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1.
网纹红土层的识别对于土壤学和第四纪环境等研究均具有重要意义。以位于南方红壤区的江西省鹰潭市孙家流域为例,通过多频率探地雷达图像解译、钻井探测和土壤含水量分析等方法相结合,研究使用不同天线频率雷达对网纹红土层的识别效果及最佳的雷达探测方法。结果表明:共中心点法(CMP)能够准确地计算出电磁波在不同土地利用类型、不同深度的传播速度,电磁波在网纹红土层的传播速度在0.052 m·ns~(-1)～0.065 m·ns~(-1)之间,平均速度为0.058 m·ns~(-1);剖面深度上的含水量变化特征与土壤层次的分布具有协同性,网纹红土层内土壤含水量逐渐递增,至网纹红土层下界面出现最大值,风化层以下土壤含水量随着深度的增加不断减小;应用60 MHz和120 MHz天线的雷达均可识别网纹红土层的上、下界面,深度拟合结果的R~2分别为0.93和0.86;相比较于60 MHz单天线探测网纹红土层厚度的结果,采用组合天线的方法,即200 MHz和60 MHz天线分别获得网纹红土层上、下界面的深度,能够提高探测准确度,试验平均相对误差由16.2%缩小至6.8%;探地雷达技术不仅可以提高野外调查效率,还有利于推进土壤三维制图的发展。 相似文献
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潮土区农田土体构型层次的探地雷达无损探测试验 总被引：2，自引：2，他引：0
为探究探地雷达对自然土壤土体构型进行快速无损探测的可行性,该文首先利用基于时域有限差分法的Gpr Max2D软件模拟4种具有不同介电特性差异的土壤层次的土体模型,识别雷达电磁波在具有不同土壤介电特性差异的土壤层次中传播时反射波振幅和相位的客观变化规律;然后于2016年在位于黄淮海平原潮土区的河北省曲周县选择夹黏型和底漏型2种土壤层次较明显的农田土体构型进行GPR探测试验,并挖掘土壤剖面,通过雷达图像处理软件和MATLAB编程处理雷达图像并提取波形数据,根据模拟获取的规律进行土壤层次识别,对比探测层厚与实际剖面层厚。研究结果显示,雷达电磁波在不同介质分界面处发生反射,两侧介电特性差异越大,反射波振幅越大;上层介质介电常数小于下层会发生正反射,反之发生负反射;实测波形比模拟波形杂乱;通过电磁波振幅和相位变化识别层次界面清晰的夹黏型土体构型中较厚层次的厚度的相对误差(9%)要小于识别层次界面不清晰的底漏型土体构型各层厚度的相对误差(9%);可识别的层次界面反射系数均大于0.02,两侧土壤具有较大介电特性差异;通过客观判读依据可以判别农田潮土的层次结构,但层次界面的整齐清晰程度、界面两侧介电特性差异程度和相邻层次的厚度大小影响着探地雷达探测效果。该文可以为相关研究提供参考,为实现土体构型这一重要耕地质量指标的快速监测提供借鉴。 相似文献
3.
基于可调谐吸收光谱的畜禽舍氨气浓度检测 总被引：2，自引：1，他引：1
为开发一种基于可调谐吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术的畜禽舍NH_3浓度实时在线监测装置,以满足畜禽舍环境监测与控制的需要。该研究基于TDLAS技术,采用气室式封闭光程,搭建了一套畜禽舍NH_3浓度检测系统。该系统采用波长为1 512 nm蝶形激光器作为光源,根据分子吸收光谱理论,采用波长调制技术,实现了对畜禽舍NH_3浓度检测。为优化检测系统性能,通过改变锯齿扫描信号、调制正弦信号的幅值与频率以及输入信号与参考信号相位差,确定了系统最佳的调制参数,并通过系统优化试验确定了系统最佳的气室加热温度、系统响应时间与二次谐波平均次数等关键参数。最后,通过浓度标定试验与性能试验对检测系统进行了测试。试验结果表明,检测系统调制参数在正弦调制信号频率为9 kHz、正弦调制信号幅值为30 mV、锯齿扫描信号频率为1 Hz、锯齿扫描范围为170～215 mV、谐波分析中输入信号与参考信号相位差为50°参数下对应的二次谐波形状与幅值最佳;不同浓度NH_3与二次谐波幅值之间具有良好的线性关系(拟合方程相关系数r=0.995 8);检测系统的进气响应时间约为42 s(气室自充气达到目标浓度99%);气室加热温度为403K时,NH_3在气室吸附作用最小;Allan方差分析表明,检测系统在积分时间为10 s时达到探测限,探测限为0.038 mg/m~3。在最优系统参数下对系统进行性能试验,得到检测系统综合线性误差为1.00%,定量测量综合重复误差为0.51%,可满足畜禽舍内NH_3浓度长期持续监测的需求。 相似文献
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为了丰富土壤含水率的测量手段,拓展宇宙射线缪子技术在农业工程领域的应用,该研究提出了利用宇宙射线缪子监测土壤含水率的方法,即通过放置在土壤中的缪子探测器测得的宇宙射线缪子计数来反推出土壤含水率。利用蒙特卡罗程序FLUKA对不同含水率的土壤建模并进行数值模拟,得出土壤含水率的探测分辨率,进一步得到最佳的缪子探测器放置深度。结果表明,探测半径与探测器放置深度相关,将探测器放置在地表下方80 cm深度处时,探测半径为6.2 m,此时当探测时长为2 h时,对土壤含水率的探测分辨率可以达到0.1 cm3/cm3;当探测时长达到8 h时,探测分辨率可以达到0.05 cm3/cm3。相较于60、70、80、100、110、120 cm等不同深度,探测器放置在地表下方90 cm处时,在相同探测时长条件下,土壤含水率的探测分辨精度最高,达到0.038 cm3/cm3。验证试验结果表明,缪子计数值的变化可以反映出待测物质质量厚度的较小变化。相较于传统的点测量方法和宇宙射线中子法,该方法的探测范围适中（探测半径为6～8 m）,且测量结果不易受土壤密度之外的因素影响,可以作为其他监测技术的重要补充,具有广阔的应用前景。 相似文献
5.
基于探地雷达的典型喀斯特坡地土层厚度估测 总被引：1，自引：0，他引：1
《土壤学报》2015,(5)
土层厚度是坡地水文过程的一个重要控制因素。使用瑞典MALA公司生产的Pro Ex系统探地雷达,分别采用100和500 MHZ频率的天线对土层厚度进行探测,然后通过开挖探槽实测土层厚度,同时调查了影响探地雷达结果的因素——土石交界面处的基岩风化度,并建立了不同自变量下的线性回归模型和GEP模型,对探地雷达在喀斯特坡地土层厚度估测中的适用性进行了探讨。结果表明,喀斯特坡面土层浅薄且含有较多碎石,使用频率较高的天线可以提高探测精度;以100、500 MHZ频率天线的探测结果和基岩风化度这3个自变量的组合作为输入变量,较仅使用一种频率天线的探测结果为输入变量的模拟精度高;相同输入变量条件下,受限于实际探测情况,基于GEP算法建立的土层厚度模型较经典统计的线性回归模型预测精度的提升空间有限,因此采用线性回归模型即可,以100、500 MHZ频率天线的探测值和基岩风化度为自变量的线性模型的决定系数和均方根差分别能达到0.660和15.0 cm。 相似文献
6.
基于探地雷达的典型喀斯特坡地土层厚度估测 总被引：5，自引：0，他引：5
土层厚度是坡地水文过程的一个重要控制因素。本研究使用MALA公司的探地雷达,分别采用100和500MHZ频率的天线对土层厚度进行探测,然后通过开挖探槽实测土层厚度,同时调查了影响探地雷达结果的因素—土石交界面的基岩风化度,并建立了不同输入下的线性回归模型和GEP模型,对探地雷达在喀斯特坡地土层厚度估测的适用性进行了探讨。结果表明,喀斯特坡面土层浅薄且含有较多碎石,使用频率较高的天线可以提高探测精度;同时将不同频率天线探测的结果以及基岩风化度作为输入,均能提高对土层厚度的模拟精度;相同输入条件下,总体来看,基于GEP算法建立的土层厚度模型模拟精度较经典统计的线性回归和多元回归模型高,R2最大能提高7.6% 相似文献
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地震诱发的场地土的震陷问题引起了人们的广泛关注。以辽西地区风积土场地为研究对象,进行了50年超越概率2%和10%的地震荷载和3条不同幅值的等幅正弦荷载作用下风积土的震陷试验,建立了风积土震陷系数经验公式,依据分层总和法预测了2条地震荷载作用下风积土场地震陷量,并对其震陷性进行了评价。研究结果表明,震陷系数随动应力幅值、试件含水量和孔隙比的增加而增大,其中动应力幅值对震陷系数的贡献最大,其次为含水量和孔隙比。震陷评价结果表明,若计算深度为20 m,震陷量分别为5.99 cm和5.14 cm,可判别为中等震陷;若计算深度为15 m,震陷量分别为2.49 cm和2.14 cm,属轻微破坏。以上研究成果为辽西地区风积土地基的抗震防震设计提供了参考依据,具有重要的工程应用价值。 相似文献
8.
幼树靶标探测器设计与试验 总被引：1，自引：11，他引：1
针对果园对靶喷药中幼树靶标难以精准探测的难题,该文基于红外传感器设计了幼树靶标探测器,该探测器能同时探测喷药机两侧果树树干,根据用户设置的喷雾宽度和延迟距离等参数计算出靶标喷雾位置,并准确控制电磁阀开闭以进行对靶喷药。实验室试验表明,在传感器探测范围内探测距离和树干直径对探测器探测准确性几乎没有影响,速度对探测准确性有微小量影响,速度不大于1m/s时喷雾总宽度计算精度不小于96.1%。果园试验表明,行走速度不大于0.94m/s时,幼树靶标探测器能100%探测到树干并准确计算出喷雾位置和喷雾宽度。 相似文献
9.
白城地区盐碱地土壤性质与地质雷达信息应用研究 总被引：4，自引：0，他引：4
传统的盐碱土壤分类及含量的划分方法是通过对采样点土壤样品化验统计值来确定。因工作量大和费用高 ,通常不能对研究对象进行连续、系统的了解。提出了研究地质雷达信息与土壤含盐量、p H值、有机质含量、含水量等参数的相关关系及探测与检测技术方法。理论研究表明 ,土壤的物理和化学特性变化差异可以使探测的雷达波振幅及波形、频谱特性等波的几何学与动力学特点产生响应。研究结果显示这种方法是一种直观快速的可行方法 ,可为今后生态环境治理因素评价和遥感资料的解译提供地面探测的雷达电磁波频谱与确定不同颜色土壤单元所对应的盐碱土壤含盐量、p H值、有机质含量、含水量的依据 相似文献
10.
为分析叶片安放角对轴流泵马鞍区工况运行特性的影响,以比转速822的轴流泵为研究模型,试验测试了不同叶片安放角下的运行特性。研究表明:随着叶片安放角的增大,模型泵最优工况处的扬程、流量和效率均逐渐增大,-4°到+4°的增幅分别为10.4%,26.7%和0.87%;不同安放角下,泵扬程曲线均存在明显的马鞍区;随着叶片安放角的增大,试验泵马鞍区的绝对位置向右上方偏移,但相对位置仍主要位于0.5QBEP~0.6QBEP(QBEP为最高效率点对应的额定流量),且均在0.55QBEP时扬程达到最小值;随着叶片安放角的减小,马鞍区内相对扬程在逐渐增大,马鞍区驼峰特性有所改善;随着叶片安放角的增大,各个安放角下马鞍区范围内的压力脉动较最优工况下更剧烈;叶轮进口压力脉动主频为叶片通过频率,泵出口处压力脉动主要受导叶影响,随流量减小逐渐向高频移动;随着叶片安放角的增大,叶轮进口和泵出口处主频处的压力脉动幅值均逐渐增大,在叶轮进口处,0.6QBEP和0.55QBEP时压力脉动幅值最大增幅分别达1.78和1.65倍,在泵出口处,正安放角下压力脉动幅值相对负角度有所增大;内流分析表明小流量工况下叶轮进口存在回流现象,叶轮出口靠近轮毂处有明显旋涡,导致小流量下压力脉动幅值增大。 相似文献
11.
基于差分信号控制的土壤含水率传感器设计 总被引：1，自引：1，他引：1
研究土壤含水率的测定对于农作物生长,灌溉及农业自动化发展具有重要意义。该文针对传统含水率传感器电极输出信号谐波失真较大的问题,设计了一种差分信号控制的土壤含水率传感器。鉴于传感器电极输出的信号失真是由于土壤非线性因素引起的,该文利用集成时基计时器设计差分输入信号控制电路,减少输出信号的总谐波失真度。此外,建立相应的数学模型,得到土壤阻抗与信号周期变化关系。构建传感器硬件结构,通过微处理控制器测量信号周期得出土壤含水率变化数值。试验表明,传感器输出端的信号总谐波失真较传统结构减少12.56%。土壤质量含水率在5%~30%时,土壤含水率测试最大误差不超过4.89%,土壤阻抗测试误差不超过2%。 相似文献
12.
为揭示生态水文过程与气候变化的关系,以广西猫儿山典型流域人工毛竹林为研究对象,利用Hydrus-1D模型模拟了毛竹林土壤水分及其他水文要素,在此基础上,针对设定的不同气候变化情景,分析了人工毛竹林对气候变化的响应。结果表明:Hydrus-1D模型可满足人工毛竹林生态水文分析,人工毛竹林蒸散发量占总降水量的28.40%,径流以基流为主。在不同气候变化情景下,气温升幅控制蒸发和蒸腾的增幅,且冬季增幅大于夏季增幅。径流对降水变化更敏感,降水变化会更多地影响夏季径流,而气温则更易影响冬季径流。降水对夏季土壤储水量影响大于冬季,气温则更多地影响冬季土壤储水量。气温降水耦合情况下,土壤储水量对降水减少气温升高时敏感性最明显,总体表现为冬季土壤储水量更易受影响。研究结果可为区域生态规划、水资源开发利用等提供参考依据。 相似文献
13.
Yongfu Li Peikun Jiang Scott X. Chang Jiasen Wu Lin Lin 《Journal of Soils and Sediments》2010,10(4):739-747
Purpose
Phyllostachys praecox is one of the bamboo species used for the production of fine edible bamboo shoots and is widely distributed in Southern China. To maintain or increase the productivity of bamboo shoots, P. praecox forests are intensively managed through heavy fertilization and surface mulch of organic residues such as rice husk to increase soil temperature in the winter. Such management techniques can markedly influence soil quality and the dynamics of soil carbon (C). The objectives of this study were to investigate the long-term impact of intensive management practices on carbon pools and forms in the soil of bamboo forests and explore relationships between different soil organic C fractions, as little such information is currently available. 相似文献14.
15.
基于时间稳定性和降维因子分析的土壤水分监测优化 总被引：2，自引：0，他引：2
以南京市高淳区青山茶场中相邻的茶园和竹林坡地为研究区,对研究区土壤水分进行长期定点监测。基于土壤水分时间稳定性,结合因子分析选取典型样点组合,采用多元线性回归模型构建各监测点土壤水与典型样点间的数量关系。通过典型样点预测各监测点土壤水分,并检验预测结果,以期通过少数样点的监测来反映研究区的整体概况,优化研究区土壤水分监测。结果表明:在茶园仅监测7个点时,验证期RMSE小于1.5 cm3/cm3;竹林仅监测5个样点时,验证期RMSE小于1.7 cm3/cm3,模型能很好地预测研究区各样点土壤水分,为优化土壤水监测、减少野外工作量提供了理论依据。不同土地利用方式、不同深度处土壤水分分布特征存在显著差异;竹林土壤水分具有较强的时间稳定性,土壤水分的空间自相关性较茶园强;30 cm深处比10 cm深处土壤水分具有更稳定的空间分布结构。 相似文献
16.
黄土高原区草粮（油）翻耕轮作的土壤水分及作物产量效应 总被引：7，自引：3，他引：4
为了评价苜蓿翻耕后进行不同轮作模式的水分适应性和经济效益,提出黄土高原区生态效益和经济效应较好的草田轮作模式。该文测定了6a生苜蓿草地翻耕后轮作农田和休闲地的土壤水分及作物产量,并进行经济效益分析。结果表明,不同草田轮作模式的土壤水分恢复作用存在差异。苜蓿地轮作第2年收获后,以苜蓿-休闲-休闲模式土壤水分状况最好,0～300cm土层土壤水分已接近连作农田水平,且100～340cm土层土壤水分较耕前出现了恢复现象;而苜蓿-冬小麦-冬小麦模式最差,土壤水分恢复层出现在120～320cm土层;6a生苜蓿地翻耕后经过2a轮作,0～500cm土层土壤水分仍未达到连作农田水平。轮作2a冬油菜平均籽粒产量和平均籽粒水分利用效率较连作冬油菜分别增加了34.9%、44.4%(P<0.05),轮作2a冬小麦平均籽粒产量和平均籽粒水分利用效率较连作冬小麦分别提高了45.0%、42.9%(P<0.05);效益分析表明,轮作2a冬小麦的平均产投比是连作2a冬小麦的近1.5倍,是轮作2a冬油菜的2.5倍,是连作2a冬油菜的3.4倍,6a生苜蓿地翻耕后轮作冬小麦比轮作冬油菜具有更高经济效益。该研究结果为黄土高原苜蓿草地可持续利用,建立稳定的旱地农业生态系统提供了理论依据。 相似文献
17.
根据长武农业生态试验站深剖面土壤水热观测场2011年的观测资料,分析了农田土壤温度日变化、季节变化特征及其与休闲地土壤温度的差异。结果表明:农田0—20 cm（冬季0—10 cm）土层土壤温度呈正弦曲线趋势变化;垂直剖面上,土层越深,土壤温度的日振幅越小;土壤日最高和最低温度出现的时间越晚。土壤温度的日振幅,春季最大,夏秋次之,冬季最小;土壤日最高和最低温度出现的时间春、夏季较早,秋季次之,冬季较晚。典型晴天的土壤温度的日变化曲线较典型阴天的平滑且土壤温度的日振幅较大。就季节变化而言,农田与休闲地土壤温度的季节变化趋势一致,但是农田0—70 cm土层的月平均最高温度出现的时间较休闲地有所滞后;农田0—110 cm间各土层的月平均最高温度低于休闲地0.6~1.5℃,月平均最低温度低于休闲地0.2~1.1℃。7—8月农田土壤日平均温度显著低于休闲地,而降雨会明显降低农田与休闲地的土壤温度差异。 相似文献
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Peikun Jiang Hailong Wang Jiasen Wu Qiufang Xu Guomo Zhou 《Journal of Soils and Sediments》2009,9(6):511-514
Purpose
The bamboo species Phyllostachys praecox has been planted in large areas of southern China for the production of edible bamboo shoots. In recent years, high rates of fertilizer application and heavy winter mulch have been employed to achieve an earlier harvest of the shoots and a better economic return. Little is known about the potential impact of these intensive management practices on the receiving environment. Therefore, a field experiment was conducted to quantify the effect of winter mulch on soil CO2 efflux, which contributes to greenhouse gas emissions.Materials and methods
The field study was established in 6-year-old P. praecox stands for the period between December 2006 and February 2007 in Lin’an County, Zhejiang Province, China. The treatments included a 200-mm mulch with rice straw and rice husks, and a control without mulch. Soil CO2 efflux rates and soil temperature changes were measured monthly and comparisons were made between the treatments.Results and discussion
Soil CO2 efflux rates in the mulch treatment were 10.98 and 4.27 µmol m?2?s?1 in December 2006 and January 2007, respectively, which was eight times greater than soil CO2 efflux rates measured in the non-mulch control treatment in the corresponding months. The significantly higher temperature and increased dissolved organic carbon in the mulch treatment were considered to have contributed to the enhanced soil CO2 emission.Conclusions
Heavy winter mulch in a P. praecox plantation can greatly enhance soil respiration rates due to increases in both soil temperature and readily mineralizable labile organic matter. The increased CO2 emissions from soil respiration under winter mulch treatments can potentially reduce the greenhouse gas emission mitigation function of the bamboo forest plantations. It is recommended that new management practices be developed to alleviate the impacts of winter mulch on the environment. 相似文献19.
本试验研究了N、P、K肥料和土壤N、P、K养分对毛竹笋营养成份的影响,并由此考察了其营养成份,结果表明,毛竹笋的氨基酸总量和必需氨基酸含量高于一般蔬菜。游离Glu,Gln及Asp是毛竹笋的鲜味成分,其中冬笋主要是Gln和Asp,春笋则是Glu和Asp。施肥提高笋体的水解氨基酸和游离氨基酸含量。糖分含量随氮肥增加而减少,随磷肥增加而增加,钾肥对糖分影响不明显,冬笋水解氨基酸含量与土壤水解氮成显著正相关,而与土壤速效磷及速效钾相关不显著。N、P肥料的施用及高含量的土壤N、P养分有利于笋体游离Tyr的降低。 相似文献
20.
耕作和保墒措施对冬小麦生育时期光合特征及水分利用的影响 总被引：5，自引：1，他引：4
为探明不同耕作保墒措施下冬小麦生育期间光合生理特征及其增产机理,采用田间试验,以常规耕作为对照,采用深松、秸秆覆盖、免耕、施用有机肥及保水剂等措施,研究了不同耕作和保墒措施对冬小麦生育期间光合作用、产量及水分利用效率的影响。结果表明:冬小麦光合速率和叶片水分利用效率均以孕穗期最高,而灌浆期最低。蒸腾速率和气孔导度均以扬花期最高。对不同处理而言,在各生育时期均以深松处理的光合速率和叶片水分利用效率最高,其次为秸秆覆盖处理。在拔节期、孕穗期和扬花期以有机肥处理的蒸腾速率最高,而灌浆期以秸秆覆盖的蒸腾速率较高,在全生育期对照的蒸腾速率均较低。气孔导度与蒸腾速率表现规律基本一致。不同耕作、保墒措施均提高了小麦的穗数、穗粒数及千粒重,以及小麦籽粒产量和水分生产效率,降低了小麦总耗水量;各处理中以深松处理的效果最佳,其产量和水分生产效率分别较对照提高19.6%和38.3%。相关分析表明:各时期的小麦光合速率及叶片水分利用效率均与小麦产量和水分生产效率呈正相关,且随生育期的推进,其相关性增强,特别在扬花期,光合速率对于小麦产量和水分生产效率的影响更显著。 相似文献