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河套灌区典型灌排单元水化学和同位素特征及水体转化关系

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环境科学 2025年

作者：韩亚辉段利民潘浩王子牛石奇伟籍健勋姚荣江罗艳云刘廷玺内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室黄河流域内蒙段水资源与水环境综合治理协同创新中心中国科学院南京土壤研究所

全面了解灌区内的水化学和氢氧同位素特征及其水循环机制对于灌溉水资源管理及生态建设具有重要意义。以河套灌区作为研究对象，选取了2022年4～8月和2023年同期的时间段，对典型支渠支沟灌排单元内的多种水体进行了水化学和氢氧同位素... 详细信息

全面了解灌区内的水化学和氢氧同位素特征及其水循环机制对于灌溉水资源管理及生态建设具有重要意义。以河套灌区作为研究对象，选取了2022年4～8月和2023年同期的时间段，对典型支渠支沟灌排单元内的多种水体进行了水化学和氢氧同位素采样与分析。结果表明，研究区主导水化学类型从引水渠的SO4·HCO3·Cl-Na·Mg型转变为排水沟和湖泊的Cl-Na·Mg型和Cl-Na型，灌排系统以排出钠盐和氯盐为主。地下水水化学类型主要为Cl-Na型，其次为Cl-Na·Mg型、ClSO4-Na·Mg型和SO4·HCO3-Na·Mg型。引水渠水化学主要受岩石风化影响，而蒸发浓缩是排水沟和湖泊的主要控制因素。蒸发盐岩和硅酸盐岩的溶解、碳酸盐岩的沉淀、阳离子交换过程以及人类农业生产活动共同影响灌排系统中水化学成分。引水渠同位素呈现出随渠系等级降低而逐渐富集的趋势，排水沟同位素呈现随渠系等级升高而逐渐贫化的趋势。降水、引水渠水和排水沟水对地下水的贡献率分别为13.5%、48.0%和38.5%，降水、引水渠水和地下水对排水沟水的贡献率分别为21.7%、70.3%和7.9%。研究可为干旱半干旱地区农业水资源开发利用及生态保护提供理论依据。

关键词：河套灌区氢氧同位素水化学特征水循环补给机制

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不同改良剂对盐渍土壤的综合改良效应研究

灌溉排水学报 2025年第1期44卷 89-96页

作者：马馥扬曹巍巍彭昊姚荣江王秀萍刘广明张文太新疆农业大学新疆土壤与植物生态过程自治区级重点实验室/资源与环境学院乌鲁木齐830052 中国科学院南京土壤研究所南京210008 江苏沿海生态科技发展有限公司南京210000 河北省农林科学院滨海农业研究所河北唐山063299

【目的】实现盐渍土壤多种障碍性状的综合改良。【方法】通过盆栽试验模拟当地水稻-油菜轮作种植模式,在常规施肥(CK)条件下,设置添加过磷酸钙750 kg/hm^(2)(G1)和1500 kg/hm^(2)(G2),水解聚马来酸酐900 kg/hm^(2)(J1)、1200 kg/hm^(2)(... 详细信息

【目的】实现盐渍土壤多种障碍性状的综合改良。【方法】通过盆栽试验模拟当地水稻-油菜轮作种植模式,在常规施肥(CK)条件下,设置添加过磷酸钙750 kg/hm^(2)(G1)和1500 kg/hm^(2)(G2),水解聚马来酸酐900 kg/hm^(2)(J1)、1200 kg/hm^(2)(J2)和1500 kg/hm^(2)(J3)以及巨大芽孢杆菌40kg/hm^(2)(W1)、60kg/hm^(2)(W2)和80kg/hm^(2)(W3),共9个处理,探究不同改良剂对盐渍土壤理化性状的改良效果。【结果】与CK相比,J2处理土壤总孔隙度、最大持水率、田间持水率和毛管持水率分别提高12.49%、13.60%、13.63%和12.41%,土壤电导率降低64.73%;W2处理土壤总孔隙度、最大持水率、田间持水率和毛管持水率分别提高8.59%、9.57%、9.01%和9.79%,土壤电导率降低55.66%;W1处理土壤体积质量降低了4.20%,最大持水率、田间持水率和毛管持水率分别提高6.58%、9.02%和9.69%,土壤电导率降低8.97%,土壤有机质量提高25.82%。【结论】主成分分析表明,常规施肥条件下盐渍土壤综合改良效果前3的处理分别为1200 kg/hm^(2)水解聚马来酸酐、60 kg/hm^(2)巨大芽孢杆菌以及40 kg/hm^(2)巨大芽孢杆菌。本研究结果对于盐渍土壤改良与其高效利用具有重要的理论意义和实际应用价值。

关键词：盐渍土壤改良剂土壤持水能力土壤养分

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基于磁感式土壤表观电导率空间变异性的插值方法比较

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农业工程学报 2007年第9期23卷 50-57页

作者：杨劲松姚荣江中国科学院南京土壤研究所南京210008

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍障碍问题,以该地区典型地块为研究对象,运用磁感大地电导率仪(EM 38),结合G IS与地统计学研究了不同样点密度下土壤表观电导率的空间变异特征,确定了最佳的空间插值模式,并采用偏差指数对各分布图... 详细信息

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍障碍问题,以该地区典型地块为研究对象,运用磁感大地电导率仪(EM 38),结合G IS与地统计学研究了不同样点密度下土壤表观电导率的空间变异特征,确定了最佳的空间插值模式,并采用偏差指数对各分布图层的空间相似性进行了评价。结果表明:不同样点密度下的土壤表观电导率均呈中等变异强度,并服从对数正态分布;各样点密度下的土壤表观电导率均表现为强空间相关性,其空间变异主要表现在小于10 m的田间尺度上,且对于预测精度,泛克立格>普通克立格>反距离权重>局部多项式。偏差指数法分析表明,各插值方法分布图的空间相似性均随样点密度的降低而下降;对于相同的样点密度减小比例下的空间信息保留度,泛克立格>普通克立格>反距离权重>局部多项式,采用泛克立格法可以在保证预测精度的基础上合理降低样点密度。该研究为黄河三角洲地区盐渍土地磁感式田间数据采集的合理密度确定以及优化空间插值模式选取提供了理论依据与技术参考。

关键词：表观电导率磁感大地电导率仪空间插值黄河三角洲

黄河三角洲地区浅层地下水与耕层土壤积盐空间分异规律定量分析

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农业工程学报 2007年第8期23卷 45-51页

作者：姚荣江杨劲松中国科学院南京土壤研究所南京210008

为研究黄河三角洲地区地下水作用条件下耕层土壤的积盐规律,运用GIS和地统计学的原理与方法,结合地下水埋深的空间分布以及临界埋深的划分标准对研究区域进行分区,并从空间尺度对各分区地下水矿化度与耕层土壤积盐规律进行了定量分析。... 详细信息

为研究黄河三角洲地区地下水作用条件下耕层土壤的积盐规律,运用GIS和地统计学的原理与方法,结合地下水埋深的空间分布以及临界埋深的划分标准对研究区域进行分区,并从空间尺度对各分区地下水矿化度与耕层土壤积盐规律进行了定量分析。结果表明:地下水埋深、矿化度和耕层土壤盐分均属于中等变异强度,在东西方向和南北方向上均具有2阶的趋势效应;受结构性因素和随机性因素的共同作用,地下水埋深呈中等的空间自相关性,地下水矿化度与耕层土壤盐分呈弱空间自相关性;耕层土壤盐分与地下水矿化度的空间分布具有一定的相关性,与地下水埋深呈负相关性。对空间尺度上的地下水矿化度与耕层土壤盐分定量分析结果表明,耕层土壤积盐与地下水矿化度呈极显著的相关关系,而地下水埋深增加使其相关性减弱,采用分区研究法使地下水矿化度对耕层土壤积盐规律分析更加客观准确。该结果对研究黄河三角洲地区土壤盐渍化的发生机理以及预测与评估该地区土壤盐渍化的发生发展具有重要意义。

关键词：黄河三角洲浅层地下水土壤积盐定量分析 Kriging插值

基于电磁感应仪的黄河三角洲地区土壤盐分时空变异特征

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农业工程学报 2008年第3期24卷 107-113页

作者：姚荣江杨劲松中国科学院南京土壤研究所南京210008

针对黄河下游三角洲土壤盐渍化的空间复杂性与发生反复性,运用磁感式大地电导率仪EM38及其移动测定系统,结合GIS与地统计学方法,对该地区典型地块两个关键季节土壤盐分的时空变异特征进行了分析。结果表明,土壤表观电导率与盐分呈极显... 详细信息

针对黄河下游三角洲土壤盐渍化的空间复杂性与发生反复性,运用磁感式大地电导率仪EM38及其移动测定系统,结合GIS与地统计学方法,对该地区典型地块两个关键季节土壤盐分的时空变异特征进行了分析。结果表明,土壤表观电导率与盐分呈极显著相关性;各时段土壤盐分都表现出多层次空间结构的复合尺度效应,且短程变异构成了土壤盐分空间异质性的最主要部分;土地利用方式差异使得秋季时段土壤盐分呈弱各向异性,地形因素导致春季时段土壤盐分各向异性比在全步长域波动,但在整个研究尺度上仍为各向同性。空间分析表明,结构性因素主导了土壤盐分空间分布格局,随机性因素是加快该分布格局形成的重要因素;春季时段研究区总体表现出积盐趋势,且盐分变动幅度主要集中在10.0 g/kg范围内。电磁感应仪与GIS的结合运用为不同尺度土壤调查与质量评价提供了新的途径,并为农业水土资源的决策管理提供指导。

关键词：电磁感应仪黄河三角洲土壤盐分时空变异变异函数

Micro VAX—Ⅱ计算机专用实时接口设备

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航天控制 1991年第3期9卷 67-75,66页

作者：姚荣江北京航天自动控制研究所

在实时数字仿真系统中,实时接口设备是仿真机和控制系统实物间的界面,它的性能直接影响着实时数字仿真的精度。本文简要介绍了专为MicroVAX—Ⅱ计算机研制的DSI-4型专用实时接口设备的构成、各功能板的设计,以及DSI-4专用实时接口的工... 详细信息

在实时数字仿真系统中,实时接口设备是仿真机和控制系统实物间的界面,它的性能直接影响着实时数字仿真的精度。本文简要介绍了专为MicroVAX—Ⅱ计算机研制的DSI-4型专用实时接口设备的构成、各功能板的设计,以及DSI-4专用实时接口的工作过程和使用方法。应该指出的是:只要改变连接计算机的总线接口板,DSI-4专用实时接口还可以方便地与其它计算机(例如,CompaQ386机)组成实时数字仿真系统。

关键词：数字仿真模拟接口仿真机

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基于磁感式探测的分层土壤盐分精确解译模型

农业工程学报 2010年第1期26卷 61-66页

作者：刘广明杨劲松姚荣江中国科学院南京土壤研究所南京210008

为了精准解译面域尺度土壤盐分特征,有必要建立分层土壤盐分信息精确解译模型。该文应用通径分析方法,研究获得了土壤全盐量、土壤含水率、体积质量、黏粒质量分数、地下水电导率、地下水埋深等作用因子对土壤表观电导率值的方差贡献率... 详细信息

为了精准解译面域尺度土壤盐分特征,有必要建立分层土壤盐分信息精确解译模型。该文应用通径分析方法,研究获得了土壤全盐量、土壤含水率、体积质量、黏粒质量分数、地下水电导率、地下水埋深等作用因子对土壤表观电导率值的方差贡献率及作用强弱排序。依据各作用因子的方差贡献率大小,结合设定的累积贡献率阀值,选取出磁感式土壤表观电导率的主导作用因子,确定为磁感式土壤盐分信息解译模型的参数体系。采用多因子及互作项逐步回归法,通过引入因子间的互作效应建立优化的基于磁感式探测的分层(0～20,>20～60,>60～100,>100～160cm)土壤盐分信息解译模型。验证结果表明,模型解译误差基本在10%以内,达到了较高精度水平。

关键词：电磁感应土壤盐度测量模型

苏北典型滩涂区土壤盐分动态与水平衡要素之间的关系

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农业工程学报 2010年第3期26卷 52-57页

作者：赵秀芳杨劲松姚荣江中国科学院南京土壤研究所南京210008

为获知苏北滩涂区土壤水盐动态行为,从而为后续的节水灌溉和滩涂区农田水管理策略提供理论依据,该文选取典型滩涂区,进行土壤水、盐和地下水埋深的长期连续监测,并根据大丰市气象站提供的降水、地表蒸散数据,对土壤盐分变化和水平衡要... 详细信息

为获知苏北滩涂区土壤水盐动态行为,从而为后续的节水灌溉和滩涂区农田水管理策略提供理论依据,该文选取典型滩涂区,进行土壤水、盐和地下水埋深的长期连续监测,并根据大丰市气象站提供的降水、地表蒸散数据,对土壤盐分变化和水平衡要素之间的关系进行探讨。结果表明:土壤表层盐分最高,波动最为剧烈,随深度不断增加,盐分逐渐降低,且波动趋缓。试验区夏季降水丰富,蒸散量相对较低,土壤含水率高,地下水埋深浅;冬季降水少,蒸散量较高,土壤含水率下降,地下水埋深较深。地下水埋深和水补充量是0～40cm土层土壤盐分的主要影响因子;地下水埋深和蒸散量是60～80cm土层土壤盐分的主要影响因子。地下水盐分是土壤盐分累积的主要来源,降水脱盐作用仅对0～40cm表土作用显著,蒸发积盐作用则在整个土壤剖面上具有影响。该研究为消减苏北滩涂区土壤盐渍化灾害提供了科学依据,对指导农业生产具有重要意义。

关键词：滨海区土壤含水率土壤盐分地下水降水蒸散水平衡要素

黄河三角洲地区典型地块土壤盐分空间变异特征研究

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农业工程学报 2006年第6期22卷 61-66页

作者：姚荣江杨劲松刘广明邹平中国科学院南京土壤研究所南京210008

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍化问题,以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了不同深度土层盐分含量的空间变异特征,绘制了各土层盐分的随机性和结构性的半方差图以及空间分布图。结果表... 详细信息

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍化问题,以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了不同深度土层盐分含量的空间变异特征,绘制了各土层盐分的随机性和结构性的半方差图以及空间分布图。结果表明:受内在因子和外在因子的共同作用,各土层含盐量均具有中等的变异强度和空间自相关性,自相关距差异不大。K rig ing插值结果表明,研究区内各土层含盐量的空间分布表现为条带状和斑块状分布。微地形和气候条件是影响表层土壤盐分空间变化的主要因素,地下水性质是影响深层土壤盐分空间分布的主要因素。该研究为黄河三角洲地区盐渍化土壤的分区、改良、管理和合理利用提供了理论基础和参考依据。

关键词：黄河三角洲空间变异特征地统计学 Kriging插值