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西北半干旱地区巨菌草地土壤热通量特征及其影响因素分析
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作者 王子怡 吕师 +5 位作者 李声繁 白妮妮 严慧慧 林辉 余世葵 刘凤山 《林草资源研究》 北大核心 2024年第4期48-59,共12页
土壤热通量是地球系统中能量交换的关键指标,对气象、生态系统、地下水循环和农业生产有着重要影响。以中国西北半干旱地区的巨菌草生态系统为对象,利用2022年的波文比系统观测数据,采用热传导对流法计算土壤热通量,分析其能量平衡特征... 土壤热通量是地球系统中能量交换的关键指标,对气象、生态系统、地下水循环和农业生产有着重要影响。以中国西北半干旱地区的巨菌草生态系统为对象,利用2022年的波文比系统观测数据,采用热传导对流法计算土壤热通量,分析其能量平衡特征及影响因素。结果表明:1)种植期,巨菌草的覆盖显著降低了土壤能量散失,增强了10 cm和20 cm深度土壤热通量与地表的关联性。地表土壤体积热容量在种植期高于全年平均值,且随深度增加而增大。2)种植前,20 cm深度土壤热通量与地表相近,但峰值更高,存在滞后现象。收获期,10 cm和20 cm深度土壤热通量均高于地表,且整体呈现负值,表明土壤向大气传递能量。3)晴天时,地表土壤热通量峰值高于阴天和雨天,且出现时间不同。种植期,晴天和雨天土壤热通量波动较小,但晴天热通量低于雨天。随着深度增加,晴天热通量波动增大。4)种植期,巨菌草高度和土壤湿度是影响土壤热通量的主要因素。种植前后,太阳辐射、气温、土壤温度和空气湿度是主要影响因素。降水量与土壤热通量在种植前、后无显著相关性,但在种植期呈显著负相关。综上所述,巨菌草的覆盖有助于减少土壤能量散失,提高土壤体积热容量,稳定土壤热通量变化。 展开更多
关键词 土壤热通量 热传导对流法 不同天气条件 影响因素
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巨菌草地表能量交换特征及其影响因素 被引量:2
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作者 刘凤山 白妮妮 +7 位作者 林占熺 林冬梅 王子怡 丁凰文 吴宗楠 张雅婷 杨谨宁 王培丹 《福建农林大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2023年第3期383-390,共8页
基于波文比—能量平衡法,研究了巨菌草生长过程入射太阳辐射(Rd)、反射太阳辐射(Ru)、净辐射(Rn)、潜热(LH)、显热(SH)、土壤热通量(G)和波文比(β)等的变化动态;通过耦合系数(Ω)评价地表能量通量的影响因素,提出一种地表通量异常值插... 基于波文比—能量平衡法,研究了巨菌草生长过程入射太阳辐射(Rd)、反射太阳辐射(Ru)、净辐射(Rn)、潜热(LH)、显热(SH)、土壤热通量(G)和波文比(β)等的变化动态;通过耦合系数(Ω)评价地表能量通量的影响因素,提出一种地表通量异常值插值方法的判断标准,确定β异常值为-2.00~-0.50.结果表明:采用随机森林插值方法可获得质量良好的通量数据.生育期Rd、Ru、Rn、LH、SH、G、β和Ω的平均值分别为185.99 W·m^(-2)、72.56 W·m^(-2)、111.35 W·m^(-2)、82.94 W·m^(-2)、31.26 W·m^(-2)、-2.72 W·m^(-2)、0.38和0.6,Rd是季节尺度上其他参数变化的主要影响因子,LH和SH同时受到冠层导度(gc)和饱和水汽压差(VPD)等因素的影响.晴天Rn、LH和SH较高,阴天Rn、LH和SH较低.晴天和阴天的β由gc和Rn决定,生育早期具有低gc和高Rn的特征,晴天的β大于阴天;生育盛期具有高gc和低Rn的特征,晴天的β低于阴天. 展开更多
关键词 巨菌草 地表能量平衡 波文比 潜热比例
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不同菌草品种叶片叶绿素含量的光谱特征参数模型研究 被引量:1
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作者 白妮妮 刘凤山 +4 位作者 张厚喜 蔡杨星 卜建超 彭实梅 林冬梅 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期210-219,共10页
[目的]建立各种品种菌草叶片叶绿素光谱模型为快速无损地评估菌草健康状态提供理论依据。[方法]利用多光谱相机拍摄光谱信息,使用RGB和HSV两种颜色空间系统进行NDSI、RSI植被指数指标的建立,并采用4种回归算法进行叶绿素相对含量即SPAD... [目的]建立各种品种菌草叶片叶绿素光谱模型为快速无损地评估菌草健康状态提供理论依据。[方法]利用多光谱相机拍摄光谱信息,使用RGB和HSV两种颜色空间系统进行NDSI、RSI植被指数指标的建立,并采用4种回归算法进行叶绿素相对含量即SPAD值和光谱信息建模,选出合适菌草的模型。[结果]不同品种的菌草SPAD值差异不显著,主要是健康和干枯叶片的差异。叶片SPAD值和光谱反射值具有良好的相关性,RGB颜色系统红波段是最相关的波段,相关性达到-0.79。试验证明红波段的变化在健康叶片和干枯叶片之间更敏感。2种颜色系统综合评价,建模精度及稳定由高到低依次为:包含5个通道的RGB颜色系统,HSV颜色系统,仅包含R、G、B 3个通道的颜色系统。4种反演方法中,反演效果最好依次为随机森林机器学习方法、支持向量机机器学习和逐步线性回归方法、一元线性统计方法。预测SPAD值拟合效果最好的是RGB-NDSI-RF类型,其拟合数R2为0.95、RMSE为3.04、MRE为0.19,验证R2为0.75、RMSE为8.26、MRE为0.76。[结论]机器学习方法尤其是随机森林适用于菌草建模,可以取得较高的精度,具有高适应和稳定性。预测SPAD值拟合效果最好的是RGBNDSI-RF类型,其模型可以适用于不同菌草品种的建模,敏感识别叶片的叶绿素含量以评估其健康状态。 展开更多
关键词 菌草 多光谱 机器学习 HSV颜色系统
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基于波文比系统的巨菌草蒸散发过程及影响因素 被引量:3
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作者 刘凤山 白妮妮 +3 位作者 林占熺 林冬梅 王培丹 苏德伟 《福建农林大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2023年第2期258-264,共7页
基于波文比系统研究了巨菌草生育盛期的蒸散发(ET)动态及影响因素.结果表明,波文比趋于-1时的不同异常值判定范围显著影响潜热和显热通量,使用预测均值匹配和随机森林两种方法对异常值进行插补均可得到有效的完整序列.净辐射、潜热通量... 基于波文比系统研究了巨菌草生育盛期的蒸散发(ET)动态及影响因素.结果表明,波文比趋于-1时的不同异常值判定范围显著影响潜热和显热通量,使用预测均值匹配和随机森林两种方法对异常值进行插补均可得到有效的完整序列.净辐射、潜热通量、显热通量和土壤热通量的平均值分别为111.35、81.55、32.28和-2.72 W·m^(-2).ET日均值为-0.12~5.31 mm,平均值为2.88 mm.ET小时动态均为单峰变化过程,晴天和阴天条件下的峰值分别为0.6和0.3 mm.利用逐步回归方法得到的巨菌草ET气象影响因素可以解释95%的变化.巨菌草生育盛期的作物系数为1.67,解释率为87%. 展开更多
关键词 蒸散发 波文比 能量平衡 巨菌草
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巨菌草叶片形态特征及其估算模型构建 被引量:4
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作者 卜建超 周童晖 +5 位作者 林占熺 白妮妮 夏婕 林辉 林冬梅 刘凤山 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期538-546,共9页
【目的】叶片是植物的重要器官,但巨菌草叶片的形态特征尚缺乏基础的数据支撑。利用巨菌草叶片相关指标构建叶面积和叶鲜重模型可为巨菌草形态特征研究提供便捷方法。【方法】采集巨菌草叶片长度、宽度、叶面积和叶鲜重等信息,对巨菌草... 【目的】叶片是植物的重要器官,但巨菌草叶片的形态特征尚缺乏基础的数据支撑。利用巨菌草叶片相关指标构建叶面积和叶鲜重模型可为巨菌草形态特征研究提供便捷方法。【方法】采集巨菌草叶片长度、宽度、叶面积和叶鲜重等信息,对巨菌草叶片长度、叶片宽度、叶片鲜重、叶面积指标进行相关性分析,利用叶片长度、叶片宽度、叶片长宽积、叶片长度-叶片宽度、叶片长度+叶片宽度、叶长^(2)、叶宽^(2)等7个指标,采用一元线性回归模型、二元线性回归模型、二次三项式模型对叶面积和叶鲜重进行模型的构建。【结果】巨菌草叶片长度、叶片宽度、叶片鲜重、叶面积指标间的相关性较好,指标间相关性系数在0.74~0.91。最适宜巨菌草叶面积的估算模型为:y_(A)=0.72x_(P)(R^(2)=0.99,y_(A)代表叶面积,x_(P)代表叶片长宽积),叶片鲜重最优估算模型为:y_(F)=0.02x_(P)(R^(2)=0.96,其中y_(F)代表叶鲜重,x_(P)代表叶片长宽积)。验证结果表明,实测叶面积与估测叶面积线性回归拟合较好R^(2)均为0.99,叶面积和叶鲜重的RMSE分别为18.67 cm^(2)、0.67 g。【结论】本研究得出了巨菌草叶面积和叶鲜重的最优模型,对于菌草研究基础数据的扩充有一定的理论意义。 展开更多
关键词 巨菌草 叶面积估算 叶鲜重估算 模型构建
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覆盖黑色无纺布对土壤环境和信阳五月鲜桃新梢生长的影响 被引量:1
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作者 朱计谋 王震 白妮妮 《现代园艺》 2021年第23期35-36,共2页
以3年生信阳五月鲜桃为试材,于新梢萌芽期在树盘周围覆盖黑色无纺布,研究覆盖条件下土壤水温的变化和对桃树新梢生长的影响。结果表明:覆盖黑色无纺布可增加土壤含水量、降低土壤温度,最高可增加含水量2.47%、降低土温1.21℃;覆盖处理... 以3年生信阳五月鲜桃为试材,于新梢萌芽期在树盘周围覆盖黑色无纺布,研究覆盖条件下土壤水温的变化和对桃树新梢生长的影响。结果表明:覆盖黑色无纺布可增加土壤含水量、降低土壤温度,最高可增加含水量2.47%、降低土温1.21℃;覆盖处理可显著促进新梢生长,新梢长度和直径分别较对照增加7.78cm、0.40mm。 展开更多
关键词 覆盖 黑色无纺布 信阳五月鲜桃 土壤环境 新梢
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