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不同覆盖条件对土壤水热分布影响的计算机模拟I—数学模型 总被引：8，自引：0，他引：8
本文建立了用于数值解的不同覆盖条件下土壤二维水热运动数学模型。该模型中多孔材料覆盖层（砂砾、秸秆等）被当作传热多孔介质处理，对水分传输的影响被当作具有一定阻力的阻挡层处理，且将油纸、塑膜及土面增温剂等均视为薄膜类材料。省略了许多假设条件，因而使覆盖 效应的研究建立在更加科学的基础上，可以更为深入地了解覆盖层在不同气候条件下对土壤水分蒸发、入渗及地温影响机理和程度。为综合评价和选用农用覆盖材料及其参数提供了手段。 相似文献
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采用对比试验,研究了红砂（Reamuria songarica （Pall.））大田容器育苗的容器选择、种子处理、覆土厚度、覆盖保护和灌水方式等措施对出苗率、成苗率和容器苗质量的影响。结果表明：红砂适宜的育苗容器为底部多孔的大规格容器,适宜的覆土厚度为0.3～0.6 cm,覆盖材料的适宜遮光率应控制在60%以下;以遮光率60%的遮荫网为例,适宜的覆盖时间为20~30 d左右;细质地的河沙表面覆盖是较好的覆盖方式。育苗容器和覆盖方式对幼苗质量有显著影响。覆土厚度和覆盖时间对出苗率和成苗率均有显著影响;覆盖方式仅对出苗率有显著影响;种子处理和灌水方式对出苗率、成苗率均无显著影响,但从生产的经济实用性及容器苗质量方面综合评价,种子机械处理和漫灌+喷灌灌水方式更符合生产推广要求。 相似文献
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不同覆盖条件对土壤水热分布影响的计算机模拟Ⅱ——有限元分析及应用 总被引：6，自引：0，他引：6
在本研究的第一部分已建立了数学模型的基础上,本文进行了有限元分析。应用Galerkin法进行了空间域的离散,应用差分法及Douglas-Dapont预报校正法完成了时间域的离散及非线性处理。然后用Fortran-77编写了计算机程序,实现了不同覆盖层下非匀质土壤水热分布的定量分析,并进行了田间实验验证。计算与验证结果表明:塑膜膜侧种植校膜中心种植在地温稍高含水量稍低的情况下,可节约用膜7%;透水率很低的纸张在改进耐久性的基础上可能在一定条件下作为塑膜的代用品。 相似文献
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通过对广州夏茅村岩溶塌陷进行地质勘察,系统探讨了当地的地质环境条件、岩溶塌陷的灾害特征、岩溶发育条件和岩溶塌陷的形成原因。结果表明,区内第四系覆盖土层厚度大且分布不均,土洞大量发育,隐伏可溶岩的富水性好,溶洞发育;同时,覆盖层内的松散岩类孔隙水与下伏灰岩裂隙溶洞水之间的水力联系密切,含水砂层内地下水位的改变会直接引起下伏灰岩裂隙溶洞水的水位波动,构成岩溶塌陷的水动力因素;钻孔桩施工时钻孔揭穿覆盖层内土洞顶部的黏性土层盖板,造成盖板上部的细砂及淤泥流入土洞,是岩溶塌陷的直接触发因素。在此基础上,提出建立岩溶分布区的地下水动态长期监测网,对岩溶塌陷地段进行灌浆处理,是根治夏茅村岩溶塌陷的主要有效途径。 相似文献
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在干旱沿黄灌区开展不同覆盖材料配合滴灌的灌溉保墒方式下,进一步研究了不同覆盖方式对梨园全生育期的土壤理化性状和养分含量变化影响,分析了土壤温度、水分、pH等和矿质营养元素间的相互关系,对覆盖后的土壤质量进行了综合性评价。试验处理分为无覆盖对照（T1）、园艺地布覆盖（T2）、玉米秸秆覆盖（T3）和黑地膜覆盖（T4）4个处理;试验设计为随机区组设计,每个处理小区均为167株梨树（约占地667 m2）,重复3次;各小区土样分0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层取样。结果表明：（1） 园艺地布和黑地膜覆盖处理有一定的增温效应,而玉米秸秆覆盖有较好的降温和稳温效应,且增墒效应明显,土壤含水率比其他3种处理显著提高了1.0%~2.7%。（2） 相较无覆盖处理,黑地膜覆盖可提升表层土壤pH,并加速表层土壤有机质的分解,有机质含量较无覆盖处理下降33.1%;玉米秸秆覆盖可显著降低各土层的土壤pH,降低范围为1.8%~4.6%,并促进0~20 cm土层有机质的提升,土壤有机质含量增加12.2%;园艺地布覆盖下0~40 cm土层内土壤有机质含量和全盐量均有降低。（3） 黑地膜覆盖下0~20 cm和20~40 cm土层的碱解氮含量分别为73.00 mg·g-1和64.53 mg·g-1,均显著地高于无覆盖处理,无覆盖条件下土壤碱解氮在深层（40~60 cm土层）积累较多,显著地高于玉米秸秆和黑地膜覆盖;各处理0~20 cm和20~40 cm土层速效磷含量差异显著,大小顺序均为T4>T3>T2>T1,玉米秸秆覆盖可提升土壤速效钾和速效铁的含量。（4） 进行主成分分析表明不同覆盖方式对梨园浅层土壤环境因子的影响要明显大于深层土壤,在0~40 cm土层内各覆盖处理效果均好于无覆盖处理,其中玉米秸秆覆盖在0~20 cm和20~40 cm土层综合得分分别为1.189和0.326,覆盖效果最佳。 相似文献
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从动量定理和水量平衡原理出发,以Saint Venant方程为基础推导出自然降雨条件下不同生态措施(即同时考虑变雨强、降雨动量和不同生态措施影响下的坡地径流过程)坡地的径流基本方程。在考虑一般问题定解条件的基础上,采用Preissmann隐式格式对模型进行数值求解。利用3个处理(裸地、百喜草覆盖和百喜草+果树覆盖)、5组实测资料(不同雨型)对模型进行了验证,结果表明3个处理的计算值与实测值的平均相对误差分别为:14.97%、13.59%、15.15%,说明模型的计算结果是可靠的,对于模拟预测自然降雨条件下不同生态措施坡地径流过程是可行的。 相似文献
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从动量定理和水量平衡原理出发,以Saint Venant方程为基础推导出自然降雨条件下不同生态措施(即同时考虑变雨强、降雨动量和不同生态措施影响下的坡地径流过程)坡地的径流基本方程。在考虑一般问题定解条件的基础上,采用Preissmann隐式格式对模型进行数值求解。利用3个处理(裸地、百喜草覆盖和百喜草+果树覆盖)、5组实测资料(不同雨型)对模型进行了验证,结果表明3个处理的计算值与实测值的平均相对误差分别为:14.97%、13.59%、15.15%,说明模型的计算结果是可靠的,对于模拟预测自然降雨条件下不同生态措施坡地径流过程是可行的。 相似文献
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张溪滑坡--台风诱发滑坡成因分析 总被引：6，自引：1，他引：5
14号台风“云娜”造成我国东部沿海地区发生多处滑坡地质灾害,张溪滑坡便是其中个案。通过对张溪滑坡成因进行分析,得出了张溪滑坡是在一定厚度覆盖层、特定地形条件、植被条件下,台风风力加载作用及暴雨的淘蚀、软化、增重等一系列过程共同作用下滑动失稳的滑坡。它与暴雨型滑坡的形成机理有显著不同,这一分析成果对类似滑坡的研究和防治具有一定的意义。 相似文献
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干旱地区植被指数(VI)的适宜性研究 总被引：28，自引：10，他引：18
以位于典型干旱区的甘肃河西地区石羊河下游的民勤绿洲为例,对NDVI、SAVI、MSAVI和GEMI等4种VI(植被指数)受土壤背景光谱影响的程度和探测低盖度植被的能力进行了对比研究。通过分析VI提取植被信息时植被土壤噪音比的变化发现,植被覆盖较低条件下VI提取植被信息总体受土壤背景光谱影响程度较低,相比而言,GEMI提取植被信息中受土壤背景影响最小,其他3种VI的区别不太明显。通过分析不同VI随植被覆盖度增加的反映速率变化及不同覆盖条件下不同VI的取值范围的变化发现,NDVI探测低盖度植被的能力最强,GEMI次之。GEMI可能是干旱地区植被探测较适宜的植被指数。 相似文献
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干旱半干旱地区砂田结构及水分特征 总被引：3，自引：0，他引：3
为研究砂田的剖面结构和水分特征,对可用砂田和废弃砂田的剖面结构、土壤含水量、容重和田间最大持水量进行分析测定;建立模拟砂田,研究不同的砾石覆盖条件对土壤水分的影响。结果表明,具有共性的砂田剖面分为5层,分别命名为覆盖层、混合层、根系密集层、淋溶层和钙积层。砾石覆盖可以显著增加土壤含水量,加深淋溶层的下限,剖面结构完整的砂田比结构不完整的砂田的土壤水分状况好。下层土壤含水量显著受上层土壤含水量的影响。以小粒径砾石覆盖且覆盖厚度9 cm,最适土壤水分积累。砂田在覆砂的第一年土壤水分含量最低,之后逐渐增加,至覆砂后的6~12 a,土壤水分含量达到最高,之后逐渐降低。覆砂后6 a左右,土壤容重最小,田间持水量达最大值,此后随着砂田使用年限的增加,土壤容重逐渐增大,田间持水量逐渐减小。 相似文献
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改进的热惯量模式及遥感土壤水分 总被引：9，自引：0，他引：9
本文提出一个考虑地表显热通量及潜热通量的热惯量模式。模式利用了地面定标的方法并充分利用了热象图的空间分布信息,因而较大幅度地提高了估算土壤水分含量的精度。 相似文献
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In semi-arid areas of China, gravel and sand mulch is a farming technique with a long history. In this study, a sample survey was conducted on long term gravel sand mulch observational fields in the Northwest Loess Plateau to determine the effects of long term mulch on soil microbial and soil enzyme activities. We found that after long term gravel-sand mulch, compared with bare ground, soil organic matter, alkali nitrogen, conductivity decreased, while pH and soil moisture increased. Urease, saccharase and catalase decreased with increased mulch thickness, while alkaline phosphatase was reversed. The results of Illumina MiSeq sequencing shows that after gravel-sand mulch, the bacterial and fungal community structure was different from bare land, and the diversity was reduced. Compared with bare land, the bacteria Proteobacteria and Acidobacteria abundance increased with increased thickness, and Actinobacteria was opposite. Also, at the fungal genus level, Fusarium abundance was significantly reduced, and Remersonia was significantly increased, compared with bare land. Redundancy analysis (RDA) revealed that soil environmental factors were important drivers of bacterial community changes. Overall, this study revealed some of the reasons for soil degradation after long term gravel-sand mulch. Therefore, it is recommended that the addition of exogenous soil nutrients after long term gravel-sand can help improve soil quality. 相似文献
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基于Harlan模型和Darcy定律,综合考虑环境气候因素和水热特征参数对湿热迁移影响,建立了环境气候条件下季节性冻土区土壤冻融过程中湿热耦合作用模型.根据地表能量交换平衡原理推导出边界条件.依据实测数据回归分析出土壤湿热特征参数表达式.采用全隐式有限差分格式和TDMA迭代法对内蒙古锡林浩特地区冻结期间土壤湿热迁移规律进行了数值模拟.温度计算值和实测值比较一致,最大误差不超过2.5℃,说明该模型具有较高的准确性.利用该模型仅通过气象资料和湿热特征参数就可预测季冻区土壤冻胀和田间湿热分布状况并能够用来指导农田工程建设和农业生产. 相似文献
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地表温度是影响地表能量收支平衡和气候变化的重要因子,也是评价陆面模式性能的主要指标。新疆下垫面包括沙漠、绿洲、冰川、积雪等多种类型,其地表温度变化对生态环境和天气气候变化有重要影响。为了找到影响第三代陆面模式NCAR CLM4.5模拟新疆地表温度效果的主要因子,促进该模式发展,在对ERA-5再分析资料评估基础上,以其作为实况资料,首先对CLM4.5长时段模拟新疆地表温度的效果开展评估,然后利用地表能量平衡方程得到的地表温度变化影响因子分离方法,揭示出引起新疆地表温度模拟偏差的主要因子。结果表明：ERA-5地表温度的空间分布特征、量级和时间变化与观测结果一致,可用来研究该区域地表温度变化。CLM4.5对新疆地表温度模拟冷偏差值较大,但相关性显著,且误差与气候背景和下垫面条件有关。CLM4.5模拟的潜热值偏大是地表温度模拟值偏低的主要原因,CLM4.5模拟的潜热值在新疆大部分区域比ERA-5的多90%以上。CLM4.5对新疆0—10 cm土壤湿度模拟值偏大,蒸散过强,导致潜热通量偏大,因此改进土壤湿度计算方案是提高该陆面模式对新疆地表温度模拟水平的有效途径。 相似文献
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沙漠边缘地区苹果园节水栽培研究 总被引：3，自引：0，他引：3
对沙漠边缘地区苹果园进行地面覆盖，可明显地减少水分蒸发和提高土壤水分的利用率，从而促进果树的生长发育．覆盖措施以地面覆草效果最好，可提高土壤含水量５０％，新梢生长量、单叶面积和叶绿素含量分别比对照高５７％、３０％和５９％，并提高了苹果的品质和产量。因此，覆盖是沙漠边缘地区果园重要的节水措施之一． 相似文献
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砾石长期覆盖对土壤呼吸的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
砾石覆盖是西北黄土高原地区的传统保护性耕作技术,具有明显的蓄水、保墒、增温、压碱和保持地力作用。研究砾石覆盖农田系统中的土壤呼吸,有助于了解地面覆盖条件对CO2通量的影响和土壤健康状况。利用LI6400土壤呼吸系统对甘肃皋兰长期砾石覆盖农田(12年)不同覆盖厚度下的土壤呼吸进行了原位监测,并对环境因子与土壤呼吸的日变化相关性进行了分析。结果表明:(1)土壤呼吸的日变化与温度的变化一致,呈单峰型,砾石覆盖后土壤呼吸峰值出现在16:00—17:00,明显滞后于裸地出现的峰值时间(14:00—15:00),且峰值随着覆盖厚度的增加而减小;(2)土壤表层(0~10 cm)温度与土壤呼吸呈极显著幂函数关系(P<0.01),砾石覆盖降低了土壤呼吸的温度敏感性指数(Q10),覆盖后两次监测中Q10为1.78~2.87(2017年)和1.70~1.96(2018年);(3)砾石覆盖后提高了夜间土壤呼吸,导致土壤呼吸的日累积碳排放量显著提高,随着覆盖厚度的增加而降低,覆盖处理中厚度为11 cm最小的碳排放量两次测量分别为2.00 g·m-2和0.90 g·m-2,比裸地分别增加了15%和18%;(4)土壤特征因子中,土壤水分、pH与土壤呼吸累积碳排放量呈正相关,有机质、碱解氮、速效磷、电导率与土壤呼吸累积碳排放量呈负相关。 相似文献
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利用波文比能量平衡法对天山北麓绿洲荒漠过渡带芨芨草地的夏季蒸散量进行测定,采用通径分析与相关分析相结合的方法探讨了蒸散与主要环境因子之间的关系,建立了适合该地区的蒸散预测模型。结果表明：（1）各种环境因子对蒸散影响的大小排序为：净辐射Rn）>土壤热通量（G）>空气温度（T气）>空气相对湿度（RH）>5 cm土壤温度（T土-5 cm）>实际水汽压（ea）>风速（Vwind）>5 cm土壤含水率（S土-5 cm）;（2）各因子通过[Rn]对蒸散产生的间接作用都大于其自身直接作用,反映出净辐射是制约蒸散大小的主导因子,是决定干旱区蒸散量的关键;（3）土壤热通量对蒸散的直接负效应远小于通过其他因子的间接正效应,出现其直接负效应与综合效应相反的结果;（4）建立并经过检验的蒸散预测模型表明：与温暖湿润区蒸散依靠水、热并重情况不同的是,极端干旱区主要依靠热量因子强度的增加,才能有较大的蒸散量。 相似文献
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One of the greatest challenges to the U.S. Department of Defense is maintaining the sustainability of military lands while maximizing their use for training activities. Restoration of disturbed lands in the Mojave Desert has proven to be a challenge, particularly revegetation from seed. This study presents soil moisture dynamics from three restoration sites at the National Training Center, Ft. Irwin, CA. The soil microclimate (matric potential, water balance, and temperature) was monitored beneath various surface treatments to better assess their effects on seed germination and establishment. Results show that under the typically hot and dry climatic conditions that prevail, the soil microclimate is a hostile environment. Irrigation had the most positive effect on the seedbed. Surface mulches including gravel, straw, emulsion, and bark had limited benefits often detrimental. Although seedlings germinated, survival after three months was negligible. Results presented here suggest that successful seeding with broadcast sprinkler irrigation in the central Mojave Desert is not possible unless the seedbed area is limited or advantageous environmental conditions prevail. Improved knowledge of the germination requirements and applied numerical modeling would result in more successful seedbed management. 相似文献