Temporal variation of soil erosion resistance on sloping farmland during the growth stages of maize (Zea mays L.)     

Rui Ma  Zicheng Zheng  Tingxuan Li  Shuqin He  Xizhou Zhang  Yongdong Wang  Huagang Huang  Daihua Ye 《水文研究》2021,35(9):e14353

Maize growth has great effects on soil properties and thus likely induces the changes in soil erosion resistance on sloping farmland. However, temporal variation of soil erosion resistance during the growth stages of maize is still unclear in the mountainous yellow soil area where maize is the dominant crop. In this study, four maize plots (MP) and four bare land plots (CK) were conducted to investigate soil erosion resistance, and multiple indicators of soil erosion resistance were measured including the total soil anti-scourability (TAS), mean weight diameter (MWD), soil erodibility K factor and soil shear strength (SH). A comprehensive soil erosion resistance index (CSERI) was employed to quantify the temporal variation of soil erosion resistance during the growth stages of maize (seedling stage, SS; jointing stage, JS; tasselling stage, TS; maturing stage, MS). The results showed that TAS, MWD, SH increased significantly with maize growth and SH decreased when at MS. But K factor decreased significantly over time. CSERI increased significantly during the growth stages of maize and the CSERI of JS, TS, MS increased on average by 74.72, 180.68 and 234.57% than that of SS. Compared to CK, CSERI of MP increased by 49.90, 66.82, 55.60 and 38.61% during the growth stages of maize. The temporal variation of soil erosion resistance was closely related to the changes in maize cover, maize roots and soil organic carbon. The findings demonstrated that it is necessary to consider the temporal variation of soil erosion resistance in the mountainous yellow soil area.  相似文献   

Impact of climate indicators on continental‐scale potential groundwater recharge in Africa          下载免费PDF全文

Paolo Nasta  John B. Gates  Yoshihide Wada 《水文研究》2016,30(19):3420-3433

In the last decades, human activity has been contributing to climate change that is closely associated with an increase in temperatures, increase in evaporation, intensification of extreme dry and wet rainfall events, and widespread melting of snow and ice. Understanding the intricate linkage between climate warming and the hydrological cycle is crucial for sustainable management of groundwater resources, especially in a vulnerable continent like Africa. This study investigates the relationship between climate‐change drivers and potential groundwater recharge (PGR) patterns across Africa for a long‐term record (1960–2010). Water‐balance components were simulated by using the PCR‐GLOBWB model and were reproduced in both gridded maps and latitudinal trends that vary in space with minima on the Tropics and maxima around the Equator. Statistical correlations between temperature, storm occurrences, drought, and PGR were examined in six climatic regions of Africa. Surprisingly, different effects of climate‐change controls on PGR were detected as a function of latitude in the last three decades (1980–2010). Temporal trends observed in the Northern Hemisphere of Africa reveal that the increase in temperature is significantly correlated to the decline of PGR, especially in the Northern Equatorial Africa. The climate indicators considered in this study were unable to explain the alarming negative trend of PGR observed in the Sahelian region, even though the Standardized Precipitation‐Evapotranspiration Index (SPEI) values report a 15% drought stress. On the other hand, increases in temperature have not been detected in the Southern Hemisphere of Africa, where increasing frequency of storm occurrences determine a rise of PGR, particularly in southern Africa. Time analysis highlights a strong seasonality effect, while PGR is in‐phase with rainfall patterns in the summer (Northern Hemisphere) and winter (Southern Hemisphere) and out‐of‐phase during the fall season. This study helps to elucidate the mechanism of the processes influencing groundwater resources in six climatic zones of Africa, even though modelling results need to be validated more extensively with direct measurements in future studies. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

基于温度植被干旱指数的电网输电线路走廊干旱分析     

孙洋杰  唐华林 《测绘与空间地理信息》2016,(10):94-97

以湖北省输电线路走廊地区作为研究区,利用2013年1~9月MODIS卫星影像数据,处理得到月尺度的归一化植被指数(Normalized Differential Vegetation Index,NDVI)与地表温度(Land Surface Temperature,LST)数据,构建NDVI-Ts特征空间,计算得到温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI),用TVDI监测结果分析湖北省输电线路走廊区域2013年干旱时空分布情况。结果表明,湖北省输电线路走廊地区TVDI和土壤含水量之间存在显著的负相关,相关系数达到0.525(p0.05),由MODIS卫星影像计算得到TVDI影像可以有效表明湖北省输电线路走廊地区的土壤含水情况。  相似文献   

中国北方地区秋季植被变化及对气候变化的响应研究     

安佑志  高炜  高志强  施润和 《测绘与空间地理信息》2016,(11)

基于1982~2006年的AVHRR GIMMS NDVI数据,使用一元线性回归和分段线性回归等方法,通过对中国北方地区植被变化及其与气候因子的关系研究,揭示该地区近25年来在不同时段的植被变化趋势及对气候变化的响应规律,从而为该地区的生态环境变化研究提供理论依据。研究结果表明:1)中国北方地区秋季植被在25年时间内整体呈上升趋势。秋季NDVI在秋季温度断点之前以上升趋势为主,秋季NDVI在秋季温度断点之后仍以上升趋势为主,但上升趋势有所放缓。2)通过分段线性回归方法和相关分析研究得出中国北方地区秋季温度是秋季NDVI变化的主要驱动力。在秋季温度断点之后,秋季温度仍呈上升趋势而降水呈显著减少的面积增多,从而在温度和降水双重影响下的干旱胁迫导致植被下降;当秋季温度下降而秋季降水增多时干旱发生概率变小,从而使秋季NDVI呈上升趋势。  相似文献   

湖北省旱涝灾害致灾规律的初步研究   总被引：3，自引：2，他引：1  

周悦  周月华  叶丽梅  高正旭 《气象》2016,42(2):221-229

利用1960—2005年湖北省76个地区气象灾害的灾情普查数据和逐日降水量观测资料,对湖北省旱涝灾害的时空分布特征及其致灾规律进行分析。结果表明:干旱灾害的频发区呈东西走向的带状分布,而洪涝灾害的发生频次和频发区面积均明显少于干旱;干旱和洪涝灾害年平均发生站次在1996年以后出现相反的变化趋势,干旱发生站次增加,而洪涝发生站次减少,且两种灾害均主要集中发生在夏季;1996—2001年湖北省部分地区连续出现严重干旱灾害,干旱的累积增强效应导致农业经济损失出现跳跃性增长并在2001年达到最大值;洪涝的致灾强度呈准周期的起伏振荡,农作物受洪涝影响面积最大、损失最多的年份集中在20世纪90年代,农作物受害面积与农业经济损失的决定系数为0.8;受害人口与直接经济损失具有较好的相关特征,且直接经济损失随受害人口增多而增加的速度加快,但近年来人口对洪涝灾害的抵御能力也显著提高;急转干旱和急转洪涝主要发生在鄂西北和鄂东南的夏季,农作物的脆弱度增加,农业经济损失随受害面积增大而增加的速度加快,但所造成的农业经济损失远小于仅发生干旱和洪涝时的数值。  相似文献   

基于作物模型的河南省旱稻干旱风险评估     

薛昌颖 《气象与环境科学》2016,39(2):126-131

采用作物模型与数理统计相结合的方法,利用长期历史气象资料,以作物模型和地理信息系统技术为工具,系统分析了河南地区旱稻生育期水分盈亏情况。以模型模拟的雨养条件下实际蒸散量相对于潜在条件下的蒸散量(即需水量)的亏缺率,即水分亏缺指数,以雨养条件下产量相对于潜在产量的损失率(即灾损指数)作为产量灾损强度评价指标,从受旱程度和产量损失两个角度构建干旱风险评估模型,进行干旱风险评估。结果表明:河南省旱稻生育期集中在6—9月,水分亏缺最多的阶段为出苗—穗分化阶段,水分亏缺指数变化在0.50~0.60,其次是开花—成熟阶段和穗分化—开花阶段,水分亏缺指数变化在0.11~0.43;全生育期水分亏缺指数在0.36~0.50。出苗—穗分化阶段干旱发生的风险最大,其次是开花—成熟阶段,穗分化—开花阶段的最小。河南旱稻生育期干旱风险呈现为由东南向西北逐渐升高的分布,其中三门峡、济源西部一带风险最高,洛阳南部和南阳西北部一带最低,黄河以北大部地区和豫东、豫南地区风险居中。  相似文献   

变化环境下渭河流域水文干旱演变特征剖析   总被引：4，自引：0，他引：4       下载免费PDF全文

任立良  沈鸿仁  袁飞  赵崇旭  杨肖丽  郑培丽 《水科学进展》2016,27(4):492-500

环境变化影响区域水资源的可持续开发利用,导致水文过程出现非平稳特征,需发展非平稳水文干旱评估方法。选取渭河流域为研究区,依据流域内2个水文站、62个雨量站和24个气象站1961-2013年数据,基于可变下渗容量模型定量分离气候变化和人类活动对径流衰减的贡献;采用标准化径流指数（Standardized Runoff Index, SRI）剖析水文干旱时空演变特征;提出多种SRI参数化方案,对比评定各方案表征非平稳干旱的合理性以及环境变化对干旱演变的影响作用。结果表明:自1991年以来渭河流域年径流量呈显著衰减趋势,人类活动是径流演变的主要因素,对咸阳和华县站径流量变化的贡献率分别为-66.7%和-71.0%;时变参数方案计算的干旱指数能合理重建历史水文干旱序列;人类活动是渭河流域1991年以来短历时水文干旱发生的主导因素,气候变化主要影响长历时旱涝的演变趋势。  相似文献   

仿生高效切削齿试验研究          下载免费PDF全文

高科  唐琼琼  孙阳  谢晓波 《探矿工程》2016,43(8):69-71

在仿生高效耐磨理论的指导下,以鼹鼠爪趾为仿生原型,引入了其经长期进化而具有的高效、耐磨的特性。选用CVD多晶金刚石为切削齿的切削单元,采用真空热压烧结工艺制备仿生高效切削齿,并将其与常规PDC齿、仿生PDC齿的耐磨性和切削效率进行对比试验,结果显示：仿生高效切削齿的耐磨性较常规PDC齿提高23%;切削效率较常规PDC齿提高1.49倍,较仿生PDC齿提高48%。初步证明了仿生高效切削齿工艺的可行性,为下一步高效切削钻头的研究奠定了坚实的基础。  相似文献   

新型抗高温二次交联凝胶堵漏材料的研制          下载免费PDF全文

胡子乔  刘四海  张金成  李大奇  褚奇 《探矿工程》2016,43(7):103-106

针对普通凝胶抗温能力较差难以适用于高温地层堵漏作业的问题,通过设计合成抗高温凝胶主剂GN-1并运用二次交联技术,研发了新型抗高温凝胶堵漏材料。优选配方为：淡水+1.5%GN-1+0.15%地面交联剂+1%井下交联剂+0.2%抗氧化剂。通过热滚老化与高温流变测试相结合的手段对凝胶抗温能力进行评价。结果表明,该凝胶材料具有良好的热稳定性,在180 ℃下老化24 h后,7.34 s-1下剪切粘度＞10000 mPa?s。大幅加重后180 ℃老化24 h仍能保持较好的粘弹性。此外还考察了不同温度和pH值下的成胶性能以及与聚磺钻井液体系的配伍性,为抗高温凝胶堵漏材料在现场的应用奠定基础。  相似文献   

中国历史极端干旱研究进展   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

屈艳萍  吕娟  张伟兵  苏志诚  李哲 《水科学进展》2018,29(2):283-292

中国现有抗旱相关法规、规划、标准和制度等均是按常态干旱考虑的,几乎没有考虑大范围、长历时极端干旱的问题。一旦发生类似崇祯大旱和光绪大旱等极端干旱,将对中国经济社会产生深刻影响。从历史旱涝序列重建、极端干旱事件复原和重演3个方面论述了相关研究进展,发现重建方面缺乏重建方法对比研究、重建序列时空分辨率较低等,复原方面缺乏干旱灾害双重属性的考虑等,重演方面缺乏对抗旱减灾能力以及全球气候变化的考虑等。对未来研究重点和实践需求进行了展望,指出需在不同重建方法交叉检验、高时空分辨率旱涝序列重建、基于自然灾害双重属性的历史极端干旱事件复原、历史极端干旱事件定量化重演和干旱巨灾风险应对战略等方面取得突破性进展。  相似文献