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晋西黄土区典型人工林土壤水分时空动态及其运移特征
1
作者 赵炯昌 张建军 +4 位作者 于洋 胡亚伟 李阳 王勃 杨周 《林业科学研究》 北大核心 2025年第4期53-63,共11页
[目的]大规模的造林工程有效控制了黄土高原的水土流失,但随着植被生长和气候变化,土壤水分愈发成为林分生态服务功能发挥的限制因素。研究人工林土壤水分的时空动态及其运移特征,对当地植被恢复的可持续发展和水资源合理利用具有重要... [目的]大规模的造林工程有效控制了黄土高原的水土流失,但随着植被生长和气候变化,土壤水分愈发成为林分生态服务功能发挥的限制因素。研究人工林土壤水分的时空动态及其运移特征,对当地植被恢复的可持续发展和水资源合理利用具有重要意义。[方法]以晋西黄土区蔡家川小流域典型人工林(油松林和刺槐林)为研究对象,通过监测2023年生长季0~400 cm土层土壤含水量和水势,阐明不同植被覆盖下土壤水分的动态变化规律。[结果]油松林地和刺槐林地土壤水势日变化均较剧烈,刺槐林地波动更为显著。两种林地0~100 cm的土壤水分呈现明显季节变化,而深层(100~400 cm)相对稳定。整体上,刺槐林地0~400 cm的平均土壤含水量(10.53%)高于油松林地(9.80%)。0~180 cm土层中,油松林地土壤含水量普遍低于刺槐林地,180~400 cm则相反。随土壤深度增加,两林地的土壤含水量均呈先减小、后增大,再逐渐减小并趋于稳定的变化趋势,土壤水势及其变异系数均呈减小趋势。刺槐林地浅层(0~20 cm)水势梯度显著高于其他土层(p<0.05),其余大多表现为负梯度;而油松林地则呈正负交替分布,表现出更复杂的水势梯度结构。[结论]相同降雨事件,刺槐林地含水量的波动程度明显大于油松林地,刺槐林地的雨水入渗深度明显高于油松。两林地收敛型零通量面和发散型零通量面大多交叉分布,土壤水分运移方向在向上和向下之间频繁转化。两林地均存在连续性零通量面,相较于刺槐林,油松林零通量面的持续时间更长,不易破坏,这为采用零通量面进行耗水量计算奠定了基础,并深化了对于黄土高原人工林土壤水分动态及其调控机制的理解,对区域人工林合理配置和水资源可持续利用具有重要意义。 展开更多
关键词 土壤含水量 土壤水势 土壤水分运移 零通量面 人工林 晋西黄土区
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模拟干旱条件下晋西黄土区刺槐林土壤水分运移特征
2
作者 殷晓晴 马岚 牛凤娇 《林业科学》 北大核心 2025年第10期49-59,共11页
【目的】季节性干旱是限制林木生长的重要因素,林木高强度水分利用易引发土壤干层问题。在模拟干旱条件下,探究晋西黄土区刺槐人工林土壤水分运移特征,为基于水分条件的植被恢复提供理论支撑。【方法】在晋西黄土区选择20年生刺槐人工... 【目的】季节性干旱是限制林木生长的重要因素,林木高强度水分利用易引发土壤干层问题。在模拟干旱条件下,探究晋西黄土区刺槐人工林土壤水分运移特征,为基于水分条件的植被恢复提供理论支撑。【方法】在晋西黄土区选择20年生刺槐人工林作为观测地,设置对照(保持原状)、干旱(减少50%降水)、极端干旱(减少100%降水)3个梯度的原位控制试验,运用烘干法、土壤张力计法测定刺槐人工林在降水后次日9点及典型晴天的土壤含水量、土壤水势,结合零通量面法探究不同干旱梯度下刺槐人工林土壤水分运移特征。【结果】1)在对照样地,暴雨事件使0~60 cm土层土壤含水量增加,增幅随土壤深度增加而递减,其中0~10 cm土层的雨后含水量达32.42%±8.63%,增幅为60.4%;中雨和小雨事件使0~50 cm土层土壤含水量增加,深层(>60 cm)土壤含水量无明显响应。在干旱样地,浅层(0~30 cm)土壤含水量的雨后增幅有限(暴雨后峰值12.25%±3.51%);极端干旱样地的土壤含水量无变化。2)在对照样地,暴雨事件后15~30 cm土壤水势显著升高,增加25 kPa,增幅与降水量呈强正相关(r=0.781);大雨和中雨事件对土壤水势的影响较小。在干旱样地,土壤水势与降水量相关性较弱(r=0.710);极端干旱样地的土壤水势与降水量无显著相关性。3)不同干旱程度样地的零通量面分布存在差异。暴雨事件对对照样地的影响显著,暴雨后水分运移方向由向上运移转为向下运移,零通量面下移至60 cm;干旱样地的土壤水分主要向45~60 cm深层运移;极端干旱样地则为浅层持续蒸散,深层(80~100 cm)土壤水分向上运移,零通量面位置保持稳定。在中雨和小雨事件前后,各干旱梯度样地的土壤水分运移方向整体不发生改变。【结论】晋西黄土区刺槐人工林土壤水分动态表现出显著的垂直分异特征,土壤含水量和土壤水势变化幅度随土壤深度增加和干旱处理加剧而减小,土壤水分运移方向受土壤深度与干旱程度的协同调控。暴雨是浅层土壤水分有效补给的重要因素之一,随干旱程度加剧,当浅层土壤含水量不足时,刺槐根系可吸收更深层土壤水以满足自身蒸腾耗水需求。本研究揭示干旱条件下晋西黄土区刺槐人工林土壤水分运移特征,为该区植被配置优化提供了理论支撑。 展开更多
关键词 土壤水分 土壤水势 干旱胁迫 刺槐人工林 晋西黄土区
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刺槐人工林林龄对土壤团聚体稳定性和土壤可蚀性的影响
3
作者 韩金丹 毕华兴 +2 位作者 赵丹阳 林丹丹 陆善洪 《水土保持研究》 北大核心 2025年第5期1-10,共10页
[目的]明确晋西黄土区刺槐林恢复过程中土壤团聚体的动态变化特征,为生态恢复和水土保持效益评价提供科学依据。[方法]采用时空替代法,选取不同林龄(18 a,22 a,26 a,30 a,33 a,40 a)人工刺槐林,以荒草地为对照,测定0—30 cm土层土壤团... [目的]明确晋西黄土区刺槐林恢复过程中土壤团聚体的动态变化特征,为生态恢复和水土保持效益评价提供科学依据。[方法]采用时空替代法,选取不同林龄(18 a,22 a,26 a,30 a,33 a,40 a)人工刺槐林,以荒草地为对照,测定0—30 cm土层土壤团聚体稳定性指标,分析了刺槐林土壤团聚体稳定性特征与土壤可蚀性(K)在不同林龄、不同土层间的差异,并进一步探究其影响因素。[结果](1)不同林龄刺槐林土壤团聚体均以>0.25 mm为主,质量分数平均为48.86%。>0.25 mm土壤团聚体含量(W_(R0.25))、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)随刺槐林林龄增加显著增大,团聚体破坏率(PAD)和团聚体分形维数(D)总体呈下降趋势。刺槐林土壤团聚体稳定性优于荒草样地。(2)同一土层中,土壤可蚀性随着刺槐恢复年限增加总体呈现先增大后减小的趋势,在刺槐林恢复33年时土壤抗侵蚀能力最强;同一林龄不同土层条件下,表层土壤抗侵蚀能力优于深层土壤。(3)土壤团聚体稳定性和土壤可蚀性直接受各粒级分布的影响,生物量和有机质含量有助于5 mm和2~5 mm粒级团聚体的形成,是土壤团聚体稳定性和可蚀性的主要影响因子。[结论]晋西黄土区刺槐林的营造显著改善了土壤团聚体的结构稳定性,增强了土壤的抗侵蚀能力,且在林龄为33 a左右时土壤抗蚀性最强。 展开更多
关键词 土壤团聚体 土壤可蚀性 植被恢复 刺槐林 晋西黄土区
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基于Sentinel-2 MSI与Sentinel-1 SAR相结合的黄土高原西部撂荒地提取——以青海民和县为例 被引量：12
4
作者 张昊 高小红 +1 位作者 史飞飞 李润祥 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2022年第4期144-154,共11页
青海东部农业区地处黄土高原向青藏高原的过渡地带,黄土丘陵地貌类型多样、地形起伏大、破碎。随着近几十年来城市化进程的加快,农村可用劳动力缺失导致土地撂荒现象日益严重,因此掌握东部农业区撂荒地分布状况,对保护耕地与生态用地至... 青海东部农业区地处黄土高原向青藏高原的过渡地带,黄土丘陵地貌类型多样、地形起伏大、破碎。随着近几十年来城市化进程的加快,农村可用劳动力缺失导致土地撂荒现象日益严重,因此掌握东部农业区撂荒地分布状况,对保护耕地与生态用地至关重要。本研究基于GEE云平台,以青海民和县为案例,依据农作物的物候特征,选取种植期和成熟期2季的Sentinel-2 MSI与Sentinel-1 SAR卫星影像为主要数据源,以DEM为辅助,结合光谱、地形、极化与缨帽特征,采用随机森林方法对研究区2018—2020年土地覆被进行自动分类,获取了研究区3 a的土地覆被数据,在此基础上借助撂荒地判断规则建立决策树提取撂荒地并进行验证。研究结果表明:2018年、2019年及2020年土地覆被总体分类精度分别为86.93%,87.36%和88.54%;2020年民和县撂荒地面积为43.17 km 2,占总面积的2.28%;撂荒地主要分布在海拔为2200~2600 m范围、坡度为6°~25°范围、坡向为阴坡的区域。Sentinel-1 SAR影像极化特征结合到Sentinel-2 MSI多季相数据中,能够有效提高黄土丘陵地形区土地覆被分类精度,获得较为准确的撂荒地信息。该研究为类似地形区域进行撂荒地提取提供了方法参考和借鉴。 展开更多
关键词 撂荒地 Sentinel-1/2 多季相 随机森林 黄土高原西部 民和县
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晋西黄土区不同坡向刺槐林下植物种间关联及群落稳定性 被引量：4
5
作者 张犇 赵廷宁 +5 位作者 张海强 杨建英 贾亚倢 赵炯昌 胡亚伟 李阳 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期19-27,共9页
为了解人工林群落内物种的种间关系及群落稳定性,以晋西黄土区人工刺槐(Robinia pseudoacacia)林为研究对象,在样地调查的基础上,采用方差比率法、χ2检验、戈登·摩尔稳定性等方法,对林下植物的种间关系及群落稳定性进行分析。结... 为了解人工林群落内物种的种间关系及群落稳定性,以晋西黄土区人工刺槐(Robinia pseudoacacia)林为研究对象,在样地调查的基础上,采用方差比率法、χ2检验、戈登·摩尔稳定性等方法,对林下植物的种间关系及群落稳定性进行分析。结果表明:(1)调查样地内共有植物30科56属62种。其中,灌木层植物10科18属19种,杠柳(Periploca sepium)为优势种;草本层植物22科38属43种,虉草(Phalaris arundinacea)为优势种。阳坡有14种灌木,阴坡有7种;阴坡有28种草本植物,阳坡有24种。(2)不同坡向刺槐人工林内植物种的关联性不同,阳坡黑麦草(Lolium perenne)和白首乌(Cynanchum bungei)的关联性极显著(P<0.01);半阳坡茜草(Rubia cordifolia)、虉草(Phalaris arundinacea)和北柴胡(Bupleurum chinense)的关联性极显著(P<0.01);阴坡蛇莓(Duchesnea indica)和芦苇(Phragmites australis)的关联性显著(P<0.05);半阴坡酸枣(Ziziphus jujuba)、卫矛(Euonymus alatus)、蒌蒿(Artemisia selengensis)和披针薹草(Carex lancifolia)的关联性极显著(P<0.01)。(3)阳坡和阴坡的林下植物群落整体稳定性强,半阳坡和半阴坡的林下灌木群落稳定性强。 展开更多
关键词 刺槐林 种间关联 群落稳定性 坡向 晋西黄土区
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晋西黄土区不同入渗水量下刺槐林地优先流特征 被引量：6
6
作者 宋艺琳 毕华兴 +4 位作者 赵丹阳 巩大鹏 王宁 刘泽晖 黄靖涵 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期448-456,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 优先流 刺槐人工林 染色示踪 晋西黄土区 入渗水量
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晋西黄土区典型人工林土壤水分的垂直分布特征 被引量：5
7
作者 黄靖涵 毕华兴 +3 位作者 赵丹阳 王宁 刘泽晖 张荣 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期387-395,共9页
【目的】探究晋西黄土区人工林恢复过程中0~500 cm土层土壤含水量垂直特征,为改善人工林土壤水环境,实现林水平衡提供理论依据。【方法】以晋西黄土区蔡家川流域5种典型人工林(刺槐Robinia pseudoacacia、侧柏Platycladus orientalis、... 【目的】探究晋西黄土区人工林恢复过程中0~500 cm土层土壤含水量垂直特征,为改善人工林土壤水环境,实现林水平衡提供理论依据。【方法】以晋西黄土区蔡家川流域5种典型人工林(刺槐Robinia pseudoacacia、侧柏Platycladus orientalis、油松Pinus tabuliformis、刺槐-侧柏、刺槐-油松)为研究对象,通过土钻烘干法测定0~500 cm土层土壤含水量,分析人工林土壤含水量的垂直特征。【结果】研究区典型人工林平均土壤含水量由大到小依次为侧柏、刺槐-侧柏、油松、刺槐-油松、刺槐,5种人工林土壤含水量差异显著(P<0.05),降水量及土壤质地是影响人工林土壤含水量的主要因素;在垂直方向上,人工林土壤含水量变异程度均为中等变异,变异系数随土层深度的增加呈减小趋势,约在360 cm土层形成稳定变化,人工植被主要影响0~360 cm土层内的土壤水,5种人工林中刺槐林地土壤水分变异程度最大,侧柏林地土壤水分最为稳定;采用有序聚类法将人工林土壤水分垂直层次划分为交换层、利用层、调节层和稳定层,不同林分间层次划分深度存在一定差异。【结论】研究区人工林可导致土壤含水量一定程度的减少,刺槐、油松、刺槐-油松林会加剧对深层土壤水分的消耗,其中刺槐林对深层土壤水分的消耗最为明显,建议在林业生态工程建设时,适当减少刺槐林面积,提高侧柏栽植比例。对现存土壤含水量较低的刺槐林,通过间伐降低林分密度,或将其改造为混交林,以期改善土壤水环境,实现林水平衡。 展开更多
关键词 土壤含水量 人工林 垂直变化特征 混交林 晋西黄土区
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晋西黄土区典型造林整地措施对土壤水分动态的影响 被引量：3
8
作者 朱洪盛 赵炯昌 +4 位作者 池金洺 王子涵 王丽平 王正泽 于洋 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期996-1004,共9页
【目的】探究晋西黄土区典型造林树种和水平阶整地措施对0~180 cm土层土壤水分动态的影响,为植被恢复及流域综合治理提供参考依据。【方法】以晋西黄土残塬区蔡家川流域典型工程措施水平阶以及主要造林树种刺槐Robinia pseudoacacia和侧... 【目的】探究晋西黄土区典型造林树种和水平阶整地措施对0~180 cm土层土壤水分动态的影响,为植被恢复及流域综合治理提供参考依据。【方法】以晋西黄土残塬区蔡家川流域典型工程措施水平阶以及主要造林树种刺槐Robinia pseudoacacia和侧柏Platycladusorientalis为研究对象,于2019年5—9月生长季开展土壤水分定位监测,并采用配对试验,对自然坡面刺槐林地与侧柏林地土壤水分进行同步观测,分析不同植被和水平阶整地综合影响下的土壤水分特征及对降雨事件的响应,评价典型工程措施对不同植被土壤含水量的影响。【结果】生长季不同植被类型、水平阶整地前后的土壤含水量的变化与降雨量的变化密切相关,不同样地平均土壤含水量由高到低依次为水平阶侧柏林地(18.68%)、自然坡面侧柏林地(16.19%)、水平阶刺槐林地(16.10%)、自然坡面刺槐林地(15.42%)。较之自然坡面,水平阶整地措施能够分别提高侧柏林地和刺槐林地土壤含水量15.38%、4.41%。根据土壤水分垂直变化特征,水平阶整地可以提升土壤水分的活跃层、次活跃层深度:水平阶侧柏林地活跃层、次活跃层深度范围为0~80 cm,相对于自然坡面侧柏林地提升深度33%;水平阶刺槐林地活跃层、次活跃层深度范围为0~140 cm,相对于自然坡面刺槐林地提升深度40%。【结论】土壤含水量的动态变化与降雨量、工程措施、植被作用关系密切,水平阶是开展黄土残塬小流域生态恢复的有效工程措施,且水平阶侧柏林地提升效果要优于水平阶刺槐林地。图3表3参37. 展开更多
关键词 水平阶整地 植被类型 土壤含水量 动态变化 晋西黄土区
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晋西黄土区不同密度刺槐林下植物多样性评价 被引量：6
9
作者 魏文焱 林田苗 +4 位作者 毕华兴 赵丹阳 云慧雅 魏立娟 沈晔 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2024年第2期81-89,96,共10页
【目的】分析晋西黄土区不同林分密度刺槐人工林下植物的多样性特征及其差异,为确定刺槐人工林的合理林分密度及其健康可持续经营管理提供理论依据。【方法】以山西吉县蔡家川流域5种不同密度(675,1025,1575,2175和2500株/hm^(2))刺槐... 【目的】分析晋西黄土区不同林分密度刺槐人工林下植物的多样性特征及其差异,为确定刺槐人工林的合理林分密度及其健康可持续经营管理提供理论依据。【方法】以山西吉县蔡家川流域5种不同密度(675,1025,1575,2175和2500株/hm^(2))刺槐人工林为研究对象,对其林下灌、草植物的种类、数量及盖度进行调查分析,计算不同林分密度刺槐林植物多样性指数。确定了10项评价指标,采用主成分分析法对各个林分密度刺槐人工林植物多样性进行综合评价。【结果】(1)刺槐人工林群落内灌木和草本植物主要为菊科、蔷薇科及禾本科,重要值较高的植物种主要为黄刺玫(Rosa xanthina)、杠柳(Periploca sepium)、茅莓(Rubus parvifolius)和艾蒿(Artemisia argyi)。(2)随着刺槐人工林密度的增大,林下植物多样性指数呈先增大后减小的趋势,密度适中(1575和2175株/hm^(2))时的刺槐林下植物多样性指数最大,林分密度为1575株/hm^(2)的刺槐林灌木层Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数与密度为675和2500株/hm^(2)刺槐林间均存在显著差异(P<0.05),林分密度为1575株/hm^(2)的刺槐林草本层Simpson多样性指数、Shannon-Wiener指数与密度为675和2500株/hm^(2)的林分之间差异显著(P<0.05)。(3)对不同密度刺槐林下植物多样性的综合评价结果表明,密度为1575株/hm^(2)时刺槐林的植物多样性综合评价值最高。【结论】晋西黄土区刺槐人工林的适宜林分密度为1185~1785株/hm^(2),该密度刺槐人工林下灌、草植物较为丰富多样,该林分密度可以作为当地刺槐人工林造林及可持续经营的参考。 展开更多
关键词 刺槐人工林 植物多样性 林分密度 晋西黄土区
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晋西黄土区不同密度刺槐林土壤有机碳组分及碳库特征 被引量：8
10
作者 林丹丹 毕华兴 +3 位作者 赵丹阳 管凝 韩金丹 郭艳杰 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期379-388,共10页
明晰不同林分密度下土壤有机碳组分含量及碳库特征,以期为确定刺槐林适宜人工造林密度和评价水土保持效益提供科技支撑。设置不同密度(700、1 500、1 800、2 400、3 000、3 500 plant·hm^(-2))刺槐样地,以荒草地为对照,分析0-40 c... 明晰不同林分密度下土壤有机碳组分含量及碳库特征,以期为确定刺槐林适宜人工造林密度和评价水土保持效益提供科技支撑。设置不同密度(700、1 500、1 800、2 400、3 000、3 500 plant·hm^(-2))刺槐样地,以荒草地为对照,分析0-40 cm土层土壤有机碳组分及变化规律,计算碳库活度指数(CPAI)、碳库指数(CPI)以及碳库管理指数(CPMI),解析不同密度刺槐林地土壤碳库变化,并探讨土壤理化性质对土壤有机碳及其组分变化的影响。结果表明:不同密度刺槐林地土壤有机碳及其组分的含量均随着土层深度的增加而减少,平均土壤有机碳(SOC)含量为:6.80 g·kg^(-1)(1 800 plant·hm^(-2))>5.01 g·kg^(-1)(1 500 plant·hm^(-2))>4.73 g·kg^(-1) (2 400 plant·hm^(-2))>4.17 g·kg^(-1) (3 000 plant·hm^(-2))>2.78 g·kg^(-1) (700 plant·hm^(-2))>2.68 g·kg^(-1) (3 500plant·hm^(-2))>0.52 g·kg^(-1) (CK)。随着刺槐人工林密度的增大,土壤有机碳组分及CPMI呈先增大后减小的趋势,中密度刺槐林分土壤有机碳组分含量及CPMI最大。与对照相比,0-40 cm土层,6种林分密度的土壤易氧化有机碳、稳定态有机碳含量、可溶性有机碳、颗粒有机碳和矿质结合态有机碳分别提高了77.3%-94.9%、55.8%-91.3%、86.0%-94.2%、81.4%-93.5%和79.8%-91.2%。6种林分密度土壤碳库管理指数均高于100%。相关关系分析表明土壤总有机碳含量与各有机碳组分均呈极显著正相关(P<0.010);冗余分析表明土壤全氮对土壤有机碳及其组分变化的解释率最大。因此,从森林土壤固碳功能而言,晋西黄土区刺槐人工林的适宜林分密度为1 800 plant·hm^(-2),该林分密度能较好提高土壤碳养分供给水平与碳库稳定性。 展开更多
关键词 土壤有机碳组分 碳库管理指数 林分密度 刺槐 晋西黄土区
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晋西黄土区油松林土壤碳氮磷计量特征对林龄和密度的响应 被引量：2
11
作者 杨周 张建军 +3 位作者 赵炯昌 胡亚伟 李阳 王勃 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期30-40,共11页
【目的】分析油松林土壤碳(C)氮(N)磷(P)计量特征对林龄和密度的响应,旨在探究不同林龄条件下密度对土壤化学计量的影响规律,为油松人工林可持续经营提供科学依据。【方法】以晋西黄土区蔡家川流域内3种林龄(30、40、50 a)和3种密度(100... 【目的】分析油松林土壤碳(C)氮(N)磷(P)计量特征对林龄和密度的响应,旨在探究不同林龄条件下密度对土壤化学计量的影响规律,为油松人工林可持续经营提供科学依据。【方法】以晋西黄土区蔡家川流域内3种林龄(30、40、50 a)和3种密度(1000~1500株/hm^(2)、2500~3000株/hm^(2)、4000~4500株/hm^(2))的油松人工林为研究对象,测定并分析0~100 cm土壤化学计量特征。【结果】(1)林龄和密度的双因素交互作用对土壤有机碳(SOC)、土壤全氮(TN)、C:N、C:P、N:P影响显著(P<0.05)。(2)林龄对不同密度油松林土壤TN、SOC和化学计量比有不同影响,高密度林分中,在林龄增长至50 a时,表层土壤肥力指标出现明显衰退趋势;林龄较高时,低密度的林分土壤养分较高。(3)土壤TN与TP、SOC、C:P、N:P均呈显著正相关(P<0.05),SOC与C:N、C:P、N:P均有极显著正相关关系(P<0.01),C、N元素对林分生长指标有显著影响(P<0.05)。【结论】在黄土区应根据不同林龄阶段合理调节林分密度,30 a的油松林适宜密度为4000株/hm^(2),40 a时密度应调整至2500~3000株/hm^(2),50 a的油松密度为1000~1500株/hm^(2)时土壤养分最优。适宜的林分密度可以保证林地土壤养分状况维持在最优状态,有利于人工林分现阶段可持续经营以及后续土壤保育功能的持续发挥。 展开更多
关键词 土壤化学计量特征 林龄 林分密度 油松人工林 晋西黄土区
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晋西黄土区刺槐林典型植物蒸腾特征及其环境响应 被引量：1
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作者 党彩宇 马岚 +1 位作者 崔永生 邹春蕾 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期243-251,共9页
[目的]揭示晋西黄土区刺槐林典型植物(乔木、灌木、草本)的蒸腾耗水规律,以期明确该区刺槐人工林蒸腾耗水的主导环境因子。[方法]利用Li-6400XT便携式光合仪对植物的蒸腾过程进行测定,并同步收集土壤水分及气象因子数据,分析了刺槐林典... [目的]揭示晋西黄土区刺槐林典型植物(乔木、灌木、草本)的蒸腾耗水规律,以期明确该区刺槐人工林蒸腾耗水的主导环境因子。[方法]利用Li-6400XT便携式光合仪对植物的蒸腾过程进行测定,并同步收集土壤水分及气象因子数据,分析了刺槐林典型植物蒸腾特征及其环境响应。[结果](1)7月,刺槐(乔木)和高羊茅(草本)的蒸腾速率日变化特征呈现双峰曲线规律,杠柳(灌木)蒸腾速率日变化特征为单峰曲线;9月3种植物蒸腾速率的日变化特征均呈单峰曲线的趋势。(2)研究期间0—20 cm土层的平均土壤体积含水率在9.37%~18.09%,坡上的平均土壤含水量为12.16%,坡下的平均土壤含水量为15.41%。坡上刺槐和杠柳的蒸腾速率对土壤含水量的响应大于坡下,而高羊茅的蒸腾速率对土壤含水量的响应在坡上小于坡下。(3)在坡上,光合有效辐射是驱动植物蒸腾的主导气象因子;在坡下,刺槐、杠柳和高羊茅蒸腾的主导气象因子分别为空气相对湿度、光合有效辐射和大气CO_(2)浓度。(4)在整个研究期间建立逐步回归拟合,刺槐和杠柳建立的方程可以更准确地模拟蒸腾速率,而高羊茅效果不理想。[结论]在晋西黄土区,不同植物蒸腾特征差异明显,且各植物影响蒸腾特征的环境因子因坡位而异,在植被建设过程中应综合考虑坡位以及环境因子的作用。 展开更多
关键词 刺槐林 蒸腾 土壤含水量 气象因子 晋西黄土区
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四川金川黄土地层 被引量：13
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作者 王书兵 蒋复初 +3 位作者 田国强 傅建利 刘萪 赵志中 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期355-358,共4页
马厂剖面中黄土-古土壤序列共厚15.5m,根据岩性、磁性地层特征、磁化率、CaCO3含量和光释光测年结果,将金川黄土划分为冰后期S0古土壤,末次冰期L1黄土,末次间冰期S1古土壤、倒数第二冰期L2黄土和倒数第二间冰期S2古土壤等5个地层单位;其... 马厂剖面中黄土-古土壤序列共厚15.5m,根据岩性、磁性地层特征、磁化率、CaCO3含量和光释光测年结果,将金川黄土划分为冰后期S0古土壤,末次冰期L1黄土,末次间冰期S1古土壤、倒数第二冰期L2黄土和倒数第二间冰期S2古土壤等5个地层单位;其中,S1复合型古土壤又可细分为S1LL1、S1LL2黄土和S1SS1、S1SS2和S1SS3古土壤等5个次级地层单位。金川黄土沉积始于中更新世晚期,其底界的年龄大致为200kaBP,其磁化率变化反映了最近200ka来的高原季风演化和气候环境变迁,5个磁化率高值段指示了5个夏季风环流增强的时段,4个磁化率低值段则代表了4次夏季风减弱的时期。 展开更多
关键词 黄土 磁性地层 川西高原 金川 黄土地层 黄土-古土壤序列 CaCO3含量 末次间冰期 夏季风环流 四川
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晋西黄土区退耕还林22年后林地土壤物理性质的变化 被引量：70
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作者 张晓霞 杨宗儒 +4 位作者 查同刚 张志强 王高敏 朱聿申 吕志远 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期416-424,共9页
退耕还林林地土壤物理性质的变化,是评价退耕还林措施及其生态效益的重要内容之一。选取晋西黄土区退耕22年后形成的3种典型乔木林分,包括自然恢复的辽东栎林、油松刺槐人工混交林和刺槐人工纯林,并以耕地作为对照,通过外业调查和采样分... 退耕还林林地土壤物理性质的变化,是评价退耕还林措施及其生态效益的重要内容之一。选取晋西黄土区退耕22年后形成的3种典型乔木林分,包括自然恢复的辽东栎林、油松刺槐人工混交林和刺槐人工纯林,并以耕地作为对照,通过外业调查和采样分析,从深度和程度两方面研究了退耕还林对土壤容重、土壤总孔隙度和毛管孔隙度等物理性质的影响,结果表明:(1)就土壤容重而言,自然恢复林80 cm以上土层较耕地有显著变化(P<0.05),平均降低了28.78%,变化程度最大的在10—20 cm土层;人工林较耕地显著变化发生在60 cm以上土层,混交林和纯林分别降低了10.58%和8.34%,变化程度最大的土层为20—40 cm;(2)3种退耕林地土壤总孔隙度在80 cm以上较耕地发生显著增加(P<0.05),增加程度表现为自然恢复林(35.53%)>混交林(15.04%)>纯林(13.68%),20—40 cm土层变化程度最大;(3)土壤毛管孔隙度自然恢复林、混交林和纯林分别达到耕地的1.36,1.13和1.12倍,自然恢复林和人工林显著变化土层分别为80 cm和60 cm以上,变化程度最大的均为40—60 cm处;(4)土壤有机质和粘粒含量对土壤理化性质影响显著。对于土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度的变化,有机质的增加可解释31%以上,而粘粒含量的解释度则达到44%—51%,均为极显著水平(P<0.01)。自然恢复林对于土壤物理性质影响程度和影响土层深度都大于人工林。 展开更多
关键词 晋西黄土区 退耕还林 土壤物理性质 土层深度 程度
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晋西黄土区刺槐林地土壤水分对降雨的响应 被引量：28
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作者 鲍彪 毕华兴 +3 位作者 云雷 高路博 许华森 安云 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期84-89,共6页
通过野外坡面降雨试验,对晋西黄土区刺槐林地内土壤水分进行连续定位观测,以揭示晋西黄土区坡面土壤水分对降雨的响应,旨在为黄土高原区水土流失治理提供一定的理论依据。结果表明:1)坡面土壤含水率受植被密度影响较明显,密度较高的刺... 通过野外坡面降雨试验,对晋西黄土区刺槐林地内土壤水分进行连续定位观测,以揭示晋西黄土区坡面土壤水分对降雨的响应,旨在为黄土高原区水土流失治理提供一定的理论依据。结果表明:1)坡面土壤含水率受植被密度影响较明显,密度较高的刺槐林地相对于密度较低的林地或裸地而言,其林地内坡面土壤水分对降雨的响应较平缓。2)垂直方向上,0～20cm土层土壤含水率对降雨的响应最为直接和迅速。植被密度不同,各测点次表层(10～20cm土层)土壤含水率的上升有先后之分,与表层(0～10cm土层)相比,次表层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,体现出土壤水分入渗的先后过程。深层(20～150cm土层)土壤含水率对降雨几乎无响应过程。3)坡面上表层土壤含水率对降雨的响应受降雨强度和植被密度影响,当降雨强度较小时,土壤含水率变化会出现上升期和退水期;当降雨强度较大时,土壤含水率变化则分为上升期、平台期和退水期,各期到达时间会因植被密度增加而出现相应的滞后现象。 展开更多
关键词 晋西黄土区 刺槐林 土壤水分 降雨
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晋西黄土区果农间作土壤养分空间分布 被引量：14
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作者 云雷 毕华兴 +4 位作者 马雯静 田晓玲 崔哲伟 周晖子 高路博 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期292-299,共8页
为了研究黄土区农林复合系统土壤养分的空间分布及效应,对山西吉县残塬面核桃×花生、核桃×大豆和核桃×玉米3种典型果农间作类型下0～100cm土层中土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾进行了测定和分析。结果表明:1)3种间作... 为了研究黄土区农林复合系统土壤养分的空间分布及效应,对山西吉县残塬面核桃×花生、核桃×大豆和核桃×玉米3种典型果农间作类型下0～100cm土层中土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾进行了测定和分析。结果表明:1)3种间作类型土壤养分的空间分布特征具有一定的相似性。在垂直方向上,土壤养分含量随土层深度的增加而减少,并且距果树越远,土壤养分的垂直递减梯度越小;在水平方向上,离果树越近,土壤养分越少。2)效应分析结果表明,间作系统中果树与作物存在竞争,间作系统中作物土壤养分的综合效应优劣说明间作作物以花生为最佳、大豆其次、玉米最差。根据研究结果提出了研究区果农间作系统减少土壤养分竞争的相关建议:加强水肥管理、增加果树和作物的间作距离、设置根障。 展开更多
关键词 土壤 养分 农作物 晋西黄土区 果农间作
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黄土高原西部针叶林植物器官与土壤碳氮磷化学计量特征 被引量：22
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作者 孙美美 关晋宏 +2 位作者 岳军伟 李国庆 杜盛 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期202-208,共7页
为了系统地比较分析黄土高原西部针叶林植物器官与土壤内碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量变化特征,选取位于黄土高原西部的甘肃省天水市、甘南州、定西市、兰州市和武威市5个地区的针叶林为研究对象,通过对乔木各器官及土壤不同深度的C、N... 为了系统地比较分析黄土高原西部针叶林植物器官与土壤内碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量变化特征,选取位于黄土高原西部的甘肃省天水市、甘南州、定西市、兰州市和武威市5个地区的针叶林为研究对象,通过对乔木各器官及土壤不同深度的C、N、P元素含量及其化学计量比的分析,探讨了5个调查区针叶林生态系统化学计量特征及其相互间的相关性。结果表明:植物叶的C、N、P含量较其他器官稍高,其中C含量达到511.97~538.66g/kg;5个调查区中武威地区的植物干、枝、根的C含量显著低于其他4个地区,分别为425.0,400.58,400.55g/kg。针叶林干中C∶N在地区间差异达到显著水平(p<0.05),其他各器官内差异不显著;甘南和兰州地区的针叶林各器官间C∶N差异显著;针叶林干和根中N∶P在地区之间存在显著性差异,兰州和武威地区各器官间N∶P的差异达到显著性水平。5个调查区土壤C、N、P含量及其计量特征的差异主要存在于上层土壤(0—30cm),而较深层次土壤在各地区之间的差异较小。针叶林干中C、N、P含量两两之间均存在显著相关关系,而在针叶林叶中仅N与P含量之间存在显著相关关系;土壤表层(0—20cm)中C与N含量之间存在极显著的正相关关系。 展开更多
关键词 黄土高原西部 针叶林 碳氮磷 化学计量学特征
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黄土高原中西部刺槐人工林生态系统碳密度及其影响因子 被引量：18
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作者 牛春梅 关晋宏 +4 位作者 程然然 李国庆 吴春荣 程积民 杜盛 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第15期5049-5058,共10页
为阐明黄土高原中西部刺槐人工林碳密度区域分布特征及其主要影响因子,基于野外样地调查和室内样品分析估算了黄土高原中西部4个栽培区域的刺槐人工林生态系统碳密度及其分布特征,并利用相关性分析和主成分分析分析了影响生态系统碳密... 为阐明黄土高原中西部刺槐人工林碳密度区域分布特征及其主要影响因子,基于野外样地调查和室内样品分析估算了黄土高原中西部4个栽培区域的刺槐人工林生态系统碳密度及其分布特征,并利用相关性分析和主成分分析分析了影响生态系统碳密度的主要因子(林分、地形、土壤和气候等)。结果表明:调查区5个林龄的刺槐人工林生态系统生物量为34.13—133.08t/hm^2,不同区域之间各组分生物量存在显著性差异。植被层平均碳含量为221.93—454.67 g/kg,总体上表现为乔木层平均碳含量高于灌、草层,枯落物层平均碳含量最低,不同区域乔木、灌木、草本平均碳含量均存在显著性差异。刺槐人工林生态系统碳密度均值为106.86 t/hm^2,其中土壤层碳密度占刺槐人工林生态系统总碳密度的64.09%,是刺槐人工林生态系统碳密度的主要组成部分。植被层碳密度为38.68 t/hm^2,其中乔木层碳密度(33.88 t/hm^2)占植被层碳密度的87.58%,灌木、草本、枯落物所占比例依次为1.98%(0.77 t/hm^2)、2.00%(0.77 t/hm^2)、8.43%(3.26 t/hm^2)。不同区域土壤、生态系统碳密度均存在显著性差异。相关性分析和主成分分析表明,刺槐人工林生态系统碳密度与林龄、降水量呈显著正相关关系,与林分密度、平均气温、海拔和坡度的相关关系不显著,上述林分因子、地形因子和环境因子转化的主成分方差累积贡献率为91.07%,其中林龄和降水量是影响刺槐人工林生态系统碳密度的主要因子,方差贡献率为37.22%。 展开更多
关键词 黄土高原中西部 刺槐人工林 碳密度 生物量
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晋西黄土区不同林龄人工刺槐林下植被及土壤水分特征 被引量：21
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作者 王舒 马岚 +3 位作者 张栋 梅雪梅 李倩 潘成忠 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期253-258,共6页
以晋西黄土丘陵沟壑区10、15、20 a人工刺槐林为研究对象,原生荒草地为对照,采用时空互代法,调查分析坡面刺槐人工林植被恢复过程中林下植被演替和0~400 cm土层土壤水分分布情况.结果表明：随着人工刺槐林林龄的增加,林下灌草植被物种... 以晋西黄土丘陵沟壑区10、15、20 a人工刺槐林为研究对象,原生荒草地为对照,采用时空互代法,调查分析坡面刺槐人工林植被恢复过程中林下植被演替和0~400 cm土层土壤水分分布情况.结果表明：随着人工刺槐林林龄的增加,林下灌草植被物种丰富度变大,植被结构发育变好;不同林龄刺槐林地与荒草地土壤平均含水量由大到小顺序为荒草地（16.61%）、20 a刺槐林地（10.08%）、15 a刺槐林地（9.54%）、10 a刺槐林地（8.52%）;随着刺槐林龄的增加,土壤水分随坡位下降而增大的趋势有所改变,成熟刺槐林对坡面土壤水分空间分配的调节作用明显;人工刺槐林土壤水分沿垂直剖面变化方式与原生荒草地差异明显,15 a以上刺槐林对100 cm以下土壤水分的影响已基本稳定;人工刺槐林的生长造成了严重的林地土壤水分亏空,随着林龄的增长0~200 cm土层土壤水分条件有所改善,但深层土壤（200~400 cm）没有明显的恢复迹象.研究结果为黄土区植被恢复和刺槐林的经营管理提供了科学依据. 展开更多
关键词 晋西黄土区 人工刺槐林 土壤水分
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晋西黄土区核桃花生复合系统核桃根系空间分布特征 被引量：29
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作者 云雷 毕华兴 +2 位作者 马雯静 田晓玲 崔哲伟 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期67-70,共4页
采用分层挖掘法对晋西黄土区核桃花生复合系统核桃根系的空间分布特征进行研究。结果表明:在垂直方向上,核桃根系生物量较为集中地分布在0～60cm的土层中,占整个根系生物量的90.52%;在水平方向上,核桃根系生物量主要集中在距核桃1.5m的... 采用分层挖掘法对晋西黄土区核桃花生复合系统核桃根系的空间分布特征进行研究。结果表明:在垂直方向上,核桃根系生物量较为集中地分布在0～60cm的土层中,占整个根系生物量的90.52%;在水平方向上,核桃根系生物量主要集中在距核桃1.5m的区域内,占整个根系生物量的70.37%。不同径级根系生物量的分布规律基本一致,其中,细根主要集中分布在垂直方向0～40cm土层、水平方向1.5m的带距内,并且随土层深度的增加以及距树体距离(水平方向)的增加,根系生物量均呈指数型减少。建立了根质量密度与距树体水平距离和土层深度的关系。根系消弱系数(β)反映出的根系分布特点与根系的实际分布情况相符,可以作为描述核桃根系垂直变化的参数。 展开更多
关键词 核桃花生复合系统 根质量密度 根系生物量 空间分布特征 晋西黄土区
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