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不同水耕年限稻田土壤水分渗漏与保持特征

水土保持学报 2016年第6期30卷 90-95页

作者：张君易军刘目兴李胜龙杨燕朱钊岑地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 华中师范大学城市与环境科学学院武汉430079

以江汉平原连续水耕年限大于100年（老稻田）和由旱耕改为水耕17年（新稻田）的稻田为研究对象,通过测定土壤剖面基本理化性质和水力学参数,揭示了2种稻田土壤水分渗漏和保持特征差异。结果表明：（1）新稻田土壤的平均饱和导水率（Ks）... 详细信息

以江汉平原连续水耕年限大于100年（老稻田）和由旱耕改为水耕17年（新稻田）的稻田为研究对象,通过测定土壤剖面基本理化性质和水力学参数,揭示了2种稻田土壤水分渗漏和保持特征差异。结果表明：（1）新稻田土壤的平均饱和导水率（Ks）为32.05cm/d,显著高于老稻田（17.91cm/d）。新、老稻田土壤Ks均表现为耕作层〉底土层〉犁底层,新稻田耕作层Ks分别为犁底层和底土层的6.3倍和5.7倍,老稻田耕作层Ks分别是犁底层和底土层的6.9倍和4.0倍。（2）老稻田土壤持水能力高于新稻田,同一剖面不同土层持水能力表现为耕犁底层〉底土层〉耕作层。〉0.03mm当量孔径的孔隙比例随土壤剖面深度的增加而降低,新稻田各层土壤比例大于老稻田。（3）新、老稻田最大有效水含量随土壤深度的增加而降低,老稻田各土层（32.25%-46.59%）均高于新稻田（26.99%-36.74%）。老稻田平均总库容（135.8mm）大于新稻田（124.4mm）,新稻田滞洪库容（11.21-38.74mm）大于老稻田（8.1-60.74mm）。旱耕改水耕加重了水资源的消耗,增加了浅层地下水污染风险。

关键词：稻田水耕年限饱和导水率持水性土壤孔隙水分库容

All-Optical Bypass-Exchange Switches

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Chinese Journal of Lasers 1998年第2期 37-46页

作者： YUN Zhisheng LI Yulin liu JifangXU Xuemei +) liu muxing+)(Xian Institute of Optics & Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences,P.O.Box 80(24), Xian 710068, China +)Dept. of Instrumental Engineering, Xian Institu

Ａｌ┐ＯｐｔｉｃａｌＢｙｐａｓ┐ＥｘｃｈａｎｇｅＳｗｉｔｃｈｅｓＹＵＮＺｈｉｓｈｅｎｇＬＩＹｕｌｉｎＬＩＵＪｉｆａｎｇＸＵＸｕｅｍｅｉ＋）ＬＩＵＭｕｘｉｎｇ＋）（ＸｉａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ＆Ｐｒｅ... 详细信息

Ａｌ┐ＯｐｔｉｃａｌＢｙｐａｓ┐ＥｘｃｈａｎｇｅＳｗｉｔｃｈｅｓＹＵＮＺｈｉｓｈｅｎｇＬＩＹｕｌｉｎＬＩＵＪｉｆａｎｇＸＵＸｕｅｍｅｉ＋）ＬＩＵＭｕｘｉｎｇ＋）（ＸｉａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ＆ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｃ...

关键词： optical bypassexchange switch electricoptic effect phase modulation

雨强和坡度对红壤坡面产流产沙及侵蚀动力过程影响

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水土保持研究 2020年第6期27卷 1-8页

作者：田培仇浩然冯宇吴浩研伍铁牛刘目兴地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 华中师范大学城市与环境科学学院武汉430079

采用人工模拟降雨试验,研究不同雨强(40,66,80 mm/h)和坡度(5°,10°,15°)条件下,湖北省武汉市蔡甸区红壤坡面流速、产流产沙时空变化及水动力学过程。使用长2.5 m,宽0.5 m,高0.3 m的可调坡度径流土槽,每场降雨试验在槽子底端出口开始... 详细信息

采用人工模拟降雨试验,研究不同雨强(40,66,80 mm/h)和坡度(5°,10°,15°)条件下,湖北省武汉市蔡甸区红壤坡面流速、产流产沙时空变化及水动力学过程。使用长2.5 m,宽0.5 m,高0.3 m的可调坡度径流土槽,每场降雨试验在槽子底端出口开始产流后持续60 min,每3 min收集一次径流泥沙样品。结果表明:相同坡度下,坡面平均产流率和产沙率均随雨强增加而增大;产流率在降雨初期波动增长,随降雨时间延长而逐渐稳定;产沙率在降雨初期急剧上升,随后稍有下降并逐渐趋于平稳。坡度从5°增加到15°,雨强为40,66,80 mm/h下的平均产流率依次增加24%,22%和15%,平均产沙率依次增加89%,60%和84%。随雨强或坡度增加,流速均增大,且雨强对流速的影响较坡度更大;流速沿坡长方向呈增大趋势,且细沟流速是细沟间的1.33~2.10倍。66 mm/h,10°条件下,坡面形成细沟并发生明显下切和溯源侵蚀。相同雨强下,径流剪切力随坡度增加而增大、达西—韦斯巴赫阻力系数随坡度增加而减小。坡面径流属于层流且为急流,水动力学参数和侵蚀产沙率的拟合方程表明,弗劳德数和流速可以较好地模拟坡面产沙率。研究结果可为南方红壤区水土流失治理提供参考。

关键词：红壤雨强坡度产流产沙水动力参数时空变化

三峡山地不同坡位土壤的水分特征曲线及水力学性质

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水土保持学报 2021年第3期35卷 135-142页

作者：李文政刘目兴易军张海林卢世国白雨诗地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 华中师范大学城市与环境科学学院武汉430079

山地不同坡位的土壤水力学性质研究可为地表水文过程预测和坡地生态修复提供参考。通过采集三峡库区大老岭林区山地不同坡位的原状土样,测定饱和导水率、当量孔径、水分库容等水力学参数,利用V-G模型拟合土壤水分特征曲线,评价不同坡位... 详细信息

山地不同坡位的土壤水力学性质研究可为地表水文过程预测和坡地生态修复提供参考。通过采集三峡库区大老岭林区山地不同坡位的原状土样,测定饱和导水率、当量孔径、水分库容等水力学参数,利用V-G模型拟合土壤水分特征曲线,评价不同坡位土壤的渗透性能和持水能力。结果表明:坡顶土壤的入渗性能最好,平均饱和导水率为108.54 cm/d,其他坡位平均饱和导水率为34.81~47.56 cm/d。坡顶土壤的持水能力最差,吸力值从0增至100 kPa,含水量下降幅度最大(63.67%),其他坡位下降幅度在46.36%~52.07%。坡顶土壤大孔隙体积比最大可达20.95%,其他坡位在12.27%~16.58%。田间持水量库容占总库容的百分比以坡顶土壤最小(45.24%),其余在60.08%~65.33%。用V-G模型拟合土壤水分特征曲线,各样点决定系数R 2均大于0.95,拟合效果较好。饱和导水率与大孔隙体积比、砂粒含量呈正相关,与粉粒含量和黏粒含量呈负相关。V-G模型参数α与进气值相关,α值越小,持水能力越强。试验中α值与砂粒含量、大孔隙体积比呈正相关,与粉粒含量和黏粒含量呈负相关。砂粒和大孔隙越多,土壤持水性越差。参数n的取值影响拟合水分特征曲线的弯曲程度,n值越小,曲线越平缓。试验中n值与砂粒含量呈正相关,与粉粒含量呈负相关。砂粒含量越多,随吸力增大土壤排水越快。可见,山地坡面顶部土壤的持水能力最差,渗透能力最强,其他坡位差异不显著,V-G模型拟合的结果与实测结果一致。

关键词：山地土壤入渗能力持水能力坡位三峡库区

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稻瘟病菌与水稻互作早期侵染机制研究进展

中国科学基金 2020年第4期34卷 411-422页

作者：刘昕宇刘木星尹梓屹张海峰张正光南京农业大学植物保护学院

水稻是世界上重要的粮食作物之一,是全球30亿以上人口的主粮。由于各种病虫的危害,全球水稻生产和粮食安全受到严重威胁,其中由稻瘟病菌引起的稻瘟病是对水稻最具毁灭性的病害。抗病品种的种植与化学农药的使用能有效地控制稻瘟病的发... 详细信息

水稻是世界上重要的粮食作物之一,是全球30亿以上人口的主粮。由于各种病虫的危害,全球水稻生产和粮食安全受到严重威胁,其中由稻瘟病菌引起的稻瘟病是对水稻最具毁灭性的病害。抗病品种的种植与化学农药的使用能有效地控制稻瘟病的发生。但是,田间稻瘟病菌菌株适应性强、变异快,导致抗病品种连续种植后易失去抗性;同时,病菌抗药性的产生致使化学农药的控制效果降低。因此,从分子水平揭示病菌的致病机制及其与水稻的互作机制可望为研发高效低毒农药提供候选靶标,同时为抗病育种提供新的策略。本文总结了稻瘟病菌在侵染水稻过程中识别并内化水稻表面信号,通过胞内级联途径传递信号,进而分化产生侵染必需的附着胞的机制,同时介绍了该病菌分泌效应分子抑制水稻细胞的防卫反应,促进病菌侵染等方面的研究进展,并对未来有待进一步深入研究的方向进行了思考与展望。

关键词：稻瘟病菌附着胞效应分子致病机制田间变异

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三峡山地土壤水分特征曲线及模型拟合

灌溉排水学报 2017年第9期36卷 75-80页

作者：牛晓彤刘目兴易军吴四平张君杨燕华中师范大学城市与环境科学学院武汉430079 地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079

为揭示土壤涵养水源的机制,并为山区生态治理提供依据,以三峡库首大老岭和夷陵山地为研究区,采集温性阔叶林棕壤、针阔混交林黄棕壤、茶园地和暖性针叶林黄壤的原状土样,通过离心法分析并拟合了山地土壤的水分特征曲线。结果表明,三峡... 详细信息

为揭示土壤涵养水源的机制,并为山区生态治理提供依据,以三峡库首大老岭和夷陵山地为研究区,采集温性阔叶林棕壤、针阔混交林黄棕壤、茶园地和暖性针叶林黄壤的原状土样,通过离心法分析并拟合了山地土壤的水分特征曲线。结果表明,三峡山地土壤随吸力增大,土壤含水率呈先迅速降低后趋于平缓的变化规律。黄壤的持水性较差,黄棕壤相对于其他林地土壤有着更强的持水性。茶园持水能力比棕壤和黄棕壤差,与黄壤差异较小。孔隙分布随土壤剖面深度的增加而减少。大孔隙以黄壤体积比最大,其次是黄棕壤和棕壤,茶园最小。用van Genuchten模型拟合山地土壤的水分特征曲线,决定系数R2均大于0.95,模型可靠性高。van Genuchten模型参数n与有机质(P<0.05)和粉粒(P<0.05)的相关性较高,参数α与理化性质相关性较差。

关键词：山地土壤水分特征曲线模型拟合三峡库区

亚热带红壤区不同土地利用方式下的土壤剖面水流特征

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水土保持学报 2019年第6期33卷 233-241页

作者：张海林杨秀锋易军刘晓利刘秀芸刘目兴陶凯李胜龙地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 华中师范大学可持续发展研究中心武汉430079 中国科学院南京土壤研究所南京210008

以江西省鹰潭市的典型旱地、稻田和林地为研究对象,采用野外亮蓝染色示踪试验结合室内图像处理的方法,量化了各样地土壤剖面染色特征参数,明确了水流类型的剖面分布规律,并揭示了土壤理化性质对水流特征的影响机制。结果表明:染色面积比... 详细信息

以江西省鹰潭市的典型旱地、稻田和林地为研究对象,采用野外亮蓝染色示踪试验结合室内图像处理的方法,量化了各样地土壤剖面染色特征参数,明确了水流类型的剖面分布规律,并揭示了土壤理化性质对水流特征的影响机制。结果表明:染色面积比(SAR)随着土层深度的增加急剧降低,0—60 cm土层的平均SAR表现为稻田(28.16%)高于旱地(21.95%)和林地(18.64%),SAR差异主要体现在5—25 cm土层;染色路径数(SPN)随着土层深度的增加先增加后减小,整个剖面的平均SPN为稻田最多(20条),旱地其次(12条),林地最少(9条)。各样地0—20 cm土层染色路径宽度(SPW)均以1—10 cm为主,水流类型从上至下依次为均质流、非均质指流和高相互作用大孔隙流;对于20 cm以下土层,旱地和稻田的SPW以<1 cm为主,水流类型分别以低相互作用大孔隙流和混合作用大孔隙流为主,林地以1—10 cm的SPW为主,主要水流类型为高相互作用大孔隙流。有机质含量、根系密度和土壤机械组成等性质影响了土壤的孔隙特征,进而影响了土壤的饱和导水率和水流特征。为提高红壤区的水分利用效率、减少水土流失,可以通过破除旱地犁底层、减少稻田干湿交替下的裂隙发育,以及增加林地植被多样性等多种方式实现。

关键词：染色示踪染色面积比染色路径数水流类型土壤理化性质

江汉平原典型农业灌排单元土壤有机碳密度分布特征

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水土保持学报 2021年第6期35卷 213-221页

作者：周黎冯伟易军刘目兴刘秀芸陈露庄道珩张海林地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 华中师范大学出版社武汉430079 华中师范大学可持续发展研究中心武汉430079

农田土壤有机碳库是陆地生态系统最重要的土壤碳库之一,明晰农田土壤有机碳的空间分布特征与影响机制,可为农田土壤肥力及固碳能力评价提供采样依据和理论基础。以江汉平原典型农业灌排单元(面积45 hm2)为研究对象,测定了104个样点0—20... 详细信息

农田土壤有机碳库是陆地生态系统最重要的土壤碳库之一,明晰农田土壤有机碳的空间分布特征与影响机制,可为农田土壤肥力及固碳能力评价提供采样依据和理论基础。以江汉平原典型农业灌排单元(面积45 hm2)为研究对象,测定了104个样点0—200 cm深度范围内1560个土壤样品的有机碳含量,并计算碳密度,揭示土壤有机碳密度的空间分布特征,并分析耕作方式和耕作历史对其分布的影响。结果表明:(1)0—200 cm农田土壤剖面内,20,200 cm厚度土层有机碳密度的均值变化范围分别为1.75~3.77,11.67~34.24 kg/m2,随着土层深度的增加,农田土壤有机碳密度先急剧降低后缓慢增加,且100—200 cm土层的有机碳密度约占整个土壤剖面的45.26%,深层有机碳储量需引起重视;(2)在灌排单元尺度上,0—20 cm土层和0—200 cm剖面有机碳密度均具有较强空间自相关性,表明成土母质和地形等结构性因素是影响灌排单元尺度土壤有机碳空间空间分布特征的主导因子;(3)耕作方式和耕作历史影响农田土壤的有机碳密度,稻田所有土层的有机碳密度均高于旱地,0—200 cm剖面的有机碳密度是旱地的1.31倍;老稻田所有土层的有机碳密度均高于新稻田;林地改稻田和旱地改稻田样地在0—200 cm剖面有机碳总密度差异较小,但林地浅层土体的碳密度更大;合理的增加稻田面积是快速提高农田碳储量的有效途径之一;(4)灌排单元尺度农田土壤有机碳密度的代表性稳定深度为180—200 cm,在进行土壤有机碳密度调查时应尽量延伸采样深度。研究结果为提高农田土壤有机碳密度估算的准确性与采样设计的合理性,以及农田土壤的固碳能力评价提供了科学依据。

关键词：农田碳密度稻田旱地林地耕作历史江汉平原

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干湿交替条件下稻田土壤裂隙开闭规律

水土保持研究 2020年第2期27卷 370-376页

作者：段赫刘目兴易军朱钊岑朱强张海林地理过程分析与模拟湖北省重点实验室武汉430079 华中师范大学可持续发展研究中心武汉430079

为研究江汉平原稻田土壤在干湿交替过程下的裂隙发育规律,利用室内试验和数字图像处理方法对典型稻田耕作层和犁底层土壤裂隙特征进行了定量研究。结果表明:在干燥过程中,土壤裂隙形成初期裂隙长而窄,随着土壤含水量的降低,裂隙面积率... 详细信息

为研究江汉平原稻田土壤在干湿交替过程下的裂隙发育规律,利用室内试验和数字图像处理方法对典型稻田耕作层和犁底层土壤裂隙特征进行了定量研究。结果表明:在干燥过程中,土壤裂隙形成初期裂隙长而窄,随着土壤含水量的降低,裂隙面积率和当量宽度逐渐增大;在增湿过程中,随着土壤含水量的增加,裂隙面积率和当量宽度逐渐减小,但裂隙长度密度降幅较小。干湿交替条件下的裂隙形成和闭合过程不可逆,且干燥形成的土壤裂隙并不能通过增湿完全闭合。土壤有机质含量和容重差异影响了耕作层和犁底层裂隙开闭特征。在干燥过程中,耕作层土壤裂隙面积率、长度密度和当量宽度分别为16.1%,0.076 mm/mm^2,2.13 mm,约为犁底层的1.63倍、1.09倍和1.54倍。而增湿结束后,犁底层裂隙闭合程度高于耕作层。耕作层和犁底层的裂隙面积闭合率为39.8%,61.6%,裂隙长度密度降幅为7.9%,20.0%,当量宽度降幅为35.7%,53.6%。为减少裂隙发育造成的稻田水肥渗漏,需合理控制土壤水分含量,特别应避免冬春季节长期干旱造成犁底层裂隙无法闭合的现象。

关键词：土壤裂隙干湿交替土壤水分稻田江汉平原