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9种介电类水分传感器对风沙土含水率的测定精度及校准模型比较

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 123-135,145页

作者：曹尤淞肖波中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院大学北京100049 中国农业大学土地科学与技术学院农业农村部华北耕地保育重点实验室北京100193

【目的】比较不同水分传感器对风沙土含水率的测定精度,并建立校准模型,为旱区农业水土资源的高效利用提供理论依据。【方法】以METER、Acclima和Truebners三大制造商生产的9种介电类水分传感器为对象,以典型风沙土为供试土壤,通过室内... 详细信息

【目的】比较不同水分传感器对风沙土含水率的测定精度,并建立校准模型,为旱区农业水土资源的高效利用提供理论依据。【方法】以METER、Acclima和Truebners三大制造商生产的9种介电类水分传感器为对象,以典型风沙土为供试土壤,通过室内校准试验比较各种传感器对土壤含水率的测定精度,评估其在风沙土上的适用范围、准确度、精密度及其影响因素,并构建不同传感器测定风沙土含水率的校准模型,比较不同校准模型的精度。【结果】(1)默认模型下,与其他传感器相比,MAS-1和EC-5的测定精度较高,其均方根误差(RMSE)分别为0.020和0.027,平均偏差误差(MBE)分别为0.016和0.024,斜率(k值)分别为0.9433和0.9403,决定系数(R^(2))分别为0.926和0.938。(2)土壤含水率范围影响传感器的测定精度。各传感器在低含水率下的RMSE平均值比中、高含水率分别减小了40.9%和42.6%,MBE平均值减小了61.8%和59.9%,而R2平均值提高了0.7%和11.3%。其中,低含水率时EC-5和TDR-315H的精度较高,而中、高含水率下MAS-1的精度均较高。对于含水率相同的土壤,各传感器的测定结果差异较大,且含水率越高差异越大。(3)与默认模型相比,校准模型的RMSE和MBE平均减小了48.8%和72.6%,纳什系数(NSE)和R2提高了70.7%和4.5%。经模型校准后,5TE和TEROS-12测定精度的增幅最大,而TDR-315H的测定精度相对最高。此外,传感器测定的风沙土含水率默认值与校准值具有较高的拟合精度,通过模型转换可实现对默认值的二次校准。【结论】综合评估测定精度、使用寿命和售价,MAS-1、EC-5和TDR-315H可作为风沙土含水率监测的优先传感器备选,且利用风沙土的校准模型对传感器进行标定十分重要。

关键词：土壤体积含水率介电常数水分传感器农业水土资源生态水文过程旱区农业

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黄土高原生物结皮对种子出苗及幼苗存活与生长的影响

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生态学报 2024年

作者：张雪肖波韩凤朋中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心中国科学院水利部水土保持研究所中国科学院大学中国农业大学土地科学与技术学院

生物结皮可通过多种直接或间接途径影响种子出苗和幼苗生长，但相关研究多集中在极干旱沙漠及荒漠区，且多为盆栽实验。本研究以无结皮为对照，通过野外实验分析不同盖度（80%、50%、30%）的藻结皮和藓结皮对柠条锦鸡儿（Caragana korsh... 详细信息

生物结皮可通过多种直接或间接途径影响种子出苗和幼苗生长，但相关研究多集中在极干旱沙漠及荒漠区，且多为盆栽实验。本研究以无结皮为对照，通过野外实验分析不同盖度（80%、50%、30%）的藻结皮和藓结皮对柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）、黑沙蒿（Artemisia ordosica）、鬼针草（Bidens pilosa）种子出苗、幼苗存活和生长的影响，并探究其作用途径。结果表明：高盖度生物结皮更有利于种子出苗。柠条锦鸡儿和黑沙蒿种子在高盖度藓结皮上的出苗率比无结皮分别增加了1.5和17.5倍，柠条锦鸡儿、黑沙蒿和鬼针草种子在高盖度藻结皮上的出苗率比无结皮分别增加了1.3、14.0和0.7倍。但黑沙蒿幼苗在生物结皮上的存活率极低，可见生物结皮促进小种子出苗却对其存活不利。此外，藓结皮对幼苗生长有促进作用，且在高盖度结皮上促进效果最好，而藻结皮则表现为高盖度促进，中、低盖度抑制。结构方程模型分析表明，生物结皮主要通过间接效应影响种子出苗和幼苗生长，且总效应均为正效应，其中幼苗存活主要受穿透阻力影响，幼苗生长主要受土壤化学性质影响。综上，生物结皮对植物种子出苗和幼苗生长的影响随物种而异，且作用效果和结皮盖度有关，但总体为促进作用，因而有利于黄土高原植被恢复和更新。

关键词：株高地径幼苗建植植被更新群落演替

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快速射电暴观测数据干扰缓解方法研究

天文学报 2024年第2期65卷 121-131页

作者：刘艳玲陈卯蒸袁建平李健闫浩翟楠楠中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 新疆微波技术重点实验室乌鲁木齐830011

从海量的天文观测数据中快速搜寻罕见的快速射电暴(Fast Radio Burst,FRB)事件,干扰缓解是其中一项关键而具有挑战的工作.射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)会淹没真实的天文事件,还会导致搜寻管线输出大量的假阳性候选体.由... 详细信息

从海量的天文观测数据中快速搜寻罕见的快速射电暴(Fast Radio Burst,FRB)事件,干扰缓解是其中一项关键而具有挑战的工作.射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)会淹没真实的天文事件,还会导致搜寻管线输出大量的假阳性候选体.由于干扰来源及其种类的复杂性,目前并没有一种通用的方法可以解决这个问题.为了降低干扰对FRB观测搜寻的影响,分析和研究了南山26m射电望远镜L波段观测数据中的干扰情况,针对主要的窄带干扰和宽带干扰建立了3层次的干扰缓解处理流程,从而有效缓解了观测数据的干扰污染情况.将该流程嵌入到FRB色散动态谱搜寻(Dispersed Dynamic Spectra Search,DDSS)管线中,实验结果表明,搜寻管线的检测率和检测精度得到了进一步的提高.该方法为FRB观测数据干扰缓解处理提供了有价值的参考.

关键词：射电连续谱:暂现源射频干扰方法:数据分析

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火把花的繁殖生物学研究

西北植物学报 2024年第1期44卷 127-133页

作者：黄妹英段云博梁琼月黄仕训陈哲刘长秋广西师范大学生命科学学院广西桂林541001 中国科学院广西植物研究所广西桂林541006 中国科学院昆明植物研究所昆明650201

【目的】火把花(Colquhounia coccinea)表现出典型的鸟媒综合征,因此具有作为引鸟景观植物的开发潜力。【方法】以自然、人工生境的火把花居群为对象,通过观察和试验对其开花物候、花部综合特征、访花动物及其行为、繁育系统、种子萌发... 详细信息

【目的】火把花(Colquhounia coccinea)表现出典型的鸟媒综合征,因此具有作为引鸟景观植物的开发潜力。【方法】以自然、人工生境的火把花居群为对象,通过观察和试验对其开花物候、花部综合特征、访花动物及其行为、繁育系统、种子萌发特性进行研究,以明确火把花的繁殖特性及对不同访花动物的吸引潜力。【结果】火把花的整体花期持续约3个月,单花花期为(9.6±0.6)d;花蜜较丰富且稀薄,具有较短的花冠管和己糖为主的花蜜糖组成;访花动物主要是中华蜜蜂和多种食蜜鸟类,尤其是短喙的泛化鸟类,且在非自然生境中仍然能吸引鸟类访花;完全自交亲和但需要传粉者才能完成授粉,不存在花粉限制;不同授粉处理种子的发芽能力无显著差异;中华蜜蜂能有效传粉,鸟类的传粉作用需进一步验证。【结论】火把花可供观赏的时间很长,具有明显吸引鸟类访花的能力,容易通过有性繁殖途径快速获得大量幼苗。

关键词：火把花繁殖生物学交配系统食蜜鸟类

土壤中微塑料迁移及其对有机污染物的影响研究进展

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土壤 2024年第3期56卷 457-470页

作者：寇诗棋关卓鲁旭阳何杨汪子微张建强西南交通大学地球科学与环境工程学院成都610031 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610299 中国科学院大学北京100049

塑料的广泛使用所引发的全球性环境问题不容小觑。陆地生态系统作为微塑料的主要汇集地,是污染控制的关键。本文针对土壤环境中微塑料及其对共存有机污染物迁移的影响进行综述。土壤微塑料赋存研究发现全球土壤,尤其我国农田土壤存在不... 详细信息

塑料的广泛使用所引发的全球性环境问题不容小觑。陆地生态系统作为微塑料的主要汇集地,是污染控制的关键。本文针对土壤环境中微塑料及其对共存有机污染物迁移的影响进行综述。土壤微塑料赋存研究发现全球土壤,尤其我国农田土壤存在不同程度的微塑料污染。微塑料的赋存,在一定程度上影响土壤理化性质及陆地生态系统的微生物群落特征。环境因素、土壤理化特征、微塑料自身特性以及生物作用等不同程度地影响微塑料在土壤环境中的迁移。微塑料可通过疏水作用、静电力、π-π键等与土壤中的共存有机污染物发生相互作用,进而影响两者在土壤环境中的迁移、共迁移、环境归趋及环境毒性。未来针对土壤中微塑料的研究方向应更多关注土壤中微塑料的精准检测与标准化、土壤中微塑料迁移模型研究、微塑料老化对其环境行为的影响研究以及微塑料与共存污染物相互作用的影响研究。

关键词：微塑料迁移有机污染物土壤

黄土高原生物结皮覆盖对土壤线虫垂直分布规律的影响

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生态学报 2024年

作者：张颖肖波王彦峰曹尤淞中国农业大学土地科学与技术学院农业农村部华北耕地保育重点实验室中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室中国科学院大学

线虫在土壤食物网中占多个营养级，是土壤生态过程的重要指示生物，对维持生态系统结构与功能具有重要作用。生物结皮作为“荒漠工程师”对干旱生态系统的生物多样性具有积极影响，但其对土壤线虫群落的影响与机制尚不明确。本研究分别... 详细信息

线虫在土壤食物网中占多个营养级，是土壤生态过程的重要指示生物，对维持生态系统结构与功能具有重要作用。生物结皮作为“荒漠工程师”对干旱生态系统的生物多样性具有积极影响，但其对土壤线虫群落的影响与机制尚不明确。本研究分别采集藓结皮和藻结皮覆盖下不同深度（0—14 cm，每2 cm一层）的土壤以及无结皮土壤，采用Baermann湿漏斗法提取土壤线虫并鉴定计数，对比分析了生物结皮类型和土层深度对土壤线虫属的丰富度、丰度和多样性的影响及其途径。结果表明：（1）无结皮土壤中线虫以头叶属（Cephalobus）、细齿属（Leptonchus）和微矛属（Microdorylaimus）为优势属，而生物结皮覆盖土壤中线虫以无咽属（Alaimus）、细齿属（Leptonchus）、鹿角纯属（Cervidellus）和微矛属（Microdorylaimus）为优势属；（2）与无结皮相比，藻结皮使土壤线虫的属的丰富度、丰度和Shannon指数分别提高了35.2%、89.2%和4.5%，而藓结皮分别提高了44.4%、83.0%和24.8%;（3）两类生物结皮覆盖土壤剖面中线虫丰度均呈单峰分布，其中6—8 cm土层丰度最高，是深土层的3.2—11.7倍；而Shannon指数随土壤深度的增加而增加，表土层是深土层的1.5—1.7倍；（4）土壤温度、速效磷和有机质含量是影响线虫属的丰富度的主要因素，有机质、NH4+-N和NO3--N含量是影响线虫丰度的主要因素，而土壤温度、含水量和速效磷含量是影响线虫多样性的主要因素。生物结皮可通过提升土壤含水率和养分含量、降低土壤温度等途径显著提升土壤线虫的丰度和多样性，并通过影响土壤理化性质的垂直分布继而间接调控土壤线虫群落的垂直分布规律，这对于理解生物结皮维持和提升干旱生态系统的生物多样性与生态系统多功能性具有重要帮助。

关键词：藓结皮藻结皮土壤动物生物多样性生态系统多功能性干旱生态系统

黄土丘陵区人工移植生物结皮集雨面的集雨效率及其抗侵蚀破损能力

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水土保持学报 2024年第3期38卷 29-36页

作者：陈钧儒江子昊肖波窦韦强中国农业大学土地科学与技术学院农业农村部华北耕地保育重点实验室北京100193 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

[目的]为探讨黄土丘陵区不同类型人工生物结皮集雨面的集雨效果及抗侵蚀破损能力。[方法]以人工移植培养的藻类和藓类生物结皮为研究对象,以裸土为对照,分别对其进行野外模拟降雨和抗侵蚀试验(坡面冲刷、土壤静水崩解和单雨滴溅蚀试验)... 详细信息

[目的]为探讨黄土丘陵区不同类型人工生物结皮集雨面的集雨效果及抗侵蚀破损能力。[方法]以人工移植培养的藻类和藓类生物结皮为研究对象,以裸土为对照,分别对其进行野外模拟降雨和抗侵蚀试验(坡面冲刷、土壤静水崩解和单雨滴溅蚀试验),分析不同类型集雨面的集雨效率与土壤抗冲系数、土壤崩解速率和溅蚀量等抗侵蚀能力指标的差异。[结果](1)生物结皮集雨面显著提高集雨效率。当雨强为100 mm/h时,相较于裸土,生物结皮集雨面的集雨效率显著提高33.3%(F=300.12,p培养的生物结皮集雨面显著提高集雨效率和表层土壤的抗侵蚀能力,对旱区集雨措施的可持续利用和水土保持方面具有重要意义。

关键词：生物土壤结皮集雨造林水土保持生态恢复土壤侵蚀

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用卫星授时监测数据改善定时及定位方法研究

大地测量与地球动力学 2024年

作者：聂骊颖许龙霞李孝辉中国科学院国家授时中心中国科学院大学中国科学院时间基准及应用重点实验室

为使卫星授时监测数据更好地服务于用户，研究使用其削弱标准单点定位中卫星端和传输路径误差的影响，改善用户端定时与定位精度；同时将用户相对于卫星导航系统时间的定时偏差改正到相对于国家标准时间。以GPS为例开展实验验证，短基... 详细信息

为使卫星授时监测数据更好地服务于用户，研究使用其削弱标准单点定位中卫星端和传输路径误差的影响，改善用户端定时与定位精度；同时将用户相对于卫星导航系统时间的定时偏差改正到相对于国家标准时间。以GPS为例开展实验验证，短基线实验结果表明：定时方面，L1频段定时偏差的均值从-42.8ns改善到5.4 ns,L2频段从-53.6 ns改善到2.8 ns；定位方面，L1频段X、Y、Z三个方向定位误差的均值改善55%以上，L2频段改善77%以上。证明使用卫星授时监测数据，卫星导航系统用户不仅可以将伪码定位精度提高至亚m级，还可以获得相对于国家标准时间的偏差，实现国家标准时间的ns级授时。

关键词：授时监测授时偏差伪码定时定位

2000~2021年北半球多年冻土区NDVI变化趋势及其影响因素

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地球科学与环境学报 2024年第3期46卷 321-333页

作者：李羽莹刘桂民吴晓东王耀新康国慧赵俊董云霞王琳兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院藏北高原冰冻圈特殊环境与灾害国家野外科学观测研究站甘肃兰州730000

气候变暖正在导致北半球多年冻土区的土地覆被类型和植被生物量发生快速变化,而不同冻土类型区和不同土地覆被类型区对气候变化的响应程度尚不清楚。基于Slope趋势分析和皮尔逊相关性分析,量化了2000~2021年北半球多年冻土区归一化植被... 详细信息

气候变暖正在导致北半球多年冻土区的土地覆被类型和植被生物量发生快速变化,而不同冻土类型区和不同土地覆被类型区对气候变化的响应程度尚不清楚。基于Slope趋势分析和皮尔逊相关性分析,量化了2000~2021年北半球多年冻土区归一化植被指数(NDVI)的时空变化及其对气候变化的响应。结果表明:约21.43%的多年冻土区NDVI值表现出显著增长趋势,其中连续和不连续多年冻土区的NDVI值增长速率是零星多年冻土区的2~3倍。在月尺度上,约33.75%多年冻土区的NDVI值在6月呈显著增长趋势,其中连续多年冻土区和灌丛植被类型区的增长速率最快。气温、降水量和活动层厚度均呈显著上升趋势,积雪覆盖率呈下降趋势。气温升高对俄罗斯等低纬度冻土区的植被生长起到了促进作用;降水在蒙古高原等一些特定干旱区对植被生长具有促进作用,但在俄罗斯中部和加拿大南部存在不利影响;积雪对于俄罗斯南部等积雪覆盖较低地区的植被生长有促进作用,而对于北极等积雪覆盖较高的地区存在不利影响;活动层厚度的增加有助于俄罗斯北部等冻土区的植被加速生长。总之,北半球多年冻土区植被整体呈增长趋势,气温升高仍然是北半球多年冻土区植被生长的主控因素,但不同多年冻土类型区的NDVI值增长有着明显的月份差异,因此在以后植被模型的发展和改进时需要考虑月份的差异。

关键词：归一化植被指数气温降水积雪活动层厚度时空变化皮尔逊相关性分析多年冻土区