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基于数字图像技术的土壤孔隙结构定量研究进展 被引量：12
1
作者 张靖 陈琳 +2 位作者 周虎 马东豪 黄平 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期21-29,共9页
土壤孔隙结构是土壤孔隙的形态大小、数量搭配和空间分布状况的综合反映,其结构的复杂性和异质性决定着土壤水分迁移、气体扩散和生物活动等过程。近年来数字图像技术的发展虽然实现了土壤孔隙结构的直接可视化和定量化,但孔隙提取的精... 土壤孔隙结构是土壤孔隙的形态大小、数量搭配和空间分布状况的综合反映,其结构的复杂性和异质性决定着土壤水分迁移、气体扩散和生物活动等过程。近年来数字图像技术的发展虽然实现了土壤孔隙结构的直接可视化和定量化,但孔隙提取的精度仍然受采样方法、设备分辨率和分割技术的限制。本文基于现有土壤孔隙研究方法的发展历程,以图像获取、图像分割和量化分析为主线,综述了当前常用土壤孔隙研究方法(间接法和直接法)的基本原理、主要步骤和优缺点,剖析了从图像中提取孔隙结构的分割技术,概括了孔隙结构的常用量化指标,最后针对现有研究方法存在的问题和不足,对未来研究方法的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 土壤孔隙 土壤结构 数字图像 图像分析 分割算法
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狗牙根根系生长动态特征及其对土壤孔隙演变的影响 被引量：1
2
作者 张靖 冉义国 +3 位作者 马东豪 陈琳 吴英博 黄平 《土壤学报》 北大核心 2025年第1期54-68,共15页
狗牙根(Cynodon dactylon)是生态绿化、固土护坡、植被重建和水土保持的常用草本植物,其发达的根系网络和独特的生长特性对于土壤孔隙的形成和空间重组具有重要影响。然而,目前相关研究多聚焦于其根系对土壤团聚体形成和稳定的作用,根... 狗牙根(Cynodon dactylon)是生态绿化、固土护坡、植被重建和水土保持的常用草本植物,其发达的根系网络和独特的生长特性对于土壤孔隙的形成和空间重组具有重要影响。然而,目前相关研究多聚焦于其根系对土壤团聚体形成和稳定的作用,根系生长过程对土壤孔隙的动态影响尚不清楚。本研究采用盆栽试验,选取狗牙根为模式植物,西南山地丘陵区典型紫色土和黄壤为培养基质,设置紫色土单种(G)、紫色土空白(CK)、黄壤单种(YG)和黄壤空白(YCK)4种不同处理。利用微根窗技术连续采集不同处理下的土壤剖面图像,通过优化的根系提取算法和图像处理技术量化不同时期的狗牙根根系性状和土壤孔隙结构参数,结合统计分析,探究狗牙根根系生长动态及其对土壤孔隙结构演变的影响。结果表明:(1)狗牙根在紫色土和黄壤中均呈生长状态,其根系生长速率在不同土壤类型间表现为:紫色土>黄壤,紫色土狗牙根的根长、根表面积和根体积分别是黄壤培养条件下的近3倍;(2)与未种植植物的CK和YCK相比,狗牙根的生长显著降低了紫色土和黄壤的孔隙数目、孔隙度和孔隙分形维数,并且根系对土壤孔隙的降低作用随根系生长不断增强;(3)冗余分析表明,根系累计解释了40.60%的土壤孔隙结构变异,根长、根表面积和根体积是降低土壤孔隙结构参数的关键根系性状。综上所述,通过优化的微根窗技术实现了植物根系和土壤孔隙的定点连续观测,发现狗牙根在生长期间显著降低了孔隙数目等参数,这为根–孔交互作用的原位、无损、动态研究提供了方法学支撑,也为生态脆弱区植被恢复和水土保持提供了理论依据。 展开更多
关键词 根系性状 土壤孔隙结构 微根窗技术 根–孔交互作用
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干湿交替下土壤团聚体稳定性研究进展与展望 被引量：65
3
作者 刘艳 马茂华 +3 位作者 吴胜军 冉义国 王小晓 黄平 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期853-865,共13页
团聚体是土壤结构的基本单元,对土壤系统功能(如结构稳定和肥力保持等))至关重要。而干湿交替是导致土壤团聚体演变的重要环境因子,显著影响团聚体稳定性。本文回顾了70多年来干湿交替对土壤团聚体稳定性影响的研究历程,总结了干湿交替... 团聚体是土壤结构的基本单元,对土壤系统功能(如结构稳定和肥力保持等))至关重要。而干湿交替是导致土壤团聚体演变的重要环境因子,显著影响团聚体稳定性。本文回顾了70多年来干湿交替对土壤团聚体稳定性影响的研究历程,总结了干湿交替条件下土壤团聚体粒径分布和水稳性的变化特征,着重阐述了干湿交替对团聚体稳定性的影响机制,以及影响干湿交替条件下团聚体稳定性的主要因素,并比较分析了近80年来土壤团聚体稳定性研究的主要方法。通过梳理发现,尽管目前报道了大量有关干湿交替对不同类型土壤团聚体稳定性的影响,但是相关研究多集中在单一的土壤系统中,鲜有从复合生态系统的角度探索干湿交替复合作用过程与多重影响机制。同时,由于不同研究所采用的方法差异较大,导致其结果往往可比性较差。由此,本文提出了该领域今后潜在的研究方向:(1)敏感脆弱区干湿交替下土壤团聚体形成和演变机制;(2)干湿交替对土壤团聚体中化学污染物迁移转化的影响;(3)新技术,如电子计算机断层扫描技术(computed tomography,CT))等在团聚体研究中的应用;(4)植物群落与土壤团聚体周转交互作用过程与机理等。 展开更多
关键词 土壤团聚体 结构稳定性 干湿交替 生态系统功能 断层扫描技术
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硝态氮异化还原机制及其主导因素研究进展 被引量：51
4
作者 杨杉 吴胜军 +4 位作者 蔡延江 周文佐 朱同彬 王雨 黄平 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1224-1232,共9页
硝态氮(NO_3^-)异化还原过程通常包含反硝化和异化还原为铵(DNRA)两个方面,是土壤氮素转化的重要途径,其强度大小直接影响着硝态氮的利用和环境效应(如淋溶和氮氧化物气体排放)。反硝化和DNRA过程在反应条件、产物和影响因素等方面常会... 硝态氮(NO_3^-)异化还原过程通常包含反硝化和异化还原为铵(DNRA)两个方面,是土壤氮素转化的重要途径,其强度大小直接影响着硝态氮的利用和环境效应(如淋溶和氮氧化物气体排放)。反硝化和DNRA过程在反应条件、产物和影响因素等方面常会呈现出协同与竞争的交互作用机制。综述了反硝化和DNRA过程的研究进展及其二者协同竞争的作用机理,并阐述了在NO_3^-、pH、有效C、氧化还原电位(Eh)等环境条件和土壤微生物对其发生强度和产物的影响,提出了今后应在产生机理、土壤环境因素、微生物学过程以及与其他氮素转化过程耦联作用等方面亟需深入研究,以期增进对氮素循环过程的认识以及为加强氮素管理利用提供依据。 展开更多
关键词 硝态氮异化还原 反硝化 硝态氮异化还原成铵(DNRA) N_2O 协同竞争机制
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三峡库区农田氨挥发及其消减措施研究进展 被引量：15
5
作者 杨杉 吴胜军 +5 位作者 王雨 周文佐 程辉 叶飞 黄培 黄平 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期773-779,共7页
从分析农田氨挥发的机理入手,在分析国内外氨挥发研究现状的背景下,综述了三峡库区农田氨挥发受气候、土壤理化性质、田间管理措施等因素的影响程度及其消减措施的研究进展,提出了应将农田氨挥发作为库区气态氮损失的研究重点,同时在研... 从分析农田氨挥发的机理入手,在分析国内外氨挥发研究现状的背景下,综述了三峡库区农田氨挥发受气候、土壤理化性质、田间管理措施等因素的影响程度及其消减措施的研究进展,提出了应将农田氨挥发作为库区气态氮损失的研究重点,同时在研究方法、时空尺度、地域特殊影响因素,以及消减措施等方面进行更深入的探索。 展开更多
关键词 氨挥发 影响因素 三峡库区 农田生态系统
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土地利用与反季节水位波动影响下土壤活性有机碳的组分特征 被引量：8
6
作者 李文娟 朱凯 +2 位作者 冉义国 冉娇娇 黄平 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期178-183,192,共7页
为了研究消落带不同土地利用类型和水淹强度下土壤活性有机碳组分特征及其主要的影响因子,选取不同海拔高程(水淹强度)与不同土地利用类型的消落带土壤为研究对象,定量解析土地利用方式与水淹强度对三峡水库消落带土壤活性有机碳组分的... 为了研究消落带不同土地利用类型和水淹强度下土壤活性有机碳组分特征及其主要的影响因子,选取不同海拔高程(水淹强度)与不同土地利用类型的消落带土壤为研究对象,定量解析土地利用方式与水淹强度对三峡水库消落带土壤活性有机碳组分的影响,并分析土壤活性有机碳与土壤理化性质之间的关系。结果表明,消落带土壤活性有机碳含量总体上随着水淹强度的增强而减小。土地利用、水淹强度及其交互作用对土壤活性有机碳影响的解释度分别为22.1%,13.7%,9.3%;土壤微生物生物量碳主要受土地利用、土地利用与淹水强度交互作用的影响,对土壤微生物生物量碳影响对应的解释度分别为3.9%,0.6%;土壤可溶性有机碳与土壤颗粒有机碳主要受淹水强度的影响,其方差解释度分别为65.1%,5.5%。多元因子分析(MFA)结果表明,土壤活性有机碳组分MBC含量主要与EC具有显著的负相关关系,而不同水淹强度可能影响土壤理化性质中TN和C∶N,进而影响土壤活性有机碳组分DOC分布。土壤POC含量与SOC含量呈显著正相关,POC可被用来衡量消落带不同水淹强度下有机碳库变化的敏感性指标。 展开更多
关键词 消落带 淹水强度 土地利用 土壤活性有机碳组分
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Li_2CO_3-YSZ-SrCO_3敏感电极的CO_2电化学传感器研究
7
作者 陈鸿珍 王光伟 +2 位作者 徐愿坚 徐丽萍 李和平 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第4期34-38,共5页
借助X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析方法,研究以Li_2CO_3-YSZ-SrCO_3作为敏感电极的氧化锆(YSZ)固体电解质CO_2传感器。结果表明,在实验条件(450℃,CO_2浓度(34100~576800)×10-6)下,传感器对CO_2浓度变化具有准确、快速的响应。... 借助X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析方法,研究以Li_2CO_3-YSZ-SrCO_3作为敏感电极的氧化锆(YSZ)固体电解质CO_2传感器。结果表明,在实验条件(450℃,CO_2浓度(34100~576800)×10-6)下,传感器对CO_2浓度变化具有准确、快速的响应。Li_2CO_3-YSZ-SrCO_3电极烧制温度对其性能有影响。750℃烧制时,ZrO_2与Li_2CO_3和SrCO_3反应较充分;725℃烧制时,反应较浅。比较而言,725℃烧制的传感器响应较好。 展开更多
关键词 Li2CO3-YSZ-SrCO3 敏感电极 氧化锆 CO2传感器
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城市野生草本植物种类构成的特征——以宁波市为例 被引量：34
8
作者 赵娟娟 孙小梅 +2 位作者 陈珊珊 江波 陈春娣 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期43-50,共8页
城市野生草本植物物种丰富,在全球城市化的背景下,对城市生物多样性、生态系统健康与环境质量具有重要作用。为剖析城市野生草本植物的种类结构特征,通过分层随机抽样法调查宁波市野生草本植物及立地条件,分析多样性、来源、区系等植物... 城市野生草本植物物种丰富,在全球城市化的背景下,对城市生物多样性、生态系统健康与环境质量具有重要作用。为剖析城市野生草本植物的种类结构特征,通过分层随机抽样法调查宁波市野生草本植物及立地条件,分析多样性、来源、区系等植物种类结构特征,并通过方差分析、独立样本t检验、LSD多重比较等方法计算不同立地条件下样方植物多样性的差异显著性。结果显示:(1)宁波市野生草本植物物种丰富,60个样方中共记录到野生草本植物48科101属127种;(2)植物地理区系分布广泛,涉及12个地理区类型和4个地理区系变型,其中泛热带分布属的比例最高,占总属数的30.8%;(3)乡土植物占调查植物的大多数,占总种数的89.9%、总盖度的83.3%、总株数的83.3%;(4)多年生与一年生草本是主要的生活类型,占总种数的73.4%;(5)优势种具有明显的优势性,种的频度分布曲线显示,高频植物种仅占少数,频度1.0%以内的低频植物种类则占到81.1%;(6)立地条件因子的分析结果,仅Pilou均匀度指数和Patrick丰富度指数在不同土地利用类型间具有显著差异性。文章系统剖析了宁波市城市野生草本植物的种类结构特征,揭示了土地利用类型等因素的潜在影响作用,可为城市规划及设计过程中保护野生草本植物以提高城市植物多样性、保护城市生态系统提供参考。 展开更多
关键词 城市植物 野生植物 草本植物 种类构成 生物多样性
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城市生态网络功能性连接辨识方法 被引量：28
9
作者 陈春娣 Meurk D. Colin +2 位作者 Ignatieva E. Maria Stewart H. Glenn 吴胜军 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第19期6414-6424,共11页
城市生态网络是景观生态学应用领域研究的热点和重点之一,识别、评估生境之间的连接是构建生态网络的关键环节。在总结已有连接辨识方法的基础上,提出采用最小费用模型和图论分析相结合的方法,探讨功能性连接的辨识和优先恢复途径。以... 城市生态网络是景观生态学应用领域研究的热点和重点之一,识别、评估生境之间的连接是构建生态网络的关键环节。在总结已有连接辨识方法的基础上,提出采用最小费用模型和图论分析相结合的方法,探讨功能性连接的辨识和优先恢复途径。以新西兰基督城为案例,分别利用景观发展强度指数建立阻力面,新西兰鸡毛松(Dacrycarpus dacrydioides)种子最大传播距离作为连接阈值来模拟、评价网络连接。结果表明:在1200 m距离阈值下,共有408条连接,其重要性分为10类。其中Richmond—Petrie公园,Hansons—Auburn保护地,Centaurus公园—King George保护地是整个生态网络的关键连接;若去除,景观整体连接度将下降31.73%。此外,研究发现连接重要值与两端的源面积之和没有显著相关性,即面积大的源斑块之间的连接不一定对网络构建起关键作用,这一结论还有待进一步证明。针对缺少动物迁移资料的城市环境,改进最小费用模型和网络连接分析的部分参数;可操作性与实用性强,对中国城市区域生态恢复建设、栖息地选择具有借鉴意义。 展开更多
关键词 城市生态网络 功能性连接 乡土栖息地 最小费用模型 图论 乡土树种子传播
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Li2CO3/YSZ电极制备方法对CO2传感器性能的影响
10
作者 陈鸿珍 王光伟 +2 位作者 徐愿坚 徐丽萍 李和平 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第5期6-10,18,共6页
借助X射线衍射和扫描电镜,研究烧结、熔融和承载三种典型Li_2CO_3/YSZ敏感电极制作方法对CO_2传感器性能的影响。结果表明,三种方法均能制备出致密的Li_2CO_3/YSZ敏感电极薄膜,并在实验条件(500℃,CO_2浓度范围(318~576 800)×10^(-... 借助X射线衍射和扫描电镜,研究烧结、熔融和承载三种典型Li_2CO_3/YSZ敏感电极制作方法对CO_2传感器性能的影响。结果表明,三种方法均能制备出致密的Li_2CO_3/YSZ敏感电极薄膜,并在实验条件(500℃,CO_2浓度范围(318~576 800)×10^(-6))下对待测气体中的CO_2具有准确的响应;熔融法制作的电极薄膜颗粒较其他两种方法大,且由于电极体系中涉及Li_2ZrO_3和Li_2CO_3的相互转化反应,使得传感器长时间稳定性受到影响。 展开更多
关键词 Li2CO3 YSZ 敏感电极 CO2传感器
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