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电阻率层析成像法（Electrical Resistivity Tomography, ERT）已被广泛用于土壤水文过程研究,充分了解ERT在土壤水文学中的应用及进展是研究土壤水文过程的关键。利用科技文献挖掘与可视化工具CiteSpace,对从Web of Science数据库核心合集中获取的1992—2020年的717篇论文,从国家机构合作、作者合作与共被引、关键词共现与聚类、关键词突发性检测、文献共被引及聚类和文献突发性检测等六个视角进行分析。结果表明,2000—2010年期间是ERT发展的繁荣时期,ERT技术的发展使得其研究方向从理论向应用转变,研究对象从最初的深层地质勘探向非饱和带水文过程的研究扩展,研究尺度从点尺度向中尺度拓展。ERT在生态水文、农业、地球物理等领域的应用使得其研究方向趋于多元化,在土壤水文过程研究中涉及作物根系吸水、根系对水分的再分配、降雨入渗、优先流和深层土壤水分等。这对于了解地球物理技术－电阻率层析成像法的发展态势具有一定的参考价值。 相似文献
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土壤层次的精确划分关系到土壤学相关研究结果的精确程度。为对田间尺度上层状土壤进行无损精细分层,采用电阻率成像技术,同时结合电阻率曲线纵向上的变化特征精细划分土壤层次,并将精细分层结果应用于层状土壤电阻率空间变异性研究。结果表明:运用电阻率曲线法对反演电阻率数据进行精细划分后,形成结果图能很好的满足研究过程中可视化呈现及精细化表达等需要;根据温纳四极反演电阻率曲线法将研究区内的剖面浅层土壤划分为5—13,13—24,24—50,50—70cm 4个层次;5—13cm(耕作层)电阻率值的变异系数最高(0.28),13—24cm(犁底层)平均电阻率值最低(17.35Ω·m)。研究成果可为土壤水文学和精准农业等相关研究提供技术支撑。 相似文献
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土壤水是地表水与地下水联系的纽带,是物质输送和运移的载体,在土壤-植物-大气（SPAC）系统中起着关键性的作用。土壤水分运动是一个非常复杂的过程,为充分了解水分在土壤中的运动过程,应用微扰动的高密度电阻率仪（ERT）监测了一层状结构的土壤剖面在注水入渗试验前、后不同时刻的电阻率的变化过程;同时,用时域反射仪（TDR）测量了点尺度上土壤体积含水量,建立了土壤电阻率和含水量的定量关系。结果表明,高密度电阻率法能够较为准确地监测土壤水分入渗深度和剖面含水量,土壤水分运动以向下的垂向运动为主并伴有微弱的水平流动;当土壤含水量低于0.15 cm3·cm-3时,随着含水量的增大,电阻率变化较大;当土壤含水量较高时,电阻率随含水量的变化不明显;根据建立的电阻率和含水量的定量关系公式,估算出在土壤界面处当上层土壤质量含水量达到0.136 g·g-1时水分开始向下层入渗,相关研究成果为定量分析土壤水在分层界面处的变化情况提供了一种新的方法。 相似文献
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电阻率法确定土壤水分特征曲线初探 总被引：2，自引：0，他引：2
以取自青岛市郊区的田间土样为研究对象,通过自制的室内土壤电阻率测量装置,测定了土壤的电阻率及对应的含水量,建立了电阻率-含水量关系模型。基于Ku/pF非饱和导水率测量系统测定的土壤水分特征曲线,借助含水量这一中间量,推求出了土壤电阻率-基质吸力关系模型,从而可以根据电阻率计算出对应的土壤基质吸力。耦合土壤电阻率-含水量关系模型与土壤电阻率-基质吸力关系模型,达到了预测土壤水分特征曲线的目的,为电阻率法在区域尺度空间和时间上预测土壤水分特征曲线提供了新的途径。 相似文献
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基于电阻率断层扫描技术的土壤砾石体积含量评估 总被引：5，自引：1，他引：4
为了对电阻率断层扫描技术应用于土壤中砾石含量的研究进行评估,该文对此应用进行了数值模拟研究。该研究假设石质土壤为由细土和砾石组成的二相介质,采用有线差分法对所建立土壤数值模型进行了电阻率断层扫描模拟,模型中砾石随机分布且相互独立,过程中对砾石尺寸和土壤中水分情况的影响进行了研究。结果表明对已知二相各自电阻率值的石质土壤,其等效电阻率与其中砾石体积含量相关,数值模拟结果与理论预测结果相符合,验证了电阻率断层扫描技术应用土壤中砾石体积含量估计的可适用性,同时指出在土壤较湿润时为该技术的适宜使用条件。该研究为土壤学分类研究及质量评价提供参考和指导。 相似文献
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电阻率成像法监测人工梭梭林土壤水分 总被引：2，自引：1，他引：1
土壤水分是影响干旱半干旱沙区植物生长发育的主要限制因素。快速、准确地监测土壤水分时空动态可为干旱半干旱区植被建设与生态恢复提供科学依据。以乌兰布和沙漠东北部人工梭梭固沙林土壤为研究对象,在林内、外(根际、冠中、冠缘、行间、林外)设置了5条监测样线,分别于一次强降雨后的第2天、第15天、第55天用多电极电阻仪定位测定了土壤电阻率,同步采取土样用烘干法测定了土壤实际含水率,建立了土壤含水率与土壤电阻率之间的相关关系,并对二维剖面土壤水分空间分布特征进行了分析。结果表明:1)土壤含水率与土壤电阻率之间为极显著负相关关系(P0.01),可用幂函数表示。2)5条测线的土壤电阻率在3次监测时均随土层深度增加而减小,而土壤含水量随土层深度增加而增大,根际冠中冠缘行间林外。强降水后的不同时间内,由于受土壤属性、树冠对水分再分配、树干径流、根系吸收水分等影响,二维剖面上土壤水分空间分布格局有明显变化。随着雨后干旱时间的延长,0～51 cm水分含量由于受蒸发、植物吸收利用的影响而明显降低。3)电阻率成像技术在野外能快速准确,长期定位监测土壤水分含量;对地表扰动小,实现了非破坏性测量;保证测定精度的同时,还能提供尺度较大的土壤水分空间分布的详实数据,可高效快速地获取连续的土壤水分分布信息。 相似文献
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基于高密度电阻率成像法的陇中半干旱区土壤含水量监测研究 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤含水量是影响半干旱区农作物生长的重要因素。为了准确测定土壤含水量的变化动态以指导农业高效用水,近年来,利用地球物理测量方法研究高分辨率的水流入渗,已经越来越受到欢迎和重视。本文以陇中半干旱区玉米田为例,通过在土壤表面布置电极,利用高密度电阻率成像法(ERT)对降雨前后土壤二维剖面进行电阻率数据测量,实现对土壤二维剖面电阻率值和含水量监测,解释不同条件下土壤含水量变化的原因,建立陇中半干旱区农田土壤电阻率和含水量之间的相关关系。结果表明:降水入渗使得二维剖面土壤电阻率整体呈明显降低趋势,反演得到的电阻率图像局部电阻值"高-低-高"的变化过程,与一次降水过程前后"干-湿-干"的循环过程一致。土壤含水量实测值与估计值之间有较为显著的线性关系(R2=0.651 8,n=96)。在0~2.0 m深度范围内,总体估计偏差较小,为0.74%;土壤含水率的估计精度较高,为2.64%。0~0.5 m土层(H1)含水量监测探头分布密集,数据采集较为准确,故H1层估计精度略高于0.5~2.0 m层(H2)。相比之前利用实测工具进行野外测量,ERT测量方法精度较高。本文提供了一个高分辨率的土壤结构二维分布与水分运移过程的图像,同时为实现精确和高效的农业用水管理提供一种新途径。 相似文献
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枯枝落叶层是林地垂直结构中参与水文循环过程的重要作用层,在涵养水源和保持水土中发挥着重要作用。黄土高原经过20年植被快速恢复,枯落物覆盖使近地表植被特征和生态过程变化明显,这必将影响地表土壤水分入渗、产汇流等水文和土壤侵蚀过程。为全面掌握黄土高原地区林地枯枝落叶层的水土保持效应研究动态,系统回顾了林地枯枝落叶层在凋落动态、蓄积量变化、截留降雨、阻延地表径流、提高土壤抗蚀抗冲能力和增加土壤入渗等方面的研究历史。分析了目前林地枯枝落叶层研究中存在的若干问题,提出未来黄土高原地区应加强野外坡面枯落物原位长期监测和降雨试验研究,开展多地貌、多尺度研究,关注天然林和人工林枯枝落叶层水土保持功能的对比研究,以及水文物理过程模型建立和参数确定,并重视林地枯枝落叶层的保护和监管。 相似文献
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Blume E Bischoff M Moorman TB Turco RF 《Journal of agricultural and food chemistry》2004,52(24):7382-7388
Understanding the dissipation rates of chemicals in unsaturated and saturated zones of subsurface soils will help determine if reductions of concentrations to acceptable levels will occur. Chemical properties and microbial biomass and activity were determined for the surface (0-15 cm), lower root (50-105 cm), and vadose (175-220 cm) zones in a Huntington silty clay loam (Fluventic Hapludoll) collected from an agricultural field near Piketon, OH. The rates of sorption, mineralization, and transformation (formation of bound residues and metabolites) of atrazine were determined. Microbial activity was estimated from the mineralization of (14)C-benzoate. We observed decreased levels of nutrients (total organic carbon, N, and P) and microbial biomass with depth, while activity as measured with benzoate metabolism was higher in the vadose zone than in either the surface or the root zones. Sorption coefficients (K(f)) declined from 8.17 in the surface to 3.31 in the vadose zone. Sorption was positively correlated with organic C content. Rates of atrazine mineralization and bound residues formation were, respectively, 12-2.3-fold lower in the vadose than in the surface soil. Estimated half-lives of atrazine ranged from 77 to 101 days in the surface soil, but increased to over 900 days in the subsurface soils. The decreased dissipation of atrazine with increasing depth in the profile is the result of decreased microbial activity toward atrazine, measured either as total biomass or as populations of atrazine-degrading microorganisms. The combination of reduced dissipation and low sorption indicates that there is potential for atrazine movement in the subsurface soils. 相似文献
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侵蚀输沙空间变异及其尺度效应是流域水文过程研究的一个重要内容,对流域水土流失控制和水沙资源科学管理具有重要意义。通过对流域侵蚀输沙空间尺度效应研究成果的系统回顾,从坡面到流域,阐述了降雨、土壤和植被等环境要素对侵蚀输沙尺度效应的影响,梳理了尺度效应产生机制方面的认知,总结了不同条件下坡面产流和侵蚀输沙尺度转换的代表性方法。在此基础上,对流域侵蚀输沙空间尺度效应研究的发展趋势进行了讨论,未来应增加新技术和数据的应用,建立具有明确物理机制的侵蚀输沙空间尺度转换方法,同时,急需突破剧烈环境变化对空间尺度效应影响的研究。本文的梳理与总结可为流域侵蚀输沙过程的深入研究提供参考,为土壤侵蚀防治和河流水沙的综合管理提供一定的科学支持。 相似文献
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土壤溅蚀过程和研究方法综述 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤溅蚀是土壤侵蚀过程的开始,是指由于降雨雨滴打击土壤表层,引起土壤颗粒分散和迁移的一种侵蚀过程,是导致坡面水蚀的一个重要威胁因子。因此,土壤溅蚀是土壤侵蚀的重要形式和组成部分,具有重要的研究意义。土壤溅蚀过程和研究方法是土壤溅蚀领域研究的核心内容。论文根据有关资料,综述了国内外土壤溅蚀过程和研究方法方面的主要成果,并对将来的研究方向进行了展望,以期推动我国在该领域的研究工作。国内外研究表明,土壤溅蚀是土壤侵蚀的主要过程之一,是各种水文过程、水力过程和生态过程的综合表现,是复杂的降雨因子和土壤因子共同作用的结果,涉及一系列关于降雨雨滴与地表间的能量转换过程。测量土壤溅蚀的方法主要有溅蚀杯、溅蚀板和溅蚀盘。进一步的研究应致力于土壤溅蚀的力学过程和森林土壤溅蚀过程方面的探讨。 相似文献
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季节性冻土区占据中国超过一半的国土面积,冻融作用会显著改变土壤性质与包气带水、热传输过程,并且由于季节性冻土广泛分布在干旱半干旱地区,温度与气态水对于土壤水分运移影响显著,开展水汽热耦合研究不仅更符合季节性冻土区实际情况,同时对于揭示土壤水循环机制十分关键。本文综述了包气带水汽热耦合运移理论的提出与发展历程,阐述了季节性冻融作用对水汽热耦合运移研究中水力参数及水分相态转化过程的影响,探讨了水汽热耦合模型适用性,并归纳总结了温度梯度驱动下气态水运移规律及其重要性。最后,对该领域尚需加强研究的方向提出看法与建议,以期为深化包气带水汽热耦合运移理论以及解决季节性冻土区相关实际问题提供科学依据。 相似文献
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Rosa Ma. Rosales Pedro Martínez-Pagan Angel Faz Jennifer Moreno-Cornejo 《Water, air, and soil pollution》2012,223(7):3757-3773
Electrical resistivity tomography (2D ERT) is a powerful tool for the diagnosis of the subsoil state and to pursue an environmental monitoring in time to detect and follow a temporal evolution of plumes in hydrocarbon-contaminated soils. In situ, 2D ERT was conducted to investigate the electrical properties of the subsoil in three petrol stations in Murcia semiarid Region (SE Spain), which have been active for many years, in order to look for anomalous areas that could be related to the presence of a non-aqueous phase liquid (NAPL) contaminant plume in the subsoil. A total of 18 ERT profiles in wet and dry season were conducted to study the seasonal effects in the resistivity values of the subsoil. Dipole?Cdipole array was set up to make the soil diagnosis, achieving a good vertical and lateral resistivity distributions for the sites investigated. Interpretations obtained from ERT pseudo-sections, after a processing and inversion data process with PROSYS II and RES2DINV software, show delimited highly resistive regions above 2,000 ??·m at 2?m deep related to the underground storage tanks (USTs) position and the filling ports and anomalous resistivity areas where boreholes and further GC?CFID determination in soil samples have been done. No significant differences have been found between results obtained in dry and wet seasons. Thus, the geo-electrical non-destructive technique ERT is presented as a tool to delineate the USTs positions and to point out anomaly in the subsoil that could contain NAPL, helping to design sampling strategies, saving cost and time. 相似文献