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新水情影响下华北平原深层地下水水平衡演变与更新能力分析
1
作者 杨会峰 李泽岩 +4 位作者 孟瑞芳 白华 宋博 郭伟 包锡麟 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第3期28-42,共15页
地下水是支撑华北平原社会经济发展的重要供水水源,深层地下水长期超采、水头大幅度下降,引发系列生态环境地质问题。2015年以来,南水北调、地下水超采综合治理和连续强降水等新水情通过置换水源、农业节水以及强降水灌溉农业等方式减... 地下水是支撑华北平原社会经济发展的重要供水水源,深层地下水长期超采、水头大幅度下降,引发系列生态环境地质问题。2015年以来,南水北调、地下水超采综合治理和连续强降水等新水情通过置换水源、农业节水以及强降水灌溉农业等方式减少了华北平原深层地下水开采量,深层地下水水平衡发生显著变化。基于深层地下水区域水平衡分析方法,探讨了水平衡关键指标变化特征,分析了新水情对深层地下水平衡的影响效应。利用14C年龄、中更新统岩相古地理分布特征2个地质背景指标和渗透系数、水力梯度、深浅层水头差以及越流系数4个水力评价指标对深层地下水更新能力进行综合评价。基于地下水降落漏斗修复和地面沉降防控,识别地下水水头恢复阈值,科学评价深层地下水可利用量。结果表明:与2005年相比,在新水情影响下,2020年深层地下水渗流速度显著增大,侧向补给量增加0.25×10^(8) m^(3),越流补给量增加0.88×10^(8) m^(3),中东部深层地下水水头仍处于下降状态是主要原因;地下水年均开采量减少1.41×10^(8) m^(3),地下水年度储量减少量由12.29×10^(8) m^(3)变为9.70×10^(8) m^(3);从空间分析,西部山前较大的渗透系数使得其更新性好于中东部,从时间分析,开采量的变化使得垂向越流通量和水平侧向径流的组成及数量发生了变化,2020年深层地下水更新能力较2005年总体增强;深层地下水可利用量为8.52×10^(8) m^(3)/a,主要分布于山前平原的中更新统冲洪积扇区。依据深层地下水补径排条件、开发利用程度差异,以不同水文地质单元开展水平衡演变分析,2015年以来深层地下水失衡状况得到缓解,但尚未得到根本扭转。研究结果对认识北方平原区深层地下水循环规律和可持续开发利用等方面具有借鉴意义。 展开更多
关键词 华北平原 新水情 水平衡变化 地下水更新能力 可持续利用对策
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华北平原黄河宽V形河道控河机制分析
2
作者 李永军 彭南赫 +4 位作者 段丰浩 肖良 彭建兵 王盼龙 王芊 《人民黄河》 北大核心 2025年第3期48-55,共8页
黄河宽V形河道的形成与演化,既取决于华北平原周缘构造带的边界形态及其相互作用,又是对青藏高原NE向挤入作用的远程响应。三门峡至渤海湾入海口,受河岸区域性大断裂控制,黄河河道以兰考为拐点,由NEE转为NE向,形成了宽V形河道组合样式... 黄河宽V形河道的形成与演化,既取决于华北平原周缘构造带的边界形态及其相互作用,又是对青藏高原NE向挤入作用的远程响应。三门峡至渤海湾入海口,受河岸区域性大断裂控制,黄河河道以兰考为拐点,由NEE转为NE向,形成了宽V形河道组合样式。区内河道的延伸样式主要表现为长线型延伸,其次为锯齿状摆动和短折线拐弯。三门峡-郑州段的黄河产于太行山南段构造带和秦岭构造带围限的断陷带中,山前大断裂均在第四纪以来发生了强烈的活动,主要河段产于断裂带中。华北平原是四大构造带围限的平面上呈不规则六边形的凹陷平原,不规则六边形的长边分别平行于太行山构造带和泰安-济南构造带。黄河主河道位于南阳–兰考–平阴–垦利隐伏断裂带中,NE向长线型支流部分平行于、部分重合于区内的NE向隐伏断裂带。可考证的历史时期的黄河改道和已知的废弃河道均产于隐伏大断裂带中。这些隐伏断裂是河岸两大构造带的次级断裂,大多在第四纪以来有显著的活动。黄河沿岸断裂及平原区的隐伏断裂是造山带形成与演化的主要产物,更是控制河道形成、演化、延伸、拐弯的主控因素。 展开更多
关键词 黄河 宽V形河道 断裂控河 华北平原
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水位、水量、产量联控的华北平原地下水超采区节水灌溉多目标优化 被引量：2
3
作者 井淼 张江江 +4 位作者 刘瑾 杨思敏 谢一凡 孙梦雅 鲁春辉 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期184-192,共9页
为探索地下水位、灌溉水量、作物产量联控下华北平原农作物节水灌溉方案,通过耦合基于FloPy的地下水数值模型、作物需水模型和NSGA-Ⅱ多目标优化模型,研发了水位、水量、产量联控的节水灌溉多目标优化模拟框架irrigmoo。以华北平原中东... 为探索地下水位、灌溉水量、作物产量联控下华北平原农作物节水灌溉方案,通过耦合基于FloPy的地下水数值模型、作物需水模型和NSGA-Ⅱ多目标优化模型,研发了水位、水量、产量联控的节水灌溉多目标优化模拟框架irrigmoo。以华北平原中东部的沧州市作为研究区,通过收集实地资料,进行了地下水数值模型校正、作物需水模型构建以及NSGA-Ⅱ多目标优化模型配置,获得了限水灌溉条件下灌溉方案的帕累托非劣解集,并优选了代表性的地下水压采和水源置换方案。结果表明:若将灌溉用水中地下水的比例压减42.13%,并将15.28%的地下水置换为替代水源,可实现深层地下水位回升2.36 m,灌溉水量减少26.86%,冬小麦产量下降3.94%;若禁止开采地下水用于灌溉,且将现状开采量的37%置换为替代水源,有望实现深层地下水位回升8.95 m,灌溉水量减少62.87%,冬小麦减产12.70%,且产量仍在约束范围内。 展开更多
关键词 限水灌溉 地下水超采 地下水位 地下水数值模型 多目标优化 粮食产量 华北平原
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基于地球静止卫星观测的华北平原冬小麦光合作用日循环研究
4
作者 彭浩宇 孙雷刚 +5 位作者 王绍强 郑晨 陈世亮 李亭谕 谷鹏 夏烨 《生态学报》 北大核心 2025年第5期2464-2478,共15页
华北平原是我国重要的粮食产区之一,监测作物生长对于维护国家粮食安全至关重要。近年来,高时空分辨率的地球静止卫星数据被广泛应用于植被冠层光合作用研究,为开展作物光合作用高精度监测提供了技术支撑。采用日本葵花8号静止卫星数据... 华北平原是我国重要的粮食产区之一,监测作物生长对于维护国家粮食安全至关重要。近年来,高时空分辨率的地球静止卫星数据被广泛应用于植被冠层光合作用研究,为开展作物光合作用高精度监测提供了技术支撑。采用日本葵花8号静止卫星数据反演植被近红外反射率(NIRv)和光合有效辐射(PAR),利用两者乘积NIRvP估算植被总初级生产力(GPP),并基于2018年1月至7月华北平原冬小麦相关通量观测数据,探讨冬小麦生长季GPP日内变化差异和影响因子。结果表明:(1)NIRvP可以较好表征华北平原冬小麦GPP的动态变化,半小时尺度(R^(2)=0.75)、日尺度(R^(2)=0.83)和月尺度(R^(2)=0.97)均显著相关,且随着时间向夏季推移,NIRvP和GPP估计值(GPPe)均能捕捉到GPP日间质心由下午向上午转移的趋势;(2)PAR对GPP变化的作用会影响NIRvP表征GPP变化的能力,当PAR为GPP变化的主导因素时,NIRvP与GPP具有强相关性;(3)在季节尺度上,饱和水汽压差(VPD)和地表温度与生长季内GPP呈显著负相关,气温和PAR与GPP呈显著正相关,环境因素对GPP季节变化的贡献率为:温度>VPD>PAR;在日尺度上,PAR和温度是日内GPP变化的主要影响因素;在小时尺度上,VPD是GPP变化的主要影响因素。综上,地球静止卫星数据可以用于大范围监测华北平原冬小麦GPP日内变化,未来可结合高时空分辨率卫星遥感数据为华北平原农田可持续发展政策制定提供理论依据。 展开更多
关键词 华北平原 冬小麦 光合作用 地球静止卫星 日循环
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华北平原一次大气涌及其对夜间对流的影响
5
作者 姚安琪 陈起英 华维 《应用气象学报》 北大核心 2025年第2期178-189,共12页
大气涌(一种特殊的大振幅重力波)已被证明对夜间中尺度对流系统的触发和维持具有重要作用。为探究大气涌对华北平原夜间对流的潜在作用,深入了解大气涌的产生及影响机制,对2022年6月17—18日一次起源于太行山北部并向东传播至华北平原... 大气涌(一种特殊的大振幅重力波)已被证明对夜间中尺度对流系统的触发和维持具有重要作用。为探究大气涌对华北平原夜间对流的潜在作用,深入了解大气涌的产生及影响机制,对2022年6月17—18日一次起源于太行山北部并向东传播至华北平原东部的对流过程进行观测分析,并使用CMA-MESO业务模式(水平分辨率为1km)进行数值模拟和诊断。结果表明:对流产生的密度流侵入夜间稳定边界层触发大气涌。根据线性波理论,由稳定度项和风速曲率项共同定义的斯科勒参数表征了大气对重力波的捕获能力。研究过程中,夜间低空急流产生的垂直切变使斯科勒参数在500~1100m高度范围内随高度递减,这一变化表明该高度层形成有利于大气涌能量集中和水平传播的波导结构,有利于大气涌的维持和传播,使其持续约3h。大气涌经过后,夜间大气稳定度降低,对流有效位能约增加270J·kg^(-1),对流抑制能量约降低100J·kg^(-1)。大气涌比对流系统的传播速度更快,通过垂直抬升减弱逆温覆盖,将底层水汽向上输送,触发了新的对流单体,新对流单体与原对流系统合并,使此次夜间对流增强并维持。 展开更多
关键词 华北平原 夜间对流 大气涌 CMA-MESO
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1990—2020年华北平原耕地区土壤侵蚀强度时空演变及驱动力分析
6
作者 李志恒 刘晓煌 +5 位作者 夏学齐 肖粤新 张文博 王然 雒新萍 邢莉圆 《现代地质》 北大核心 2025年第2期467-477,共11页
华北平原作为中国粮食主产区,其土壤侵蚀演变规律研究对保障农业生态安全具有战略意义。本研究综合多源遥感数据集、数字地形模型及气候观测资料,构建基于AHP-地理探测器耦合模型的侵蚀驱动解析框架。通过1990—2020年时序分析(5年间隔)... 华北平原作为中国粮食主产区,其土壤侵蚀演变规律研究对保障农业生态安全具有战略意义。本研究综合多源遥感数据集、数字地形模型及气候观测资料,构建基于AHP-地理探测器耦合模型的侵蚀驱动解析框架。通过1990—2020年时序分析(5年间隔),揭示:(1)侵蚀强度呈现显著梯度分异,无明显侵蚀区面积年均增长1.7%,其空间分布与冲积扇前缘地貌单元高度吻合(Kappa=0.68);(2)政策干预下中度以上侵蚀面积缩减率达64.3%,其中不同地貌单元对治理措施的响应规律存在差异;(3)地形交互作用存在临界阈值效应,高程(q=0.0833)与坡度(q=0.0638)协同使解释力提升40.1%(Δq=0.0335),在海拔150~300 m、坡度10°~15°过渡带形成侵蚀热点区。研究成果为构建地形能量梯度响应型治理体系提供理论支撑,确立鲁中山前丘陵带为优先实施等高耕作的关键区域。 展开更多
关键词 土壤侵蚀 层次分析法 地理探测器 驱动因子 华北平原
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华北平原人工林地土壤质量评价及障碍因子分析
7
作者 田鹏莹 孙慧娟 +4 位作者 薛婧雯 刘梦瑶 李建菲 范国强 张志华 《水土保持通报》 北大核心 2025年第4期124-133,共10页
[目的]定量评价华北平原人工林地的土壤质量,为该地区土壤质量改善及障碍因素诊断提供科学依据和建议。[方法]以不同密度(1111,833,625,555,416株/hm^(2))杨树人工林为研究对象,于2024年10月底采集杨树林下0—20 cm土层土壤,对土壤主要... [目的]定量评价华北平原人工林地的土壤质量,为该地区土壤质量改善及障碍因素诊断提供科学依据和建议。[方法]以不同密度(1111,833,625,555,416株/hm^(2))杨树人工林为研究对象,于2024年10月底采集杨树林下0—20 cm土层土壤,对土壤主要理化性质及酶活性进行分析。基于主成分分析(PCA)筛选出最小数据集(MDS),通过土壤质量指数和障碍因素诊断对华北平原人工林土壤质量进行评价。[结果]①基于总数据集的主成分分析,构建了由土壤全碳、蔗糖酶活性、电导率、粉粒和速效磷组成的最小数据集。②不同密度杨树人工林的土壤质量指数排序为:416株/hm^(2)(0.55)>555株/hm^(2)(0.51)>625株/hm^(2)(0.49)>1111株/hm^(2)(0.48)>833株/hm^(2)(0.44)。林分密度显著影响了土壤含水量、pH值、有机碳、全碳和速效养分等。③整个研究区土壤质量障碍以中度、轻度障碍为主,土壤有机碳(15%)和土壤含水量(13%)是影响该研究区土壤质量的最大障碍因素。各密度杨树人工林均面临土壤养分和水分限制型障碍。[结论]杨树人工林密度为416株/hm^(2)时土壤质量最佳,华北平原各杨树人工林均面临土壤养分不足,缺水的情况,该地区应制定科学的施肥灌溉管理措施,同时在人工林生产实践中确定适宜的造林密度,以实现土壤可持续利用。 展开更多
关键词 土壤综合质量指数 土壤质量评价 评分法 土壤障碍因素 华北平原
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2008-2022年华北平原七省市AOD时空变化特征及主要影响因素分析
8
作者 赵乐鋆 王诗瑶 +4 位作者 赵子渝 洪星 李夫星 吴佳仪 华婧妤 《生态环境学报》 北大核心 2025年第2期256-267,共12页
以华北平原七省市为研究区,基于最优参数地理探测器与Pearson相关系数,从多时空尺度揭示其2008-2022年气溶胶光学厚度(AOD)的时空变化特征及主要影响因素。结果表明,1)华北平原七省市AOD空间异质性显著,豫东、鲁西与冀中南地区AOD偏高,... 以华北平原七省市为研究区,基于最优参数地理探测器与Pearson相关系数,从多时空尺度揭示其2008-2022年气溶胶光学厚度(AOD)的时空变化特征及主要影响因素。结果表明,1)华北平原七省市AOD空间异质性显著,豫东、鲁西与冀中南地区AOD偏高,冀北与豫西地区AOD偏低。各季节AOD大小关系为夏季(0.57)>春季(0.53)>冬季(0.46)>秋季(0.44)。2)近年来华北平原七省市AOD下降显著,空气质量明显好转。在AOD变化稳定性与持续性方面,冀鲁豫三省交界处AOD稳定性较差,以反持续性为主;冀北地区、江苏省与安徽省稳定性整体较好,以持续性为主。3)对AOD空间分异的地理探测结果表明,气温(0.607)、人口密度(0.531)和降水(0.318)是影响研究区AOD空间分异的最主要因素,降水与NDVI的影响程度随时间渐趋增强,风速与NDVI的影响程度始终偏弱;交互探测方面,气温与各时期交互作用较强的因子组合密切相关,二产产值占比是交互作用重要的辅助因子。4)研究区AOD变化与气温、降水呈负相关;与一产、二产产值占比呈正相关,与GDP及城市内部人口密度呈负相关。这表明产业结构的优化调整对中国大气污染治理贡献显著。 展开更多
关键词 气溶胶光学厚度 时空变化 最优参数地理探测器 Pearson相关系数 华北平原
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雾顶辐射冷却驱动的湍流混合对华北平原雾的影响作用
9
作者 田梦 吴彬贵 +4 位作者 廖云琛 杨健博 郭阳 刘海玲 鞠婷婷 《大气科学》 北大核心 2025年第2期460-476,共17页
雾顶辐射冷却是雾演变过程中的一个重要物理过程,它能驱动“自上而下”的湍流混合,因此YSU(Yonsei University)方案中引入了刻画该过程的模块(ysu_topdown_pblmix)。然而,这种“自上而下”的湍流混合对华北平原雾的影响作用尚不清楚。... 雾顶辐射冷却是雾演变过程中的一个重要物理过程,它能驱动“自上而下”的湍流混合,因此YSU(Yonsei University)方案中引入了刻画该过程的模块(ysu_topdown_pblmix)。然而,这种“自上而下”的湍流混合对华北平原雾的影响作用尚不清楚。本文基于葵花-8卫星反演资料、地面自动站观测资料、大气边界层观测塔涡动相关观测,结合大涡模拟结果,分析ysu_topdown_pblmix在华北平原雾模拟中的影响作用。研究发现,虽然ysu_topdown_pblmix整体降低了华北平原雾的雾区模拟评分,但它却明显改进了近地层温度、湿度和雾边界层结构的模拟,这得益于雾顶辐射冷却驱动的“自上而下”的湍流混合。然而,目前ysu_topdown_pblmix中的夹卷作用偏强,导致雾顶之上的暖空气过多卷入雾体内部使得雾过快消散。敏感性试验显示,通过减小ysu_topdown_pblmix中的蒸发增强系数可以降低雾顶湍流夹卷强度,从而改善雾区模拟效果。本文研究工作表明,华北平原雾的数值模拟中有必要引入ysu_topdown_pblmix,但需要进一步改进其中的有关参数。 展开更多
关键词 雾模拟 雾顶湍流 ysu_topdown_pblmix模块 大气边界层参数化 华北平原
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黄河下游流域的文化界说——兼论华北平原在黄河文化中的历史地位
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作者 王志民 宋宁 《河北学刊》 北大核心 2025年第1期98-110,共13页
黄河下游流域与文化的界定,是黄河文化研究中的一个重大问题。论者将黄淮海平原的广阔区域都作为黄河下游流域的传统看法是不恰当的。淮河作为一条大河,自有其独立的流域范围,“夺淮入海”时期,黄河夺占淮河支流和主河道,主要系人为因... 黄河下游流域与文化的界定,是黄河文化研究中的一个重大问题。论者将黄淮海平原的广阔区域都作为黄河下游流域的传统看法是不恰当的。淮河作为一条大河,自有其独立的流域范围,“夺淮入海”时期,黄河夺占淮河支流和主河道,主要系人为因素改道和维持所致,且多为河道游移、水系混乱的“地上河”,并未形成自己的“集水区”;在文化上,淮河文化是长江文化的亚文化,在春秋战国时期是长江楚文化的重要组成部分。故无论从流域还是文化上看,淮河流域都不能作为黄河下游流域看待。泰沂山西延伏脉以北的华北平原,是黄河天然形成的入海之地;在秦汉以前,是中华文明起源、三代文明奠基的重要区域之一,是春秋战国时代的文化重心,是实现秦汉“大一统”的经学繁荣基地和思想库。该地区在中华文明起源、形成及中华民族共同体奠基的重要历史时期作出了突出贡献,是奠定黄河文化为中华民族“根”与“魂”的核心区之一。华北平原及其文化就是黄河下游的流域与文化。 展开更多
关键词 黄河下游 文化界说 华北平原 黄河文化
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华北平原第四系地下水^(14)C定年方法及其适用性探讨
11
作者 李捷 谢宇熙 +4 位作者 田立军 邢一飞 刘玉莲 焦璇 费舒晨 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第2期14-24,共11页
^(14)C是确定地下水年龄的常用方法,但受^(14)C定年模型中的初始^(14)C含量不确定性及深部地球化学过程影响,地下水^(14)C年龄仍存在较大争议。为确定华北平原第四系冷水^(14)C年龄,在雄安新区及周边区域补充了27组地下水^(14)C数据,结... ^(14)C是确定地下水年龄的常用方法,但受^(14)C定年模型中的初始^(14)C含量不确定性及深部地球化学过程影响,地下水^(14)C年龄仍存在较大争议。为确定华北平原第四系冷水^(14)C年龄,在雄安新区及周边区域补充了27组地下水^(14)C数据,结合前人在华北平原的文献数据65组,通过分析研究区水化学演化规律及构建地下含水层参数模型,确定了华北平原地下水^(14)C校正模型的初始值,并尝试性提出了一种评估地下水^(14)C年龄准确性的方法。结果表明:(1)研究区地下水^(14)C校正模型的初始值是87.0 pMC,含水层死碳溶解可基本忽略;(2)地下水氧同位素变化通过4.2 ka的气候异常事件和新仙女木事件分割成三阶段;(3)华北平原第四系地下水^(14)C含量沿地下水流向逐渐降低,中部和滨海平原地下水^(14)C定年结果和^(4)He/^(81)Kr定年结果在300 m深度存在巨大差异,指示着^(14)C定年方法极限的到来。以4.2 ka的气候异常事件和新仙女木事件作为拐点的地下水氧同位素变化是一种有效评估地下水^(14)C年龄准确性的方法,但在深层含水层中建议慎重使用^(14)C定年方法。 展开更多
关键词 ^(14)C年龄校正 地下水 华北平原 气候异常事件 4.2 ka 新仙女木事件
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华北平原生境质量与景观格局时空演变及预测
12
作者 刘书雅 张安兵 +2 位作者 王贺封 刘佳 吴健达 《西北林学院学报》 北大核心 2025年第2期236-250,共15页
探究华北平原生境质量时空演变并预测其未来变化,对该地区生态环境保护及其高质量发展具有重要意义。基于LUH2数据估算未来土地需求量,运用PLUS模型预测SSP119、SSP245、SSP585情景下华北平原2030年土地利用空间分布,利用InVEST模型和... 探究华北平原生境质量时空演变并预测其未来变化,对该地区生态环境保护及其高质量发展具有重要意义。基于LUH2数据估算未来土地需求量,运用PLUS模型预测SSP119、SSP245、SSP585情景下华北平原2030年土地利用空间分布,利用InVEST模型和景观指数评估2000—2020年及2030年不同情景下华北平原生境质量与景观格局演变,并进一步揭示两者之间的关系。结果表明:1)华北平原2000—2020年耕地-建设用地、林地-耕地和草地-建设用地之间的转换,导致区域内景观格局趋于破碎化、多样化;不同情景下,各土地利用类型面积和空间分布具有差异性,致使景观格局指数变化程度不同,其中SSP585情景下景观破碎度高于SSP119、SSP245情景下。2)2000—2020年华北平原整体生境质量轻微下降;不同情景下生境质量均值分别为0.396(SSP119)、0.395(SSP245)、0.391(SSP585)。空间上,生境质量高和较高区主要分布于河北省北部林地和西部丘陵区及山东省中部和东部丘陵区,生境质量低和较低区主要分布于中部、南部耕作区及人口密集的城市区。3)生境质量与景观格局具有空间关联性,且与除IJI外的其余景观格局指数的相关性随时序逐渐减弱;不同情景下两者空间集聚性分异明显。综合来看,SSP119情景下生境质量退化得到缓解,SSP585情景下城市扩张加快,生态用地明显减少,生境质量退化显著。 展开更多
关键词 生境质量 PLUS模型 InVEST模型 SSP-RCP情景 景观格局 华北平原
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黄土母质典型农田土壤无机碳与有机碳的关系及影响因素
13
作者 墨美玲 王秀君 +1 位作者 徐明岗 卢同平 《土壤》 北大核心 2025年第1期35-46,共12页
针对黄土母质农田土壤无机碳(SIC)的空间异质性及其与土壤有机碳(SOC)的复杂关系,本研究搜集了黄土高原和华北平原地区同时包含有SIC和SOC的0~100 cm农田土壤剖面观测数据,并经过整理和标准化处理,获得了具有代表性的SIC和SOC土壤剖面数... 针对黄土母质农田土壤无机碳(SIC)的空间异质性及其与土壤有机碳(SOC)的复杂关系,本研究搜集了黄土高原和华北平原地区同时包含有SIC和SOC的0~100 cm农田土壤剖面观测数据,并经过整理和标准化处理,获得了具有代表性的SIC和SOC土壤剖面数据,开展了对黄土母质农田SIC和SOC的空间分布特征、二者之间关系及影响因素的分析。结果显示,两个区域0~100 cm土层的SOC储量相近(华北平原6.6 kg/m^(2),黄土高原6.7 kg/m^(2))。但SIC储量存在明显差异:在0~40 cm土层中,华北平原的SIC储量(5.9 kg/m^(2))显著低于黄土高原(8.9 kg/m^(2));相反,在40~100 cm土层中,华北平原的SIC储量(10.7 kg/m^(2))显著高于黄土高原(8.8 kg/m^(2))。华北平原表层SIC水平偏低的点位主要分布在耕作历史较长的河北平原,长期农作施肥引起上层土壤酸化导致SIC水解;黄土高原表层SIC水平偏高的农田多位于侵蚀程度高、肥力水平低的西部区域,侵蚀过程使得SIC含量较高的亚表层土壤露出地表。华北平原农田0~100 cm土层中的SIC与SOC呈显著正相关关系(P<0.01),黄土高原0~100 cm土层中的SIC与SOC呈负相关关系。综上,华北平原SIC储量及其与SOC的关系主要受施肥、灌溉等农田管理措施的影响,而黄土高原则与其不同程度的土壤侵蚀导致的土壤碳在空间上的重新分配有关。 展开更多
关键词 土壤无机碳 土壤有机碳 黄土母质 空间异质性 华北平原 黄土高原
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基于物候信息的华北平原农田土壤有机碳密度空间分布预测
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作者 夏迎新 肖二龙 +1 位作者 李道诚 宁立新 《节水灌溉》 北大核心 2025年第5期1-8,共8页
华北平原为我国重要的粮食生产基地,精准预测华北平原土壤有机碳密度(Soil organic carbondensity, SOCD)的空间分布变化,对于维护区域粮食安全及推动可持续发展具有重要意义。数字土壤制图(Digital Soil Mapping, DSM)作为一种有效的手... 华北平原为我国重要的粮食生产基地,精准预测华北平原土壤有机碳密度(Soil organic carbondensity, SOCD)的空间分布变化,对于维护区域粮食安全及推动可持续发展具有重要意义。数字土壤制图(Digital Soil Mapping, DSM)作为一种有效的手段,通过选择合适的协变量能够有效地模拟土壤有机碳密度的空间分布。以华北平原为研究区域,采用支持向量机模型(SVM)、XGBoost模型和随机森林模型(RF)分别进行建模,综合多源环境变量作为输入因子,探明SOCD的空间分布特征,同时引入物候变量补充损失的气候信息以及气候特征,探究物候变量对SOCD空间分布预测的影响程度。结果表明:地表温度类变量是影响该地区SOCD空间分布的关键因素。引入物候变量后,SVM、XGBoost和RF模型预测精度均呈现上升趋势,其中RF模型精度提升约12%,XGBoost提升约16.4%,SVM提升约12.2%。引入物候变量改进的RF模型的预测精度最高,R2为0.475。从SOCD的空间分布特征来看,呈现南部、北部较高,中、东部较低的趋势,南部的SOCD含量最为集中。该研究突出了物候变量对土壤有机碳密度含量空间分布的显著影响,并为未来研究提供了新的视角与方法。 展开更多
关键词 土壤有机碳密度 数字土壤制图 随机森林 物候信息 华北平原
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不同时间尺度夏玉米生育期蒸散发变化规律及其影响因素研究
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作者 马巧月 王睿 +2 位作者 左倚萌 车政 韩信 《天津农学院学报》 2025年第4期39-46,共8页
蒸散发是陆面和大气之间物质与能量交换的关键要素,其精准估测对于制定合理的灌溉计划和提高水分利用效率至关重要。本研究以华北平原2017和2018年夏玉米为研究对象,基于涡度相关系统和自动气象站观测数据,探讨了不同时间尺度夏玉米蒸散... 蒸散发是陆面和大气之间物质与能量交换的关键要素,其精准估测对于制定合理的灌溉计划和提高水分利用效率至关重要。本研究以华北平原2017和2018年夏玉米为研究对象,基于涡度相关系统和自动气象站观测数据,探讨了不同时间尺度夏玉米蒸散发(Evapotranspiration,ET)变化规律及其影响因素。结果表明:小时尺度ET均呈现“几”字形变化,在12:00—14:00之间出现最大值,0:00左右出现最小值。抽穗-灌浆期、灌浆-乳熟期ET值相比于其他生育期较大,播种-出苗期最小(分别为0.0315 mm和0.0215 mm)。日尺度上,随着夏玉米的生长,ET先增加后减小,最大值出现在拔节-抽穗期(分别为3.7 mm和4.5 mm),整个生育期日均值最小的是播种-出苗期(均值分别为2.72 mm和1.86 mm)。月尺度上,ET最大值均出现在8月份(分别为125.10 mm和117.80 mm),最小值出现在6月份(分别为50.08 mm和34.04 mm)。平均日光合有效辐射与ET之间相关性最大,决定系数R^(2)为0.2704;其次为日平均空气温度,R^(2)为0.0742;平均日空气相对湿度与ET的相关性最小,决定系数R^(2)为0.0207。本研究结果将为农田下垫面的水分管理提供科学依据。 展开更多
关键词 华北平原 夏玉米 蒸散发 不同时间尺度 涡度相关系统
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华北山前平原区厚包气带次降水入渗补给定量估算
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作者 刘美英 高雅 +4 位作者 张俊芝 沈彦俊 吴林 李明良 闵雷雷 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期446-455,共10页
降水入渗补给定量估算对于区域水资源评价具有重要作用。在干旱半干旱地区,年降水入渗补给量通常取决于年内几次集中的降水特性。因而,开展次降水入渗补给机理研究,建立次降水入渗补给量估算方法,有望提高干旱半干旱地区入渗补给量评估... 降水入渗补给定量估算对于区域水资源评价具有重要作用。在干旱半干旱地区,年降水入渗补给量通常取决于年内几次集中的降水特性。因而,开展次降水入渗补给机理研究,建立次降水入渗补给量估算方法,有望提高干旱半干旱地区入渗补给量评估的科学性和准确性。本文以华北山前平原地下水深埋区为例,利用中国科学院栾城农业生态系统试验站和河北冉庄水资源实验站实测的土壤含水量、土壤水势、地下水补给量和降水量等长序列资料校准Hydrus-1D模型,模拟日降水入渗补给过程,构建具有物理意义的次降水入渗补给事件划分标准,深入研究华北山前平原地下水深埋条件下次降水入渗补给机理,定量估算次降水入渗补给量,建立次降水入渗补给量和次降水量间的定量关系。研究结果表明:次降水入渗补给量具有较大的变异性,次降水入渗补给量与次降水量或次总有效水量(次降水量+前期200 cm土壤储水量)呈显著相关关系(P<0.01),决定系数(R^(2))达0.801~0.962;但次降水入渗补给系数与次降水量无显著相关关系,这是由于次降水入渗补给系数不能反映降水前期土壤水分条件对补给的影响。因此,在地下水深埋区,不建议利用次降水入渗补给系数来估算次降水入渗补给量。本研究结果对区域地下水资源评价具有重要理论意义。 展开更多
关键词 华北平原 灌溉农田 次降水入渗补给 HYDRUS-1D模型
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“23·7”特大暴雨对河北平原玉米产量的影响研究 被引量：3
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作者 泉涛 章成果 +3 位作者 冯颖 李红军 郭英 沈彦俊 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1023-1032,共10页
洪涝是一种破坏力巨大的自然灾害,对粮食生产构成严重威胁。受台风“杜苏芮”和“卡奴”的影响,2023年7月29日至8月1日京津冀地区出现百年一遇的特大暴雨洪水灾害,给京津冀地区造成了重大损失,导致部分农田几乎绝收。为评估极端暴雨事... 洪涝是一种破坏力巨大的自然灾害,对粮食生产构成严重威胁。受台风“杜苏芮”和“卡奴”的影响,2023年7月29日至8月1日京津冀地区出现百年一遇的特大暴雨洪水灾害,给京津冀地区造成了重大损失,导致部分农田几乎绝收。为评估极端暴雨事件对当地粮食产量的影响,本研究使用MODIS MOD09GQ数据分析了暴雨前后的归一化植被指数(NDVI)变化,据此划定了本次暴雨造成的受灾农田区域(主要在河北平原)及其受灾程度,同时结合2016—2020年玉米种植空间分布、农业统计数据和NDVI数据,估算了受灾农田区域未发生暴雨和发生暴雨后两种情景下的玉米产量,进而评估了本次暴雨造成的玉米产量损失。主要得到以下结果:1)暴雨发生后,河北平原受灾农田区域的NDVI普遍减少0~0.35,相比之下,未受灾农田区域的NDVI均有所增加。2)本次强降雨导致河北平原约24万hm^(2)农田受到影响,绝产面积约13万hm^(2),减产面积约11万hm^(2)。3)蓄滞洪区周边的22个县(市、区)是本次暴雨的主要受灾区域,据回归分析结果,本次暴雨可能造成的玉米产量损失多达22万t,且92%的产量损失是由作物绝产所致。本研究为遥感手段估算极端降雨导致的粮食减产提供了一个快速且可靠的计算框架,同时强调了极端降雨对粮食安全的巨大威胁。 展开更多
关键词 洪涝灾害 粮食安全 华北平原 极端降雨 “杜苏芮”和“卡奴”台风 NDVI
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华北平原冬小麦-夏玉米农田蒸散观测对比研究 被引量：2
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作者 李镕基 杨天一 +2 位作者 刘帆 沈彦俊 张玉翠 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期851-859,共9页
华北平原是我国的粮食主产区之一,然而该地区水资源非常短缺,精准测算农田蒸散量(ET)对于该地区合理配置水资源、提高农业用水效率具有非常重要的科学意义和实践价值。本研究利用涡度相关法、水量平衡法和蒸渗仪法对2013年10月—2018年... 华北平原是我国的粮食主产区之一,然而该地区水资源非常短缺,精准测算农田蒸散量(ET)对于该地区合理配置水资源、提高农业用水效率具有非常重要的科学意义和实践价值。本研究利用涡度相关法、水量平衡法和蒸渗仪法对2013年10月—2018年9月的华北平原典型冬小麦-夏玉米一年两熟农田生态系统ET进行了连续的观测对比研究。结果表明:3种方法测定的ET季节变化趋势基本一致,且不同方法间ET变化显著正相关,相关系数r>0.90;总体表现为蒸渗仪法最高,水量平衡法和涡度相关法较低,水量平衡法计算的ET与蒸渗仪法和涡度相关法相关性均为在0.94,因此其更适于不同尺度ET变化的验证研究。全年来看,水量平衡法测得的平均年ET为788.6 mm,比涡度相关法(717.9 mm)高9.8%,蒸渗仪法测得的年ET为906.4 mm,比涡度相关法高26.2%。冬小麦关键生育期(拔节期、抽穗期、灌浆期)的ET占生育季总ET的57.3%~61.5%,夏玉米关键生育期(抽穗期、开花期、灌浆期)的ET占生育季总ET的58.5%~61.6%。综上,在ET变化及其影响等研究中可以根据研究内容及情况结合各种方法优缺点,选择适宜的观测方法。 展开更多
关键词 蒸散 涡度相关系统 蒸渗仪 水量平衡法 华北平原
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华北平原制革废水Cr(Ⅲ)和氨氮在典型包气带中迁移模拟与污染评价 被引量：1
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作者 庞雅婕 李春辉 +2 位作者 韩占涛 张兆吉 孔祥科 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1280-1289,共10页
【研究目的】为探明制革废水中的特征污染物铬(Cr(Ⅲ))和氨氮(NH_(4)^(+)–N)在华北平原典型包气带中的迁移规律,评价其可能产生的土壤与地下水污染风险。【研究方法】采用土柱淋滤实验研究Cr(Ⅲ)和NH_(4)^(+)–N在典型粉土中的吸附和... 【研究目的】为探明制革废水中的特征污染物铬(Cr(Ⅲ))和氨氮(NH_(4)^(+)–N)在华北平原典型包气带中的迁移规律,评价其可能产生的土壤与地下水污染风险。【研究方法】采用土柱淋滤实验研究Cr(Ⅲ)和NH_(4)^(+)–N在典型粉土中的吸附和迁移转化特征,结合Hydrus–1D建立的包气带水流和溶质运移模型,模拟预测深0.5 m渗坑中NH_(4)^(+)–N连续入渗状态下通过包气带到达地下水面所需时间及不同深度浓度值的变化规律。【研究结果】在3 cm定水头,污染液(Cr(Ⅲ)20 mg/L,NH_(4)^(+)–N 250 mg/L)定浓度持续淋滤120 d的情况下,Cr(Ⅲ)在土柱中垂向迁移距离小于10 cm,且以残渣态(73%)为主,未检出Cr(VI)。NH_(4)^(+)–N则迁移能力较强,淋滤40 d后即穿透50 cm厚粉土柱。在高含盐量(电导率为10.08 ms/cm)条件下,NH_(4)^(+)–N在粉土中的迁移主要受吸附作用控制,土-水分配系数为25.87 L/kg,未发生硝化作用。持续淋滤150 d时NH_(4)^(+)–N迁移至地下水面(18 m埋深)且浓度超过Ⅲ类地下水质量标准(0.5 mg/L,GB/T 14848–2017),在223 d完全穿透包气带,严重污染地下水。【结论】高含盐量制革废水中Cr(Ⅲ)在粉土中迁移能力较弱,且难以被氧化为Cr(Ⅵ),对地下水威胁较小。NH_(4)^(+)–N则随水流快速迁移至地下水面,严重威胁地下水安全。 展开更多
关键词 三价铬 氨氮 包气带 迁移 Hydrus–1D 制革废水 华北平原 环境地质调查工程
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华北山前平原典型站点地下水位与硝酸盐变化特征 被引量：1
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作者 孙楷雯 闵雷雷 +2 位作者 王玉才 刘美英 沈彦俊 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1411-1419,共9页
华北平原是我国重要的集约化农业生产区,该区域农业生产长期以来依赖于过度开采地下水以及过量施肥,造成地下水位持续下降和地下水水质恶化,严重威胁区域生态环境安全、粮食安全和人民健康。本文利用长期观测资料分析了华北山前平原井... 华北平原是我国重要的集约化农业生产区,该区域农业生产长期以来依赖于过度开采地下水以及过量施肥,造成地下水位持续下降和地下水水质恶化,严重威胁区域生态环境安全、粮食安全和人民健康。本文利用长期观测资料分析了华北山前平原井灌区典型站点(中国科学院栾城农业生态系统试验站)的浅层地下水水位埋深和水质长期变化特征。研究发现:1)在1974—2019年,地下水位呈下降趋势,46年内下降了32.6 m,年均下降速率0.7 m·a^(−1);随着地下水超采综合治理的持续开展,2020—2022年地下水位有回升的趋势,平均回升速率为0.2 m·a^(−1)。2)浅层地下水的电导率在年内存在较大波动(425~776μS·cm^(−1)),表明农业灌溉地下水开采导致了深层地下水(电导率较低、水质相对较好)与浅层地下水(电导率较高、水质相对较差)在年内发生了多次且剧烈的混合。3)近20年的定位观测数据表明,浅层地下水水质呈现变差的趋势,其中氯离子和硝酸根离子的浓度升高。本研究对于该地区合理利用地下水资源,促进地下水水质保护具有重要的科学价值。 展开更多
关键词 华北平原 地下水位埋深 硝酸盐 地下水水质 超采治理
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