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沈乌灌域近30 a天然湖泊面积动态变化及驱动分析 认领
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作者 庆晓 李为萍 +3 位作者 海滨 冯梁 郝云凤 刘晓东 《节水灌溉》 北大核心 2020年第4期100-105,共6页
沈乌灌域因其特殊的地理位置与气候条件,灌域内湖泊对维持其生态环境良性发展具有重要意义。目前,尚未有对沈乌灌域内湖泊面积历史变迁的研究,为了掌握沈乌灌域湖泊面积的时空变化特征以及有针对性地进行适量补水。基于Landsat与HJ1A/B... 沈乌灌域因其特殊的地理位置与气候条件,灌域内湖泊对维持其生态环境良性发展具有重要意义。目前,尚未有对沈乌灌域内湖泊面积历史变迁的研究,为了掌握沈乌灌域湖泊面积的时空变化特征以及有针对性地进行适量补水。基于Landsat与HJ1A/B遥感数据,采用新型水体指数(NWI)结合阈值法、目视解译对1988-2018年沈乌灌域内八大天然湖泊面积进行提取,并结合磴口县气象资料与乌兰布和灌域管理局提供的生态补水、引水量、秋浇水量等资料对灌域内湖泊面积变化进行驱动因子分析。研究结果表明研究区湖泊面积近30 a来一分场海子和冬青湖一直呈直线式扩张趋势,金马湖、纳林湖、镜湖、古月辰湖、砖照井海子和天鹅湖均经历了持续扩张阶段-波动式萎缩阶段-波动式扩张阶段。沈乌灌域内近30 a湖泊面积的变化是气候因素和人为活动的综合影响。 展开更多
关键词 湖泊面积 时空变化特征 遥感提取 驱动因子分析
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河套灌区地下水化学演变特征及形成机制 认领
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作者 崔佳琪 李仙岳 +3 位作者 海滨 孙亚楠 安海军 邢进平 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期4011-4020,共10页
地下水资源是我国西北干旱区的重要资源,但不合理的开发利用导致系列生态环境问题,深入探究地下水化学演变特征及形成机制,对于地下水资源的合理利用具有重要意义.以河套灌区永济灌域为研究区,综合运用聚类分析和因子分析等统计学方法,... 地下水资源是我国西北干旱区的重要资源,但不合理的开发利用导致系列生态环境问题,深入探究地下水化学演变特征及形成机制,对于地下水资源的合理利用具有重要意义.以河套灌区永济灌域为研究区,综合运用聚类分析和因子分析等统计学方法,研究了该区域地下水化学演化特征并阐明了地下水化学的形成机制,说明不同因子的影响程度.结果表明,研究区地下水阳离子以Na^+^+K^+为主,阴离子分别以Cl^-和HCO^-3为主,且Na^+^+K^+和Cl^-离子具有较高的空间变异性,是决定地下水盐化的主要因子,地下水化学类型以Cl^-Na、HCO3·Cl·SO4-Na和HCO3-Na型为主;通过聚类分析,研究区地下水可分为4类(A1、A2和B1、B2类),其中A1类地下水为高矿化度Cl^-Na型水,A2、B1和B2类地下水主要为HCO3·Cl·SO4-Na和HCO3-Na型水,结合因子分析,该区域地下水化学主要受"盐化"作用、碳酸盐岩溶解作用和人类活动影响,影响程度分别占了45.976%、23.853%和16.678%.蒸发盐岩溶解和阳离子交换作用是研究区Na^+和Cl^-积聚的重要来源,农业灌溉(对土壤盐分的淋洗)和干旱(蒸腾蒸发强烈)是地下水盐化的关键驱动因素. 展开更多
关键词 河套灌区 地下水 水化学特征 盐化作用 形成机制
覆土浅埋滴灌玉米田双作物系数模型参数全局敏感性分析 认领
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作者 戚迎龙 赵举 +4 位作者 海滨 尹春艳 曹国军 李彬 李敏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期99-108,共10页
为深刻了解双作物系数模型参数对覆土浅埋滴灌玉米田蒸散发耗水结构及水分传输过程的影响,采用拓展傅里叶幅度敏感性检验法对模型参数进行全局敏感性分析,筛选出敏感参数,提高调参校准的效率和精准度。结果表明:参数±10%变化时,全... 为深刻了解双作物系数模型参数对覆土浅埋滴灌玉米田蒸散发耗水结构及水分传输过程的影响,采用拓展傅里叶幅度敏感性检验法对模型参数进行全局敏感性分析,筛选出敏感参数,提高调参校准的效率和精准度。结果表明:参数±10%变化时,全生育期土壤蒸发量、作物蒸腾量、蒸散发耗水量最大值较最小值分别高18.72%、25.37%、19.9%。土壤蒸发是表土水分的消耗过程,总量在最大、最小值条件下1 m土层日贮水量动态接近,而作物蒸腾是消耗整个根系层内土壤水,总量变化对1 m土层水分消耗的影响较大。土壤蒸发总量的敏感参数为土壤表层可蒸发水量、生长中期基础作物系数,其全局敏感性指数为0.662、0.321,是不敏感参数均值的33.6~69.4倍。作物蒸腾总量的敏感参数为根系不受水分胁迫的临界土壤贮水量、生长中期基础作物系数、田间持水量,其敏感性指数为0.569、0.485、0.455,是不敏感参数均值的34.5~43倍。敏感参数与蒸发蒸腾的关系为:表土完全湿润后,其可蒸发水量决定干燥过程土壤蒸发量,二者正相关。中期基础作物系数影响蒸发系数,总蒸发量与其负相关。根系不受水分胁迫的临界土壤贮水量越高,玉米根区易利用的水量区间越窄,根系越早发生水分胁迫,作物蒸腾受限,总蒸腾量与其负相关。中期基础作物系数与总蒸腾量正相关,对其影响程度远高于初期、后期基础作物系数。田间持水量高的土壤能在灌溉、降雨量较大时存贮更多水分用于作物蒸腾,总蒸腾量与其正相关。 展开更多
关键词 蒸散发 模型 敏感性分析 双作物系数 覆土浅埋滴灌 玉米
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基于多源数据融合的盐分遥感反演与季节差异性研究 认领
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作者 孙亚楠 李仙岳 +3 位作者 海滨 崔佳琪 王维刚 卜鑫宇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期169-180,共12页
为提高多光谱盐分遥感反演的精度,利用实测高光谱与多光谱进行数据融合,并分析了不同季节盐分遥感的差异性。以河套灌区永济灌域为研究区域,以实测光谱仪测定的土壤高光谱数据和Landsat-8 OLI多光谱数据为基础,通过光谱变换和多元逐步... 为提高多光谱盐分遥感反演的精度,利用实测高光谱与多光谱进行数据融合,并分析了不同季节盐分遥感的差异性。以河套灌区永济灌域为研究区域,以实测光谱仪测定的土壤高光谱数据和Landsat-8 OLI多光谱数据为基础,通过光谱变换和多元逐步回归方法筛选特征波段和特征光谱指数,构建了春、秋两季土壤盐分多光谱、高光谱反演模型,并利用特征光谱指数的线性回归构建了高-多光谱数据融合反演模型。结果表明:高光谱的反射率总体比多光谱高36.83%,春季反射率比秋季平均高23.78%。利用模型中最优变量特征光谱指数对多光谱模型与高光谱模型进行融合,高多光谱融合反演模型训练集和验证集R2平均值分别为0.651和0.635,RMSE平均值分别为2.44 g/kg和2.49 g/kg,精度明显高于对应的多光谱反演模型,其中训练集、验证集的R2平均值分别提高了36.19%和35.64%,RMSE平均值分别降低了34.28%和41.72%。春季多光谱、高光谱和融合反演模型的精度均高于秋季,其中训练集R2平均值比秋季模型分别提高了6.03%、6.05%和4.40%,验证集R2平均值分别提高了19.07%、12.21%和1.75%。构建的高多光谱融合模型反演灌域春秋两季平均盐分含量分别为6.05、5.97 g/kg,平均相对误差分别为9.65%和10.68%,总体上该区域春季土壤主要为重盐化土,秋季土壤主要为中盐化土。 展开更多
关键词 土壤盐分 遥感反演 高光谱 Landsat-8 OLI 数据融合 光谱指数
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基于染色示踪的农膜残留农田土壤优先流特征 认领
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作者 胡琦 李仙岳 +3 位作者 海滨 田彤 陈宁 张月红 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期142-149,共8页
随着覆膜农作的发展,农膜残留日益严峻,严重影响土壤水流运动。为了探索农膜残留对水流运动的影响机制,在河套灌区九庄节水综合试验站,设计3种残膜量,分别为0,300,600 kg/hm^2,于成熟期在各试验小区选择典型区域进行20,80 mm水量的染色... 随着覆膜农作的发展,农膜残留日益严峻,严重影响土壤水流运动。为了探索农膜残留对水流运动的影响机制,在河套灌区九庄节水综合试验站,设计3种残膜量,分别为0,300,600 kg/hm^2,于成熟期在各试验小区选择典型区域进行20,80 mm水量的染色示踪试验,共6个处理,研究不同残膜量对土壤物理特性的影响,基于染色示踪技术分析不同入渗量和不同残膜量对土壤水流运动的影响,并评价各处理土壤剖面的优先流特征。结果表明:随着残膜量增加,土壤容重、饱和导水率和土壤初始含水率呈下降趋势,而土壤孔隙度呈增大趋势,土壤中随机分布的残膜导致残膜处理(300,600 kg/hm^2)的各物理参数有较高的变异系数。基于土壤染色剖面二值化图像分析,土壤优先流发育程度随残膜量和入渗量增加而提高,300,600 kg/hm^2残膜量处理的最大染色深度(MDSD)和土壤染色剖面的变异系数(Cv)随残膜量增加而增大,与20 mm入渗量相比,80 mm入渗量下残膜处理的MDSD和Cv分别平均增加47.23%和27.34%。不同处理的优先流特征指标差异显著,5个优先流特征指标(染色面积比、基质流深度、优先流比、长度指数和变异系数)均显示残膜处理(300,600 kg/hm^2)的优先流程度高于无残膜处理(0 kg/hm^2),可见残膜量及入渗量的增加均会增大土壤优先流的发生几率和强度。 展开更多
关键词 农膜残留 土壤物理参数 优先流 入渗量
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不同时间尺度下冻融灌区地下水埋深CAR模型优选 认领
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作者 李仙岳 崔佳琪 +2 位作者 海滨 孙亚楠 邢进平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期247-254,共8页
为提高冻融灌区地下水埋深的预测精度,探索不同时间尺度数据源对地下水埋深预测的影响,以河套灌区永济灌域为研究区域,针对地下水埋深在时间序列上表现的滞后性和非线性,建立了不同时间尺度(月、季、年)CAR模型,并进行了不同输入变量CA... 为提高冻融灌区地下水埋深的预测精度,探索不同时间尺度数据源对地下水埋深预测的影响,以河套灌区永济灌域为研究区域,针对地下水埋深在时间序列上表现的滞后性和非线性,建立了不同时间尺度(月、季、年)CAR模型,并进行了不同输入变量CAR模型的差异性分析。结果表明:季尺度数据源CAR模型拟合效果明显优于月尺度数据源CAR模型和年尺度数据源CAR模型,拟合效果较好的季尺度数据源CAR模型的决定系数(R^2)、Nash-Sutcliffe系数(Ens)和均方根误差(RMSE)分别为0.936、0.934和0.046 m,较拟合效果较差的月尺度数据源CAR模型各项指标分别提高了11.30%、11.86%和降低了32.35%。仅考虑冻融期气温的CAR模型明显优于考虑气温的CAR模型和不考虑气温的CAR模型。冻融灌区最优地下水预测模型为季尺度数据源且仅考虑冻融期气温的CAR模型,其R^2为0.941,Ens为0.940,RMSE为0.044 m,模拟精度较高。 展开更多
关键词 冻融灌区 地下水埋深 时间序列模型 不同时间尺度数据源
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精细水平畦灌灌水质量及效益评价 认领
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作者 范雷雷 海滨 +3 位作者 李瑞平 苗庆丰 孙娜 王燕鑫 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期138-145,共8页
针对河套灌区宽畦田、大畦块导致的灌水效率低的问题,为探求变化环境下适宜畦田规格参数,通过不同畦宽下的精细水平畦灌灌水试验,分析了水流运动状态、灌水质量以及成本效益等变化情况。结果表明:(1)畦宽对土壤入渗水深以及灌水质量均... 针对河套灌区宽畦田、大畦块导致的灌水效率低的问题,为探求变化环境下适宜畦田规格参数,通过不同畦宽下的精细水平畦灌灌水试验,分析了水流运动状态、灌水质量以及成本效益等变化情况。结果表明:(1)畦宽对土壤入渗水深以及灌水质量均有较大影响,畦宽为23m时水流推进时间延长,畦首入渗水深增大,有效水利用效率BWUF和灌水均匀度Du仅有59.78%~77.40%,84.61%~87.02%,灌水效果不佳;畦宽缩小到10~15m时,BWUF和Du分别增加11.96%~20.61%和2.49%~5.95%,灌水质量有显著提高;畦宽缩小到5m时,相对入畦单宽流量增大,大量灌溉水聚集在畦尾,使得畦尾入渗水深增加,畦首入渗不足,导致田面水流分布不均匀,灌水质量降低。(2)通过分析各处理成本构成以及产量效益情况,可以发现农业生产中花费最大的仍然是化肥、种子、地膜等其他费用,占到总种植成本Tc的70%以上;实施激光平地和缩宽等措施后田埂数量增加,导致机械成本较当地对照处理增加0.3~4.6倍,尽管水费略有减少,但Tc仍增加2.72%~9.98%。(3)在开展节水试验时,其节水效果和经济效益通常是矛盾的,节水效果好的方案往往经济效益较差,而节水效果较差的方案其经济效益反而会有所提高,建议在灌区推广节水新技术时按照1095~1665元/hm^2的补贴标准对农民发放节水补贴进而来增加农民积极性。(4)通过分析经济、节水效益不同权重组合下的综合效益函数,初步确定在进行方案优选时,若优先考虑节水可适当缩小畦宽,若优先考虑经济效益可适当放大畦宽,均可使其综合效益达到最大。研究结果可为灌区农业高效可持续发展提供理论依据。 展开更多
关键词 精细水平畦灌 水流运动 灌水质量 成本效益 综合效益函数
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盐分与有机无机肥配施对土壤氮素矿化的影响 认领
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作者 周慧 海滨 +3 位作者 郭珈玮 徐昭 付小军 李正中 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期295-304,共10页
针对有机无机肥配施在不同土壤盐分水平下所产生的氮素矿化过程,通过室内恒温培养试验,分别在4种盐分水平(0.46、0.98、1.55、1.97 dS/m)下,以0.0895 g/kg(纯氮施用量与风干土质量比)为相同施氮总量设置5个施肥处理(有机肥占施肥比例分... 针对有机无机肥配施在不同土壤盐分水平下所产生的氮素矿化过程,通过室内恒温培养试验,分别在4种盐分水平(0.46、0.98、1.55、1.97 dS/m)下,以0.0895 g/kg(纯氮施用量与风干土质量比)为相同施氮总量设置5个施肥处理(有机肥占施肥比例分别为0、25%、50%、75%、100%)及1个不施肥处理,研究了不同盐分水平下有机无机肥料配施对土壤净氨化量、净硝化量及净氮矿化量的影响。结果表明,土壤盐分含量随有机肥施入比例的增大而减小;盐分水平的增加对无机肥氨化作用的抑制较为强烈,当土壤电导率小于0.98 dS/m时,增施有机肥会减弱盐分对氨化作用的影响,而电导率升至1.55 dS/m以上时,则明显延缓有机肥氨化过程,但并不会完全抑制。盐分水平对土壤NO^-3-N生成速率的影响有一个阈值,当土壤电导率小于0.98 dS/m时,随着盐分水平的升高,NO^-3-N增加速率上升;而盐分水平继续升高,则抑制土壤NO^-3-N的形成速率。相比不施肥,施肥显著提高了各盐分土壤净氮矿化量,同一盐分水平下均表现出无机肥施入比例越大、净氮矿化量越大的趋势。相较0.46 dS/m,增施有机肥减小了0.98 dS/m盐分水平下各处理之间净氮矿化量差异,而土壤电导率增至1.55 dS/m及以上时,盐分水平对有机肥矿化过程产生明显的延缓作用。综合有机无机肥料配施对土壤盐分及氮素矿化过程的影响,推荐不同盐分水平下适宜的施肥模式为:50%有机肥+50%化肥(非盐渍化土壤)、100%有机肥(轻度盐渍化土壤)、25%有机肥+75%化肥(中度及重度盐渍化土壤)。 展开更多
关键词 土壤盐分 有机无机肥配施比例 铵态氮 硝态氮 矿化
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不同水分胁迫下的小麦/玉米间作群体响应机理研究 认领
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作者 张作为 李宏宇 +2 位作者 付强 海滨 刘德平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期245-255,共11页
为探明不同水分胁迫下小麦/玉米间作群体响应机理,试验设置了1个充分灌水、3个不同水分胁迫程度间作处理及2个充分灌水单作对照处理。结果表明:共生期内,各间作处理间普遍存在小麦条带水分捕获当量比高于玉米条带的现象,随水分胁迫的加... 为探明不同水分胁迫下小麦/玉米间作群体响应机理,试验设置了1个充分灌水、3个不同水分胁迫程度间作处理及2个充分灌水单作对照处理。结果表明:共生期内,各间作处理间普遍存在小麦条带水分捕获当量比高于玉米条带的现象,随水分胁迫的加剧,此趋势愈加明显;随着生育期的推进,此趋势渐弱甚至出现反转,而带间的水分相对竞争能力则呈现逐渐下降的规律。在根系分布特征方面,充分灌溉下间作群体平均根系分布深度为17.15~17.24 cm,其根质量密度的90.42%~90.77%分布于耕层内,其中小麦为87.49%~88.70%,玉米为92.63%~92.81%,而水分胁迫会显著影响间作群体根系的空间分布。在间作优势方面,要保持间作优势,每次灌水最少需满足80%左右的田间持水率,随水分胁迫程度的增加,间作群体土地当量比呈现先微升、后下降的规律,且间作玉米的偏土地当量比下降速率快于间作小麦。在种间相对竞争能力方面,表现出随水分胁迫的加剧,小麦相对于玉米先微升、后快速下降,并逐渐近于消失的趋势。间作群体的特殊性造成了两作物条带存在时间与空间上的土壤水分差异,进而导致灌溉水入渗速度及入渗总量的不同,而水分胁迫增大了这种趋势,这在一定程度上满足了灌溉水的最佳去处,从而提高了间作群体的水分利用效率,进而揭示了间作群体的节水增产机理。 展开更多
关键词 间作群体 水分捕获当量比 水分相对竞争能力 根系质量密度分布 种间相对竞争能力
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暗管排水控盐对盐渍化灌区土壤盐分淋洗有效性评价 认领
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作者 窦旭 海滨 +4 位作者 李瑞平 苗庆丰 田峰 于丹丹 周利颖 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2020年第8期102-110,共9页
【目的】解决盐渍化灌区土壤盐渍化较严重问题,明确暗管排水控盐对土壤盐分淋洗效果的影响。【方法】以灌区下游乌拉特灌域为研究区,通过野外实测和室内试验分析结合,采用经典统计学与地质统计原理,分析收获后、春灌前后暗管排水土壤盐... 【目的】解决盐渍化灌区土壤盐渍化较严重问题,明确暗管排水控盐对土壤盐分淋洗效果的影响。【方法】以灌区下游乌拉特灌域为研究区,通过野外实测和室内试验分析结合,采用经典统计学与地质统计原理,分析收获后、春灌前后暗管排水土壤盐分统计特征和空间异质性,及其土壤盐分和盐分离子脱盐效率和暗管排水对地下水埋深的影响。【结果】暗管排水0~20、20~40、40~100 cm土壤平均脱盐率分别为61.14%、52.78%、40.37%,随着土壤深度的增加,脱盐率减小。春灌后土壤盐分变异系数降低、空间自相关性增强,说明春灌后土壤盐分空间异质性均有所下降。土壤中除CO32-表现为上升趋势外,其余各离子均表现为下降趋势,且HCO3^-脱盐率最小,几乎不变,土壤各盐分离子脱盐率大小表现为:Cl^->K^++Na^+>SO4^2->Mg^2+>Ca^2+>HCO3^-。暗管排水地下水埋深在灌后7 d开始下降,且下降速率较快,排水明沟深1.5 m,对地下水埋深的控制效果较好。【结论】利用暗管排水均能降低土壤含盐量,弱化土壤含盐量的空间异质性,土壤盐分由“高盐异质性”向“低盐均质性”转变,有效降低土壤盐分离子量,避免盐渍化过程中离子平衡失调,防止盐类向单一化方向发展。利用暗管排水技术降低河套灌区土壤盐分,控制地下水埋深,保证作物正常生长,防止土壤次生盐渍化具有重要意义;暗管排水技术可在河套灌区农业生产中推广应用。 展开更多
关键词 暗管排水 土壤盐分 盐分离子 空间变异 地下水埋深
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灌水量和地下水调控对干旱地区土壤水盐分布的影响 认领 被引量:2
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作者 海滨 郭珈玮 +3 位作者 周慧 王国帅 付小军 李正中 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期268-278,共11页
为探明河套灌区典型耕地最佳灌水制度和合理地下水埋深,于2017、2018年连续2年进行了田间试验,选取向日葵农田作为研究对象,应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运移理论,利用HYDRUS-2D数值模型对研究区不同灌水量及地下水埋深条件下GSPAC系... 为探明河套灌区典型耕地最佳灌水制度和合理地下水埋深,于2017、2018年连续2年进行了田间试验,选取向日葵农田作为研究对象,应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运移理论,利用HYDRUS-2D数值模型对研究区不同灌水量及地下水埋深条件下GSPAC系统中水盐运移规律进行数值模拟,分析了不同灌水量条件下的水盐运移状态。将模拟结果与田间试验实测结果进行对比分析,模型模拟值与实测值较吻合。结果表明,试验区最佳灌水量为82.8~85.5 mm,地下水合理调控埋深为160.72 cm。研究结果可为干旱区水资源合理利用和水盐调控提供理论依据。 展开更多
关键词 向日葵 灌溉 地下水埋深 数值模拟 水盐调控
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有机无机肥配施对盐渍土供氮特性与作物水氮利用的影响 认领
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作者 周慧 海滨 +3 位作者 徐昭 郭珈玮 付小军 李正中 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期299-307,共9页
为探究有机肥替代化肥比例对不同程度盐渍化玉米农田土壤供氮特性及水氮利用效率的影响,于2018年进行了田间试验。选取轻度(0.460 d S/m)和中度(0.951 d S/m)2种盐渍化农田,以纯施氮量240 kg/hm~2为相同施氮总量进行有机无机肥配施,分... 为探究有机肥替代化肥比例对不同程度盐渍化玉米农田土壤供氮特性及水氮利用效率的影响,于2018年进行了田间试验。选取轻度(0.460 d S/m)和中度(0.951 d S/m)2种盐渍化农田,以纯施氮量240 kg/hm~2为相同施氮总量进行有机无机肥配施,分别设置5个施肥处理(有机肥占施肥比例分别为0、25%、50%、75%、100%)和1个空白对照处理,依次记为U1、U3O1、U1O1、U1O3、O1、CK。结果表明,同一处理中度盐渍土氮素矿化量显著低于轻度盐渍土。轻度盐渍土无机肥施入比例越大,土壤矿质氮释放速度越快,有机无机配施能更好地调节玉米生育期氮素的释放。中度盐渍土各处理下,生育前期土壤矿质氮含量无显著差异,增大有机肥施入比例对于提高作物生育后期土壤矿质氮含量的优势明显。同一处理中度盐渍土玉米产量及水氮利用效率较轻度盐渍土显著降低,产量下降幅度达到30.94%~63.90%(P<0.05)。适当的有机肥施入比例能显著提高作物水氮利用效率,轻度盐渍土表现出随有机肥施入比例增大玉米水氮利用效率呈先升后降的趋势,中度盐渍土表现出随有机肥施入比例增大玉米水氮利用效率逐渐升高的趋势。轻、中度盐渍土分别以U1O1、O1处理水分利用效率最大,分别较U1处理提高11.84%、27.68%(P<0.05),同时,产量、植株吸氮量、氮收获指数、氮肥当季回收率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率等指标也较高。综合玉米产量、水氮利用效率及生育期土壤矿质氮变化规律,得到河套灌区玉米适宜的有机无机施肥管理模式为:轻度盐渍土为120 kg/hm~2有机肥+120 kg/hm~2化肥,中度盐渍土为240 kg/hm~2有机肥。 展开更多
关键词 玉米 盐渍化农田 有机无机肥配施 土壤供氮特性 水氮利用效率
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盐渍化灌区节水改造后土壤盐分时空变化规律研究 认领 被引量:1
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作者 海滨 吴迪 +3 位作者 闫建文 李仙岳 朱科 迟碧璇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期318-331,共14页
为探明沈乌灌域节水改造后因地下水水位变化造成的土壤盐分重分布规律,采用区域土壤信息定点监测,并结合经典统计学、空间插值、缓冲区分析和空间自相关分析方法,研究节水改造前后沈乌灌域土壤盐分空间变异、时空分布规律及不同改造年... 为探明沈乌灌域节水改造后因地下水水位变化造成的土壤盐分重分布规律,采用区域土壤信息定点监测,并结合经典统计学、空间插值、缓冲区分析和空间自相关分析方法,研究节水改造前后沈乌灌域土壤盐分空间变异、时空分布规律及不同改造年限区域土壤盐分变化差异。结果表明:节水改造后,秋浇前土壤整体含盐量平均降幅7.30%,秋浇水量减少,秋浇后土壤盐分淋洗效果减弱9.26%;空间上,土壤盐分高值区(大于6 g/kg)多位于地下水埋深较浅的东北和南部区域,低值区(小于2 g/kg)位于西南和东部沙区。节水改造后,秋浇前土壤盐分全局Moran’s I指数平均增幅为5%,空间相关性增强;秋浇水量减少,全局Moran’s I指数变化不显著,秋浇作用对土壤盐分空间自相关影响度减弱。由LISA集聚分析可知,改造后、秋浇前南部高-高显著区向不显著和高-低区转变,秋浇后南部集聚特征仍十分显著,存在盐渍化风险,改造后仍是盐渍化防治重点区域。针对中度耐盐作物,沈乌灌域耕层作物生长安全区和深层非盐渍土面积比例分别为49.66%和71.57%;改造后,秋浇前耕层作物生长安全区和深层非盐渍土分别增加4.82、1.85个百分点,秋浇后,耕层作物生长安全区面积增幅下降5.02个百分点,深层变化不显著。不同距离缓冲区对平均土壤含盐量的解释能力较强,长期改造区和短期改造区受渠道影响半径分别为1.5km和0.7km,长期改造区缓冲区内平均土壤含盐量下降速率高于短期改造区,均一化程度较高。综上所述,节水改造工程实施后,土壤盐渍化程度减轻,作物生长安全区面积增加,表聚作用弱化,秋浇水量减少,土壤盐分淋洗效果减弱,土壤环境有所改善。 展开更多
关键词 土壤盐分 空间变异 节水改造 地统计学 空间自相关 缓冲区分析
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不同程度盐渍化农田下玉米产量对水氮调控的响应 认领 被引量:5
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作者 徐昭 海滨 +3 位作者 李仙岳 周慧 付小军 李正中 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期334-343,共10页
为探究玉米产量对不同程度盐渍化农田水氮调控的响应规律,通过田间试验,在3种盐渍化农田(S1, 0.247 dS/m;S2,0.839 dS/m;S3,1.286 dS/m)上设置3个灌溉量(W1,150 mm;W2,225 mm;W3,300 mm(常规灌溉量))和3个施氮量(N1,172.5 kg/hm^2;N2,25... 为探究玉米产量对不同程度盐渍化农田水氮调控的响应规律,通过田间试验,在3种盐渍化农田(S1, 0.247 dS/m;S2,0.839 dS/m;S3,1.286 dS/m)上设置3个灌溉量(W1,150 mm;W2,225 mm;W3,300 mm(常规灌溉量))和3个施氮量(N1,172.5 kg/hm^2;N2,258.8 kg/hm^2;N3,345 kg/hm^2 (常规施氮量)),结合模型模拟研究了不同盐渍土条件下玉米产量对水氮调控的响应。结果表明:灌水显著影响S1、S2和S3玉米产量,产量随着灌水量的增加呈先增后降的变化趋势。施氮显著影响S1、S2和S3玉米产量,S1和S2上的产量随施氮量的增加先增后降,而S3上的产量总体呈现逐渐减少趋势。随着土壤盐渍程度的加重,水氮交互效应对产量影响增大。水氮交互对S1玉米产量影响不显著( P >0.05),W2N2较W3N3、W3N2减产4.41%、6.56%( P >0.05),非盐渍土在水分较好和氮素适宜时才可得到较大产量,但适度节水控氮不会显著减产。水氮交互显著影响S2玉米产量( P <0.05),W2N2产量显著高于其余水氮处理( P <0.05),中度盐渍土需供应适宜水氮。水氮交互极显著影响S3玉米产量( P <0.01), W2N1产量显著高于其余水氮处理( P <0.05),重度盐渍土在适宜水分和较少供氮时才可得到较高产量。经模型寻优得到河套灌区玉米节水节氮高产的水氮用量为:非盐渍土,灌水量253.74~286.26 mm,施氮量267.65~318.85 kg/hm^2;中度盐渍土,灌水量233.25~268.17 mm,施氮量225.22~272.56 kg/hm^2;重度盐渍土,灌水量196.94~243.06 mm,施氮量179.15~223.35 kg/hm^2 。 展开更多
关键词 玉米 盐渍化农田 地面灌溉 水氮耦合 产量效应
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河套灌区土壤水溶性盐基离子高光谱综合反演模型 认领 被引量:2
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作者 孙亚楠 李仙岳 +2 位作者 海滨 崔佳琪 王维刚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期344-355,共12页
为了提高野外高光谱反演土壤水溶性盐基离子的精度,以河套灌区永济灌域盐渍化土壤为研究对象,构建了基于光谱变换、特征波段、特征光谱指数筛选以及支持向量机(SVM)的机器学习相结合的高光谱综合反演模型。结果表明,经预处理的原始光谱... 为了提高野外高光谱反演土壤水溶性盐基离子的精度,以河套灌区永济灌域盐渍化土壤为研究对象,构建了基于光谱变换、特征波段、特征光谱指数筛选以及支持向量机(SVM)的机器学习相结合的高光谱综合反演模型。结果表明,经预处理的原始光谱反射率与土壤离子相关性总体较低,最大相关系数仅为0.18,原始光谱反射率与土壤离子的相关系数由大到小依次为Ca^2+、 SO4^2-、 Mg^2+、全盐量、Na^++K^+、Cl^-。全盐量、Na^++K^+、Cl^-、SO4^2-、Ca^2+、Mg^2+的光谱最优变换形式分别为(1/ R )″、(1/ R )″、(ln R )′、(ln R )″、 R ′、(ln R )″,敏感波段( P <0.01)数分别为41、7、9、65、76、28个,利用逐步回归法在敏感波段中筛选出特征波段,基于特征波段建立的回归模型中各离子的决定系数 R^2 平均值为0.35,均方根误差RMSE平均值为0.87 g/kg,其中SO4^2-拟合精度最高, R^2 为0.52,Ca^2+拟合精度最低, R^2 仅为0.20。将特征波段代入光谱指数中,结合逐步回归法确定了Mg^2+特征光谱指数为3个,全盐量特征光谱指数为2个,Na^++K^+、SO4^2-、 Ca^2+特征光谱指数分别为1个,与仅考虑特征波段的回归模型相比,特征波段+特征光谱指数结合后各离子回归模型的 R^2 平均提高了58.67%,RMSE降低了24.60%,其中SO4^2-拟合精度最高, R^2 为0.74,RMSE为0.47 g/kg。考虑了特征波段+特征光谱指数的SVM模型相比仅考虑特征波段的SVM模型,其预测能力有了明显提高,各离子相对分析误差(RPD)平均提高了110.27%,训练集 R^2 平均提高了37.54%,RMSE平均降低了40.12%,验证集 R^2 平均提高了56.04%,RMSE平均降低了39.39%。SO4^2-的RPD达到3.000,模拟效果最优,具备很好的预测能力;全盐量模型具有很好的定量预测能力,Mg^2+模型可用于评估或相关性方面的预测,Na^++K^+、Ca^2+的模型具有区别高低值的能力。 展开更多
关键词 水溶性盐基离子 光谱变换 特征波段 特征光谱指数 支持向量机 综合反演模型
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基于AGREE算法与BURN-IN算法的平原灌区DEM河网提取问题剖析 认领 被引量:1
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作者 郑倩 海滨 +3 位作者 李仙岳 李河 步怀亮 李正中 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期122-128,共7页
基于数字高程模型(DEM)的区域水系提取应用较为广泛,当提取对象为平原灌区时存在突出问题,如河道断裂、平行河道的出现以及末端支流的提取未果等造成的子流域划分结果与实际轨迹不符等现象,数字化河网的精确程度直接影响后续的区域水文... 基于数字高程模型(DEM)的区域水系提取应用较为广泛,当提取对象为平原灌区时存在突出问题,如河道断裂、平行河道的出现以及末端支流的提取未果等造成的子流域划分结果与实际轨迹不符等现象,数字化河网的精确程度直接影响后续的区域水文分析,故该问题值得关注。【目的】优化DEM河网提取结果。【方法】基于Agree算法和Burn-in算法下的提取河网,并从浅表、DEM因子与河网提取的相关关系等方面进行原因分析,进一步提出解决方法。【结果】2种算法下平原灌区河网提取问题的主要原因是DEM离散误差、栅格像元值的真实程度、栅格像元的精度以及地表的无渗漏假设;提出的解决方法为栅格像元水平分辨率的提高与主河道断裂部分的栅格重计算。对于坡度范围为0°~10°的平原灌区,坡度对地表水流方向的形成影响较小,不具备影响河网提取问题的能力;栅格像元水平分辨率提高10 m×10 m时,平原灌区2种算法下数字河道提取首要问题成功解决;主河道断裂部分的栅格重计算虽成功提取原断裂部分河道,但有新的断裂部分生成,未从根本解决。【结论】Agree算法和Burn-in算法下的基于DEM的平原灌区河网提取问题,经一系列原因剖析和解决方法的提出与应用,提取结果较为满意,提倡学者能够结合2种方法思路作为解决类似平原灌区的提取数字河网出现的问题。 展开更多
关键词 Agree算法 Burn-in算法 DEM 灌区 河网
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鄂尔多斯高原不同ET0计算方法的适用性比较——以鄂托克旗为例 认领
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作者 高凌智 李彬 +3 位作者 海滨 赵举 尹春艳 戚迎龙 《北方农业学报》 2019年第1期114-119,共6页
为了找到适合鄂尔多斯高原区参考作物蒸散量(ET0)的计算方法,根据当地气象站监测的1961年1月至2010年12月的逐日气象数据,以FAO56Penman-Monteith法为标准,分别对FAO-79Penman法、Irmark-Allen法、Priestley-Taylor法和Hargreaves-Saman... 为了找到适合鄂尔多斯高原区参考作物蒸散量(ET0)的计算方法,根据当地气象站监测的1961年1月至2010年12月的逐日气象数据,以FAO56Penman-Monteith法为标准,分别对FAO-79Penman法、Irmark-Allen法、Priestley-Taylor法和Hargreaves-Samani法进行对比分析,应用线性回归和方差分析对这4种方法的适应性进行评价。结果表明:在鄂尔多斯高原区FAO-79Penman法和Irmark-Allen法与FAO56Penman-Monteith法的计算结果更接近,因此在鄂尔多斯高原区可以用FAO-79Penman方法计算ET0值;在缺少湿度和风速资料的地区,可以用Irmark-Allen方法代替FAO56 Penman-Monteith法计算ET0值。 展开更多
关键词 参考作物腾发量(ET0) FAO56Penman-Monteith法 FAO-79Penman法 Irmark-Allen法 Priestley-Taylor法 Hargreaves-Samani法
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沈乌灌域天然湖泊非冰封期水质阶段性评价与分析 认领 被引量:5
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作者 朱科 李为萍 +3 位作者 海滨 李仙岳 闫建文 吴迪 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期114-120,共7页
沈乌灌域湖泊水质状况对灌域生态环境有着重要影响。【目的】揭示沈乌灌域内天然湖泊水质状况,阐明节水改造工程实施和特殊的灌溉制度对湖泊水质变化的影响。【方法】针对沈乌灌域8个典型天然湖泊2016─2017年非冰封期(3─11月)水质监... 沈乌灌域湖泊水质状况对灌域生态环境有着重要影响。【目的】揭示沈乌灌域内天然湖泊水质状况,阐明节水改造工程实施和特殊的灌溉制度对湖泊水质变化的影响。【方法】针对沈乌灌域8个典型天然湖泊2016─2017年非冰封期(3─11月)水质监测数据,借助SPSS软件,采用主成分分析方法,选取CODMn、NH3-N、TN、TP、DO 5个因子作为评价指标,对研究对象进行了水质评价并对其水质变化原因进行了阐述。【结果】沈乌灌域8个典型湖泊水质在非冰封期处于动态变化,3─5月水质较好,一般能达到Ⅲ类水质,6─9月水质处于波动期,介于Ⅲ~Ⅴ类,10─11月水质开始好转,水质最差通常出现在8月与9月。【结论】8个典型湖泊其水质随时间波动较大,在节水改造工程实施年份,节水改造工程附近的湖泊水质有所降低,氮素是影响湖泊水质的主要因素。 展开更多
关键词 沈乌灌域 天然湖泊 主成分分析 节水改造 水质评价
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呼伦贝尔地区喷灌对大豆生长及水分利用效率的影响 认领
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作者 闫泽宇 海滨 +2 位作者 杨树青 王佐奎 王美荣 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期19-24,共6页
【目的】优化呼伦贝尔地区灌溉管理制度。【方法】针对呼伦贝尔大豆喷灌补灌技术,以"新密荚王738"为供试品种,采用喷灌,设75 mm(P1)、85 mm(P2)、95 mm(P3)、105 mm(P4)4个灌水量处理,并设置1个无灌溉对照处理(CK),测定了不... 【目的】优化呼伦贝尔地区灌溉管理制度。【方法】针对呼伦贝尔大豆喷灌补灌技术,以"新密荚王738"为供试品种,采用喷灌,设75 mm(P1)、85 mm(P2)、95 mm(P3)、105 mm(P4)4个灌水量处理,并设置1个无灌溉对照处理(CK),测定了不同时期的生物质量、产量、产量构成因子,分析了不同水平下生育期各阶段的耗水规律和水分利用效率。【结果】不同生育期灌水均能促进植物株高和叶面积的生长,株高较CK增加了3.8%~14.1%,叶面积指数较CK增加了2.4%~16.7%,结荚期是株高和叶面积指数的需水敏感期。与CK相比,灌水各处理百粒质量和荚粒数明显增加,单株荚数显著增加。与CK相比,P2处理荚数、百粒质量分别提高了37.2%、11.1%,P4处理荚数、百粒质量分别提高了21.9%、6.6%。P1、P2、P3和P4处理产量分别增加了9.9%、21.9%、20.8%和16.9%。全生育期大豆耗水量在326.7~435.8 mm之间,且随着灌水量的增加,大豆总耗水量显著增加,P1、P2、P3、P4处理分别比CK增加了17.7%、19.9%、26.5%、33.4%。不同生育阶段大豆耗水量不同,结荚期与鼓粒期为主要耗水阶段,共占总耗水量的48.6%以上。生育期日耗水强度均值表现为结荚期>鼓粒期>开花期>成熟期>分枝期>苗期。P1、P2、P3、P4处理WUE均分别比CK提高了17.4%、27.5%、20.3%和10.1%。【结论】本试验条件下,不同灌水量对耗水量和水分利用效率影响比较明显,P2处理在各方面表现均最好,可以达到节水与高产的目标。 展开更多
关键词 喷灌 大豆 耗水量 产量 水分利用效率
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膜下滴灌玉米番茄间作农田土壤水分分布特征模拟 认领 被引量:3
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作者 李仙岳 陈宁 +2 位作者 海滨 丁宗江 彭遵原 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期50-59,共10页
间作种植和覆膜滴灌是实现高产和节水的重要技术,已被广泛应用,而掌握覆膜滴灌条件下间作种植农田土壤水分分布特征对于提高水分利用效率以及增产增收都具有重要意义。该文通过2a田间试验设置高(T1)、中(T2)、低(T3)3个灌水定额处理,并... 间作种植和覆膜滴灌是实现高产和节水的重要技术,已被广泛应用,而掌握覆膜滴灌条件下间作种植农田土壤水分分布特征对于提高水分利用效率以及增产增收都具有重要意义。该文通过2a田间试验设置高(T1)、中(T2)、低(T3)3个灌水定额处理,并通过HYDRUS2D模型模拟了间作滴灌农田不同位置土壤水分的差异性、水平水量交换以及土壤水分二维分布特征。结果表明:基于HYDRUS2D构建的间作种植滴灌农田土壤水分模型精度较高,平均相对误差为5.72%~8.14%,决定系数在0.85~0.90,均方根误差在0.017~0.023 cm^3/cm^3。对于3个灌水处理皆表现为0~40 cm土层含水率出现差异,且在0~20 cm土层含水率差异显著,2014年番茄侧和玉米侧土壤含水率在3个灌水处理下的平均土壤含水率分别较裸地高20.17%和17.83%,2015年为16.02%和12.99%。间作滴灌农田土壤水平水量交换强烈,生育期水流主要由作物侧流入裸地侧,其中对于3个灌水处理在番茄侧0~40 cm土层净流入裸地的平均水量是玉米侧的1.3倍,约为60mm/a,并且0~40cm土层由作物侧流入裸地的水量是>40~100cm土层的2.5倍。二维土壤水分分布显示,滴灌湿润体与作物根系分布匹配性较好,灌水后1d湿润饱和区主要集中在0~30cm土层,其中T1、T2、T3处理的饱和区面积分别为559.14,288.61和109.78 cm^2。灌水2 d后,低灌水处理(T3)存在较明显的水分亏缺,缺水区面积是充分灌溉(T1)的30倍。研究结果可为间作滴灌农田制定灌溉制度提供参考。 展开更多
关键词 土壤 水分 数值分析 间作 膜下滴灌 HYDRUS2D 水平水量交换
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