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不同降雨历时下采煤塌陷区土壤优先流特征: 2025年; [目的]为研究采煤塌陷区裂缝引发的优先流特征,为科学合理地开展矿区水资源管理及生态治理实践工作提供支撑。[方法]在神府-东胜煤田采煤塌陷区选取3条同一宽度(3 cm)的裂缝,开展相同降雨强度、不同降雨历时的染色示踪试验。采用Adobe Photoshop 2020、Image Pro Plus 6.0、SketchUp Pro 2019、Auto CAD 2019等处理软件,分析不同降雨历时下的裂缝优先流特征。[结果]1)神府-东胜采煤塌陷区优先流发生区域的土壤水分体积分数、孔隙度、饱和导水率大于非优先流区域,体积质量和田间持水量小于非优先流区域;2)降雨历时分别为10、20、30 min时,相应的基质流深度分别为5、8、10 cm;优先流发育深度分别为26.4、47.7、44.3 cm。降雨历时越长,基质流和优先流发育越深;3)各试验点染色面积比均随着土层深度增加呈减小趋势,形态上表现为S形状。当降雨历时较短时,染色面积比随着土层深度变化的幅度较小;当降雨历时较长时,染色面积比曲线波动增大。4)总体上,随着土层深度增加,宽染色路径的数量在减少,细小染色路径数量增加,染色路径总数呈先增加后减小趋势。且降雨历时越长,相同深度处土壤染色路径越宽,宽路径数量越多。[结论]研究成果可为煤炭矿区土地复垦和生态治理提供科学依据。; 郭巧玲胡骞代彬袁毅哲彭子康; 关键词：采煤塌陷区优先流

荒漠-绿洲过渡带典型固沙植物根区土壤优先流特征: 2025年; 本研究以荒漠-绿洲过渡带3种典型固沙植物泡泡刺、梭梭和沙拐枣作为研究对象,在入渗水量分别为10 L、15 L和20 L条件下(模拟小雨、中雨和大雨),采用野外染色示踪方法与计算机图像处理技术,分析染色图像垂直和水平剖面优先流分布规律和特征参数,选取特征参数作为评价指标,通过均方决策法探明典型固沙植物根区土壤优先流发育程度,为荒漠-绿洲过渡带固沙植被恢复及水资源有效利用提供参考依据。结果表明:(1)荒漠绿洲过渡带固沙植物根区存在土壤优先流现象,且主要类型为孔隙流,固沙植物种类不同,其根区优先流的垂直和水平分布特征也不同,但随着入渗水量的增加,优先流均发生侧向入渗。(2)在不同入渗水量条件下,3种固沙植物根区土壤染色面积比随土层深度的增加呈非线性减小趋势,梭梭和沙拐枣根区土壤染色面积比曲线变化呈“S”型,且水分呈非均匀下渗现象。(3)优先流评价指数P_(FI)由大到小为梭梭(0.685)、泡泡刺(0.543)、沙拐枣(0.502),梭梭根区土壤优先流发育程度最高。; 杨鹏华胡广录李昊辰樊亚仑; 关键词：固沙植物

桂北地区不同林龄杉木人工林优先流的变异特征: 2025年; 优先流作为土壤入渗的重要组成,影响着人工林水源涵养能力,同时驱动营林措施造成的土壤污染物快速向下迁移,对地下水水质产生威胁。因此,开展人工林优先流发育特征研究可为其可持续经营提供科学依据。以广西融水贝江河林场不同林龄杉木人工林为对象,采用亚甲基蓝染色示踪法,探究杉木人工林优先流特征,通过多指标评价法,评估不同林龄杉木人工林优先流相对发育程度。结果表明:杉木人工林土壤染色程度随土壤深度增加而减小,主要入渗区域为0~20 cm;杉木人工林土壤水流入渗方式主要以侧向优先流为主,且入渗开始时即有优先流发生;不同林龄杉木人工林优先流评价指数为5年生(0.64)>8年生(0.59)>11年生(0.47)>15年生(0.39)。研究发现,杉木人工林入渗过程侧向优先流占主导地位,优先流发育程度呈现随林龄增加而减小的趋势,研究结果可为杉木人工林营林措施制定提供科学依据,促进人工林可持续经营。; 邓莹莹廖煜亮容清标杨梦格谭青芳赵明全潘天森黄钰涵; 关键词：人工林优先流

塔克拉玛干沙漠南缘灌丛沙堆土壤动物洞穴特征及其对优先流的影响: 2025年; 泡泡刺灌丛沙堆在防治荒漠化和维持绿洲稳定方面发挥着重要作用。通过野外调查塔克拉玛干沙漠南缘灌丛沙堆和原位染色示踪试验,分析土壤动物洞穴在泡泡刺灌丛沙堆上的数量和分布特征,以及对土壤优先流特性的影响。结果表明:1)泡泡刺灌丛沙堆土壤动物洞穴数量在不同方向上的分布存在显著差异(p<0.05),其中,东向区域分布数量最多(28.7±2.3个),南向区域分布数量次之(21.7±3.1个),最后是西向区域(17.3±2.3个)和北向区域(14.7±1.5个)。2)泡泡刺灌丛沙堆土壤优先流特征参数在不同方向上均存在显著差异(p<0.05),东向区域和南向区域存在较强的土壤优先流。3)土壤洞穴数量仅与土壤优先流百分比和染色变异性指数呈显著正相关(p<0.05),与其它指标无显著相关性(p>0.05)。冗余分析表明,植物根长密度(>2mm)和较高土壤含水量促进了优先流路径的产生。该研究结果阐明了泡泡刺灌丛沙堆不同方向土壤优先流的特征及其影响因素,可为研究荒漠地区土壤水分运动过程提供科学依据。; 李伟康向光袁志斌周杰马学喜; 关键词：灌丛沙堆土壤动物塔克拉玛干沙漠

喀斯特地区典型植被根系对优先流的影响被引量：1: 2024年; [目的]揭示西南喀斯特地区优先流特征及根系对其影响,明确不同植被类型根系对优先流程度的影响,为当地植被恢复和水源涵养提供依据。[方法]以云南喀斯特地区3种典型林分为研究对象,采用野外染色示踪和统计分析相结合的方法,获得优先流形态特征与染色面积比,结合植物根长密度等4个根系特征参数,运用单因素方差法分析不同林分类型下的优先流程度。[结果](1) 3种典型林分根系特征总体呈现天然次生林>天然混交林>人工纯林。(2)不同林分最大染色深度为20—30 cm,随深度增加呈现减少的趋势,垂直剖面和水平剖面均反映出土壤水分发生侧渗。(3) 0—2 cm土层出现基质流,随着土层加深其余染色剖面呈指状或漏斗状流动,并显示出明显的根系路径。混交林中优先流主要的运移方式是垂直下渗,而纯林横向流发育程度较高,天然次生林的优先流比最大且长度指数最小,表明复杂的根系结构能有效加强水分在土壤中的运移深度。[结论]3种典型林分根系特征参数与优先流发育密切相关且均有促进作用,但不同林分类型根系指标与优先流发育程度相关性不同。天然次生林的根系指标均呈现负相关关系;人工纯林的根长密度和根表面积密度呈现正相关关系,根体积密度和根生物量密度呈现负相关关系;天然混交林的根系指标均呈现正相关关系。; 师雪淇程金花管凝侯芳沈子雅; 关键词：水土保持与荒漠化防治根系林地优先流喀斯特地区

永定河平原南部典型植被土壤优先流特征及其归因被引量：1: 2024年; [目的]研究永定河平原地区的优先流现象,解析其形态特征和发育程度,明确影响优先流的主要因素,为该区域淡水资源保护以及生态环境恢复提供理论依据。[方法]以3种典型植被柳树、荆条和狗尾草为对象,在25 mm入渗水量下(大雨)通过野外亮蓝染色示踪试验获取原始土样和染色剖面图像,使用图像处理技术解析水分和溶质在土壤中下渗的形态规律,结合相关性分析和主成成分分析法研究不同土壤因子对优先流产生和发育的响应。[结果](1)柳树、荆条和狗尾草土壤优先流分别集中在10—40 cm处、10—40 cm处和10—30 cm处,最大染色深度分别为40.0 cm,44.8 cm,31.5 cm。不同植被类型垂直剖面上显示出染色面积比随土层深度的增加而下降。(2)优先流发育程度为柳树样地>荆条样地>狗尾草样地。柳树样地和狗尾草样地的染色面积比和长度指数差异显著(p<0.05),荆条样地与其他2种植被差异均不显著(p>0.05)。(3)黏粒、砂粒、粉粒含量对方差变异性的贡献率为24.824%,根重密度和有机质含量对方差变异性的贡献率为46.312%。[结论]永定河平原南部3种典型植被中柳树样地最早发生土壤优先流现象,形成优先流染色形态分化程度最高,优先流现象最明显,而狗尾草样地最不明显。随着入渗水量的增加,土壤水分运动表现出整体下移,加深了土壤水流形态分化界面深度,即0—20 cm土层染色形态表现为相对稳定。土壤机械组成与径级小于5 mm根系是影响优先流产生发育的重要因素,由于各样地中植被的生长发育状态不同,因此对土壤优先流的影响程度也不尽相同,存在一定的差异性。; 史德威程金花李明峰; 关键词：优先流主成分分析

晋西黄土区不同入渗水量下刺槐林地优先流特征被引量：3: 2024年; 为探究晋西黄土区刺槐林地是否存在土壤优先流及不同入渗水量条件下对优先流发育程度的影响,以山西吉县蔡家川小流域刺槐人工林为研究对象,结合野外染色示踪试验与室内图像处理的技术方法,获取垂直剖面染色形态特征图像并进行特征值的提取,选取基质流深度、染色面积比、优先流比、长度指数、平均最大染色深度和染色面积比变异系数6个特征指标,基于均方差决策法定量分析不同入渗水量条件下的优先流发育情况。结果表明:(1)刺槐人工林土壤水分入渗过程中存在优先流现象,随入渗水量的增加,优先路径逐步向侧向发展,优先流斜侧入渗现象明显;(2)染色面积比随土层深度的增加呈非线性减小趋势,水分呈现非均匀下渗现象;入渗水量为75mm时的优先流比达到47.11%,优先流发育程度最高;(3)3种入渗水量条件下的平均最大染色深度分别为25.33、32.20、38.87cm,与入渗水量的大小呈正相关关系,表明入渗水量的增加可以促进水分向深层运动,有利于优先路径的开启;(4)入渗水量与优先流评价指数之间呈正相关关系,优先流评价指数75 mm(0.81)>50 mm(0.39)>25 mm(0.36),入渗水量增加促使优先流发育程度更高。; 宋艺琳毕华兴赵丹阳巩大鹏王宁王宁黄靖涵; 关键词：优先流刺槐人工林晋西黄土区

农田裂隙优先流对灌水模式/初始墒情响应机制及其模拟研究被引量：1: 2024年; 农田灌溉管理过程中优先流降低水肥利用效率,加剧地下水污染风险。基于碘化钾-淀粉染色示踪试验,分析了地面灌DM、微喷灌WP1(20 mm/h)、微喷灌WP2(40 mm/h)处理下的裂隙优先流特征,验证了基于水量平衡的双域渗透模型的有效性,并采用4组初始体积含水率(0.20、0.25、0.30、0.35 cm^(3)/cm^(3))与5组灌水强度(12.0、24.0、36.0、48.0、60.0mm/h)旋转组合设计进行模拟应用分析。结果表明,WP1、WP2处理整体上水分以均匀的基质流形式入渗;DM处理下的土壤剖面染色区域在垂直方向上可明显划分为基质流区(0~6.9 cm)和优先流区(>6.9 cm)。此外,DM处理下的基质流深度、灌水均匀度显著(P<0.05)小于WP1、WP2处理,而其优先流指数及湿润锋弯曲度均极显著大于(P<0.01)WP1、WP2处理,这表明地面灌可以激活更多的优先流路径,增大优先流发育程度和空间异质性,降低灌水质量。基于水量平衡的双域渗透模型可有效预测不同灌水强度下的基质流深度和土壤剖面染色面积比变化趋势(R2≥0.9276、NSE≥0.8844、RSR≤0.0230),初始体积含水率和灌水强度旋转组合设计模拟结果表明,增加灌水强度或减小初始含水率会增加优先流的程度而降低灌水质量,故建议在农田灌溉管理过程中采用“高频少量”的灌水模式以减少优先流导致的水肥利用效率降低。该研究成果可为农田灌溉决策提供理论依据,其试验数据可为优先流模型优化与验证提供重要的数据支撑。; 翟亚明王冲王策陈理政付丽红; 关键词：优先流灌水强度含水率

巴基斯坦谢胡普拉农业区优先流三维结构及其影响因素: 2024年; 优先流是水通过土壤中特定路径的运动,而不是水在土壤结构里均匀地流动。由于土壤的异质性,例如裂缝、根通道或虫洞,这些优先流动路径经常形成。这种分形图案使理解和描述首选流动路线的行为变得具有挑战性。为了准确地进行水和溶质的输送,需要花费大量时间来理解和描述优先流路的增长和演变。传统模型需要改进来捕捉优先流的复杂和非线性行为。选取4块120 cm×120 cm样地,对4块样地进行染料示踪实验,以确认溶质和水的优选流动模式。数据已在Origin Lab中进行分析,以创建3D图表,并使用Sketchu p-2021 Pro向每个绘图提供0.50 L亮蓝溶液(5 g/L)。每个地块包含3个垂直的土壤剖面,每个剖面深150 cm,并且剖面墙经过广泛的刀具准备。将亮蓝留在表面24 h以渗透到土壤表面。结果表明:优先流在压实度最小且大孔隙连续性保持的区域最为突出。相反,压实的影响导致压实区域微孔隙率降低和优先流动模式减弱。亮蓝色在土壤中的最大深度可达15.5 cm。FCP的运动取决于不同的因素,如根部、毛孔、裂缝等。亮蓝色在根部可用的地方达到最大深度。在本研究中,通过使用Sketch Pro软件以三维方式显示亮蓝色运动,以便更好地理解它。此外,本研究揭示压实和随后的恢复过程如何影响土壤对水流和地表径流的敏感性。全面的3D表示,这项研究提供了对水流通道的形成和演化的深入理解。根据本研究发现的水流模式,在没有压实作用的较高位置,大孔隙连续性得以保留,择流最强。由于压实作用,微孔隙度下降,且越下侧越弱。该研究可以更好地理解水流通道的创建和演化。该研究增强对优先流及其在自然和农业生态系统中养分和水循环中的作用的了解。从这项研究中获得的见解可以为制定改进的农业用地管理策略提供信息,促进可持续和高效的水资源管理。; MUHAMMAD Atif牛健植MUHAMMAD HarisMALIK Zoha; 关键词：优先流土壤异质性大孔隙

花岗岩山坡A-C结构土壤下典型植被优先流发育特征研究: 2024年; 土石山区A-C结构土壤条件下土薄石多,不同植被条件下优先流发育的是否受到土壤厚度、石砾含量的影响尚不明确。本研究利用染色示踪法与图像处理技术,对鲁中南花岗岩山坡2种土层厚度条件下的黑松林、刺槐林(土层厚度约为40 cm)和板栗林(土壤厚度约为80 cm)优先流染色剖面分布特征及其影响因素进行研究。结果表明,3种植被覆盖下基质流发育深度和最大入渗深度非均匀系数差异不显著(P>0.05),但土层较厚的板栗林最大入渗深度、优先流比、长度指数均明显较高(P<0.05),因此土层较厚条件下优先流发育程度较高。根长密度、土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度、石砾含量,是影响各植被条件下优先流路径选择的重要因素,但土壤物理性质和根系的剖面分布变化是影响不同植被条件下优先流发育差异的关键因素。研究结果有助于进一步揭示土石山区优先流产流机制。; 曾敏杨倩吴元芝王月月安娟姚光兴; 关键词：优先流土壤厚度植被类型

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