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基于SWAT-EPIC耦合模型的区域苹果单产模拟及土壤碳动态评估 被引量:1
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作者 黄元嘉 霍艾迪 +2 位作者 曹馨升 安佳璐 刘琪 《农业工程学报》 北大核心 2025年第11期98-106,共9页
为提高现有作物生长模型单产模拟精度,明确土壤水分供需变化与产量之间的动态关系,该研究构建了水文—作物生长耦合模型SWAT-EPIC(soil and water assessment tool-environmental policy integrated climate)。基于参数敏感性优化的扩... 为提高现有作物生长模型单产模拟精度,明确土壤水分供需变化与产量之间的动态关系,该研究构建了水文—作物生长耦合模型SWAT-EPIC(soil and water assessment tool-environmental policy integrated climate)。基于参数敏感性优化的扩展傅里叶幅度敏感性检验算法(extended fourier amplitude sensitivity test,E-FAST),在陕北黄土高原建立包含土壤碳动态评估的苹果单产评估体系。结果表明,优化后的模型在旱作苹果单产的模拟精度误差减少了38.98%,模拟RMSE=2.56%,RRMSE≈9.8%,具有良好的模拟性能。降水对果园浅层土壤水分补给具有直接作用,而深层水分持续消耗加剧干旱胁迫,成为限制苹果单产提升的关键因素。此外,农地改种果园后0~10m土壤有机碳储量提升了14.85%。本研究表明,通过整合水文过程与作物生长机制,SWAT-EPIC耦合模型能够更全面反演区域水分与产量的响应关系,为干旱区果园水分管理与可持续高产提供科学依据。 展开更多
关键词 含水率 土壤碳 耦合模型 苹果 全局优化算法 产量
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浅层地下水硝酸盐来源解析及健康风险评价:以渭南市华州区为例 被引量:1
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作者 李培月 李凌茜 +2 位作者 田艳 何松 寇晓梅 《西北地质》 北大核心 2025年第2期80-90,共11页
作为全球水资源中最普遍的污染物,NO_(3)^(-)主控因素和来源的识别对NO_(3)^(-)污染控制至关重要。本研究基于人体健康风险、随机森林模型、同位素和MixSIAR模型等方法,分析了华州区浅层地下水NO_(3)^(-)分布特征和潜在风险,揭示了浅层... 作为全球水资源中最普遍的污染物,NO_(3)^(-)主控因素和来源的识别对NO_(3)^(-)污染控制至关重要。本研究基于人体健康风险、随机森林模型、同位素和MixSIAR模型等方法,分析了华州区浅层地下水NO_(3)^(-)分布特征和潜在风险,揭示了浅层地下水NO_(3)^(-)的重要因素和主要来源。结果表明:华州区浅层地下水NO_(3)^(-)浓度呈西高东低趋势分布,西南部尤为显著,NO_(3)^(-)浓度高达271mg/L。主要控制NO_(3)^(-)浓度的指标依次为:EC>ORP>Ca^(2+)>Mg^(2+)>T>TDS>HCO_(3)^(-)。NO_(3)^(-)来源以土壤氮和粪肥及污水为主,且粪便及污水对NO_(3)^(-)含量贡献率最大(63.8%),其次是土壤氮(19%)和化肥(12.7%)。长期饮用研究区NO_(3)^(-)浓度较高的浅层地下水对人类健康具有潜在风险,特别是儿童,其HHRA评估风险值高达7.904。 展开更多
关键词 浅层地下水硝酸盐 N-O同位素 贝叶斯混合模型 随机森林模型 健康风险评估
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黄土-古土壤互层对土壤水分运移及土体微结构的影响 被引量:4
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作者 李培月 李佳慧 +2 位作者 吴健华 王远航 陈银富 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-11,共11页
黄土地区地质灾害问题的发生大多与水在黄土中的入渗有关,而马兰黄土-古土壤互层结构对土壤水分入渗规律的影响显著。为揭示古土壤阻滞作用下黄土水分运移规律及其对黄土体微结构的影响,为黄土地区工程实践提供理论基础,该研究以陕西省... 黄土地区地质灾害问题的发生大多与水在黄土中的入渗有关,而马兰黄土-古土壤互层结构对土壤水分入渗规律的影响显著。为揭示古土壤阻滞作用下黄土水分运移规律及其对黄土体微结构的影响,为黄土地区工程实践提供理论基础,该研究以陕西省泾阳县南塬的黄土为研究对象,采用土柱模型进行水分入渗试验,研究黄土-古土壤互层条件下土壤水分运移规律。在此基础上,通过微结构测试、分形维数和概率熵等指标的计算,分析黄土-古土壤互层条件下土壤水分运移对黄土微结构的影响。结果表明:古土壤层的透水性弱,湿润锋抵达黄土与古土壤界面处产生瞬态滞水,且随着入渗强度增加滞水时间增加;古土壤层影响下黄土与古土壤界面处的滞水会导致孔隙结构相互连通,孔隙空间平均增加4.13%,孔隙方向概率熵平均减少0.029,分形维数平均减小0.076,即古土壤层的阻水作用使得界面处黄土的孔隙空间增大,孔隙排列有序,孔隙形态规则。研究结果为黄土地区的工程建设和生态环境保护提供科学支撑。 展开更多
关键词 黄土 古土壤 土柱试验 水分入渗 微观结构
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中国水力侵蚀监测方法研究进展
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作者 史文海 娄黔方 +5 位作者 谢鑫杰 刘亮 宋若琪 任兆粲 刘明 唐铭君 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期921-927,共7页
水力侵蚀监测不仅是土壤侵蚀研究的难点,同时也是土壤侵蚀动态评估和防治的基础。本文系统回顾了中国水力侵蚀监测方法的主要发展历程,基于水力侵蚀监测方法的特点对其进行了分类,并针对水力侵蚀不同监测方法的适用性及局限性进行了分... 水力侵蚀监测不仅是土壤侵蚀研究的难点,同时也是土壤侵蚀动态评估和防治的基础。本文系统回顾了中国水力侵蚀监测方法的主要发展历程,基于水力侵蚀监测方法的特点对其进行了分类,并针对水力侵蚀不同监测方法的适用性及局限性进行了分析总结。最后,结合近20年中国水力侵蚀研究的热点和前沿,对未来水力侵蚀监测方法进行了前景展望,阐明了目前中国水力侵蚀监测方法存在的问题以及发展需求。 展开更多
关键词 水力侵蚀 监测方法 发展历程 研究展望
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苏里格地区致密砂岩矿物组成与微观结构及其对水力压裂的潜在影响 被引量:7
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作者 李培月 何晓东 +2 位作者 周长静 解永刚 史华 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-11,共11页
致密砂岩气是重要的非常规天然气资源,致密砂岩储层的矿物组成特征与孔隙微观结构不仅会影响致密储层中天然气的赋存状态,同时也对水力压裂改造效果具有重要影响。然而,有关致密砂岩矿物成分及其微观赋存形态对气井水力压裂潜在影响的... 致密砂岩气是重要的非常规天然气资源,致密砂岩储层的矿物组成特征与孔隙微观结构不仅会影响致密储层中天然气的赋存状态,同时也对水力压裂改造效果具有重要影响。然而,有关致密砂岩矿物成分及其微观赋存形态对气井水力压裂潜在影响的研究尚不充分,针对这一问题,文章以鄂尔多斯盆地苏里格地区主开采层—二叠系下石盒子组盒8下段致密砂岩为研究对象,钻取5口气井岩心样品,利用XRF、XRD、铸体薄片、SEM及EDS能谱等技术系统分析了该段致密砂岩矿物组成、微观形貌、孔隙分布等储层特征。基于分析结果,探讨了上述储层特征因素对水力压裂的潜在影响。研究发现,苏里格地区盒8下段致密砂岩主要为岩屑砂岩和岩屑石英砂岩,密度介于2.44~2.56 g/cm^(3)之间,孔隙度为7.7%~12.6%,渗透率为0.16~1.42 mD,属于典型的低渗透气藏。矿物成分主要为石英和黏土矿物,而长石矿物和碳酸盐矿物含量极低。其中黏土矿物含量占比为16.5%~47.4%,以高岭石、伊利石和绿泥石为主。高岭石在该区致密砂岩中广泛发育,呈书页状和蠕虫状填充于粒间孔隙及粒表,形成大量高岭石晶间孔。此外,致密砂岩中粒间孔隙、粒内溶孔、粒间裂隙及粒内缝均有发育,为致密砂岩气的赋存提供了良好的储集空间。矿物分析以及压裂液致密砂岩水岩实验结果显示黏土矿物稳定性对于苏里格地区致密砂岩气水力压裂效果至关重要,尤其是易分散运移的高岭石和伊利石矿物。水力压裂前需要对储层矿物成分及地层水成分展开详细研究,选择合适的黏土稳定剂优化水力压裂。 展开更多
关键词 致密砂岩 微观形貌 黏土矿物 水力压裂 苏里格气田
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气候变化和人类活动对松辽流域植被覆盖的影响 被引量:8
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作者 贾志峰 刘鹏程 +3 位作者 刘宇 吴博博 陈丹姿 张向飞 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期1-10,共10页
探究植被变化及其对气候变化和人类活动的响应,对科学高效管理区域生态系统具有重要意义。基于年归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration In... 探究植被变化及其对气候变化和人类活动的响应,对科学高效管理区域生态系统具有重要意义。基于年归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)、年降水量和年平均气温数据,采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall趋势检验、残差分析等方法,定量分析了松辽流域1998—2018年NDVI时空变化特征及其驱动因素。结果表明,流域年均NDVI在0.72—0.82之间,呈极显著增加趋势,总体增长速率为0.004 1/a;在2000—2005年和2009—2014年期间增速较快,平均增长速率分别为0.013 7/a和0.009 2/a。流域NDVI空间变化率在(-0.44—0.44)/(10 a)之间,92.85%区域植被呈改善趋势,极显著改善区域面积占比达72.26%;而7.15%的区域植被呈退化趋势,极显著退化的区域面积占比仅为0.91%,退化区域主要集中在大兴安岭西部地区、渤海湾及东北各省会城市区。气候因素对流域NDVI影响在(-1.4×10^(-3)—1.6×10^(-3))/a之间,人类活动对流域NDVI影响在(-3.6×10^(-3)—4.0×10^(-3))/a之间;气候驱动和人类活动驱动下流域植被呈极显著改善区域的面积占比分别为3.77%,62.84%。流域内有79.40%的区域人类活动贡献率超过了70%。气候变化对NDVI抑制的区域主要分布在海拉尔河左岸及大兴安岭西南侧区域;人类活动对NDVI抑制区域主要分布于东北城市群及大兴安岭西部区域。对于不同的土地利用类型,人类活动对NDVI的贡献率均明显高于气候变化的贡献率。在植被改善区域,人类活动对林地植被变化的贡献率最大,其次为耕地、未利用土地、草地。在植被退化区域,人类活动对草地植被变化的贡献率最大,其次为未利用土地、林地、耕地。建议在东北地区高质量发展战略规划中应更加重视对草地、未利用地的保护。 展开更多
关键词 NDVI 人类活动 气候变化 残差分析 松辽流域
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