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边材木质部液流-氧复合传感器设计及应用
1
作者
周海洋
马和龙
+3 位作者
孙卿峰
赵燕东
林剑辉
郑一力
《农业工程学报》
北大核心
2025年第5期79-86,共8页
树木根区土壤氧气含量是影响树木长势的重要环境因子。由于氧气空间分布复杂,直接测量具有较大的局限性。该研究基于荧光猝灭原理和热扩散液流测量原理研制了树干木质部氧含量和液流速率复合参数检测传感器,并对传感器进行了标定、温度...
树木根区土壤氧气含量是影响树木长势的重要环境因子。由于氧气空间分布复杂,直接测量具有较大的局限性。该研究基于荧光猝灭原理和热扩散液流测量原理研制了树干木质部氧含量和液流速率复合参数检测传感器,并对传感器进行了标定、温度校正和性能测试,以水分转移为关键突破线索,探究转移路径上氧含量与根区土壤氧含量关系。标定试验表明,氧气含量低于30%时,检测相对误差低于1.4%,液流速率相对误差低于5%。户外对照试验表明,复合传感器与商业光纤氧传感器、液流速率传感器检测结果相关系数分别为0.947和0.958。复合传感器集成度高、对树木伤害小、稳定性突出的优势为同步监测树干氧含量和液流速率提供了更好地解决方案。结合复合传感器监测数据和微气象参数,应用树木宏观吸水模型和根系土壤氧扩散模型进行深入分析,推导出不同深度根部氧环境含量的分布特征,实现树木根部氧环境含量的有效监测。研究可为树木根部氧环境动态监测提供技术支持,也为优化树木生长环境、提升树木水氧管理提供科学依据。
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关键词
土壤
氧气
传感器
木质部水
运输
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职称材料
黄土高原丘陵沟壑区包气带土壤水运移过程
被引量:
7
2
作者
杨永刚
李国琴
+1 位作者
焦文涛
黄磊
《水科学进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期529-534,共6页
包气带土壤水运移过程是黄土高原生态修复中亟需回答的关键科学问题。环境同位素方法可获取其他方法难以获取的水文过程信息。通过对黄土高原丘陵沟壑区羊圈沟小流域降水、包气带0~150 cm土壤水和绣线菊(Spiraea salicifolia)木质部水...
包气带土壤水运移过程是黄土高原生态修复中亟需回答的关键科学问题。环境同位素方法可获取其他方法难以获取的水文过程信息。通过对黄土高原丘陵沟壑区羊圈沟小流域降水、包气带0~150 cm土壤水和绣线菊(Spiraea salicifolia)木质部水等样品的同位素δD和δ^(18)O进行测定。结果表明:羊圈沟小流域降水同位素组成受蒸发作用影响较大,呈现明显分馏效应。包气带土壤水、降水与木质部水同位素组成存在明显月份变化特征。降水是土壤水的主要补给来源,灌丛的水分利用来源主要为降水和土壤水,符合降水-土壤水-植被水的运移特征。灌丛木质部水和20~40 cm土壤水δD和δ^(18)O最为接近,20~40 cm土壤水是灌丛水分利用的主要来源。研究揭示了包气带土壤水运移过程及植物水分利用来源,为土壤水运移过程、模型结构与参数识别等提供科学依据。
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关键词
土壤
水
木质部水
水
分来源
黄土高原
包气带
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职称材料
黑河下游荒漠河岸林植物水分利用关系研究
被引量:
21
3
作者
陈小丽
陈亚宁
陈亚鹏
《中国生态农业学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第8期972-979,共8页
本文分析了荒漠河岸林植物水分来源, 辨明不同植物种的水分利用关系。根据植物水分来源的空间差异, 探讨植物种间关系, 为荒漠河岸林生态建设中的物种选择和搭配提供依据, 避免物种间因水分利用而过激竞争。结合对黑河下游植物胡杨、柽...
本文分析了荒漠河岸林植物水分来源, 辨明不同植物种的水分利用关系。根据植物水分来源的空间差异, 探讨植物种间关系, 为荒漠河岸林生态建设中的物种选择和搭配提供依据, 避免物种间因水分利用而过激竞争。结合对黑河下游植物胡杨、柽柳、苦豆子、黑刺、花花柴、骆驼蓬的木质部水及其潜在水源——土壤水和地下水的稳定氧同位素组成(δD、δ^18O)测定分析, 应用"同位素质量守恒多元"分析方法, 探讨了不同潜在水源对植物的贡献。结果表明: ①不同种类植物木质部δD、δ^18O值不同, 表明不同种类植物的吸水深度不同, 胡杨(幼苗)主要利用0-20 cm的土壤水, 柽柳主要吸收200-300 cm的深层土壤水, 黑刺主要利用0-20 cm的土壤水, 花花柴的主要吸水层位为50-100 cm, 骆驼蓬的主要吸水层位为0-20 cm, 而苦豆子主要利用0-5 cm的土壤水。②不同潜在水源对植物的贡献率因植物种类不同而异, 草本植物主要利用浅层土壤水, 灌木因植物种类不同, 水分来源有差异, 而乔木胡杨(幼苗)主要利用浅层土壤水; ③根据试验结果, 黑河下游胡杨(幼苗)与黑刺、骆驼蓬之间水分利用存在竞争关系, 胡杨(幼苗)、柽柳与其他物种之间水分利用可能存在协助关系。④蒸发是导致黑河下游土壤水分中氢、氧稳定性同位素富集的主要原因; 但随深度加大, 土壤水受地下水的影响加大, 稳定同位素值也相应发生改变。
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关键词
荒漠河岸林植物
稳定性同位素
木质部水
潜在
水
源
吸
水
深度
黑河
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职称材料
核桃焦叶病诱导的形态响应
4
作者
郭桐
阿地力·沙塔尔
+3 位作者
王世伟
郝洪龙
赵莎莎
张翠芳
《经济林研究》
北大核心
2024年第3期188-196,共9页
【目的】探明焦叶病发生进程中核桃Juglans regia的形态学变化。【方法】以新疆维吾尔自治区阿克苏地区核桃主栽品种‘温185’Juglans regia‘Wen185’1年生结果枝为研究对象,定量测量核桃焦叶病发生进程中1年生结果枝在枝条长度、基径...
【目的】探明焦叶病发生进程中核桃Juglans regia的形态学变化。【方法】以新疆维吾尔自治区阿克苏地区核桃主栽品种‘温185’Juglans regia‘Wen185’1年生结果枝为研究对象,定量测量核桃焦叶病发生进程中1年生结果枝在枝条长度、基径生长速率和木质部茎比导水率;显微定性观察核桃焦叶病发生进程中叶片、叶柄及枝条的结构变化特征。【结果】焦叶病严重影响‘温185’核桃1年生结果枝的生长和结构。感病枝长度增量(健康枝条63.42 mm,感病枝条48.68 mm)、基径增量(健康枝条2.98 mm,感病枝条2.17 mm)及木质部导水率(健康枝条9.00 kg·m^(-1)·s^(-1)·MPa^(-1)、感病枝条2.55 kg·m^(-1)·s^(-1)·MPa^(-1))显著降低(P<0.05)。叶片解剖结构的多重比较结果显示,随着叶片焦叶病病级的升高,叶片、栅栏组织、海绵组织以及上表皮的厚度均呈现下降趋势。健康叶片细胞结构完好,无空洞和表皮损伤。感病叶片叶肉细胞破裂、海绵组织出现空洞、游离细胞破损。随叶片焦叶病病级的升高,叶片表皮细胞扭曲变形,严重时上表皮严重扭曲,海绵组织空洞增多,叶肉细胞破损加剧,下表皮出现断裂。同时感病叶片叶柄纹孔膜表面变得粗糙,出现白色颗粒物,并在严重情况下出现破裂。此外,感病枝条木质部螺纹导管内出现颗粒物和絮状结构,导致导管堵塞,影响水分和养分运输。【结论】核桃焦叶病发病过程中,‘温185’核桃1年生结果枝枝条生长受阻,叶片结构受损,木质部螺纹导管堵塞,导致木质部茎比导水率降低。
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关键词
核桃焦叶病
生长
木质部
茎比导
水
率
叶片结构
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职称材料
题名
边材木质部液流-氧复合传感器设计及应用
1
作者
周海洋
马和龙
孙卿峰
赵燕东
林剑辉
郑一力
机构
北京林业大学工学院
林木资源高效生产全国重点实验室
林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室
出处
《农业工程学报》
北大核心
2025年第5期79-86,共8页
基金
国家自然科学基金项目(31901238)。
文摘
树木根区土壤氧气含量是影响树木长势的重要环境因子。由于氧气空间分布复杂,直接测量具有较大的局限性。该研究基于荧光猝灭原理和热扩散液流测量原理研制了树干木质部氧含量和液流速率复合参数检测传感器,并对传感器进行了标定、温度校正和性能测试,以水分转移为关键突破线索,探究转移路径上氧含量与根区土壤氧含量关系。标定试验表明,氧气含量低于30%时,检测相对误差低于1.4%,液流速率相对误差低于5%。户外对照试验表明,复合传感器与商业光纤氧传感器、液流速率传感器检测结果相关系数分别为0.947和0.958。复合传感器集成度高、对树木伤害小、稳定性突出的优势为同步监测树干氧含量和液流速率提供了更好地解决方案。结合复合传感器监测数据和微气象参数,应用树木宏观吸水模型和根系土壤氧扩散模型进行深入分析,推导出不同深度根部氧环境含量的分布特征,实现树木根部氧环境含量的有效监测。研究可为树木根部氧环境动态监测提供技术支持,也为优化树木生长环境、提升树木水氧管理提供科学依据。
关键词
土壤
氧气
传感器
木质部水
运输
Keywords
soils
oxygen
sensors
wood based water transportation
分类号
S15 [农业科学—土壤学]
TP73 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
黄土高原丘陵沟壑区包气带土壤水运移过程
被引量:
7
2
作者
杨永刚
李国琴
焦文涛
黄磊
机构
山西大学黄土高原研究所
中国科学院生态环境研究中心
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
出处
《水科学进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期529-534,共6页
基金
国家自然科学基金重大资助项目(41390464)
中国博士后科学基金(2014M550095)~~
文摘
包气带土壤水运移过程是黄土高原生态修复中亟需回答的关键科学问题。环境同位素方法可获取其他方法难以获取的水文过程信息。通过对黄土高原丘陵沟壑区羊圈沟小流域降水、包气带0~150 cm土壤水和绣线菊(Spiraea salicifolia)木质部水等样品的同位素δD和δ^(18)O进行测定。结果表明:羊圈沟小流域降水同位素组成受蒸发作用影响较大,呈现明显分馏效应。包气带土壤水、降水与木质部水同位素组成存在明显月份变化特征。降水是土壤水的主要补给来源,灌丛的水分利用来源主要为降水和土壤水,符合降水-土壤水-植被水的运移特征。灌丛木质部水和20~40 cm土壤水δD和δ^(18)O最为接近,20~40 cm土壤水是灌丛水分利用的主要来源。研究揭示了包气带土壤水运移过程及植物水分利用来源,为土壤水运移过程、模型结构与参数识别等提供科学依据。
关键词
土壤
水
木质部水
水
分来源
黄土高原
包气带
Keywords
soil water
xylem water
water sources
Loess Plateau
unsaturated zone
分类号
S152.7 [农业科学—土壤学]
X143 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
黑河下游荒漠河岸林植物水分利用关系研究
被引量:
21
3
作者
陈小丽
陈亚宁
陈亚鹏
机构
新疆农业大学
中国科学院新疆生态与地理研究所/荒漠与绿洲生态国家重点实验室
出处
《中国生态农业学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第8期972-979,共8页
基金
国家自然科学基金项目(91025025
41371515)资助
文摘
本文分析了荒漠河岸林植物水分来源, 辨明不同植物种的水分利用关系。根据植物水分来源的空间差异, 探讨植物种间关系, 为荒漠河岸林生态建设中的物种选择和搭配提供依据, 避免物种间因水分利用而过激竞争。结合对黑河下游植物胡杨、柽柳、苦豆子、黑刺、花花柴、骆驼蓬的木质部水及其潜在水源——土壤水和地下水的稳定氧同位素组成(δD、δ^18O)测定分析, 应用"同位素质量守恒多元"分析方法, 探讨了不同潜在水源对植物的贡献。结果表明: ①不同种类植物木质部δD、δ^18O值不同, 表明不同种类植物的吸水深度不同, 胡杨(幼苗)主要利用0-20 cm的土壤水, 柽柳主要吸收200-300 cm的深层土壤水, 黑刺主要利用0-20 cm的土壤水, 花花柴的主要吸水层位为50-100 cm, 骆驼蓬的主要吸水层位为0-20 cm, 而苦豆子主要利用0-5 cm的土壤水。②不同潜在水源对植物的贡献率因植物种类不同而异, 草本植物主要利用浅层土壤水, 灌木因植物种类不同, 水分来源有差异, 而乔木胡杨(幼苗)主要利用浅层土壤水; ③根据试验结果, 黑河下游胡杨(幼苗)与黑刺、骆驼蓬之间水分利用存在竞争关系, 胡杨(幼苗)、柽柳与其他物种之间水分利用可能存在协助关系。④蒸发是导致黑河下游土壤水分中氢、氧稳定性同位素富集的主要原因; 但随深度加大, 土壤水受地下水的影响加大, 稳定同位素值也相应发生改变。
关键词
荒漠河岸林植物
稳定性同位素
木质部水
潜在
水
源
吸
水
深度
黑河
Keywords
Desert riparian forest
Stable isotope
Xylem water
Potential water source
Water absorption depth
Heihe River
分类号
S-3 [农业科学]
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职称材料
题名
核桃焦叶病诱导的形态响应
4
作者
郭桐
阿地力·沙塔尔
王世伟
郝洪龙
赵莎莎
张翠芳
机构
新疆农业大学林学与风景园林学院
出处
《经济林研究》
北大核心
2024年第3期188-196,共9页
基金
新疆维吾尔自治区重点研发专项(2021B02004)。
文摘
【目的】探明焦叶病发生进程中核桃Juglans regia的形态学变化。【方法】以新疆维吾尔自治区阿克苏地区核桃主栽品种‘温185’Juglans regia‘Wen185’1年生结果枝为研究对象,定量测量核桃焦叶病发生进程中1年生结果枝在枝条长度、基径生长速率和木质部茎比导水率;显微定性观察核桃焦叶病发生进程中叶片、叶柄及枝条的结构变化特征。【结果】焦叶病严重影响‘温185’核桃1年生结果枝的生长和结构。感病枝长度增量(健康枝条63.42 mm,感病枝条48.68 mm)、基径增量(健康枝条2.98 mm,感病枝条2.17 mm)及木质部导水率(健康枝条9.00 kg·m^(-1)·s^(-1)·MPa^(-1)、感病枝条2.55 kg·m^(-1)·s^(-1)·MPa^(-1))显著降低(P<0.05)。叶片解剖结构的多重比较结果显示,随着叶片焦叶病病级的升高,叶片、栅栏组织、海绵组织以及上表皮的厚度均呈现下降趋势。健康叶片细胞结构完好,无空洞和表皮损伤。感病叶片叶肉细胞破裂、海绵组织出现空洞、游离细胞破损。随叶片焦叶病病级的升高,叶片表皮细胞扭曲变形,严重时上表皮严重扭曲,海绵组织空洞增多,叶肉细胞破损加剧,下表皮出现断裂。同时感病叶片叶柄纹孔膜表面变得粗糙,出现白色颗粒物,并在严重情况下出现破裂。此外,感病枝条木质部螺纹导管内出现颗粒物和絮状结构,导致导管堵塞,影响水分和养分运输。【结论】核桃焦叶病发病过程中,‘温185’核桃1年生结果枝枝条生长受阻,叶片结构受损,木质部螺纹导管堵塞,导致木质部茎比导水率降低。
关键词
核桃焦叶病
生长
木质部
茎比导
水
率
叶片结构
Keywords
walnut leaf scorch
growth
xylem conductance in stems
leaf structure
分类号
S664.1 [农业科学—果树学]
S718.4 [农业科学—林学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
边材木质部液流-氧复合传感器设计及应用
周海洋
马和龙
孙卿峰
赵燕东
林剑辉
郑一力
《农业工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
黄土高原丘陵沟壑区包气带土壤水运移过程
杨永刚
李国琴
焦文涛
黄磊
《水科学进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
7
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职称材料
3
黑河下游荒漠河岸林植物水分利用关系研究
陈小丽
陈亚宁
陈亚鹏
《中国生态农业学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014
21
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职称材料
4
核桃焦叶病诱导的形态响应
郭桐
阿地力·沙塔尔
王世伟
郝洪龙
赵莎莎
张翠芳
《经济林研究》
北大核心
2024
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