国家自然科学基金(41271287)
- 作品数：21 被引量：232H指数：11
- 相关作者：张光辉王浩朱良君李振炜苏子龙更多>>
- 相关机构：北京师范大学中国科学院中国科学院大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院“百人计划”国家自然科学基金创新研究群体项目更多>>
- 相关领域：农业科学天文地球水利工程环境科学与工程更多>>
- 黄土丘陵区浅沟表层土壤容重的空间变异特征被引量：23
- 2014年
- 选取陕西省安塞县纸坊沟小流域2条发育完整的浅沟（长90m,宽40m）作为研究对象,运用经典统计学和地统计学方法研究浅沟表层（0-5cm）土壤容重的空间变异。经典统计学分析表明：土壤容重从浅沟上部到下部总体上呈逐渐减小的趋势;配对T检验表明,平行浅沟分布的9条样线在垂直浅沟方向上土壤容重差异不明显,浅沟分水线、浅沟沟坡和浅沟沟底之间差异不明显;方差分析表明,浅沟上部与中部和下部土壤容重差异显著,而中部和下部无显著差异。地统计学分析表明：在2,4,6,8,10,20m的采样间隔下,随着采样间隔的增大,理论变异函数的拟合精度逐渐降低;变异函数理论模型、块金值、基台值和变程各不相同;块金值和基台值之比变化范围为0.00∽0.55,为强度空间依赖性和中度空间依赖性;垂直和平行浅沟的各向异性分析结果表明,土壤容重的空间异质性以各向同性为主。
- 耿韧张光辉李振炜王浩栾莉莉
- 关键词：黄土高原土壤容重地统计学
- 基于分层抽样法的小流域土壤物理性质和有机质差异特征被引量：2
- 2014年
- 运用分层抽样法在黄土高原丘陵区纸坊沟小流域选取29个典型采样点,系统研究了土壤类型、土地利用方式和植被类型对土壤表层(0-5cm)土壤容重、粘结力、总孔隙度和有机质含量的影响,得出以下结论:(1)土壤类型对土壤容重和总孔隙度的影响不显著(P=0.079,0.094),土地利用方式对土壤容重和总孔隙度没有显著影响(P=0.377,0.262),除果园下植被类型对土壤容重和总孔隙度影响不显著外(P=0.057,0.076),其他土地利用方式下植被类型对土壤容重和总孔隙度影响显著;(2)土壤类型对粘结力无显著差异(P=0.115),土地利用方式显著影响土壤粘结力(P=0.000),除林地和荒地下植被类型对粘结力无显著影响外(P=0.601,0.759),其它土地利用方式下的植被类型对粘结力均具有显著影响;(3)黄绵土与红胶土的土壤有机质含量无显著差异(P=0.976),土地利用方式和植被类型显著影响土壤有机质含量。
- 耿韧张光辉李振炜胡国芳王浩朱良君
- 关键词：土壤类型土地利用方式植被类型土壤物理性质
- 我国水蚀区坡耕地土壤肥力现状分析被引量：12
- 2016年
- 土壤肥力是土壤质量的重要组成部分,为探讨我国东部水蚀区坡耕地土壤肥力质量现状,以田块尺度为研究单元,选取36个采样点,测定11项土壤养分及肥力环境指标。应用主成分分析法,计算变量的Norm值,结合指标间的相关系数,确定有机质、全钾、pH值、CEC、粘粒含量进入土壤肥力评价的最小数据集（MDS）。采用＂S＂型或抛物线型隶属度函数计算指标隶属度并对单项肥力指标进行评价,利用综合指数模型计算各点土壤肥力综合指数（IFI）进行评价。结果表明：（1）CEC和粘粒含量隶属度值较低,是制约我国水蚀区坡耕地土壤肥力的重要因素;（2）各采样点土壤肥力综合指数变幅是0.17~0.72,平均值为0.44±0.15,属中等肥力水平。36个采样点土壤肥力综合指数等级属低、中、高的比例分别为27.8%,58.3%,13.9%,大多数采样点土壤肥力处于中等及以下水平;（3）6个水蚀二级分区的土壤肥力综合指数均值不存在显著差异,东北低山丘陵和漫岗丘陵区土壤肥力综合指数最高,而西北黄土高原区土壤肥力综合指数最低。研究结果对指导我国水蚀区坡耕地合理施肥和土地资源可持续利用具有重要意义。
- 马芊红张光辉耿韧王伦江谢哲芳
- 关键词：土壤肥力隶属度函数坡耕地水蚀区
- 基于水流功率的坡面流挟沙力模拟被引量：12
- 2016年
- 基于WEPP(Water Erosion Prediction Project)模型挟沙力方程,用两组水槽试验数据评价了水流功率对陡坡坡面流挟沙力的模拟能力。研究结果表明,坡面流挟沙力随着水流功率的增大而增大,可以用水流功率1.25次方的幂函数较好地模拟挟沙力(NSE=0.97),计算得到的泥沙输移系数独立于自变量水流功率,且趋向于常数。分析不同泥沙粒径的试验数据发现,泥沙输移系数随着泥沙粒径的增大呈幂函数递减(R2=0.99),从而构建了基于泥沙中值粒径、水流功率以及某一粒级泥沙在侵蚀泥沙中所占百分比的坡面流挟沙力方程,用独立的试验数据对方程进行检验发现,纳什效率系数高达0.97,检验结果表明模拟值与实测值间无显著差异,说明基于水流功率构建的坡面流挟沙力方程具有较好的实用性,可以实现陡坡坡面流挟沙力的有效模拟。
- 栾莉莉张光辉王莉莉韩艳峰
- 关键词：土壤侵蚀坡面流挟沙力WEPP
- 东北典型黑土区不同土地利用方式土壤水分动态变化特征被引量：20
- 2013年
- 土壤水分是农业生产和区域生态系统的重要影响因子。以黑龙江省鹤山农场2号小流域为研究区域,系统研究不同土地利用方式土壤水分的动态变化过程和剖面变化特征。结果发现:不同土地利用方式土壤含水量随观察期内降雨量时间分布波动,并且总体呈降低趋势,但各变化曲线有所差异。观测时段内土壤水分变化分为相对稳定期、消耗期和补给期;土地利用方式对土壤剖面含水量的影响随土层的加深而增大,各土地利用方式的土壤含水量随土层的加深也呈现出不同的变化趋势,并且其土壤剖面含水量变化均存在季节差异。
- 苏子龙张光辉于艳
- 关键词：土壤水分土地利用方式典型黑土区剖面特征
- 人工模拟降雨供水水质对坡面产流产沙的影响被引量：5
- 2016年
- 利用黄土高原2种典型的土壤类型(黄土和塿土),在2个降雨强度(45.5,95.5mm/h)和2个坡度(8.7%,25.9%)条件下进行了人工模拟降雨试验,研究了3种水质(去离子水、自来水、盐水)对坡面产流、产沙过程的影响。结果表明,2种土壤类型的产流过程差异显著,黄土条件下去离子水最先产流,但产流速率小于自来水与盐水;而塿土条件下去离子水的产流速率始终最大,自来水与盐水由于离子数量相当,产流速率差异较小。水质主要通过地表结皮的形成与发育影响径流,以总降水量45.5mm为例,径流深随供水电导率的增大而减少,与去离子水相比,黄土条件下自来水和盐水的径流分别减少了5.7 mm和1.5mm,而塿土条件下分别减少了7.2mm和9.8mm。受产流过程的影响,不同供水水质条件下产沙过程不一,产沙速率与产流速率变化同步。2种土质条件下产沙量均是去离子水最大,与去离子水相比,自来水和盐水分别减少了45.9%,35.8%(黄土)和65.6%,68.3%(塿土),结果显示模拟降雨水质会显著影响坡面产流产沙过程,为保证试验数据的准确性和可对比性,建议在进行人工降雨相关试验时均采用去离子水。
- 谢哲芳张光辉刘如心王伦江马芊红
- 关键词：人工模拟降雨产流过程产沙过程土壤类型
- 黄土高原小流域次暴雨洪峰流量影响因素分析被引量：5
- 2015年
- 利用黄土高原65个小流域2 441场次降雨数据,分析黄土高原小流域次暴雨洪峰流量与降雨、地形和径流参数的相关关系,探讨不同副区、不同流域面积尺度和不同降雨月份对上述相关性规律的影响。结果表明:1)黄土高原小流域次暴雨洪峰流量与雨量雨强参数(降雨量与降雨强度的乘积)、流域面积、主沟道长度、流域宽度、主沟道比降以及径流量、径流深和径流系数等参数存在着较好的相关关系;2)各参数与洪峰流量的相关性受各副区自然地理条件和流域面积尺度的影响显著;3)为准确预测黄土高原小流域次暴雨洪峰流量,可以将雨量雨强参数、流域面积和径流量等参数作为参考变量,在各副区和各流域面积尺度分别建立洪峰流量经验公式,构建黄土高原小流域次暴雨洪峰流量经验模型,为小流域水土保持工程措施的设计奠定基础。
- 沈瑞昌张光辉张永萱徐明
- 关键词：洪峰流量地域分异黄土高原
- 坡面流超声波水深测量系统研究被引量：15
- 2013年
- 坡面流水深是常用的水动力学参数,是计算坡面流流速、水流剪切力、水流功率的基础,因而对其准确测量至关重要。室内侵蚀静床实验中水深直接测量法耗时长、误差大,而间接测量法一般是通过染色法测定流速进而反推出坡面流水深,测量精度受水流流态、测流区长度和含沙量等因素影响。鉴此,对超声波距离传感器应用于侵蚀静床坡面流水深测量进行系统研究,通过参数调试和测量系统检验,表明超声波水深测量系统测量不同厚度玻璃的平均相对误差为1.73%,对不同坡度、不同流量组合下坡面流测距的变异系数在0.061%～0.096%之间,其精度能够满足室内侵蚀静床条件下坡面流水深测量的研究需求,可用于侵蚀静床条件下坡面流水动力学特性、坡面流挟沙力、输沙及模拟覆盖对坡面流水动力学特性潜在影响的研究。
- 朱良君张光辉胡国芳王兵
- 关键词：超声波坡面流测量系统径流深
- 一种基于线结构光技术的细沟形态测量系统被引量：2
- 2015年
- 细沟侵蚀形态的准确测量对解释坡面侵蚀产沙机理、促进侵蚀预报模型发展具有重要意义。基于线结构光技术在实验室可移动水槽上设计了方便组装拆卸、扫描配置灵活、亚毫米级精度的细沟侵蚀形态快速测量系统,摄像机-激光器夹角、扫描速度灵活可调。本研究中,有效测量范围为4.6 m×1.0 m,当摄像机-激光器夹角为25°、扫描速度为10 mm/s时,横断面方向、扫描方向、垂直方向实测分辨率平均分别为0.44 mm、0.50 mm、0.51mm,横断面、垂直方向测量值绝对误差平均值分别为0.22 mm、0.16 mm,测量性能优于前人研究结果。同时,坡面细沟测量实例表明本系统测量结果准确、可靠,在土壤侵蚀相关领域中具有较高的实用价值。
- 朱良君张光辉李振炜耿韧
- 关键词：线结构光激光扫描细沟侵蚀
- 黄土丘陵区典型植被枯落物持水性能空间变化特征被引量：14
- 2015年
- 为探讨黄土高原退耕还林还草后植被枯落物层的水土保持和水源涵养功能,在黄土丘陵区以多年平均降雨量梯度为样线,从南到北依次选择了7个调查点,研究了黄土丘陵区典型乔木、灌木和草本群落枯落物蓄积量、持水量、吸水速率和有效拦蓄量变化情况.结果表明：（1）各植物群落枯落物蓄积量从南到北逐渐减少,且乔木（440.54～840.07 g/m2）＞灌木（105.94～217.88 g/m2）＞草本（12.23～67.64 g/m2）;（2）从南到北,乔木、灌木和草本枯落物最大持水量分别从3 151.09 g/m2,557.13 g/m2和152.62 g/m2减小到1 710.88 g/m2,290.34 g/m2和44.31 g/m2;而乔木、草本和灌木的最大吸湿比分别为4.57,4.49和3.75,受植被物种的影响枯落物最大吸湿比无显著的空间变化特征;（3）不同植被枯落物吸水速率随时间的变化过程比较相似,在0～0.25 h内吸水速率最大,0.25～0.5 h迅速降低,6h后变化较小,乔木和灌木枯落物持水量6h后基本达到最大持水量,草本群落12 h后达到最大值,24 h时各群落枯落物吸水速率基本为0,持水量达到饱和,枯落物持水量和持水速率受植被类型影响显著,但空间变化规律不明显;（4）枯落物有效拦蓄量表现为乔木（15.79 t/hm2）＞灌木（2.86 t/hm2）＞草本（0.72 t/hm2）,且从南到北呈减小趋势.
- 栾莉莉张光辉孙龙耿韧王浩
- 关键词：黄土丘陵区吸水速率持水能力
