A morphological approach to understanding preferential flow using image analysis with dye tracers and X-ray Computed Tomography   总被引：1，自引：0，他引：1  

Sacha J. Mooney  Catherine Morris 《CATENA》2008

A key problem facing soil physics and hydropedology at present is some of the standard theories of water flow in soils do not fully reflect the processes at the pore scale, and thus, cannot be adequately used for prediction. As such, examination of soil structure is vital for hydropedologists. Realisation that solutes move preferentially through soil into groundwaters has meant research in this area has increased in importance. This paper describes a multi-scale approach to analyse transport mechanisms using visualisation techniques. Chloride and Brilliant Blue tracers were applied to undisturbed soil cores to examine the physical and morphological properties associated with preferential flow in a range of soil types. Following collection of serial digital images, it was possible to examine and quantify the nature of active water flow mechanisms in terms of both dye-stained pathways and spatial distribution of dye concentration, using image analysis. Preferential flow linked to water potential and soil structural discontinuity was observed in all but the coarsest textured soil which conformed to uniform flow theory. A high level of variability in flow patterns was noted between the soil types. Such information as to how a soil dynamically re-wets is key for hydropedologists involved in applications such as pollution modelling. This is especially significant when considering a wetting mechanism, such as preferential flow, that cannot be adequately described by conventional soil physics.  相似文献   

基于能值分析的农业土地利用强度   总被引：5，自引：2，他引：5  

张微微  李红  霍霄妮  孙丹峰  周连第 《农业工程学报》2009,25(7):204-210

随着城市扩张和人口的剧增,区域土地利用格局变化对农业系统产生影响,需要以一个共同基准对农业土地利用强度进行量化。该研究以北京远郊区县为例,将各种形式的社会经济数据用转换因子（能值转换率）转换到太阳能值,通过主成分分析（PCA）和聚类方法来识别研究区的农业土地利用强度的特征和分类。提取了4个农业投入强度分量和6个产出强度分量,并分别综合成投入强度指数和产出强度指数。通过K-means聚类将农业强度分成6类,其中低投入中产出、低投入低产出类型分别占研究区的34%和27%。研究结果表明,PCA为区域农业土地利用强度的总体评价提供了有效的指标,并且能值方法可以将分析数据统一到一个共同的标准,使得本研究的结果更具有可解释性。  相似文献   

拖拉机安全驾驶室强度非线性有限元分析   总被引：1，自引：2，他引：1  

贺亮  史庆春  朱思洪  祝红玲 《农业工程学报》2009,25(9):100-104

为了避免由于拖拉机翻车事故引起的人员伤亡,提高拖拉机工作时的安全性,设计安全可靠的大中马力拖拉机驾驶室,并且使之能通过OECD标准,以某型号拖拉机驾驶室为研究对象,建立了该安全驾驶室的精确三维模型,并采用非线性有限元方法,按照OECD标准规定的要求,对模型进行了加载分析。驾驶室被简化成梁和板单元,采用弹簧单元模拟驾驶室与机身前支架之间的橡胶减震垫。计算结果表明：拖拉机驾驶室在按照试验要求模拟加载完成后,驾驶室变形吸收能量达到OECD标准规定的要求时,驾驶室部分粱和底板的应力已经达到屈服应力,进入了塑性变形,但变形后的驾驶室没有侵入安全容身区。后推、后压、侧推、前压和前推试验中驾驶室的最大变形分别为111、4、168、19和 47 mm,变形最大发生在力的作用位置处。该方法为设计能通过OECD标准试验的拖拉机安全驾驶室提供了一定的参考依据。  相似文献   

玉米生育期空间插值方法比较   总被引：8，自引：2，他引：8  

杨扬  杨建宇  李绍明  张晓东  朱德海 《农业工程学报》2009,25(9):163-167

采用合适的空间插值方法可以估计全国主产区玉米生育期的空间分布情况,从而指导不同地区的种植生产。该文通过比较反距离加权法、径向基函数法、克里格法等插值方法的异同,以调查县夏播玉米5个阶段的生育期为数据源,对黄淮海夏播玉米区生育期的数据进行空间插值处理,并使用交叉验证对表面精度进行分析。结果表明：播种期、出苗期和成熟期的最适合插值方法为径向基函数法,其均方根预测误差分别为5.077、5.320、5.243 d,拔节期和抽雄期的最佳插值方法为反距离加权法,其均方根预测误差分别为7.826、6.403 d;播种期和出苗期由西南至东北逐渐延后,其余阶段生育期以东南至西北为中轴线向两侧逐渐延后。  相似文献   

极端干旱区生态信息表达方法     

张慧芝  李锦  王让会  宁虎森 《水土保持通报》2009,29(4):101-105

极端干旱区生态过程与生态现象具有特殊性,分析生态信息的表达模式与方法,对于进一步认识与理解其内涵、特征及规律具有重要的理论价值与现实意义.以20世纪90年代初、2000年的TM和2005年的CBERS-2/CCD影像作为提取生态景观信息图谱的基础资料;依据干旱区MODS特有的耦合关系,将我国极端干旱区的新疆吐鲁番划分为4个一级类型与13个二级类型.同时,借助GIS符号库,从客观真实性与美观实用性等角度,设计了景观生态专题制图符号体系;极端干旱区景观生态信息图谱模式由图形和特殊符号,描述性数字参数,数学模型3个成分组成;在ERDAS 8.5及ArcGIS 9.0的支持下,编制了景观生态专题图,最终实现了景观要素的图谱表达.  相似文献   

黄河下游三角洲盐渍区表层土壤积盐影响因子及其强度分析   总被引：2，自引：1，他引：2  

姚荣江  杨劲松  姜龙 《土壤通报》2008,39(5)

采用通径分析方法研究了黄河下游三角洲盐渍区表层土壤(0～10cm)积盐的影响因子及其强度的主次关系,结果表明:表土积盐过程受到盐源分布、盐分离子化学特征、土壤理化性质、地下水状况以及区域性气候条件的综合影响;旱季条件下研究区土壤盐渍化程度较高且盐分表聚性明显;土壤盐源分布对表土层积盐的影响强度最大,其次是盐分离子组成化学特征,表土层理化属性和地下水状况主要通过其它因素对表土层积盐产生间接影响;反映盐源分布的亚表土层(10～20cm)盐分和反映土壤盐分离子化学组成特征的钠吸附比SAR、氯硫比Cl-/SO42-是表土层积盐的主要控制因素。该研究结果为黄河三角洲地区盐渍土地的科学管理与改良利用提供参考依据。  相似文献   

土壤总体酶活性指标的初步研究   总被引：19，自引：1，他引：19  

和文祥  谭向平  王旭东  唐明  郝明德 《土壤学报》2010,47(6):1232-1236

土壤酶作为土壤生态系统的主要组成部分之一,在营养物质转化、肥力水平提高、污染物清除等方面发挥着重要作用。本文采用长期定位试验地土样,测定了三大水解酶活性,并构建了土壤酶总体活性指标。结果显示:土壤酶活性可明显反映培肥效果的优劣;土壤化学性质与酶活性间呈显著或极显著正相关,揭示出土壤脲酶、转化酶和碱性磷酸酶在一定程度上均可表征土壤肥力水平;构建的土壤总体酶活性指标(Et=sum Xi/X,from i=1 to n Total enzyme activity index)的优点是消除了不同土样酶活性的量纲及大小的影响,且无量纲的最终参数便于比较;计算获得的土壤总体酶活性参数,可更好表征土壤中总体酶活性和肥力水平高低,结果与主成分、聚类分析的相同。  相似文献   

万州区农村居民点空间布局特征与调控     

周霖  黄云  廖铁军  张娇 《土壤通报》2017,(4):800-808

以重庆市万州区为例,借助Arc GIS、Geo Da、Fragtats软件,运用探索性空间数据分析、空间韵律测度及多维特征组合方法,分析研究区农村居民点空间分布、规模和形态,探索居民点布局类型及优化路径。结果表明:(1)在空间分布上,呈"西密东稀"的分布格局;(2)在规模结构上,农村居民点间呈正的空间自相关性,但相关程度较低,西部存在多个低值集簇区,东部多随机分布;(3)离城镇、河流、交通近的区域居民点分布多,形状指标也较大;(4)通过多维度特征组合方法,将万州区农村居民点划分为18种布局形式,以中等规模-形态规整-优势区位、大规模-形态规整-优势区位为主,并从发展模式、基础建设、生态涵养等方面提出相应的优化调控路径。  相似文献   

实际地形下地表太阳总辐射的简化算法及应用   总被引：2，自引：0，他引：2  

卢燕宇  田红  侯恩兵  孙维  邓汗青  何冬燕 《中国农业气象》2017,(7):397-406

为快速准确估算实际地形下地表太阳总辐射,针对辐射观测资料不足现状,通过考虑天文、大气和地理地形等因子对地表太阳总辐射的影响,构建了融合起伏地形天文辐射模型、地表太阳总辐射气候学公式和日照百分率优化插值方案的太阳总辐射简化算法。并以安徽省为例,对简化算法实施参数化和应用,采用2个辐射站观测资料统计回归得到气候学公式参数,参数化后的公式计算相对误差为7.65%。利用80个站点的日照百分率数据分析了不同插值方法适用性,逐点交叉检验结果表明,薄盘样条法对安徽省日照百分率具有更好的插值效果。基于简化算法计算得到实际地形下安徽省地表太阳总辐射平均为4500MJ·m~(-2)·a~(-1),总体呈北部高、南部低,山区南坡高、北坡低的分布特征,部分开阔南坡的太阳辐射超过同纬度水平地面。季节特征上地形对太阳辐射的影响随月份而异,在冬半年影响幅度更为明显,夏半年地形影响相对较弱,并多以削减为主。安徽省太阳能资源以3级为主,大别山和皖南山区的北坡多为4级,而在皖北低山丘陵的南坡存在零星的2级资源区。近年来由于日照百分率的下降,导致全省地表太阳总辐射普遍减少。  相似文献   

潮土小麦和玉米Olsen-P农学阈值及其差异分析   总被引：5，自引：2，他引：5  

郭斗斗  黄绍敏  张水清  张珂珂  宋晓 《植物营养与肥料学报》2017,23(5):1184-1190

【目的】磷农学阈值是指导不同作物磷肥用量并获取最佳经济产量的重要依据,然而,不同地区不同的耕作制度、土壤类型、作物种类、pH、温湿度条件下,作物的磷农学阈值不同。明确小麦–玉米轮作体系下,典型潮土区小麦和玉米的磷农学阈值,并分析其差异。【方法】本研究基于“国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站”25年的定位试验,选取氮、钾肥施用充足和磷肥用量不同的NK (不施磷肥)、NPK (施用氮磷钾化肥)、NPKM (氮磷钾化肥和有机肥配施)、1.5NPKM (高量氮磷钾化肥配施有机肥)、NPKS (氮磷钾化肥与玉米秸秆还田配施) 5个处理的试验数据,使用米切里西指数模型 (Mitscherlich exponential model) 拟合小麦和玉米的Olsen-P农学阈值,并通过对比不同土壤磷水平下两种作物的磷吸收利用特性,分析其阈值不同的原因。【结果】获得最大相对产量的95%时,潮土区小麦Olsen-P农学阈值为13.1 mg/kg,玉米Olsen-P农学阈值为7.5 mg/kg。玉米Olsen-P农学阈值低于小麦主要原因:1) 土壤磷水平较低时,小麦对磷缺乏更为敏感,而玉米可保持相对较强的吸磷能力,25年不施磷处理玉米吸磷量是小麦的1.4倍;2) 土壤Olsen-P含量达到玉米阈值,而未能达到小麦阈值时,可保障玉米籽粒、茎秆及小麦籽粒正常生长对磷的需求,但小麦茎秆磷浓度仅能达到相对最大磷浓度的68.9%,严重影响了小麦的正常生长和获取较高产量的能力;土壤Olsen-P含量提高到小麦阈值后,小麦茎秆磷浓度提高到相对最大磷浓度的80.5%以上,进而可保障小麦获得较高的产量;3) 土壤磷素养分充足时,小麦对磷的吸收量大于玉米,且主要是由于小麦茎秆磷浓度和吸磷量随土壤Olsen-P含量的增加而大幅度增加。【结论】小麦和玉米作为典型潮土区两种重要的粮食作物,Olsen-P农学阈值分别为13.1和7.5 mg/kg。由于两种作物的生理特性不同,小麦对磷素的吸收利用率较低,茎秆需要较高的土壤磷浓度维持正常生长,产量形成对磷养分需求更大。因此,小麦–玉米轮作体系下,小麦的磷农学阈值更高,小麦季所需土壤磷供应量大于玉米季。为增强磷肥利用效率,减少磷肥投入量和土壤中磷素的过量累积,玉米季磷肥使用量应适当小于小麦季。当土壤Olsen-P水平高于作物磷农学阈值后,减少或短时间停止施用磷肥并不会对作物产量有明显影响。  相似文献