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基于无人机影像多特征融合的夏玉米LAI动态估计 被引量：4
1
作者 余兴娇 樊凯 +7 位作者 霍雪飞 殷奇 钱龙 刘政光 张超越 李丽 王文娥 胡笑涛 《农业工程学报》 北大核心 2025年第4期124-134,共11页
叶面积指数(leaf area index, LAI)是影响作物光合作用并反映作物生长状况的重要参数。及时、准确地监测玉米LAI对提高作物生产力至关重要。该研究旨在探究利用无人机光谱信息、热信息以及冠层形态参数融合以提高玉米多生长阶段LAI估计... 叶面积指数(leaf area index, LAI)是影响作物光合作用并反映作物生长状况的重要参数。及时、准确地监测玉米LAI对提高作物生产力至关重要。该研究旨在探究利用无人机光谱信息、热信息以及冠层形态参数融合以提高玉米多生长阶段LAI估计准确性的潜力,并基于最优估计模型绘制夏玉米LAI反演图,以实现作物水氮精准管理。首先,通过2022—2023年连续2a的田间试验,利用无人机携带的多光谱和热红外传感器采集了不同水氮处理下多个生长阶段玉米冠层图像,并同步测量玉米的生长参数(LAI)。其次,基于冠层光谱、热红外信息和冠层形态参数及其组合建立了LAI估计模型,包括偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLS)、反向传播神经网络(backpropagation neural network, BP)和随机森林(random forest, RF)。最后,基于最优估计模型绘制了原位尺度的LAI反演图。研究结果表明:基于冠层光谱信息和热信息的玉米LAI估计与实测LAI的动态变化趋势一致,反映了玉米的生长状况,但单一信息监测多生长阶段玉米LAI具有一定的局限性,估计模型的准确性相对较低。基于光谱信息的LAI估计模型的决定系数(R^(2)),均方根误差(RMSE)分别为0.36~0.61,0.09~0.57;基于温度信息的LAI估计模型的R^(2)=0.25~0.48,RMSE=0.11~0.62。融合多源数据(冠层光谱、热信息和冠层形态参数)提高了玉米LAI的估计精度,3种机器学习模型中,RF模型估计精度最好,其R^(2)=0.814~0.867,RMSE=0.065~0.276。利用RF模型绘制的原位尺度LAI反演图能够准确反映作物的水氮状态。该研究可为无人机平台监测作物生长和水氮管理提供一种可行的方法。 展开更多
关键词 无人机 植被指数 归一化相对冠层温度 冠层形态参数 叶面积指数(LAI)
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我国节水农业科技创新成效与进展 被引量：53
2
作者 许迪 吴普特 +2 位作者 梅旭荣 康绍忠 钱蕴璧 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期5-9,共5页
我国农业必须走依靠科技创新大幅度提高水的利用效率、发展节水型高效农业的内涵式增长道路、从传统的粗放型灌溉农业和旱地雨养农业向现代高效节水型灌溉农业、节水型旱作农业和节水型生态农业转变。为此 ,在“九五”期间已取得的节水... 我国农业必须走依靠科技创新大幅度提高水的利用效率、发展节水型高效农业的内涵式增长道路、从传统的粗放型灌溉农业和旱地雨养农业向现代高效节水型灌溉农业、节水型旱作农业和节水型生态农业转变。为此 ,在“九五”期间已取得的节水农业科技创新成效基础上 ,国家应加大对节水农业科技发展的支持力度 ,强化节水农业科技基础条件建设 ,完善节水农业技术创新平台 ,加快节水农业科技创新步伐 ,尽快建立健全具有中国特色的节水农业技术体系与模式 ,实现我国节水农业的跨越式发展。 展开更多
关键词 节水农业 科技创新 水的利用效率 跨越式发展
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泾河张家山水文站水沙特性分析及工程实例 被引量：13
3
作者 朱红艳 韩彩波 +2 位作者 贾志峰 刘燕 李佩成 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第19期48-55,共8页
为合理评价和利用多沙河流水资源,基于张家山水文站1956年-2009年逐日降水量、径流量、输沙量和含沙量数据,分析张家山站水沙变化特征。各系列多年平均特征值表明:输沙量不均匀系数最大,7、8月输沙量占全年的81%;降水、径流主要集中在7-... 为合理评价和利用多沙河流水资源,基于张家山水文站1956年-2009年逐日降水量、径流量、输沙量和含沙量数据,分析张家山站水沙变化特征。各系列多年平均特征值表明:输沙量不均匀系数最大,7、8月输沙量占全年的81%;降水、径流主要集中在7-9月。统计年降水量、径流量、输沙量和含沙量分期年平均特征值,前三者时段均值呈减小趋势,含沙量时段均值波动变化。Mann-kendall秩次相关检验显示年降水量、径流量和输沙量的检验值分别为2.39、4.45、3.36,都大于0.05的置信水平,均有显著减小变化趋势。输沙模数时段均值减小,来沙系数时段均值增大。灰色相关度和双累积曲线分析表明:径流与输沙量、降水量相关性较好,径流与输沙量关联度为0.64,比径流与降水的关联度0.62稍大。最后,探讨泾恵渠渠首排沙闸工程,泾恵渠引水合理沙限为15%,排沙闸适宜排沙流量为200m3/s。研究结果可为泾惠渠渠首改建工程设计提供参考。 展开更多
关键词 径流 水 沙 输沙量 泾恵渠排沙闸工程 张家山站
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中国西北干旱区气温时空变化特征 被引量：24
4
作者 黄蕊 徐利岗 刘俊民 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第13期4078-4089,共12页
依据我国西北干旱区95个站点1951—2008年月平均气温资料,运用经验正交分解法(EOF)、Morlet小波分析、Mann-Kendall秩次相关检验法及气候趋势系数等方法剖析了西北干旱区气温场空间分布结构及多时间尺度下的变异规律和变化趋势。结果表... 依据我国西北干旱区95个站点1951—2008年月平均气温资料,运用经验正交分解法(EOF)、Morlet小波分析、Mann-Kendall秩次相关检验法及气候趋势系数等方法剖析了西北干旱区气温场空间分布结构及多时间尺度下的变异规律和变化趋势。结果表明:西北干旱区气温存在3a、9a及准12a主周期;气温场空间分布以"相间复杂"型为主(对总体方差贡献为30.93%),基于此将西北干旱区划分为北疆子区、南疆子区、河西子区、青海子区及内蒙古子区。全区44.8%的年份气温属正常范围,15.5%年份异常偏暖,3.4%显著偏暖,13.8%年份偏冷,显著偏冷和异常偏冷年份均为8.6%。自90年代以来,西北干旱区开始增温,2001—2008年温度正距平值达6.9℃,正距平年数由80年代40%上升至100%。西北干旱区97.9%的地区呈现增温趋势,其中94.7%的地区通过信度0.01的显著性检验,96.8%的站点通过了0.05的显著性检验;增温幅度为0.02℃/10a—1.21℃/10a;并形成了北疆以富蕴(1.09℃/10a),南疆以喀什(0.22℃/10a),东疆以巴里坤(0.76℃/10a),柴达木盆地以小灶火(0.81℃/10a),河西地区以松山(0.08℃/10a),内蒙古西部以吉诃德(0.03℃/10a)为中心的增温区。 展开更多
关键词 西北干旱区 气温 时空变异性 趋势分析 经验正交分解(EOF) Mann-Kendall秩统计法
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工程堆积体坡面径流水动力学参数及其相互关系 被引量：33
5
作者 李永红 牛耀彬 +3 位作者 王正中 高照良 张少佳 刘子壮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第22期83-88,共6页
工程堆积体具有独特的土壤组成及复杂的下垫面条件,其土壤抗冲性极差,径流条件下堆积体陡坡坡面关键的水动力学参数及其相互关系亦表现出不同的特点,为探明工程堆积体坡面径流水动力学参数及其相互关系,该文采用30、40、50、60 L/min 4... 工程堆积体具有独特的土壤组成及复杂的下垫面条件,其土壤抗冲性极差,径流条件下堆积体陡坡坡面关键的水动力学参数及其相互关系亦表现出不同的特点,为探明工程堆积体坡面径流水动力学参数及其相互关系,该文采用30、40、50、60 L/min 4个流量,对24°、28°、32°共3个坡度的堆积体边坡(20 m×5 m标准监测小区)进行模拟放水冲刷试验,选取径流流速、水深、雷诺数、弗汝德数、径流阻力系数、水流剪切应力、径流功率等参数进行分析。结果表明:工程堆积体坡面侵蚀位置主要集中在坡面上部(0~10 m),侵蚀时段主要集中在产流后期(12~30 min);流速随坡度和流量的增大而增大,坡度对流速的影响大于流量;随着坡面流由层流向紊流、急流向缓流的过渡,坡面径流阻力系数随之增大;基于水流剪切应力和径流功率分别计算获得的工程堆积体坡面细沟侵蚀土壤可蚀性参数分别为2.63×10-2 s/m和0.1 s2/m2,对应的临界侵蚀径流功率为0.8 N/(m·s)。研究结果可为坡面措施的配置提供一定的理论支撑,也能为工程堆积体土壤侵蚀预报模型的建立提供部分基础参数。 展开更多
关键词 水动力学 径流 侵蚀 时空变化 侵蚀预报模型 工程堆积体
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强降雨诱发黄土边坡破坏的侵蚀机制
6
作者 崔熙灿 骆亚生 +4 位作者 秦昊天 魏逸龙 赵凌峰 陈伟 武彩萍 《农业工程学报》 北大核心 2025年第13期173-182,共10页
短时间内的强降雨入渗易使坡面发生水土流失、坡顶产生张拉裂缝、坡内形成优势通道,进而造成边坡发生侵蚀破坏。为了探究强降雨作用下黄土边坡破坏的侵蚀机制,该研究以杨凌黄土为研究对象,开展了强降雨条件下的大比尺模型试验,探究了黄... 短时间内的强降雨入渗易使坡面发生水土流失、坡顶产生张拉裂缝、坡内形成优势通道,进而造成边坡发生侵蚀破坏。为了探究强降雨作用下黄土边坡破坏的侵蚀机制,该研究以杨凌黄土为研究对象,开展了强降雨条件下的大比尺模型试验,探究了黄土边坡在重力、水力、重力水力耦合作用下发生的侵蚀机制和过程。结果表明:1)在降雨作用下,边坡表面的含水率曲线会经历“降雨迅速上升-趋于稳定-雨停下降-趋于稳定”和“降雨前期不变-迅速上升-趋于稳定”的变化,而坡内含水率仅部分上升,故越靠近坡体表面,土体强度越低,运动越剧烈;浸润锋入渗速率v1随着入渗深度的增加而逐渐减小,坡顶的v1约为坡面的3倍,故其入渗深度大于坡面;坡顶区域的浸润面呈现倒S形,坡面区域的浸润面基本与坡面平行。2)黄土边坡侵蚀可分为3个阶段:局部裂缝(先坡顶后坡面)-冲蚀沟与坡顶裂缝发育-坡面滑蚀与坡顶滑塌(先坡面后坡顶);其中水力侵蚀是土体软化与局部裂缝-冲蚀沟与裂隙发育-坡面流蚀的过程;重力侵蚀是泻溜-坡顶裂缝-裂缝贯通坡顶坍塌的过程;混合侵蚀则是在水力和重力侵蚀上进一步发展,造成更为严重的破坏。3)针对黄土边坡发生的侵蚀破坏治理措施应该从减少坡面冲蚀和降低坡顶入渗量着手。该研究可以为西北地区黄土边坡在降雨作用下的侵蚀破坏提供科学的防治措施。 展开更多
关键词 侵蚀 黄土边坡 强降雨 模型试验 破坏过程
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西北干旱地区农业健康用水量计算模型研究 被引量：4
7
作者 孙琦伟 吴普特 +1 位作者 王玉宝 赵西宁 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期181-188,共8页
农业健康用水量的确定是西北干旱地区可利用水资源在农业与其他用水行业之间合理分配的基础。依据农业健康用水量的内涵和判别标准,建立了西北干旱区农业健康用水量多目标分层优化计算模型。该模型以各业用水及总用水的综合效益最大为... 农业健康用水量的确定是西北干旱地区可利用水资源在农业与其他用水行业之间合理分配的基础。依据农业健康用水量的内涵和判别标准,建立了西北干旱区农业健康用水量多目标分层优化计算模型。该模型以各业用水及总用水的综合效益最大为目标函数,依据一定的优化次序计算区域农业健康用水量。并以黑河流域为例,应用模型计算各县级行政单元过去年(1999年)、现状年(2006年)和未来年(2020年)在不同来水频率下的农业健康用水量。结果表明:1999年、2006年和2020年水资源配置按模型计算结果重新调整后,流域经济用水总量(包括农业与工业生产用水)所占比例分别降低2.7%、4.6%和2.1%,而综合用水效益分别增加7.1%、16.6%和13.1%,生态效益提高更为显著,分别为27.6%、37.4%和13.6%,证明了模型的可靠性与农业健康用水的可行性。对照不同水平年农业用水健康结果,2006年较1999年、2020年较2006年农业实际用水状态均趋于健康,流域农业用水比重分别下降3.4%和2.0%,综合用水效益分别提高31.1%和91.6%。此外,如果按照以往农业用水分配次序,2020年在50%、75%和95%来水频率下,可预测流域缺水率分别达到10.6%、13.8%和25.9%,表明水资源将进一步趋紧,需采用农业健康用水标准重新配置水资源,达到有效降低缺水损失的最终目的。 展开更多
关键词 干旱地区 黑河流域 水资源 农业健康用水量 来水频率 用水效益 多目标分层优化
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灌区多水源工程联合调度的计算机实现 被引量：2
8
作者 李书琴 许永功 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期88-91,共4页
运用了计算机数据结构中图的基本理论 ,提出了灌区多水源工程联合调度流域系统集成的思想和方法 ;以全灌区用水量最大为系统目标 ,以单库优化为基础 ,建立了联合调度的数学模型 ;采用数据库技术、图搜索技术和可视化编程技术 ,探索了多... 运用了计算机数据结构中图的基本理论 ,提出了灌区多水源工程联合调度流域系统集成的思想和方法 ;以全灌区用水量最大为系统目标 ,以单库优化为基础 ,建立了联合调度的数学模型 ;采用数据库技术、图搜索技术和可视化编程技术 ,探索了多水源工程联合调度的计算机实现方法 ;以渭河流域西部重点水源工程为例 ,对建立的联合调度模型进行求解 ,取得了较满意的结果。 展开更多
关键词 多水源工程 联合调度模型 灌溉 可视化编程 动态规划
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钼尾矿砂自密实混凝土可行性研究及环境成本效益分析
9
作者 杨普新 范明辉 +2 位作者 李薇 任文渊 张爱军 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第2期540-549,共10页
为提升钼尾矿砂(MT_(s))的资源化利用程度,降低自密实混凝土(SCC)的生产成本,本文研究了不同砂率下MT_(s)替代率对SCC工作性能和力学性能的影响,并分析了其产生的环境和经济效益。结果表明,随着MT_(s)替代率增加,SCC工作性能下降,但通... 为提升钼尾矿砂(MT_(s))的资源化利用程度,降低自密实混凝土(SCC)的生产成本,本文研究了不同砂率下MT_(s)替代率对SCC工作性能和力学性能的影响,并分析了其产生的环境和经济效益。结果表明,随着MT_(s)替代率增加,SCC工作性能下降,但通过改变砂率和减水剂用量调控坍落扩展度,可制备出具有良好填充性能、间隙通过性能和抗离析性能的SCC。在46%和50%(质量分数)砂率下,MT_(s)替代率分别为30%和20%(质量分数)时,SCC的负面孔隙(少害孔、有害孔和多害孔)占比降低,抗压和劈裂抗拉强度得到了显著提升。此外,MT_(s)的掺入有效提升了环境和成本效益。综合考虑MT_(s)对SCC工作性能、抗压强度、环境和经济效益的影响,研究认为在钼尾矿库存丰富的周边区域采用46%砂率、30%MT_(s)替代率来制备SCC是最优的选择。 展开更多
关键词 钼尾矿砂 自密实混凝土 工作性能 力学性能 生命周期评价 固废利用
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垫条宽度对堆石混凝土劈裂抗拉强度的影响
10
作者 陈新孝 王志新 +1 位作者 杨艳 罗滔 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期924-935,共12页
为研究垫条宽度对堆石混凝土(RFC)劈裂抗拉强度的影响,构建了边长为600 mm的RFC立方体离散元模型,结合已有普通混凝土及RFC立方体试件劈裂抗拉强度试验的相关成果,探讨了大尺寸RFC立方体试件模型在劈裂抗拉强度试验中垫条宽度的合理取... 为研究垫条宽度对堆石混凝土(RFC)劈裂抗拉强度的影响,构建了边长为600 mm的RFC立方体离散元模型,结合已有普通混凝土及RFC立方体试件劈裂抗拉强度试验的相关成果,探讨了大尺寸RFC立方体试件模型在劈裂抗拉强度试验中垫条宽度的合理取值问题。结果表明:当垫条宽度小于15 mm时(相对垫条宽度为0.025),RFC立方体试件在垫条轴线平面会发生局部剪切破坏;当相对垫条宽度为0.033时,垫条宽度对不同尺寸普通混凝土和RFC立方体试件劈裂抗拉强度的影响程度较接近;当相对垫条宽度大于0.042后,RFC立方体试件中堆石的骨架作用阻碍了裂纹的扩展,导致垫条宽度对RFC立方体试件劈裂抗拉强度的影响显著加大。建议大尺寸RFC立方体试件劈裂抗拉强度试验的相对垫条宽度按0.033取值。 展开更多
关键词 堆石混凝土 堆石骨架 垫条宽度 劈裂抗拉强度 离散元
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基于复杂网络的水资源承载力系统指标间耦合关系研究——以甘肃省为例
11
作者 贾玉博 粟晓玲 +2 位作者 褚江东 朱兴宇 吴海江 《湖泊科学》 北大核心 2025年第2期600-611,共12页
揭示水资源承载力系统多个指标之间的动态耦合关系及其耦合水平对于提高区域水资源的可持续利用水平和保障经济社会的稳健发展至关重要。本文将水资源承载力系统划分为水资源、社会、经济和生态环境4个子系统并从中选取16个代表性指标;... 揭示水资源承载力系统多个指标之间的动态耦合关系及其耦合水平对于提高区域水资源的可持续利用水平和保障经济社会的稳健发展至关重要。本文将水资源承载力系统划分为水资源、社会、经济和生态环境4个子系统并从中选取16个代表性指标;采用回归系数和相关系数共同划分指标间耦合关系的类型,最后基于滑动窗口法和网络分析法揭示多个指标之间耦合关系的动态变化趋势以及水资源承载力系统的耦合水平。以甘肃省为例,结果表明:甘肃省水资源承载力系统经历了耦合-解耦-再耦合的关联模式,且在2015年之后,正向协调关系的强度显著提升,而权衡关系和负向协调关系的影响则明显减弱;正向协调关系中的关键指标为水资源开发利用率、城镇化率、灌溉亩均用水量和人均GDP,其对正向协调关系的推动作用整体上随时间增强。权衡和负向协调关系中多数关键指标对这两种关系的推动作用随时间先增强后显著减弱,但人均日用水量对权衡仍有较强的推动作用,在未来水资源管理中应予以重点控制;水资源承载力系统指标关联的模块由7个降低为5个,表明系统耦合水平虽有所提高仍有提升空间。研究思路可为客观全面地分析系统的耦合协调提供新的有效途径。 展开更多
关键词 水资源承载力系统 网络分析 耦合协调 水资源管理 甘肃省
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水炭耦合对芦笋根际土壤微生物群落结构的影响 被引量：1
12
作者 梁嘉平 姚磊磊 陈刚 《农业工程学报》 北大核心 2025年第1期135-143,共9页
根际土壤微生物是维持土壤健康与活力的关键因素,然而土壤水分和生物炭耦合作用对根际土壤微生态环境存在一定的影响。为了探索水炭耦合对芦笋根际土壤微生物群落结构的影响以及调控芦笋根际生态系统的机制,该研究以芦笋为研究对象,设置... 根际土壤微生物是维持土壤健康与活力的关键因素,然而土壤水分和生物炭耦合作用对根际土壤微生态环境存在一定的影响。为了探索水炭耦合对芦笋根际土壤微生物群落结构的影响以及调控芦笋根际生态系统的机制,该研究以芦笋为研究对象,设置了4个灌溉水平(W_(0):重度亏缺灌溉,I=320 mm;W_(1):中度亏缺灌溉,I=375 mm;W_(2):轻度亏缺灌溉,I=430 mm;W_(3):充分灌溉,I=480 mm,I为总灌溉量)和4个生物炭施用水平(0(B_(0))、10 t/hm^(2)(B_(10))、20 t/hm^(2)(B_(20))和30 t/hm^(2)(B_(30)))进行田间定位试验,采用Illumina新一代测序(next-generation sequencing,NGS)技术,研究不同水炭耦合处理对芦笋根际土壤微生物群落结构和丰度的影响。研究结果表明,中度亏缺灌溉促进了芦笋根际土壤细菌丰度和多样性的形成,随着土壤水分的增加芦笋根际土壤真菌相对丰度增加了4.48%~22.05%;与未施加生物炭相比,施用生物炭增加了根际土壤微生物的丰度和多样性。与B_(0)和B_(10)处理相比,B_(20)(20 t/hm^(2))处理增加了根际细菌群落数量,降低了真菌群落数量;而施用30 t/hm^(2)生物炭对两者均存在明显抑制作用。此外,不同水炭耦合条件下对细菌和真菌群落的结构没有显著影响,但是与未施用生物炭处理相比,施加生物炭可以减少根腐病致病菌镰刀菌(Fusarium)的生长与繁殖,改善芦笋根际土壤微环境。在W_(1)B_(20)处理下不仅促进了细菌群落的生长,而且抑制了有害真菌群落的丰度,更有利于调控芦笋根际生态系统。该研究可为多年生芦笋连作根际土壤微生态调控和西南季节性干旱区农业可持续发展提供理论依据。 展开更多
关键词 芦笋 生物炭 水炭耦合 连作土壤系统 根际微生物
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基于异速生长方程和随机森林模型的青藏高原不同乔木林类型碳储量估测
13
作者 黄青东智 孙颖 +5 位作者 杨明新 谷强 朱兴明 袁新 孙文义 曾文颖 《生态学报》 北大核心 2025年第15期7191-7201,共11页
森林是陆地生态系统最为重要的碳库,分析青藏高原森林生态系统乔木林植被碳储量现状及其分布特征,对于在当前气候变化背景下估算青藏高原碳汇功能极为重要。以青藏高原地区不同乔木林类型碳储量为研究对象,基于2020年实测数据与遥感数据... 森林是陆地生态系统最为重要的碳库,分析青藏高原森林生态系统乔木林植被碳储量现状及其分布特征,对于在当前气候变化背景下估算青藏高原碳汇功能极为重要。以青藏高原地区不同乔木林类型碳储量为研究对象,基于2020年实测数据与遥感数据,采用异速生长方程与随机森林模型相结合的方法,实现对青藏高原地区森林地上碳储量和地下碳储量的精准反演。结果表明:(1)2020年青藏高原地区不同乔木林类型碳储量为:针叶林1159.84Tg C、阔叶林437.36Tg C、针阔混交林3.39Tg C,分别占总碳储量的72.46%、27.32%和0.21%;(2)2020年青藏高原地区森林地上碳储量显著高于地下碳储量,森林地上平均碳密度为92.42t/hm^(2),森林地上碳储量为1371.78Tg C。青藏高原地区森林地下平均碳密度为15.41t/hm^(2),森林地下碳储量为228.82Tg C。(3)2020年青藏高原地区不同乔木林类型各龄组碳储量排序为:成熟林>过熟林>近熟林>中龄林>幼龄林。林分碳储量总体上以近熟林、成熟林和过熟林为主,三者占比高达95%。 展开更多
关键词 森林碳储量 遥感数据 随机森林 异速生长方程 青藏高原
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北洛河流域蒸散发时空变化及其对气候与植被演变的响应
14
作者 薛婷艺 姚珞一 +5 位作者 王子君 刘洋洋 贾东升 赵英涵 王宗森 陈嘉轩 《生态学报》 北大核心 2025年第12期5986-5999,共14页
阐明气候与植被演变对区域蒸散发变化的驱动机制对于区域制定水资源可持续的植被恢复策略具有重要意义。本研究以黄土高原北洛河流域为研究区,基于遥感、气候数据等,辅以PT-JPL(Priestley-Taylor Jet Propulsion Laboratory Model)模型... 阐明气候与植被演变对区域蒸散发变化的驱动机制对于区域制定水资源可持续的植被恢复策略具有重要意义。本研究以黄土高原北洛河流域为研究区,基于遥感、气候数据等,辅以PT-JPL(Priestley-Taylor Jet Propulsion Laboratory Model)模型模拟分析1984—2018年区域蒸散发的时空演变规律,并基于偏相关和多元回归分析探究气候变化与植被变绿对蒸散发变化的驱动机制和相对贡献。结果表明:(1)北洛河流域蒸散发以3.11 mm/a的速率呈极显著增加趋势(P<0.01);(2)流域灌丛年均蒸散发最大,而耕地年均蒸散发最小。不同植被类型蒸散发年变化率依次为耕地>草地>灌木丛>林地;(3)北洛河流域叶面积指数呈极显著增加趋势(0.02 m^(2)m^(-2)a^(-1);P<0.01)。对于气候因子而言,除降水量变化并不显著外,其余气候因子(平均气温、净辐射、饱和水汽压和风速)均呈现显著增加趋势。在年尺度上,流域蒸散发与叶面积指数、降水和气温呈极显著正相关,蒸散发与饱和水汽压之间呈不显著正相关,而与净辐射和风速间呈不显著负相关。不同驱动因子对流域蒸散发的相对贡献率由大到小依次为气温(29.9%)>叶面积指数(21.3%)>辐射(6.2%)>风速(4.9%)>降水(1.3%),表明近年来气候变暖和植被变绿是该区蒸散发增加的关键限制性因子。本研究结果有助于加深对气候-植被-蒸发互作过程的理解,同时对于北洛河流域乃至黄土高原地区的水资源管理和构建水资源可持续的生态恢复策略具有重要参考价值。 展开更多
关键词 北洛河流域 气候 植被蒸散发 PT-JPL模型
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黄土塬区不同土地利用类型下土壤抗剪强度对强降雨的响应
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作者 赵珊 许阳光 +2 位作者 郭文召 杨硕 罗丽 《农业工程学报》 北大核心 2025年第4期108-115,共8页
为研究黄土塬区不同土地利用类型下土壤抗剪强度对强降雨的响应,该研究采用微型十字板剪切仪在草地、林地、果园、农地测定了雨季前和强降雨后的土壤抗剪强度。研究表明:1)农地和果园土壤含水量对强降雨响应较大,雨后其表层土壤含水量... 为研究黄土塬区不同土地利用类型下土壤抗剪强度对强降雨的响应,该研究采用微型十字板剪切仪在草地、林地、果园、农地测定了雨季前和强降雨后的土壤抗剪强度。研究表明:1)农地和果园土壤含水量对强降雨响应较大,雨后其表层土壤含水量分别为雨前的7.57和6.06倍;林地和草地响应较小,雨后含水量分别为雨前的3.15和1.65倍;林地和草地响应较小,增幅分别为3.15和1.65倍。2)雨季前林地和果园的土壤抗剪强度较高,草地次之,农地的抗剪强度最弱。强降雨后草地、林地的抗剪强度较高,果园次之,农地的抗剪强度最低。3)强降雨后,0~60 cm土层草地抗剪强度减小的幅度最小,为8.76%;果园抗剪强度减小幅度最大,为40.46%。研究结果可为黄土高原生态建设高质量发展提供科学依据。 展开更多
关键词 土壤 黄土高原 植被恢复 抗剪强度 含水量
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工程堆积体坡面细沟形态发育及其与产流产沙量的关系 被引量：24
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作者 牛耀彬 高照良 +4 位作者 李永红 罗珂 袁雪红 杜捷 张翔 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第19期154-161,共8页
为揭示工程堆积体坡面细沟形态动态变化规律以及细沟形态指标与侵蚀产流产沙量之间的关系,选取5、9、13和17 L/min 4个放水流量,模拟0.5、1.0、1.5和2.0 mm/min雨强条件,对24°、28°和32°共3个坡度工程堆积体进行冲刷试验... 为揭示工程堆积体坡面细沟形态动态变化规律以及细沟形态指标与侵蚀产流产沙量之间的关系,选取5、9、13和17 L/min 4个放水流量,模拟0.5、1.0、1.5和2.0 mm/min雨强条件,对24°、28°和32°共3个坡度工程堆积体进行冲刷试验,选取沟深、沟宽、宽深比和断面积等指标刻画侵蚀过程中细沟形态变化。结果表明：1）随冲刷历时增加,在前9 min内沟宽和沟深快速发育,沟宽发育宽度占总宽度的57%-90%,沟深发育深度占总深度的38%-73%;2）宽深比随冲刷延长呈先减小后趋于稳定的变化过程,宽深比在0-27 min内快速减小,细沟沿流程纵深方向发育的能力减弱,在27 min之后保持稳定,最终恒定在0.81-1.48,表明细沟断面形态最终大致呈矩形形状;3）沟宽和沟深均随流量的增大而增大,与坡度相比流量对细沟发育的影响更显著;4）沟宽和沟深与放水时间之间存在对数函数关系,断面积与放水时间之间存在线性函数关系,沟宽与径流量之间存在指数函数关系,沟深与径流量、断面积与累计产沙量和累计径流量之间存在幂函数关系。坡面细沟形态的发育过程存在时间差异性,断面积可用来描述侵蚀量的变化过程,宽深比可作为表征工程堆积体坡面细沟发育方向和能力的重要指标。该研究可以为工程堆积体坡面细沟形态指标的动态变化量化提供参考。 展开更多
关键词 侵蚀 径流 冲刷 流量 工程堆积体 细沟形态 产沙
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中国西北地区未来潜在蒸散发集合预估及不确定性归因 被引量：6
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作者 刘文斐 粟晓玲 +2 位作者 张更喜 孙爱立 武连洲 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期123-132,共10页
预估西北地区未来潜在蒸散发(Potential Evapotranspiration,PET)变化对该区制定气候适应性远景规划至关重要,然而PET预估中不可避免地存在源于气候情景、气候模式和PET模型的不确定性。该研究以3个气候情景(Shared Socioeconomic Pathw... 预估西北地区未来潜在蒸散发(Potential Evapotranspiration,PET)变化对该区制定气候适应性远景规划至关重要,然而PET预估中不可避免地存在源于气候情景、气候模式和PET模型的不确定性。该研究以3个气候情景(Shared Socioeconomic Pathway,SSP)、6个性能良好的潜在蒸散发模型(Potential Evapotranspiration Model,PETM)以及第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6,CMIP6)的6个全球气候模式(Global Climate Model,GCM)分别表征情景、模型和模式的不确定性,构建了基于多模式、多情景以及多模型的三维PET集合预估框架,得到108套预估结果组成的大规模数据集合。基于集合预估结果,分析了相对于历史时期的PET变化量的整体特征及多源不确定性导致的预估结果差异,并基于三因素方差分析法量化了各不确定性来源及其非线性交互作用对总不确定性的贡献率。结果表明:未来中期(2041—2070年)和远期(2071—2100年)年均△PET预估结果集合均值分别为67.8和95.3 mm。集合预估中,基于SSP1-2.6情景(可持续发展情景)、PM[CO_(2)]模型及MIROC6全球气候模式预估的PET变化量较低,且情景和模型不确定性造成的结果差异均随时间推移而增大。各不确定性来源在中期PET变化量预估中的相对重要性由大到小依次为PETM、SSP和GCM;而在远期,SSP贡献率最高,达65.3%。在季节分布上,PETM和SSP分别在暖季(夏、秋)和冷季(冬、春)的贡献率较高。大规模PET变化量集合预估结果及其统计特征能够为西北地区应对气候变化的高效行动提供更科学全面的理论依据;不确定性来源相对贡献的分析结果可为进一步降低未来PET预估的不确定性提供研究方向。 展开更多
关键词 蒸散发 模型 气候 集合预估 不确定性 CMIP6 西北地区
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粉垄深松深耕改善南疆重度盐碱土理化性质和棉花产量及其后效 被引量：7
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作者 刘洪光 李智杰 +3 位作者 李玲 徐强 白振涛 王潭刚 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期45-57,共13页
南疆地区棉田土壤高盐碱与板结限制棉田增产增效。粉垄耕作有利于破除土壤板结层、促进灌溉洗盐作用。为探讨粉垄深松深耕对盐碱棉田的改良效果,该研究开展2 a(2021–2022年)田间试验,共设置3个粉垄耕作深度(DT20:深松20 cm,DT40:深松40... 南疆地区棉田土壤高盐碱与板结限制棉田增产增效。粉垄耕作有利于破除土壤板结层、促进灌溉洗盐作用。为探讨粉垄深松深耕对盐碱棉田的改良效果,该研究开展2 a(2021–2022年)田间试验,共设置3个粉垄耕作深度(DT20:深松20 cm,DT40:深松40 cm,DT60:深松60 cm)与常规耕作(五铧犁翻耕20 cm)交替,并设置CT20为连续2 a常规耕作,分析其对土壤理化性质、棉花生长及籽棉产量的影响,通过结构方程模型量化明确作物增产效应。结果表明:1)粉垄深松深耕能够疏松耕作范围内土壤以优化土壤结构。其中DT60较DT20与CT20显著降低耕作深度范围内的土壤容重、粗大团聚体(>2 mm)的含量与黏粒和粉粒(<0.053 mm),这使得土壤的平均重量直径和平均几何直径显著降低,并增加孔隙度和微团聚体(<0.25~0.053 mm)的含量。2)DT40与DT60处理能够显著增加0~40cm土壤水分,并降低土壤盐分和pH值,而DT20处理则仅能降低0~20 cm的土壤盐分,而DT60能够较DT40显著降低0~60 cm土壤盐分和pH值,但不能显著增加土壤水分。盐分降低促进了土壤中0~40 cm土层有机碳和0~60 cm的全氮累积。3)结构方程模型的分析表明,土壤盐分是影响籽棉产量的间接因子,干物质量累计和棉铃质量为直接因子。土壤盐分的降低,有利于土壤养分累积和根系生长,促进养分向植株运移和累积,提高棉花干物质累积量和籽棉产量。因此DT60处理使得土壤盐分降低的效果最佳,使得该处理下的增产效果最佳。综合分析得,粉垄深松深耕60 cm与常规耕作交替的制度能够实现南疆重度盐碱棉田改良与增产增效协同。 展开更多
关键词 棉花 土壤 盐碱化 粉垄深松深耕 产量 结构方程模型
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水溶性KGM/PVA涂膜的制备及性能研究 被引量：1
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作者 张斌 吴守军 +2 位作者 朱德兰 贺维 张庆宇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期251-255,261,共6页
水溶性保鲜涂膜可以有效延缓果蔬的腐烂,同时可以解决传统涂膜影响果蔬品质、味道和色泽等问题。以魔芋葡甘聚糖(KGM)和聚乙烯醇(PVA)为基料,甘油和山梨醇作为复配增塑剂,研究了原料配比对KGM/PVA涂膜水溶性以及光学和力学性能的影响。... 水溶性保鲜涂膜可以有效延缓果蔬的腐烂,同时可以解决传统涂膜影响果蔬品质、味道和色泽等问题。以魔芋葡甘聚糖(KGM)和聚乙烯醇(PVA)为基料,甘油和山梨醇作为复配增塑剂,研究了原料配比对KGM/PVA涂膜水溶性以及光学和力学性能的影响。结果表明:原料配比一定时,KGM/PVA涂膜5min内溶解率随水温的升高而升高;在水温确定的条件下,KGM/PVA涂膜5min内溶解率随着PVA用量的增加而降低。影响涂膜水溶性的主次因素排序为PVA>KGM>山梨醇>甘油。每100mL纯水中,PVA、KGM、甘油、山梨醇用量分别为3g,0.4g,0.3mL,0.1g时涂膜综合性能最佳,在20℃左右冷水中基本不溶,而在30℃及以上温水中可溶,涂膜透光率达到93.68%,拉伸强度为16.66MPa,断裂伸长率为125.87%。 展开更多
关键词 魔芋葡甘聚糖 聚乙烯醇 水溶性 透光率 拉伸性能 保鲜涂膜
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秦岭羽枝青藓生长的关键影响因子 被引量：1
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作者 王春 莫秋霞 +5 位作者 王鹤鸣 陈祥舟 牟泽锴 鞠孟辰 谢永生 卜崇峰 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第14期6195-6207,共13页
利用苔藓植物开展裸岩工程创面生态修复是一条低成本、高效益的潜在新途径,巨量苔藓种源的供给是实现这种新措施工程化应用的根本前提,而掌握特定藓种生长的发育特征及关键影响因子则是实现这一目标的首要任务。以秦岭地区石生优势藓种... 利用苔藓植物开展裸岩工程创面生态修复是一条低成本、高效益的潜在新途径,巨量苔藓种源的供给是实现这种新措施工程化应用的根本前提,而掌握特定藓种生长的发育特征及关键影响因子则是实现这一目标的首要任务。以秦岭地区石生优势藓种——羽枝青藓(Brachythecium plumosum)为研究对象,利用野外原位观测、室内组织培养及养分施加试验,通过观测生长指标(主茎长、覆盖面积、分枝长和分枝数)和形态变化,了解其自然发育特征和不同繁殖体类型及养分供给模式对其生长发育的影响。结果表明:(1)羽枝青藓通过特有的形态特征适应岩石表层环境。主茎生长时,其侧边分枝同步发育、且表现的较为密集。(2)微生境显著影响羽枝青藓发育。与冠层间相比,冠层下除光照强度降低幅度较大外(15%—55%),空气湿度、温度的变化幅度较小,但羽枝青藓的生长速率提高3倍以上。(3)羽枝青藓的茎和叶片都有发育为配子体的潜力,但茎的再生能力优于叶片,且二者的发育模式不同。接种茎的成活率达到100%,配子体由茎直接再生,发育的原丝体未分化,主要发挥定殖和养分吸收的作用;叶片的成活率仅3.3%,发育过程中先产生原丝体,再分化为配子体。(4)长期营养液供给可能对岩石表层的苔藓生长产生负面影响。Hoagland营养液在试验前期促进了羽枝青藓生长,但也加剧了致病菌和藻类发育,导致后期羽枝青藓发黄枯萎。总的来看:羽枝青藓对逆境有较强的适应性,对微环境变化敏感,周围生长条件适宜时可快速向外扩张。不同的繁殖体和营养液供给模式都会对羽枝青藓的生长产生显著影响。开展羽枝青藓种源扩繁生产时应充分借鉴这些研究结果。 展开更多
关键词 秦岭地区 羽枝青藓 微环境 繁殖体类型 养分供给
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