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探地雷达地波法测定红壤区土壤水分的参数律定研究 总被引：1，自引：1，他引：0
《土壤通报》2020,(2):332-342
探地雷达地波法是一种农田尺度快速测量土壤体积含水量的有效技术,能够弥补传统方法和卫星遥感方法在含水量监测上的不足。但地波法在红壤地区进行含水量反演的最佳参数仍未确定,相关研究鲜有报道。本研究以位于南方红壤区江西省鹰潭市孙家流域为例,采用地波法对区域土壤体积含水量进行了探测:先使用共中心点法确定所用雷达的系统延时、有效反演深度,并利用Topp、Roth、Ferre和朱安宁四种常用的经验模型由介电常数ε反演土壤含水量;然后通过固定间距法进行区域性的土壤体积含水量测量,确定雷达测量时的最佳天线间距。这一系列过程中,土壤含水量实测值是用烘干法校正的管式时域反射仪(time domain reflectometry,TDR)测定的土壤体积含水量。研究的目的是为了律定地波法在红壤区测定土壤含水量的有效反演深度、最优模型和最佳天线间距等参数。结果表明:60 MHz探地雷达地波法反演0～40 cm土层的土壤体积含水量时精度最高,误差最小;Roth经验模型更适合于红壤地区0～40 cm土层土壤含水量的反演,均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.022 m3m-3;地波法的最佳天线间距为1.0 m,能够准确地反演土壤体积含水量;土地利用类型对雷达的探测精度具有一定影响,在1.0 m天线间距下,旱地上的反演精度优于果园,旱地和果园的RMSE分别为0.004和0.020 m3m-3。 相似文献
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《土壤通报》2017,(6):1329-1337
本研究选取了17个植被类型不同或长势不同的典型地块,利用250 MHz中心频率探地雷达,采用固定间距法和共中心点法两种测量方法,分析电磁波信号对土壤剖面特性变异分层的响应特征,提取地面波和表层反射波的传播速度,代入常用的11个土壤介电常数—含水量经验模型,反演表层土壤(0~30 cm)体积含水量。GPR图像可清晰识别0~1m土层的空气波、地面波和反射波信号;GPR反演体积含水量与农田表层土壤实测质量含水量的相关系数可达0.8以上,其中以Topp模型与巨兆强模型的相关系数最高,朱安宁粉砂黏潮土的θ~ε经验模型的平均反演误差为0.012 m~3 m~(-3);对于表层土壤盐分较高的地块,反射波信号反演表层土壤含水量的效果优于地面波;表层土壤扰动越大,雷达波信号提取误差越大,GPR反演含水量的精确度越低。 相似文献
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低频探地雷达地波法测定土壤含水量的可行性研究 总被引：4，自引：0，他引：4
利用地波法来探讨低频探地雷达(GPR)在土壤含水量测定方面的可行性。分别采用50 MHz和100 MHz天线的探地雷达地波法对黄淮海平原潮土地区砂壤土和砂土中的含水量进行了探测研究。结果表明,50 MHz天线GPR分辨率过低,在砂土和砂壤土中均无地波信号。100 MHz天线在砂壤土中无地波信号,但在砂土中可清晰读取出空气波和地波。TDR测得含水量为6.3%的砂土,用100 MHz天线地波法3次测定结果分别为5.9%,6.2%和6.5%,绝对误差均在0.4%以内。采用共中点法(CMP)和固定间距法(FO)相结合探测土壤含水量,在FO最佳天线间距1 m时测得灌水前后的砂土含水量分别为6.5%和20.2%,与TDR测定结果6.3%和19.7%相比,绝对误差在0.5%以内。100 MHz天线CMP和FO相结合的方法兼顾了CMP法读取地波的精确和FO法的快速便捷,在砂土的含水量测定应用中是可信、可行的。 相似文献
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基于探地雷达的喀斯特峰丛洼地土壤深度和分布探测 总被引：3，自引：0，他引：3
[目的]研究喀斯特土壤的深度和分布,为利用探地雷达(GPR)技术开展喀斯特地区峰丛洼地土壤分布的研究提供理论依据。[方法]通过室内模拟试验,建立喀斯特地区3种典型质地土壤(砂质黏壤土、黏壤土、粉(砂)质黏土)中探地雷达电磁波波速和土壤含水量的关系式。通过实地测定土壤质地和含水量,选择合适的关系式,对探地雷达图像进行校准、解译,获得土壤深度,并采用开挖法进行验证。[结果]得到了3种质地土壤中电磁波波速(ν)与含水量(θ)关系的三次多项式。利用该关系式探测的喀斯特土壤理论深度与实地开挖的结果相符,误差为0—10cm。利用探地雷达软件生成了反映测线下不同位置土壤深度的二维图像和样方内土壤深度分布的三维图像,表明土壤主要分布在0—50cm。[结论]利用探地雷达技术探测喀斯特地区土壤深度和分布是切实可行的。 相似文献
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本文以江苏省南京市雨花台红土作为研究对象,进行野外形态观察及室内磁化率、游离氧化铁和颗粒组成的测定,结果表明,土壤剖面按形态可自上而下依次划分为黄棕色土层、红棕色土层和网纹红土层3大层段:低频磁化率呈黄棕色土层＞红棕色土层＞网纹红土层的特点,网纹红土层和红棕色土层的游离氧化铁和游离度均高于上部黄棕色土层,指示红色土层有更强的风化成土作用:网纹红土层＜10μm细颗粒和＞100μm颗粒的增加,进一步表明其经历了更强烈的风化成土作用.因此,雨花台红土剖面自下而上低频磁化率逐渐升高,反映的是气候由湿热向温凉转变的总体特征. 相似文献
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土壤盐渍化问题严重制约着农业经济发展,快速准确地掌握农田土壤的盐渍化信息是盐渍化防治的前提。为准确快速地了解滴灌棉田土壤盐分含量情况,该研究采用探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)多频天线(250 MHz和1 000 MHz)对典型滴灌棉田土壤进行探测,通过GPR振幅包络平均值法(Average Envelope Amplitude,AEA)获取土壤视在介电常数,以Dobson盐渍土介电模型(Dobson dielectric model of saline soil,Dobson)为理论工具,估算滴灌棉田土壤的盐分含量。同时,将视在介电常数、土壤容重、含水率和土壤黏粒含量5个参数设置为模型输入变量,采用多元线性回归方法(Multiple Linear Regression,MLR),建立膜下滴灌棉田土壤盐分反演模型,并使用BP神经网络(Back Propagation neural network,BP)进行模拟预测。最终,以实测盐分为基准,评价MLR模型、BP模型和Dobson模型反演盐分含量的效果。结果表明:1)探地雷达250 MHz和1 000 MHz频率天线AEA法探测的有效深度均为0～30 cm。2)1 000MHz频率天线AEA法获取的介电常数与实测含水量有较好的多项式关系,且实测含水量和反演含水量拟合效果和精度较好,决定系数R~2为0.96,均方根误差RMSE为1.61%,平均误差率MER为7.25%。3)3种盐分反演模型中,Dobson盐渍土介电模型反演精度明显高于其他2种方法,R~2达到0.91,RMSE为0.313 g/kg。因此,利用GPR多频天线AEA法估算滴灌棉田土壤盐分含量是可行且可靠的。该法为反演土壤盐分含量提供新途径,丰富了盐分含量探测的方法及手段。 相似文献
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基于高频探地雷达的土壤表层含水量测定 总被引：1，自引：0，他引：1
高精度快速探测土壤表层水分状况,对于精准农业生产、水资源精确管理及防治坡耕地水土流失具有重要意义。现有探地雷达(ground penetrating radar,GPR)低频探测技术不能满足表层土壤含水量高精度要求,需要发展和应用高精度探测技术。本研究采集江宁某蔬菜地水稻土表层(0~20cm)土壤(粉砂质黏壤土),通过室内模拟试验,利用高频(1 GHz和2 GHz)探地雷达在不同土壤含水量状况下进行探测,获取GPR数据图像信息,提取电磁波谱特征参数,分析其与土壤含水量之间的定量关系。结果表明:1 GHz和2 GHz频率GPR探测的土壤介电常数ε与实测土壤含水量θ拟合的ε~θ模型决定系数R2分别为0.94与0.97,高频探地雷达技术预测粉砂质黏壤土表层土壤含水量是可行的;与低频探地雷达技术相比,高频探地雷达技术能够高精度探测表层土壤含水量。 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
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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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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
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赤泥对重金属污染红壤修复效果及其评价 总被引：8，自引：0，他引：8
以赤泥作为原位固定剂,采用盆栽试验从土壤重金属Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量,菜心(Brassicaparachinensis)生长及吸收积累Cd、Pb、Cu、Zn含量3个方面探讨不同赤泥用量对重金属污染红壤的固定修复效果,并用毒性淋出试验TCLP法对其生态风险进行评价。结果表明:菜心在未加赤泥的重金属污染土壤中生长受到严重抑制,在加入赤泥的土壤下生长良好,生物产量显著提高,茎叶干重与赤泥量呈二次相关,5.0mg/kg赤泥处理下菜心产量最大。土壤pH值随赤泥用量的增加而升高,二者呈显著正相关。土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量均与赤泥用量呈显著负相关关系;与未加赤泥相比,土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量降低范围分别为0.9%～34.2%,29.8%～96.8%,59.9%～96.4%,41.1%～92.7%。加入赤泥显著降低菜心茎叶重金属含量,其重金属含量随赤泥用量的增加而降低;与未加赤泥处理相比,茎叶Cd、Pb、Cu、Zn含量降低分别为68.6%～88.6%,87.3%～96.1%,76.6%～80.3%,79.1%～93.3%。2.5mg/kg赤泥处理下土壤生态风险最小。 相似文献
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E. B. Maghirang G. L. Lookhart S. R. Bean R. O. Pierce F. Xie M. S. Caley J. D. Wilson B. W. Seabourn M. S. Ram S. H. Park O. K. Chung F. E. Dowell 《Cereal Chemistry》2006,83(5):520-528
Various whole‐kernel, milling, flour, dough, and breadmaking quality parameters were compared between hard red winter (HRW) and hard red spring (HRS) wheat. From the 50 quality parameters evaluated, values of only nine quality characteristics were found to be similar for both classes. These were test weight, grain moisture content, kernel size, polyphenol oxidase content, average gluten index, insoluble polymeric protein (%), free nonpolar lipids, loaf volume potential, and mixograph tolerance. Some of the quality characteristics that had significantly higher levels in HRS than in HRW wheat samples included grain protein content, grain hardness, most milling and flour quality measurements, most dough physicochemical properties, and most baking characteristics. When HRW and HRS wheat samples were grouped to be within the same wheat protein content range (11.4–15.8%), the average value of many grain and breadmaking quality characteristics were similar for both wheat classes but significant differences still existed. Values that were higher for HRW wheat flour were color b*, free polar lipids content, falling number, and farinograph tolerance. Values that were higher for HRS wheat flour were geometric mean diameter, quantity of insoluble polymeric proteins and gliadins, mixograph mix time, alveograph configuration ratio, dough weight, crumb grain score, and SDS sedimentation volume. This research showed that the grain and flour quality of HRS wheat generally exceeds that of HRW wheat whether or not samples are grouped to include a similar protein content range. 相似文献
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Drying Kinetics of Red Delicious Apple 总被引：4，自引：0，他引：4
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红砂岩母质红壤侵蚀作用的137Cs法初步研究 总被引：8，自引：1，他引：8
不合理的开发和利用所导致植被覆盖的破坏严重，致使红砂岩母质地区长期以来遭受到强烈的土壤侵蚀，采用136s技术，研究红砂岩发育的红壤典型小流域的土壤侵蚀作用，结果表明，该流域的137Cs基准值为2014Bqm^-2，对于非耕作土壤而言，137Cs在土壤剖面中呈峰值型分布，最大分布深度约为15cm，对于耕作土壤而言，则在耕作层内呈均一分布，耕作层以下则急剧下降，典型断面研究表明，上坡部坡耕地的侵蚀作用强于下坡部，且山顶面积较小的耕地的侵蚀作用比面积较大的坡顶耕地要大，总体而言，坡耕地的流失是相当严重的。 相似文献
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A L Scher R J Calvey 《Journal of the Association of Official Analytical Chemists》1988,71(5):1007-1011
A method is described for the determination of the intermediates in D&C Red No. 8 by reverse-phase liquid chromatography (LC). The pigment is dissolved in boiling 95% ethanol-water (1 + 1) and then precipitated. The filtrate is chromatographed by gradient elution. Calibrations from peak areas at 254 nm for Lake Red C Amine sodium salt (LRCA-Na) and at 229 nm for 2-naphthol were linear, with prediction limits of 0.200 +/- 0.006% and 0.200 +/- 0.003%, respectively, for the maximum permitted levels. Calibration limits of determination were 0.01% for LRCA-Na and 0.006% for 2-naphthol. A 99% confidence level was used. Recoveries were 100.0-100.4% for LRCA-Na and 97.1-101.8% for 2-naphthol, each added at levels of 0.025-0.2%. Certified lots of D&C Red No. 8 that were analyzed by the LC method contained higher levels of LRCA-Na but the same levels of 2-naphthol when compared to results obtained previously by a cellulose column method, in which the pigment is not dissolved. The solubilities of D&C Red No. 8 in hot and room temperature solutions of 95% ethanol-water (1 + 1), water, and 95% ethanol were estimated. 相似文献
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Clay illuviation in Red Mediterranean soils 总被引：2，自引：0，他引：2
Theories regarding pedogenesis in Red Mediterranean soils have undergone several stages of development. The concept of clay illuviation in these soils was not a part of early theories and it is not yet unanimously accepted as a leading soil forming process. A methodology is presented for studying the illuviation of clay in these soils emphasizing typology of textural features and fabrics. The problem of age determination is also addressed, through the use of radiometric dates and correlation with archaeological artifacts. Clay illuviation in Red Mediterranean soils under present day environmental conditions suggests that it occurs presently only on humid and sub-humid margins of the Mediterranean basin. Elsewhere illuvial clay accumulations are inherited from Interglacial periods. Red Mediterranean soils during glacial periods were eroded, colluviated, aggraded with aeolian dust, calcitic fraction of which was redistributed in form of calcitic features and eventually were affected by water logging. An example of water logging of Red Mediterranean soils (Mamora, Morocco) which took place during the last Glacial cycle, consists of yellow illuvial clays accompanied by a yellowing of the ground mass. During earlier cycles water logging resulted in whitish grey stains in which hydromorphic textural features were deposited. 相似文献
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磷对富硒赤红壤与红壤上小白菜硒吸收及土壤硒形态的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
采用土培盆栽试验方法,研究了广西两种主要富硒土壤施入不同水平磷对小白菜硒吸收积累的影响及土壤硒形态转化规律,旨在为提高土壤有效形态硒含量及植物硒含量提供理论依据。试验采集广西具有代表性的富硒赤红壤(贵港市桂平市)和富硒红壤(桂林市永福县),设置4个磷梯度盆栽试验。结果表明:相同的磷处理在不同土壤上对小白菜硒吸收效果不同。在富硒赤红壤上低磷处理(P50,50 mg/kg)有利于小白菜地上部和地下部对硒的吸收;在富硒红壤上中磷处理(P110,110 mg/kg)小白菜地上部硒含量最高,地下部施入磷则硒含量均显著低于对照。同时,磷的施入对硒在小白菜体内的转运在两种土壤上也存在差异。在富硒赤红壤上当磷施入量在80 mg/kg以下时,磷的施入会抑制硒从地下部向地上部的转运;在富硒红壤上磷的施入则均能促进硒的转运;但二者均在中磷处理时达到峰值。植株体内硒含量间的差异取决于土壤有效形态硒含量。研究结果显示磷的施入均显著增加了土壤中水溶态和交换态硒的含量,且小白菜硒的含量与土壤中水溶态硒规律一致。研究还发现在两种土壤上不同磷处理对土壤硒形态转化规律不同,这为进一步研究磷与土壤硒间的互作关系提供了参考。 相似文献
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金衢盆地红土地球化学特征 总被引：2，自引：0，他引：2
用X射线荧光光谱法(XRF)对金衢盆地的5个剖面127块样品进行测试,分析结果表明:主量元素组成以SiO2、Fe2O3、Al2O3为主,K、Na、Ca、Mg等易溶组分的含量很低,TiO2含量的平均值高于UCC值;Fe2O3、MnO含量在沉积型红土网纹和均质红土的交界处明显聚集,推测与不同沉积层交界处理化性质突变有关,而基岩风化壳型红土则逐渐过渡;SiO2、Fe2O3、AL2O3等化学成分和硅铝系数等化学风化指标指示沉积型红土由网纹至均质红土风化强度减弱的趋势,而基岩风化壳型红土的K、Na、Ca、Mg及TiO2含量均呈现从基岩到红土层风化强度逐渐增大的趋势。 相似文献