检索结果-内蒙古大学图书馆

水土保持研究 2024年第3期31卷 79-89,100页

作者：刘雪妍张会兰罗泽宇张嘉琪安妮北京林业大学水土保持学院北京100083 重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站重庆400711

[目的]分析涪江流域水沙对土地利用类型变化的响应情况,为流域水土资源规划管理和生态环境建设提供科学依据。[方法]应用SWAT分布式水文模型,采用情景模拟方法构建3期自然情景以及3种极端情景,分析流域1990—2010年的土地利用变化情况... 详细信息

[目的]分析涪江流域水沙对土地利用类型变化的响应情况,为流域水土资源规划管理和生态环境建设提供科学依据。[方法]应用SWAT分布式水文模型,采用情景模拟方法构建3期自然情景以及3种极端情景,分析流域1990—2010年的土地利用变化情况以及量化不同土地利用类型对流域水沙的作用程度。[结果](1) 1999—2010年,流域上游以林草地为主,约占流域总面积的46%;中下游主要为农业用地和居民用地,耕地占流域总面积的51%左右;居民用地与未利用地扩张率分别为95.86%和434.43%。自然情景下,流域径流变化率小于5%,侵蚀产沙变化率小于15%。(2) SWAT模型在涪江流域具有较强的适用性,径流率定期和验证期的R~2和NSE分别为0.86,0.85;0.80,0.78,泥沙分别为0.68,0.67;0.68,0.43。情景模拟分析得出具体土地利用类型对径流的影响程度:林地>草地>未利用地,相对于基准期,林地覆被情景减少了35.66%的产流量。对流域侵蚀产沙的影响程度:未利用地>林地>草地,未利用地情景下增加了56.74%的侵蚀产沙量,林地和草地情景分别减少了43.57%和30.04%。(3)基于随机森林算法的自变量影响程度重要性排序结果表明:影响产流量的前3个土地利用类型是耕地、林地、草地,权重系数分别为2.057,2.030,1.148;影响侵蚀产沙量的是草地、耕地、林地,权重系数分别为1.753,1.208,1.003。[结论]除耕地外,径流对林地变化的响应最显著,侵蚀产沙量对草地变化的响应最显著,当土地利用类型向林草地转化时,对流域具有显著减水减沙效果。该研究可为涪江流域未来土地利用结构优化和水土资源的合理规划提供科学依据。

关键词：土地利用变化 SWAT模型情景分析随机森林算法涪江流域

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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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初始含水率和降雨能量对黑土团聚体溅蚀特征的影响

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水土保持学报 2024年第2期38卷 68-75页

作者：张转敏王彬饶伟王文刚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]为明晰降雨能量和初始含水率对土壤团聚体溅蚀过程机制的影响。[方法]选取东北典型耕层黑土为研究对象,通过人工模拟降雨试验,探讨不同初始含水率、降雨能量和团聚体初始粒径的团粒溅蚀特征。[结果](1)4种初始粒径黑土团聚体的溅... 详细信息

[目的]为明晰降雨能量和初始含水率对土壤团聚体溅蚀过程机制的影响。[方法]选取东北典型耕层黑土为研究对象,通过人工模拟降雨试验,探讨不同初始含水率、降雨能量和团聚体初始粒径的团粒溅蚀特征。[结果](1)4种初始粒径黑土团聚体的溅蚀量均在初始含水率4%时最大,其中初始粒径<0.25 mm团聚体溅蚀量是相同降雨能量下各粒径团聚体溅蚀量的1.21~5.50倍。随初始含水率的增加各初始粒级团聚体溅蚀量呈减小趋势,而初始含水率>25%后则呈增大现象。(2)4种初始粒径黑土团聚体的溅蚀量均随降雨能量的增加而增大。相较于降雨能量305 J/(m^(2)·h)(1 m)条件,当降雨能量增加至909 J/(m^(2)·h)(5 m)时,不同初始粒径团聚体溅蚀量分别增加15.37~20.70(<0.25 mm),52.30~417.60(0.25~1 mm),51.58~359.36(1~3 mm),68.73~777.99倍(3~5 mm)。不同初始粒径黑土团聚体溅蚀量存在明显的阈值,当降雨能量达到529 J/(m^(2)·h)(2 m)以上时,不同降雨能量梯度下的溅蚀量存在显著差异。(3)降雨能量是影响溅蚀量的关键因素。降雨能量对溅蚀量的直接效应为0.811,存在显著正向影响,且相关程度最高;初始含水率和团聚体初始粒径的直接效应分别为0.193和0.352,存在显著负向影响。[结论]研究结果可为东北黑土区坡面土壤侵蚀过程机制研究和土壤侵蚀机理模型构建提供科学依据。

关键词：初始含水率降雨能量溅蚀量典型黑土区

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缙云山典型树种树干液流径向变化及单株日蒸腾量估算

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水土保持学报 2016年第3期30卷 337-343页

作者：张璇张会兰王玉杰王云琦刘春霞杨坪坪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山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083

为分析树干液流速率径向变化,准确估算单木蒸腾量,运用Granier热扩散探针方法于2015年7-9月对重庆缙云山自然保护区内2个典型树种（杉木、四川山矾）树干木质部3个深度（10mm,30mm,50mm）的液流速率（V）进行测定。结果表明：杉木树干... 详细信息

为分析树干液流速率径向变化,准确估算单木蒸腾量,运用Granier热扩散探针方法于2015年7-9月对重庆缙云山自然保护区内2个典型树种（杉木、四川山矾）树干木质部3个深度（10mm,30mm,50mm）的液流速率（V）进行测定。结果表明：杉木树干液流速率径向分布规律为：V（30-50mm）〉V（10-30mm）〉V（0-10mm）,V（30-50mm）是V（0-10mm）的1.65倍,V（10-30mm）是V（0-10mm）的1.12倍。四川山矾树干液流速率径向分布规律为：V（10-30mm）〉V（0-10mm）≈V（30-50mm）,V（10-30mm）约为V（0-10mm）和V（30-50mm）的2.6倍;各深度处的液流速率之间呈显著线性相关关系;树干木质部不同深度处液流速率日变化规律呈单峰或双峰走势;7月份液流速率值最大,树木蒸腾出现＂午休＂现象;液流启动及到达峰值的时间在时间和空间上都存在差异。7月份液流启动时间和到达峰值时间早于8,9月份。径向上液流速率最大的位置,液流启动时间最早,到达峰值时间最晚;运用3个深度的液流速率分区域计算得到的杉木日蒸腾量为7 274.815g,四川山矾日蒸腾量为12 481.494g;忽略树干液流径向差异,以单一深度处液流速率估算日蒸腾量,对杉木产生的误差为10.29%-22.60%,变异系数CV为37%-60%,对四川山矾产生的误差为42.41%-66.88%,变异系数CV为19%-26%。

关键词：液流速率径向差异日蒸腾量

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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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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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不同入流条件下草本缓冲带对污染物削减作用

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水土保持学报 2020年第3期34卷 129-134页

作者：付婧王云琦王玉杰王晨沣王淑慧王震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

草本缓冲带能够有效拦截坡面径流中泥沙、总氮、总磷等污染物,是农业面源污染防控的主要措施之一。通过人工配水模拟地表径流,研究不同径流量对草本缓冲带截污能力的影响。结果表明:草本缓冲带对污染物都有一定的削减作用,草本缓冲带对... 详细信息

草本缓冲带能够有效拦截坡面径流中泥沙、总氮、总磷等污染物,是农业面源污染防控的主要措施之一。通过人工配水模拟地表径流,研究不同径流量对草本缓冲带截污能力的影响。结果表明:草本缓冲带对污染物都有一定的削减作用,草本缓冲带对泥沙削减效果最好,对总磷削减效果最差,白三叶对污染物的削减能力总体较黑麦草强。径流量对草本缓冲带总氮、总磷削减率影响较大,对泥沙削减率影响较小;当流量从0.08 L/s增加至0.24 L/s时,草本缓冲带对总氮、总磷削减率减少至9%和6%,而泥沙削减率为34%。随着放水冲刷时间增加,出流总氮、总磷、泥沙浓度不断降低并逐渐达到稳定,流量增大至0.24 L/s时,总氮、总磷浓度范围为11.5~24.7,1.6~2.3 mg/L,泥沙浓度在不同流量下无明显差异。草本缓冲带对总氮、总磷去除作用受流量影响较大,在大流量时缓冲带对总氮、总磷基本无去除作用,但缓冲带对泥沙去除作用受流量影响较小。

关键词：入流条件农业面源污染物草本缓冲带削减率

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冻融循环对黑土团聚体稳定性与微结构特征的影响

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水土保持学报 2022年第1期36卷 66-73页

作者：王文刚王彬顾汪明陈祖明蒋瑶钰北京林业大学水土保持学院北京100083 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

冻融循环作用下的土壤结构变化被认为是融雪期黑土坡面土壤侵蚀加剧的主要原因之一,土壤团聚体稳定性与团聚体微结构是影响土壤可蚀性的关键因子。基于控制条件土壤冻融模拟试验,采用湿筛法、扫描电子显微技术(SEM)和Image-Pro Plus(IPP... 详细信息

冻融循环作用下的土壤结构变化被认为是融雪期黑土坡面土壤侵蚀加剧的主要原因之一,土壤团聚体稳定性与团聚体微结构是影响土壤可蚀性的关键因子。基于控制条件土壤冻融模拟试验,采用湿筛法、扫描电子显微技术(SEM)和Image-Pro Plus(IPP)图像分析处理相结合的方法,分析了冻融循环过程中黑土团聚体微结构的动态变化特征,阐明了土壤团聚体水稳定性与团聚体微结构特征的内在联系。结果表明:(1)冻融循环对黑土团聚体水稳定性整体呈破坏作用。该作用在微观层面上表现为冻融循环驱动土壤孔隙趋于长条状发育,且随冻融循环次数的增加,土壤孔隙连通性增强,面积孔隙率增加;宏观层面上表现为土壤大团聚体向微团聚体的迁移转化,土壤团聚体水稳定性下降。(2)土壤初始含水率增加会导致冻融循环过程中土壤团聚体破坏程度增强,且在7次冻融循环内呈显著性变化;随着土壤初始含水率的增高团聚体面积孔隙率呈显著增加趋势。(3)土壤团聚体面积孔隙率与平均重量直径MWD和几何平均直径GMD呈显著负相关,面积孔隙率的增加分别解释了MWD和GMD变化率的49.1%和50.3%。

关键词：典型黑土区冻融循环团聚体水稳定性土壤微结构特征

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不同土壤前期含水量对土壤分离临界水动力学特性及其抗剪强度的影响

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水土保持学报 2017年第1期31卷 91-96,102页

作者：王晨沣张守红王彬王玉杰王云琦胡波王凯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山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083

通过实测不同土壤前期含水量(5%~23%)和坡度(1°~10°)条件下黄壤坡面土壤分离临界水动力参数,并结合不同土壤含水量(3%~23%)对土壤抗剪强度的影响,综合分析及探讨不同土壤前期含水量、坡度和土壤抗剪强度与临界水动力特性的关... 详细信息

通过实测不同土壤前期含水量(5%~23%)和坡度(1°~10°)条件下黄壤坡面土壤分离临界水动力参数,并结合不同土壤含水量(3%~23%)对土壤抗剪强度的影响,综合分析及探讨不同土壤前期含水量、坡度和土壤抗剪强度与临界水动力特性的关系。结果表明:临界流量与不同土壤前期含水量和坡度呈幂函数减小关系,并提出一种能够体现土壤前期含水量和坡度共同作用对临界水动力参数影响的预测方程。在坡度小于5°时,土壤前期含水量对临界水动力学参数影响较小,可直接采用简化的幂函数关系进行计算。土壤黏聚力随土壤含水量的增加先出现峰值后逐渐减小至稳定;与土壤黏聚力的变化趋势不同,土壤分离临界水动力参数则逐渐减小。

关键词：土壤分离土壤前期含水量坡度临界水动力学参数土壤抗剪强度

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甘肃小陇山林区不同林分对土壤团聚体稳定性的影响

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水土保持学报 2021年第4期35卷 275-281页

作者：崔芯蕊张嘉良王云琦王玉杰王鑫皓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

为探究甘肃小陇山不同林分对土壤团聚体稳定性的影响,选取小陇山林区3种典型林分(油松林、日本落叶松林、锐齿栎林)为研究对象,用Le Bissonnais中的快速湿润(FW)处理方法测定其不同土层深度(0—10,10—20,20—40 cm)土壤团聚体平均质量... 详细信息

为探究甘肃小陇山不同林分对土壤团聚体稳定性的影响,选取小陇山林区3种典型林分(油松林、日本落叶松林、锐齿栎林)为研究对象,用Le Bissonnais中的快速湿润(FW)处理方法测定其不同土层深度(0—10,10—20,20—40 cm)土壤团聚体平均质量直径(MWD),并进一步研究土壤基本理化性质(土壤机械组成、SOC、CEC、pH)和根系特征(细根与极细根比例、RLD、RMD、SRL)对土壤团聚体稳定性的影响。结果表明:不同林分下土壤团聚体稳定性表现为锐齿栎林>油松林>日本落叶松林。不同土层深度土壤团聚体MWD表现为0—10 cm>10—20 cm>20—40 cm。由一元线性回归模型可知,对土壤团聚体MWD贡献较大的土壤特征因子是CEC(R^(2)=0.55)和SOC(R^(2)=0.54),贡献较大的根系特征因子是RMD(R^(2)=0.60)和RLD(R^(2)=0.45),土壤团聚体稳定性与这4个因子均呈显著正相关(P<0.05)。总体而言,不同林分土壤团聚体稳定性差异不同,团聚体稳定性随土层深度增加而降低,且对土壤团聚体稳定性影响最大的因子是根质量密度。

关键词：土壤团聚体稳定性快速湿润典型林分根系特征土层深度

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