检索结果-内蒙古大学图书馆

中国水土保持科学 2020年第4期18卷 45-52页

作者：顾汪明周金星王彬关颖慧北京林业大学水土保持学院云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室北京100083

冻融循环作用是东北黑土区土壤侵蚀、水土流失的主要驱动因子之一,研究冻融循环作用对黑土水稳性团聚体特征的影响可以为水土流失防治提供科学参考。以东北典型黑土区耕作层土壤为研究对象,采用室内模拟冻融试验方法,研究初始含水量和... 详细信息

冻融循环作用是东北黑土区土壤侵蚀、水土流失的主要驱动因子之一,研究冻融循环作用对黑土水稳性团聚体特征的影响可以为水土流失防治提供科学参考。以东北典型黑土区耕作层土壤为研究对象,采用室内模拟冻融试验方法,研究初始含水量和冻融循环次数对土壤水稳性团聚体粒级组成、>0.25 mm粒级团聚体破坏率(PAD0.25)、>1 mm粒级团聚体破坏率(PAD1.0)、平均质量直径和分形维数等团聚体特征指标的影响。结果表明:无水冻融循环显著降低>5 mm水稳性团聚体的含量,水稳性团聚体的PAD0.25和PAD1.0分别较冻融前增加12.25%和5.52%,平均质量直径与分形维数的变化表现为促进大团聚体的破碎作用。有水冻融循环则显著增加<0.5 mm水稳性团聚体的含量,PAD0.25和PAD1.0分别较冻融前增加了78.72%~132.31%和81.44%~184.94%,平均质量直径与分形维数均表现出加剧水稳性团聚体拆分的作用,水稳性团聚体的破碎效应有所增强。因此,冻融循环导致大团聚体破碎成小团聚体,降低了黑土团聚体水稳性。冻融循环作用对水稳性团聚体的破碎作用随着初始含水量的增加逐渐增强并趋于稳定。土壤团聚体水稳性随着冻融循环次数的增加显著下降,10次冻融循环后逐渐趋于稳定。

关键词：冻融循环团聚体稳定性水稳性团聚体分形维数黑土

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降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性

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北京林业大学学报 2017年第8期39卷 77-86页

作者：蒋利斌张会兰杨坪坪刘文剑北京林业大学重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站、北京林业大学北京市水土保持工程技术研究中心

为研究降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性,在重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站开展陡坡定床冲刷及人工模拟降雨试验,实测5种流量(0.486×10^(-3)~1.736×10^(-3)m^3/(s·m))和3个典型降雨... 详细信息

为研究降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性,在重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站开展陡坡定床冲刷及人工模拟降雨试验,实测5种流量(0.486×10^(-3)~1.736×10^(-3)m^3/(s·m))和3个典型降雨强度及无降雨条件下(0、30、60、100 mm/h),受4种不同粗糙度影响(0.009、0.180、0.250、0.425 mm)下的坡面流的水深和流速,计算并研究不同工况下的平均流速、流速修正系数、流态指数、流态及坡面流阻力等水动力参数特征,结果表明:1)水流的平均流速随着单宽流量的增大呈幂函数增加,随粗糙度的增加而减小,无降雨时的流速修正系数为0.04~0.37,降雨时为0.42~0.98,降雨对坡面流起到扰动作用。2)流态指数范围为0.291~0.538,无降雨时,流态指数随着粗糙度的增加而明显减小,其减小程度分别为21%、28%和39%;中小雨强时,流态指数无明显规律,雨强为30 mm/h时,变化程度分别为18%、-29%和12%,雨强为60 mm/h时,变化程度分别为12%、-17%和-16%;大雨强时,流态指数呈现出较为明显下降的趋势,其变化程度分别为-6%、1%和-11%。3)水流雷诺数为500~2 000,所有实验工况下水流流型均属于层紊流过渡区;水流流态整体趋于急流状态;无雨时,粗糙度与流态关系明显,其值越小水流越趋近急流,而降雨时,由于降雨的扰动作用二者不再具有相关关系。4)坡面流达西阻力系数与粗糙度呈正相关关系,与单宽流量呈负相关关系,考虑雨强影响的坡面流阻力计算公式与剔除雨强的公式相比,相关系数下降0.01%,降雨对阻力系数无显著影响。

关键词：模拟降雨坡面薄层流水动力学特性粗糙度

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缙云山针阔叶混交林涡相关适用性及碳通量变化特征

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林业科学研究 2022年第4期35卷 93-102页

作者：王松年王云琦王凯冯印成王杰帅北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 苏州高新区(虎丘区)林业站江苏苏州215000

[目的]探讨涡度相关法在缙云山针阔叶混交林的适用性,并明晰针阔叶混交林生态系统的碳源/碳汇情况,从而为该地区的森林经营和林业可持续发展提供科学依据。[方法]利用涡度协方差观测方法,获得了缙云山针阔叶混交林2019.11—2020.10的碳... 详细信息

[目的]探讨涡度相关法在缙云山针阔叶混交林的适用性,并明晰针阔叶混交林生态系统的碳源/碳汇情况,从而为该地区的森林经营和林业可持续发展提供科学依据。[方法]利用涡度协方差观测方法,获得了缙云山针阔叶混交林2019.11—2020.10的碳通量监测数据。通过湍流数据质量评价、能量闭合及通量足迹,分析对涡度相关应用于该下垫面的适用性进行验证。在时间序列上对碳通量的变化进行分析,并对研究区内碳源或碳汇情况进行评估。[结果]研究期内,显热通量(H)、潜热通量(LE)和碳通量(Fc)的湍流数据质量评价较好,高质量数据占比分别为77%、61%和62%;在生长季(4—10月),上层能量闭合率为0.82,下层能量闭合率为0.73;研究期内通量高贡献区域所处方向与全年主风向(东北)一致;在研究期内,该生态系统年固碳量为887.40 g·m^(−2),月均日变化和季节均日变化大多为双峰型,生长季的Fc累积变化量为:−826.2 g·m^(−2),非生长季则只有:−61.2 g·m^(−2);影响碳通量的主要环境因子是光合有效辐射和风速,R^(2)分别是0.75和0.43。[结论]涡度相关法在缙云山针阔叶混交林生态系统的监测过程中具有较好的适用性,且通量监测的数据来源可信,质量评价良好。研究期内,该生态系统处于碳汇过程,生长季的碳汇能力显著高于非生长季。光合有效辐射和风速是影响碳通量变化的主要环境因子。

关键词：涡度相关法适用性针阔叶混交林 CO_(2)通量环境因子

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重庆缙云山针阔混交林水汽通量特征及其影响因子

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植物生态学报 2022年第8期46卷 890-903页

作者：冯印成王云琦王玉杰王凯王松年王杰帅北京林业大学重庆缙云山三峡库区森林生态系统定位观测研究站水土保持学院北京100083 苏州高新区林业站江苏苏州215011

利用涡度相关技术于2019年9月-2020年8月在重庆缙云山针阔混交林生态系统观测了水汽通量和其他环境要素。基于观测数据,分析了水汽通量特征及其与环境因子的关系。结果表明:(1)针阔混交林生态系统能量闭合率为0.77,且通量足迹高贡献区... 详细信息

利用涡度相关技术于2019年9月-2020年8月在重庆缙云山针阔混交林生态系统观测了水汽通量和其他环境要素。基于观测数据,分析了水汽通量特征及其与环境因子的关系。结果表明:(1)针阔混交林生态系统能量闭合率为0.77,且通量足迹高贡献区域所处方向与风玫瑰图的全年主风方向(东北风向)一致,累计通量贡献区变异系数比较小,证明涡度相关技术在研究区适应性较好,数据可靠。(2)缙云山针阔混交林的全年水汽通量基本为正值,月平均日变化范围为-0.001-6.623 mmol·m^(-2)·s^(-1),说明研究区为水汽源。水汽通量月平均日变化和季节变化均为单峰趋势。夏季水汽通量平均值最大(4.620 mmol·m^(-2)·s^(-1)),变化趋势强;冬季水汽通量值最低(2.077 mmol·m^(-2)·s^(-1)),变化趋势弱。(3)该地区全年蒸散总量(792.40 mm)占降水总量(1489.18 mm)的53.12%,夏季的蒸散量(325.53 mm)和降水量(680.52 mm)最高,分别占到全年蒸散量和降水量的41%和46%。缙云山针阔混交林生态系统站点与其他地区不同生态系统站点对比,得出全年蒸散量为湿地>森林>农田。(4)净辐射、气温、饱和水汽压差和风速对水汽通量的影响在各季节均显著,净辐射、气温和饱和水汽压差与水汽通量呈正相关关系,R^(2)最大分别为0.85、0.53和0.60,风速与水汽通量呈负相关关系,R^(2)为0.61,均是夏季的相关性最高,其中净辐射和气温是影响水汽通量的最主要因子。

关键词：针阔混交林水汽通量涡度相关蒸散净辐射

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荒漠绿洲区带状防护林遥感提取方法研究——以磴口为例

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光谱学与光谱分析 2022年第12期42卷 3896-3905页

作者：高峰姜群鸥辛智鸣肖辉杰律可心乔智北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200

防护林是我国荒漠绿洲区主要植被类型,可为该地区防风固沙、水盐调控、水热平衡提供有力保障,调查防护林空间分布信息十分重要。然而荒漠绿洲防护林条带较窄、斑块面积小、分布广且零散,不易大尺度准确提取。为解决此难点,以磴口县荒漠... 详细信息

防护林是我国荒漠绿洲区主要植被类型,可为该地区防风固沙、水盐调控、水热平衡提供有力保障,调查防护林空间分布信息十分重要。然而荒漠绿洲防护林条带较窄、斑块面积小、分布广且零散,不易大尺度准确提取。为解决此难点,以磴口县荒漠绿洲为研究区,基于GF-2号遥感影像,采用面向对象分类技术提取防护林空间分布信息。分类前,首先基于局部方差(LV)和LV变化率(ROC)曲线,选取分割防护林的最优分割尺度。然后采用随机森林(RF)算法的袋外误差率(OOB error)及基尼系数(Gini)对包含光谱、形状和纹理的分类特征进行重要性评估并筛选特征、优化模型参数;最后,基于随机森林、CART决策树、支持向量机(SVM)、K近邻(KNN)四种分类器提取防护林空间分布信息并对比验证。结果表明:(1)采用ROC-LV曲线方法相比于遍历分割参数,可更客观更高效地筛选最优分割参数的可能值;(2)基于RF算法计算的袋外误分率和基尼系数可以有效筛除冗余特征,配合分类器参数优化,在保证分类精度的同时,有效提高分类器性能,大幅提升数据处理速度;(3)基于实测数据集对分类结果进行验证,结果显示基于随机森林算法的特征优化结合SVM分类器提取的防护林空间分布信息精度最高,生产者精度达到97.14%,总体防护林面积为208.99 km^(2),与实际210 km^(2)接近,在小区块中,SVM分类器的分类效果优于其他三种分类器;(4)因GF-2影像分辨率高,并且含有近红外波段,通过波段合成得到亚米级信息,故基于面向对象的方法能够以单条林带为基本单位研究防护林林网属性,例如提取断带信息等林网结构特征。研究结论可为荒漠绿洲区带状防护林提取提供重要技术支撑。

关键词：防护林带识别 GF-2遥感影像随机森林面向对象

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根系构型对土壤渗透性能的影响

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中国水土保持科学 2018年第4期16卷 73-82页

作者：王鑫皓王云琦马超王玉杰北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京市水土保持工程技术研究中心(北京林业大学) 北京100083

植物的根系能够影响土壤中水分的下渗,但是不同的根系构型对土壤入渗性能的影响尚不清楚。为探究不同构型根系对土壤渗透性能的影响,选择重庆缙云山6种不同根系构型的树种进行单株尺度的定水头入渗试验;渗透结束后将根系挖出,统计不同... 详细信息

植物的根系能够影响土壤中水分的下渗,但是不同的根系构型对土壤入渗性能的影响尚不清楚。为探究不同构型根系对土壤渗透性能的影响,选择重庆缙云山6种不同根系构型的树种进行单株尺度的定水头入渗试验;渗透结束后将根系挖出,统计不同根系构型的根系形态,并分析其对土壤下渗速率的影响。结果表明:1)植物根系的存在能够提高土壤的稳渗速率达2~5.23倍,根长密度、根体积分数、根系的体积分形维数与土壤的稳渗速率均呈正相关关系;2)不同根系构型对土壤入渗性能的影响不同,在根系体积相同的情况下稳渗速率从大到小依次为V型>M型>R型>W型>VH型>H型;3)H型根-土复合体的入渗速率-时间曲线可以用Horton公式进行拟合,R型和W型根-土复合体可以用Kostiakov公式进行拟合,而M型根-土复合体采用2种方式拟合均可。

关键词：根系构型入渗速率入渗模型根系方向根系分形

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1985—2021年青藏高原典型湖泊水文特征及关键影响因素

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水土保持学报 2024年第3期38卷 140-149页

作者：张嘉琪张会兰刘雪妍北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学重庆缙云三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站重庆400711

[目的]青藏高原的湖泊是气候变化的重要指示器,其扩张或缩减亦对青藏高原自然环境产生重要影响。[方法]选取位于青藏高原不同气候子区的3个典型湖泊(青海湖、羊卓雍错、乌兰乌拉湖),采用遥感监测手段,研究3个典型湖泊1985—2021年水文... 详细信息

[目的]青藏高原的湖泊是气候变化的重要指示器,其扩张或缩减亦对青藏高原自然环境产生重要影响。[方法]选取位于青藏高原不同气候子区的3个典型湖泊(青海湖、羊卓雍错、乌兰乌拉湖),采用遥感监测手段,研究3个典型湖泊1985—2021年水文特征的时空变化规律,揭示关键气候因子的作用,并进一步探讨冰川和冻土对典型湖泊的影响。[结果]研究期间,青海湖的面积和水位呈显著上升趋势,面积增长238.68 km^(2),水位增长1.32 m,空间上则向东西方向扩张;羊卓雍错湖泊面积呈先波动上升后减少趋势,面积和水位分别减少16.31 km^(2)和3.25 m,在空间上整体由四周向中心的萎缩态势;乌兰乌拉湖面积和水位呈显著上升趋势,分别增长125.57 km^(2)和8.12 m,扩张区域主要集中在南部。[结论]在暖湿化环境下,降水增多和冰川冻土加速融化导致的湖泊扩张是青藏高原最为突出的环境变化特征,其中,降水量变化是影响青海湖和羊湖面积变化的关键因素,且面积变化和降水量具有滞后性;而乌兰乌拉湖水位上升的主要原因是气温升高引起冻土的季节融化。探索青藏高原湖泊面积的变化,对深入研究全球气候变化及地表水资源评估具有重要指导意义。

关键词：青藏高原湖泊面积变化水位冰川冻土

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模拟植被地表覆盖率和粗糙度对坡面流水动力特性的影响

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水土保持学报 2017年第6期31卷 1-7页

作者：刘文剑张会兰王玉杰王云琦杨坪坪王晨沣赵兴龙北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学重庆缙云三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083

为研究刚性植被覆盖与地表粗糙共同作用下的坡面流水动力特性,在室内开展定床水槽冲刷试验,研究陡坡(15°)条件下10组流量(0.33~1.95m^3/h)、5种覆盖率(0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%)、4种不同地表粗糙度(0.01,0.18,0.25,0.38mm)的坡面流... 详细信息

为研究刚性植被覆盖与地表粗糙共同作用下的坡面流水动力特性,在室内开展定床水槽冲刷试验,研究陡坡(15°)条件下10组流量(0.33~1.95m^3/h)、5种覆盖率(0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%)、4种不同地表粗糙度(0.01,0.18,0.25,0.38mm)的坡面流流速、流型流态、阻力系数等变化特性。结果表明:(1)水流流速变动范围为0.06~0.59m/s,流速与植被覆盖率和地表粗糙度呈负相关关系(r<-0.90),当植被覆盖率增加,流速随流量增加的增幅降低;流速校正系数与植被覆盖率呈正相关关系(r>0.75),而与地表粗糙度呈负相关关系(r<-0.84);(2)所有试验条件下雷诺数处于153~910之间,流态主要集中于过渡区和虚拟层流区,流型多数处于急流区,随植被覆盖率和地表粗糙度的增加,弗劳德数逐渐小于1,具有向缓流区延伸的趋势;(3)坡面流总阻力系数与雷诺数呈幂函数关系,与地表粗糙度和植被覆盖率呈正相关关系(r>0.81);(4)阻力影响指数结果显示,当流量小于1.05m^3/h时,地表粗糙度在影响总阻力过程中占主导地位,反之,植被覆盖率占主导地位;通过t检验,坡面流总阻力与颗粒阻力和形态阻力线性叠加结果差异性显著(p<0.05),表明当存在颗粒阻力及形态阻力时,坡面流总阻力并不能使用线性叠加原理。

关键词：坡面流植被覆盖地表粗糙水力学特性

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基于试验与模型的构树根系固土效果量化的研究

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中国水土保持科学 2019年第1期17卷 24-30页

作者：孛胜男王云琦马超李亚光北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京市水土保持工程技术研究中心(北京林业大学) 北京100083

为研究根系对土壤的加固作用并对其进行量化,以鹫峰构树为研究对象,测量构树根系的抗拉和抗拔强度,利用应变直剪仪测量素土和含根土抗剪强度,并与Wu模型计算值进行对比,分析直径和含根数量对抗剪强度增量的影响大小。结果表明:构树根系... 详细信息

为研究根系对土壤的加固作用并对其进行量化,以鹫峰构树为研究对象,测量构树根系的抗拉和抗拔强度,利用应变直剪仪测量素土和含根土抗剪强度,并与Wu模型计算值进行对比,分析直径和含根数量对抗剪强度增量的影响大小。结果表明:构树根系的抗拉和抗拔强度都随着直径的增大而减小,当直径<1. 3 mm时,根系抗拔强度大于抗拉强度;当根系> 1. 3 mm时,根系的抗拉强度要高于抗拔强度。直剪试验测量结果显示,垂直压力较大时,相同含根数量的根土复合体的抗剪强度最大值向着平均根系直径较小的径级迁移。在一定范围内的根截面积比条件下,较小直径根系对抗剪强度增量的影响比含根数量更为明显,且根系对抗剪强度增量的影响存在最优含根量。Wu模型高估了构树根系的固土效果,针对鹫峰土壤和构树根系,将Wu模型的修正模型的修正系数k'取值为0. 45。

关键词：构树固土效果拉拔强度抗剪强度增量 Wu模型

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基于PIV的渐变地表粗糙度对坡面流水动力特性的影响

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水土保持学报 2023年第6期37卷 18-24,33页

作者：谷方正张会兰王铃涵夏绍钦孙虎北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学重庆缙云三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083

粗糙度是影响坡面流水动力特性的关键因子,为探究渐变粗糙度影响下坡面流水力特性,采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry, PIV)观测并分析3组流量下渐变粗糙床面下坡面流的流速轮廓线、紊动强度、雷诺应力和壁面切应力的变... 详细信息

粗糙度是影响坡面流水动力特性的关键因子,为探究渐变粗糙度影响下坡面流水力特性,采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry, PIV)观测并分析3组流量下渐变粗糙床面下坡面流的流速轮廓线、紊动强度、雷诺应力和壁面切应力的变化规律。结果表明:(1)流速随粗糙度增加而减小;拟合无量纲流速得到流速分布对数公式,粗糙度增大与拟合常数A成反比,与积分系数B成正比。(2)渐变地表粗糙度流向紊动强度与光滑床面坡面流变化趋势相似。流向紊动强度随相对水深的增大而减小。随着粗糙度增大,流向紊动强度大小出现非显著性差异。渐变粗糙床面下流向紊动强度符合Nezu经验公式,流量与经验系数成正比。(3)不同流量下,渐变粗糙床面的雷诺应力分布与光滑床面相似。在粗糙度影响下,雷诺应力最大值出现在y/H=0.2~0.4处。随着粗糙度逐渐增加,壁面切应力逐渐增大。综合表明,增加PIV分辨率方法可以适用于坡面流水力特性的研究。探究渐变粗糙度对坡面流的影响,探讨坡面流水动力学特性,为水土保持理论研究提供新思路。

关键词：水动力特性坡面流粒子图像测速技术(PIV) 渐变粗糙床面粗糙度

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