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宁夏东部荒漠草原灌丛引入对土壤水分动态及亏缺的影响 预览
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作者 赵亚楠 于露 +3 位作者 周玉蓉 王红梅 马千虎 陆琪 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1305-1315,共11页
全球气候变化背景下,荒漠草原人工灌丛引入加速其灌丛化进程,对草原土壤水分产生重要影响。为了解宁夏东部荒漠草原灌丛引入过程中土壤水分动态及亏缺现状,选取了封育草地、放牧草地、不同年限(3a、12a、22a)和间距(40 m、6 m、2 m)灌... 全球气候变化背景下,荒漠草原人工灌丛引入加速其灌丛化进程,对草原土壤水分产生重要影响。为了解宁夏东部荒漠草原灌丛引入过程中土壤水分动态及亏缺现状,选取了封育草地、放牧草地、不同年限(3a、12a、22a)和间距(40 m、6 m、2 m)灌丛柠条(Caragana korshinskii)地进行土壤水分测定,并利用土壤水分相对亏缺指数(compared soil water deficit index,CSWDI)、样地土壤水分相对亏缺指数(plot compared soil water deficit index,PCSWDI)对土壤水分亏缺进行定量分析。结果表明:灌丛引入过程中不同年限、间距灌丛地0-200 cm土层土壤含水量均显著低于封育草地与放牧地(P<0.05);各样地季节动态均表现为春季返潮、夏季消耗、秋季蓄积的季节规律,但不同年限、间距灌丛地表现为春季返潮微弱,土壤含水量仅为7.80%-10.90%,显著低于封育草地和放牧地(11.90%-16.09%);灌丛引入过程中各灌丛地0-100 cm有效储水量(-16.98-18.69 mm)均低于封育草地(34.67 mm),虽在种植22a灌丛地和2 m间距灌丛地略有升高,仍不足20.00 mm。土壤水分相对亏缺量(除封育草地外)为6.69-97.16mm;灌丛引入过程中各样地不同土层CSWDI值呈波动变化,除封育草地各土层无显著的亏缺外,其他样地均存在亏缺,亏缺值为0.03-12.10,PCSWDI值均随着灌丛引入年限和密度的增加呈增大趋势。荒漠草原灌丛引入过程产生土壤水分过度利用,使得土壤水分亏缺,并加剧其深层土壤水分的消耗。 展开更多
关键词 荒漠草原 土壤水分 土壤水分亏缺 人工灌丛 灌丛化
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关中平原土壤水分高效利用苜蓿品种筛选研究 预览
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作者 张康柱 李志骞 +3 位作者 白杜娟 白岗栓 尚永孝 王孟刚 《江苏农业科学》 2020年第3期184-184,185-189共6页
为了给关中平原筛选产草量高、水分利用效率高的优良苜蓿品种,以关中平原的主栽苜蓿品种关中苜蓿为对照,监测巨能601、巨能耐湿、雷霆、丹农VNS、北极熊等9个苜蓿品种不同刈割期的产草量以及0~200 cm土层土壤水分含量、土壤水分利用效... 为了给关中平原筛选产草量高、水分利用效率高的优良苜蓿品种,以关中平原的主栽苜蓿品种关中苜蓿为对照,监测巨能601、巨能耐湿、雷霆、丹农VNS、北极熊等9个苜蓿品种不同刈割期的产草量以及0~200 cm土层土壤水分含量、土壤水分利用效率。结果表明,在降水量丰富的年份且可灌溉的关中平原,不同苜蓿品种从返青至最后一次刈割期前的田间耗水量基本一致且无显著性差异,其中巨能601的产草量及土壤水分利用效率显著高于其他品种,而关中苜蓿的产草量及土壤水分利用效率显著低于其他品种。关中平原应以产草量高、水分利用效率高的巨能601作为主要推广品种,淘汰产草量低、水分利用效率低的关中苜蓿。 展开更多
关键词 苜蓿 品种 产草量 土壤水分 土壤水分利用效率
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水分胁迫对典型草原植物群体光合作用的影响 预览
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作者 王海梅 贾成朕 +2 位作者 李慧融 金林雪 侯琼 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2020年第1期237-242,共6页
基于锡林浩特国家气候观象台2016—2017年的群体光合作用及同期土壤水分观测数据,分析了不同水分胁迫状态下典型草原植物群落光合作用的受限程度。结果表明:牧草生长初期及末期,群体光合速率处于较低水平,水分胁迫未对群体光合作用产生... 基于锡林浩特国家气候观象台2016—2017年的群体光合作用及同期土壤水分观测数据,分析了不同水分胁迫状态下典型草原植物群落光合作用的受限程度。结果表明:牧草生长初期及末期,群体光合速率处于较低水平,水分胁迫未对群体光合作用产生明显影响,7月牧草进入旺盛生长期,群体光合速率显著升高,并在8月上旬达到最高值(≥10.89μmol·m^-2·s^-1),水分限制对群体光合作用的影响显著;在牧草生长的初期和中期,群体光合速率、呼吸速率与10~20 cm土层土壤水分含量相关性最显著,表明植物根系和土壤微生物在该层分布最为集中;0~30 cm各土层平均土壤水分含量与群体光合速率之间存在良好的线性回归关系,方程拟合效果为极显著,表明30 cm以上土层土壤水分含量影响典型草原植物群体光合作用;MK突变检验分析表明,当典型草原0~10 cm土层土壤体积含水量低于9%时(对应重量含水量为6.82%,相对含水量为27.60%)、0~30 cm土层平均土壤体积含水量低于12%时(对应重量含水量为9.57%,相对含水量为39.24%),群体光合速率会受到非常明显的抑制。综合分析,在典型草原干旱预报预警中,可将0~10 cm土层土壤体积含水量低于9%、0~30 cm土层平均土壤体积含水量低于12%视为典型草原发生中度干旱时对应的土壤水分临界值。 展开更多
关键词 草原植物群落 水分胁迫 光合作用 土壤水分 锡林浩特
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地下固定式渗灌系统的设计 预览
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作者 于珍珍 李海亮 +2 位作者 汪春 王宏轩 孙海天 《农机化研究》 北大核心 2020年第2期130-134,140共6页
渗灌较其他灌溉方式更为节水,可以有效提高作物的产量和品质。为此,对渗灌的优缺点及国内外发展现状进行概述,分析了渗灌技术的经济效益,并针对渗灌系统的有关技术参数(如灌水器与过滤系统的选择、管道埋深、间距、适宜的长度及出水量等... 渗灌较其他灌溉方式更为节水,可以有效提高作物的产量和品质。为此,对渗灌的优缺点及国内外发展现状进行概述,分析了渗灌技术的经济效益,并针对渗灌系统的有关技术参数(如灌水器与过滤系统的选择、管道埋深、间距、适宜的长度及出水量等)进行了设计。试验结果表明:该系统可以有效地调控土壤水分状况,为渗灌技术的发展提供理论依据,促进了渗灌技术的大力推广及应用。 展开更多
关键词 渗灌 地下固定式 土壤水分
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基于AMSR2多频亮温的黑河流域中上游土壤水分估算研究
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作者 陆峥 韩孟磊 +4 位作者 卢麾 彭雪婷 蒙莎莎 刘进 杨晓帆 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第1期33-47,共15页
以黑河流域中上游为研究区,初步探究了利用AMSR2卫星的多频亮度温度数据估算土壤水分的方法。基于土壤水分和土壤发射率的统计关系,通过黑河流域上游的4个像元2013年7月至2014年6月内的实测土壤水分和土壤温度数据,采用了“四像元交叉... 以黑河流域中上游为研究区,初步探究了利用AMSR2卫星的多频亮度温度数据估算土壤水分的方法。基于土壤水分和土壤发射率的统计关系,通过黑河流域上游的4个像元2013年7月至2014年6月内的实测土壤水分和土壤温度数据,采用了“四像元交叉拟合法”获得了统计系数,并用此方法估算出了黑河流域中上游的土壤水分。采用2014年7月至2014年10月内估算的土壤水分,连同与AMSR2的4个常用的土壤水分产品和GLDAS土壤水分产品在时间序列上,与八宝河流域WSN土壤水分地面观测展开了对比验证,结果表明估算土壤水分精度明显高于上述5种产品。同时借助高程和土地覆被辅助数据,与GLDAS土壤水分在空间格局上进行了比较,发现估算土壤水分时空分布特征更加合理。该方法可为流域尺度的土壤水分反演与监测提供了一种简而易行的思想方法和可行之路。 展开更多
关键词 土壤水分 AMSR2 土壤发射率 土壤温度 黑河流域中上游
季节性河道土壤水分及其渗漏特征初探
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作者 陈新均 王学全 +3 位作者 卢琦 杨文斌 张立恒 李永华 《干旱区研究》 CSCD 北大核心 2020年第1期97-104,共8页
利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流(库姆塔格沙漠东南部崔木土沟)沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明:①河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26. 08%~31. 75%... 利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流(库姆塔格沙漠东南部崔木土沟)沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明:①河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26. 08%~31. 75%。②监测期内,每次洪水过程,水分均能入渗到200 cm以下的土层,但50 cm以下土层的水分入渗基本为非饱和入渗;每次入渗过程,湿润锋到达土层的深度与入渗时间具有良好的线性相关关系,但这一相关关系在春、夏季具有明显的分异,春季水分入渗更为缓慢。③监测期内,160 cm土层共出现4次明显的连续渗漏过程,渗漏总量为2 165. 8 mm,最大渗漏强度为21. 4 mm·(2h)^-1,160 cm土壤水分渗漏速率随土壤水分含量增加呈指数增加趋势,但每次开始出现连续渗漏的土壤初始含水率并不一致。该研究可为进一步揭示干旱区河流廊道生态系统生存、变化提供了科学支撑。 展开更多
关键词 季节性洪沟 水分渗漏 土壤水分 崔木土沟 库姆塔格沙漠
反演策略对SMOS土壤水分反演算法的影响研究
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作者 劳从坤 杨娜 +2 位作者 徐少博 汤燕杰 张恒杰 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第1期65-73,共9页
为降低SMOS土壤水分反演算法的复杂度、提高土壤水分反演精度,对SMOS土壤水分反演策略进行调整:将多参数反演改为单参数反演以简化观测与模拟亮温的代价函数,以固定步长(0.001 m^³/m^³)代替不定步长从而避免复杂的矩阵运算,... 为降低SMOS土壤水分反演算法的复杂度、提高土壤水分反演精度,对SMOS土壤水分反演策略进行调整:将多参数反演改为单参数反演以简化观测与模拟亮温的代价函数,以固定步长(0.001 m^³/m^³)代替不定步长从而避免复杂的矩阵运算,将围绕土壤水分先验值的少量局部搜索调整为全土壤水分区间(0~0.05 m^ 3/m^ 3)的密集全局搜索。利用美国USCRN 44个站点实测土壤水分分别与SMOS官方反演的土壤水分和SMOS调整算法反演的土壤水分进行对比分析。结果表明:与SMOS相比,算法调整后土壤水分的平均绝对偏差MAD、均方根误差RMSE和无偏均方根误差ubRMSE分别降低了0.012、0.018和0.020 m^³/m^³。 展开更多
关键词 土壤水分 SMOS 反演算法 亮温模拟
基于地基微波辐射观测的土壤水分反演算法评估
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作者 胡路 赵天杰 +7 位作者 施建成 李尚楠 樊东 王平凯 耿德源 肖青 崔倩 陈德清 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第1期74-84,共11页
当前常用的被动微波土壤水分反演算法有水平极化单通道算法、垂直极化单通道算法、双通道算法、微波极化差比值算法和扩展双通道算法,5种反演算法具有不同的差异,对这些反演算法进行系统的评估和分析将有助于反演算法的改进和星载高精... 当前常用的被动微波土壤水分反演算法有水平极化单通道算法、垂直极化单通道算法、双通道算法、微波极化差比值算法和扩展双通道算法,5种反演算法具有不同的差异,对这些反演算法进行系统的评估和分析将有助于反演算法的改进和星载高精度土壤水分产品的发布。为了避免直接采用卫星产品验证时的尺度匹配、空间异质性等问题,基于地基L波段微波辐射观测以及配套的土壤和植被参数测量数据,对这5种反演算法进行了实现、对比和分析,得出以下结论:①单通道算法具有最佳的反演性能,水平极化单通道算法反演结果具有最高的相关性(相关性系数R=0.83),垂直极化单通道算法反演结果具有最小的反演误差(均方根误差RMSE=0.028 m^3/m^3,偏差BIAS=-0.011 m 3/m^3),但单通道算法需要精确的植被含水量输入;②其余3种算法能脱离植被辅助数据的使用,性能略差但也能满足星载微波传感器的探测指标要求(小于等于0.04 m^3/m^3);其中,扩展双通道算法和微波极化差比值算法的土壤水分反演结果比双通道算法略差,但本例中扩展双通道算法在植被含水量反演方面更具优势。 展开更多
关键词 土壤水分 微波辐射计 L波段 反演算法
风云卫星微波遥感土壤水分产品适用性验证分析 预览
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作者 杨纲 郭鹏 +2 位作者 李西灿 万红 孟春红 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2020年第1期104-111,118共9页
土壤水分是水文过程、生物生态过程和生物地球化学过程的关键因子,大面积土壤水分的长期观测对于研究旱涝监测,水资源管理和作物产量预测等至关重要。基于美国俄克拉荷马州西南部地区ARS(Agricultural Research Service)水文监测网络中L... 土壤水分是水文过程、生物生态过程和生物地球化学过程的关键因子,大面积土壤水分的长期观测对于研究旱涝监测,水资源管理和作物产量预测等至关重要。基于美国俄克拉荷马州西南部地区ARS(Agricultural Research Service)水文监测网络中LWREW(Little Washita Experimental Watershed)和FCREW(Ft.Cobb Reservoir Experimental Watershed)两个地区35个地面监测站的实测数据,对比分析了2016年5月1日至2018年5月31日的FY-3B,FY-3C和AMSR-2土壤水分产品在该区域的适用性。结果表明:FY-3B和FY-3C土壤水分产品在LWREW和FCREW地区大部分时间都存在高估,FY-3B土壤水分产品在LWREW和FCREW地区的平均偏差(Bias)均值分别为0.0570 m^3/m^3,0.0484 m^3/m^3,FY-3C土壤水分产品在LWREW和FCREW地区的平均偏差(Bias)均值分别为0.0602 m^3/m^3,0.0532 m^3/m^3,且在降水较多的季节,高估现象更为明显。JAXA(Japan Aerospace Exploration Agency)的AMSR-2土壤水分产品在LWREW,FCREW地区存在低估,在两个地区平均偏差(Bias)均值分别为-0.1005 m^3/m^3和-0.1003 m^3/m^3。在LWREW地区FY-3B升轨土壤水分产品表现最好,与地面实测地表水分的相关系数(R=0.6648)较高,并且有着较低的均方根(RMSE=0.0755 m^3/m^3)和平均偏差(Bias=0.0616 m^3/m^3)。在FCREW地区AMSR-2升轨土壤水分产品表现最好,有着最高的相关系数(R=0.7261)和最低的无偏均方根(ubRMSE=0.0357 m^3/m^3)。总体上,FY-3B,FY-3C,JAXA土壤水分产品都能够反映出LWREW,FCREW地区土壤水分随季节和降水变化的趋势。 展开更多
关键词 微波遥感 土壤水分 风云 AMSR-2 适用性
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施氮对不同水分条件下紫花苜蓿氮素吸收及根系固氮酶活性的影响 预览
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作者 高丽敏 苏晶 +1 位作者 田倩 沈益新 《草业学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期130-136,共7页
氮肥施用可以调控不同水分条件下紫花苜蓿的生长,而其内在机制尚不明确。采用盆栽试验,通过设置3个水分梯度(田间最大持水量的30%、50%以及70%,分别用W1、W2、W3表示)及4个氮素水平(0、0.02、0.04、0.06 g·kg^-1,分别用N1、N2、N3... 氮肥施用可以调控不同水分条件下紫花苜蓿的生长,而其内在机制尚不明确。采用盆栽试验,通过设置3个水分梯度(田间最大持水量的30%、50%以及70%,分别用W1、W2、W3表示)及4个氮素水平(0、0.02、0.04、0.06 g·kg^-1,分别用N1、N2、N3、N4表示),研究了不同水分条件下紫花苜蓿对氮素的需求规律及其与氮素吸收及根系固氮酶活性的关系。研究结果表明:1)W1水分条件下,氮肥施用可以显著提高紫花苜蓿生物量,而在W2及W3水分条件下,均以N3处理紫花苜蓿生物量最大;2)W1及W2水分条件下,N4处理植株氮素积累量最高,而在W3水分条件下,以N3处理氮素吸收量最高,植株氮素积累量与生物量间存在显著正相关关系;3)根系固氮酶活性随土壤水分有效性的增加而增加,随氮素供应量的增加而降低,在N4条件下,W4处理固氮酶活性与W3处理无显著性差异。因此,在低土壤水分条件下,氮素供应可以保证植株对氮素的需求并提高其生物量;在高土壤水分条件下,适宜供氮量可以促进紫花苜蓿的生长,但过高氮肥供应会显著抑制根系固氮酶活性并最终导致氮素吸收及生物量不再进一步增加。本研究结果可为紫花苜蓿生产系统中的水氮管理提供理论依据。 展开更多
关键词 紫花苜蓿 氮肥施用 土壤水分 固氮酶活性 氮素积累
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不同覆盖方式对旱作马铃薯生长及土壤水热特征的影响 预览
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作者 普雪可 吴春花 +3 位作者 勉有明 苗芳芳 侯贤清 李荣 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期734-747,共14页
【目的】探讨不同覆盖方式对西北旱作区农田土壤水热和马铃薯生长的影响。【方法】2015-2016年连续2年设置沟垄地膜全覆盖(DD)、沟垄地膜半覆盖(DB)和沟垄二元覆盖(DJ)3种覆盖方式大田试验,以平作不覆盖为对照(CK),研究不同覆盖方式下... 【目的】探讨不同覆盖方式对西北旱作区农田土壤水热和马铃薯生长的影响。【方法】2015-2016年连续2年设置沟垄地膜全覆盖(DD)、沟垄地膜半覆盖(DB)和沟垄二元覆盖(DJ)3种覆盖方式大田试验,以平作不覆盖为对照(CK),研究不同覆盖方式下土壤水温变异特征及对马铃薯生长及块茎形成的影响。【结果】覆盖处理全生育期0-200 cm土层土壤含水量均高于CK,DJ处理在播后70-90 d土壤保水效果最佳。覆盖能降低0-200 cm土层土壤水分变异系数,以DJ处理的土壤水分垂直稳定性最强。与CK相比,DD处理在播后30-50 d的0-15 cm土层土壤增温效果显著,而DJ处理在全生育期0-25 cm土层土壤温度表现“降温和增温双重效应”。各覆盖处理能降低0-25 cm土层土壤温度变异系数,以DJ处理最小,其土壤温度垂直稳定性最强。覆盖能提高马铃薯出苗率和影响出苗天数,其中DD处理平均出苗天数较CK提前4.5 d,而DJ处理推迟3.5 d。马铃薯生育期生物量累积动态变化符合Logistic生长模型,以DJ处理生物量理论值和生长速率最大,快速生长持续期最长。通过主成分分析发现,除马铃薯生物量、单株薯数及亩株数等因素外,土壤水分对马铃薯生长的影响高于土壤温度,是限制马铃薯高产的重要因子。【结论】沟垄二元覆盖(DJ)能改善土壤水温状况,维持相对稳定的土壤水热环境,利于马铃薯生长和块茎产量的提高。 展开更多
关键词 沟垄覆盖 土壤水分 土壤温度 变异系数 马铃薯生物量
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石漠化治理区不同植被类型浅层土壤水分对降雨的响应 预览
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作者 景建生 刘子琦 +3 位作者 李渊 王进 罗鼎 蔡路路 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期100-109,共10页
【目的】揭示石漠化治理区不同植被类型浅层土壤水分入渗过程的差异性,分析降雨对土壤水分的补给特征,因地制宜地开展灌溉工作。【方法】以花椒地、金银花地、火龙果地、荒地为研究对象,监测了地区降雨量和植被0~10、10~25 cm土层土壤... 【目的】揭示石漠化治理区不同植被类型浅层土壤水分入渗过程的差异性,分析降雨对土壤水分的补给特征,因地制宜地开展灌溉工作。【方法】以花椒地、金银花地、火龙果地、荒地为研究对象,监测了地区降雨量和植被0~10、10~25 cm土层土壤含水率,并计算了土壤储水量、滞后时间、补给速率、补给效率等指标。【结果】①4种植被浅层土壤含水率变化趋势与降雨一致,6、8、9月为二者的峰值期;浅层土壤含水率为火龙果地最高,而后依次为荒地、金银花地、花椒地;火龙果地土壤含水率变异系数最小,荒地最大。②植被土壤含水率对小雨量降雨事件的响应较小,仅火龙果地增长11.97%;随降雨量级增大,土壤含水率增长率为火龙果地(7.89%~17.94%),其次为金银花地(0~45.09%)、荒地(0~59.86%)、花椒地(0~126.95%);火龙果地浅层土壤含水率增长率在大雨事件中最小,其他3种样地均为小雨量时增长率小,大雨量时增长率大。③不同植被浅层土壤水分对降雨响应时间有显著差异,大雨量条件下响应快于小、中雨量,0~10 cm土层优于10~25 cm土层;平均滞后时间为荒地0.3 h、火龙果地0.5 h、花椒地0.9 h、金银花地3.0 h;补给效率为火龙果地(64.87%)>荒地(38.16%)>花椒地(31.94%)>金银花地(29.23%)。【结论】丰水期,对火龙果地适当减少人为灌溉,增加地表覆盖以减轻水土流失;对金银花地、花椒地可采取相应保墒措施提高土壤对降雨的利用效率且在雨量较小时增加灌溉,提高入渗量。 展开更多
关键词 石漠化 植被类型 土壤水分 降雨
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水分胁迫及复水对滴灌甜菜冠层温度及光合生理特性的影响 预览
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作者 周红亮 徐林峰 +4 位作者 张丽娟 费聪 李阳阳 苏继霞 樊华 《石河子大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2020年第1期19-25,共7页
实验以甜菜品种Beta356为材料,在甜菜块根膨大期设置对照T1(70%田间持水量灌溉下限)、中度水分胁迫T2(50%田间持水量灌溉下限)和重度水分胁迫T3(30%田间持水量灌溉下限)3个处理,分析甜菜冠层温度和叶片光合荧光特性对不同水分条件的响... 实验以甜菜品种Beta356为材料,在甜菜块根膨大期设置对照T1(70%田间持水量灌溉下限)、中度水分胁迫T2(50%田间持水量灌溉下限)和重度水分胁迫T3(30%田间持水量灌溉下限)3个处理,分析甜菜冠层温度和叶片光合荧光特性对不同水分条件的响应。结果表明:滴灌甜菜块根膨大期进行水分胁迫后冠层温度升高1.7~9.1℃,复水后可降低1.2~5.7℃。灌水前后T2和T3处理叶片气体交换能力显著低于T1处理,但T2和T3处理间未达到显著差异。与灌水前相比,复水后甜菜叶片净光合速率(P n)、蒸腾速率(T r)、气孔导度(G s)、胞间二氧化碳浓度(C i)分别提高0.14~7.09 g·m^2·h^-1、0.31~5.43μmol·m^2·s^-1、5.09~189.92 mmol·m^-2·s^-1、25.62~116.88μmol·mol^-1。荧光参数中F v/F m、ΦPSⅡ、NPQ随水分胁迫程度的增加而降低,复水可提高PSII反应中心的qP和NPQ,并在T2处理较为显著(17.21%和19.05%)。块根膨大期经历50%~30%田间持水量下限后复水可激发甜菜产生缺水补偿效应,但叶片气体交换参数在复水后48 h尚不能恢复至对照水平。 展开更多
关键词 冠层温度 土壤水分 气体交换参数 叶绿素荧光
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皆伐前后油松人工林下植物多样性变化及与土壤水分的关系 预览
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作者 孙启越 张卫强 +5 位作者 赵连清 迟明峰 罗桂生 郑晓敏 贾忠奎 王清春 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期119-129,共11页
【目的】探讨油松人工林皆伐前后林下植物多样性的变化及与土壤水分的关系,为在油松林皆伐后植被恢复和发育阶段维持生物多样性、保持林分结构稳定、发挥更高生态效益等方面提供科学依据和经营措施建议。【方法】采用时序研究法,在河北... 【目的】探讨油松人工林皆伐前后林下植物多样性的变化及与土壤水分的关系,为在油松林皆伐后植被恢复和发育阶段维持生物多样性、保持林分结构稳定、发挥更高生态效益等方面提供科学依据和经营措施建议。【方法】采用时序研究法,在河北平泉地区选择立地一致的不同林龄油松人工林(32年中龄林、40年近熟林、53年成熟林)和皆伐后不同时间(5、10、24 a)的天然更新林作为研究对象,分析不同生长发育阶段油松人工林下植物物种组成与多样性的变化规律及与土壤水分间的相关性。【结果】1)皆伐前后6种林分样地共出现灌木植物21种,草本植物65种,不同样地林下植物组成存在差异。胡枝子在各林分样地均有出现,且重要值均> 20%,在灌木层优势地位明显;草本层中菊科植物种类最多,有18种,其次是蔷薇科和禾本科,分别为6种和4种。2)不同林分样地林下植物多样性指数均表现为草本层>灌木层,皆伐前随着林龄增加林下植物多样性逐渐增加;皆伐后灌木层植物多样性表现为先下降后增加再下降,且变化幅度明显,伐后10 a灌木层Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数最大,分别为1.40、0.61、1.24和0.74,与53年样地差异不显著。皆伐后不同时间的天然更新林草本层植物多样性均与伐前53年样地的差异不显著,皆伐对灌木层植物的影响较大。3)不同林地土壤水分变化规律较一致,表现为伐前随林龄增加而逐渐增加,伐后5~10 a仍保持较高水平,伐后24 a出现下降,经相关分析植物多样性指数与土壤水分之间有显著的正相关关系,与草本层的相关性达极显著水平。【结论】伐前林下植物多样性变化主要与林分密度降低、光照条件改善有关,伐后主要与油松天然更新及种间竞争有关。依靠油松天然更新恢复的林地保持了较高的生物多样性 展开更多
关键词 油松人工林 皆伐 植物多样性 土壤水分
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不同灌水方式对沙地枸杞土壤水分及产量的影响 预览
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作者 刘晓丽 马理辉 +2 位作者 岩晓莹 杨荣慧 訾浩 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期10-15,共6页
【目的】确定根际环形多点源滴灌技术的应用效果。【方法】以陕北沙地枸杞为研究对象,采用小区灌水试验,将根际环形多点源滴灌与地表滴灌、涌泉根灌下对比,研究了不同灌水方式对土壤湿润锋垂直分布范围、土壤含水率、枸杞产量的影响。... 【目的】确定根际环形多点源滴灌技术的应用效果。【方法】以陕北沙地枸杞为研究对象,采用小区灌水试验,将根际环形多点源滴灌与地表滴灌、涌泉根灌下对比,研究了不同灌水方式对土壤湿润锋垂直分布范围、土壤含水率、枸杞产量的影响。【结果】地表滴灌下69%的土壤湿润体位于地表0~20cm,涌泉根灌下72.2%的土壤湿润体位于根系主要分布层,根际滴灌下土壤湿润体100%位于枸杞主要根系层;地表滴灌和涌泉根灌、根际滴灌产量比不灌溉枸杞分别增产2 075、3 145、4 150 kg/m~2,水分利用率分别提高了22.4%、41.9%、60.2%;净收入高低排序为根际滴灌>涌泉根灌>地表滴灌,分别比不灌溉处理提高了193.1%、126.3%、81.2%,单位水产值达到了15.0、13.3、11.5元/m~3。【结论】根际环形多点源滴灌的水分湿润范围更适宜于沙质土壤的经济林,是减少地表蒸发损失和深层渗漏的有效技术措施,该技术在沙地经济林生产中有广阔的推广应用前景。 展开更多
关键词 根际环形多点源滴灌 地表滴灌 涌泉根灌 土壤水分 枸杞
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荒漠草原土壤种子库对灌丛引入和降水梯度的响应特征 预览
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作者 于露 周玉蓉 +3 位作者 赵亚楠 郭天斗 孙忠超 王红梅 《草业学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期41-50,共10页
为了揭示宁夏荒漠草原土壤种子库对灌丛引入过程及降水的响应特征,采用室内萌发法和野外水分激发法,对宁夏荒漠草原封育草地、放牧地、不同年限(3、12、22 yr)和间距(40、6、2 m)柠条灌丛地开展草地-放牧-灌丛引入过程的土壤种子库萌发... 为了揭示宁夏荒漠草原土壤种子库对灌丛引入过程及降水的响应特征,采用室内萌发法和野外水分激发法,对宁夏荒漠草原封育草地、放牧地、不同年限(3、12、22 yr)和间距(40、6、2 m)柠条灌丛地开展草地-放牧-灌丛引入过程的土壤种子库萌发及其对不同降水梯度(-60%,-40%,-20%,0,20%,40%)响应特征进行了研究。结果如下:不同年限、间距引入灌丛地0~200 cm年平均土壤水分含量显著低于封育草地和放牧地(P<0.05),随着灌丛年限和密度增加,加剧深层土壤水分的消耗,土壤旱化加重,使得灌丛地无明显春季返潮期,土壤水分仅为8.14%、8.83%,分别显著低于同期封育草地和放牧地16.00%、13.00%,在这样的水土条件下不同年限、间距灌丛地室内萌发下的0~10 cm土壤种子库密度分别为6186和5831粒·m-2,分别高于封育草地、放牧地2965、2065粒·m-2(P<0.05)。各样地主要集中于0~5 cm土层,占萌发总数70.04%,且均以一年生猪毛蒿萌发为主,高达87.12%~96.55%,并随灌丛年限和密度的增大而增加,而多年生草本萌发种类仅为5种;不同降水梯度野外激发下的不同年限、间距灌丛地种子萌发平均数量为855和640粒·m-2,以降水量+20%时所激发土壤种子库萌发密度最高,分别为2266和1600粒·m-2,一年生与多年生草本种子库萌发密度和种类均随降水量升高而增加,且均在降水梯度最大时(+40%)呈下降趋势,而且相较于多年生草本,一年生草本在不同灌丛地萌发率高达90.58%~100.00%,显著高于放牧地或封育地(P<0.05),在灌丛引入过程中对土壤干旱和降水变化表现得更为敏感和适应。 展开更多
关键词 荒漠草原 人工灌丛 土壤种子库 土壤水分
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黄淮海北片模拟增加和降低温度对麦田地温、水分变化和水分利用效率的影响 预览
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作者 靖华 马爱平 +3 位作者 亢秀丽 王裕智 崔欢虎 张建诚 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期217-224,共8页
采用模拟增降温法研究了温度变化对麦田地温、土壤水分变化和水分利用效率的影响。结果表明:模拟增温麦田、降温麦田在全生育期5 cm平均地温分别较常规麦田平均升高0.85℃和降低2.57℃,其中模拟增温麦田的增温效应以冬季>秋季>春... 采用模拟增降温法研究了温度变化对麦田地温、土壤水分变化和水分利用效率的影响。结果表明:模拟增温麦田、降温麦田在全生育期5 cm平均地温分别较常规麦田平均升高0.85℃和降低2.57℃,其中模拟增温麦田的增温效应以冬季>秋季>春季,模拟降温麦田的降温效应以春季>秋季>冬季;模拟增温麦田、降温麦田在全生育期5 cm土层的平均容积含水率分别较常规麦田降低3.76%、提高4.84%。对模拟增温麦田、降温麦田和常规麦田0-200 cm土层水分变化研究表明,模拟增温麦田和常规麦田(除成熟期外)各生育期的贮水量均低于模拟降温麦田;全生育期0-200 cm土层土壤耗水量模拟增温麦田大于模拟降温麦田和常规麦田,其中0-100 cm土层耗水量占0-200 cm土层耗水量的比例模拟增温麦田(55.72%)和常规麦田(55.14%)均低于模拟降温麦田(63.45%),而100-200 cm土层耗水量占0-200 cm土层耗水量的比例模拟增温麦田(44.28%)和常规麦田(44.86%)麦田均高于模拟降温麦田(36.55%);水分利用效率模拟增温麦田低于常规麦田和模拟降温麦田。研究结果可为气候变暖对小麦生产系统的影响提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 地温 小麦 土壤水分 水分利用效率 气候变化
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不同覆膜开孔率下土壤水分和潜水蒸发的模拟研究 预览
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作者 文利军 史文娟 +3 位作者 高志永 郭建忠 何子建 石肖肖 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期225-229,共5页
为研究蒸发阶段不同覆膜开孔条件下土壤水分运动,在室内进行蒸发模拟试验的基础上,采用HYDRUS-1D模型对不同覆膜开孔率和大气蒸发能力条件下土壤剖面含水率和潜水蒸发量动态变化进行了模拟,并与实测资料进行比较。结果表明:土壤剖面含... 为研究蒸发阶段不同覆膜开孔条件下土壤水分运动,在室内进行蒸发模拟试验的基础上,采用HYDRUS-1D模型对不同覆膜开孔率和大气蒸发能力条件下土壤剖面含水率和潜水蒸发量动态变化进行了模拟,并与实测资料进行比较。结果表明:土壤剖面含水率同时受大气蒸发能力和覆膜开孔率的共同作用,随覆膜开孔率和大气蒸发能力的增加,土壤剖面含水率减小,且上层土壤含水率差异比下层土壤明显;覆膜开孔率和大气蒸发能力一定时,土壤剖面含水率在蒸发初期有所增加,蒸发后期基本保持稳定;覆膜对潜水蒸发的阻滞作用明显,但开孔率增加到一定数值时,表层盐分的影响大于覆膜的影响,使土壤含水率增大,累积蒸发量减小。经实测数据验证,模型精度较好,表明HYDRUS-1D模型用于不同覆膜开孔率下的土壤水分运动模拟是可行的。 展开更多
关键词 HYDRUS-1D模型 覆膜开孔率 潜水蒸发 土壤水分
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基于改进水云模型的土壤水分反演研究 预览
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作者 杨嘉辉 陈鲁皖 +1 位作者 王锐欣 赵淑鲜 《科技创新与应用》 2020年第10期13-15,共3页
提出了一种基于改进的水云模型的主动微波遥感土壤水分反演方法。首先,分别通过甘肃省张掖市祁连山中段的扁都口研究区的实测数据计算RVI、DVI、NDVI、NDWI、MSAVI等五种植被指数,建立适用于研究区的植被含水量经验方程,然后基于植被含... 提出了一种基于改进的水云模型的主动微波遥感土壤水分反演方法。首先,分别通过甘肃省张掖市祁连山中段的扁都口研究区的实测数据计算RVI、DVI、NDVI、NDWI、MSAVI等五种植被指数,建立适用于研究区的植被含水量经验方程,然后基于植被含水量经验方程构建水云模型,对总的地表后向散射系数中的植被影响进行改正,结合水云模型和AIEM模型,建立改进的土壤水分反演算法。从五种植被指数中选取与植被含水量相关性最高的三种植被指数,然后利用九组植被指数组合参与土壤水分反演,对比并选择反演结果精度较好的植被指数及其植被含水量经验方程。将文章方法与基于Jackson经验方程建立水云模型的反演算法进行了对比,结果表明,文章提出的改进水云模型的土壤水分反演算法精度较高,体现了该改进算法的优势与潜力。 展开更多
关键词 土壤水分 水云模型 AIEM 反演
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基于Triple Collocation方法的微波土壤水分产品不确定性分析与时空变化规律研究
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作者 范悦 邱建秀 +2 位作者 董建志 张小虎 王大刚 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第1期85-96,共12页
土壤水分是连接地—气系统的重要状态变量,微波遥感为准确获取大面积土壤水分信息提供新的技术手段。准确解读微波土壤水分产品质量、深入了解其误差的时空分布特征是通过数据同化等方法将其融入陆面模型,从而成功应用于地球科学领域的... 土壤水分是连接地—气系统的重要状态变量,微波遥感为准确获取大面积土壤水分信息提供新的技术手段。准确解读微波土壤水分产品质量、深入了解其误差的时空分布特征是通过数据同化等方法将其融入陆面模型,从而成功应用于地球科学领域的重要先决条件。基于Triple Collocation(TC)方法检验了风云三号C星(FY-3C)、土壤水分主被动卫星(SMAP)及高级微波散射计(ASCAT)这3种常用微波土壤水分产品在中国陆域的质量,并通过Hovmöller图评估了3套产品捕捉土壤水分时空变化的能力。结果显示:①TC方法得到的分析结论与地面实测资料的验证结果一致,整体上SMAP优于ASCAT和FY-3C,不同土地利用类型下SMAP信噪比均最高,三者的TC信噪比分别为1.668 dB、-0.316 dB和-2.182 dB,同时三者与实测值的相关系数分别为0.514、0.501和0.209;②FY-3C和ASCAT产品的精度在中国西北地区整体优于南部地区,3种产品均能较好地刻画土壤水分随纬度和经度变化的情况,3种产品展现的季节波动整体高于实测,其中FY-3C的季节波动在3种产品中最为剧烈;③FY-3C的质量比ASCAT和SMAP更易受到植被影响,但在裸土区FY-3C优于ASCAT。本研究基于TC分析提供了全国范围内3种主流微波土壤水分产品的误差和信噪比的空间分布,并通过Hovmöller图评估了其描述土壤水分时空变化的能力。研究结论可为微波土壤水分产品的同化研究提供一定参考。 展开更多
关键词 风云三号 SMAP ASCAT Triple Collocation 土壤水分
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