检索结果-内蒙古大学图书馆

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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低柱体雷诺数下柱体上游薄层水流马蹄涡特征研究

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工程科学与技术 2019年第1期51卷 52-59页

作者：杨坪坪张会兰王云琦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京100083

马蹄涡是水下柱体基部产生局部侵蚀的主要动力,目前对大雷诺数深水条件的马蹄涡特征研究广泛,而在低柱体雷诺数浅薄层水流条件下因技术条件限制,试验手段难以准确捕获马蹄涡。为准确掌握在该水流条件下马蹄涡的特征,本研究构建了高分辨... 详细信息

马蹄涡是水下柱体基部产生局部侵蚀的主要动力,目前对大雷诺数深水条件的马蹄涡特征研究广泛,而在低柱体雷诺数浅薄层水流条件下因技术条件限制,试验手段难以准确捕获马蹄涡。为准确掌握在该水流条件下马蹄涡的特征,本研究构建了高分辨率高频的粒子图像测速系统,系统测量了6组浅薄层水流条件下柱体前端的瞬时流场。通过分析平均流场特征提取出流动分离点,采用旋转强度的方法识别马蹄涡进而提取马蹄涡位置及强度,使用Oseen涡和纯剪切的控制方程叠加模拟马蹄涡进而计算出马蹄涡的半径。结果表明:在低柱体雷诺数水流条件下(Re D<5 000),随着柱体雷诺数的增加流动分离点急剧向下游移动,同时马蹄涡急剧向柱体端和床面靠近,其半径减小而旋转强度增加。在浅薄层水流条件下,当柱体直径一定时,随着水深的增加,流动分离点向上游运动,同时马蹄涡向远离柱体端和朝水面运动,马蹄涡的半径增加,且其各项参数显著大于明渠水流条件下的参数。随后,结合已有工作,归纳出分离点、马蹄涡特征随柱体雷诺数增加而经历的不同阶段:当5 000保持稳定;当Re D>8 000,流动分离点向下游缓慢移动,马蹄涡的各项参数仍维持稳定。研究结果可为柱体基部科学布设防冲设施提供依据和参考。

关键词：柱体绕流马蹄涡粒子图像测速薄层水流低雷诺数

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火烧迹地根系分布对浅层含根土土水特征及渗透特性的影响

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中国水土保持科学 2023年第3期21卷 42-51页

作者：闫相君王云琦祁子寒何相昌李克文骆丕昭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

火灾会造成森林浅层土水力特性发生改变,植物根系可以改变土壤土水特征和渗透特性。以重庆市北碚区缙云山虎头村的火烧迹地为研究对象,采用平衡锥仪法、烘干法等测定不同火灾程度下马尾松林和毛竹林土壤的液限、密度、饱和含水率等基本... 详细信息

火灾会造成森林浅层土水力特性发生改变,植物根系可以改变土壤土水特征和渗透特性。以重庆市北碚区缙云山虎头村的火烧迹地为研究对象,采用平衡锥仪法、烘干法等测定不同火灾程度下马尾松林和毛竹林土壤的液限、密度、饱和含水率等基本物理性质,通过变水头渗透试验测定浅层含根土的饱和渗透系数k s,采用激光粒度仪法测定颗粒级配曲线并基于van-Genuchten(VG)模型拟合土-水特征曲线。结果表明:1)森林火灾导致其浅层土壤密度降低,饱和含水率、液限、孔隙度等显著升高;2)火烧迹地根系数量减少,其中0~<2 mm径级的细根数量变化最大,减少约30%~50%;3)对于轻、中和重3种火烧程度,马尾松林火烧后其饱和渗透系数升高,尤其在重度火烧区表层土相比未遭受火烧浅层土的渗透系数提高58.26倍,毛竹林导水率变化规律与马尾松林相似且渗透系数的改变程度更大,其重度火烧区表层土的渗透系数提高162.24倍;4)火烧迹地浅表层含根土土-水特征曲线进气值参数α随火烧程度的加剧而降低3.0%~6.8%,其孔径分布参数n随火烧程度的加剧而增加6%~30%。研究结果进一步量化森林火灾对浅表层含根土饱和渗透特性和土水特征的影响,为火烧迹地边坡水力特性研究及边坡稳定分析提供科学依据。

关键词：森林火灾含根土根系分布土-水特征曲线渗透特性

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火干扰对缙云山土壤团聚体稳定性的影响

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中国水土保持科学 2023年第3期21卷 25-33页

作者：王琳涛王云琦王玉杰张建聪尹乐张洪珊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

为探究土壤团聚体稳定性在火干扰下的变化特征,以近期发生森林火灾的重庆缙云山典型林种针阔混交林为研究对象,采用Le Bissonnais(LB)法中快速湿润(FW)、慢速湿润(SW)和湿润振荡(WS)3种不同的破碎机制,模拟不同强度降雨条件对土壤团聚... 详细信息

为探究土壤团聚体稳定性在火干扰下的变化特征,以近期发生森林火灾的重庆缙云山典型林种针阔混交林为研究对象,采用Le Bissonnais(LB)法中快速湿润(FW)、慢速湿润(SW)和湿润振荡(WS)3种不同的破碎机制,模拟不同强度降雨条件对土壤团聚体的破坏,分析其在轻度(S)、中度(M)和重度(L)3种火干扰下团聚体破碎机制。结果表明:1)在火干扰下土壤团聚体均表现出FW处理下破坏程度最大,WS次之,SW处理下破坏程度最小;在FW处理下,>0.50 mm水稳性团聚体比例均表现出S水土流失防治提供参考。

关键词：火干扰土壤团聚体稳定性针阔混交林 Le Bissonnais法

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基于诊断函数的薄层流对数律研究

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农业工程学报 2021年第1期37卷 167-175页

作者：杨坪坪张玉珊李瑞张会兰王云琦贵州师范大学喀斯特研究院贵阳550001 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心贵阳550001 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

薄层流是一种特殊形态的明渠流,其特点是水深浅薄。为探讨薄层流流速分布是否满足对数律,该研究利用高分辨率粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,分析8组薄层流(水深0.49~1.1 cm,雷诺数835~2877)及1组深水明渠紊流(对照... 详细信息

薄层流是一种特殊形态的明渠流,其特点是水深浅薄。为探讨薄层流流速分布是否满足对数律,该研究利用高分辨率粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,分析8组薄层流(水深0.49~1.1 cm,雷诺数835~2877)及1组深水明渠紊流(对照)床面至水面的流速分布、紊动强度及雷诺应力。并基于诊断函数,研究薄层流流速是否满足对数律、对数区的范围及卡门常数变化规律。结果表明,薄层流的无量纲流速从过渡区开始偏离深水明渠水流中的理论曲线;薄层流的流向紊动强度大于深水明渠紊流,但垂向紊动强度小于深水明渠紊流,随着水深的增加,两者的紊动强度逐渐重合;雷诺应力的特征表明,随着水深的增加,受黏性力影响的范围越来越小。薄层流诊断函数曲线的特征说明薄层流中不存在严格意义的对数区,但当水深极浅时(水深≤0.53 cm),流速基本满足对数律,且卡门常数在0.2~0.3范围内。当水深和雷诺数增加,薄层流诊断函数曲线出现波动而不再近似水平。为方便实际计算,若允许诊断函数有一定的倾斜,对数区在极大值与极小值之间的范围,薄层流的卡门常数随着雷诺数的增加而增加。此外,薄层流对数区的范围并非稳定,随着雷诺数的增加,对数区影响的范围变大。该研究可为薄层流的理论研究和流速计算提供参考。

关键词：流速粒子图像测速渠道薄层流卡门常数诊断函数对数律

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近16年三峡库区径流输沙变化分析

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中国水土保持科学 2021年第1期19卷 69-78页

作者：王淑慧苏伯儒王云琦王玉杰朱锦奇付婧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

河流水沙情势影响河流生态系统的稳定,改变河流形态,被广泛用于解释河流的时空变化规律。三峡库区是我国最重要的生态区域之一,三峡水库作为中国最大的水库,其运行极大改变了库区内长江干流原有的水沙情势。研究近年库区内的长江干流的... 详细信息

河流水沙情势影响河流生态系统的稳定,改变河流形态,被广泛用于解释河流的时空变化规律。三峡库区是我国最重要的生态区域之一,三峡水库作为中国最大的水库,其运行极大改变了库区内长江干流原有的水沙情势。研究近年库区内的长江干流的水沙变化可为水库的调度运行及库区的泥沙问题提供一定的参考。基于三峡库区干流入库站朱沱站、位于嘉陵江与长江干流的交汇处下游的寸滩站、三峡水库干流出库站宜昌站在2002—2017年的实测水沙资料,采用Mann-Kendall检验法、双累积曲线等方法,对水沙统计特征值、水沙序列趋势与突变、水沙关系进行分析,以期了解近年三峡库区长江干流的水沙变化。结果表明:1) 3站的径流量与输沙量的年内变化趋势一致,均集中在5-10月(汛期),宜昌站作为位于水库下游的观测站,径流量向非汛期(11-翌年4月)分散,而输沙量向汛期集中;3站年径流量变差系数为0.101~0.111,年输沙量变差系数为0.510~1.172;2) 3站的年径流量呈不显著的上升变化(P> 0.05),年输沙量则呈显著降低趋势(P <0.01),径流、输沙量序列的突变时间分别为2005年和2013年,与上游水电站运行、特殊水文年及水库的调度时间相对应;3) 3站在不同时间序列内的水沙关系存在较大的差异,与人类活动和河流时空环境变化存在一定关系。人类活动中的水库、水电工程的建设是输沙量降低的主要因素,同时水土流失治理也有效降低了输沙量。

关键词：水沙统计特征值趋势与突变水沙关系三峡库区长江干流

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地表粗糙度及植被盖度对坡面流曼宁阻力系数的影响

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农业工程学报 2020年第6期36卷 106-114页

作者：杨坪坪李瑞盘礼东王云琦黄凯张琳卿贵州师范大学喀斯特研究院贵阳550001 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心贵阳550001 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

为探明地表颗粒和植被共同影响下的坡面流曼宁阻力系数变化规律,在5°缓坡定床条件下,以曼宁阻力系数表征坡面流阻力,利用等效水力半径计算等效曼宁阻力系数,等效水力半径考虑了水流与植被的接触面,分别研究了4个地表粗糙度(0.009,0... 详细信息

为探明地表颗粒和植被共同影响下的坡面流曼宁阻力系数变化规律,在5°缓坡定床条件下,以曼宁阻力系数表征坡面流阻力,利用等效水力半径计算等效曼宁阻力系数,等效水力半径考虑了水流与植被的接触面,分别研究了4个地表粗糙度(0.009,0.12,0.18,0.38 mm)和4个植被盖度(0,4.0%,6.6%,12.2%)在9个单宽流量(0.2×10^-3~0.5×10^-3m^3/(m·s))冲刷下的坡面综合等效曼宁阻力系数、颗粒等效曼宁阻力系数及植被等效曼宁阻力系数的变化特征及相互之间的关系。结果表明:1)在坡面没有植被时,坡面综合等效曼宁阻力系数与流量呈负相关,当坡面有模拟植被时,两者间呈正相关。坡面综合等效曼宁阻力系数随着地表粗糙度和植被盖度的增加而增加;2)当地表粗糙度和模拟植被存在的坡面,线性叠加原理不适用于坡面综合阻力的计算,在水深较小时,会出现附加阻力。附加等效曼宁阻力系数与粗糙度和盖度呈正相关,而与水深负相关;3)通过多元回归分析得到坡面综合等效曼宁阻力系数的计算式,模拟效果较好(相关系数R=0.98),并分析得到各阻力分项等效曼宁阻力系数的计算式。分别剔除各阻力分项后将相关系数比较,植被阻力对坡面流综合阻力的影响最大,颗粒阻力次之,而附加阻力最小。研究成果将为构建坡面侵蚀模型和防治坡面侵蚀提供科学依据。

关键词：粗糙度植被坡面水流坡面流阻力曼宁阻力系数

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东北典型黑土区土壤侵蚀对有机碳时空变化特征的影响

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水土保持学报 2024年第5期38卷 59-70页

作者：佟亚宁王彬王文刚周笑李力国 IFTIKHAR Farhan 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

[目的]探明土壤有机碳流失时空分布变化对土壤侵蚀强度的响应机制,以期为侵蚀环境下土壤碳循环机制研究提供基础数据,并为解决黑土“变薄变瘦”问题提供科学依据。[方法]选取松嫩平原典型黑土区的北安市、克山县、克东县、拜泉县等14个... 详细信息

[目的]探明土壤有机碳流失时空分布变化对土壤侵蚀强度的响应机制,以期为侵蚀环境下土壤碳循环机制研究提供基础数据,并为解决黑土“变薄变瘦”问题提供科学依据。[方法]选取松嫩平原典型黑土区的北安市、克山县、克东县、拜泉县等14个市(区、县)为研究对象,采用RUSLE模型并结合GIS空间分析技术分析东北典型黑土区2000-2019年土壤侵蚀与土壤有机碳流失的时空变化特征。[结果]研究区土壤侵蚀强度整体呈北高南低的分布格局,并以微度侵蚀为主;2000-2019年典型黑土区微度侵蚀面积占比上升趋势不显著,轻度及以上程度的侵蚀面积占比则整体表现为降低态势,其中87.91%的区域侵蚀强度等级未发生明显变化,仅有3.74%的区域侵蚀强度等级升高;土壤有机碳流失空间分布差异明显,总体呈北高南低的分布特征,研究期间土壤有机碳年平均流失强度为4.74 t/(km^(2)·a);2010-2019年,土壤有机碳流失总量呈增大趋势,其中北安市流失量最大,为研究区总流失量的37.00%;2015-2019年,土壤有机碳流失强度<5 t/(km^(2)·a)的区域面积占比下降,而流失强度>5 t/(km^(2)·a)的区域面积占比上升,导致年平均流失强度增大;研究区北部土壤侵蚀强度高的地区由于有机碳丰富,使得其在遭受侵蚀作用时损失的有机碳总量相对较大,形成土壤有机碳流失总量的地域性差异特征。[结论]侵蚀作用下土壤有机碳流失的时空变化特征,表明严重的土壤侵蚀是坡面土壤有机碳流失的重要驱动因素。

关键词：土壤侵蚀土壤有机碳 RUSLE模型时空变化东北黑土区

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基于粒子图像测速的坡面流水动力学特性

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农业工程学报 2020年第17期36卷 115-124页

作者：杨坪坪张会兰王云琦李瑞贵州师范大学喀斯特研究院贵阳550001 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心贵阳550001 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

粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术具有多点同时测量、对水流无干扰的优点,该研究利用高分辨率PIV(分辨率为64 pixels/mm),测量了7组坡面流(水深范围为0.5~1.1 cm,雷诺数范围为1000~3000),并测量1组深水明渠紊流作为对... 详细信息

粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术具有多点同时测量、对水流无干扰的优点,该研究利用高分辨率PIV(分辨率为64 pixels/mm),测量了7组坡面流(水深范围为0.5~1.1 cm,雷诺数范围为1000~3000),并测量1组深水明渠紊流作为对照,研究了流速轮廓线和修正系数、紊动强度和雷诺应力、偏态系数和峰度系数的变化规律。结果表明:1)PIV能够有效观测坡面流床面至水面的流速分布。当坡面流流态为过渡流时,流速修正系数随着雷诺数的增加呈对数增加,均值为0.77;2)对比深水明渠紊流的紊动强度,坡面流的流向紊动强度较大,而垂向紊动强度较小,且随着水深及雷诺数的增加,坡面流紊动强度逐渐与深水明渠紊流的特征吻合。深水明渠紊流中受雷诺应力影响的流体占比约80%,而坡面流中受雷诺应力影响的流体占比小于80%,随着雷诺数的增加坡面流中受雷诺应力影响的流体占比变大;3)对比深水明渠紊流的峰度系数,坡面流的峰度系数大部分大于3,表明坡面流较深水明渠紊流出现极端流速事件的概率小。PIV技术有利于实验室研究坡面水力侵蚀的力学机理机制问题。

关键词：水动力学坡面流流速粒子图像测速紊动强度雷诺应力

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重庆缙云山不同年龄马尾松径向生长对气候变化的响应

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第四纪研究 2023年第1期43卷 144-153页

作者：徐晓晓王云琦郑永林王玉杰滕润平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 北京市水生态保护与水土保持中心北京100036

为探究气候变化背景下不同年龄马尾松(Pinus massoniana)生长规律及其对气候变化的响应,本研究以缙云山不同年龄马尾松为分析对象,运用树木年代学原理及方法,建立小龄树(1971~2020年)和大龄树(1940~2020年)马尾松树轮宽度年表,并计算胸... 详细信息

为探究气候变化背景下不同年龄马尾松(Pinus massoniana)生长规律及其对气候变化的响应,本研究以缙云山不同年龄马尾松为分析对象,运用树木年代学原理及方法,建立小龄树(1971~2020年)和大龄树(1940~2020年)马尾松树轮宽度年表,并计算胸径处断面积生长量(BAI);分析近40年来不同年龄马尾松生长变化状况及树轮宽度年表与气象因子之间的关系。结果表明:气候变暖背景下,不同年龄马尾松生长均受到一定阻碍,1983~2013年间,大、小龄树BAI显著下降。与1980~2020年间气候因子的相关分析表明,两龄级马尾松生长均受到第二次高生长期温度的影响,具体表现为与当年9月平均最高温,上年及当年9月平均温呈显著负相关;小龄树马尾松生长还受限于生长季降水条件,对降水更敏感;表现为与当年第二次高生长期(9~10月)、上年5月、10月及当年10月降水呈显著正相关。研究结果为未来气候变暖背景下马尾松林的合理经营与管理提供了一定的理论依据。

关键词：年龄断面积生长量马尾松年轮宽度指数

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