刘刚
- 作品数：22 被引量：270H指数：10
- 供职机构：北京师范大学地理学与遥感科学学院地表过程与资源生态国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划水利部公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：农业科学更多>>
- 用激光法和吸管法测定东北黑土区侵蚀泥沙颗粒组成的差异分析被引量：6
- 2016年
- 吸管法是测定颗粒组成的经典方法,激光法作为一种新兴的方法,近年被广泛应用于土壤和河流泥沙颗粒组成的分析中,并逐步应用到侵蚀泥沙粒径分析。为获取激光法与吸管法测定侵蚀泥沙特性指标和不同粒径的差异以及二者之间的转换关系,对18个黑土区侵蚀泥沙样品颗粒组成进行了测定和分析。采用中值粒径D50和平均质量直径MWD进行侵蚀泥沙样品特性分析,激光法比吸管法测定结果明显偏低;但2种方法测定D50和MWD具有很好的线性转换关系(R>0.9,P<0.001)。激光法测定的砂粒和黏粒质量分数低于吸管法测定值,测定粉粒质量分数明显高于吸管法测定值。测得砂粒、粉粒和黏粒含量在2种方法间,均具有很好的线性转换关系(R>0.8,P<0.001)。进一步细分泥沙颗粒为大于中砂、细砂、极细砂、粗粉和细粉这5个粒级时,2种方法间除极细砂(R=0.764,P<0.001)外,其余粒级均具有很好的线性转换关系(R>0.8,P<0.001)。
- 王大安刘刚王翔鹰张帅
- 不同侵蚀强度黑土的土壤水分特征曲线模拟被引量：15
- 2016年
- 为研究土壤侵蚀对土壤水分特征曲线的影响,选择轻、中、重3种侵蚀强度黑土的15个样点,通过测定8个土壤水吸力对应的土壤水分,估算了不同侵蚀强度土壤水分特征曲线Brooks-Corey(BC)模型和Van Genuchten(VG)模型参数,并分析其差异性,比较2个模型模拟不同侵蚀强度黑土土壤水分特征曲线的精度。结果表明:轻、中度侵蚀黑土的田间持水量和凋萎湿度无显著差异,重度侵蚀则与其差异显著,随侵蚀加剧,黑土的持水能力明显降低。BC和VG模型共同的参数饱和含水量和滞留含水量参数值相同,且饱和含水量轻、中度侵蚀差异不显著,重度侵蚀与其差异显著。滞留含水量、形状参数λ和n分别接近于0cm^3/cm^3,0.10和1.10。2个模型反映土壤通气性指标的进气吸力hb和尺度参数α表现出一致性,即中度侵蚀黑土通气性最好。修正了VG模型形状参数m和n之间的关系,与原关系式相比中度侵蚀黑土m降低13%,轻度和重度侵蚀黑土分别降低30%和46%,修正后的VG模型更适合遭受不同强度侵蚀黑土的土壤水分特征曲线模拟。
- 翟俊瑞谢云李晶刘刚刘刚张珊珊王静
- 关键词：土壤水分特征曲线土壤侵蚀VANGENUCHTEN模型黑土
- 土壤有效含水量的经验估算模型──以黑土为例被引量：3
- 2015年
- 土壤有效含水量（AWC）是评价土壤生产力的重要指标,在农业生产实践中具有重要意义,但不同土壤类型的AWC值在当前的土壤数据库中不可获得。以高生产力土壤黑土为例,通过测定不同地形部位黑土的有效含水量,分析了有效含水量的空间分布特征,建立利用土壤理化性质估算黑土有效含水量的经验模型。结果表明：（1）研究区黑土AWC（体积）变化在10.62%-30.98%间,平均20.06%,坡中位置土壤剖面的AWC值显著低于其余剖面;（2）黑土AWC与土壤砂粒含量有负相关性,与土壤容重、土壤粉（砂）粒含量、黏粒含量以及土壤有机质含量间有正相关性,其中与土壤容重的相关性最为显著;（3）基于统计方法建立了利用常规土壤理化性质计算AWC的线性回归式和非线性回归式,对这2个回归式的检验结果表明,利用土壤理化性质估算的AWC与实测结果无显著差异。经验证,本研究构建的经验模型可用于黑土AWC值的估算,从而为其他土壤类型AWC值的研究提供了方法参考。
- 白致威段兴武丁剑宏刘刚师小宁冯德泰韩絮
- 关键词：黑土土壤理化性质
- 使用有限数据推求土壤水分特征曲线VG模型的参数
- 2024年
- 【目的】使用一种简易方法和有限数据来获取土壤水分特征曲线VG模型的参数。【方法】选择了黑土、褐土、黄绵土、红壤和紫色土5种地带性土壤,实测了土壤饱和含水率(θ_(s))、0.33 bar土壤含水率(θ_(0.33 bar))、最大吸湿水(θ_(97%RH))和空气相对湿度为43%时的土壤吸湿水(θ_(43%RH)),并以θ_(43%RH)为残余含水率(θ_(r)),推导VG模型的参数。将推导出的参数带入到VG模型中,进行了土壤水分特征曲线的预报,并与实测的土壤含水率进行了比较。【结果】该方法能较好地模拟褐土的土壤水分特征曲线,模拟值和测定值的残差一般在0.01 cm^(3)/cm^(3)以内;也可以较好的模拟黄绵土和红壤在0.33~15 bar的土壤含水率,残差一般在±0.01 cm^(3)/cm^(3)以内;但黑土的模拟结果相对较差,在低于0.33 bar时,残差为负,在-0.03 cm^(3)/cm^(3)以内,而在0.33~15 bar,残差为正,达到0.04 cm^(3)/cm^(3);紫色土的模拟结果最差,在低于0.33 bar时,残差为负,达到了-0.07 cm^(3)/cm^(3);但在0.33~15 bar,情况有所改善,残差在0.03 cm^(3)/cm^(3)以内。通过配对t检验,认为模拟值和测定值无显著差异,二者的相关系数(r)为0.990。造成模拟值和测定值差异的原因可能是采样时紫色土密度较低,土壤中有较多的大孔隙,而黑土可能因有机质含量较高具有较好的结构性导致持水能力较强。【结论】采用土壤饱和含水率(θ_(s))、0.33 bar土壤含水率(θ_(0.33 bar))、最大吸湿水(θ_(97%RH))和空气相对湿度为43%时的土壤吸湿水(θ_(43%RH))推导的VG模型参数,可以较好地预报土壤水分特征曲线。但对土壤密度较低、存在大孔隙的土壤,及有机质量较高或结构性较好的土壤,可能会导致部分模拟值和测定值产生较明显的差异。前者可能会影响低吸力段的模拟结果(<0.33 bar),后者则可能影响土壤有效含水率段的模拟结果(0.33~15bar)。
- 高晓飞高燕刘刚
- 低吸力段土壤持水特性测定方法的比较被引量：3
- 2021年
- 【目的】低吸力段的土壤水分随土壤水吸力的变化有比较显著的变化,测量方法决定了数据的可比性和测量周期,比较低吸力段土壤持水特性测定方法的差异。【方法】研究采用了常见的3种测量低吸力段土壤持水特性的仪器,包括沙箱、压力板仪和HYPROP系统。对不同侵蚀程度黑土的持水特性进行了测定。【结果】在pF1.5及以下,沙箱法的测量结果高于压力板仪法的测量结果;在pF1.8及以上,沙箱法与压力板仪测量结果相似。HYPROP蒸发法测定的数据始终低于沙箱-压力板仪联合测定的结果。在pF1.0以下,差异极显著,在pF0.0时,二者测得土壤含水率差值为3.55%;在pF1.0时,二者的差异平均为1.20%。在pF1.0以上,平均为0.50%~1.26%,随着吸力值增加,二者差异有减少趋势。体积质量大、质地轻的土壤,2种方法测定的结果的差异较少;体积质量小、质地重的土壤,二者测定的结果差异大。【结论】使用HYPROP法测定体积质量小、质地重土壤的低吸力段水分特征曲线时,可能需要使用沙箱法测定pF1.0及以下的数据代替HYPROP法测得的数据。但HYPROP法测试周期短、测量的吸力范围较沙箱法广,非常适合少量样品的快速测定。
- 高晓飞高晓飞
- 关键词：土壤持水特性
- 东北典型黑土区土壤理化性质的变化特征被引量：16
- 2012年
- 东北黑土区是我国最为重要的粮食生产基地,摸清第二次土壤普查以来主要黑土土种理化性质的变化特征可为保护黑土资源提供有力的科学依据。本文基于第二次土壤普查的典型黑土剖面资料,重新调查了典型黑土区内的23个黑土土种,结果表明:近20年来主要黑土土种上的粮食单产增加约81%;在化工肥料和侵蚀的共同作用下,黑土的有机质含量和全氮含量变化不大,但全磷含量显著增加,全钾含量显著降低,表层土壤酸化明显。建议今后适当增加钾肥施用量而减少磷肥施用量。
- 段兴武赵振刘刚
- 关键词：东北典型黑土区第二次土壤普查
- 黑土坡耕地土壤有机质空间变异及其与土壤侵蚀的关系——以黑龙江省鹤山农场为例被引量：8
- 2016年
- 选取黑龙江省鹤山农场面积为0.91 km2的典型黑土区的坡耕地作为研究样地。按横纵100 m间隔共采集101个样点,运用地理信息系统和地统计学相结合的方法研究分析0～15 cm土层有机质空间变异及其与土壤侵蚀的关系。结果表明：位于典型黑土区样地的有机质含量集中在3%～5%范围内,均值为4.13%,高于黑龙江省的有机质平均水平。有机质含量空间变异明显,且主要受土壤侵蚀的影响：高侵蚀区对应低有机质区,中度侵蚀区对应中等有机质区,沉积区对应高有机质区。顺坡种植平均坡度2.2°时,每侵蚀1 000 t/km2土壤,有机质含量降低0.8%。土壤有机质空间变异可采用球状模型表达,自相关明显,进一步表明土壤侵蚀导致的再分布。对比分析确定200 m采样间距能够能准确表达该区表层有机质含量的空间特征,为精准施肥提供了采样依据。
- 刘刚闫静雯谢云张珊珊王翔鹰王晓岚高晓飞
- 关键词：土壤有机质土壤侵蚀强度地理信息系统地统计学
- ALMANAC作物模型参数的敏感性分析被引量：21
- 2008年
- 为了方便模型数据库的组建,降低模拟结果的不确定性,本文根据山东禹城综合试验站2000-2003年的田间试验资料,进行AL-MANAC模型模拟冬小麦和夏玉米的验证。在此基础上采用OTA（即每次只改变其中1个参数）方法,对模型的土壤参数和作物参数进行敏感性分析。验证结果表明,ALMANAC模型能够较好地模拟冬小麦和夏玉米的产量和叶面积指数的动态变化,冬小麦和夏玉米模拟产量的相对误差（RE）为-8.6%~6.0%、-3.5%~7.2%,叶面积指数的RE为-13.1%~14.8%、-13.0%~12.2%;敏感性分析显示,土壤参数中的径流曲线数、土壤容重、田间持水量和土层厚度对模拟结果影响显著,其次为初始含水量和凋萎湿度,再次为粉粒含量、砂粒含量和土壤反射率;作物参数中的收获指数、光能利用率、热量单元指数、叶面积增长期占生长期的比例,对模拟结果影响显著,其次为作物生长最适温度、消光系数、作物生长下限温度、最大根深、最大叶面积指数、群体动态参数,再次为光能利用降低参数、叶面积指数动态曲线参数、叶面积指数衰减速率。
- 刘刚谢云高晓飞冯艳杰
- 关键词：参数率定
- 黑龙江省气候变化对粮食生产的影响被引量：56
- 2008年
- 收集1986～2000年黑龙江省79个县市农业生产资料和30个气象台站逐日气温、降水资料，应用柯布-道格拉斯生产函数方法将粮食产量分解为气候产量和经济产量，然后用EOF方法分析了粮食产量、气候影响程度指数、≥10℃积温、生长季降水的时空变化特征及其关系。结果表明：15年问全省粮食产量稳步增加，气候变暖趋势明显但降水变化不显著，变暖对粮食生产有利，降水的变化未对粮食产量产生实质影响。15年间气候影响程度总体增大，但气候变化及其影响具有时空差异性：1986～1993年北部和西南部积温增加明显，粮食产量增加大于东北部和东南部；1993～2000年东北部和东南部积温增加明显，粮食产量增加超过北部和西南部。
- 蔺涛谢云刘刚陈德亮段兴武
- 关键词：气候变化粮食产量
- SunScan冠层分析仪在测量大豆叶面积指数中的应用被引量：12
- 2008年
- SunScan冠层分析仪是一种利用间接测量法观测叶面积指数（LAI）的仪器，通过给定反映植被几何特征的椭球体叶倾角分布参数（ELADP），测量透射率获得LAI。于2005、2006年在黑龙江省嫩江县鹤山农场布设大豆试验地，通过比较LI-3100叶面积仪直接测量的LAI和SunScan冠层分析仪间接测量的LAI，得出ELADP率定结果，并验证了SunScan冠层分析仪测量LAI的精度。结果表明：用SunScan测量大豆冠层LAI时，ELADP取值为4．0；设定该参数后，SunScan测量的LAI与LI-3100测量结果一致，二者拟合的线性回归方程显著；随生长季叶面积的变化，SunScan测量误差略有变化；播种后50～85d，Sun—Scan观测值偏低7．2％，播种96d以后观测值偏高12．5％，播种后85～96d与LI-3100观测值十分接近，误差只有2．0％；经过参数率定后的SunScan测量LAI效果较好。
- 刘刚谢云高晓飞段兴武
- 关键词：叶面积指数大豆
