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[期刊] 中国农业科学
[作者]
王虓 温维亮 郭新宇 王传宇
【目的】为了快速、准确地计算土体结构和孔隙度等特征,提出一种基于SFS算法(shape from shading)的土壤三维结构重构方法。【方法】首先获取土壤的灰度显微图像,根据朗伯表面漫反射模型建立土壤的光照方程;然后利用泰勒展开法和雅克比迭代法求解光照方程,计算出像素点高度值并实现土壤的三维重建;最后根据正态分布校正高度值计算土壤孔隙度。【结果】实验结果证明,该方法计算得出的孔隙度与环刀烘干法测得的结果相差0.81%,误差率1.75%。【结论】利用显微图像中土壤结构的三维信息,可以客观准确地计算出土壤孔隙度等物理特征。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
蔡位子 刘怡颖 江俊 欧阳霖 杨沄瑾 卢煜强 侯俊伟 齐龙 王海林
土壤孔隙是水气运移和生物运动的通道，在调节土壤肥力和生态功能中起着至关重要的作用。土壤孔隙结构的量化研究是认识土壤结构、明晰孔隙结构与宏观功能关系的前提。然而，受土壤自身复杂性的限制，目前土壤孔隙结构检测技术普遍存在精确度低、重复性差和操作复杂等问题。针对获取和量化土壤孔隙结构中的重点和难点，归纳了现有方法的优缺点、潜在误差源及应用场景。现有方法总体可分为两大类：间接法和直接观察法，间接法是利用土壤中水、气、声、热等特性获得孔隙直径、体积或孔固体表面积等信息，主要包括水分特征曲线法、压汞法、气体吸附法、声波法、热脉冲-时域反射法、变压法、回归分析法等；直接观察法可以通过几何可视化来直接观察土壤孔隙空间，并借助图像处理技术，从图像中提取大量的定量形态学和拓扑描述符进行评估，例如切片观察法、扫描电子显微镜技术、计算机断层扫描技术、核磁共振技术等。对表征土壤孔隙结构的定量化方法进行了总结，梳理了近5年常规统计法、地统计学和分形理论在土壤孔隙结构定量化研究上的应用和成果。最后对今后田间原位土壤孔隙结构检测的发展方向进行了展望，尝试为土壤孔隙结构的现场检测装置研发提供理论参考和新思路。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
陈世超 林剑辉 孙宇瑞 Peter Schulze Lammers
根据表层土壤(0～40mm)孔隙度与降水量和土壤表面粗糙度之间的关系,提出一种预测表层土壤孔隙度的新方法。基于此目的,在德国波恩大学Dikopshof试验站,以两块采用不同耕作方式(地块1:铧式犁+圆盘耙;地块2:旋转锄+圆盘耙)处理过的耕地为研究对象,以耕后50d内的表层土壤孔隙度(TSP)与土壤表面粗糙度(SSR)为测量对象,分别采用地面激光扫描仪和气压比重计对TSP与SSR随时间的变化进行了连续测量,以研究TSP与SSR两者的动态关系。自2006到2009年,每年夏天进行1次重复试验,以研究不同降雨量对TSP与SSR关系的影响,并引入累计平均日降雨量(ARF)的影响指数。通过4a试验,得...
关键词：
孔隙度 粗糙度测量 降雨
[期刊] 西南农业学报
[作者]
甘磊 张静举 黄太庆 陈晓冰 马蕊 张金莲 陈廷速
【目的】开展不同耕作措施下土壤孔隙结构研究,为土地合理耕作及耕地水土保持提供参考。【方法】以广西甘蔗地为研究对象,在常规耕作和三年免耕条件下,利用CT(Computed tomography)扫描技术,通过相关插件计算获得甘蔗地土壤孔隙数量、孔隙体积和表面积,土壤弯曲度、孔隙连通性和水力半径等孔隙结构,并进行三维重建和可视化。【结果】耕作区的孔隙面密度大于免耕作区;耕作区的孔隙度均值(1.069%)和孔隙数均值(1194个)都小于免耕区的孔隙度均值(1.195%)和孔隙数均值(1519个);由弯曲度和连通
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘俊廷 张建军 孙若修 李梁
【目的】通过分析不同退耕年限林地土壤物理性质的变化,探讨退耕还林工程对土壤物理性质的改良作用。【方法】以晋西黄土区不同退耕年限的荒草地、纯林地、混交林地为研究对象、以农地为对照,通过野外调查,研究了退耕年限对土壤密度、孔隙度、毛管孔隙度等土壤物理性质的影响。【结果】退耕地土壤密度随土层深度的加深显著增加,0～60 cm土层平均密度分别为:农地(1.38 g/cm~3)>荒草地(1.27 g/cm~3)>纯林地(1.20 g/cm~3)>混交林地(1.18 g/cm~3),退耕还林后纯林地、混交林地与农地、草地的土壤密度差异显著(P 林地(52.87%)>农地(47.82%)>荒草地(45.97%)。退耕后形成的纯林地、混交林地与农地、草地的孔隙度差异显著(P 0.05)。土壤毛管孔隙度随退耕年限的增加呈显著增加趋势。混交林地、纯林地毛管孔隙度分别为51.21%和50.37%,与农地的毛管孔隙度(45.62%)显著差异。【结论】退耕还林工程能明显改善土壤物理性质,且混交林对土壤改良效果好于纯林。
关键词：
晋西黄土区 退耕年限 物理性质 土层深度
[期刊] 华北农学报
[作者]
焦瑞枣 任少勇 王姣 魏翠果 蒙美莲 陈有君
为明确炭基肥在马铃薯生产上的应用效果,以克新1号品种为材料,采用随机区组设计,研究了大田条件下0(CK),300(M1),600(M2),900(M3),1 200(M4)kg/hm2炭基肥及等量N、P、K化肥(H1、H2、H3、H4)对马铃薯田0~40 cm土层土壤容重、孔隙度和养分的影响。结果表明,随着土壤深度的增加,土壤容重逐渐增大,土壤孔隙度逐渐降低,养分含量降低;各施肥处理均有利于改善土壤结构和养分含量,与CK相比,随着施肥量的增加各层土壤容重降低,总孔隙度、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量增加。等量氮磷钾条件下,施炭基肥的土壤容重的降低幅度和孔隙度增加幅度明显高于化肥处理;施炭...
关键词：
炭基肥 马铃薯 容重 孔隙度 土壤养分
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
伍海兵 李爱平 方海兰 郝冠军
为研究不同测定方法对土壤孔隙度大小及孔隙度对土壤肥力的影响,以上海辰山植物园典型绿地土壤和自然土壤为例,分析农业和林业2种检测方法对土壤孔隙度测定结果的影响;以上海世博会规划区典型土样为例,分析主要物理指标对绿地土壤评价结果的影响。结果表明:2种方法测定绿地土壤孔隙度差异明显,其中农业方法测定的总孔隙度、非毛管孔隙度均显著高于林业方法(P0.05);林业方法更适宜绿地土壤孔隙度的检测;非毛管孔隙度比土壤容重对绿地土壤肥力影响大(P<0.01),应作为绿地土壤肥力评价的重要指标。
[期刊] 草业科学
[作者]
冯璐 丁康 屈媛媛 Farhat Ullah KHAN 杜峰 徐学选
黄土塬边坡植被建设以固坡为目的,不同植被的土壤孔隙结构有利于增加降水入渗,从而减少坡面产流的水蚀危害。本研究以长武塬黄土塬边坡的侧柏(Platycladus orientalis)林地、沙棘(Hippophae rhamnoides)灌丛、草地和农地4种植被为研究对象,采集0–30 cm的原状土柱,利用CT扫描和图像处理技术,对其土壤孔隙度、孔隙数目、孔隙成圆率和孔隙分形维数进行定量分析,结合土层样品的理化性质,研究影响土壤孔隙结构的主要因素。结果表明,农地、侧柏孔隙的孔径大小分异不大,而草地、沙棘自身根系互动穿插生成的根孔扩展了孔径分布范围,不仅增加了孔隙度和大孔隙数目,也降低了孔隙成圆率。草地、沙棘有利于降水入渗,是固坡的优先选择。土壤有机质、粘粒含量等性质与孔隙参数之间具有极显著(P <0.05)相关关系,它们的改变对土壤孔隙特征变化和提高蓄水保土能力具有重要影响。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
朱梦雪 赵洋毅 王克勤 段旭 卢华兴 涂晓云
[目的]探究中亚热带不同演替森林群落土壤大孔隙及对结构分形特征的响应，为不同森林群落土壤大孔隙及生态功能予以数据支撑。[方法]选择滇中磨盘山演替初期的云南松林、演替中期的云南松阔叶树混交林和演替顶级的常绿阔叶林为对象，利用染色示踪法结合图像形态学分析，探讨土壤分形特征及其对大孔隙的影响。[结果]垂直剖面大孔隙数量和总孔隙度总体随土层加深而减小，水平方向孔隙半径越大，数量越少；不同林地间孔隙度大小依次为：云南松阔叶树混交林>常绿阔叶林>云南松林。孔隙面密度（Mz）随土层加深单调递减，孔隙复杂度（Dz）与其相反，常绿阔叶林Dz最大（2.006），云南松林最小（1.595），说明群落等级越高，结构越复杂，大孔隙扭曲变异度大。土壤分形特征表明，常绿阔叶林土壤结构较其余两种群落好，土层越深，土壤结构变差。相关分析显示，Mz与D_团（团聚体分形维数）有极显著正相关关系（P <0.05），不同径级团聚体含量和D团与土壤孔隙面密度的影响较显著。[结论]土壤大孔隙与结构随演替进程明显提高，演替顶级群落的土壤结构稳定性最佳，研究结果可为降低土壤水分、养分流失和提升森林群落的生态服务功能等森林多功能经营提供参考。
[期刊] 林业科学
[作者]
刘霞 姚孝友 张光灿 胡续礼 Heathman G C
为探索人为活动干扰下植物群落变化对土壤物理结构特征的影响,运用土壤分形学和水文学原理与方法研究沂蒙山林区7种植物群落下的土壤颗粒组成、分形维数、土壤孔隙度及其相关性。结果表明:在长期农业耕作等人为干扰下,玉米作物、板栗经济林和灌草丛群落下的土壤颗粒呈粗粒化特征,分形维数显著降低,土壤总孔隙度和毛管孔隙度下降,非毛管孔隙度增加,土壤物理结构呈现退化状态;而处于长期封禁保护下的森林群落,土壤颗粒分形维数较大,粉黏粒等细粒物质的含量较高,孔隙结构状况较好。研究区土壤颗粒组成具有石质山地典型的粗骨土结构特征,森林群落能显著增加土壤中粉黏粒等细粒物质的含量和对土壤空隙的填充能力,是其改善土壤物理结构的分...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
周贤武 邓丽萍 王滋 王玉荣 吕建雄 赵荣军
【目的】研究不同年轮沙柳(Salix psammophila)材的孔隙结构、微纤丝角和纤维素结晶度,为更合理、有效地利用沙柳资源提供依据。【方法】以取自内蒙古鄂尔多斯沙地的3年生沙柳为研究对象,利用氮气吸附法(NAD)研究不同年轮处沙柳木材的孔隙结构,并用X射线衍射(XRD)测定不同年轮处沙柳木材的微纤丝角和纤维素结晶度。【结果】从髓心到树皮的3个年轮处沙柳木材的比表面积逐渐增大,分别为0.54,0.68和1.81m2/g;孔体积逐渐增大,分别为0.002,0.468和1.560cm3/g,大多数孔隙的直
关键词：
沙柳 孔隙结构 微纤丝角 纤维素结晶度
[期刊] 西南农业学报
[作者]
施占领 蒋先军 张维 谢德体 李航
稻田垄作免耕是一种保护性耕作措施,有利于保持土壤肥力,增加粮食产量。本研究利用长期田间定位试验,采用光学图像分析结合分形理论研究稻田垄作免耕和常规平作2种不同耕作制度下,土壤团聚体不同粒径的孔隙特征及分布。结果表明:土壤在0.450~1.00 mm粒级团聚体的孔隙分形维数最大,垄作免耕为2.32,常规平作为2.20,小于0.45 mm的其它几个粒径团聚体孔隙分形维数在1.2左右,>0.45 mm的团聚体与
关键词：
稻田 垄作免耕 土壤结构 分形特征
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李志熙 白岗栓 邹超煜 邵发琦
为促进渭北旱塬果园土壤水分入渗，提高土壤蓄水保水能力，促进苹果生产，以果园清耕为对照，探讨不同年限的自然生草（繁缕和牛繁缕群落，自然生草持续12、8和4年）对果园土壤孔隙、土壤保水性能、土壤水分入渗和苹果品质等的影响。结果表明：自然生草对果园0～40cm土层土壤容重和土壤孔隙度无显著影响，但显著提高了0～40cm土层土壤含水量、田间持水量和饱和含水量，极显著提高了土壤水分入渗速率，且自然生草持续的年限越长其影响越大。自然生草提高了苹果产量、果实着色面积、果实硬度、果实可溶性固形物含量和固酸比，但对果实单果质量、果形指数和可滴定酸含量无显著影响。综上，自然生草可改善果园土壤通透性，促进土壤水分入渗，提高果实产量和品质，是改善渭北旱塬果园土壤蓄水保水能力的有效措施。
[期刊] 林业科学
[作者]
金枝 赵广杰
综述生物质纤维基活性碳纤维、黏胶基活性碳纤维、木质素基活性碳纤维、生物质苯酚液化物基活性碳纤维、生物质沥青基活性碳纤维5种生物质活性碳纤维的孔隙调控与结构表征研究进展,归纳其晶体结构、表面形态结构、表面化学结构和吸附性能,并提出几点建议。
关键词：
生物质活性碳纤维 孔隙结构 孔隙调控
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
吴昊阳 牛健植 王迪 邱啟璜 杨涛 杨书鉴
【目的】为明确辽东山区冰缘地貌土壤大孔隙结构特征及其与团聚体稳定性和可蚀性之间的响应关系，探究林地大孔隙分布规律及土壤稳定性和土壤抗侵蚀能力。【方法】选择辽东老秃顶子保护区的典型落叶阔叶林、暗针叶林、针阔混交林林地下的土壤为研究对象，结合土柱水分穿透试验和Poiseulle方程计算大孔隙数量、半径等指标，通过湿筛法测定团聚体组成和土壤稳定性等指标。【结果】（1）不同林地类型大孔隙分布特征差异明显，与针叶林相比，阔叶林和针阔混交林大孔隙半径范围大，数量多。且针阔混交林土壤孔隙结构随土壤深度变化稳定；（2）林地土壤可蚀性因子K值整体分布在0.016～0.043之间，阔叶林<针阔混交林 1.9 mm后，单位面积大孔隙数量越多，半径越大，土壤抗侵蚀能力越差。【结论】土壤大孔隙分布特征与土壤稳定性和可蚀性关系密切，孔隙尺度上，0.3～1.9 mm径级范围内，大孔隙数量与土壤稳定性和抗蚀能力呈正相关；径级> 1.9 mm后，单位面积大孔隙数量及半径的增加降低土壤结构的稳定性和抗侵蚀能力；针阔混交林土壤大孔隙结构稳定性更高，可为辽东地区冰缘地貌区林分管理和土壤抗侵蚀能力评价提供科学指导和理论依据。
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