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东北黑土区土壤侵蚀自然驱动因子时空分布特征

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水土保持研究 2024年第5期31卷 130-138页

作者：季晓琪范昊明沈阳农业大学水利学院

[目的]东北黑土区复合营力带来的土壤侵蚀作用明显，研究东北黑土区不同典型区间的土壤复合侵蚀自然驱动因子年内交替叠加情况，对于区域内土壤侵蚀治理具备现实意义。[方法]针对东北黑土区11个典型区域，利用气象及遥感等数据，通过分... 详细信息

[目的]东北黑土区复合营力带来的土壤侵蚀作用明显，研究东北黑土区不同典型区间的土壤复合侵蚀自然驱动因子年内交替叠加情况，对于区域内土壤侵蚀治理具备现实意义。[方法]针对东北黑土区11个典型区域，利用气象及遥感等数据，通过分析对比不同区域水、风、冻、融作用自然驱动因子时空分布特征，阐明了各因子交替与叠加特点。[结果]在时间上，东北黑土区年内水力、风力、冻融、融雪作用驱动因子叠加交替出现，春季风力、冻融、融雪作用最为复杂，夏季以水力作用为主，秋季水力、风力、冻融复合作用有限，冬季风力、冻结作用明显。在空间上，水力驱动作用由东南向西北逐渐减小，风力作用由西南向东北逐渐减小，冻融作用由西南向东北逐渐减小，融雪作用呈现由西北向东南逐渐减小的趋势。根据侵蚀驱动因子分异特征将全区划分为水力、水力—融雪、水力—风力—冻融、水力—风力—融雪、水力—冻融—融雪侵蚀作用区。[结论]各营力表现出明显的时、空作用分异特点，根据自然驱动因子年内交替叠加情况得出了复合侵蚀驱动因子年内时空分布特征，为不同区域针对性土壤侵蚀治理、深化研究区复合侵蚀防控提供参考。

关键词：复合侵蚀驱动因子时空分异叠加作用机制东北黑土区

来源：博看期刊

东北地区极端大风时空分布特征及其对风蚀量的影响

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应用生态学报 2024年第1期35卷 87-94页

作者：李方昊范昊明石昊许秀泉沈阳农业大学水利学院沈阳110866

气候变化背景下东北地区极端大风事件频发,由极端风蚀事件造成的水土流失逐渐引起了相关学者的广泛关注。本研究使用线性分析、Sen+Mann-Kendal趋势分析、Kriging插值法对2005—2020年东北地区极端大风时空特征进行分析,并使用RWEQ风蚀... 详细信息

气候变化背景下东北地区极端大风事件频发,由极端风蚀事件造成的水土流失逐渐引起了相关学者的广泛关注。本研究使用线性分析、Sen+Mann-Kendal趋势分析、Kriging插值法对2005—2020年东北地区极端大风时空特征进行分析,并使用RWEQ风蚀估算模型计算典型风蚀站点的全年土壤风蚀量和极端大风条件下的风蚀量。结果表明:2005—2020年间,东北地区极端大风频次呈显著上升趋势,上升幅度为2.9次·a^(-1)。东北地区极端大风频次的年均值在1~49次·a^(-1),频次高值区分布在锡林郭勒西北部、呼伦贝尔高原西部及长白山东北部等地。4个典型风蚀点(锡林浩特、新巴尔虎右旗、嫩江、通榆)极端大风对土壤风蚀量的平均贡献率为31%。

关键词：极端大风贡献率时空分布东北地区

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冻融对典型黑土团聚体输移破碎特征的影响

应用生态学报 2024年第5期35卷 1275-1282页

作者：张茜马仁明贾燕锋范昊明楚智婷沈阳农业大学水利学院沈阳110866 辽宁省水土流失防控与生态修复重点实验室沈阳110866

融雪期的侵蚀外营力主要以冻融和融雪径流为主,该营力可能会影响土壤结构和团聚体稳定性,从而对融雪侵蚀过程产生影响。在融雪期,融雪径流过程会导致团聚体输移破碎,但是关于冻融对团聚体输移破碎的影响研究鲜有报道。本研究以东北典型... 详细信息

融雪期的侵蚀外营力主要以冻融和融雪径流为主,该营力可能会影响土壤结构和团聚体稳定性,从而对融雪侵蚀过程产生影响。在融雪期,融雪径流过程会导致团聚体输移破碎,但是关于冻融对团聚体输移破碎的影响研究鲜有报道。本研究以东北典型黑土区5~7和3~5 mm团聚体为对象,分析了不同冻融次数(0、1、5、10、15和20次)下水稳性团聚体组成、平均重量直径(MWD)、标准化平均重量直径(NMWD)和不同冻融次数、不同输移距离(5、10、15、20、25和30 m)下团聚体输移破碎率(BR)及冻融和输移共同作用对BR的贡献度(CT),研究融雪期典型黑土团聚体输移破碎特征。结果表明:5~7和3~5 mm团聚体冻融循环后主要以0.5~1 mm粒径为主,随着冻融次数增加其MWD值总体呈下降趋势,并且在相同冻融次数下3~5 mm团聚体NMWD大于5~7 mm。5~7和3~5 mm团聚体随着输移距离的增加BR逐渐增加,尤其是在1次冻融条件下,与未冻融组相比输移距离为5、10、15、20、25和30 m时BR分别显著增加59.7%、32.2%、13.7%、6.2%、13.4%、7.5%和60.0%、39.0%、18.4%、13.0%、6.3%、6.1%;但随着冻融次数的增加,BR增加相对缓慢。团聚体输移破碎主要受输移距离(CT=54.6%)和冻融循环(CT=26.2%)的影响,并且冻融循环主要改变团聚体稳定性,进而影响团聚体输移破碎率。可见,在融雪期,冻融循环降低了土壤团聚体稳定性,致使融雪径流过程中团聚体输移破碎严重,土壤更易随水流迁移引发水土流失,因此,应重视该时期的土壤侵蚀及其防治。

关键词：融雪期冻融循环输移团聚体破碎黑土

季节性冻融期不同秸秆还田方式下黑土温度特征

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水土保持学报 2024年第4期38卷 288-299页

作者：李爽郭美莲范昊明贾燕锋马仁明沈阳农业大学水利学院沈阳110866 辽宁省水土流失防控与生态修复重点实验室沈阳110866 辽宁智测自然资源调查规划有限公司沈阳110866

[目的]为探究不同秸秆还田方式对季节性冻融期黑土温度的影响。[方法]通过田间温度监测,以大豆田为研究对象,设置秸秆覆盖还田(FG)和秸秆翻混还田(FH)2种还田方式,还田量分别为秸秆总量的30%(59670 kg/hm^(2)),60%(119340 kg/hm^(2)),90... 详细信息

[目的]为探究不同秸秆还田方式对季节性冻融期黑土温度的影响。[方法]通过田间温度监测,以大豆田为研究对象,设置秸秆覆盖还田(FG)和秸秆翻混还田(FH)2种还田方式,还田量分别为秸秆总量的30%(59670 kg/hm^(2)),60%(119340 kg/hm^(2)),90%(179010 kg/hm^(2)),并设置裸地为对照(CK)共7种处理。各处理自地表向下沿土壤垂直剖面分别设置5,10,20,30 cm 4个土层深度,分析冻融期不同秸秆还田方式及还田量下土壤温度变化特征。[结果](1)秸秆还田使土壤进入不同冻融阶段的时间滞后于裸地,且有效提高土壤最低温度和降低最高温度的变化范围,其中最大提温、降温率均发生在FG90处理,分别为3.0~6.1,1.5~5.2℃。(2)秸秆还田减弱土壤的温度变异性和与气温的相关性,最大变异系数和相关系数发生在裸地5 cm土层,分别为6.54,0.82;最小发生在FG90处理30 cm土层,分别为0.82,0.26。土壤温度变异性大小关系为CK>FG30>FH30>FH60>FG60>FH90>FG90,土壤温度与气温相关性大小关系为CK>FH30>FG30>FH60>FH90>FG60>FG90。(3)裸地冻结和解冻速率最大且冻融周期最短,冻结速率为0.19℃/h,解冻速率为0.60℃/h,最小冻结速率发生在FH90处理,为0.04℃/h,最小解冻速率发生在FG90处理,为0.05℃/h。(4)随土层深度的增加,土壤始冻阶段、始融阶段逐渐增加,但冻结时长逐渐减小,FG90处理延缓冻融效果最明显,始冻阶段、始融阶段分别为8,10天。[结论]研究结果定量描述冻融期不同秸秆还田措施下黑土温度特征,明确不同秸秆还田措施之间对土壤温度影响的差异,对于黑土区秸秆资源合理利用及保护性耕作具有重要指导意义。

关键词：秸秆还田黑土土壤温度冻融

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基于姿态引导注意力机制的跨域行人重识别

北京建筑大学学报 2024年第1期40卷 68-74页

作者：张德樊昊铭杨伟平北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044

基于监督学习的行人重识别需要大量有标注数据的支持,模型可扩展性差。在实际应用中,更关注如何提高无标注数据的目标域行人重识别准确度的问题。因此,提出一种基于姿态引导注意力机制的跨域行人重识别方法。首先,使用源域的标注数据训... 详细信息

基于监督学习的行人重识别需要大量有标注数据的支持,模型可扩展性差。在实际应用中,更关注如何提高无标注数据的目标域行人重识别准确度的问题。因此,提出一种基于姿态引导注意力机制的跨域行人重识别方法。首先,使用源域的标注数据训练一个行人姿态引导的注意力模块,作为遮挡预测器区分图像中的行人有效区域和被遮挡区域。然后,在无标注的目标域数据集训练过程中融入该预测器,屏蔽因遮挡产生的干扰信息,并计算行人特征亲和度矩阵,为无标注数据生成软标记,更新和优化目标域的训练网络。在3个大规模公共数据集Market-1501、DukeMTMC-reID和MSMT17上分别进行了跨域试验,结果表明,在首位命中率(Rank-1)和平均精确度2个评价指标上,所提方法与现有方法相比均有明显提升。

关键词：行人重识别姿态引导注意力机制无监督学习

Soil erosion along a long slope in the gentle hilly areas of black soil region in Northeast China

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Journal of Geographical Sciences 2007年第3期17卷 375-383页

作者： CUI Ming CAI Qiangguo ZHU Axing fan haoming Key Laboratory of Water Cycle and Related Land Surface Processes Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research CAS Beijing 100101 China Department of Geography University of Wisconsin 550 North Park Street Madison Wisconsin 53706 USA College of Water Resources Shenyang Agricultural University Shenyang 110161 China

Characteristics of soil erosion change along a long slope in the gentle hilly areas in black soil region in Northeast China are discussed. A simplified slope model based on segments was used to analyze the runoff data and soil erosion data observed between 2003 and 2004 over 10 field plots with different slope length in Heshan Farm, Heilongjiang Province. We found that soil erosion rate over long slopes in the black soil region changed alternatively along the slope and creates alternative zones of intensive erosion and week *** exact place of each zone is different for different rainfall conditions. In a year with less and mild precipitation, rill cannot happen within the top 50 m, while in a year with large and intensive precipitation, rill can be formed starting even at 15 m from the top of the slope.

关键词： gentle hilly black soil region alternative change erosion zone plant hedgerow

Assessment of gully erosion susceptibility using different DEM-derived topographic factors in the black soil region of Northeast China

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International Soil and Water Conservation Research 2023年第1期11卷 97-111页

作者： Donghao Huang Lin Su Lili Zhou Yulu Tian haoming fan College of Water Conservancy Shenyang Agricultural UniversityShenyang110866China College of Forestry Shenyang Agricultural UniversityShenyang110866China Key Laboratory of Soil Erosion Control and Ecological Restoration in Liaoning ProvinceShenyang110866China College of Urban and Environmental Sciences Northwest UniversityXi'an710127China

As a primary sediment source,gully erosion leads to severe land degradation and poses a threat to food and ecological ***,identification of susceptible areas is critical to the prevention and control of gully *** study aimed to identify areas prone to gully erosion using four machine learning methods with derived topographic *** topographic attributes(elevation,slope aspect,slope degree,catchment area,plan curvature,profile curvature,stream power index,and topo-graphic wetness index)were derived as feature variables controlling gully occurrence from digital elevation models with four different pixel sizes(5.0 m,12.5 m,20.0 m,and 30.0 m).A gully inventory map of a small agricultural catchment in Heilongjiang,China,was prepared through a combination of field surveys and satellite *** topographic attribute dataset was randomly divided into two portions of 70%and 30%for calibrating and validating four machine learning methods,namely random forest(RF),support vector machines(SVM),artificial neural network(ANN),and generalized linear models(GLM).Accuracy(ACC),area under the receiver operating characteristic curve(AUC),root mean square error(RMSE),and mean absolute error(MAE)were calculated to assess the performance of the four machine learning methods in predicting spatial distribution of gully erosion susceptibility(GES).The results suggested that the selected topographic attributes were capable of predicting GES in the study catchment area.A pixel size of 20.0 m was optimal for all four machine learning *** RF method described the spatial relationship between the feature variables and gully occurrence with the greatest accuracy,as it returned the highest values of ACC(0.917)and AUC(0.905)at a 20.0 m *** RF was also the least sensitive to resolutions,followed by SVM(ACC=0.781-0.891,AUC=0.724-0.861)and ANN(ACC=0.744-0.808,AUC=0.649-0.847).GLM performed poorly in this study(ACC=0.693-0.757,AUC=0.608-0.703).Ba

关键词： Gully erosion Machine learningmethods Topographicattribute Pixel size Northeast China

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东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布

水土保持学报 2024年第1期38卷 40-48,59页

作者：王鑫雨范昊明沈阳农业大学水利学院沈阳110866

[目的]融雪侵蚀是东北黑土区主要土壤侵蚀形式之一,是该区土地退化的重要作用力,融雪径流侵蚀力是计算融雪径流侵蚀量的关键因子,因此研究融雪径流侵蚀力具有重要意义。融雪径流侵蚀力主要受积雪深度、辐射强度及升温速率影响,其主要驱... 详细信息

[目的]融雪侵蚀是东北黑土区主要土壤侵蚀形式之一,是该区土地退化的重要作用力,融雪径流侵蚀力是计算融雪径流侵蚀量的关键因子,因此研究融雪径流侵蚀力具有重要意义。融雪径流侵蚀力主要受积雪深度、辐射强度及升温速率影响,其主要驱动力包括融雪速率和地表径流作用。[方法]通过计算近31年日均融雪径流侵蚀力,分析东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布特征,并利用地理探测器辨析各区域融雪径流侵蚀力的主要影响因子。[结果]3个黑土亚区1990—2020年日均融雪径流侵蚀力均呈现先增大后减小态势,近些年逐步趋于稳定,多年日均融雪径流侵蚀力为0.01(MJ·mm)/(hm ^(2)·h·a);空间上多年日均融雪径流侵蚀力在0~0.21(MJ·mm)/(hm ^(2)·h·a)范围内,基本呈现中间小、四周大规律。融雪径流侵蚀力影响因子空间上表现为积雪深度北部大、南部小,太阳辐射强度呈现由西向东递减,升温速率值从北部向南部递减。通过地探测器辨析融雪径流侵蚀力影响因子作用强弱发现,升温速率对蒙东黑土亚区作用最强,而积雪深度对松嫩黑土亚区及三江黑土亚区作用最强。[结论]通过分析1990—2020年东北黑土区融雪径流侵蚀力时空特征及其影响因子,对于深化研究区融雪径流侵蚀特征及融雪侵蚀防控具有一定的理论和实践意义。

关键词：融雪径流侵蚀力时空分布地理探测器东北黑土区

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不同机械压实条件下黑土性质及入渗特征变化研究

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沈阳农业大学学报 2024年第1期55卷 54-65页

作者：马仁明付娟贾燕锋范昊明张博翔李爽张茜于茗耀杨明春李梦缘沈阳农业大学水利学院/辽宁省水土流失防控与生态修复重点实验室沈阳110161

为探究不同机械压实条件对黑土土壤性质入渗特征的影响,以克山县典型黑土为研究对象,设置3种不同型号机械(华夏HX2104-C:154 kW、约翰迪尔554:40 kW、中国海山:19 kW)和不同压实次数(0,1,3,5,7,9次)对秋收后大豆耕地垄沟开展模拟压实,... 详细信息

为探究不同机械压实条件对黑土土壤性质入渗特征的影响,以克山县典型黑土为研究对象,设置3种不同型号机械(华夏HX2104-C:154 kW、约翰迪尔554:40 kW、中国海山:19 kW)和不同压实次数(0,1,3,5,7,9次)对秋收后大豆耕地垄沟开展模拟压实,通过测定土壤容重、含水率、孔隙及土壤入渗特征,分析不同机械压实条件对土壤物理性质及土壤入渗特征的影响。结果表明:在0~10 cm土层,大型、中型、小型机械压实后土壤容重分别增加54.17%、56.25%、46.88%;总孔隙度分别减小31.58%、28.07%、29.82%;含水率分别下降19.35%、16.13%、9.68%。首次压实对土壤性质的影响最显著,容重均增加32.29%以上,土壤总孔隙度均减小15.8%以上,只有大型机械使土壤含水率显著减小9.6%。随压实次数增加,各机械压实后10~20 cm土层土壤容重从1.25 g·cm^(-3)增加至1.58 g·cm^(-3),总孔隙度从52.16%减小至38.22%,土壤含水率从27.33%下降至20.67%,其中,大型机械在首次压实使容重及孔隙特征产生显著影响,而中型及小型机械对土壤物理性质的影响主要依靠压实次数的增加对土壤起到压实的累积作用。首次压实,中型及小型机械使2 h累计入渗量分别减少87.16%、50.81%,初渗速率分别减少87.59%、70.93%,中型机械使稳渗速率显著减少92.90%;3次压实,大型机械使2 h累计入渗量、初渗速率分别显著减小73.29%、75.67%,大型及小型机械使稳渗速率分别显著减少74.07%、66.97%;至5次压实后土壤各入渗特征无显著差异。0~20 cm土层土壤容重及土壤孔隙特征均影响机械压实土壤入渗特征,其中,0~10 cm土层土壤容重是影响综合土壤入渗特征的主导因素。

关键词：农业机械压实作用土壤性质水分入渗

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