一、土壤水分及表示方法(论文文献综述)
郭建忠[1](2021)在《γ-聚谷氨酸及其吸水树脂对土壤性质和冬小麦生长的影响研究》文中研究表明我国农业目前面临着农业水资源紧缺和肥料使用过量两方面的问题,合理地使用高分子材料也是农业节水和减少化肥施用的重要措施之一。γ-聚谷氨酸(γ-PGA)及其衍生物是近几年兴起的能够完全降解且对环境友好的高分子聚合物,因此也得到了农业科技工作者的关注。本论文在查阅国内外相关研究的基础上,对γ-PGA合成聚氨基酸型吸水树脂(γ-PGA SAP)的条件进行探索,通过室内土柱试验研究γ-PGA及γ-PGA SAP(施加量为土壤质量的0~0.20%)对土壤水分特征和土壤物理性质的影响,并将其应用于盆栽实验,设置正常灌水和施肥、降低21%灌水的低水和降低30%施肥的低肥处理,研究γ-PGA和γ-PGA SAP对冬小麦生长和根区土壤环境的影响,主要取得了以下成果:(1)研究并探索了合成符合农业部标准吸液倍率γ-PGA SAP的制备条件并对其性质进行了表征和测定。采取水溶液聚合法合成γ-PGA SAP,交联剂(聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE))含量为γ-PGA质量的20%以上时,γ-PGA SAP能够有效合成。通过表征发现,农业用γ-PGA的热分解温度最低为286.9℃,γ-PGA SAP的热分解温度最低为239.8℃。农业用γ-PGA是典型的高分子水溶性聚合物,其粘度随浓度的增加呈线性增加规律。当合成γ-PGA SAP的交联剂(PEGDE)含量为γ-PGA质量的20%~60%时,所合成的γ-PGA SAP的吸水倍率(蒸馏水)在651.16 g/g~302.91 g/g之间,吸生理盐水倍率在44.83 g/g~32.93 g/g之间,满足农业部关于吸水树脂吸液范围(吸蒸溜水的吸水倍率:100~700 g/g,吸盐水的吸水倍数:≥30 g/g)的要求。不同交联剂含量的γ-PGA SAP在重复吸液-干燥使用后,其吸蒸馏水和吸盐水倍率均会明显降低,交联剂含量越多的γ-PGA SAP,吸液稳定性越好。γ-PGA SAP的粒径越小,初期吸液速率越快,达到吸液稳定所需要的时间越短,不同粒径的γ-PGA SAP稳定后的吸液倍率无明显差异。(2)通过对施加γ-PGA和γ-PGA SAP 土壤的室内土柱试验结果进行分析,发现不同施量γ-PGA和γ-PGA SAP的施加均对土壤水分运移特征和物理性质有一定程度的影响。土壤中施加γ-PGA和γ-PGA SAP均能减少土壤水分的入渗,且施加量越多,累积入渗量的降幅越大,相同施量下γ-PGA比γ-PGA SAP对累积入渗量的减幅更大。土壤的田间持水量(FC)和可有效利用水量(TAW)(FC到凋萎含水量之间)随γ-PGA SAP施量的增加而提高,且土壤TAW在土壤中的留存时间显着延长;而γ-PGA对土壤的FC和TAW无显着性影响,但能在一定程度上延长土壤有效水分的留存时间,不同施加量之间均无显着性差异。土柱试验结束后,相比于不施加调理剂的处理在土壤中随γ-PGA SAP施加量的增加能够显着增加土壤水稳性团聚体的含量和稳定性;而在土壤中施加γ-PGA则对土壤水稳性团聚体的含量及其结构稳定性的影响不明显。γ-PGA SAP能够显着增加土壤孔隙率,γ-P GA处理的土壤孔隙率亦高于对照组,但二者无显着性差异。(3)通过对盆栽冬小麦根区土壤微环境在不同生育期(返青期之后)的指标进行测定,发现施加γ-PGA和γ-PGA SAP对土壤根区微环境均有一定程度的影响。其中在冬小麦生育期土壤的平均含水率随土壤中γ-PGA SAP施加量的增加而升高,γ-PGA的施加则对冬小麦生育期的平均土壤含水率的变化不明显。土壤中硝态氮和铵态氮的含量在冬小麦生育期随着γ-PGA施加量的增多而升高;而γ-PGA SAP的施加能明显增加土壤铵态氮的含量,但对土壤硝态氮的含量影响不大。γ-PGA和γ-PGA SAP施加量的增多均会致使土壤中微生物数量(细菌、真菌和放线菌)增加和土壤酶活性(脲酶、磷酸酶和蔗糖酶)提高,但在二者施加量一致的情况下,γ-PGA处理下的土壤微生物数量增加较多和土壤酶活性提高程度较大。施加γ-PGA和γ-PGA SAP的处理在历经整个冬小麦生育期后,能够增加0.25 mm以下粒径的土壤微水稳性团聚体含量,同时增加其稳定性。(4)对施加γ-PGA和γ-PGA SAP盆栽冬小麦的产量构成测定后发现,γ-PGA和γ-PGA SAP的施加对冬小麦穗长、穗粗、穗粒数和千粒重均无显着性影响。冬小麦产量随土壤中γ-PGA和γ-PGA SAP施加量的增加而增加,但当γ-PGA和γ-PGA SAP的施量大于0.05%时,小麦产量的增加量降低,相比于对照组产量分别增加7.62%和4.85%。在降低30%灌水的处理中,施加相同量γ-PGA SAP对产量的增加量高于γ-PGA对产量的增加量,γ-PGA SAP能较好的体现保水作用,当y-PGA的施量大于0.15%时,小麦产量的增幅有所降低,相比于对照组产量增加14.81%;当γ-PGA SAP的施量大于0.10%时,小麦产量的增幅有所降低,相比于对照组产量增加22.46%。而在降低30%施肥的处理中,施加γ-PGA对产量的增幅高于γ-PGA SAP对产量的增幅,γ-PGA能较好的体现肥料增效作用,当γ-PGA的施加量为0.10%以上时,小麦产量的增幅降低,相比于对照组产量增加14.79%;当γ-PGA SAP的施加量为0.15%以上时,小麦产量的增幅降低,相比于对照组产量增加13.98%。γ-PGA和γ-PGA SAP在土壤中的施加,均能提高土壤水分的利用效率和肥料偏生产力。在土壤中增施γ-PGA,能显着增加小麦粒籽的蛋白质含量,而y-PGA SAP的增施则对小麦粒籽的蛋白质含量无明显影响;小麦粒籽的淀粉含量和还原性糖含量受土壤中γ-PGA和γ-PGA SAP施加量的影响不大。
陈琳[2](2021)在《膜孔灌土壤水氮运移转化特性及作物耦合效应研究》文中研究指明在查阅国内外相关文献资料的基础上,结合国家自然基金项目,针对我国旱区水资源短缺、农田自然条件和膜孔灌等特点,采用试验、理论研究和数值模拟相结合的技术路线,主要研究了层状土膜孔灌肥液自由入渗土壤水氮运移及氮素转化特性、施加γ-聚谷氨酸膜孔灌自由入渗特性及其影响因素、施加γ-聚谷氨酸对菠菜生长和土壤结构的影响,并研究了膜孔灌冬小麦水氮耦合效应,取得的主要研究成果为:(1)研究了夹砂层位置对层状土膜孔灌肥液自由入渗水氮运移及转化特性的影响,利用HYDRUS-3D模型对层状土膜孔灌肥液自由入渗土壤水氮运移和氮素转化过程进行了数值模拟。膜孔灌累积入渗量受夹砂层的影响明显,膜孔入渗能力随夹砂层埋深的增大而增加;湿润锋面在土-砂交界处出现了明显的不连续现象;随着夹砂层埋深的增加,湿润锋面形状逐渐趋向于半椭圆体;入渗结束时刻,夹砂层导致尿素态氮主要分布在上层粉壤土中,并沿着远离膜孔中心方向逐渐降低,主要分为高浓度区、高梯度区、低浓度区;再分布阶段,湿润体内尿素态氮含量由于水解反应呈降低趋势,膜孔中心附近土壤铵态氮含量较湿润锋处的大,并沿着远离膜孔中心方向逐渐减小,铵态氮集中分布在夹砂层以上土层中,并在土-砂界面含量明显增加,相同位置处的硝态氮含量随时间的增加而增大,水平湿润锋处的硝态氮含量较膜孔中心附近的增加快,且在土-砂界面处含量较大,硝态氮再分布浓度锋运移距离随夹砂层埋深的增加而增大。(2)研究了施加γ-聚谷氨酸对土壤水分特征参数、土壤入渗特性及土壤持水能力的影响特性。施加γ-聚谷氨酸改变了土壤水分特征参数,提高了土壤持水能力,土壤入渗能力随γ-聚谷氨酸施量的增加而降低;利用RETC和HYDRUS-1D软件进行反演计算确定了施加γ-聚谷氨酸土壤的水分特征曲线参数。(3)研究了混施γ-聚谷氨酸浑水一维垂直入渗和浑水膜孔灌自由入渗表层致密层的形成特性,利用HYDRUS-3D模型对施加γ-聚谷氨酸清水膜孔灌自由入渗进行了数值模拟研究,建立了施加γ-聚谷氨酸膜孔灌自由入渗累积入渗量和土壤含水率分布模型。施加γ-聚谷氨酸膜孔灌单位膜孔累积入渗量和湿润锋运移距离与土壤容重和γ-聚谷氨酸施量之间存在负相关关系;表施γ-聚谷氨酸会改变湿润土层剖面水分分布规律;建立了不同γ-聚谷氨酸施量的浑水膜孔累积入渗量简化计算模型;混施γ-聚谷氨酸浑水一维垂直入渗和膜孔灌自由入渗过程的落淤层厚度与入渗时间之间具有很好的幂函数规律,且随γ-聚谷氨酸施量的增加而增大。(4)研究了畦灌和膜孔灌条件下γ-聚谷氨酸施量对越冬菠菜出苗率、生理生长指标、产量和植株含水量、养分吸收利用效率、土壤结构和土壤温度的影响。膜孔灌的菠菜出苗率比畦灌的高,施加γ-聚谷氨酸比不施加的高;膜孔灌0.20%γ-聚谷氨酸施量的菠菜的植株湿重和干重、产量、干物质累积量、菠菜氮素利用效率和氮肥利用效率为最大;畦灌和膜孔灌均为施用γ-聚谷氨酸的菠菜根、茎、叶氮素含量及植株氮吸收量高,且膜孔灌的比畦灌的高;土壤中水稳性团聚体含量随γ-聚谷氨酸施量的增加而增大,且膜孔灌的较畦灌的高;土壤团聚体破坏率均随γ-聚谷氨酸施量的增加而降低,且膜孔灌的较畦灌的低;分形维数随γ-聚谷氨酸施量的增加而减小,平均重量直径和几何平均直径均随γ-聚谷氨酸施量的增加而增大;且膜孔灌各γ-聚谷氨酸施量土壤的分形维数均较畦灌的小;施加γ-聚谷氨酸和膜孔灌均可降低土壤含水率和温度的变化幅度。(5)利用HYDRUS-1D建立了膜孔灌冬小麦土壤水氮运移转化的模拟模型;揭示了膜孔灌条件下冬小麦土壤水氮运移及氮素转化特性、冬小麦根系吸收水氮特性。中水(55%~70%θ田)和低水(40%~55%θ田)条件下,适量的施肥量可缓解因缺水导致的较低的根系吸水速率;灌水量和施氮量及水氮耦合作用均对冬小麦氮素吸收效率、氮素生产效率、氮素利用效率、氮肥偏生产力及氮素表观回收率具有显着影响。
张明智[3](2021)在《膜下微喷灌对温室番茄节水增产影响机理的探究》文中研究说明设施农业是我国农业现代化的重要组成部分,其快速发展极大地丰富了人民的菜篮子。设施农业生产过程中,不合理灌溉往往造成水资源浪费、降低灌溉水利用效率,而适宜地灌溉管理措施有助于作物实现节水增产高效益。膜下微喷灌采用膜下多组细小微孔出流的方式借助重力和毛管吸力将水分均匀分布于根区土壤,促进作物生长,但其对作物生长及水分利用效率影响机理尚不明确。因此,研究膜下微喷灌对作物土壤微环境与作物生长的影响,可为优化设施农业灌溉技术、促进水资源高效利用提供理论支撑。本研究以设施农业番茄为研究对象,通过温室番茄试验与多目标优化分析,探究不同灌溉方式(膜下微喷灌、膜下滴灌、微喷带灌溉)、布设措施(微孔组间距、毛管布置密度)与灌水方案(灌水频率、灌水量)等农艺灌溉管理措施各因素对作物土壤理化特性、土壤微生物、土壤酶活性、作物生长(作物根系、植株生长及产量)的影响规律,明确土壤理化特性、土壤微生物、土壤酶活性、作物根系、植株生长对番茄产量影响的强度大小;揭示膜下微喷灌对温室番茄节水增产的影响机理;提出温室膜下微喷灌灌溉管理技术体系指标。主要研究结论如下:(1)膜下微喷灌提高土壤水分分布均匀性,促进番茄节水增产。膜下微喷灌土壤剖面的湿润峰呈条带状,耕作层(0-40 cm)土壤湿润比较大且灌水均匀度高。适宜土壤水分促使膜下微喷灌番茄的根系形态发育优于膜下滴灌、微喷带灌溉。高水平形态发育的根系代谢旺盛,利于番茄土壤细菌ACE指数(种群丰度)与氮磷代谢功能基因丰度的增加。代谢旺盛根系与稳定细菌群落可增加土壤酶活性,促进土壤养分活化被番茄根系吸收利用,致使膜下微喷灌春番茄与秋番茄产量优于膜下滴灌、微喷带灌溉19.39%与4.54%、21.03%与 58.04%。(2)微孔组间距30 cm微喷带灌溉可改善土壤水气分布,增加土壤氮磷代谢基因丰度,提高作物产量。微孔组间距30 cm微喷带灌溉不但促使番茄耕作层土壤体积含水率增加,而且降低土壤充水孔隙度。适宜土壤水气环境利于作物根系形态发育,促使该处理不但提高番茄土壤细菌氨基酸转运与代谢与氮磷代谢功能基因丰度,而且增加土壤酶活性,加强作物根系对土壤养分吸收能力,提升叶片光合速率,促使微孔组间距30 cm灌溉春番茄与秋番茄产量、作物水分利用效率高于50 cm约14.15%与11.27%、12.64%与10.35%。(3)一管3行(1根微喷带灌溉3行番茄)毛管布置密度灌溉增加根区土壤水分抑制性,限制作物根系形态结构,降低作物水分利用率。一管2行春番茄与秋番茄耕作层土壤体积含水率显着高于一管3行6.67%与6.69%。较低的土壤水分限制作物根系形态发育。高水平地根系形态发育可增加根系分泌物,促使一管2行灌溉番茄土壤细菌功能基因丰度与土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性增加。较低地土壤细菌功能基因丰度与土壤酶活性限制番茄根系对土壤养分吸收与其形态发育,一管2行布置灌溉春番茄与秋番茄产量、作物水分利用效率高于一管3行34.76%与15.23%、31.94%与13.91%。(4)灌水频率5 d可增加耕作层土壤体积含水率,加快土壤氮磷周转,提高作物水分利用效率。灌水频率3d时土壤湿润体较小且湿润持续期长;灌水频率7 d 土壤水分时空分布存在明显的湿润与干燥区,导致灌水频率3d、7d番茄根系与土壤微生物易受低氧与水分胁迫,限制其功能基因丰度的增加。番茄土壤脲酶、碱性磷酸酶活性也随较低的土壤细菌氮磷代谢基因丰度而降低不利于土壤氮磷周转,限制作物根系形态发育与叶片净光合干物质积累,导致灌水频率5 d春番茄与秋番茄产量、作物水分利用效率较优。(5)每5 d灌水量为1.00Epan(Epan表示Φ20蒸发皿5 d累计蒸发量)可增强作物根系-土壤细菌-土壤酶活性正向互作强度,提高作物产量。1.00Epan灌水量处理下适宜的土壤水环境促使春番茄与秋番茄总根长高于0.70Epan、1.20Epan处理约9.98%与11.06%、2.10%与3.16%。较高的根系形态发育可优化土壤细菌群落结构与功能。根系形态快速发育与土壤细菌的代谢释放出更多土壤酶,较高酶活性促使作物根系对土壤养分吸收,正向促进根系形态发育与作物干物质积累。作物根系-土壤细菌-土壤酶活性正向互作促使1.00Epan处理提高番茄产量的同时增加作物水分利用效率。基于土壤微环境、作物生长等因素的综合考虑,膜下微喷灌在设施农业灌溉管理中具有较高的应用价值。通过改变膜下微喷灌灌溉管理措施,直接或间接调控土壤水分分布,改变作物根系生长和作物活性;根系形态的改变影响根际土壤细菌群落和土壤酶活性,进而调节土壤养分周转,影响作物产量及水分利用效率。设施农业膜下微喷灌应用中选择微孔组间距为30cm的微喷带,采用一管2行铺设模式,灌水频率为5 d,单次灌水量为1.00Epan的灌溉管理措施不但可改善土壤微环境,而且可提高作物产量及水分利用效率。
王二龙[4](2021)在《基于Sentinel数据和神经网络的干旱区地表土壤水分反演 ——以格尔木市周边植被覆盖区为例》文中指出土壤水分是全球水循环的重要组成成分,对研究土壤水分的空间分布、农作物长势和产量、气候变化、水资源时空分布等有着重要意义。柴达木盆地水资源匮乏,近年来在格尔木等城市周边发展出若干以枸杞等经济作物为主的农场。进行土壤水分的反演研究对该区域的农业生产布局、生态环境保护和经济发展战略等方面具有重要的科技支撑作用。由于该区域地广人稀,开展大范围监测一直是一个难题。本研究以格尔木市周边植被覆盖地表为研究区,综合利用同时期Sentinel-1雷达数据和Sentinel-2光学数据结合水云模型和BP以及RBF神经网络模型,以实测土壤水分进行结果验证,进行了格尔木市周边植被覆盖地表的土壤水分的反演研究。本文主要结论如下:(1)在植被覆盖区,我们需要考虑植被层对雷达后向散射信号的影响。研究发现:利用NDWI指数反演的植被含水量作为水云模型输入参数,去除地表植被的影响,可以得到更加真实的土壤后向散射系数。由去除植被覆盖前后的雷达后向散射系数对比结果得知,利用NDVI指数得到的VV极化衰减数值范围约为0.01-2.6 d B,植被层对雷达VV极化后向散射系数的平均影响值为0.39 d B。VH极化减少约0.07-4.06 d B,植被层对雷达VH极化后向散射系数的平均影响值为0.61 d B;利用NDWI指数得到的VV极化衰减数值范围约为0.8-3.7 d B,植被层对雷达VV极化后向散射系数的平均影响值为1.58 d B,VH极化减少约1.2-4.5d B,植被层对雷达VH极化后向散射系数的平均影响值为2.57 d B;由此得知NDWI指数更加适合作为水云模型的输入参数。(2)RBF神经网络模型对比BP神经网络模型,在处理土壤后向散射系数、雷达入射角、土壤水分间复杂非线性关系时,具有更加明显的优势,更加适合土壤水分反演的研究。研究中利用去除植被影响后的雷达土壤后向散射系数,带入神经网络模型中,构建了实测土壤水分、VV、VH以及雷达入射角?相结合的神经网络的土壤水分反演模型。验证结果可知:BP神经网络模型预测含水量和实际含水量的相关性R2=0.6159,均方根误差为RMSE=8.69;RBF神经网络模型预测含水量和实际含水量的相关性R2=0.6501,均方根误差为RMSE=3.61。RBF神经网络对BP神经网络模型的相关性提高了0.0342,均方根误差(RMSE)减少了5.38。说明在该研究区,RBF神经网络更加适合进行土壤水分反演的研究。由最终反演得到的研究区土壤水分分布图对比格尔木周边地表实际情况可知,格尔木东西农场含水量在16%-24%之间,土壤水分最高的区域集中在地下水溢出区,土壤水分最少的地方位于河西农场右侧和格尔木市至镁厂公路的两侧,该区域植被覆盖率低,均与实际情况相符。(3)利用研究区NDVI指数图和中国全天候0.01°土壤湿度产品对本研究反演的土壤水分分布图进行相关分析,结果显示:研究区土壤水分与NDVI指数两者间相关性指数(R2)为0.5549,与中国全天候0.01°土壤湿度产品的相关性为0.5713,两者都与反演的土壤水分在空间分布上具有一定的一致性。由此证明:基于Sentinel-1 SAR数据协同Sentinel-2光学数据,利用水云模型和RBF神经网络进行的土壤水分反演具有较高的精度,利用该方法在该研究区植被覆盖地表进行土壤水分大范围动态监测是可行的。
高琪[5](2021)在《基于多源遥感数据的南疆干旱区荒漠土壤水分监测研究》文中提出干旱地区土壤水分是影响土地荒漠化的主要因素之一,在植被恢复和群落演替过程中具有重要作用,如何高效、无损、精准的获取土壤水分信息,并在此基础上进行表层(0~20 cm)荒漠土壤水分空间分布特征及驱动影响因素的研究是目前的热点问题。因此,本研究采用光学遥感Landsat 8 OLI/TIRS和微波遥感Sentinel-1 SAR数据的优势,以南疆阿克苏地区空台里克为研究区,以光学遥感计算多个光谱指数,同时在光谱指数的基础上进行相关改进进行有关光学遥感监测研究,以微波数据获取土壤多极化后向散射系数为基础,通过多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)、偏最小二乘(Partial least squares regression,PLSR)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、随机森林(Random Forest,RF)、决策树回归算法(Cubist)、分区+PLSR和分区+Cubist模型等多种算法开展基于光学数据(多光谱指数)构建综合反演模型研究干旱地区荒漠土壤水分空间分布、基于改进型光谱指数综合反演模型研究并分析荒漠土壤水分分布及驱动因素、基于多源遥感数据(微波数据、光学数据)协同反演荒漠土壤水分和分析区域最优模型的工作研究,其研究主要结论具体包括以下三点:(1)基于Landsat8 OLI/TIRS数据的荒漠土壤水分遥感反演研究温度植被干旱指数(TVDI)、红光归一化指数(NR)、绿叶指数(GLI)等26个优选的光谱指数、Ts和DEM与土壤水分均达极显着相关,可作为南疆干旱区荒漠土壤水分遥感建模的指示因子;对比三种模型,RF模型建模集和预测集的R2分别为0.93和0.91,预测集RPD为3.90,各评价指标均为最高,PLSR模型精度次之,SVM模型精度最低;以RF模型反演研究区表层土壤水分,在不同土地利用分类中土壤水分分布特征存在明显差异,特别在盐结皮区域的差异尤为突出。表明综合利用光谱指数、环境因子和地形数据构建多因子、多指数的模型能较高精度的反演干旱区荒漠表层土壤水分,研究结果为南疆干旱区荒漠土壤水分遥感监测提供了一定的理论依据和方法支持。(2)基于改进型光谱指数的荒漠土壤水分遥感反演改进后裸土指数(EBSI)、粘土指数(ECI)、碳酸盐指数(ECal)、归一化植被指数(ENDVI)和垂直干旱指数(EPDI)相关系数提升了0.02~0.11,且经相关性分析和多重共线性验证,选取改进后相关系数提升的EBSI、ECI等光谱指数和原有达到极显着水平但改进效果不明显的DVI、NDWI和GVMI为改进型建模因子,以BSI、CI、Cal等为传统型建模因子,构建改进型和传统型荒漠土壤水分预测模型;光谱指数经改进后,线性和非线性模型预测集R2分别提升了0.12和0.05,RPD值提升了0.35和0.49,其中,改进型MLR-II模型RPD值为1.83,可以粗略的估测土壤水分,而RF-II模型的RPD值高达3.12,能精准的对土壤水分进行预测;非线性模型的精度明显优于线性模型,MLR线性模型预测集的R2仅为0.59、0.71,而RF非线性模型预测集的R2达到0.86、0.91;土壤水分分布受到自然、人为两种驱动力因素影响,总体呈现东北部沙漠0~5%和5~12%,南部农田交错分布,北部及中部荒漠-绿洲过渡带受植被覆盖程度和地表盐结皮抑制土壤水分蒸散困难,多呈现15~20%和>20%。研究结果揭示了在传统光谱指数中引入热红外(b10)波段改进对提升荒漠土壤水分预测有一定效果也为相似地区旱情防治和水土保持研究提供了技术方法依据。(3)基于多源遥感数据的荒漠土壤水分遥感分区建模研究经水云模型校正因地表植被影响的土壤多极化后向散射系数,其校正后Oh反演模型的R2提升了0.11,RMSE提升了0.59;以NDVI阈值分区后,在全区内选取σvh、σvv、叶面积指数(LAI)等6个,裸土区选取σvh、σvv、差值植被指数(DVI)等8个,植被覆盖区选取σvh、σvv、归一化植被指数(NDVI)等6个与土壤水分极显着相关的特征参数为建模因子;加入不同特征参数因子的PLSR、分区+PLSR、Cubist等5种模型的精度均优于Oh模型,同时分区后的PLSR和Cubist模型预测集R2分别提升了0.12和0.03,RPD提升了0.53和0.49且模型预测效果均发生质变,其中分区+Cubist模型预测集R2为0.90,RPD高达3.09,均为模型最优值;不同分区内土壤含水量分布受植被覆盖、土壤质地和人类活动影响最为严重,裸土区受到地表盐结皮土保水作用土壤含水量偏高,高植被覆盖区作物保水作用最为明显,土壤水分量最高,低植被覆盖区受人类活动影响形成高/低交错分布的趋势。本研究通过多源遥感数据协同,同时结合分区建模的研究思路为干旱区荒漠土壤水分反演提供了科学的参考价值。
李帅[6](2021)在《广西典型农地土壤水分变化及对降雨响应的研究》文中研究说明本研究以广西免耕、耕作、免耕秸秆覆盖、耕作秸秆覆盖4种不同耕作处理的甘蔗种植区为研究对象,通过对试验区土壤水分及气象数据的长期监测,结合室外采样、室内试验及数据统计分析得出不同耕作措施对土壤水分及土壤水分对降雨响应的影响,揭示耕作及秸秆覆盖方式对土壤水分的作用,为提高喀斯特地区土壤水分利用效率和作物抗旱能力提供理论依据。主要研究结果如下:(1)阐明了不同耕作处理下土壤水分变化特征。覆盖和不覆盖条件下,耕作处理的各深度土壤含水量均高于免耕处理,且耕作处理的土壤水分亏缺度小于免耕处理。免耕条件下,覆盖处理的表层土壤含水量高于免耕处理,10-30 cm层和30-50 cm层土壤含水量大小呈现交错分布,覆盖处理的土壤水分亏缺度低于不覆盖处理。耕作条件下,覆盖处理的土壤含水量高于不覆盖处理,水分亏缺度低于不覆盖处理,差异显着。因此在广西甘蔗种植区实施耕作秸秆覆盖措施有利于提高土壤的保水能力,促进甘蔗的生长。(2)揭示了不同耕作处理下环境因子对土壤水分的影响。气温是影响土壤水分的最主要因素,而耕作和秸秆覆盖方式通过改善土壤结构和下垫面条件来改变环境对土壤水分的影响,主要表现为土壤水分对降雨及气温的响应程度。在覆盖和不覆盖条件下,耕作处理与降雨及气温的相关程度均达到显着水平(P<0.05)。免耕和耕作条件下,不覆盖处理对气温及降雨的相关程度高于覆盖处理。由此可见,耕作处理增强了外界环境对土壤水分的影响程度,使土壤的蒸发和降雨入渗能力得到增强,而秸秆覆盖则削弱了这种影响,因此,耕作与秸秆覆盖相结合的耕作措施能够降低土壤无效蒸发,增加降雨入渗效果。(3)明确了不同耕作处理下土壤水分的降雨响应过程。土壤水分对降雨的响应程度随土壤深度的增加而降低。在不同的降雨条件下,耕作和耕作覆盖处理的各层次土壤水分与降雨同步性强更好,对降雨的响应更为强烈,土壤含水量均值及峰值均高于免耕和免耕覆盖处理,在降雨发生时水分能够快速入渗,并迅速向下传递,从而使土壤各层次水分对降雨有明显的响应过程,而免耕及免耕覆盖处理的降雨入渗能力较弱,对降雨的响应程度不明显。因此,耕作及耕作覆盖处理均能够显着增加土壤水分对降雨的响应程度,从而有利于降雨对土壤水分的补充。(4)阐述了不同耕作处理下土壤水分的衰减过程。一次降雨过后,土壤水分会随土壤蒸发及植物蒸腾作用迅速降低,且不同耕作处理的土壤水分损失随深度的增加而降低。不覆盖条件下,免耕处理的土壤水分消退速率较缓,土壤保水性更好;覆盖条件下,免耕的0-10 cm和10-30 cm的土壤水分损失率更高,耕作30-50 cm土壤水分损失率略高于免耕。免耕条件下,覆盖处理0-10 cm和30-50 cm层土壤水分损失率略低于不覆盖处理,而10-30 cm土壤水分损失率高出不覆盖处理13.9%。耕作条件下,覆盖处理各层土壤水分损失率均低于不覆盖处理,说明覆盖处理的保水能力更强。综上,耕作覆盖处理保水性能更好,在长期干旱情况下能够显着减少土壤的无效蒸发,减少土壤水分损耗。
白玉锋[7](2021)在《苏打碱土土壤水分入渗过程及水盐运移特征》文中提出入渗是灌溉水或降水由地表进入土壤的过程。入渗不仅是水分在土体中的再分布过程,还伴随着农药、污染物、养分等物质的迁移转化。对盐渍土来讲,入渗过程中由于水分变动引起的盐分动态变化是盐渍土改良研究中的核心问题。松嫩平原是世界三大盐渍土集中分布区之一,盐渍化问题是制约区域经济发展和生态环境改善的重要因素。研究不同盐碱程度盐渍土入渗过程,探明其影响因素和机理,从而进行改良和利用,对促进区域盐渍化防治和水土资源的合理利用具有重要意义。本研究以松嫩平原西部五种典型盐生景观代表的不同盐碱程度苏打碱土为研究对象,结合野外监测和室内模拟,采用单环定水头积水入渗法和染料示踪法探明了五种典型盐生景观土壤的入渗过程和水流在土体中的运动模式,通过主成分分析确定了描述入渗过程的综合指标,构建了入渗能力指数;并通过结构方程模型确定了影响入渗过程的环境因子。室内一维土柱垂直入渗试验系统分析了生物炭添加量和添加粒径大小对入渗过程的影响。最后通过验证四个经典入渗模型对模拟供试土壤入渗规律的适应性,选择了拟合程度高的最优模型。主要取得以下几方面研究结果:(1)分形维数可作为一个反映供试土壤质地和盐分含量的指标。六种盐生景观土壤盐分含量在569.67~14311.78 mg·kg-1(0.06%~1.43%)之间,盐分组成中HCO3-和Na+含量分别占57.24%和14.68%,p H在8.68~10.35之间,玉米地土壤和羊草群落土壤ECe<4 d S·m-1,属于碱土外,其余四种不同盐生景观土壤SAR在21.92~115.71之间,ECe>4 d S·m-1,均为典型的苏打盐碱土。质地组成中砂粒含量最高,其中以细砂含量为主,含量为49.48%~77.78%,分形维数在2.35~2.61之间,分形维数与砂粒含量呈极显着负相关,与粉粒和粘粒含量呈极显着正相关。分形维数与盐分含量呈显着正相关,与HCO3-含量呈极显着正相关,盐分和HCO3-含量与土壤颗粒组成显着相关。(2)五种盐生景观土壤稳定入渗速率随土壤碱化程度增加而减小,玉米地碱化度最小(1.09%)而土壤稳定入渗速率最大(65.10±4.29 mm/h),羊草地土壤次之(ESP 1.61%)(47.92±6.44 mm/h),二者之间差异显着(P<0.05),其余三种土壤稳定入渗速率为:虎尾草群落土壤ESP为48.86%(1.78±0.44 mm/h)>碱斑裸地ESP为49.88%(0.28±0.33 mm/h)>碱蓬群落土壤ESP为65.82%(0.13±0.10 mm/h),三者稳定入渗速率之间无显着差异,达到稳定入渗时五种土壤入渗速率分别仅有初始入渗速率的60.7%、36.1%、2.2%、1.0%和0.8%。以平均入渗速率和达到稳定入渗时间两个参数建立了综合表征入渗过程的入渗能力指数,并基于分形维数、非毛管孔隙度、钠吸附比和盐分含量四个参数建立的结构方程模型解释了97%的入渗能力指数,其中盐分含量和分形维数对入渗起负作用,而非毛管孔隙度对入渗起促进作用,盐分的负作用(-0.92)远大于分形维数的负作用(-0.16)和非毛管孔隙的促进作用(0.18)。对比四个经典入渗模型,Horton模型对玉米地、羊草地、虎尾草地和碱斑裸地土壤水分入渗过程拟合程度高,R2在0.93~0.97;均方根误差最小,为3.34~7.20;通用经验模型对碱蓬地土壤水分入渗过程拟合程度高,R2和均方根误差分别为0.99和0.34。模型预测值和实测值经卡方检验表明二者之间无显着性差异,因此Horton模型和通用经验模型可用来模拟供试土壤的入渗规律。(3)五种苏打碱土土壤入渗水流模式以基质流为主,优先流也有不同程度发育,土壤本身性质是影响土壤水流运动模式的主要原因。土壤盐碱化特征参数(盐分含量、HCO3-含量、碱化度、钠吸附比)与优先流参数之间呈显着或极显着负相关;土壤质地(分形维数)与优先流参数亦呈极显着负相关;土壤质地越粗,越不容易发生优先流。土壤容重和总孔隙度分别与优先流参数呈极显着负相关、极显着正相关,但土壤初始含水量与优先流参数之间无显着相关性。入渗后0-10 cm土层水分含量显着高于入渗前,平均高0.98%~21.17%,随土层深度增加,入渗后含水量逐渐接近入渗前土壤水分含量。入渗后0-10 cm土层电导率比入渗前低3.39%~63.30%,而最大入渗深度处电导率除农田砂土减少20.72%外,其余四种土壤增加了11.68%~85.89%,表明表层土壤中盐分在入渗过程中不同程度的被淋洗到深层土壤。(4)生物炭对入渗过程影响作用不仅与添加量、添加粒径大小有关,还与土壤本身质地有关。当粒径<0.25 mm,添加量为5%时生物炭添加降低了玉米地和羊草地土壤稳定入渗速率,而10%和15%添加量增加其稳定入渗速率;而粒径在0.25~1 mm和1~2 mm,添加量为5%、10%、15%时均降低玉米地和羊草地土壤的稳定入渗速率。生物炭添加一致促进了虎尾草地和碱斑裸地的稳定入渗速率,对碱斑裸地和虎尾草地两种土壤稳定入渗速率增加范围为110.00~56.50倍、2.00~3.43倍,对碱斑裸地砂壤土稳定入渗速率促进作用远大于对虎尾草壤砂土的促进作用,并且小粒径生物炭对虎尾草地和碱斑裸地入渗的促进作用明显高于大粒径生物炭。与未添加生物炭对比,生物炭添加增加了玉米地和羊草地土壤相同土层电导率值,增加幅度随生物炭添加量的增加而增大;生物炭添加降低了虎尾草地和碱斑裸地土壤的电导率值,并且相同土层深度添加量越大,降低幅度越大。
靖亭亭[8](2021)在《东北黑土区土壤关键特性空间变异及驱动因素研究》文中进行了进一步梳理土壤是农业的基础,东北黑土区是我国重要的粮食主产地,大型农场是我国黑龙江黑土区重要的农业生产管理单元。由于春季黑土冻融和积雪融化及降雨造成了水土流失,易导致农田土壤水分饱和甚至积水进而农机进地作业困难也接影响春播进程。研究东北黑土区春耕时期土壤水分分布规律以及变异特征,有利于掌握该时期土壤分布状况,分析其影响因素对于农机进地安排具有指导意义,然而传统的土壤水分野外监测费时费力,遥感技术有大面枳测量以及时效性强等优势。目前针对黑土区的土壤养分流失肥力下降等问题,对土壤养分的空间变异研究中单一尺度上未能准确全面反映土壤养分状况,在农场尺度上研究其驱动因素可对土壤养分管理、变量施肥以及制图提供理论基础。本文选取黑龙江省赵光农场为研究区,分别分析土壤水分与土壤养分两个部分。利用10m分辨率的Sentincl-1雷达数据结合实测样点反演的土壤水分,采用半方差函数,集成推进树算法(Aggregated Boosted Tree,ABT)等方法分析了春耕期土壤水分的空间变异及地形因素(坡度、坡向、坡位、高程和地形湿度指数)对土壤水分空间用异质性的相对影响。对耕层土壤养分实地采样数据,分别从农场尺度(土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾)和地块尺度上(有机质、碱解氮、有效磷,速效钾)使用基础统计与地统计方法描述土壤养分的空间变异特征,使用冗余分析方法(redundancy annlysis,RDA)与地理探测器分析在农场尺度上地形因素和人为因素(垄向、种植作物类型、管理区)对土壤养分影响。主要研究结果如下:(1)对赵光农场漫岗地块布点采集土壤表层土样,测定土壤含水量得出该研究区土壤含水量介于25.11%~37.31%之间,平均值为30.55%。对研究区土壤水分进行遥感反演。农场黑土漫岗区春耕期土壤水分空间变异包括农场尺度和地块尺度两个组分,地块尺度变异系数(5.81%)大于地块之间变异系数(4.16%)。坡位、坡度、坡向是影响土壤水分空间变异的主控因子,其累计相对解释率超过70%,其中坡位占36.28%。(2)在农场尺度上,土壤pH呈微酸性,有机质、碱解氮、有效磷和有效钾含量丰富、土壤pH呈弱变异性,其余各指标均呈中等变异性。土壤pH、碱解氮、有效磷的最优半变异模型为指数模型,有机质、速效钾的最优半变异模型为球状模型。土壤pH、有机质表现出强空间相关性;碱解氮、有效磷、速效钾为中等自相关性。(3)在地块尺度上,土壤有机质、碱解氮含量丰富属于较高水平,有效磷、速效钾含量高,碱解氮与速效钾呈弱变异性,有机质与有效磷呈中等变异性。土壤有机质和有效磷的最优半变异模型为球状模型,碱解氮的最优半变异模型为高斯模型,速效钾的最优半变异模型为指数模型,四种养分均表现出强空间相关性。(4)对农场尺度上土壤养分影响因素的冗余分析表明,地形湿度指数(TWI)、高程、坡位3种地形因素与垄向、管理区人为因素对5种土壤养分影响程度较大。使用地理探测器以地学角度分析影响农场尺度上土壤养分空间分布表明,因子探测器表明管理区对各个土壤养分的解释度较高影响较大;因子交互探测器表明,管理区与坡位交互作用分别对5种土壤养分解释度较高,交互因子解释度比单个因子解释度最高提高了 2倍。
张璐[9](2021)在《半干旱草原型流域土壤水分动态特征及其影响因素分析》文中进行了进一步梳理内蒙古草原是中国北方重要的生态安全屏障,对防治内陆荒漠化侵蚀起到关键作用。水分是制约该地区植物生长和分布的主要环境因子,研究土壤水分可为草原型流域优化生态保护措施、了解生态水文过程提供数据支持和理论支撑。本文以锡林郭勒盟草原锡林河流域为研究区,对该地区土壤水分及相关环境因子进行了长时间、高频率的监测试验,利用经典统计学、冗余分析、Hydrus模型等方法研究了锡林河流域土壤水分时空动态特征及其环境影响因子,并进行了土壤水分动态模拟;利用地质统计学、相关分析和多元线性回归等方法深入探究了各层土壤水分空间变异及其主导因素,分析了土壤水分与土壤有机质、植被群落特征的关系。主要结果如下:(1)锡林河流域0~180cm剖面土壤水分随着土层深度加深,异质性逐渐减弱,不同土壤类型土壤水分时空分布差异明显;所选环境因子中,海拔和植被高度是流域土壤水分变异的关键驱动因子;优化土壤水力学参数后,Hydrus模型对固定点土壤水分的模拟效果良好。(2)草地根系层土壤水分随着土层深度加深,土壤水分空间相关性增强,空间异质性逐渐减弱;栗钙土土壤水分空间变异由植被地下生物量主导,红砂土和盐土与植被生物量响应关系显着,黑土由土壤理化性质和地下生物量主导;环境因子对盐土土壤水分异质性的解释率最高,栗钙土中最低。(3)土壤水分空间变异与环境因素的响应程度由大到小依次为植被、土壤、地形和气象因素;土壤因子中,有机质对植被分布解释率较高;土壤水分与土壤有机质的关系在栗钙土、红砂土和黑土中表现相似,在盐土中略有不同;不同土壤类型群落多样性差别显着,不同生育期土壤水分与植被生物量的关系密切。
张慧芋[10](2021)在《基于旱地麦田蓄水保墒技术的土壤有机碳库效应研究》文中进行了进一步梳理耕作作为人为土壤管理措施的一部分,往往通过改变土壤的理化生性状,作用于土壤有机碳周转,最终影响土壤固碳并反馈于气候变化。本研究结合土壤物理性状与团聚体的分布及稳定性,重点分析休闲期不同耕作措施下旱地麦田的土壤有机碳及各组分含量的分布规律及土壤有机碳的矿化特征,以明确各耕作措施下旱地土壤的碳库效应及其影响机制。本试验设置休闲期免耕(FNT)、休闲期深翻(FPT)和休闲期深松(FST)3个处理,主要研究结果如下:(1)2016-2018两试验年度,与FNT处理相比,FPT和FST可显着增加0-200 cm各土层的播前底墒,且其效果可延续至拔节期或开花期;显着提高越冬至成熟各生育时期旱地小麦植株的干物质量;显着提高旱地小麦关键生育时期的群体分蘖,促进小麦增产14.46%-26.38%,显着提高水分利用效率10.13%-13.18%。(2)2018-2020两试验年度,在0-10 cm土层,除重组分有机碳(HFOC)外,各SOC组分的含量均以FNT处理显着最高,且各粒径团聚体中的SOC含量以FNT处理最高。具体表现为:FNT处理分别较FST和FPT显着提高各SOC组分含量达35.89%-140.96%和29.19%-132.65%。对于各粒径团聚体的SOC含量,FNT处理分别较FST和FPT提高达2.50%-110.55%和2.43%-43.37%。而在20 cm以下土层,FPT处理的各SOC组分含量高于或显着高于FST处理,且在40-50 cm土层POx C、POC和HFOC含量高于或显着高于FNT处理。此外,20-40 cm土层各粒径团聚体中的SOC含量在2018-2019和2019-2020年度分别以FNT和FPT处理显着最高。(3)2018-2019年度,FNT较FST处理显着提高0-50 cm剖面各土层的SOC含量达74.03%-172.05%,且在0-10 cm和20-30 cm土层较FPT处理显着高出37.96%-58.37%。2019-2020年度,FNT和FST处理分别较FPT显着提高0-10 cm土层的SOC含量达28.87%和17.17%。但在20-50 cm各土层表现为FPT>FST>FNT,且各处理间差异显着。(4)在0-50 cm剖面,随着土层深度的增加,FNT处理的固碳量逐渐减小,而FST和FPT处理的固碳量则先减小后增加。三种耕作处理间的固碳量,在0-20 cm土层表现为FNT高于FST和FPT处理,而在20-50 cm土层表现为FPT>FST>FNT。2018-2019年度,FNT分别较FST和FPT处理显着提高0-50 cm各个剖面的SOC储量达108%-129%和31%-85%。2019-2020年度,在0-10 cm和0-20 cm剖面,FNT和FST处理分别较FPT显着提高14.79%-27.24%和11.48%-16.03%。当土壤剖面增加至0-50 cm时,FPT处理的SOC储量较FNT显着高出9.21%。(5)不同耕作措施通过影响土壤的物理性状和团聚体分布、稳定性改变了土壤SOC及其组分含量和不同粒径团聚体中的SOC含量。三种耕作处理均通过提高矿物结合态和轻组分土壤比例提高POx C含量,同时三种处理下0.25-2 mm粒径机械稳定性团聚体的百分含量均与POx C或POC含量呈显着线性正相关。此外,FST和FPT处理还通过提高土壤孔隙度增加POC含量。对于各粒径团聚体中的SOC含量,FNT处理下轻组分土壤比例与其均呈对数正相关;FST处理下土壤孔隙度与<0.053 mm粒径团聚体中的SOC含量呈显着线性正相关;FPT处理通过提高水稳定性团聚体的平均重量直径(MWD)提高<0.5 mm粒径团聚体中的SOC含量。类似地,SOC组分含量及各粒径团聚体中的SOC含量对SOC的贡献在各耕作处理间表现有差异。具体表现为:FNT处理下除POx C外,其余各SOC组分及各粒径团聚体中的SOC含量均与SOC呈显着或极显着线性正相关。FPT处理下MOC、HFOC和LFOC含量以及<0.053 mm、0.053-0.25 mm和0.25-0.5mm团聚体中的SOC含量与SOC呈极显着线性正相关。而FST处理下仅MOC、HFOC和LFOC含量与SOC呈极显着线性正相关。(6)休闲期不同耕作处理下0-50 cm剖面土壤的恒温培养试验表明,在整个培养过程中,FPT和FST处理分别通过显着提高0-30 cm和30-50 cm土层的SOC矿化速率而增加相应土层的SOC累积矿化量达8.97%-178.68%和7.10%-106.47%。双库指数模型的拟合结果表明,FPT分别较FNT和FST显着提高0-10 cm土层的潜在可矿化活性碳库(Ca)达32.32%-36.16%和62.11%-69.88%,显着提高0-30 cm土层的潜在可矿化缓效性碳库(Cs)达38.43%-100.08%和66.40%-302.06%。FST分别较FNT和FPT显着提高40-50 cm土层的Cs达62.39%-114.07%和46.00%-82.55%。综上,在山西省闻喜县旱作麦区,降雨较多的年型实施休闲期深翻,而在降雨较少的年型实施休闲期深松可实现旱地小麦高产。在0-50 cm剖面,休闲期深翻和深松较免耕在短期耕作年限内表现出固碳优势,但两者的潜在矿化量显着高于休闲期免耕。因此,将休闲期免耕与深松、深翻等措施结合应用于生产实践,有利于旱地小麦增产和旱地麦田土壤固碳同步实现。
二、土壤水分及表示方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、土壤水分及表示方法(论文提纲范文)
(1)γ-聚谷氨酸及其吸水树脂对土壤性质和冬小麦生长的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究目的意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 γ-聚谷氨酸简介 |
1.2.2 γ-PGA生产方式 |
1.2.3 γ-PGA在各个领域的研究及应用 |
1.2.4 γ-PGA在农业方面的应用研究 |
1.2.5 吸水树脂和γ-PGA SAP的研究 |
1.2.6 存在和需要研究的问题 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 研究内容与方法 |
2.1 材料的制备及性能表征 |
2.1.1 实验试剂及设备 |
2.1.2 材料的来源及制备方法 |
2.1.3 测试与表征 |
2.1.4 性能测定 |
2.2 γ-PGA和γ-PGA SAP影响土壤水分及物理性质的试验设计 |
2.2.1 入渗试验设计 |
2.2.2 饱和导水率试验设计 |
2.2.3 土壤水分特征曲线的测定 |
2.2.4 蒸发试验和土壤体积变化试验设计 |
2.2.5 水稳性团聚体 |
2.2.6 土壤孔隙结构试验测定 |
2.2.7 不同粒径γ-PGA SAP对土壤水分运移特征的试验设计 |
2.2.8 试验过程理论模型及计算方法 |
2.3 盆栽试验设计及测试指标 |
2.3.1 供试小麦品种及肥料 |
2.3.2 盆栽试验设计 |
2.3.3 土壤样品的采集与测定 |
2.3.4 小麦生理生态指标的测定 |
2.3.5 光响应曲线的测定 |
2.3.6 小麦产量及谷物品质的测定 |
2.4 数据统计分析与作图 |
3 材料的表征及其性能 |
3.1 γ-PGA和20%交联剂含量的γ-PGA SAP表征结果分析 |
3.1.1 傅里叶红外光谱(FTIR)分析 |
3.1.2 X射线衍射(XRD)分析 |
3.1.3 环境扫描电镜(ESEM)形貌分析 |
3.1.4 热重分析 |
3.2 不同交联剂含量γ-PGA SAP表征结果 |
3.2.1 傅里叶红外光谱(FTIR)分析 |
3.2.2 X射线衍射(XRD)分析 |
3.2.3 环境扫描电镜(ESEM)形貌分析 |
3.3 γ-PGA粘度分析 |
3.4 不同交联剂含量γ-PGA SAP吸液及重复使用性能 |
3.4.1 不同交联剂含量γ-PGA SAP吸液速率 |
3.4.2 不同交联剂含量γ-PGA SAP重复吸液能力 |
3.5 不同粒径γ-PGA SAP吸液速率 |
3.6 讨论 |
3.6.1 γ-PGA和20%交联剂含量γ-PGA SAP性质差异的分析 |
3.6.2 不同交联剂含量γ-PGA SAP性能差异的分析 |
3.6.3 不同粒径γ-PGA SAP吸液速率差异的分析 |
3.7 本章小结 |
4 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤水分运移及物理性质的影响 |
4.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP施量对土壤水分运移特征的影响 |
4.1.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP施量对土壤入渗特征影响 |
4.1.2 γ-PGA和 γ-PGA SAP施量对土壤饱和导水率的影响 |
4.1.3 γ-PGA和 γ-PGA SAP施量对土壤水分特征曲线的影响 |
4.1.4 γ-PGA和 γ-PGA SAP施量对土壤蒸发的影响 |
4.2 γ-PGA和 γ-PGA SAP施量对土壤物理性质的影响 |
4.2.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土体膨胀率的影响 |
4.2.2 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土柱水稳性团聚体的影响 |
4.2.3 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤孔隙的影响 |
4.3 不同粒径γ-PGA SAP对土壤水分运移特征的影响 |
4.3.1 不同粒径γ-PGA SAP对土壤入渗特征的影响 |
4.3.2 不同粒径γ-PGA SAP对土壤饱和导水率的影响 |
4.3.3 不同粒径γ-PGA SAP对土壤水分特征曲线的影响 |
4.3.4 不同粒径γ-PGA SAP对土壤蒸发的影响 |
4.4 讨论 |
4.4.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤水分运移及物理性质影响的分析 |
4.4.2 不同粒径γ-PGA SAP对土壤水分运移特征影响的分析 |
4.5 本章小结 |
5 γ-PGA和 γ-PGA SAP对冬小麦根区微环境的影响 |
5.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤含水率的影响 |
5.2 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤硝态氮含量的影响 |
5.3 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤铵态氮含量的影响 |
5.4 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤微生物的影响 |
5.4.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤微生物数量的影响 |
5.4.2 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤微生物群落及交互性影响 |
5.5 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤酶活性的影响 |
5.6 γ-PGA和 γ-PGA SAP对盆栽小麦土壤水稳性团聚体的影响 |
5.6.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP对盆栽小麦土壤水稳性团聚体组成的影响 |
5.7 γ-PGA和 γ-PGA SAP对盆栽小麦土壤水稳性团聚体的影响 |
5.7.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP对盆栽小麦土壤水稳性团聚体组成的影响 |
5.7.2 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤粒级分布状况及分形维数的影响 |
5.8 讨论 |
5.8.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤含水率影响的分析 |
5.8.2 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤微生物数量及酶活性影响的分析 |
5.8.3 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤硝态氮和铵态氮影响的分析 |
5.8.4 γ-PGA和 γ-PGA SAP对土壤水稳性团聚体的影响的分析 |
5.9 本章小结 |
6 γ-PGA和 γ-PGA SAP对冬小麦生长发育的影响 |
6.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP对冬小麦株高的影响 |
6.2 γ-PGA和 γ-PGA SAP对冬小麦叶面积指数(LAI)的影响 |
6.3 γ-PGA和 γ-PGA SAP对冬小麦干物质质量累积的影响 |
6.4 γ-PGA和 γ-PGA SAP对小麦旗叶光响应曲线的影响 |
6.4.1 不同光响应模型对冬小麦光响应曲线适宜模型确定 |
6.4.2 不同处理对冬小麦光响应参数的影响 |
6.4.3 光响应曲线参数变化特征 |
6.5 γ-PGA和 γ-PGA SAP对小麦产量和品质的影响 |
6.5.1 γ-PGA和 γ-PGA SAP对小麦产量构成的影响 |
6.5.2 γ-PGA和 γ-PGA SAP对小麦品质的影响 |
6.6 γ-PGA和 γ-PGA SAP对小麦水分利用效率和氮肥偏生产力的影响 |
6.7 讨论 |
6.8 本章小结 |
7 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
一、攻读博士学位期间发表论文 |
二、参加的科研项目 |
(2)膜孔灌土壤水氮运移转化特性及作物耦合效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 膜孔灌理论与技术研究 |
1.2.2 膜孔灌施肥农田土壤氮肥运移转化特性研究 |
1.2.3 层状土入渗特性与机理研究 |
1.2.4 γ-聚谷氨酸在农业上的应用研究 |
1.2.5 冬小麦全覆膜种植技术研究 |
1.2.6 土壤水氮运移及氮素转化模型数值模拟研究 |
1.3 研究存在问题 |
1.4 主要研究内容与技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 室内试验材料与装置 |
2.1.1 供试土壤及浑水泥沙 |
2.1.2 供试肥料及土壤保水剂 |
2.1.3 试验装置 |
2.2 室内入渗试验观测内容及方法 |
2.3 作物种植试验材料与装置 |
2.3.1 试验地概况 |
2.3.2 试验装置及方案 |
2.4 室外试验观测内容及方法 |
2.4.1 冬小麦土壤水氮运移及氮素转化试验 |
2.4.2 添加γ-聚谷氨酸越冬菠菜试验 |
2.5 HYDRUS模型简介 |
2.6 数据处理与分析 |
3 层状土膜孔灌肥液自由入渗水氮运移转化特性 |
3.1 层状土膜孔灌肥液自由入渗特性 |
3.1.1 试验设计 |
3.1.2 夹砂层位置对累积入渗量的影响 |
3.1.3 夹砂层位置对湿润锋运移的影响 |
3.1.4 夹砂层位置对湿润体水分分布特征的影响 |
3.1.5 夹砂层位置对尿素态氮运移转化特性的影响 |
3.1.6 夹砂层位置对铵态氮运移转化特性的影响 |
3.1.7 夹砂层位置对硝态氮运移转化特性的影响 |
3.2 层状土膜孔灌肥液自由入渗水氮运移转化数值模拟模型建立 |
3.2.1 水流运动控制方程 |
3.2.2 土壤水力特征参数确定 |
3.2.3 土壤无机氮素运移转化模型 |
3.2.4 土壤氮素运移转化参数确定 |
3.2.5 初始条件及边界条件 |
3.2.6 误差分析 |
3.3 层状土膜孔灌肥液自由入渗水氮运移转化数值模拟结果分析 |
3.3.1 累积入渗量的数值模拟与验证 |
3.3.2 湿润体内含水量的数值模拟与验证 |
3.3.3 氮素含量的数值模拟与验证 |
3.4 本章小结 |
4 施加γ-聚谷氨酸膜孔灌自由入渗特性研究 |
4.1 施加γ-聚谷氨酸对土壤水分特征参数、入渗特性以及持水能力的影响 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 施加γ-聚谷氨酸对土壤水分特征参数的影响 |
4.1.3 施加γ-聚谷氨酸对土壤持水能力的影响 |
4.2 表施γ-聚谷氨酸膜孔灌自由入渗特性研究 |
4.2.1 试验方法与观测项目 |
4.2.2 模型建立 |
4.2.3 表施γ-聚谷氨酸对单位膜孔累积入渗量的影响 |
4.2.4 表施γ-聚谷氨酸对土壤湿润体的影响 |
4.2.5 表施γ-聚谷氨酸对膜孔入渗土壤含水量分布的影响 |
4.2.6 表施γ-聚谷氨酸的膜孔灌自由入渗数值模拟 |
4.3 混施γ-聚谷氨酸浑水膜孔灌自由入渗特性研究 |
4.3.1 试验方案 |
4.3.2 单位膜孔面积累积入渗量变化规律研究 |
4.3.3 单位膜孔面积侧渗量和垂直一维入渗量之间的关系 |
4.3.4 湿润锋运移特性研究 |
4.4 混施γ-聚谷氨酸浑水一维垂直和膜孔灌自由入渗落淤层形成特性 |
4.4.1 混施γ-PGA浑水一维垂直入渗落淤层厚度变化规律 |
4.4.2 混施γ-PGA浑水膜孔灌自由入渗落淤层厚度变化规律 |
4.4.3 混施γ-PGA浑水一维垂直入渗和膜孔灌自由入渗落淤层厚度变化的规律 |
4.5 本章小结 |
5 施加γ-聚谷氨酸对菠菜生长和土壤结构的影响特征 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验材料和方法 |
5.1.2 数据处理 |
5.2 施加γ-聚谷氨酸对土壤团聚体结构的影响 |
5.2.1 γ-聚谷氨酸施量对土壤水稳性团聚体结构的影响 |
5.2.2 γ-聚谷氨酸施量对土壤团聚体机械稳定性的影响 |
5.3 γ-聚谷氨酸施量对土壤含水率和温度变化的影响 |
5.3.1 γ-聚谷氨酸施量对菠菜生育期土壤含水率和温度变化的影响 |
5.3.2 γ-聚谷氨酸施量对菠菜各生育期土壤温度的影响 |
5.4 施加γ-聚谷氨酸对菠菜生长的影响 |
5.4.1 施加γ-聚谷氨酸对菠菜出苗率的影响 |
5.4.2 施加γ-聚谷氨酸对菠菜生理生长指标的影响 |
5.4.3 施加γ-聚谷氨酸对菠菜产量和植株含水量的影响 |
5.5 施加γ-聚谷氨酸对菠菜氮素吸收利用效率和土壤养分平衡的影响 |
5.5.1 菠菜各器官氮素含量和土壤氮素平衡 |
5.5.2 菠菜土壤磷平衡 |
5.5.3 菠菜土壤钾平衡 |
5.6 本章小结 |
6 膜孔灌冬小麦土壤水氮运移及转化数值模拟 |
6.1 HYDRUS-1D模型介绍与计算方法 |
6.1.1 考虑冬小麦生长的HYDRUS-1D土壤水氮模型构建 |
6.1.2 计算方法 |
6.2 膜孔灌冬小麦土壤水分运动数值模拟 |
6.2.1 HYDRUS-1D模型土壤基本物理参数确定与验证 |
6.2.2 土壤含水率分布规律 |
6.2.3 冬小麦根系吸水速率模拟值与植株实际蒸腾速率 |
6.3 膜孔灌冬小麦土壤氮素运移转化数值模拟 |
6.3.1 膜孔灌HYDRUS-1D模型氮素运移转化参数确定与验证 |
6.3.2 冬小麦土壤氮素分布特性 |
6.3.3 水氮耦合对土壤氮素平衡的影响 |
6.3.4 水氮耦合对冬小麦氮素利用的影响 |
6.4 本章小结 |
7 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
一、攻读博士学位期间发表论文 |
二、参加的科研项目 |
(3)膜下微喷灌对温室番茄节水增产影响机理的探究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 温室膜下微喷灌技术 |
1.2.2 灌溉对作物土壤理化特性的影响 |
1.2.3 灌溉对作物土壤微生物的影响 |
1.2.4 灌溉对作物土壤酶活性的影响 |
1.2.5 灌溉对作物生长的影响 |
1.3 存在的主要问题 |
1.4 主要研究内容和技术路线 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
2 试验方案与研究方法 |
2.1 试验区概况 |
2.1.1 西安市现代农业科技展示中心 |
2.1.2 许昌市灌溉试验站 |
2.2 试验设计方案 |
2.2.1 灌溉方式试验设计 |
2.2.2 基于膜下微喷灌的布设措施试验设计 |
2.2.3 基于膜下微喷灌的灌水方案试验设计 |
2.2.4 基于不同区域膜下微喷灌中试试验 |
2.3 试验指标测定方法 |
2.3.1 土壤物理特性 |
2.3.2 土壤化学特性 |
2.3.3 土壤微生物 |
2.3.4 土壤酶性活性 |
2.3.5 番茄生长 |
2.4 数据分析 |
2.4.1 基础分析 |
2.4.2 综合评价法分析 |
2.4.3 空间分析法 |
2.4.4 结构方程模型的构建 |
3 膜下微喷灌对温室番茄土壤理化特性的影响 |
3.1 膜下微喷灌对土壤水热分布的影响 |
3.1.1 不同灌溉方式下的土壤水热分布 |
3.1.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤水热分布的影响 |
3.1.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤水热分布的影响 |
3.2 膜下微喷灌对土壤容重与充水孔隙度的影响 |
3.2.1 不同灌溉方式对土壤容重与充水孔隙度的影响 |
3.2.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤容重与充水孔隙度的影响 |
3.2.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤容重与充水孔隙度的影响 |
3.3 膜下微喷灌对土壤p H的影响 |
3.3.1 灌溉方式对土壤p H的影响 |
3.3.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤p H的影响 |
3.3.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤p H的影响 |
3.4 膜下微喷灌对土壤养分的影响 |
3.4.1 灌溉方式对土壤养分的影响 |
3.4.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤养分的影响 |
3.4.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤养分的影响 |
3.5 讨论 |
3.5.1 灌溉方式对土壤理化特性的影响 |
3.5.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤理化特性的影响 |
3.5.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤理化特性的影响 |
3.6 本章小结 |
4 膜下微喷灌对温室番茄土壤微生物的影响 |
4.1 膜下微喷灌对土壤细菌群落结构多样性的影响 |
4.1.1 灌溉方式对土壤细菌群落结构多样性的影响 |
4.1.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤细菌群落结构多样性的影响 |
4.1.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤细菌群落结构多样性的影响 |
4.2 膜下微喷灌对土壤细菌群落物种组成的影响 |
4.2.1 灌溉方式对土壤细菌群落物种组成的影响 |
4.2.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤细菌群落物种组成的影响 |
4.2.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤细菌群落物种组成的影响 |
4.3 膜下微喷灌土壤细菌群落功能预测分析 |
4.3.1 灌溉方式对土壤细菌群落功能的影响 |
4.3.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤细菌群落功能的影响 |
4.3.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤群落细菌功能的影响 |
4.4 土壤微环境对土壤细菌群落结构组成的相关分析 |
4.4.1 膜下微喷灌布设措施调控土壤微环境与土壤细菌群落组成的相关关系 |
4.4.2 膜下微喷灌灌水方案调控土壤微环境与土壤细菌群落组成的相关关系 |
4.5 讨论 |
4.5.1 灌溉方式对土壤细菌群落的影响 |
4.5.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤细菌群落的影响 |
4.5.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤细菌群落的影响 |
4.6 本章小结 |
5 膜下微喷灌对温室番茄土壤酶活性的影响 |
5.1 膜下微喷灌对土壤脲酶与亮氨酸氨基肽酶活性的影响 |
5.1.1 灌溉方式对根际土壤脲酶与亮氨酸氨基肽酶活性的影响 |
5.1.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤脲酶与亮氨酸氨基肽酶活性的影响 |
5.1.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤脲酶与亮氨酸氨基肽酶活性的影响 |
5.2 膜下微喷灌调控对土壤β葡萄糖苷酶活性的影响 |
5.2.1 灌溉方式对土壤β葡萄糖苷酶活性的影响 |
5.2.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤β葡萄糖苷酶活性的影响 |
5.2.3 膜下微喷灌灌水方案对土壤β葡萄糖苷酶活性的影响 |
5.3 膜下微喷灌对土壤碱性磷酸酶活性的影响 |
5.3.1 灌溉方式对土壤碱性磷酸酶活性的影响 |
5.3.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤碱性磷酸酶活性的影响 |
5.3.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤碱性磷酸酶活性的影响 |
5.4 讨论 |
5.4.1 灌溉方式对土壤酶活性的影响 |
5.4.2 膜下微喷灌布设措施调控对土壤酶活性的影响 |
5.4.3 膜下微喷灌灌水方案调控对土壤酶活性的影响 |
5.5 本章小结 |
6 膜下微喷灌对温室番茄生长的影响 |
6.1 膜下微喷灌对温室番茄作物根系形态的影响 |
6.1.1 灌溉方式对温室番茄根系形态的影响 |
6.1.2 膜下微喷灌布设措施调控对温室番茄根系形态的影响 |
6.1.3 膜下微喷灌灌水方案调控对温室番茄根系形态的影响 |
6.2 膜下微喷灌对温室番茄高、茎粗、叶面积指数的影响株 |
6.2.1 灌溉方式对番茄株高、茎粗、叶面积指数的影响 |
6.2.2 膜下微喷灌布设措施调控对温室番茄株高、茎粗、叶面积指数的影响 |
6.2.3 膜下微喷灌灌水方案调控对温室番茄株高、茎粗、叶面积指数的影响 |
6.3 膜下微喷灌对温室番茄叶片光合作用的影响 |
6.3.1 灌溉方式对温室番茄冠层湿度及叶片光合作用的影响 |
6.3.2 膜下微喷灌布设措施调控对温室番茄叶片光合作用的影响 |
6.3.3 膜下微喷灌灌水方案调控对温室番茄叶片光合作用的影响 |
6.4 膜下微喷灌对温室番茄干物质质量的影响 |
6.4.1 灌溉方式对番茄干物质质量的影响 |
6.4.2 膜下微喷灌布设措施调控对温室番茄干物质质量的影响 |
6.4.3 膜下微喷灌灌水方案调控对温室番茄干物质质量的影响 |
6.5 膜下微喷灌对温室番茄果实品质的影响 |
6.5.1 灌溉方式对番茄果实品质的影响 |
6.5.2 膜下微喷灌布设措施调控对的温室番茄果实品质影响 |
6.5.3 膜下微喷灌灌水方案调控对温室番茄果实品质的影响 |
6.6 膜下微喷灌对温室番茄产量及作物水分利用效率的影响 |
6.6.1 灌溉方式对番茄产量及作物水分利用效率的影响 |
6.6.2 膜下微喷灌布设措施调控对温室番茄产量及作物水分利用效率的影响 |
6.6.3 膜下微喷灌灌水方案调控对温室番茄产量及作物水分利用效率的响应 |
6.7 综合评判 |
6.7.1 基于TOPSIS法对不同灌溉方式下温室番茄的综合评价 |
6.7.2 膜下微喷灌温室番茄最优布设措施模型评判 |
6.7.3 基于空间法分析对温室番茄最优灌水方案方案的优化 |
6.8 膜下微喷灌土壤微环境与温室番茄生长的相关关系探究 |
6.8.1 土壤微环境与番茄生长相关性分析 |
6.8.2 基于结构方程分析土壤微环境、作物根系与植株生长对产量的影响 |
6.9 讨论 |
6.9.1 灌溉方式对温室番茄生长的影响 |
6.9.2 膜下微喷灌布设措施调控对温室番茄生长的影响 |
6.9.3 膜下微喷灌灌水方案调控对温室番茄生长的影响 |
6.10 本章小结 |
7 基于不同区域的膜下微喷灌中试试验验证 |
7.1 不同区域膜下微喷灌对温室番茄株高、茎粗、叶面积指数的影响 |
7.2 不同区域膜下微喷灌对温室番茄干物质质量的影响 |
7.3 不同区域膜下微喷灌对温室番茄果实品质的影响 |
7.4 不同区域膜下微喷灌对温室番茄产量及作物水分利用效率的影响 |
7.5 讨论 |
7.6 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
一、在读期间发表的论文 |
二、在读期间参加的科研项目 |
(4)基于Sentinel数据和神经网络的干旱区地表土壤水分反演 ——以格尔木市周边植被覆盖区为例(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.2 基于SAR卫星反演地表土壤水分国内外研究进展 |
1.2.1 裸土区地表含水量反演研究进展 |
1.2.2 植被覆盖区地表土壤含水量反演研究进展 |
1.2.3 神经网络模型在土壤水分反演研究中的进展 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 创新点 |
1.3.3 技术路线 |
第二章 研究区及数据源 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地形地貌 |
2.1.2 气候及水文特征 |
2.1.3 生态环境概况 |
2.2 数据源 |
2.2.1 Sentinel-1 SAR数据 |
2.2.2 Sentinel-2 光学数据 |
2.2.3 中国0.01°土壤湿度产品 |
2.3 实测数据 |
第三章 理论与方法 |
3.1 雷达遥感基本原理 |
3.1.1 雷达方程与后向散射系数 |
3.1.2 雷达系统参数 |
3.2 地表参数和植被参数 |
3.2.1 土壤水分表示方法 |
3.2.2 土壤介电常数 |
3.2.3 地表粗糙度 |
3.2.4 植被参数 |
3.3 土壤水分反演散射模型 |
3.3.1 植被覆盖地表散射模型 |
3.3.2 神经网络模型 |
第四章 植被覆盖地表土壤后向散射系数提取 |
4.1 Sentinel-1 数据预处理 |
4.2 Sentinel-2 数据预处理 |
4.3 水云模型参数确定 |
4.4 土壤后向散射系数提取 |
第五章 基于神经网络模型反演土壤水分 |
5.1 土壤水分反演模型构建及实现 |
5.1.1 网络输入数据准备与处理 |
5.1.2 土壤水分反演模型的构建 |
5.2 结果与验证 |
5.2.1 神经网络模型训练集对比 |
5.2.2 模型的精度评价 |
5.2.3 土壤水分反演结果分析 |
5.2.4 NDVI指数对土壤水分的验证 |
5.2.5 中国全天候0.01°土壤湿度产品验证 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望与不足 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(5)基于多源遥感数据的南疆干旱区荒漠土壤水分监测研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 遥感监测土壤水分方法及数字制图的国内外研究 |
1.2.1 土壤水分光学遥感数据的研究现状 |
1.2.2 土壤水分微波遥感数据的研究现状 |
1.2.3 土壤水分多源数据协同反演的研究现状 |
1.2.4 土壤水分遥感监测建模因子及建模方法的选取 |
1.2.5 土壤水分定量遥感监测与数字制图 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 基于光学遥感构建综合模型反演荒漠土壤水分及制图 |
1.3.2 基于改进型光谱指数综合模型定量分析荒漠土壤水分分布驱动因素 |
1.3.3 多源数据协同反演荒漠土壤水分 |
1.4 技术路线图 |
1.5 现存在的问题 |
1.6 本章小结 |
第2章 研究区、数据处理及模型介绍 |
2.1 研究区概况 |
2.2 数据获取 |
2.2.1 土壤水分地面数据采集 |
2.2.2 遥感影像数据获取 |
2.3 数据处理过程 |
2.3.1 几何校正 |
2.3.2 辐射定标和大气校正 |
2.3.3 波段运算及土地利用类型分类 |
2.3.4 微波数据预处理 |
2.3.5 地面实测数据处理 |
2.4 荒漠土壤水分遥感反演模型介绍 |
2.4.1 线性建模方法 |
2.4.2 非线性建模方法 |
2.5 模型精度评价 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于Landsat8 数据的荒漠土壤水分遥感反演 |
3.1 引言 |
3.2 研究数据 |
3.3 研究方法 |
3.3.1 光谱指数分析 |
3.3.2 地表温度(Ts)计算 |
3.3.3 地形数据(DEM)提取 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 土壤基础属性统计性描述 |
3.4.2 建模因子与土壤水分的相关性分析 |
3.4.3 不同建模方法对比分析 |
3.4.4 不同建模方法可信度检验 |
3.4.5 土壤水分空间分布特征 |
3.5 讨论 |
3.5.1 多因素建模可行性 |
3.5.2 土壤水分空间分布特征 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于改进型光谱指数的荒漠土壤水分遥感反演 |
4.1 引言 |
4.2 研究数据 |
4.3 研究方法 |
4.3.1 光谱指数计算 |
4.3.2 方差膨胀因子分析 |
4.3.3 反演模型构建 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 建模因子筛选 |
4.4.2 土壤水分反演模型精度验证 |
4.4.3 不同模型反演土壤水分空间分布 |
4.5 讨论 |
4.5.1 土壤水分反演模型精度验证 |
4.5.2 土壤水分空间分布驱动因素 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于多源遥感数据的荒漠土壤水分遥感分区建模研究 |
5.1 引言 |
5.2 研究数据 |
5.3 研究方法 |
5.3.1 遥感特征参数提取 |
5.3.2 水云模型分析 |
5.3.3 Oh模型分析 |
5.3.4 全区模型和分区模型 |
5.4 结果与分析 |
5.4.1 不同特征参数相关性分析 |
5.4.2 Oh模型反演结果分析 |
5.4.3 不同模型的土壤水分反演与验证 |
5.4.4 多源数据协同反演土壤水分空间分布特征 |
5.5 讨论 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 创新点 |
6.3 研究不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(6)广西典型农地土壤水分变化及对降雨响应的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景、目的及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 不同耕作措施的国内外研究进展 |
1.2.2 不同耕作措施对土壤物理性质的影响 |
1.2.3 不同耕作措施对土壤水分的影响 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
第2章 材料及方法 |
2.1 试验区概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地质地貌 |
2.1.3 气候条件 |
2.1.4 水资源条件 |
2.1.5 植被条件 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 样地布设 |
2.2.2 土壤水分及降雨监测 |
2.3 试验测定项目及方法 |
2.3.1 土壤基本性质 |
2.3.2 饱和导水率 |
2.3.3 土壤水分常数 |
2.3.4 土壤孔隙 |
2.4 数据处理方法 |
第3章 不同耕作处理下土壤基本性质 |
3.1 土壤基本理化性质 |
3.1.1 土壤质地 |
3.1.2 土壤容重 |
3.1.3 土壤有机质 |
3.2 土壤水力特性 |
3.3 土壤孔隙分布 |
3.4 小结 |
第4章 不同耕作处理下土壤水分变化特征 |
4.1 不同耕作处理下土壤含水量变化特征 |
4.1.1 土壤含水量日变化特征 |
4.1.2 土壤水分统计特征分析 |
4.1.3 土壤水分灰色关联分析 |
4.2 不同耕作处理下土壤储水与亏缺状况 |
4.2.1 土壤储水量 |
4.2.2 土壤水分亏缺度 |
4.3 不同耕作处理下环境因子对土壤水分的影响 |
4.4 小结 |
第5章 不同耕作处理下土壤水分的降雨响应过程 |
5.1 不同降雨条件下土壤水分动态变化特征 |
5.1.1 干旱少雨条件下土壤水分变化特征 |
5.1.2 中雨条件下土壤水分变化特征 |
5.1.3 大雨及暴雨条件下土壤水分变化特征 |
5.2 不同降雨类型下土壤水分统计特征值 |
5.3 一次降雨后土壤水分衰减特征 |
5.4 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 不足及展望 |
参考文献 |
个人简介及主要学术成果 |
致谢 |
(7)苏打碱土土壤水分入渗过程及水盐运移特征(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 土壤水分入渗研究方法 |
1.2.2 土壤水分入渗理论研究进展 |
1.2.3 土壤水分入渗影响因素 |
1.2.4 土壤水分入渗模型 |
1.2.5 入渗过程与盐渍土水盐运移研究 |
1.2.6 目前研究中存在的主要问题 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 不同盐生景观土壤水分入渗过程及水盐分布特征 |
1.3.2 不同盐生景观土壤水分入渗剖面水盐分布特征及水流模式 |
1.3.3 生物炭颗粒大小及添加量对苏打碱土入渗过程和淋溶液组分的影响 |
1.3.4 苏打碱土土壤水分入渗模型 |
1.4 技术路线图 |
1.5 主要创新点 |
第2章 研究区概况 |
2.1 研究区地理位置概况 |
2.1.1 地形和地貌 |
2.1.2 水文条件 |
2.1.3 气候特征 |
2.1.4 植被特征 |
2.1.5 土壤特征 |
第3章 不同盐生景观土壤盐碱化及颗粒分形特征 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 样品采集与处理 |
3.1.2 土壤质地参数及分形维数计算 |
3.1.3 数据处理及作图 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 不同盐生景观植物群落土壤盐碱化特征 |
3.2.2 不同盐生群落土壤颗粒组成特征 |
3.2.3 土壤颗粒分形维数以及与颗粒含量的关系 |
3.2.4 土壤颗粒分形维数与土壤性质之间的关系 |
3.3 讨论 |
3.3.1 分形维数与土壤颗粒组成及土壤质地 |
3.3.2 分形维数与土壤理化性质 |
3.4 本章小结 |
第4章 不同碱化程度苏打碱土入渗过程及影响因素研究 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 样点选择 |
4.1.2 实验设计 |
4.1.3 构建入渗能力指数 |
4.1.4 构建入渗结构方程模型 |
4.1.5 四个入渗模型对苏打碱土入渗过程的适应性拟合 |
4.1.6 数据处理及作图 |
4.2 结果分析 |
4.2.1 入渗过程参数 |
4.2.2 入渗能力指数 |
4.2.3 与入渗过程相关的土壤性质 |
4.2.4 入渗能力结构方程模型 |
4.2.5 四个入渗模型对苏打碱土入渗过程的适应性 |
4.3 讨论 |
4.3.1 入渗过程参数 |
4.3.2 入渗能力指数 |
4.3.3 入渗过程影响因素 |
4.4 本章小结 |
第5章 不同碱化程度苏打碱土土壤优先流及水盐变化特征 |
5.1 研究方法 |
5.1.1 实验设计 |
5.1.2 水流模式分析 |
5.1.3 土壤剖面理化性质 |
5.1.4 数据处理及作图 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 土壤剖面染色特征 |
5.2.2 土壤剖面水流运动模式-优先流 |
5.2.3 土壤剖面水流运动模式影响因素分析 |
5.2.4 入渗前后土壤剖面水分和盐分布特征 |
5.3 讨论 |
5.4 本章小结 |
第6章 生物炭粒径大小和添加量对苏打碱土入渗过程及土壤盐分的影响 |
6.1 研究方法 |
6.1.1 试验材料 |
6.1.2 一维垂直入渗试验 |
6.1.3 生物炭粒径及添加量对入渗过程及水盐运移的影响 |
6.1.4 数据处理及作图 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 生物炭添加对入渗过程的影响 |
6.2.2 生物炭添加对土柱剖面水分及盐分分布的影响 |
6.2.3 淋溶液EC随入渗过程的变化规律 |
6.3 讨论 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 研究中存在的问题和展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)东北黑土区土壤关键特性空间变异及驱动因素研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的和意义 |
1.2.1 研究目的 |
1.2.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 土壤水分研究进展 |
1.3.2 土壤养分研究进展 |
1.3.3 国内外研究趋势 |
1.3.4 目前研究存在的问题 |
1.4 研究目标与内容 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.5 技术路线 |
1.6 论文结构 |
2 研究区概况与研究方法 |
2.1 研究区域概况 |
2.1.1 黑土区分布 |
2.1.2 区位概况 |
2.1.3 自然特征 |
2.1.4 社会经济特征 |
2.2 相关概念界定与理论基础 |
2.2.1 相关概念界定 |
2.2.2 理论基础 |
2.3 数据来源与处理 |
2.3.1 土壤样品采集 |
2.3.2 Sentinel数据 |
2.3.3 地形数据 |
2.4 研究与统计方法 |
2.4.1 主动微波遥感反演 |
2.4.2 经典统计方法 |
2.4.3 地统计方法 |
2.4.4 空间插值 |
2.5 数据分析方法 |
2.5.1 SPSS软件分析 |
2.5.2 R语言统计分析 |
2.5.3 地理探测器分析 |
3 土壤水分空间变异特征及驱动机制 |
3.1 土壤水分反演模型 |
3.2 土壤水分空间变异特征 |
3.2.1 传统描述性统计分析 |
3.2.2 地统计学分析 |
3.3 土壤水分驱动机制 |
3.3.1 土壤水分主要影响因子 |
3.3.2 土壤水分影响因子分析 |
3.4 本章小结 |
4 土壤养分的空间变异及驱动机制 |
4.1 农场与地块尺度下土壤养分空间变异特征 |
4.1.1 数据预处理 |
4.1.2 基本描述统计分析 |
4.1.3 地统计分析 |
4.2 农场与地块尺度下土壤养分空间分布 |
4.3 农场尺度下土壤养分驱动机制 |
4.3.1 基于冗余分析的因子分析 |
4.3.2 基于地理探测器的因子分析 |
4.4 冗余分析与地理探测器结果对比 |
4.5 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(9)半干旱草原型流域土壤水分动态特征及其影响因素分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 干旱指标 |
1.2.2 土壤水分动态特征 |
1.2.3 土壤水分影响因素 |
1.2.4 植被群落对土壤的影响 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 研究区概况 |
2.1 主要气象因子及其变化特征 |
2.1.1 主要因子识别 |
2.1.2 气温、降水变化趋势分析 |
2.1.3 地表干湿状况特征分析 |
2.2 植被土壤特征 |
2.2.1 植被生长特征 |
2.2.2 土壤理化性质 |
2.3 旱情分析 |
2.3.1 气象干旱 |
2.3.2 水文干旱 |
2.3.3 气象水文干旱指数变化趋势分析 |
2.3.4 定量估算气候变化和人类活动对水文干旱的贡献 |
3 试验设计与数据处理 |
3.1 土壤数据获取 |
3.2 植被数据获取 |
3.3 气象数据获取 |
3.4 仪器率定 |
3.5 数据处理与研究方法 |
3.5.1 梯度分析 |
3.5.2 小波分析 |
3.5.3 干旱指数 |
3.5.4 地统计分析 |
3.5.5 Hydrus-1D模型原理 |
3.5.6 物种多样性 |
4 土壤水分动态特征 |
4.1 土壤水分分布规律 |
4.1.1 土壤水分统计特征 |
4.1.2 土壤水分垂直剖面特征 |
4.2 土壤水分动态变化主导因素 |
4.2.1 潜在环境驱动因子统计分析 |
4.2.2 关键潜在环境驱动因子识别 |
4.3 土壤水分模拟 |
4.3.1 土壤水分时间稳定性 |
4.3.2 模型参数确定 |
4.3.3 模拟效果评价 |
4.3.4 模拟结果分析 |
4.4 小结 |
5 草地根系层土壤水分变异的耦合影响机制 |
5.1 土壤水分空间变异 |
5.2 环境因子分析 |
5.3 土壤水分变异影响分析 |
5.4 小结 |
6 植被与土壤理化性质及水分的响应关系 |
6.1 土壤水分异质性影响因素 |
6.2 群落组成差异的关键驱动因子 |
6.2.1 关键驱动因子识别 |
6.2.2 土壤水分与土壤有机质 |
6.3 土壤水分与植物群落多样性的关系 |
6.3.1 群落多样性 |
6.3.2 土壤水分与群落多样性 |
6.4 土壤水分与植被生物量的关系 |
6.4.1 土壤水分与地上生物量的关系 |
6.4.2 土壤水分与地下生物量的关系 |
6.5 小结 |
7 总结与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(10)基于旱地麦田蓄水保墒技术的土壤有机碳库效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 耕作措施对土壤物理性状及团聚体的影响 |
1.2.2 耕作措施对土壤有机碳库的影响 |
1.2.3 耕作措施对土壤层化率的影响 |
1.2.4 耕作措施下土壤有机碳矿化的影响 |
1.3 存在的问题与不足 |
1.4 研究目标和研究内容 |
第二章 材料与方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 试验设计 |
2.3 取样与测定方法 |
2.3.1 土壤蓄水量的测定 |
2.3.2 小麦群体分蘖调查及植株干物质测定 |
2.3.3 小麦产量测定 |
2.3.4 土壤容重、含水量和孔隙度 |
2.3.5 土壤团聚体粒径分布、稳定性及其有机碳含量测定 |
2.3.6 土壤有机碳组分含量的测定 |
2.3.7 土壤有机碳的层化率 |
2.3.8 土壤有机碳储量 |
2.3.9 土壤有机碳矿化培养 |
2.4 数据分析 |
第三章 休闲期不同耕作措施下的土壤水分及小麦生长发育 |
3.1 休闲期不同耕作措施下的旱地麦田土壤水分 |
3.1.1 各生育时期0-200cm的土壤蓄水量 |
3.1.2 关键生育时期0-200cm土壤水分的垂直分布 |
3.2 休闲期不同耕作措施下的旱地小麦群体质量 |
3.2.1 各生育时期的群体分蘖 |
3.2.2 各生育时期的干物质量 |
3.3 休闲期不同耕作措施下旱地小麦产量及其构成因素 |
3.4 各生育时期土壤蓄水量与小麦产量的关系 |
3.5 休闲期不同耕作措施的蓄水增产效应 |
3.6 本章小结 |
第四章 休闲期不同耕作措施下的土壤物理性状 |
4.1 休闲期不同耕作措施下的土壤容重 |
4.2 休闲期不同耕作措施下的土壤含水量 |
4.3 休闲期不同耕作措施下的土壤孔隙度 |
4.3.1 总孔隙度 |
4.3.2 充气孔隙度 |
4.3.3 毛管孔隙度 |
4.4 休闲期不同耕作措施下土壤组分的分布 |
4.4.1 颗粒态和矿化结合态土壤的比例 |
4.4.2 轻组分和重组分土壤的比例 |
4.5 本章小结 |
第五章 休闲期不同耕作措施下的土壤团聚体分布及其稳定性评价 |
5.1 休闲期不同耕作措施下的机械稳定性团聚体分布及稳定性 |
5.1.1 土壤机械稳定性团聚体分布 |
5.1.2 土壤机械稳定性团聚体的稳定性 |
5.2 休闲其不同耕作措施下的水稳定性团聚体分布及其稳定性 |
5.2.1 土壤水稳定性团聚体的分布 |
5.2.2 土壤水稳定性团聚体的稳定性评价 |
5.3 本章小结 |
第六章 休闲期不同耕作措施下的土壤有机碳库 |
6.1 休闲期不同耕作措施下的土壤有机碳组分 |
6.1.1 易氧化有机碳含量 |
6.1.2 土壤颗粒态和矿物结合态有机碳含量 |
6.1.3 土壤轻重组分有机碳含量 |
6.2 休闲期不同耕作措施下土壤团聚体中的有机碳 |
2 mm团聚体中的有机碳含量'>6.2.1 粒径>2 mm团聚体中的有机碳含量 |
6.2.2 粒径介于1-2mm团聚体中的有机碳含量 |
6.2.3 粒径介于0.5-1mm团聚体中的有机碳含量 |
6.2.4 粒径介于0.25-0.5mm团聚体中的有机碳含量 |
6.2.5 粒径介于0.053-0.25mm团聚体中的有机碳含量 |
6.3 休闲期不同耕作措施下的土壤有机碳 |
6.3.1 土壤有机碳含量 |
6.3.2 土壤有机碳层化率 |
6.3.3 土壤有机碳储量 |
6.4 休闲期不同耕作措施下的土壤有机碳矿化特征 |
6.4.1 土壤有机碳矿化速率 |
6.4.2 土壤有机碳累计矿化量 |
6.4.3 土壤有机碳库矿化特征 |
6.5 本章小结 |
第七章 旱地麦田土壤有机碳库及小麦产量形成的影响因子分析 |
7.1 土壤有机碳组分与土壤物理及团聚体性状间的关系 |
7.1.1 土壤有机碳组分与物理性状间的关系 |
7.1.2 土壤有机碳组分与团聚体性状间的关系 |
7.2 土壤团聚体中有机碳与物理及团聚体性状间的关系 |
7.2.1 土壤团聚体中有机碳与物理性状间的关系 |
7.2.2 土壤团聚体中有机碳与团聚体性状间的关系 |
7.3 土壤有机碳与有机碳组分及团聚体有机碳间的关系 |
7.4 土壤有机碳及活性组分与土壤水分 |
7.4.1 土壤水分含量的动态变化 |
7.4.2 土壤有机碳和易氧化有机碳含量的动态变化 |
7.4.3 土壤有机碳和易氧化有机碳与土壤水分的关系 |
7.5 旱地小麦产量与土壤理化性状间的关系 |
7.6 本章小结 |
第八章 讨论与结论 |
8.1 讨论 |
8.1.1 休闲期不同耕作措施对土壤物理及团聚体性状的影响 |
8.1.2 休闲期不同耕作措施对土壤有机碳含量的影响 |
8.1.3 休闲期不同耕作措施对有机碳组分及团聚体碳含量的影响 |
8.1.4 休闲期不同耕作措施对有机碳储量的影响 |
8.1.5 休闲期不同耕作措施对土壤有机碳矿化的影响 |
8.1.6 休闲期不同耕作措施对旱地小麦产量的影响 |
8.2 结论 |
第九章 主要创新点及研究展望 |
9.1 主要创新点 |
9.2 研究展望 |
参考文献 |
Abstract |
致谢 |
攻读硕博学位期间的科研总结 |
四、土壤水分及表示方法(论文参考文献)
- [1]γ-聚谷氨酸及其吸水树脂对土壤性质和冬小麦生长的影响研究[D]. 郭建忠. 西安理工大学, 2021
- [2]膜孔灌土壤水氮运移转化特性及作物耦合效应研究[D]. 陈琳. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]膜下微喷灌对温室番茄节水增产影响机理的探究[D]. 张明智. 西安理工大学, 2021(01)
- [4]基于Sentinel数据和神经网络的干旱区地表土壤水分反演 ——以格尔木市周边植被覆盖区为例[D]. 王二龙. 中国科学院大学(中国科学院青海盐湖研究所), 2021(01)
- [5]基于多源遥感数据的南疆干旱区荒漠土壤水分监测研究[D]. 高琪. 塔里木大学, 2021(08)
- [6]广西典型农地土壤水分变化及对降雨响应的研究[D]. 李帅. 桂林理工大学, 2021
- [7]苏打碱土土壤水分入渗过程及水盐运移特征[D]. 白玉锋. 中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所), 2021(02)
- [8]东北黑土区土壤关键特性空间变异及驱动因素研究[D]. 靖亭亭. 西安科技大学, 2021(02)
- [9]半干旱草原型流域土壤水分动态特征及其影响因素分析[D]. 张璐. 内蒙古农业大学, 2021(02)
- [10]基于旱地麦田蓄水保墒技术的土壤有机碳库效应研究[D]. 张慧芋. 山西农业大学, 2021(02)