光纤“听诊器”诊断农田土壤水分波动

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2026月03月20日

　　土壤是地球的“皮肤”，更是全球农业与生态的基石。3月20日，由中国科学院地质与地球物理研究所副研究员施其斌领衔的国际研究团队在国际期刊《科学》上发表了成果。该研究运用分布式光纤传感技术（DAS），首次捕捉到了农田土壤在分钟尺度的结构波动，并通过独创的土壤结构模型，揭示了耕作方式对土壤水分变化过程的影响。

光纤“听诊器”诊断农田土壤水分波动
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　　为实现可再生农业，农学家一直在探寻有效方式评估耕作对土壤结构的影响。针对这个难题，研究团队利用分布式光纤技术，在不破坏土壤的前提下，实现了连续、高分辨率的实时监测，通过记录大地背景噪声产生的地震波来分析土壤结构变化。

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　　图为分布式光纤传感揭示的耕作对土壤孔隙结构、水分变化的影响示意图。（中国科学院地质与地球物理研究所提供）

　　研究团队发现，土壤中地震波传播速度在降雨和蒸发过程中会出现高于预期数倍幅度的剧烈波动。地震波在干燥土壤中比在湿润土壤中传播更快，因为少量水膜产生的毛细应力增加了颗粒间的结构强度。这种波动反映了水分流动对土壤颗粒结构的独特作用。

　　研究团队提出“土壤动态毛细应力”模型，指出由于土壤孔隙的“瓶颈效应”，在脱水和吸水过程中，即使含水量相同，毛细应力的分布也不同。“与其将土壤视作简单的颗粒集合体，不如将其视为多孔介质，孔隙结构是维持水循环的‘毛细血管’。”施其斌说，借助新模型，光纤数据能像CT扫描一样还原土壤深处的孔隙网络特征。

　　本项研究揭示，不同耕作模式对土壤孔隙网络产生了截然不同的“改造”。在频繁翻土区域，短暂降雨导致水分淤积在浅表层无法渗透，并迅速蒸散流失；农具的重压也加速了浅部土壤毛细应力的抽水作用。而免耕或干扰较少的土壤则能保证水分迅速渗流与储存，为作物根部提供稳定供水。

　　这项研究通过地震学与农业科学的交叉，为科学认识植物与土壤的关系提供了新视角。未来，土壤的光纤传感与人工智能技术相结合，或将为规模化、精细化农业管理提供更多数据支撑。（记者胡喆）

 【责任编辑:王萌萌】
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              保险有温度,人保护你周全_2024年城轨建设行业的市场发展现状及重点企业情况 2024年4月25日 来源：互联网 1033 65 城轨建设，即城市轨道交通建设，是指在城市内部或城市之间建设的一种集中交通方式，通过铁轨和列车来进行运输的交通系统。它以铁路作为基础设施，通过地下、地面或高架的形式进行运行。通常包括地铁、轻轨、有轨电车等多种形式。图片来源于网络，如有侵权，请联系删除 城轨建设，即城市轨道交通建设，是指在城市内部或城市之间建设的一种集中交通方式，通过铁轨和列车来进行运输的交通系统。它以铁路作为基础设施，通过地下、地面或高架的形式进行运行。通常包括地铁、轻轨、有轨电车等多种形式。图片来源于网络，如有侵权，请联系删除 城轨建设具有多种优点，如运行安全、速度快捷、公害较小、建设费用不高、建设工期短等。然而，它也存在一些缺点，如在城市中心或住宅小区运行时可能会引起乘客的心理恐惧，不能与其他交通设施进行换乘，以及在与其他高架交通设施交叉时需要设立高架结构等。 为了加强城轨交通的建设管理，促进其健康发展，政府出台了一系列政策，包括坚持量力而行、有序发展的方针，确保城轨交通建设与城市经济发展水平相适应等。同时，对于申报发展地铁或轻轨的城市，也设定了相应的基本条件，如地方财政一般预算收入、国内生产总值、城区人口以及规划线路的客流规模等。 根据中研普华产业研究院发布的分析 城轨建设行业的产业链上下游结构 在上游，产业链主要包括原材料及零部件的供应商。这些原材料和零部件是城轨建设的基础，包括钢材、铝材、防水材料、防震材料、车轮车轴、转向架、永磁牵引电机、电线电缆、直流高速开关、轨道板等。这些材料的供应和质量直接影响到城轨建设的质量和安全性。 中游则主要是城轨建设的核心环节，包括铁路高端装备制造、城市轨道装备制造以及整车制造等。这个环节需要强大的制造能力和深厚的技术研发实力，以满足不同客户的需求。此外，城轨建设的中游还涉及到设计咨询、工程建设等领域，这些都是确保城轨建设顺利进行的关键环节。 下游则是城轨建设的运营和维保环节。运营公司负责城轨的日常运营和管理，而维保公司则提供定期的维护和紧急修理服务，确保城轨的正常运行。此外，下游还包括与城轨建设相关的增值服务领域，如广告、零售等。 城轨建设行业的市场发展现状 近年来我国城市轨道交通的建设速度显著加快。在2024年，中国计划启动36条轨道交通线路的建设，其中包括地铁、轻轨等不同类型的轨道交通。这一数字表明，城市轨道交通正在成为城市基础设施建设的重点之一。 从投资规模来看，城轨建设行业的投资额度也在逐年增长。2023年中国城市轨道交通建设规划总投资达到8.5万亿元，尽管当时已累计完成投资仅为3.2万亿元，但巨大的资金缺口也反映了该行业的投资潜力和发展空间。另外，在广东省，仅2024年就安排了总投资8.1万亿元的省重点项目，其中包含了多个铁路及城轨项目。 随着科技的进步和创新，城轨建设行业也在不断引入新技术和新材料，提高建设效率和质量。例如，数字化、智能化等技术在城轨建设中的应用越来越广泛，为行业的发展注入了新的动力。 中国中铁作为中国轨道交通行业的领军企业之一，中国中铁在城轨建设领域具有深厚的实力和经验。该公司参与了众多国内外重大城轨项目的建设，展示了其卓越的技术能力和项目管理水平。 中国铁建同样在城轨建设领域具有重要地位的中国铁建，凭借其强大的技术团队和丰富的项目经验，为城市的轨道交通发展做出了重要贡献。 中国中车作为轨道交通装备制造的龙头企业，中国中车在城轨车辆制造方面具有显著优势。其产品质量和技术水平在国内外均享有盛誉，为城轨建设提供了可靠的车辆保障。 中国建筑、中国交建、中国电建等：这些大型综合性建设企业也在城轨建设领域发挥着重要作用，凭借其强大的资金实力和技术实力，为城市的轨道交通发展提供了有力支持。 这些重点企业在城轨建设行业中扮演着举足轻重的角色，他们不仅推动着行业的发展和进步，也为城市的轨道交通建设贡献着智慧和力量。随着城轨建设行业的不断发展，这些企业将继续发挥重要作用，为城市的轨道交通事业做出更大的贡献。 了解更多本行业研究分析详见中研普华产业研究院。同时, 中研普华产业研究院还提供产业大数据、产业研究报告、产业规划、园区规划、产业招商、产业图谱、智慧招商系统、IPO募投可研、IPO业务与技术撰写、IPO工作底稿咨询等解决方案。 关注公众号 免费获取更多报告节选 免费咨询行业专家 相关深度报告REPORTS ...

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