植被作用下分汊河道水流特性的试验研究

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作者 胡可 常亚慧 杨克君 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第8期20-25,32,共7页

天然分汊河道的河床冲淤情况会根据植被密度及分布情况,流量,心滩形状和位置等发生变化,进而导致分汊河道的水流特性和分流情况发生改变。为探究植被对分汊河道水流特性的影响,以植被覆盖率和流量作为试验变量,模拟天然分汊河道的植被... 天然分汊河道的河床冲淤情况会根据植被密度及分布情况,流量,心滩形状和位置等发生变化,进而导致分汊河道的水流特性和分流情况发生改变。为探究植被对分汊河道水流特性的影响,以植被覆盖率和流量作为试验变量,模拟天然分汊河道的植被生长情况设计了顺直非对称分汊水槽的动床试验,对分汊河道的水面线、流速及分流比进行了研究。研究结果表明:当支汊生长植被时,相较于无植被情况,主汊水面线降低,且其降低程度与植被覆盖率呈正相关。支汊的水面线变化则同时受流量和植被覆盖率的双重影响,在小流量时,支汊水面线的变化趋势与主汊相似;在大流量时,植被的存在会提升支汊上游水面线,且提升幅度随植被覆盖率的增加而略有增加;相反,在支汊下游区域,植被则会导致水面线下降。在流速方面,支汊植被导致主汊流速小幅增加,支汊流速显著下降,但两汊道流速均随植被覆盖率增大而增大。对于分流比的变化,支汊的植被的存在会导致支汊分流比减小,主汊分流比增加,但植被覆盖率大小对两汊道分流比影响甚微。 展开更多

关键词 植被作用 分汊河道 分流比 水流特性

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西北地区地下水依赖型植被生态水文过程研究进展与展望 被引量：2

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作者 尹立河 王平 +4 位作者 王田野 乔冈 马洪云 张俊 董佳秋 《西北地质》 北大核心 2025年第2期16-30,共15页

植被与地下水之间的关系是人与自然和谐共生的关键科学问题。西北旱区广泛分布地下水依赖型植被,部分地区人类活动造成的水位下降已超过其生态水位阈值,导致生态功能受损,甚至植被大面积枯死,严重威胁区域经济社会可持续发展。笔者基于... 植被与地下水之间的关系是人与自然和谐共生的关键科学问题。西北旱区广泛分布地下水依赖型植被,部分地区人类活动造成的水位下降已超过其生态水位阈值,导致生态功能受损,甚至植被大面积枯死,严重威胁区域经济社会可持续发展。笔者基于国内外在区域地下水依赖型植被的识别、生态韧性评价、植被-地下水协同演化以及地下水生态水位确定等4个方面的最新研究进展,总结了当前研究存在的主要问题和亟待解决的难题,并指出未来研究应当关注的重点方向。综合分析表明,西北地区流域尺度地下水依赖型植被的识别研究相对较少,而对识别结果进行地面验证的稳定同位素方法还需改进;生态韧性研究多注重地表生态与环境指标,而忽略了地下水、根系布等地下指标,缺少基于抵抗力、恢复力和适应力的生态韧性综合评价,以定性评价为主的研究不能满足生态保护修复的需要;植被-地下水协同演化研究受限于不能精准探测根系变化,根系动态探测技术及刻画根系-水源协同变化的模型有待进一步发展;生态水位主要是基于现状条件确定的静态水位,对受降水和地下水侧向补给影响下的水位变化空间差异以及植物自身适应性考虑不足,还需研究外界条件改变下的动态生态水位。通过梳理西北地区地下水依赖型植被生态水文过程研究进展,指出当前研究的薄弱研究环节和面临的问题,为进一步开展西北旱区生态水文理论研究与实践提供了依据。 展开更多

关键词 地下水依赖型植被 西北地区 生态韧性 生态水位 植被与地下水相互作用

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青藏高原大气-植被相互作用的模拟试验 Ⅱ.植被叶面积指数和净初级生产力 被引量：24

3

作者 吕建华 季劲钧 《大气科学》 CSCD 北大核心 2002年第2期255-262,共8页

利用大气一植被相互作用模式 ＡＶＩＭ对青藏高原上 ３０个站点进行模拟计算，给出了青藏高原上植被叶面积指数和净初级生产力的分布特征。模拟结果表明，高原上叶面积指数、净初级生产力出东南向西北减少，模拟和观测的分布相一致。分... 利用大气一植被相互作用模式 ＡＶＩＭ对青藏高原上 ３０个站点进行模拟计算，给出了青藏高原上植被叶面积指数和净初级生产力的分布特征。模拟结果表明，高原上叶面积指数、净初级生产力出东南向西北减少，模拟和观测的分布相一致。分析指出，青藏高原净初级生产力的分布决定于水热条件的共同作用，降水充沛、温度适宜的青藏高原东南部净初级生产力较高，而青藏高原西北部由于降水过少或温度过低，初级生产力很低。 展开更多

关键词 大气-植被相互作用 青藏高原 净初级生产力 叶面积指数 降水 水热条件 温度

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青藏高原大气-植被相互作用的模拟试验 Ⅰ.物理通量和参数 被引量：24

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作者 吕建华 季劲钧 《大气科学》 CSCD 北大核心 2002年第1期111-126,共16页

在原大气－植被相互作用模式ＡＶＩＭ的基础上作了改进，包括对植被生理过程，如（１）光合作用；（２）呼吸；（３）分配和（４）物候等新的描述方法。对青藏高原上 ３０个站点进行模拟计算，给出了高原上地表辐射及水热物理通量以及... 在原大气－植被相互作用模式ＡＶＩＭ的基础上作了改进，包括对植被生理过程，如（１）光合作用；（２）呼吸；（３）分配和（４）物候等新的描述方法。对青藏高原上 ３０个站点进行模拟计算，给出了高原上地表辐射及水热物理通量以及地表拖曳系数和地面反照率的分布特征。模拟结果表明净辐射和感热通量山东南向西北增加，高原西北部地表反照率较高，东南部地表反照率较低。 展开更多

关键词 大气-植被相互作用 青藏高原 陆面物理过程 光合作用 呼吸 分配 感热通量

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年际时间尺度上全球植被与大气相互作用的诊断分析 被引量：6

5

作者 李伟平 季劲钧 +1 位作者 董文杰 刘新 《大气科学》 CSCD 北大核心 2008年第1期75-89,共15页

利用NOAA AVHRR得到的19年（1982-2000）全球月平均的叶面积指数（LAI）与ERA40近地面气温和CMAP降水进行时滞相关分析，并研究了LAI的年际变化对后期温度、降水的反馈作用。结果表明，大部分地区LAI与同期气温的相关性更好，30°N... 利用NOAA AVHRR得到的19年（1982-2000）全球月平均的叶面积指数（LAI）与ERA40近地面气温和CMAP降水进行时滞相关分析，并研究了LAI的年际变化对后期温度、降水的反馈作用。结果表明，大部分地区LAI与同期气温的相关性更好，30°N以北（以南）基本上为正（负）相关。LAI滞后一个月时，北半球中低纬度和20°S以南大部地区LAI与降水的正相关更强；而在北半球中纬度大陆东部和南半球热带地区，LAI与前一个月温度的关系更密切。LAI与温度的相关性在春、秋季最明显，LAI与降水的关系在雨季最密切。LAI对气温比较显著的正反馈主要分布在北半球中高纬度地区；20°S以南大部地区为比较显著的负反馈。LAI对降水比较显著的正反馈分散在北美大陆西北部、东欧平原南部、欧亚大陆东北部和热带沿海地区。中高纬度（尤其是北半球）大部分地区LAI对气温、降水反馈部分的解释方差达到总方差的20％以上。 展开更多

关键词 年际变化 植被-大气相互作用 时滞相关 反馈

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大气–植被–土体相互作用:理论与机理 被引量：146

6

作者 吴宏伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-47,共47页

植物是天然的工程师,拥有防止浅层滑坡和地表侵蚀的潜能,并具备低投入、易养护、绿色环保和生态平衡等优点。目前国内外的研究和工程实践大多只考虑植物根系的力学加筋作用,而忽略了更为重要的水力作用。植物蒸腾能增加土体吸力,从而降... 植物是天然的工程师,拥有防止浅层滑坡和地表侵蚀的潜能,并具备低投入、易养护、绿色环保和生态平衡等优点。目前国内外的研究和工程实践大多只考虑植物根系的力学加筋作用,而忽略了更为重要的水力作用。植物蒸腾能增加土体吸力,从而降低土体渗透系数且增加抗剪强度,所以能提高边坡稳定性和防止地表侵蚀。笔者的跨学科研究团队结合高等非饱和土力学理论和植物特征,从根本上研究了大气–植被–土体的相互作用机理;提出了新的理论模型,可预测植被土的持水能力;构建了考虑植物根系形状影响的地下水渗流与地表径流耦合运移的新模型;推导了计算植被边坡吸力分布与稳定性安全系数的解析解,引入了指数形、三角形、均布形和椭圆形4种典型的根系形状;并自主研发了用于离心机模型试验的人造根,能够模拟不同形状的植物根系的水力作用和力学加筋作用,并利用其揭示了根系形状对边坡的变形与破坏机理的影响。为保证研究的基础性和实用性,选取了百慕大草和鸭脚木树两种代表性植物,并考虑了种植间距与真菌等因素的影响。主要研究结果揭示:(1)植物在干燥与降雨条件下均能明显提高土体吸力,提高边坡稳定性;(2)植物引起的土体吸力可以用叶片面积指数和根表面积系数等植物特征参数量化,并且鸭脚木树的叶片面积指数和根表面积系数之间存在着线性关系;(3)真菌能显著提高植物根系的抗拉强度,加强植物的力学加筋作用;(4)所研究的4种根系形状中,指数形根最有利于提高边坡稳定性。上述研究包括室内试验、现场监测、离心机试验和理论建模等方面,建立了一套科学合理的理论框架与测试方法,并为植物护坡的工程实践和"海绵城市"的建设提供科学依据。 展开更多

关键词 大气–植被–土体相互作用 植物护坡 非饱和土 吸力 根系形状

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基于植被光合有效辐射资料研究中国地区植被大气反馈作用

7

作者 唐健 汤剑平 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1804-1816,共13页

本文采用中国地区基于卫星观测的植被光合有效辐射资料(FPAR)和月平均气候数据(1982—2000年)来分析中国区域陆面植被与气温、降水的反馈作用.通过计算和分析超前滞后相关系数和反馈系数发现:春、夏季FPAR超前气温一个月相关系数在全国... 本文采用中国地区基于卫星观测的植被光合有效辐射资料(FPAR)和月平均气候数据(1982—2000年)来分析中国区域陆面植被与气温、降水的反馈作用.通过计算和分析超前滞后相关系数和反馈系数发现:春、夏季FPAR超前气温一个月相关系数在全国大部分地区为负值,反映出植被生长旺盛,可以降低局地气温.春、秋两季气温与FPAR的同期相关系数较大.夏季降水超前FPAR一个月的正相关性反映出夏季降水对于植被生长存在促进作用.在中国长江流域以南区域,植被对于气温的反馈系数为一致正值,可达0.5℃(0.1FPAR)-1;在30°N以北区域显示出一致的负反馈,可达-0.42℃(0.1FPAR)-1.FPAR对降水全年反馈系数全国区域平均可达-2.12cmmonth-1(0.1FPAR)-1.不同植被类型、不同季节的植被反馈效应也存在差异.植被反馈系数可以用来验证动态植被模式计算的植被大气反馈作用. 展开更多

关键词 植被光合有效辐射 植被大气相互作用 相关性与去相关时间 反馈系数

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植被影响下的黄土坡地降雨漫流数学模型 被引量：21

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作者 沈冰 王文焰 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 1993年第1期23-28,共6页

利用径流实验小区观测资料分析了黄土坡地稀疏植被对降雨漫流中有效糙率的影响,提出了在数学模型中定量考虑植被作用的简化方法,并通过模拟计算进行了检验。坡地降雨漫流过程模拟精度的提高为进一步建立黄土坡地雨洪侵蚀过程数学模型打... 利用径流实验小区观测资料分析了黄土坡地稀疏植被对降雨漫流中有效糙率的影响,提出了在数学模型中定量考虑植被作用的简化方法,并通过模拟计算进行了检验。坡地降雨漫流过程模拟精度的提高为进一步建立黄土坡地雨洪侵蚀过程数学模型打下了基础。 展开更多

关键词 黄土坡地 降雨漫流 数学模型 植被作用 有效糙率 雨洪侵蚀

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中国季风区植被净初级生产力对东亚夏季风的响应机理研究 被引量：5

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作者 李悦悦 黄玫 +1 位作者 季劲钧 巩贺 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2015年第5期544-554,共11页

东亚夏季风可显著影响中国季风区气候变化,但是季风区植被净初级生产力(NPP)对夏季风气候变化的响应机理尚不明确。利用大气—植被相互作用模型(AVIM2)模拟了中国季风区植被NPP,分析了其与夏季风指数的相关关系,探讨了其对夏季风变化的... 东亚夏季风可显著影响中国季风区气候变化,但是季风区植被净初级生产力(NPP)对夏季风气候变化的响应机理尚不明确。利用大气—植被相互作用模型(AVIM2)模拟了中国季风区植被NPP,分析了其与夏季风指数的相关关系,探讨了其对夏季风变化的响应机理。研究发现,我国南、北方植被对夏季风强度变化的响应方式和机理并不相同。强夏季风年北方植被NPP增加,而南方植被NPP减少。东亚夏季风对中国华北平原植被生长季NPP的作用主要是通过影响该地降水量实现的;京、津、冀地区植被NPP受东亚夏季风带来的气温和降水量变化的叠加影响,因而成为北方对夏季风变化最敏感的区域。东亚夏季风对我国南方江苏、安徽、湖南、湖北、江西植被NPP的作用是通过影响太阳辐射实现的,强夏季风导致太阳辐射减弱,从而使各省植被NPP减少。南方沿海的浙江和福建,强季风年带来的弱太阳辐射和低温是该地植被NPP减少的原因。广东、台湾植被NPP则主要受强夏季风带来的低温影响。 展开更多

关键词 大气—植被相互作用模型 净初级生产力 中国 东亚夏季风 植被

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植被可能蒸散的4种计算方法的综述和评价 被引量：1

10

作者 侯曌 王黎娟 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2010年第28期15753-15754,15759,共3页

概述了植被可能蒸散的4种计算方法,通过对比得出Holdridge生命地带方法优于其他3种方法,提出了用Holdridge生命地带模型模拟中国潜在植被的分布情况,探讨植被分布和气候的关系的建议,认为这对于研究植被和气候的关系具有重要的意义。

关键词 气候-植被相互作用 植被可能蒸散 Holdridge生命地带方法

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滹沱河上修建水库后下游河床演变 被引量：4

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作者 师长兴 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 1995年第4期83-89,共7页

本文对处于半于早缺水地区的海河流域滹沱河上修建水库后，库下游来水来沙条件变化引起的河床演变及其发生机制等问题进行了分析和讨论．

关键词 滹沱河 水库下游 河床演变 演变机制 流量 植被作用 人为作用

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中尺度流域土地利用变化对土壤侵蚀的影响——以孤山川流域为例 被引量：8

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作者 王小燕 杨勤科 《水土保持通报》 CSCD 2016年第2期1-7,349,共7页

[目的]探究中尺度孤山川流域土地利用/覆盖变化对土壤侵蚀的影响,为认识理解黄河泥沙变化,完善土壤侵蚀模型提供理论支持。[方法]根据TM影像及中国土壤流失方程(CSLE)获取流域土地利用/覆盖数据与表征土壤侵蚀的植被作用因子,通过土地... [目的]探究中尺度孤山川流域土地利用/覆盖变化对土壤侵蚀的影响,为认识理解黄河泥沙变化,完善土壤侵蚀模型提供理论支持。[方法]根据TM影像及中国土壤流失方程(CSLE)获取流域土地利用/覆盖数据与表征土壤侵蚀的植被作用因子,通过土地利用变化转移矩阵,重点分析流域土地利用/覆盖变化引起的植被作用因子的变化。[结果]1975—1997年间,孤山川流域植被作用因子随着草地减少,耕地增加和植被覆盖度降低而增大,而在1997—2012年间,流域植被作用因子随着草地增加,耕地减少和植被覆盖度升高而增大。[结论]林地和草地是重要的林草措施,因此增加林草种植面积,对于减少土壤侵蚀具有重要意义。 展开更多

关键词 中尺度流域 土地利用/覆盖变化 孤山川流域 植被作用因子

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1986—2021年雅江-尼洋河交汇段辫状河道演变过程 被引量：2

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作者 游宇驰 李志威 +1 位作者 余国安 胡旭跃 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期265-276,共12页

雅鲁藏布江与尼洋河交汇段的辫状河道形态及变化主要受尼洋河入汇、河谷边界条件及滨河植被的影响,时空变化的差异性和复杂性值得研究。利用1986—2021年遥感数据提取河道-沙洲-植被主要形态参数(主河道迁移率、弯曲率、面积等)分析辫... 雅鲁藏布江与尼洋河交汇段的辫状河道形态及变化主要受尼洋河入汇、河谷边界条件及滨河植被的影响,时空变化的差异性和复杂性值得研究。利用1986—2021年遥感数据提取河道-沙洲-植被主要形态参数(主河道迁移率、弯曲率、面积等)分析辫状河道形态的复杂特征与演变过程。结果表明:主河道迁移率最大为483 m/a,曲率减小3.43%,植被面积逐年增加到8.05 km^(2)。米林—派镇段辫状河道受边界条件和水文条件的差异影响,主河道在尼洋河汇入前呈横向单侧摆动,汇入后雅鲁藏布江主河道同时发生横向与纵向摆动;2013年以来该河段的植被仅有11.8%的覆盖区域对河床产生抑冲促淤的正向反馈并促进沙洲的稳定。 展开更多

关键词 辫状河道 河道交汇 水沙条件 边界条件 植被作用

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一个植物冠层物理传输和生理生长过程的多层模式 被引量：17

14

作者 季劲钧 胡玉春 《气候与环境研究》 CSCD 1999年第2期25-37,共13页

通过提出一个多层的植物冠层和土壤的模式，对冠层中辐射、热量、水汽和二氧化碳的传输等过程，光合、呼吸等生理过程以及土壤中水、热传输等过程进行了详细描述，并把物理过程与生理过程联系起来，实现了植被与大气的双向反馈；应用此... 通过提出一个多层的植物冠层和土壤的模式，对冠层中辐射、热量、水汽和二氧化碳的传输等过程，光合、呼吸等生理过程以及土壤中水、热传输等过程进行了详细描述，并把物理过程与生理过程联系起来，实现了植被与大气的双向反馈；应用此模式于小麦生长期各主要过程的模拟。 展开更多

关键词 大气植被相互作用 农业生态系统 陆面过程

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干旱、半干旱地区蒸散过程的模拟研究 被引量：14

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作者 刘树华 于飞 +3 位作者 刘和平 张称意 梁福明 王建华 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期359-366,共8页

利用建立的土壤-植被-大气系统水分散失耦合模式,研究了一定植被覆盖下区域近地面层的水分蒸散过程。模式对土壤水分传导和恢复过程的参数化引入了一些改进。利用此模式模拟了黑河实验(HEIFE)中1991-08-13—17日张掖观测站所在位置的能... 利用建立的土壤-植被-大气系统水分散失耦合模式,研究了一定植被覆盖下区域近地面层的水分蒸散过程。模式对土壤水分传导和恢复过程的参数化引入了一些改进。利用此模式模拟了黑河实验(HEIFE)中1991-08-13—17日张掖观测站所在位置的能量通量和近地面温湿度的变化,得到了与观测值相一致的结果,合理地再现了此阶段内蒸散过程的变化趋势。此模式能比较有效地模拟区域复杂下垫面与大气边界层的相互作用,对于区域气候和生态效应的研究有一定的帮助。 展开更多

关键词 土壤-植被-大气相互作用 蒸散过程 陆面过程模式 黑河实验

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湿润气候区固废堆场封场土质覆盖层性状研究 被引量：18

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作者 詹良通 贾官伟 +1 位作者 邓林恒 陈云敏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1812-1818,共7页

固废堆场封场土质覆盖层由天然非胀缩土料组成,其造价及后期维护费用明显低于传统覆盖层,是填埋场封场覆盖的理想型式。采用基于非等温多孔介质中水热耦合运移控制方程的软件,考虑外界气候条件、地表蒸发作用、植被蒸腾作用,建立土质覆... 固废堆场封场土质覆盖层由天然非胀缩土料组成,其造价及后期维护费用明显低于传统覆盖层,是填埋场封场覆盖的理想型式。采用基于非等温多孔介质中水热耦合运移控制方程的软件,考虑外界气候条件、地表蒸发作用、植被蒸腾作用,建立土质覆盖层–植被–大气相互作用数值模型,针对中国湿润气候区典型城市长期实测气象条件,系统分析了不同结构型式土质覆盖层的性状。分析结果表明,毛细阻滞型覆盖层可把水分阻滞在根系生长层,便于植被蒸腾作用的提取,其性能优于单一土层型覆盖层。土质覆盖层内水分的排出主要依靠植被蒸腾和地表蒸发,二者与植被特征相关,植被条件越好则腾发总量越大;根系生长区内的含水率变化幅度大于其它区域。在本文气候条件下,选择厚度为1.4 m的毛细阻滞型覆盖层并结合一定植被条件可防止产生深层渗漏。 展开更多

关键词 固废堆场 土质覆盖层 湿润气候 土质覆盖层–植被–大气相互作用

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