结皮的可行性40-41
• 3.5 小结41-43
• 第四章 保水剂对人工培育生物结皮的影响43-51
• 4.1 材料与方法44-45
• 4.1.1 试验材料44
• 4.1.2 试验设计44-45
• 4.1.3 测定指标及方法45
• 4.2 结果与分析45-49
• 4.2.1 PAM对撒播苔藓结皮发育的影响45-48
• 4.2.2 PAM对撒播藻结皮发育的影响48-49
• 4.3 讨论49-50
• 4.3.1 PAM对生物结皮发育的作用49-50
• 4.4 小结50-51
• 第五章 生物结皮的风蚀防治效益与机理51-59
• 5.1 材料与方法51-53
• 5.1.1 试验设计51-52
• 5.1.2 测定指标及方法52-53
• 5.2 结果与分析53-57
• 5.2.1 太阳能板间风速变化分析53-55
• 5.2.2 风蚀防治效益55-57
• 5.3 小结57-59
• 第六章 生物结皮措施成本分析59-63
• 6.1 生物结皮措施造价分析59
• 6.2 工程措施造价分析59-61
• 6.3 小结61-63
• 第七章 结论与展望63-65
• 7.1 主要结论63-64
• 7.2 创新点64
• 7.3 展望64-65
• 参考文献65-72
• 作者简介72

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