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东北低山丘陵区解冻期不同土地利用土壤侵蚀特征分析

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沈阳农业大学学报 2019年第6期50卷 747-752页

作者：贾燕锋吴锰刘明波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 吉林省梅河口市水土保持工作站吉林梅河口135000

为掌握解冻期不同土地利用土壤侵蚀状况,明确解冻期土壤侵蚀防治方向,选取东北低山丘陵区油松林地、荒草地和玉米耕地作为研究对象,于2017年4月春季解冻期观测不同土地利用土壤侵蚀特征及地表覆盖状态,观测8∶00~17∶00气温、表层10cm... 详细信息

为掌握解冻期不同土地利用土壤侵蚀状况,明确解冻期土壤侵蚀防治方向,选取东北低山丘陵区油松林地、荒草地和玉米耕地作为研究对象,于2017年4月春季解冻期观测不同土地利用土壤侵蚀特征及地表覆盖状态,观测8∶00~17∶00气温、表层10cm土壤温度、土壤含水率、土壤剪切力,测定枯枝落叶层厚度、生物量等,比较不同土地利用类型土壤侵蚀状态、环境要素、土壤特性等,探讨各因素对解冻期土壤侵蚀的影响。结果表明:春季解冻期耕地土壤在冻融、融雪径流等外营力作用下发生位移,而林草地表土未遭破坏,土壤侵蚀主要发生在耕地,林地和草地无明显侵蚀发生。林地和草地存在较厚的枯枝落叶层,林草地枯枝落叶层厚度分别为9.74cm和6.21cm,而耕地基本无地表覆盖。解冻期不同土地利用类型气温间存在显著差异(p草地>林地,且不同土地利用类型间均存在极显著差异(p解冻期农耕地土壤侵蚀防治是不同土地利用解冻期土壤侵蚀防治的重点。

关键词：解冻期土壤侵蚀土地利用

长白山地丘陵区解冻期农耕地土壤侵蚀特征量化分析

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水土保持学报 2019年第5期33卷 15-20页

作者：贾燕锋吴锰刘明波周丽丽范昊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 吉林省梅河口市水土保持工作站吉林梅河口135000

为防治解冻期土壤侵蚀,以东北长白山地丘陵区典型小流域为研究对象,选取典型农耕地进行实测观测,分析不同坡位、局部坡度、坡向解冻期土壤侵蚀特征,量化土壤水分、温度、剪切力、反射辐射及局部坡度对土壤侵蚀的影响,构建解冻期农耕地... 详细信息

为防治解冻期土壤侵蚀,以东北长白山地丘陵区典型小流域为研究对象,选取典型农耕地进行实测观测,分析不同坡位、局部坡度、坡向解冻期土壤侵蚀特征,量化土壤水分、温度、剪切力、反射辐射及局部坡度对土壤侵蚀的影响,构建解冻期农耕地土壤侵蚀预测模型。结果表明:解冻期土壤侵蚀从坡上、坡中到坡下依次增大,随局部坡度的增大而增大,但增长趋势减缓,南坡最大而北坡最小,不同坡位、局部坡度和坡向土壤侵蚀均存在显著差异(P解冻期农耕地土壤侵蚀预测模型(R 2=0.903)。研究结果可为解冻期土壤侵蚀防治提供科学依据。

关键词：解冻期农耕地土壤侵蚀

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春季解冻期3种温带森林土壤氮素动态变化

土壤通报 2017年第6期48卷 1392-1397页

作者：朱国君尹航梁运江吴明根傅民杰张宏尧延边大学农学院吉林延吉133002 长白山科学研究院吉林安图133613

为了研究春季土壤冻融过程对氮素周转的影响,以长白山地区3种森林土壤为研究对象,利用原位培养连续取样法,测定和分析了不同形态氮素(NH_4^+-N、NO_3^--N和微生物量氮(MN))在春季解冻期间的含量动态变化。结果表明:土壤解冻过程中,3种... 详细信息

为了研究春季土壤冻融过程对氮素周转的影响,以长白山地区3种森林土壤为研究对象,利用原位培养连续取样法,测定和分析了不同形态氮素(NH_4^+-N、NO_3^--N和微生物量氮(MN))在春季解冻期间的含量动态变化。结果表明:土壤解冻过程中,3种森林土壤微生物量氮时间变化动态不同,且土壤微生物量氮表现出明显的垂直空间异质性,0~10 cm层土壤微生物量氮显著高于10~20 cm层。解冻期3种林型土壤NH_4^+-N时间变化动态表现一致,最大土壤NH_4^+-N释放量出现于解冻中后期。解冻期3种林型0~10 cm土壤NO_3^--N变化动态基本一致,但10~20 cm层土壤NO_3^--N含量的变化动态表现各异。解冻期间,除长白松林外,红松阔叶林与次生白桦林的0~10 cm层土壤NH_4^+-N和NO_3^--N含量显著高于10~20 cm层土壤。土壤解冻中前期以NH_4^+-N生成为主,而解冻中后期,NO_3^--N生成量显著增加。

关键词：森林土壤解冻期 NH4+-N NO3--N 微生物量氮

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BP神经网络对解冻期土壤侵蚀的模拟研究

BP神经网络对解冻期土壤侵蚀的模拟研究

作者：刘洋沈阳农业大学

学位级别：硕士

解冻期土壤侵蚀是一个极其复杂的过程,侵蚀机理与研究较为普遍的降水侵蚀存在极大差异,不同侵蚀主导过程及影响因素千差万别,目前的经验模型和物理成因模型很难兼顾到所有影响因素和侵蚀过程,无法对春季解冻期土壤侵蚀进行精确预报。需... 详细信息

解冻期土壤侵蚀是一个极其复杂的过程,侵蚀机理与研究较为普遍的降水侵蚀存在极大差异,不同侵蚀主导过程及影响因素千差万别,目前的经验模型和物理成因模型很难兼顾到所有影响因素和侵蚀过程,无法对春季解冻期土壤侵蚀进行精确预报。需要长期积累大量数据,而BP神经网络模型包容性强,仅需要较少的相关因素,适用范围广,有着较强的学习能力,能对非线性问题进行较好的处理。因此,本研究以东北黑土区主要土壤黑土、白浆土、棕壤、草甸土为研究对象,基于前期解冻期模拟融雪及降雨试验数据,构建BP神经网络模型预测不同试验条件下的土壤侵蚀量,并评价其能否达到预期目的,主要结论如下:(1)对于室内模拟融雪径流试验的BP神经网络预报模型,分别输入黑土、白浆土、棕壤、草甸土模拟试验的冻融温差、冻融循环次数、土壤含水率、冲刷流量、土壤解冻深度五个因素,建立的BP神经网络预报模型的评价系数DC在[0,0.5)范围内,为T等不合格。但再增加相关因素径流量后,预报模型的精准度大大提高。黑土和棕壤预报模型的评价系数DC在(0.9,1]范围内,为甲等优秀。白浆土和草甸土预报模型的评价系数DC在[0.7,0.9]范围内,为乙等良好。建模输入因子对输出量的影响因素越大则模型效果越好,说明春季解冻期融雪径流量对土壤侵蚀量的影响非常大。因此构建的六个输入因素,一个输出因素,两个隐含层的三层BP神经网络土壤侵蚀预测模型可以用于室内模拟融雪径流侵蚀的预测。(2)对于室内模降雨侵蚀试验的BP神经网络预报模型,首先构建黑土、白浆土、棕壤在降雨强度、解冻深度、含水率三个因素下的BP神经网络土壤侵蚀量预测模型。三因素作为模型输入因素时,黑土、白浆土、棕壤土预报模型的评价系数DC均小于增加径流量为第四因素的预报模型评价系数DC。增加径流量后,白浆土、棕壤预报模型评级系数分别是乙等、甲等,所建模型均能正式应用;黑土预报模型评级系数增加接近一倍,但仍未达到参考预报的丙等。模拟降雨条件下,径流量对土壤侵蚀量影响的确很大,但黑土受土壤性质影响,径流量的影响程度并没有其他两种土壤大。(3)对于室外模融雪侵蚀试验的BP神经网络预报模型,草甸土仅输入冲刷流量和土壤解冻深度这二个因素,BP神经网络预测模型评价系数DC为丙等,仅可用于参考性预报。而加入径流量后,变成三因素输入后精准度大大提高,模型评价系数DC为甲等,预测效果达到所需要求。室外融雪径流预测模型在增加输入径流量后预报准确度明显提高。故构建的三个输入因素,一个输出因素,两个隐含层的三层BP神经网络的土壤侵蚀预测模型可用于室外模融雪侵蚀试验的正式预测。

关键词： BP神经网络解冻期降雨侵蚀融雪侵蚀模拟试验

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青海地表始冻期和解冻期对气候变化的响应

中国农业气象 2006年第2期27卷 134-138页

作者：祁如英王启兰青海省气候资料中心西宁810001 中国科学院西北高原生物研究所

通过对青海省8个农气观测站的土壤表面始冻期和解冻期连续观测资料的分析,结果表明：青海各地土壤表面始冻期和解冻期存在着明显的地域差异,多数站点的封冻期呈现出缩短的趋势,互助、德令哈略有延长.始冻期变化受气候变化的明显影响,当... 详细信息

通过对青海省8个农气观测站的土壤表面始冻期和解冻期连续观测资料的分析,结果表明：青海各地土壤表面始冻期和解冻期存在着明显的地域差异,多数站点的封冻期呈现出缩短的趋势,互助、德令哈略有延长.始冻期变化受气候变化的明显影响,当3-9月平均气温升高1℃,除贵德、诺木洪、互助站响应不明显外,其余站点的始冻期推迟1.5～7.5d,平均推迟2.3d;当3-9月日照时数增多10h,诺木洪地区始冻期提早0.5d,其余站点的响应不明显;当上年10月至当年2月平均气温升高1℃,除门源、德令哈站的解冻期响应不明显外,其余站点提前2～13d,平均提早2.5d;降水量增多10mm,除诺木洪推迟12d,其余站点推迟2～6d,平均推迟2.3d;当上年10月至当年2月平均气温升高1℃,封冻期日数除河南、门源、贵德响应不明显外,其余缩短2.4～23.1d,平均缩短1.8d.

关键词：冻结期解冻期气候变化响应

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解冻期产流计算方法探讨

东北水利水电 2000年第1期18卷 9-9,28页

作者：王淑兰史彦枫石磊岩那景坤黑龙江省哈尔滨水文水资源勘测局黑龙江哈尔滨150010

青海省土壤表面开始冻结和解冻期的变化对气候变化的响应及其应用

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青海气象 2005年第3期 34-38页

作者：祁如英青海省气候资料中心西宁810001

对青海省4个农气观测站的土壤表面开始冻结和解冻期现象的变化及其对气候变化响应进行回归分析。结果表明:1)因青海地形复杂而各地气象条件不同自然物候始冻结和解冻期存在着明显的地域性。2)最初至最后的自然物候现象出现呈现出作物生... 详细信息

对青海省4个农气观测站的土壤表面开始冻结和解冻期现象的变化及其对气候变化响应进行回归分析。结果表明:1)因青海地形复杂而各地气象条件不同自然物候始冻结和解冻期存在着明显的地域性。2)最初至最后的自然物候现象出现呈现出作物生长季延长的趋势。3)全省土壤表面平均开始冻结期的响应:3-9月平均气温升高 1℃,冻结推迟2.3d;3-9月总降水量增多10mm,冻结推迟0.4d。4)全省土壤表面平均开始解除冻期的响应:上年10 月至当年2月平均气温升高1℃,解冻提早2.5d左右,上年10月至当年2月总降水量增多10mm,解冻推迟2.3d。全省土壤表面开始冻结至解冻平均间隔日数:上年10月至当年2月平均气温升高1℃,冻结至解冻平均间隔日数缩短 1.8d;上年10月至当年2月总降水量增多10mm,则缩短6.7d。5)各地土壤表面开始冻结和解冻期自然物候在农林牧业生产中的具体应用还有待于进一步研究。

关键词：土壤表面气候变化解冻期青海省响应应用自然物候气温升高总降水量月平均回归分析气象条件牧业生产观测站地域性生长季冻结期 3d 日数间隔缩短地形 4d

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北美黑土带解冻期水土流失

水土保持科技情报 2001年第4期19卷 1-4页

作者： B.S.Sharratt M.J.Lindstorm G.R.Benoit R.A.Young A.Wilts 荆延德美国农业部农业研究机构山东农业大学资源与环境学院

部分冻结的土壤能加重地表径流的流失并降低土地的生产力。美国明尼苏达州在 1986～ 1990年及 1987～1988年解冻时节分别对普通黑土、钙质黑土进行了水土流失评估。在秋季耕作前分别采取有覆盖、无覆盖处理 ,翌年解冻时节 ,分 4个时期... 详细信息

部分冻结的土壤能加重地表径流的流失并降低土地的生产力。美国明尼苏达州在 1986～ 1990年及 1987～1988年解冻时节分别对普通黑土、钙质黑土进行了水土流失评估。在秋季耕作前分别采取有覆盖、无覆盖处理 ,翌年解冻时节 ,分 4个时期分别对经前 1a秋季用铧式犁、凿形犁耕作过的地块进行 6 4mm/h的人工降雨。在降到 96mm的雨后 ,普通黑土、钙质黑土的水土流失差别不大。方差分析表明 ,降雨日期和覆盖处理都影响径流 ,但仅仅覆盖处理影响两类土的土壤流失。回归分析表明表层土愈湿愈平整 ,冻土层离地表愈近 ,则径流量愈大。在春季雨量为 96mm的条件下 ,径流、随机糙度、土壤含水量和残余物覆盖度决定了土壤流失近 6 0 %的变异性。在同一天内连续降雨将使黑土的水土流失速率提高至少 5 0 % ,黑钙土的水土流失速率提高 10 0 %。在寒冷地区 ,秋季的耕作能促进土壤增温并有利于春季的播种和土壤质地变粗。土壤的快速解冻和作物残余物的覆盖是解冻时节减少水土流失的理想方法。

关键词：冻土残余物处理冲积物流失人工降雨耕作美国水土流失黑土带解冻期

Spatiotemporal characteristics of freezing and thawing of the active layer in the source areas of the Yellow River(SAYR)

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Chinese Science Bulletin 2014年第14期59卷 3034-3045页

作者： Dongliang Luo Huijun Jin Lanzhi Lü Qingbai Wu State Key Laboratory of Frozen Soils Engineering Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research InstituteChinese Academy of Sciences

Based on the analysis of data on temperatures and moisture of soils in the active layer at four different permafrost sites in the source areas of the Yellow River(SAYR)in 2010–2012,the freeze–thaw processes of soils in the active layer were compared and contrasted for understanding the spatiotemporal *** the four studied sites,the thickness and mean annual temperature of permafrost are *** temperatures at the top of permafrost(TTOP),i.e.,the maximum depth(s)of seasonal frost and/or thaw penetration,are-1.9°C at the Chalaping site(CLP),-0.9°C at the site on the southern bank of the Zhaling Lake(ZLH),-0.4°C at the Maduo Town site(MDX),and 1.1°C at the site on the northern bank of the Eling Lake(ELH).Differences in the mean annual ground temperature of permafrost and TTOPs may be responsible for the differentiations in the freeze–thaw processes of soils in the active *** rising TTOPs,the ground thawing started earlier:CLP in early June,ZLH in late May,MDX in early May,and ELH in mid-April,while the freezing began later:CLP in early October,ZLH in early to midOctober,MDX in mid-October,and ELH in the mid-to late *** increasing TTOPs,the freeze-up periods for permafrost sites were shortened:202 days at CLP,130 days at ZLH,100 days at MDX,and the period of complete thaw was 89 days at *** the CLP and ZLH sites,the two-directional ground freezing(downwards from ground surfaces and upwards from the permafrost table)and thawing finished in the same year,but the ground freezing at the MDX continued to the end of the nextJanuary,with very slow freezing rates in the *** the ELH site,ground freezing kept on until early May when thawing began on the surface,and upward and downward thawing became increasingly stable in late June to early *** each site,with rising TTOPs,the downward freezing accelerated in comparison with the upward freezing,and with an increasing proportion of downward frozen depth,and with the larger ratios of freezin

关键词：冷冻速率黄河源区解冻期活性层时空特性多年冻土冻融过程冻结深度

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