检索结果-内蒙古大学图书馆

湖泊科学 2025年第2期37卷 600-611页

作者：贾玉博粟晓玲褚江东朱兴宇吴海江西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100

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;... 详细信息

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。

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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地表-地下接力式滴灌淋洗对土壤水盐运移及棉花产量的影响

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农业工程学报 2025年第2期41卷 120-133页

作者：祁辰曹红霞何子建丁邦新李志军西北农林科技大学水利与建筑工程学院旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100

新疆地区滴灌结合冬春季漫灌淋洗的水分管理措施加剧了区域水资源短缺和土壤盐碱化,严重限制了棉花产业可持续发展。相比之下,地表-地下接力式滴灌淋洗是一种潜在的更高效的灌溉模式,可能为这一问题提供解决方案。该研究探讨生育期内地... 详细信息

新疆地区滴灌结合冬春季漫灌淋洗的水分管理措施加剧了区域水资源短缺和土壤盐碱化,严重限制了棉花产业可持续发展。相比之下,地表-地下接力式滴灌淋洗是一种潜在的更高效的灌溉模式,可能为这一问题提供解决方案。该研究探讨生育期内地表-地下接力式滴灌淋洗对盐碱地水盐运移与棉花生产影响,通过构建水盐生产等模型进行寻优,以明确地表-地下接力式滴灌淋洗高效节水控盐增产的水分管理策略。在2021年进行大田试验,试验基于作物需水量(crop water requirement,ET_(c))和淋洗水量设置3个灌溉水平:0.8ET_(c)+120 mm(W1)、0.8ET_(c)+240 mm(W2)和0.8ET_(c)+360 mm(W3)与3种地表与地下水量分配模式(下文简称为“分配”):地表滴灌(膜下滴灌,下同)水量占比100%(F1)、地表滴灌水量占比75%+地下滴灌水量占比25%(F2)以及地表滴灌水量占比25%+地下滴灌水量占比75%(F3),通过测定土壤含水率、土壤含盐量、作物生长和产量等指标,结果表明:不同灌水量及分配对盐碱棉田土壤水盐分布、棉花生长和产量影响显著(P<0.05)。高水处理(W3)下,接力式滴灌土壤水盐条件明显优于膜下滴灌。中水(W2)和高水(W3)处理下,F2和F3分配的籽棉产量显著高于F1分配,均为F2分配最高,F1最低,F3居中。水盐生产模型与脱盐效率模型表明,随灌水量增加,接力式滴灌下籽棉产量、灌溉水生产力和脱盐效率均优于膜下滴灌。综合考虑盐碱棉田籽棉产量、灌溉水生产力和脱盐效率,地表-地下接力式滴灌较膜下滴灌能增加土壤含水率,降低土壤含盐量,改善棉花生长条件,提高产量。其中,总淋洗水量为222~282 mm,总灌溉定额为0.8ET_(c)+222~0.8ET_(c)+282 mm(ET_(c)为作物需水量),地表滴灌与地下滴灌的水量比值在1.00~1.94时最优。该研究为接力式滴灌在新疆盐碱地区推行提供理论依据。

关键词：土壤盐碱化淋洗地表-地下接力式滴灌水盐运移水盐生产模型

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交汇区的交汇角和汇流比对微塑料运移的影响

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中国环境科学 2025年第1期45卷 265-277页

作者：曹力玮谌昱含高玮峥李德鸿李小龙李昇西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨陵712100

本文建立了适用于交汇区的三维水动力-微塑料运动耦合模型,基于CFD-DEM耦合方法模拟,探究了不同交汇角、不同汇流比条件下微塑料的水动力输运机制与赋存特性.结果表明:干支流交汇区中的低流速区(分离区、停滞区、分离区下游)将发展为微... 详细信息

本文建立了适用于交汇区的三维水动力-微塑料运动耦合模型,基于CFD-DEM耦合方法模拟,探究了不同交汇角、不同汇流比条件下微塑料的水动力输运机制与赋存特性.结果表明:干支流交汇区中的低流速区(分离区、停滞区、分离区下游)将发展为微塑料的富集区域;微塑料主要受位于流动分离区中漩涡的影响,从主流右岸进入漩涡区,逐渐形成椭圆形富集带;流动分离区中心微塑料丰度与交汇角呈线性正相关关系;流动分离区中心微塑料丰度与干支流汇流比呈线性负相关关系,R^(2)=0.9007.研究结果将丰富干支流交汇区微塑料运动的基础理论,为精确化防治微塑料污染提供理论依据.

关键词：微塑料交汇区 CFD-DEM 交汇角汇流比富集区域

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水氮耦合对西北旱区覆膜农田土壤有机碳、氮矿化的影响

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中国农业科学 2025年第5期58卷 929-942页

作者：赵彤彤谷晓博谭川东延廷霖李晓雁常甜杜娅丹西北农林科技大学水利与建筑工程学院/西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室

【目的】明确灌溉和施氮对土壤肥力的影响，探明不同水氮条件下覆膜农田土壤有机碳、氮矿化特征及其影响因素，为西北旱区覆膜农田水氮调控提供理论依据。【方法】在连续5年覆膜施氮冬小麦-夏玉米田间定位试验田块，采集施氮量为0（N0）... 详细信息

【目的】明确灌溉和施氮对土壤肥力的影响，探明不同水氮条件下覆膜农田土壤有机碳、氮矿化特征及其影响因素，为西北旱区覆膜农田水氮调控提供理论依据。【方法】在连续5年覆膜施氮冬小麦-夏玉米田间定位试验田块，采集施氮量为0（N0）、180 kg·hm-2（N1）和360 kg·hm-2（N2）3个施氮水平覆膜小区的土壤样品，并分别设置40%田间持水量（W0）、60%田间持水量（W1）和100%田间持水量（W2）3个土壤水分梯度进行室内有机碳、氮矿化培养试验，分析不同水氮条件对覆膜农田土壤有机碳、氮矿化的影响特征。【结果】增加土壤含水量显著提高了土壤累积碳矿化量(Cmin)、碳矿化速率、土壤累积净氮矿化量(Nmin)、氮矿化速率和潜在矿化氮（Np）。Cmin、Nmin和Np均随施氮量的增加呈先增后降的趋势。培养结束后，N1W1处理Cmin最高(1 781.00 mg·kg-1)，比其他处理显著提高8.8%—51.8%，且其Nmin(29.52 mg·kg-1)、潜在矿化碳(5 883.79 mg·kg-1)和Np(30.74 mg·kg-1)也维持在相对较高水平。随机森林算法表明，土壤微生物碳（MBC）、土壤微生物氮、溶解性有机碳、有机碳和总溶解氮是影响Cmin和Nmin的重要因子。MBC随土壤水分增加呈先增后降趋势，W1下MBC含量分别比W0和W2处理显著增加60.1%—340.0%和3.1%—6.7%。结构方程表明，土壤水分对土壤碳矿化有直接正效应（0.70），对土壤氮矿化有间接正效应（0.55）；施氮对土壤氮矿化有直接正效应（0.90），对土壤碳矿化有间接负效应（0.24）。【结论】从土壤碳、氮矿化角度出发，60%田间持水量和施氮肥180 kg·hm-2作为西北旱区覆膜农田适宜的水、氮推荐量。

关键词：施氮量土壤水分碳矿化净氮矿化矿化动力学西北旱区

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关中地区亏缺灌溉与二元覆盖促进猕猴桃节水增产提质

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农业工程学报 2025年第6期41卷 107-116页

作者：李曼宁曹红霞赵俊城彭美龄丁邦新李志军西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100

为探究陕西关中平原季节性缺水对猕猴桃生长的限制,确定最佳灌水量和覆盖措施。该研究设置3个灌水梯度:W1(灌水上限为85%θf,θf为田间持水量)、W2(75%W1)和W3(60%W1),4种地面覆盖组合:FG、FN、NG、NN(F:行内地布覆盖、G:行间生草覆盖... 详细信息

为探究陕西关中平原季节性缺水对猕猴桃生长的限制,确定最佳灌水量和覆盖措施。该研究设置3个灌水梯度:W1(灌水上限为85%θf,θf为田间持水量)、W2(75%W1)和W3(60%W1),4种地面覆盖组合:FG、FN、NG、NN(F:行内地布覆盖、G:行间生草覆盖、N:裸地),共12个处理,通过两年田间试验,分析土壤储水量、猕猴桃生长、产量及品质等指标。结果表明,F覆盖在W1处理下显著提高行内土壤储水量,G覆盖在W2处理下显著提升行间储水量(P<0.05)。FG处理在保持猕猴桃行间储水量不变的同时使行内储水量增加了2.21~42.23 mm。FGW2处理可增加猕猴桃果实膨大期-成熟期叶片光合指标(Pn、Tr和Gs),并使其单果质量增加了30.38%、单株产量提高了76.38%、可溶性糖和可溶性固形物含量分别增加了15.15%和44.26%(P<0.05)。FGW1处理显著降低有机酸含量19.70%,提高固酸比37.75%(P<0.05)。覆盖与灌水量组合通过提高土壤储水量影响猕猴桃关键生育期叶片光合,进而改善产量与品质,其中果实膨大期储水量与猕猴桃生长、产量和品质关系最密切。在关中地区采用FG覆盖结合W2灌水措施可有效提高猕猴桃园土壤储水量和光合效率,保证产量并提升果实品质,为猕猴桃生产提供可行措施。

关键词：地面覆盖灌溉猕猴桃土壤储水量光合作用产量品质

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阀门开度对光伏水泵提水系统影响研究

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太阳能学报 2025年第1期46卷 624-631页

作者：赵航朱德兰张廷宁李钊纳扎罗夫·胡代贝尔迪柳昌新西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室咸阳712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院咸阳712100 塔什干国立农业大学塔什干100140

针对不同辐照度下光伏水泵提水系统管路特性固定导致较多太阳能浪费的问题,探究不同辐照度与阀门开度下光伏水泵流量与扬程变化规律,根据光伏供能与提水管路需能供需平衡理论分析,建立辐照度、管道流量、阀门开度的数学关系式,对其求导... 详细信息

针对不同辐照度下光伏水泵提水系统管路特性固定导致较多太阳能浪费的问题,探究不同辐照度与阀门开度下光伏水泵流量与扬程变化规律,根据光伏供能与提水管路需能供需平衡理论分析,建立辐照度、管道流量、阀门开度的数学关系式,对其求导得出最大流量阀门开度模型,并试验验证。结果表明:随着辐照度增大,光伏水泵的流量、扬程同时增大,利用建立的最大流量阀门开度模型,对不同辐照度下提水高度为14 m的光伏提水系统的阀门开度进行调节,以瞬时流量最大为目标,相比于阀门全开,调节后提水量增幅为79.66%,表明通过调整阀门开度可有效提高光伏水泵提水系统的提水量。

关键词：太阳能光伏发电流量阀门开度累计提水量

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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

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农业工程学报 2025年第4期41卷 124-134页

作者：余兴娇樊凯霍雪飞殷奇钱龙刘政光张超越李丽王文娥胡笑涛西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100 曼彻斯特大学工程学院 Manchester M139PL3

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... 详细信息

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。

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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干热河谷区橙子林露水形成规律及环境驱动机制

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生态学杂志 2025年第3期44卷 798-806页

作者：薛雄伟邱鹭诚张晶莹朱宣融王书剑陈滇豫西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

揭示干热河谷区橙子林露水事件发生规律,解析露水形成的主控环境因子,为科学评估干热河谷区农业生产中露水资源对旱情的缓解作用提供依据。以元江干热河谷地区橙子林为对象,对2020年7月8日—2022年11月13日期间的露水、土壤含水量及气... 详细信息

揭示干热河谷区橙子林露水事件发生规律,解析露水形成的主控环境因子,为科学评估干热河谷区农业生产中露水资源对旱情的缓解作用提供依据。以元江干热河谷地区橙子林为对象,对2020年7月8日—2022年11月13日期间的露水、土壤含水量及气象数据进行分析。结果表明:日露水量在0.2~0.4 mm·d^(-1)的露水事件发生频率最高,露水持续时间集中在0~2 h和2~4 h时长范围内;季节尺度上,露水事件主要集中在7—11月发生,不同季节露水量变异系数均显著小于降雨量变异系数;在风速处于0~1 m·s^(-1)、相对湿度大于80%、饱和水汽压差集中在0~0.4 kPa以及温度露点差在1~2℃的环境中露水发生频率最大;风向在150°~310°的露水事件发生次数最多;相对湿度和温度露点差对露水形成的影响最大,为不同季节共同的主控环境因子;露水相比于降雨更加稳定,是干热河谷区橙子林重要的水分来源,尤其在降雨量有限的干季,露水发生频率最高,对橙子林旱情缓解具有潜在的重要作用,雨季可观的露水量也能为橙子林短暂的间歇性干旱时段提供额外水量补充。

关键词：干热河谷区露水持续时间气象因子露水量

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基于植被指数特征优选的冬小麦叶片含水量估算

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麦类作物学报 2025年第2期45卷 234-244页

作者：马宇欣胡笑涛王亚昆范晓懂彭雪莲孙骏陈洪西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨陵712100

为进一步提升利用高光谱数据快速监测叶片含水量的能力,以关中地区冬小麦为研究对象,分别获取2022和2023年孕穗期、抽穗期及灌浆期冬小麦叶片含水量,并同步监测叶片高光谱信息。通过波段组合的形式构建植被指数,并利用相关性分析进行初... 详细信息

为进一步提升利用高光谱数据快速监测叶片含水量的能力,以关中地区冬小麦为研究对象,分别获取2022和2023年孕穗期、抽穗期及灌浆期冬小麦叶片含水量,并同步监测叶片高光谱信息。通过波段组合的形式构建植被指数,并利用相关性分析进行初步筛选,再以ReliefF算法优选得到输入特征变量,然后分别利用随机森林(random forest,RF)、长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络和基于粒子群(particle swarm optimization,PSO)优化的反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)构建冬小麦叶片含水量估算模型,并进行精度评价。结果表明,通过相关性分析与ReliefF算法结合优选变量,能够较单独通过相关分析明显提升LSTM和PSO-BPNN模型的建模精度,但对RF模型则无法优化变量。相关性分析与ReliefF结合后PSO-BPNN模型在各生育时期均取得最佳预测结果,其中孕穗期、抽穗期和灌浆期验证集r2分别为0.816、0.736和0.806,RMSE分别为0.546%、0.899%和1.531%,NRMSE分别为0.681%、1.195%和2.185%。由此可见,在相关分析的基础上,通过ReliefF算法优选特征变量能够提升特定模型对冬小麦叶片含水量的估算精度,其中对PSO-BPNN模型的效果最好。

关键词：冬小麦叶片含水量机器学习变量筛选植被指数

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陕北风沙滩区地表植被对地下水埋深的响应

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应用基础与工程科学学报 2025年第1期33卷 169-181页

作者：聂卫波农晓星范玉露马孝义吴久江王永强西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

为探究陕北风沙滩区地表植被覆盖度和优势种对地下水埋深的响应关系,以陕北风沙滩区2004~2019年地下水监测井数据和遥感影像等资料为基础,分析了地表植被覆盖度和地下水埋深的时空变化特征,提出了地下水埋深对地表植被覆盖度影响较为敏... 详细信息

为探究陕北风沙滩区地表植被覆盖度和优势种对地下水埋深的响应关系,以陕北风沙滩区2004~2019年地下水监测井数据和遥感影像等资料为基础,分析了地表植被覆盖度和地下水埋深的时空变化特征,提出了地下水埋深对地表植被覆盖度影响较为敏感的范围,以及典型优势种适生的地下水埋深.结果表明:2004~2019年研究区域地表植被覆盖度由中低向中等覆盖度转变,整体呈现由WS向EN递增趋势;研究区域地下水埋深整体呈增加趋势,其中埋深减小区域集中在横山区、榆阳区和神木市,增大区域分布在定边县和靖边县;地表植被覆盖度大多为30%~50%,其中地下水埋深对地表植被覆盖度影响较为敏感的范围为1.5~8.0m;研究区域先锋植物、芨芨草、长芒、大针茅、短花针茅等典型优势种适生的地下水埋深分别为2.12~3.38m、1.53~2.97m、3.14~6.44m、4.58~5.93m和4.76~5.34m.研究结果可用于陕北风沙滩区不同地下水埋深条件下的植被恢复,为其生态环境的健康发展提供依据.

关键词：陕北风沙滩区地下水埋深植被覆盖度优势种遥感时空变化

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