干缩开裂黄褐土非饱和水平吸渗特征研究

通过室内水平吸渗试验,结合Matlab数字图像处理与形态学算法,在黄褐土土壤中添加秸秆模拟不同生长期作物根系密度,对干缩开裂黄褐土中的非饱和水平吸渗及湿润锋推移特征进行研究。结果表明:不同秸秆密度处理裂缝稳定形态面积密度和裂缝平均宽度差异显著(p0.05),当秸秆密度由0 cm/cm~3增加到1.5 cm/cm~3时裂缝面积密度和裂缝平均宽度分别减小为1.73%、0.071 cm,随着秸秆密度增大土壤稳定形态裂缝面积密度与裂缝平均宽度显著减小。秸秆添加间接影响入渗过程历时,但土壤最终累积入渗量无显著差异。裂缝的存在导致入渗率发生波动现象,且在入渗前中期尤为明显;未开裂土和开裂土累积入渗量随时间的变化关系均符合Kostiakov经验入渗模型,其经验参数与秸秆密度有关,拟合方程达到显著水平。引入湿润锋均匀系数对水平吸渗不均匀性进行评价,土壤裂缝面积密度及裂缝平均宽度越大入渗初期的水分不均匀性特征越明显,均匀系数随着时间推移逐渐减小;根据湿润锋推进速率随时间的变化特征,开裂黄褐土土壤的水平吸渗过程可以分为3个阶段,即初始裂隙流阶段、稳渗基质流阶段和吸渗末期阶段。     

基于投影寻踪的农业基本旱情评估

针对干旱指标的不相容性以及现有方法对评估等级的分辨率较粗略等问题,提出了农业基本旱情评估的投影寻踪方法（Projection Pursuit,PP）。根据农业旱情等级划分标准,构建了能够反映农业基本旱情系统变异信息的投影指标函数,引入自由搜索（Free Search,FS）算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,利用最佳投影方向信息研究了各种干旱指标对农业基本旱情评估的影响程度。考虑到各种旱情监测信息的时空代表性以及不同指标对旱情评估的影响程度,在甘南县域尺度下,选用降水量距平百分比和连续无雨日数两种指标计算了投影值,建立了农业基本旱情评估的投影寻踪模型。实例应用表明,该模型评估结果符合当地干旱实情,且对旱情等级划分清晰,为农业基本旱情评估提供了一种新方法。     

基于压力-状态-响应的熵权-物元水生态文明评价模型

为了对区域水生态文明水平进行评价,针对目前水生态文明评价存在的问题,探讨水生态文明的内涵和评价方法.运用压力-状态-响应模型(press-state-response,PSR)提出由3类要素20种指标所组成的水生态文明评价指标体系;利用客观的熵权法求指标权重,减少了人为主观性对评价结果的干扰;利用物元分析方法有效解决了评价指标的模糊性和不相容性等问题,通过构造水生态文明的经典物元和节域物元,分析各个指标对应评价等级的关联度,构建了基于PSR的熵权-物元水生态文明综合评判模型.以济南市南部郊区为例进行研究,求得2010、2013、2015年水生态文明评价结果并对指标进行灵敏度分析,结果表明济南郊区水生态文明水平总体在逐渐提升,但水生态系统的压力没有明显减小,减少氨氮和化学需氧量污染物的排放是提升当地水生态文明水平的关键措施.该文模型能够揭示水生态文明现实状态和存在的问题,评价方法可供类似区域开展水生态文明评价参考.     

基于水量平衡原理的裂隙优先流双域渗透模型及其应用

针对农田裂隙在灌溉过程中造成灌水效率降低和养分淋失等现象,基于表层入渗、裂隙边壁层流通量、裂隙边壁水平吸渗三者与灌水强度平衡原理,构建了基于水量平衡的优先流双域渗透模型,采用染色示踪试验进行了验证,并基于该模型进行了初始/边界条件旋转设计模拟应用。结果表明,试验优先流模式可显著区分为基质流态（土层深度0~10cm）和优先流态（土层深度大于10cm）,染色覆盖率在土层深度大于10cm的区域内呈线性骤降趋势;对比分析实测和模拟流态可知,本文提出的裂隙流双域渗透模型可有效预测土壤上边界入渗特征、基质流入渗深度和染色覆盖率随深度的变化,实测和模拟染色覆盖率极显著相关（P<0.01,R2为0.981）,裂隙流发育可分为供水强度控制、表层入渗能力/裂隙边壁层流控制、表层/裂隙边壁入渗能力控制3个阶段。基于该模型采用初始体积含水率（θi为0.20、0.25、0.30、0.35cm3/cm3）和灌水强度（R0为0.10、0.08、0.06、0.04、0.03、0.02cm/min）旋转设计,分析了初始及边界条件下优先流特征,模拟结果表明,增大灌水强度可使优先流指数增加而降低灌水均匀度,而当初始含水率升高时,优先流强度减弱且基质流深度增加。本文基于水量平衡原理模拟了裂隙流湿润锋推移过程,消除了传统双域渗透模型难以量化裂隙边壁糙率和层流厚度的缺点,丰富了膨缩性土壤裂隙优先流预测理论,可为农田水分管理和水肥渗漏淋失抑制提供依据。     

基于粗糙集理论与ANFIS的坡地入渗预测

<正>降雨入渗是坡地水文循环的中心环节,长期以来是土壤侵蚀、非点源污染、水资源管理等科学研究的重点内容[1-4]。有些学者利用人工神经网络进行模拟预测[5]取得了一定的效果,但人工神经网络不能处理和描述模糊信息。传统的模糊系统具备处理非线性及模糊语言信息的能力,但是传统的模     

大豆生育后期根系伤流液中养分元素含量的研究

【目的】研究不同产量水平的大豆Glycine max(L.)Merr.品种生育后期根系伤流液中氮素等养分元素含量的变化规律,以期为大豆育种和高产栽培提供生理依据。【方法】以3种不同产量水平(低、中、高产)的大豆品种为试验材料,栽培管理条件相同,测定开花期(R2期)、结荚期(R4期)和鼓粒期(R6期)大豆根系伤流强度及伤流液中氮素(总氮、硝态氮、铵态氮和氨基酸)以及磷、钾、钙和钠等养分含量。【结果】整个生育后期高产大豆品种根系伤流强度、总氮、氨基酸含量明显高于中、低产品种,平均值分别高13.4%和24.0%、31.9%和74.2%、46.3%和81.0%。根系伤流液中硝态氮含量高于低产品种,平均值高19.9%;铵态氮含量低于低产品种,平均值低16.5%;根系养分元素磷、钾、钙含量均高于中、低产品种。不同产量水平的大豆品种伤流强度的最高值均出现在R4期,R4期籽粒产量与伤流强度呈极显著正相关(r=0.765**);根系伤流液中总氮和氨基酸含量在R2期达最高值,磷、钾在R4期含量最高。【结论】在开花期以后,高产大豆品种根系代谢旺盛,具有较强的吸收能力和活力,这可能是大豆高产的关键因素。     

入侵植物加拿大一枝黄花的高光谱特性研究

加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L.）原产北美,是一种世界性的入侵性外来杂草,目前正在我国东、南部地区迅速扩散,严重威胁生态系统生物多样性和农林业生产。该研究利用美国ASD公司生产的ASD FieldSpec ProFRTM光谱辐射仪,测定了杭州湾地区加拿大一枝黄花的冠层表观反射率光谱,并分析了其高光谱反射率特征。结果显示：黄光区域内基于位置和面积的高光谱特征参量Dy、λy和SDy具有较小的变异系数,可以作为识别加拿大一枝黄花的特征参量。研究表明：利用高光谱遥感技术来识别外来入侵杂草是可行的。     

猪LncRNA基因内L1转座子插入多态与生产和繁殖性状的关联分析

LncRNA是长链非编码RNA,在表观遗传学中发挥着重要作用,对蛋白质编码基因的表达起着调节作用, LncRNA基因中存在长散在重复序列(LINE)的插入.通过生物信息学分析、PCR检测和生产性能关联分析等方法鉴定猪LncRNA基因(NONSUSG015048.1和NONSUSG015549.1)中L1插入位点的多态性...     

水稻剑叶衰老过程中内源IAA的轭合态变化及其氮素调控效应

目的 揭示水稻抽穗开花后剑叶衰老过程的内源自由态IAA和轭合态IAA含量的动态变化及其基因型间的差异,明确氮素营养供应对叶片衰老过程的延缓效应及其与两种化学态IAA含量之间的关系。方法 以剑叶早衰水稻突变体(psf)与其野生型(浙恢7954)为材料,比较了其在大田条件下剑叶衰老过程中的内源IAA含量、IAA类型和YUCCAs家族基因转录表达量差异,并利用水培种植试验设低氮(LN, 1.45 mmol/L)、正常氮(NN, 2.9 mmol/L)和高氮(HN, 5.8 mmol/L)3个氮浓度水平处理,对不同氮素水平下水稻叶片衰老相关指标与两类IAA含量间的关系进行了分析。结果 早衰突变体psf剑叶中的自由态IAA含量显著低于相同取样时期的野生对照,但前者剑叶中的轭合态IAA含量显著高于后者,且随叶片衰老进程呈较明显的上升趋势;在7个YUCCAs同工型基因中,YUCCA1、YUCCA2、YUCCA3、YUCCA4和YUCCA6)的转录表达量随叶片衰老而下降,但YUCCA7则随叶片衰老呈现出先上升后下降的变化趋势。相同灌浆时期相比,绝大多数YUCCAs在早衰突变体psf剑叶中的转录表达量要低于其野生型对照,说明IAA合成代谢较弱是psf剑叶叶绿素含量迅速下降和早衰症状加剧的重要原因之一。其中,YUCCA7转录表达量随叶片衰老而上升,可能对psf已衰老叶片中的IAA合成起重要调控作用;氮浓度对水稻叶片中的IAA含量及其自由态与共轭态的影响表现为,在叶片开始衰老的初期和前中期,低氮处理(LN)引起剑叶中的自由态IAA含量下降和轭合态IAA含量上升,而高氮处理(HN)可诱导叶片中的自由态IAA含量增加,并导致轭合态IAA含量明显降低,但对已严重衰老的叶片而言(psf在抽穗开花后28 d的剑叶),高氮处理下(HN)的自由态IAA和轭合态IAA含量均低于正常氮处理(NN)和低氮处理(LN)。结论 水稻叶片的衰老进程与其叶片器官中的IAA含量及其化学态之间存在较密切联系。其中,轭合态IAA含量在叶片衰老过程的大幅度提升,是早衰突变体psf 剑叶衰老进程加快的一个重要生理特征,而轭合态IAA含量的下降,可能是高氮处理对水稻叶片衰老进程起到延缓作用的一个重要生理调节因素。     

半干旱地区不同水文年Hargreaves和P-M公式的对比分析

该文运用P-M和Hargreaves公式,对河南新乡市4个典型水文年参考作物蒸散量进行了计算,并以P-M公式的计算结果为标准,对Hargreaves公式计算结果进行分析.研究结果表明:Hargreaves公式计算的年值偏差随降水量的增加而增大,但在各典型年的第1～12旬和31～36旬,两公式旬值计算结果没有显著差别;偏差出现在第13～30旬,各典型年Hargreaves公式的计算值均大于P-M公式的计算值.另外,该文建立了各典型年两公式在第13～30旬的回归关系,修正后的Hargreaves公式能很好的在新乡市应用,并且为其他类似的半干旱地区准确运用Hargrcaves公式计算ET0提供参考.