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基于氢氧稳定同位素的鄱阳湖流域“五河”新水比例及其滞留时间量化研究
1
作者 李楷文 丁梦瑶 +6 位作者 范宏翔 吴华武 雷蕊宇 付丛生 李静 辛未 张赐成 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期266-278,I0027,共14页
流域河流新水比例和滞留时间是表征径流过程以及污染物、营养物质运输的重要参数。确定水的来源及其在流域内的滞留时间,对于理解流域水文过程和功能至关重要。为了定量解析鄱阳湖流域河流的新水比例和滞留时间,本文通过对鄱阳湖流域降... 流域河流新水比例和滞留时间是表征径流过程以及污染物、营养物质运输的重要参数。确定水的来源及其在流域内的滞留时间,对于理解流域水文过程和功能至关重要。为了定量解析鄱阳湖流域河流的新水比例和滞留时间,本文通过对鄱阳湖流域降水及河水(赣江、修河、信江、抚河、饶河,以下简称“五河”)稳定同位素(δ^(18)O和δD)的高频率监测与分析,利用正弦拟合方法分析了降水和河水δ^(18)O和δD值的变化。结果表明:(1)“五河”河水及降水氢氧同位素表现出相似的季节变化特征,雨季(57月)较为贫化,旱季(12月次年2月)较为富集,河水同位素变化与局地降水同位素、地下水同位素密切相关,说明流域内不同水体之间存在良好的水文连通性;(2)“五河”流域内小于3个月的新水占比范围为3%~42%,流域内滞留时间范围为123.83~2495.0 d,其中赣江平均滞留时间最长、新水比例最低,乐安河和昌江的新水比例最高、平均滞留时间最短;(3)流域面积和单位面积上干流长度是“五河”流域新水比例的主要控制因素,坡度与新水比例存在负相关关系,但其负相关性被单位面积上干流长度与新水比例的正相关性所掩盖;(4)修河、赣江流域较其他流域显著受到蒸发分馏的影响;(5)鄱阳湖湖水同位素值明显高于河水,且在湖口站点湖水同位素值较都昌站点偏低,这表明湖口站湖水受长江来水和蒸发分馏的影响。该研究结果有助于对鄱阳湖流域水文联系和水文过程进行解析,可为流域污染物的输移模拟及其机制阐释等提供科学参考。 展开更多
关键词 鄱阳湖流域 新水比例 平均滞留时间 氢氧同位素 水文过程
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资水温室气体时空排放特征及其影响因素研究
2
作者 崔玉 张辉 +6 位作者 邓正苗 张赐成 谢永宏 李峰 邹业爱 刘泽麟 段丽洁 《湖南林业科技》 2025年第3期1-10,共10页
河流是温室气体的重要排放源,其时空分异机制亟待阐明。本研究基于资水丰水期和枯水期的水样数据,采用薄边界层模型解析CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O排放通量的时空特征及其影响因子。结果表明:时间特征方面,丰水期的CH_(4)和N_(2)O排放通量... 河流是温室气体的重要排放源,其时空分异机制亟待阐明。本研究基于资水丰水期和枯水期的水样数据,采用薄边界层模型解析CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O排放通量的时空特征及其影响因子。结果表明:时间特征方面,丰水期的CH_(4)和N_(2)O排放通量(分别为364.48、12.41μmol·m^(-2)·d^(-1))显著高于枯水期(分别为185.59、2.74μmol·m^(-2)·d^(-1)),而丰水期与枯水期的CO_(2)排放通量(分别为18.46、23.63 mmol·m^(-2)·d^(-1))无显著差异。环境因子分析显示,丰水期CH_(4)和N_(2)O排放通量主要受水温、总磷含量和电导率的影响,而溶解性无机碳含量是影响CO_(2)排放通量的主要因素。空间特征方面,中下游温室气体通量沿程递增,与人工地表和耕地扩张引起的水体碳、氮、磷及叶绿素a含量升高密切相关。就干流和支流的差异而言,丰水期干流的N_(2)O排放通量显著高于支流,主要受总氮含量的影响,而CO_(2)和CH_(4)的排放通量在支流与干流间无显著差异。河流温室气体排放强度与流域土地利用变化存在显著关联,特别是中下游城市周边区域。建议未来重点解析生物地球化学过程的耦合机制,建立精准的排放估算模型,为流域综合治理提供科学依据。 展开更多
关键词 水-气界面通量 时空特征 土地利用 影响因子 资水
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温带草地蒸散发及波文比观测与比较:涡动相关及波文比系统 被引量：12
3
作者 王佩 马琪顺 +3 位作者 王家琪 黄洁钰 李炜 张赐成 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期453-459,共7页
蒸散发的精确观测及估算是水资源管理及水文遥感验证的基础。该文利用已有的涡动塔观测数据集,配合波文比系统进行了同步观测,对二者观测的结果进行了对比分析。结果表明:涡动相关法和波文比方法估算的蒸散发均值及季节变动分别为298.73... 蒸散发的精确观测及估算是水资源管理及水文遥感验证的基础。该文利用已有的涡动塔观测数据集,配合波文比系统进行了同步观测,对二者观测的结果进行了对比分析。结果表明:涡动相关法和波文比方法估算的蒸散发均值及季节变动分别为298.73±128.58 W·m-2和272.37±116.87 W·m-2,整体而言这两种方法所观测的蒸散发较为一致,决定系数R2=0.75,平均相对误差小于6%。较涡动相关法,波文比方法估算潜热较低。生长季内,植被在生长初期及割草期出现明显的差别,表明波文比系统在植被生长旺盛期测量潜热效果更为稳定。两种方法估算的波文比具有相似的日变化及季节变动趋势。波文比存在明显的日变化及季节变动,其变动均值及标准差为0.21±0.42;其日变化与太阳辐射相关度较强(R2变动为0.41~0.52),其季节变化与叶面积指数(LAI)具有较高的非线性相关性(R2=0.65),而土壤水分对季节变动影响较小。该研究表明:在温带湿润草地生态系统,植被的生长很大程度上调节着该系统能量的分配。以上研究结果对波文比系统的实际应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 蒸散发 涡动相关法 能量平衡波文比法 日变化 季节变化
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新型偏心式行星球磨机动力学研究 被引量：4
4
作者 张赐成 刘佐民 卢平 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第9期13-15,共3页
这里研究了新型偏心式行星球磨机的动力学,并基于其结构参数,导出了研磨体与磨筒壁的脱离点不受球磨机转速影响,而仅与其结构参数有关的研磨体脱壁的临界表达式;建立了偏心对研磨效率影响的表征模型.研究为实现该新型球磨机研磨过程控... 这里研究了新型偏心式行星球磨机的动力学,并基于其结构参数,导出了研磨体与磨筒壁的脱离点不受球磨机转速影响,而仅与其结构参数有关的研磨体脱壁的临界表达式;建立了偏心对研磨效率影响的表征模型.研究为实现该新型球磨机研磨过程控制提供了理论依据。 展开更多
关键词 行星球磨机 动力学 临界点 研磨效率
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桂花树冠层气孔导度模型的优化及其参数分析 被引量：7
5
作者 罗紫东 关华德 +3 位作者 章新平 刘娜 张赐成 王婷 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第13期3995-4005,共11页
冠层气孔导度(g_c)是许多陆面过程模型中的重要参数,提高对冠层气孔导度的模拟精度非常重要。以环境因子阶乘的Jarvis形式的模型是气孔导度模型中的典型代表,但研究中不同的环境因子有不同的响应方程和参数。研究认为不同的响应方程有... 冠层气孔导度(g_c)是许多陆面过程模型中的重要参数,提高对冠层气孔导度的模拟精度非常重要。以环境因子阶乘的Jarvis形式的模型是气孔导度模型中的典型代表,但研究中不同的环境因子有不同的响应方程和参数。研究认为不同的响应方程有不同的模拟效果,并通过比较各环境因子的不同响应方程组合的模型的模拟效果来确定最优的g_c模型。以桂花树为例,测定了树干液流、茎水势和微气象环境,用Penman-Monteith(PM)方程反推计算冠层气孔导度并检验不同方程组合的16种模型。模型的参数用DiffeRential Evolution Adaptive Metropolis(DREAM)模型优化。结果表明这种方法能够有效地找到各环境因子最优的响应方程,从而最优化g_c模型。优化的g_c模型很好地模拟了桂花树冠层气孔导度的变化,尤其是对干旱的响应,模拟值与PM计算值的相关系数和均方根误差分别为0.803和0.000623 m/s。同时也证明了模型中温度函数f(T)>1的现象并非个例,由于温度(T)和水汽压亏缺(D)常是高度相关的,建议在以后的g_c模型研究中应把T和D看成一个影响因子,但f(T)>1的这种现象是否具有全球性还有待进一步研究证实。 展开更多
关键词 冠层气孔导度 模型优化 环境因子 树干液流 桂花树
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亚热带樟树树干液流通量变化规律 被引量：11
6
作者 罗紫东 关华德 +3 位作者 章新平 刘娜 张赐成 姚天次 《热带地理》 2016年第4期658-665,共8页
采用热脉冲技术于2013―2015年连续测定了樟树的树干液流,并同步监测了环境因子,分析了樟树树干液流日变化和季节变化特征以及对不同环境条件的响应。结果表明：樟树树干液流速率晴天日变化为典型的单峰型曲线,季节变化明显,液流速率峰... 采用热脉冲技术于2013―2015年连续测定了樟树的树干液流,并同步监测了环境因子,分析了樟树树干液流日变化和季节变化特征以及对不同环境条件的响应。结果表明：樟树树干液流速率晴天日变化为典型的单峰型曲线,季节变化明显,液流速率峰值夏季〉春季〉秋季〉冬季,峰宽随季节变化存在＂窄→宽→窄＂的逐步变化过程。樟树存在微弱的夜间液流,且生长季较其他月份活跃。液流启动时间夏季最早,冬季最晚,液流结束（进入夜间低值）时间夏季晚于冬季约1~2 h。上下午液流量比值均〈1,平均值为0.74。同月不同天气条件下,液流速率和液流量均为晴天〉阴天〉雨天。干旱环境下,樟树树干液流峰值下降了约95%,与2014年相比,同期内液流总量减少了约47.8%,在干旱中液流量与气温、水汽压亏缺呈显著负相关,改变了常年中（没有干旱）液流量与气温和水汽压亏缺呈显著正相关的关系。干旱显著降低了樟树的树干液流量,也反映了樟树对干旱的适应过程。 展开更多
关键词 樟树 树干液流 热脉冲技术 亚热带
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亚热带季风区樟树的水分利用特征 被引量：3
7
作者 夏银华 章新平 +5 位作者 戴军杰 王锐 罗紫东 饶志国 肖雄 张赐成 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期195-205,共11页
基于2017—2019年樟树(Cinnamomum camphora)生长季(4—10月)的茎干水、叶片水和土壤水稳定同位素及同期环境因子数据,并结合2019—2021年樟树生长季的蒸腾速率,分析了日间樟树植物水同位素与其影响因子之间的关系,探究樟树在生长季和... 基于2017—2019年樟树(Cinnamomum camphora)生长季(4—10月)的茎干水、叶片水和土壤水稳定同位素及同期环境因子数据,并结合2019—2021年樟树生长季的蒸腾速率,分析了日间樟树植物水同位素与其影响因子之间的关系,探究樟树在生长季和不同环境条件下吸水深度的变化特征,旨在加深对樟树自身水分利用特征的了解。结果表明:在晴日,樟树蒸腾速率与叶片水δ^(18)O的值在日间高于夜间,茎干水δ^(18)O的值在日间低于夜间。蒸腾速率与叶片水δ^(18)O之间的时滞在8月晴日较5月晴日大,平均时滞为2.32 h。在5月晴日,叶片水δ^(18)O和茎干水δ^(18)O与温度、饱和水汽压差、相对湿度及蒸腾之间均呈二次函数关系;在8月晴日,叶片水δ^(18)O与温度、饱和水汽压差、相对湿度及蒸腾之间呈二次函数关系,但茎干水δ^(18)O与上述影响因子之间无明显的函数关系。樟树的吸水深度存在明显的季节变化特征。在生长季初期(4—5月)樟树吸水层位单一,主要利用浅层土壤水;在生长季中期(6—8月)和后期(9—10月),樟树有2个吸水层位:在中期利用中层和深层土壤水,在后期利用浅层和深层土壤水。樟树的吸水深度和蒸腾还受到生境的影响。季节性干旱期间,随着干旱的持续,蒸腾日变化曲线的宽度逐渐变窄,蒸腾耗水量相应减小;受环境变化和自身生理特性的影响,樟树的吸水深度逐渐由浅变深再变浅。与降水前相比,降水后樟树的蒸腾作用增强,吸水深度上升,吸水土层变窄。 展开更多
关键词 樟树 蒸腾 氢氧稳定同位素 吸水深度
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湘江流域岳麓山周边地区地表水体水化学特征及灌溉适宜性 被引量：2
8
作者 钟桥 肖雄 +5 位作者 张赐成 章新平 李嘉洁 王迪宙 于正良 刘娜 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2023年第4期128-136,共9页
[目的]对湘江流域岳麓山地区地表水体进行水化学特征分析及灌溉适宜性评价,为该地区的生态环境保护及水资源综合管理的科学决策提供理论支持。[方法]以岳麓山周边地区为研究区,从2020年12月至2021年11月采集降水、山涧溪水和湘江河水水... [目的]对湘江流域岳麓山地区地表水体进行水化学特征分析及灌溉适宜性评价,为该地区的生态环境保护及水资源综合管理的科学决策提供理论支持。[方法]以岳麓山周边地区为研究区,从2020年12月至2021年11月采集降水、山涧溪水和湘江河水水样,利用Piper图、Gibbs图、端元图等方法,分析各水体水化学特征以及影响因素。[结果]降水主要阴阳离子为Ca^(2+),K^(+),SO^(2-)_(4)和NO^(-)_(3),无明显水化学类型;山涧溪水主要阴阳离子为Ca^(2+)和NO^(-)_(3),主要水化学类型为Cl-Ca·Mg型和Cl-Ca型;湘江河水主要阴阳离子为Ca^(2+)和HCO^(-)_(3),主要水化学类型为HCO_(3)-Ca型。山涧溪水主要受大气降水输入和碳酸盐岩风化控制;湘江河水受碳酸盐岩风化作用影响较大。[结论]Na^(+)离子含量,SAR和RSC指标以及其绘制USSL图和Wilcox图分析结果较好,山涧溪水和湘江河水适合用于灌,不易引起盐害或碱害。 展开更多
关键词 岳麓山周边地区 湘江河水 降水 山涧溪水 水化学特征 水质评价
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黑河流域高寒草甸生态系统水分收支及蒸散发拆分研究 被引量：12
9
作者 童雅琴 王佩 +2 位作者 李小雁 张赐成 白岩 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第20期7400-7411,共12页
水分收支是对水循环要素降水、蒸发蒸腾、径流以及土壤贮储水量变化等的定量刻画,对水资源的可持续开发及利用至关重要。基于黑河流域阿柔观测站2014和2015年水文气象观测数据,运用水量平衡理论,定量的评估了高寒草甸生态系统的水分收... 水分收支是对水循环要素降水、蒸发蒸腾、径流以及土壤贮储水量变化等的定量刻画,对水资源的可持续开发及利用至关重要。基于黑河流域阿柔观测站2014和2015年水文气象观测数据,运用水量平衡理论,定量的评估了高寒草甸生态系统的水分收支动态,并结合双源模型对高寒草甸生态系统蒸散发(植被蒸腾和土壤蒸发)进行拆分及评价。研究结果表明(1)在生长季(5—9月)植被蒸腾是高寒草甸生态系统主要的耗水形式,2014和2015年生长季平均蒸散比(T/ET)分别为0.74和0.79;(2)土壤水分的剧烈变化主要发生在0—40 cm处,且受冻融过程影响显著;(3)在降水较多的年份(2014)高寒草甸生态系统水分收支基本平衡,且不受冻融影响的月份(6—9)有地表径流产生约42 mm;在正常年份(2015),生态系统呈现水分亏缺,亏缺量约为134 mm,6—9月约亏缺26 mm;(4)模型估算蒸散发(ET)与实测蒸散发具有很好的一致性,相关系数可达0.90,敏感性分析表明模型输入变量对蒸散发(ET)及蒸散比(T/ET)产生的误差较小,双源模型可以很好地实现对高寒草甸生态系统蒸散发(ET)的拆分。 展开更多
关键词 高寒草甸 水分收支 双源模型 蒸散比(T/ET)
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亚热带典型次生林优势树木树干液流对夏秋极端干旱的响应
10
作者 杜珍 张赐成 +6 位作者 肖雄 邹梓颖 胡彪 李嘉洁 张勇 付世川 蒋婉婧 《生态学报》 2025年第13期6317-6330,共14页
全球气候变化背景下,亚热带地区季节性干旱事件频发,对森林的碳汇潜力和生态系统的稳定性构成严重威胁。因此,研究亚热带次生林植物水分利用对干旱胁迫的响应规律,对提高植被对极端气候脆弱性方面的认识具有重要的理论意义。以亚热带典... 全球气候变化背景下,亚热带地区季节性干旱事件频发,对森林的碳汇潜力和生态系统的稳定性构成严重威胁。因此,研究亚热带次生林植物水分利用对干旱胁迫的响应规律,对提高植被对极端气候脆弱性方面的认识具有重要的理论意义。以亚热带典型次生林三种优势树种樟树(Cinnamomum camphora)、马尾松(Pinus massoniana Lamb.)和枫香(Liquidambar formosana Hance)为研究对象,基于热扩散式探针技术,于2022年对树干液流进行连续监测,并结合气象因子和土壤水分的同步监测,对比分析了2022年发生的极端干旱和2023年同期相对湿润期间三种树木树干液流对气象因子、土壤水分条件的响应规律。结果表明:(1)2022年极端干旱期的液流速率均显著低于2023年同期,干湿期间樟树液流速率的变化幅度最大;(2)2023年干旱期的液流速率呈现日间液流高于夜间液流的昼夜规律,而在2022年樟树和马尾松的夜间液流速率高于日间;(3)干旱期三种树木液流速率与太阳辐射(R_(n))、饱和水汽压差(VPD)呈正相关,均与土壤含水量(SWC)呈负相关;2022年干旱期的液流速率对环境因子的敏感性低于2023年同期;(4)在相对湿润的年份,液流速率主要受VPD和R_(n)的影响;而在极端干旱的年份,液流速率的主要控制因素由气象因子转变为土壤水分的可用性限制。 展开更多
关键词 液流速率 极端干旱 环境因子 亚热带 次生林
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