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露天排土场的岩土侵蚀特征及水保效应分析 被引量:12
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作者 吕春娟 白中科 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2010年第6期14-19,共6页
该文以平朔露天煤矿复垦10 a排土场为试验平台,采用时空互代法,在50年一遇暴雨后对不同复垦阶段排土场的岩土侵蚀情况进行调查分析。结果表明:对于新造地,堆状地面是解决排土场"地表严重压实"和"非均匀沉降"最好方法;复垦初期(1~... 该文以平朔露天煤矿复垦10 a排土场为试验平台,采用时空互代法,在50年一遇暴雨后对不同复垦阶段排土场的岩土侵蚀情况进行调查分析。结果表明:对于新造地,堆状地面是解决排土场"地表严重压实"和"非均匀沉降"最好方法;复垦初期(1~3 a)植被的水土保持作用不是很明显,主要是草本植物在发挥作用,各种侵蚀形式还普遍存在,复垦中后期(4~10 a)随着生物多样性的增加,植被覆盖率的提高,枯枝落叶层逐渐累积,各种侵蚀都逐渐减弱,局部边坡还会发生浅沟侵蚀;但与复垦初期相比,灌乔的保水保土效果逐渐凸显,甚至乔灌草混交的10#样地不产生径流和土壤侵蚀。人工堆积的排土场,岩土侵蚀是一种潜在的危险,但乔灌草的合理配置,是一种经济有效的水保措施,同时在实施过程中需要复垦法制的不断完善。 展开更多
关键词 露天煤矿 暴雨 复垦植被 岩土侵蚀 水保效应
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海州露天煤矿排土场植被恢复的土壤水文效应评价 被引量:7
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作者 吕刚 刘雅卓 +2 位作者 李叶鑫 傅昕阳 宋子岭 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期67-72,共6页
为揭示排土场复垦区植被恢复的土壤水文效应,选取12个环境因子作为排土场植被恢复过程中土壤水文效应评价指标,采用层次分析法确定各评价指标权重,建立排土场土壤水文效应评价指标体系和评价模型,并对6种复垦植被类型下(刺槐Robinia pse... 为揭示排土场复垦区植被恢复的土壤水文效应,选取12个环境因子作为排土场植被恢复过程中土壤水文效应评价指标,采用层次分析法确定各评价指标权重,建立排土场土壤水文效应评价指标体系和评价模型,并对6种复垦植被类型下(刺槐Robinia pseudoacacia林地、榆树林地、混交林地、灌木林地、农地和荒草地)土壤水文效应进行评价。结果表明:(1)土壤因子、水分因子和植被因子的权重值分别为0.513 8、0.193 0和0.293 2,各个评价指标的综合权重在0.031 8~0.146 2之间;(2)排土场不同植被恢复模式的土壤水文效应综合指数大小顺序为刺槐林地(0.553 85)>混交林地(0.534 9)>榆树林地(0.521 3)>灌木林地(0.429 2)>荒草地(0.375 3),较农地(0.361)分别提高53.41%、48.17%、44.4%、18.89%和3.96%;(3)植被恢复可以有效地改善排土场的土壤水文效应,且以乔木林恢复效果更佳。该研究可为排土场不同植被恢复过程中土壤水文效应的评价提供较为科学的评价指标体系,同时为排土场土地复垦和生态恢复与重建提供理论依据和新的分析角度。 展开更多
关键词 土壤水文 排土场 复垦植被 层次分析法 露天煤矿 评价
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露天煤矿排土场不同复垦植被土壤大孔隙特征 被引量:6
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作者 吕刚 傅昕阳 +2 位作者 李叶鑫 王婷 宋子岭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期529-539,共11页
排土场复垦植被土壤存在直径可达数厘米的大孔隙或管状通道和植物根系,是形成土壤大孔隙及土壤优先流的主要原因。根据水分穿透曲线法和Poiseulle方程,系统地研究排土场不同复垦植被类型下(刺槐林地、榆树林地、混交林地、灌木林地、农... 排土场复垦植被土壤存在直径可达数厘米的大孔隙或管状通道和植物根系,是形成土壤大孔隙及土壤优先流的主要原因。根据水分穿透曲线法和Poiseulle方程,系统地研究排土场不同复垦植被类型下(刺槐林地、榆树林地、混交林地、灌木林地、农地和荒草地)土壤大孔隙的半径范围、个数及分布情况。结果表明:不同样地土壤水分穿透曲线存在差异,6个样地0~5 cm土层稳定出流速率在0.019 3~0.031 5 mm/s,表现为乔木大于灌木大于草本;土壤水分穿透曲线呈现先快速增大后稳定的趋势,不同时期(活跃期、波动期、稳定期)具有不同的变化特征,砾石和植被根系是造成土壤穿透曲线波动的主要原因;土壤稳定出流速率随土层深度的增加而减小,0~5 cm土层的稳定出流速率最大(0.019 3~0.031 5 mm/s),50~60 cm土层最小(0.002 8~0.0 035 mm/s);排土场不同复垦植被土壤大孔隙半径介于0.03~4.71 mm,土壤大孔隙率为0.03%~16.58%,决定稳定出流速率65%的变异和饱和导水率42%的变异。 展开更多
关键词 排土场 土壤大孔隙 水分穿透曲线 复垦植被 Poiseulle方程 露天煤矿
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基于Worldview-3与Sentinel-1 SAR数据的草原矿区复垦植被生物量反演方法研究 被引量:6
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作者 刘艳慧 杨晓宇 +1 位作者 包妮沙 顾晓薇 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期219-228,共10页
利用多源遥感数据定量反演矿区复垦植被生物量是高效、动态、大面积监测土地复垦和生态恢复效果的必要手段之一。本文以内蒙古草原露天煤矿为研究区,联合遥感光学与雷达数据各自的优势,探索基于Worldview-3(WV-3)与Sentinel-1 SAR数据... 利用多源遥感数据定量反演矿区复垦植被生物量是高效、动态、大面积监测土地复垦和生态恢复效果的必要手段之一。本文以内蒙古草原露天煤矿为研究区,联合遥感光学与雷达数据各自的优势,探索基于Worldview-3(WV-3)与Sentinel-1 SAR数据的矿区复垦植被生物量反演方法,选择主成分小波变换(W-PCA)算法对WV-3与Sentinel-1 SAR数据进行融合,揭示波段反射率、植被指数、后向散射系数及纹理特征等参数与生物量之间的相关关系,建立多变量的生物量反演模型,并分析不同生物量模型的空间不确定性。结果表明:(1)通过W-PCA算法得到融合后的图像,信息熵的提高反映了融合图像与光学WV-3图像相比具有更多的细节信息,平均梯度的提高反映了融合图像与Sentinel-1 SAR图像相比具有更高的清晰度和更丰富的纹理信息。融合后的第8波段相关系数最高、光谱扭曲度最低、光谱保真度最高。(2)通过相关性分析,发现增强型植被指数(EVI)、归一化植被指数(NDVI)、VH极化、VH均值纹理以及融合后第8波段与生物量显著正相关。WV-3的NDVI与Sentinel-1的VH ME建模精度(R 2=0.8340,RMSE=16.4646 g/m^(2),Ac=81.52%)最高,融合后的第8波段验证精度(R 2=0.7983,RMSE=22.8283 g/m^(2),Ac=74.64%)最高。(3)基于不同模型的残差不确定性分析,Sentinel-1 SAR数据变量建立的模型估测结果更容易出现高估及饱和现象,两者联合变量建立的模型可实现优势互补,利用融合数据建立的模型明显改善生物量小于40 g/m^(2)时的高估计现象以及生物量大于100 g/m^(2)时的两者饱和现象,其不确定性降低2.42~9.68 g/m^(2)。因此,利用光学和雷达遥感融合能够有效提高复垦植被生物量的估算精度,为草原矿区复垦植被精细监测提供有效的数据支持。 展开更多
关键词 草原矿区 复垦植被 Worldview-3 Sentinel-1 SAR 数据融合 生物量反演
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离子吸附型稀土矿区复垦植被光谱特征变异提取与分析 被引量:1
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作者 周贝贝 李恒凯 龙北平 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3946-3954,共9页
大面积高光谱遥感监测是稀土矿区环境监管的重要手段,复垦植被在矿区环境胁迫下的特征变异分析,可为准确实现矿区生态恢复动态监测提供必要基础。通过实地采集稀土矿区六种典型复垦植被及其对应正常环境植被叶片原始光谱,对照分析其光... 大面积高光谱遥感监测是稀土矿区环境监管的重要手段,复垦植被在矿区环境胁迫下的特征变异分析,可为准确实现矿区生态恢复动态监测提供必要基础。通过实地采集稀土矿区六种典型复垦植被及其对应正常环境植被叶片原始光谱,对照分析其光谱变异。将原始光谱进行常用的导数变换之外,还应用信号处理中的分形维数计算、离散小波变换分析技术和短时傅里叶变换处理放大植被叶片光谱的细部信息,探究复垦植被在稀土矿区环境胁迫下的光谱特征。结果表明:(1)在一阶导数光谱中,除湿地松外,其他植被均出现“红边位置”的蓝移现象,表明了复垦植被在矿区受到不同程度环境胁迫等外界因子的影响。(2)通过计算矿区植被光谱曲线的分形维数,得到同种复垦植被分形维数高于正常植被的规律,说明矿区环境胁迫多条件因素的影响致使复垦植被光谱曲线的波形变复杂。(3)植被叶片光谱经过离散小波变换,其中原始光谱离散小波变换最佳细节系数为d5,一阶导数光谱离散小波变换最佳细节系数为d6;并且一阶导数光谱离散小波变换在更小的尺度下放大了光谱特征细节差异,取得更好的效果。(4)光谱通过短时傅里叶变换在空频图上实现局域化,原始光谱空频特征出现在“红边”与中红外第一个“波谷”处,而一阶导数在更小的尺度上,更多的波段放大并增加了光谱曲线空频特征。总体而言,将信号处理方法应用于光谱处理,较导数变换能获取更多光谱特征,其中短时傅里叶变换以获得光谱空频特征的特点又优于分形维数计算和离散小波变换分析技术。该研究为稀土矿区复垦植被生理参数反演和复垦效果监测提供技术支持,有助于稀土复垦矿区的生态重建。 展开更多
关键词 高光谱 稀土矿区 复垦植被 短时傅里叶变换 离散小波变换
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用3种测定方法分析排土场复垦区的表层土壤的饱和导水率 被引量:4
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作者 李叶鑫 吕刚 +4 位作者 王道涵 李朝辉 宋鸽 杜昕鹏 董亮 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2019年第5期65-74,共10页
排土场是一种典型人工松散堆积体,其复垦区土壤饱和导水率对排土场地表径流形成及土壤侵蚀过程具有重要影响,也对认识该区域土壤水分运动规律及水分渗漏特征具有重要意义。目前,关于排土场土壤饱和导水率的测定方法较多,但其测定结果的... 排土场是一种典型人工松散堆积体,其复垦区土壤饱和导水率对排土场地表径流形成及土壤侵蚀过程具有重要影响,也对认识该区域土壤水分运动规律及水分渗漏特征具有重要意义。目前,关于排土场土壤饱和导水率的测定方法较多,但其测定结果的准确程度有待提高。作者采用Hood入渗仪测定排土场3种复垦植被类型表层土壤饱和导水率,分析土壤理化性质对饱和导水率的影响,阐明室内环刀法和双环入渗法测定结果的差异性及其原因,探讨土壤饱和导水率的最优测定方法。结果表明:排土场不同复垦植被土壤含水率为13.51%~15.48%,土壤密度依次为刺槐林地>荒草地>榆树林地,土壤有机质为6.17~8.05 g/kg。刺槐林地、榆树林地和荒草地表层土壤饱和导水率依次为0.77、0.54和0.48 mm/min,不同测定方法的结果表现为Hood入渗仪<双环入渗法<室内环刀法。排土场表层土壤导水性能依次为榆树林地(0.523)>刺槐林地(0.501)>荒草地(0.488)。Hood入渗仪法在排土场表层土壤饱和导水率测定中有较好的适用性。 展开更多
关键词 饱和导水率 排土场 Hood入渗仪 土壤入渗 复垦植被
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尾菜再生水灌溉对土壤酶活性与重金属含量的影响 被引量:1
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作者 卢秀霞 赵洋 +4 位作者 王晶 杨祎程 张译丹 何潇 汪建旭 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期110-120,共11页
为探究尾菜再生水灌溉对土壤酶活性和重金属含量的影响,采用室内土柱模拟试验,分别以尾菜再生水(VW)和自来水(TW)为灌溉水,设置充分灌溉(90%田间持水量,09FC)和非充分灌溉(70%田间持水量,07FC)2个灌水水平,以18 d为1个灌水周期,累计灌... 为探究尾菜再生水灌溉对土壤酶活性和重金属含量的影响,采用室内土柱模拟试验,分别以尾菜再生水(VW)和自来水(TW)为灌溉水,设置充分灌溉(90%田间持水量,09FC)和非充分灌溉(70%田间持水量,07FC)2个灌水水平,以18 d为1个灌水周期,累计灌溉16期,分别在第72、144、216、288 d进行分层取样,测定土壤过氧化氢酶(CAT)、脲酶(UE)、蔗糖酶(IA)、碱性磷酸酶(ALP)活性及重金属(Pb、Zn、Cr、Cd、Cu)含量的时空变化特征,并对各处理进行相关性分析和潜在生态风险评价。结果显示,与TW-07FC处理相比,长期再生水非充分灌溉0~20 cm土层土壤UE、IA活性分别显著提高了31.36%和6.55%;与TW-09FC处理相比,再生水充分灌溉ALP活性显著提高了15.63%,CAT活性无显著性变化;随着灌溉次数的增加,再生水2个灌水水平均会增加土壤Pb、Cr、Zn含量,但增加效果不显著,土壤Cd含量与自来水灌溉相比无显著变化(P>0.05),土壤Cu含量有降低的趋势;由相关性分析可知,CAT活性与Cu、Zn含量呈极显著正相关关系(P<0.01);IA活性与Cr含量呈显著负相关关系(P<0.05),ALP活性与Zn含量呈显著正相关关系(P<0.05),而与Cd含量显著负相关(P<0.05)。综上可知,再生水长期灌溉可增加0~20 cm土层土壤IA、UE和ALP活性,提高土壤营养素转化率;再生水灌溉能够引起部分重金属元素的累积,但远低于国家标准限定值。 展开更多
关键词 尾菜再生水 灌溉水平 土壤酶活性 土壤重金属含量 生态风险评估
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尾菜再生水不同灌溉处理对土壤理化性质及粪大肠菌群分布的影响
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作者 王晶 汪建旭 +3 位作者 卢秀霞 杨祎程 赵洋 何潇 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第11期192-200,共9页
为探讨尾菜再生水与自来水不同灌溉处理对土壤理化性质和指示性病原菌分布的影响,采用室内土柱淋溶试验,设置充分灌溉(田间质量持水率的90%)和非充分灌溉(田间质量持水率的70%)2个灌水梯度,18 d为一个灌水周期,累计灌溉16期,分别在第72... 为探讨尾菜再生水与自来水不同灌溉处理对土壤理化性质和指示性病原菌分布的影响,采用室内土柱淋溶试验,设置充分灌溉(田间质量持水率的90%)和非充分灌溉(田间质量持水率的70%)2个灌水梯度,18 d为一个灌水周期,累计灌溉16期,分别在第72、144、216、288 d进行分层取样,研究再生水在不同灌溉条件下土壤质量的时空分布特征,为尾菜再生水农田回用提供理论依据及实践基础。结果表明,与自来水灌溉相比,再生水灌溉条件下,无论是充分灌溉还是非充分灌溉,均显著提高表层土壤可溶性盐(EC)含量和粪大肠菌群(FDC)数量,对土壤pH值无显著影响;提高土壤总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)和有机质(OM)含量,随着灌溉次数的增加,土壤营养元素在各土层表现出一定的累积效应,且有向深层土壤迁移的趋势;相关性分析表明,FDC与pH、EC、TN、TP、TK呈显著正相关(P<0.05),与OM呈正相关(P>0.05)。综上所述,尾菜再生水长期灌溉有利于土壤TN、TP、TK和OM含量的累积,一定程度上增加土壤养分,提高土壤肥力,但存在盐害和致病菌污染风险。 展开更多
关键词 尾菜再生水 土柱试验 土壤理化性质 粪大肠菌群 灌溉处理
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施磷水平对再生水灌溉小白菜Cd质量分数和土壤Cd活性的影响 被引量:1
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作者 李中阳 樊向阳 +3 位作者 齐学斌 杜臻杰 乔冬梅 李平 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2012年第6期114-116,共3页
为阐明施用磷肥水平对再生水灌溉下小白菜吸收Cd的影响,以清水为对照,研究了3种施磷水平(80、110、140mg/kg)对3种再生水灌溉方式(清水再生水混灌、清水再生水轮灌、全再生水)下小白菜生物量和Cd质量分数以及土壤活性Cd质量分数的影响... 为阐明施用磷肥水平对再生水灌溉下小白菜吸收Cd的影响,以清水为对照,研究了3种施磷水平(80、110、140mg/kg)对3种再生水灌溉方式(清水再生水混灌、清水再生水轮灌、全再生水)下小白菜生物量和Cd质量分数以及土壤活性Cd质量分数的影响。结果表明,全再生水灌溉显著增加小白菜生物量,也显著增加小白菜地上部Cd质量分数,在3个磷处理下Cd质量分数分别增加了54.4%、51.5%、31.7%。高量施磷(110、140mg/kg)显著降低了小白菜地上部Cd质量分数,和施磷80mg/kg处理相比分别降低了16.5%、33.8%。随着施磷水平的提高,土壤活性Cd质量分数降低,施磷140mg/kg处理下降低最为显著,和施磷80mg/kg相比,在3种再生水灌溉方式下分别降低13.5%、16.3%、15.1%。磷肥适量施用能减少再生水灌溉下小白菜对重金属Cd的吸收,有利于保障食品安全。 展开更多
关键词 磷肥 再生水 小白菜
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