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土壤中的相变传热传质研究及植物根系生长的仿真模拟

本文将多孔介质的流动和热质传输理论应用于农业工程领域中,对资源-环境-植物系统(REPS)中的能量流和物质流进行了全面分析,从系统的角度来研究其中的几个热物理问题,如恒定环境条件和自然环境下湿分分层土壤中的热湿迁移规律,温度及温度梯度对土壤湿分运移的影响,根际土壤中水、热、盐耦合运移规律等。另外,还对植物根系生长分别进行了二维仿生模拟和三维可视化仿真。从连续介质力学的观点,采用局部体积平均法,建立了描述湿分分层土壤中热湿迁移的数学模型,分析了湿分分层土壤中水、热、气的迁移机理;并在恒定环境条件下进行了稳态与非稳态的数值计算,得到了湿分分层土壤中的温度场、湿度场以及内部蒸发量场,分析了干饱和层对土壤内部热湿迁移规律的影响。数值模拟的结果显示:出现干饱和土壤层后,水分蒸发锋面从土壤表面下移至干饱和层与非饱和土壤层界面处,水分蒸发强度明显降低,土壤温度显著升高,干饱和层厚度增长缓慢。数值模拟了自然环境下湿分分层土壤中的热、湿迁移规律和  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北农林科技大学
西北农林科技大学

苹果根系分区灌水的生理机制及应用研究

我国农业生产同时存在水资源严重不足和灌溉浪费水严重的双重矛盾。根系分区灌水是一种地面灌溉新技术,每次仅部分根系灌水,根系始终处于干湿交替状态,这样干旱根系会产生土壤干旱信号物质,使气孔导度在叶片水分状况未发生明显变化时下降,降低蒸腾使植株从奢侈用水变为节约用水。本研究以根系分成相等4部分的皇家嘎拉苹果2~3年生盆栽植株为试材,研究了1/4、2/4、3/4根系体积交替和固定位灌水植株的水分状况、根系与枝叶生长、叶片生理功能、内源激素、植株抗旱性以及节水效率等变化规律;同时在盛果期红富士苹果上进行了树盘分区局部灌水的初步应用研究。主要结果如下:1.苹果1/4、2/4、3/4根系体积灌水处理较全根系灌水处理分别减少灌水量75%、50%、25%,其中2/4、3/4根系分区交替灌水处理,在整个生育期均能满足植株的水分需求,叶水势和叶片相对含水量同全根系灌水处理差异不显著,1/4根系分区交替灌水在夏秋高温季节不能满足植株对水分的需求,内膛小...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

《草原与草坪》2009年01期
草原与草坪

运动场草坪根系层土壤特点及配比选择的研究进展

目前,在草坪场地上进行的体育比赛项目主要有足球、橄榄球、高尔夫、棒球(垒球)、赛马、田径、曲棍球、网球等,其相应的场地称之为运动场草坪,如足球场草坪、高尔夫球场草坪、赛马场草坪等。另有游憩类草坪也属于运动场草坪范畴,如滑草场草坪等[1]。其中,足球场、橄榄球场、高尔夫球场、曲棍球场和网球场等,场地质量对比赛有着直接影响,其直接影响比赛器材(如足球),或者直接影响运动员身体(如橄榄球),以使用为主的运动场对其中的草坪场地的要求均应以使用质量为主,景观效果次之。另外,一些草坪场地,如棒球(垒球)、赛马、田径、滑草场等,场地对竞技比赛的直接影响不大,草坪场地通常以景观效果和功能分区为主,使用和保护功能次之。但是,无论哪一种比赛场地,都有特定的场地要求和规范,尤其是场地与比赛器材直接接触的球类项目,对球场质量都有比较严格的要求。最为常见的球场使用质量,包括表面弹性、表面硬度、滑动摩擦力、滚动摩擦力等,其次还有平整度、均一性、草坪恢复能力...  (本文共5页) 阅读全文>>

《中国水土保持》1940年60期
中国水土保持

人工油松林根系层的水文作用

人工油松林根系层的水文作用赵鸿雁,吴钦孝,刘向东,汪有科,韩冰(中国科学院西北水土保持研究所,陕西杨陵7112100)(水利部西北水土保持研究所)[文摘]通过试验观测,黄河中游山地油松人工林根系层的分布规律是:0~40cm土层内分布的根系占总根量的82.3%,17.7%的根系分布在40cm以下的土层内;根系的累积量与剖面深度为幂函数关系。根系对非毛管孔隙的增强效应在0~10cm土层内最明显,其值为15.1%。根系对土壤容重和土壤入渗的改良效应随剖面深度逐渐增加而减弱。[关键词]油松,人工林,根系层,水文作用HydrologicalEffectsoftheRootZoneofArtificialChinesePines¥ZhaoHongyanetal.(NorthwestSoilandWaterConservationResearchInstitute)Throughdoingexperiments,distributionoft...  (本文共5页) 阅读全文>>

《生态学杂志》2015年08期
生态学杂志

屋面绿化卷材根系层土壤温度变化特征

屋顶绿化在改善城市空气、降低热岛效应及节能减排(王仙民,2007)等方面的积极作用得到了越来越多的认可,但其建筑学构造决定了屋面成为一个不利于植物生长的人工环境,植物在该环境的生长适应性较差,越冬越夏较困难(张天宇等,2010;赵定国等,2010)。因此,轻质植物绿化卷材作为园林屋顶绿化的一种新形式,开始得到广泛关注。该类植物卷材的特点是将种子与生长基质通过薄膜复合成便于铺设的卷状产品,具有施工快捷、不受立地条件限制的优点(唐鸣放等,2013)。而作为绿化卷材主要组成部分,薄膜对根系层土壤温度的调控效应成为了考察植物卷材能否成功的关键,其作用机理类似于常见的地膜覆盖。土壤温度是影响植物生态环境的关键因素,会影响土壤微生物活性和植物根系的生长(Hsiao etal.,2000)。而覆盖能够改变土壤性质和能量平衡(Christmann et al.,2007)、调节土壤温度(陈新明等,2013)以及改善土壤水分状况(兰印超等,201...  (本文共5页) 阅读全文>>

《水利学报》1980年50期
水利学报

根系层储水量对随机腾发响应特性的初步分析

根系层储水量对随机腾发响应特性的初步分析罗毅雷志栋杨诗秀(清华大学水利水电工程系)摘要将潜在腾发量分成趋势分量与随机分量两部分,且假定该随机分量标准化后为正态白噪声过程,结合水量平衡方程推导出根系层储水量满足的随机微分方程.利用随机微分方程理论分析了土壤根系层系统中系统状态变量一根系层储水量对随机输入的响应特性,包括变量的转移概率密度、均值和标准差.利用田间墒情监测资料对理论模型进行了初步验证关键词根系层储水量,墒情预报.本文于1997年4月16日收到,系国家自然科学基金重大项目资助和中国科学院禹城综合试验站开放基金资助(1)罗毅,杨诗秀,雷志栋,潜在腾发量的季节性变化趋势及概率分布特性研究,《水科学进展》,待刊.本文将作物根系层作为一个水文系统来考虑.当不考虑水平方向的水分运动时,系统的输入包括降水、灌水、作物腾发以及根系层下边界通量,而根系层储水量可以作为系统状态变量系统输入项中,灌水是人工可控的变量.下边界通量依...  (本文共5页) 阅读全文>>