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不同植被类型下盐碱土壤优先流特征
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作者 马小文 张峰举 +3 位作者 马玲 马艳 潘卓 王幼奇 《中国水土保持科学》 北大核心 2026年第1期126-136,共11页
【目的】银北平原地处西北干旱半干旱区,降雨少、蒸发强,加之长期大水漫灌导致地下水位上升以及排水系统不完善等,使得盐碱化问题普遍存在。通过研究不同植被类型土壤水分入渗与染色特征差异,来探讨水分入渗过程的影响机制。本研究可为... 【目的】银北平原地处西北干旱半干旱区,降雨少、蒸发强,加之长期大水漫灌导致地下水位上升以及排水系统不完善等,使得盐碱化问题普遍存在。通过研究不同植被类型土壤水分入渗与染色特征差异,来探讨水分入渗过程的影响机制。本研究可为西北干旱半干旱地区盐碱土中不同植被类型下优先土壤组分的迁移及盐分积累过程提供理论依据。【方法】以银北平原5种植被类型盐碱地为研究对象:田菁(A1)、芦苇(A2)、湖南稷子(A3)、盐地碱篷(A4)、野榆钱菠菜(A5),以裸地(CK)为对照,共设置6个样点。通过野外染色示踪试验,结合图像处理软件技术,确定优先流特征参数,进一步运用相关性分析和冗余分析探究不同植被类型盐碱地土壤的优先流特征及影响因素。【结果】1)不同植被类型土壤优先流形态存在差异,盐地碱篷、湖南稷子和野榆钱菠菜的土壤染色形态均匀,裸地和芦苇的土壤染色深度较浅,田菁土壤的染色形态规律性较差。2)湖南稷子和盐地碱篷的土壤染色范围最大,分别达35.71%和34.7%,且染色区域集中,上下层土壤连通性较好,无单个狭长的优先流路径;与裸地相比,湖南稷子、盐地碱篷、野榆钱菠菜、田菁、芦苇的土壤染色面积比分别提升4.04、3.9、2.97、2.75和2.08倍,与盐地碱篷土壤相比,湖南稷子、野榆钱菠菜、芦苇、田菁的土壤和裸地的基质流深度分别减少20%、25%、56%、65%和82.5%,芦苇、野榆钱菠菜、盐地碱篷、湖南稷子的土壤,以及裸地和田菁土壤的优先流比依次增大,其中田菁土壤的优先流发育程度最高。3)优先流比与土壤密度呈正相关。冗余分析显示土壤密度是主导因子,表明其可以很好的解释优先流的变异。【结论】不同植被类型盐碱土壤中田菁优先流发育最高,基质流比例高的湖南稷子、野榆钱菠菜和盐地碱篷可能更适应干旱胁迫环境,其均匀的水分运移模式更有利于改善区域水分生态环境。 展开更多
关键词 优先流 盐碱地 植被类型 染色示踪法
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陕北白于山区土壤水力特性对植被恢复类型和坡位的响应特征
2
作者 马雅莉 冯娜 +4 位作者 齐昆 张晨晨 曹庆喜 乔江波 石长春 《水土保持研究》 北大核心 2026年第1期165-173,183,共10页
[目的]揭示白于山区土壤水力特性对植被恢复类型和坡位的响应特征,理解不同立地条件下土壤水力特性空间变异特征,为白于山区水循环研究提供数据支撑。[方法]以白于山区不同植被类型乔木(杏树、小叶杨和油松)和灌木(柠条)为研究对象,荒草... [目的]揭示白于山区土壤水力特性对植被恢复类型和坡位的响应特征,理解不同立地条件下土壤水力特性空间变异特征,为白于山区水循环研究提供数据支撑。[方法]以白于山区不同植被类型乔木(杏树、小叶杨和油松)和灌木(柠条)为研究对象,荒草地(CK)作为对照。通过野外采样和室内试验测定不同植被类型坡底、坡中和坡顶0—100 cm的土壤水力特性(饱和导水率(K_(s))、容重(BD)、饱和含水量(θ_(s))和田间持水量(θ_(f))),并使用描述性统计、相关性分析和随机森林模型揭示0—100 cm土壤水力特性的垂直变异特征及影响因素,借助多元逐步线性回归模型建立适用于该地区的土壤水力特性传递函数。[结果](1)对于不同植被类型,乔木的K_(s)均值最高,灌木次之,荒地最低;荒地和灌木的BD均值最大,乔木最低;θ_(s)和θ_(f)趋势一致,即乔木最高,灌木次之,荒地最差。(2)对于不同坡位,不同水力特性从坡顶到坡底无明显规律。(3)相关性分析和随机森林模型表明:粉粒和BD是K_(s)的主要影响因素;砂粒和深度是BD的主要影响因素;BD是θ_(s)和θ_(f)的主要影响因素。[结论]基于线性回归建立的水力特性传递函数K_(s)最低,为0.45,θ_(s)最高,达到了0.82,整体具有较好的精度,能够用于白于山区土壤水力特性的预测。 展开更多
关键词 白于山区 水力特性 空间变异 传递函数 线性回归模型
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长期增施有机肥对土壤物理特征、微生物生物量碳氮及土壤酶活性的影响 被引量：3
3
作者 杨永辉 张运红 +5 位作者 高翠民 刘昊 潘晓莹 何方 韩伟锋 武继承 《干旱地区农业研究》 北大核心 2025年第3期107-115,共9页
增施有机肥对改善土壤结构、提高土壤保水保肥能力,提升微生物活性和土壤质量均具有重要作用,但长期增施有机肥对土壤物理特性、水分参数、微生物特性及其相互关系尚不清楚,需要系统研究以确定长期施用有机肥对于土壤理化特性及其生物... 增施有机肥对改善土壤结构、提高土壤保水保肥能力,提升微生物活性和土壤质量均具有重要作用,但长期增施有机肥对土壤物理特性、水分参数、微生物特性及其相互关系尚不清楚,需要系统研究以确定长期施用有机肥对于土壤理化特性及其生物特性的综合作用效果。本研究在河南省节水农业禹州试验基地开展长期定位试验(2006年小麦播种时开始),采用CT扫描技术定量分析长期施用有机肥(腐熟鸡粪750 kg·hm^(-2))对0~40 cm土层土壤孔隙的影响,同时测定分析0~10 cm土层的土壤团粒结构、土壤水分参数及微生物生物量碳氮和土壤酶活性等指标。结果表明:随着土壤团聚体粒级的减小,不同施肥措施的土壤团聚体含量表现为逐渐增加的趋势。与单施化肥相比,增施有机肥的>0.5 mm粒级的团聚体含量提高了70.1%,0.25~0.5 mm和<0.25 mm粒级的团聚体含量分别减少了34.2%和26.5%;增施有机肥提高了水稳性大团聚体含量和团聚体平均重量直径,提高了土壤结构稳定性。随土层的加深,土壤孔隙数目呈现逐渐增加的趋势,土壤孔隙度则表现为逐渐降低的趋势,土壤孔隙成圆率则表现为逐渐增加再降低的趋势。长期增施有机肥提高了0~100 mm、200~250 mm和250~300 mm土层的孔隙数目,0~100 mm、150~200 mm和250~400 mm土层的土壤孔隙度以及0~150 mm和155~200 mm土层的孔隙成圆率;长期增施有机肥可提高土壤饱和导水率、土壤持水能力、供水能力、田间持水量及有效水含量,且提高了小麦不同生育时期的土壤微生物生物量碳和氮、土壤蔗糖酶、纤维素酶、脲酶及蛋白酶活性。综上所述,长期增施有机肥改善了土壤理化性质、提高了土壤结构稳定性和土壤水分参数,同时提高了微生物活性和土壤酶活性。 展开更多
关键词 有机肥 土壤结构 土壤有机碳 土壤水分参数 土壤微生物生物量碳氮 土壤酶活性
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宁南黄土区中庄小流域土壤密度坡面变化及尺度效应
4
作者 韩新生 许浩 +5 位作者 刘广全 安钰 董立国 王月玲 万海霞 郭永忠 《水土保持研究》 北大核心 2025年第2期72-82,共11页
[目的]分析土壤密度在坡面上的变化特征及尺度效应,探讨土壤密度坡面尺度转换路径,为精准监测土壤密度、科学评价土壤功能、指导土壤资源管理提供理论依据。[方法]在宁夏南部半干旱黄土丘陵区中庄小流域,选择3个退耕还林还草后的典型坡... [目的]分析土壤密度在坡面上的变化特征及尺度效应,探讨土壤密度坡面尺度转换路径,为精准监测土壤密度、科学评价土壤功能、指导土壤资源管理提供理论依据。[方法]在宁夏南部半干旱黄土丘陵区中庄小流域,选择3个退耕还林还草后的典型坡面,按坡位从上至下设置了5个样地,调查各样地的植被类型、土地利用、立地条件等,采用环刀法分层测定了200 cm深度的土壤密度。[结果]在东坡、西坡、南坡,土壤密度随土层加深基本表现为线性增加,土层每加深10 cm土壤密度平均增加0.0062,0.0036,0.0075 g/cm^(3),其原因为植被根系、土壤有机质、压实作用的土层差异。在0—200 cm土层,东坡和南坡土壤密度坡面均值均为1.22 g/cm^(3),低于西坡(1.26 g/cm^(3))。3个坡面土壤密度的坡面变化存在差异,东坡、西坡、南坡沿坡变化表现为逐渐增加或先增后减、先升后降、先降后升,整体上为坡面下部大于上部,主要原因包括植被类型、土地利用、人类活动、恢复年限等坡面差异。以离坡顶水平距离增加100 m土壤密度坡面滑动平均值的变化量评价坡面尺度效应,0—200 cm土层的平均土壤密度坡面尺度效应在东坡为0.032(g/cm^(3))/100 m,在西坡为0.024(g/cm^(3))/100 m(离坡顶0—250 m)和-0.007(g/cm^(3))/100 m(离坡顶250—329 m),在南部为-0.011(g/cm^(3))/100 m(离坡顶0—140 m)和0.018(g/cm^(3))/100 m(离坡顶140—368 m)。构建3个坡面不同坡位样地各土层的土壤密度与坡面均值的比值随离坡顶水平距离增加而变化的关系式(R2>0.80,p<0.0001),且基于拟合关系式预测的土壤密度坡面均值的相对误差均小于2.5%,藉此可由任一坡位样地土壤密度测定值准确便捷地估算坡面均值。[结论]半干旱黄土区土壤密度坡面变化和坡位差异明显,且植被类型、人为干扰、土地利用等对土壤密度坡面分布格局影响较大,未来应加强主要作用因子对土壤密度坡面变化及尺度效应的贡献研究。 展开更多
关键词 土壤密度 坡面变化 尺度效应 植被类型 半干旱黄土区
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黑龙江省嫩江市土壤容重空间分布格局及传递函数构建 被引量：3
5
作者 王冰洁 秦诗涵 +7 位作者 李德成 胡文友 姜军 迟凤琴 张超 张久明 徐英德 汪景宽 《中国农业科学》 北大核心 2025年第9期1791-1803,共13页
【目的】针对东北典型黑土区耕地土壤“变硬”程度及其空间分布不明确问题,以黑龙江省嫩江市为例,对土壤容重空间分布格局进行预测分析,并建立基于有机质含量、紧实度等因素的土壤容重传递函数。【方法】通过Pearson相关性分析和主成分... 【目的】针对东北典型黑土区耕地土壤“变硬”程度及其空间分布不明确问题,以黑龙江省嫩江市为例,对土壤容重空间分布格局进行预测分析,并建立基于有机质含量、紧实度等因素的土壤容重传递函数。【方法】通过Pearson相关性分析和主成分分析评估土壤属性、气候变量以及地形变量对土壤容重影响的重要程度,运用随机森林模型进行土壤容重预测制图。同时,基于多元线性回归和支持向量机等多种模型构建土壤容重传递函数,并比较其精度。【结果】土壤容重与土壤含水量、有机质含量呈显著负相关,同时受黏粒、砂粒、p H及年均气温和年均降水量等土壤和气候因素的影响,地形因素影响相对较小。进一步预测制图发现,嫩江市土壤容重均呈现由东北(1.08—1.17 g·cm^(-3))向西南(1.30—1.40 g·cm^(-3))逐渐递增,且呈现亚表层土壤容重高于表层的趋势。此外,土壤容重和紧实度随土壤深度增加而增加,但土壤容重变化较缓(1.20—1.44 g·cm^(-3)),而紧实度主要在表层(0—20 cm)迅速增加(变化幅度约为300 kPa);土壤有机质含量随深度增加而降低。通过土壤容重与有机质含量、紧实度等参数进行函数拟合,发现二项式模型和支持向量机分别在有机质—容重、紧实度—容重的拟合中具有较高的R^(2)值,表现出较好的拟合效果和较强的解释力。在亚表层土壤中,通过紧实度构建的土壤容重传递函数预测精度(R^(2)=0.55,RMSE=0.1)高于通过土壤有机质构建的模型(R^(2)=0.43,RMSE=0.12)。【结论】嫩江市土壤容重呈东北低西南高的分布趋势,且受土壤属性、气候和地形等多种因素的共同影响。基于紧实度的传递函数可作为东北黑土容重变化及“变硬”程度的快速诊断方法。 展开更多
关键词 东北黑土 土壤容重 土壤紧实度 土壤有机质 空间分布 传递函数 随机森林模型
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狗牙根根系生长动态特征及其对土壤孔隙演变的影响 被引量：2
6
作者 张靖 冉义国 +3 位作者 马东豪 陈琳 吴英博 黄平 《土壤学报》 北大核心 2025年第1期54-68,共15页
狗牙根(Cynodon dactylon)是生态绿化、固土护坡、植被重建和水土保持的常用草本植物,其发达的根系网络和独特的生长特性对于土壤孔隙的形成和空间重组具有重要影响。然而,目前相关研究多聚焦于其根系对土壤团聚体形成和稳定的作用,根... 狗牙根(Cynodon dactylon)是生态绿化、固土护坡、植被重建和水土保持的常用草本植物,其发达的根系网络和独特的生长特性对于土壤孔隙的形成和空间重组具有重要影响。然而,目前相关研究多聚焦于其根系对土壤团聚体形成和稳定的作用,根系生长过程对土壤孔隙的动态影响尚不清楚。本研究采用盆栽试验,选取狗牙根为模式植物,西南山地丘陵区典型紫色土和黄壤为培养基质,设置紫色土单种(G)、紫色土空白(CK)、黄壤单种(YG)和黄壤空白(YCK)4种不同处理。利用微根窗技术连续采集不同处理下的土壤剖面图像,通过优化的根系提取算法和图像处理技术量化不同时期的狗牙根根系性状和土壤孔隙结构参数,结合统计分析,探究狗牙根根系生长动态及其对土壤孔隙结构演变的影响。结果表明:(1)狗牙根在紫色土和黄壤中均呈生长状态,其根系生长速率在不同土壤类型间表现为:紫色土>黄壤,紫色土狗牙根的根长、根表面积和根体积分别是黄壤培养条件下的近3倍;(2)与未种植植物的CK和YCK相比,狗牙根的生长显著降低了紫色土和黄壤的孔隙数目、孔隙度和孔隙分形维数,并且根系对土壤孔隙的降低作用随根系生长不断增强;(3)冗余分析表明,根系累计解释了40.60%的土壤孔隙结构变异,根长、根表面积和根体积是降低土壤孔隙结构参数的关键根系性状。综上所述,通过优化的微根窗技术实现了植物根系和土壤孔隙的定点连续观测,发现狗牙根在生长期间显著降低了孔隙数目等参数,这为根–孔交互作用的原位、无损、动态研究提供了方法学支撑,也为生态脆弱区植被恢复和水土保持提供了理论依据。 展开更多
关键词 根系性状 土壤孔隙结构 微根窗技术 根–孔交互作用
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喀斯特峰丛洼地小流域不同景观位置土壤饱和导水率特征及其影响因素 被引量：1
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作者 余欣芮 李学章 +3 位作者 张帅普 侯森政 徐宪立 王克林 《水土保持学报》 北大核心 2025年第1期30-37,共8页
[目的]峰丛洼地是重要的喀斯特地貌类型之一,探明不同景观位置对Ks的影响规律可为深入理解该区水文过程提供参考。[方法]通过测定2种景观位置不同土层Ks和土壤理化性质,采用方差分析、回归分析和通径分析等方法研究不同景观位置Ks的分... [目的]峰丛洼地是重要的喀斯特地貌类型之一,探明不同景观位置对Ks的影响规律可为深入理解该区水文过程提供参考。[方法]通过测定2种景观位置不同土层Ks和土壤理化性质,采用方差分析、回归分析和通径分析等方法研究不同景观位置Ks的分布特征及其影响因素。[结果]景观位置和土层对Ks分布有显著的影响(p<0.05),景观位置的影响主要体现在0~10、20~30 cm土层,土层的影响主要发生在坡地,而土地利用的影响不显著(p>0.05)。景观位置对土壤颗粒组成和全磷影响不明显(p>0.05),而有机碳、全氮和体积质量随景观位置不同发生明显变化(p<0.05)。坡地Ks与粉粒、砂粒、有机碳和全磷呈显著正相关(p<0.05),与黏粒和体积质量呈显著负相关(p<0.05);洼地Ks与体积质量呈显著正相关(p<0.05)。通径分析表明,体积质量和有机碳是影响坡地和洼地Ks的主要因素。利用多元逐步回归建立坡地和洼地Ks的回归方程,其影响因素方差解释率分别为76.2%和32.6%。[结论]地貌特征分异对土壤水文参数分布有重要影响,可为喀斯特峰丛洼地小流域水土过程研究提供科学依据。 展开更多
关键词 饱和导水率 景观位置 峰丛洼地 影响因素 通径分析
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土壤团聚体孔隙及其表征方法 被引量：2
8
作者 黄文智 陈学文 +5 位作者 梁爱珍 张延 黄丹丹 刘立名 柳亚彤 张蕾 《土壤与作物》 2025年第2期129-143,共15页
土壤团聚体孔隙结构作为土壤质量的核心要素,通过调控水气运移、养分循环和微生物活动等生态过程,深刻影响着农田生态系统功能。本文系统阐述了团聚体孔隙的形态特征及其与土壤水分动态、根系互作、碳氮循环和气体交换的互馈机制。团聚... 土壤团聚体孔隙结构作为土壤质量的核心要素,通过调控水气运移、养分循环和微生物活动等生态过程,深刻影响着农田生态系统功能。本文系统阐述了团聚体孔隙的形态特征及其与土壤水分动态、根系互作、碳氮循环和气体交换的互馈机制。团聚体间孔隙主导水分优先流与气体扩散,而微孔隙则影响有机碳的稳定性和养分固存。根系生长通过机械作用与分泌物调控孔隙网络重构,同时孔隙结构制约着根际过程与微生物活性。传统表征方法受限于二维分析和结构破坏,难以解析孔隙三维连通性等关键特征。计算机断层扫描技术通过非侵入式三维成像实现了孔隙形态、分布及连通性的定量表征,揭示了耕作方式、干湿循环等管理措施对孔隙结构的重塑规律。当前研究面临的技术瓶颈是:图像分辨率与阈值分割方法制约孔隙网络精准解析,多尺度关联机制和动态过程监测不足,同步辐射技术的广泛应用受限。未来需融合4D-CT、人工智能和跨尺度建模技术,发展标准化图像处理流程,深化孔隙结构与生态功能的动态耦合研究,为土壤健康管理提供理论支撑。 展开更多
关键词 土壤团聚体 团聚体内孔隙 团聚体间孔隙 计算机断层扫描 表征方法
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土壤压实曲线参数模型的对比研究
9
作者 高照 景元书 +6 位作者 高晨 蒋一飞 贾仁浩 刘正国 张子杰 李晓鹏 刘建立 《土壤》 北大核心 2025年第1期179-186,共8页
为验证经验性土壤压实曲线参数模型的适用性,本文利用典型东北黑土的原状土和填装土室内单轴压缩试验数据,对比分析了10种土壤压实曲线参数模型的应用效果。结果表明,Fredlund-Xing、Logistic、Kosugi、Gompertz模型均能很好地拟合荷载... 为验证经验性土壤压实曲线参数模型的适用性,本文利用典型东北黑土的原状土和填装土室内单轴压缩试验数据,对比分析了10种土壤压实曲线参数模型的应用效果。结果表明,Fredlund-Xing、Logistic、Kosugi、Gompertz模型均能很好地拟合荷载压力-土壤孔隙比数据,其R^(2)均大于0.998,RMSE均小于0.004,可用于拟合土壤压实曲线。其中5参数的Fredlund-Xing模型效果最佳,R2>0.998,RMSE<0.003,推荐在实际研究中使用。研究结果可为土壤压实过程定量模拟和压实风险评估提供参考依据。 展开更多
关键词 土壤 压实曲线 参数模型 模型评价
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土壤孔隙结构自动化检测系统研究
10
作者 杨茜 李伟松 +2 位作者 李朝亮 程曼 袁洪波 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第1期249-254,共6页
针对当前土壤或基质内部孔隙结构检测系统存在精度较低、自动化程度较差、检测成本较高等问题,设计一种低成本的土壤孔隙结构自动化检测系统。系统由自动化研磨模块、断面图像采集模块和运动控制模块三部分组成,首先对土壤或基质样品进... 针对当前土壤或基质内部孔隙结构检测系统存在精度较低、自动化程度较差、检测成本较高等问题,设计一种低成本的土壤孔隙结构自动化检测系统。系统由自动化研磨模块、断面图像采集模块和运动控制模块三部分组成,首先对土壤或基质样品进行连续地自动高精度断面研磨并获取具有序列信息的断面图像;然后对断面图像进行裁剪、增强和分割等处理,最后提取出相关的孔隙分布信息。试验结果表明:该自动化检测系统采用优化的断面图像处理方法,能够基于图像自动统计出每一个断层上大孔隙和有效孔隙的数量;在样本断层厚度和断层图像分辨率方面均优于CT扫描,分别可以达到0.05 mm和2 400万像素,且使用成本较低。因此,该自动化检测系统为土壤孔隙结构研究提供新的技术手段和装备支撑。 展开更多
关键词 土壤 断层成像 孔隙检测 孔隙结构 孔隙数量
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利用热脉冲技术测定黏质土壤收缩过程
11
作者 鲍杰涛 田正超 +1 位作者 张谋辉 陈家宙 《农业工程学报》 北大核心 2025年第23期117-124,共8页
针对传统土壤收缩测定方法连续性不足和精度受限等问题,该研究提出一种基于热脉冲技术测定的热导率估计黏质土壤胀缩动态的方法。以4种典型黏质土壤(砂姜黑土、水稻土、红壤、灰潮土)为对象,在初始容重1.0和1.2 g/cm^(3)条件下,利用改进... 针对传统土壤收缩测定方法连续性不足和精度受限等问题,该研究提出一种基于热脉冲技术测定的热导率估计黏质土壤胀缩动态的方法。以4种典型黏质土壤(砂姜黑土、水稻土、红壤、灰潮土)为对象,在初始容重1.0和1.2 g/cm^(3)条件下,利用改进的Hyprop装置结合热脉冲传感器,同步监测了土壤脱水过程中的热特性及固、液、气三相比例动态,并与传统量积法结果进行对比验证。结果显示黏质土的热容量随干燥过程总体下降,初始容重较高的土壤热容量的变化范围较广;而黏质土的热导率并未随含水量降低而下降,而随土壤固相收缩而上升。土壤收缩特性受黏粒含量、有机质及初始容重共同调控,黏粒含量最高的红壤收缩能力最强。热脉冲方法可以准确反演黏质土收缩过程固、液、气三相动态,容重动态估计值与量积法高度一致,决定系数(R^(2))>0.90,均方根误差(RMSE)为0.038~0.185 g/cm^(3)。该研究提出的热脉冲技术可以实现连续、非破坏性监测黏质土壤收缩过程中的三相动态,克服了传统方法的局限性,为土壤物理学研究提供了新的技术手段,对优化灌溉管理、评估土壤气候适应性及指导岩土工程实践具有重要借鉴价值和指导意义。 展开更多
关键词 黏质土壤 干燥收缩 热脉冲技术 热导率 容重
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不同切根打孔参数条件下伊犁山地草甸土壤物理性质与产草量研究
12
作者 樊学婷 章莲 +3 位作者 和海秀 陈宁 段震宇 梁飞 《农业机械学报》 北大核心 2025年第11期165-176,共12页
为探究切根与打孔组合对山地草甸土壤改良及产草量的影响,于2023年5月—2024年9月在伊犁河谷进行定位试验,设置了切根深度(5、10、15 cm)、打孔间距(20、40、60 cm)及对照(CK),分析其对土壤物理性质和产草量的影响。结果表明,切根使土... 为探究切根与打孔组合对山地草甸土壤改良及产草量的影响,于2023年5月—2024年9月在伊犁河谷进行定位试验,设置了切根深度(5、10、15 cm)、打孔间距(20、40、60 cm)及对照(CK),分析其对土壤物理性质和产草量的影响。结果表明,切根使土壤容重降14.58%~20.83%,比重降3.54%~9.73%,孔隙度提升2.76%~5.47%,鲜草增产26.54%~36.01%,干草增产18.46%~26.80%,并降低土壤紧实度;打孔使土壤容重降16.67%~17.71%,比重降2.65%~7.96%,孔隙度提升1.52%~5.56%,鲜草增产20.68%~35.08%,干草增产9.31%~29.49%,亦改善紧实度。切根与打孔组合能有效改良土壤物理性质、提升产草量,改善山地草甸环境,其中D60Q5在土壤改良和增产方面表现突出,兼具生态与经济效益。综上,单一切根最佳深度为5~10 cm,单一打孔最佳间距为40~60 cm;打孔60 cm和切根5 cm组合为伊犁河谷山地草甸改良的最优方案。 展开更多
关键词 山地草甸 切根 打孔 土壤物理性质 产草量
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黄土丘陵沟壑区土壤大孔隙特征变化及其影响因素
13
作者 张睿惇 马宏红 +2 位作者 高鹏 艾旭城 温永福 《水土保持研究》 北大核心 2025年第4期59-67,共9页
[目的]探究黄土丘陵沟壑区植被恢复下土壤大孔隙的特征变化,为进一步了解土壤大孔隙对水分入渗的影响机制提供参考依据。[方法]在纸坊沟小流域选择长期耕作的农地与不同恢复年限的草地、灌木地和林地作为研究样地,利用CT扫描技术,量化... [目的]探究黄土丘陵沟壑区植被恢复下土壤大孔隙的特征变化,为进一步了解土壤大孔隙对水分入渗的影响机制提供参考依据。[方法]在纸坊沟小流域选择长期耕作的农地与不同恢复年限的草地、灌木地和林地作为研究样地,利用CT扫描技术,量化土壤大孔隙的特征参数,分析影响大孔隙发育的主要因素。[结果]草地、灌木地和林地的土壤大孔隙参数优于农地;林地土壤大孔隙度和当量直径均显著大于其他植被类型(p<0.05),大孔隙结构优于草地和灌木地;草地和林地的土壤大孔隙结构随着恢复年限的增加逐渐优化,灌木地的优化相对不明显;大孔隙度与根系平均直径、根系体积密度都存在显著的正相关关系(p<0.05);土壤大孔隙数量与有机质存在显著正相关关系(p<0.05)。[结论]植被恢复有利于改善土壤大孔隙结构,有机质和植物根系特征对土壤大孔隙的发育有明显的促进作用。 展开更多
关键词 黄土丘陵沟壑区 植被恢复 土壤大孔隙 CT扫描
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基于机器学习模型的农田土壤容重模拟及其影响因素
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作者 丁司丞 方超 +1 位作者 卓玛拉姆 冯兆忠 《应用生态学报》 北大核心 2025年第9期2827-2835,共9页
为明确典型农田土壤容重空间变异规律及关键驱动因素,本研究采集江苏省611个农田样地0~10、10~20和20~40 cm剖面土壤样品,结合实测的土壤容重数据与多种物理化学性质及气候环境变量,分析了土壤容重的空间分布规律及主要影响因素,并采用... 为明确典型农田土壤容重空间变异规律及关键驱动因素,本研究采集江苏省611个农田样地0~10、10~20和20~40 cm剖面土壤样品,结合实测的土壤容重数据与多种物理化学性质及气候环境变量,分析了土壤容重的空间分布规律及主要影响因素,并采用随机森林和神经网络模型对土壤容重进行模拟。结果表明:江苏省农田土壤容重随土层深度增加而显著增大。0~10和20~40 cm土壤容重空间分布规律总体一致,10~20 cm土壤容重受秸秆还田影响空间分布更具随机性;土壤容重高值区域相对集中分布于江苏省南部、徐州及沿海区域。11种作物种植模式下,仅0~10 cm土壤容重存在显著差异。农田0~20 cm土壤容重空间异质性受耕作与秸秆施用影响,20~40 cm土壤容重主要由母质和水热条件控制。农田土壤容重与土壤有机碳、全氮含量呈显著负相关,与pH和C/N呈显著正相关,且土壤容重受土壤深度、区域、年均温度和纬度的共同影响。基于10个土壤理化性质、环境因素和气候变量的随机森林模型和7个相关变量的神经网络模型可分别模拟农田土壤容重62%和53%的变异。随机森林模型中的重要环境因素为纬度、经度和年均温度,其次是土壤C/N及有机碳含量;神经网络模型中以年均降水量和C/N重要性最高。农田土壤容重受土壤理化性质、地理位置、作物种植模式和气候因子的共同影响,随机森林模型在模拟0~40 cm深度土壤容重方面效果更好,可基于易获取的变量便捷模拟长三角区域农田土壤容重。 展开更多
关键词 土壤容重 农田土壤 空间分布 机器学习
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不同物料改良苏打盐碱土的效果评估
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作者 梁燕萍 黄立华 +4 位作者 刘伯顺 蒋小曈 黄广志 蔡婧晖 张丰沂 《土壤与作物》 2025年第4期391-404,I0001,共15页
松嫩平原西部的苏打盐碱地是重要的后备耕地资源,采用合适的物料改良这类土壤以适应作物种植,全面提升土地产能是当前亟待解决的问题。本研究开展了为期2年不同改良物料施用后种植水稻的田间试验,改良物料处理包括草炭土(PE)、磷石膏(PG... 松嫩平原西部的苏打盐碱地是重要的后备耕地资源,采用合适的物料改良这类土壤以适应作物种植,全面提升土地产能是当前亟待解决的问题。本研究开展了为期2年不同改良物料施用后种植水稻的田间试验,改良物料处理包括草炭土(PE)、磷石膏(PG)、脱硫石膏(DG)、腐熟羊粪(MU)和液体改良剂(LQ),以不施用改良物料作为对照(CK)。为了克服苏打盐碱土空间异质性大的问题,采用混合效应模型分析了改良前后土壤理化特征的变化。研究结果表明,改良物料PE、PG、DG和LQ施用两年后,土壤pH较改良前分别降低了0.13、0.20、0.24和0.82个单位,土壤电导率(EC)较改良前分别降低了34.2%、58.3%、15.3%和53.9%;MU和CK处理较改良前pH分别增加了0.47和0.26个单位,EC分别增加了76.4%和107%;改良物料PE和MU处理的土壤有机质(SOM)第一年较开垦前增加了17.2%和14.0%,第二年较开垦前下降了10.3%和29.2%,而CK处理第一年和第二年SOM较开垦种植前降低了28.6%和41.4%,改良物料PG、DG和LQ处理的SOM变化不显著;上述5种不同改良物料处理的土壤质量指数均显著增高(P<0.05),增高幅度为7.25%~40.5%,其中LQ效果最显著,其次是MU。与未施改良物料CK相比,不同改良物料处理显著增加稻谷产量(P<0.05),PE、PG、DG、MU和LQ的增产效果分别为2.83倍、3.95倍、3.77倍、3.83倍和1.37倍。综合来看,改良物料PG和MU处理的水稻产量和投入产出效益相对更优,但从土壤单项指标上看,二者施用短期有增加土壤盐分风险,必须配合科学的灌排洗盐措施。综上,苏打盐碱土改良物料的选择必须综合考虑作物产量、土壤质量和经济成本等多种因素,科学配置混合改良物料是未来盐碱土改良的重要发展方向。 展开更多
关键词 苏打盐碱土 改良物料 混合效应模型 土壤质量指数 成本效益分析
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露天矿排土场不同复配土模式下土壤质量评价 被引量：1
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作者 王鹤燕 李龙 张亮 《内蒙古大学学报(自然科学版)》 2025年第3期290-301,共12页
采用不同比例风沙土与矿区排土场土壤复配的方式对矿区土壤进行改良,探索不同配土模式下的土壤质量变化情况,为矿区排土场生态环境改善工作提供技术支撑。以鄂尔多斯市伊金霍洛旗荣恒露天矿排土场的3种改良土壤(P_(A):风沙土与排土场土... 采用不同比例风沙土与矿区排土场土壤复配的方式对矿区土壤进行改良,探索不同配土模式下的土壤质量变化情况,为矿区排土场生态环境改善工作提供技术支撑。以鄂尔多斯市伊金霍洛旗荣恒露天矿排土场的3种改良土壤(P_(A):风沙土与排土场土壤配比为1∶9,P_(B):风沙土与排土场土壤配比为2∶8,P_(C):风沙土与排土场土壤配比为3∶7)及1种排土场本土P_(K)作为研究对象,通过主成分分析(P_(C)A)、相关性分析和Norm值的计算,从12个指标中筛选出最小数据集指标,对土壤质量进行评价,研究结果表明:(1)将全数据集(TDS)与最小数据集(MDS)得出的土壤质量指数(SQI)进行线性拟合,两者存在显著正相关关系(R2=0.847,P<0.05),表明MDS可以代替TDS对半干旱地区露天矿排土场进行土壤质量评价,MDS选取的指标包括含水率、饱和含水率、全磷;(2)4种样地的SQI分布在0.329~0.829之间,其中P_(A)(SQI=0.508)、P_(B)(SQI=0.640)、P_(C)(SQI=0.829)、P_(K)(SQI=0.329)四者之间相关性显著(P<0.05),对比SQI值P_(A)、P_(B)、P_(C)均大于P_(K),表明风沙土与矿区排土场土壤复配对土壤改良效果产生积极影响;(3)P_(C)0~20cm土层的土壤质量指数最大,P_(A)、P_(B)的表层土壤质量显著高于深层土壤质量(P<0.05),P_(C)、P_(K)表层土壤与深层土壤质量差异不显著(P>0.05)。通过土壤质量指数计算结果可知P_(C)表层土壤改良效果最佳。 展开更多
关键词 风沙土 排土场 土壤复配 最小数据集 土壤质量
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容重对土壤水分入渗能力影响模拟试验 被引量：215
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作者 李卓 吴普特 +3 位作者 冯浩 赵西宁 黄俊 庄文化 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期40-45,共6页
通过人工改变土壤颗粒级配,配制典型砂壤、中壤、黏壤,并设置不同容重水平,用土柱积水入渗模拟了土壤容重对其入渗能力的影响,为土壤改良和促进天然降水转化利用提供理论依据。结果表明,容重对土壤入渗能力有较大影响。试验土壤入渗能... 通过人工改变土壤颗粒级配,配制典型砂壤、中壤、黏壤,并设置不同容重水平,用土柱积水入渗模拟了土壤容重对其入渗能力的影响,为土壤改良和促进天然降水转化利用提供理论依据。结果表明,容重对土壤入渗能力有较大影响。试验土壤入渗能力随容重增大递减,3种典型土壤稳定入渗速率与容重均呈对数负相关,砂壤120min累积入渗量与容重呈幂函数负相关,中壤、黏壤则呈线性负相关。考斯加科夫入渗模型中,表征初始入渗速率的参数随容重增大递减,表征入渗能力衰减速度的参数则随容重增大递增,说明土壤初始入渗能力随容重增大递减,入渗能力衰减速度随容重增大递增。 展开更多
关键词 土壤水分 入渗 土壤容重 模型
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轮耕对双季稻田土壤结构及水贮量的影响 被引量：41
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作者 孙国峰 张海林 +3 位作者 徐尚起 崔思远 汤文光 陈阜 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期66-71,共6页
该文针对南方稻田长期免耕存在的耕层变浅、下层土壤紧实等问题,进行了土壤轮耕效应的研究。试验选择双季稻区连续7a免耕稻田,2006年4月设置免耕、翻耕和旋耕3种耕作处理。2007年4月将翻耕、旋耕稻田一半免耕,剩下一半继续翻耕、旋耕。... 该文针对南方稻田长期免耕存在的耕层变浅、下层土壤紧实等问题,进行了土壤轮耕效应的研究。试验选择双季稻区连续7a免耕稻田,2006年4月设置免耕、翻耕和旋耕3种耕作处理。2007年4月将翻耕、旋耕稻田一半免耕,剩下一半继续翻耕、旋耕。每年早稻和晚稻采用同一耕作措施。研究结果表明,长期免耕表层0～5cm土壤体积质量呈降低趋势,而下层10～20cm呈增加趋势。翻耕、旋耕相对于长期免耕能够有效降低下层土壤体积质量,同时,提高下层毛管孔隙度。翻耕、旋耕后免耕下层土壤体积质量呈增加趋势,而毛管孔隙度呈降低趋势。长期免耕后,翻耕、旋耕能够有效增加耕层(0～20cm)土壤水贮量,特别是在土壤含水率偏低时尤为显著,2007年翻耕、旋耕较长期免耕分别高了12.9%和20.7%,而翻耕、旋耕后免耕呈降低趋势。研究还显示,各轮耕耕层土壤质量含水率与体积质量呈显著线性负相关,与毛管孔隙度呈显著线性正相关。总之,长期免耕后,翻耕、旋耕措施通过改变耕层土壤结构,进而提高稻田土壤水贮量。 展开更多
关键词 毛管孔 土壤水 水贮量 免耕 轮耕 体积质量
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黄土区露天煤矿排土场重构土壤颗粒组成的多重分形特征 被引量：67
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作者 王金满 张萌 +2 位作者 白中科 杨睿璇 郭凌俐 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期230-238,共9页
排土场复垦土壤是由人为方式通过不同重构工艺构成的复杂整体,其由不同颗粒组成、具有不规则形状的特性,其核心工作是重构一个适合植被生长的土壤结构。为了更好地对排土场重构土壤结构进行定量表征,该文通过引入土壤多重分形理论,对山... 排土场复垦土壤是由人为方式通过不同重构工艺构成的复杂整体,其由不同颗粒组成、具有不规则形状的特性,其核心工作是重构一个适合植被生长的土壤结构。为了更好地对排土场重构土壤结构进行定量表征,该文通过引入土壤多重分形理论,对山西平朔矿区安太堡露天煤矿排土场4种重构土壤方案(含砾石黄土母质覆盖、含煤矸石黄土覆盖、全黄土母质覆盖、含料姜土黄土覆盖)的2 mm以下土壤粒径分布进行了多重分形参数计算,计算参数包括广义维数谱D(q)、多重分形奇异性指数α(q)以及多重分形谱函数f(α(q))等,并对不同分形参数之间的关系进行了计算。通过研究发现:该研究区大型露天煤矿排土场重构土壤颗粒组成具有明显的多重分形特征,D(0)、D(1)、D(1)/D(0)、Δα和Δf反映了土壤颗粒分布的非均匀质特征;该研究区黄土重构剖面的土壤粒径分布范围较小、测度集中程度较高、离散程度较小,土壤粒径组成非均匀性低;多重分形参数之间具有较好的相关性,可以简化选择D(0)、D(1)/D(0)和Δα或D(0)、D(1)和Δf 3个参数实现对黄土区重构土壤颗粒组成分布的定量表征;黄土重构剖面0～90 cm内土壤多重分形参数变化明显,黄土区表层土壤覆盖厚度应在90 cm以上,煤矸石和砾石对重构土壤颗粒的离散程度有一定的影响,应排弃在90 cm以下土层。该研究可为黄土区露天煤矿排土场土地复垦以及重构土壤质量的量化提供理论依据。 展开更多
关键词 土地复垦 土壤 重构 露天煤矿 多重分形特征 黄土区
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利用计算机断层扫描技术研究土壤改良措施下土壤孔隙 被引量：40
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作者 杨永辉 武继承 +2 位作者 毛永萍 韩庆元 何方 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第23期99-108,共10页
为探明不同土壤结构改良措施（秸秆覆盖、免耕、有机肥、保水剂）对土壤孔隙特征及分布的影响,采用计算机断层（computed tomography,CT）扫描法定量分析了土壤孔隙的数目、孔隙度及孔隙在土壤剖面上的分布特征。结果表明：不同措施均... 为探明不同土壤结构改良措施（秸秆覆盖、免耕、有机肥、保水剂）对土壤孔隙特征及分布的影响,采用计算机断层（computed tomography,CT）扫描法定量分析了土壤孔隙的数目、孔隙度及孔隙在土壤剖面上的分布特征。结果表明：不同措施均提高了土壤总孔隙数、大孔隙数及0.13~1.0 mm孔隙数,且其孔隙度也相应提高。同时孔隙成圆率也得到了改善。各处理中以有机肥和免耕处理效果较佳,其次为保水剂和秸秆覆盖,对照最低。此外,不同措施显著提高了土壤的田间持水量和〉0.25 mm水稳性团聚体含量,降低了土壤容重,且各处理中,仍以有机肥和免耕处理效果最佳,其田间持水量分别较对照提高了15.9%和16.4%,而土壤容重较对照降低了6.8%和8.8%。相关分析表明：田间持水量、容重和〉0.25 mm水稳性团聚体含量与土壤总孔隙度和大孔隙度呈显著或极显著正相关;而土壤容重对于总孔隙度和大孔隙度及孔隙成圆率呈显著负相关。 展开更多
关键词 土壤 秸秆 土壤水分 土壤改良 CT扫描 土壤孔隙 定量分析
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