中国三大粮食作物耕地生态系统碳足迹分析 被引量：9

1

作者 李亚宁 吴秀芹 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期575-584,共10页

基于2006—2019年全国NPP、三大粮食作物分布和农业生产投入等统计数据,对中国三大粮食作物的碳汇量、农业碳排放量和碳足迹进行估算,并分析三大粮食作物碳汇量的时空格局。结果表明,1)2006—2019年全国三大粮食作物总固碳量持续增加,... 基于2006—2019年全国NPP、三大粮食作物分布和农业生产投入等统计数据,对中国三大粮食作物的碳汇量、农业碳排放量和碳足迹进行估算,并分析三大粮食作物碳汇量的时空格局。结果表明,1)2006—2019年全国三大粮食作物总固碳量持续增加,其中水稻、玉米和小麦的固碳量分别占41.92%,38.62%和19.46%;三大粮食作物的固碳量远超出农田生产要素引起的碳排放量,两者之比为5.37:1,表明全国农田生态系统具有较强的固碳能力;2)全国农业碳排放总量持续增加但增速下降,化肥和柴油是主要碳源;3)三大粮食作物耕地生态系统表现出较大的碳生态盈余,2019年碳足迹为17.55×106hm^(2),占耕地比例为18.62%,即三大粮食作物耕地系统生产排放的CO_(2)降低至需要全国不到1/5的三大粮食作物耕地来消纳。研究结果有助于明晰耕地生态系统在碳循环中的地位,对促进农业碳减排,全国2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”的战略提供科学依据。 展开更多

关键词 碳汇 碳排 碳足迹 粮食作物 中国

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2005-2015年小江流域生态系统服务供需变化及对石漠化的响应 被引量：9

2

作者 章维鑫 吴秀芹 +1 位作者 于洋 曹建华 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期139-150,共12页

喀斯特地区石漠化及其生态修复引起的土地利用变化,改变了地表植被覆盖等下垫面条件,进而对生态系统服务产生影响。为了探究石漠化治理工程以来生态系统服务变化情况,采用InVEST、CASA模型等多种模型和方法,研究了小江流域2005—2015年... 喀斯特地区石漠化及其生态修复引起的土地利用变化,改变了地表植被覆盖等下垫面条件,进而对生态系统服务产生影响。为了探究石漠化治理工程以来生态系统服务变化情况,采用InVEST、CASA模型等多种模型和方法,研究了小江流域2005—2015年水服务、粮食服务和固碳服务的供需时空变化及对石漠化的响应。结果表明:(1)3种服务的供给水平整体都呈现递增趋势,增幅分别为14.34%,44.00%,40.11%,而需求方面,水服务和固碳服务呈现增加趋势,增幅为3.26%和61.54%,粮食服务呈现减小趋势,减幅为6.98%。(2)水服务和粮食服务的供需比均呈现增加趋势,且供给大于需求,而固碳服务的供需比呈现减小趋势,2015年供给小于需求。(3)石漠化面积越大的区域,粮食服务越低,随着石漠化程度的加重,水服务和固碳服务都呈现递减趋势,而随着石漠化面积减小,水服务和固碳服务变化不明显,粮食服务呈现一定程度的增加趋势,其中变化的面积越大,趋势越明显。流域内生态系统服务的供需状况及对石漠化的响应可在一定程度上反映石漠化治理对人类福祉的影响,能够为区域内生态系统的管理以及石漠化综合治理提供重要的参考。 展开更多

关键词 生态系统服务供给 生态系统服务需求 生态系统服务供需比 石漠化 小江流域

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喀斯特断陷盆地土地利用对生态系统生产力的影响 被引量：12

3

作者 史晨璐 吴秀芹 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期341-351,共11页

为了客观地评估断陷盆地土地利用对生态环境的影响,从生态系统服务变化反映更深层次的人地之间复杂关系,本文基于断陷盆地多时间序列土地利用数据和陆地植被净生产力(NPP),阐明断陷盆地NPP时空变化趋势,揭示多年间土地利用变化的地类层... 为了客观地评估断陷盆地土地利用对生态环境的影响,从生态系统服务变化反映更深层次的人地之间复杂关系,本文基于断陷盆地多时间序列土地利用数据和陆地植被净生产力(NPP),阐明断陷盆地NPP时空变化趋势,揭示多年间土地利用变化的地类层次变化特征;运用生命周期评估方法,定量地分析土地占用和土地转化对石漠化地区陆地植被净生产力的影响,探讨石漠化治理的生态效益。结果表明:1) 2000-2015年间,断陷盆地大部分区域NPP变化不显著,少部分区域变化显著,以上升趋势为主;2)在6种地类中,林地变化平稳,建设用地增加趋势活跃且强烈,草地减少趋势活跃且强烈;3)林地占用潜在植被生产力与现有NPP之间的差值由西向东逐渐增加,与林地占用面积减少的空间分布一致,林地分布影响林地植被净生产力水平;4)研究区北部植被自然生长情况较好,东部地区六盘水市、普安县和陆良县石漠化区域林地植被存在一定程度的天然退化,林地生态恢复工程效果不明显;5)研究区80%的土地转化类型使得NPP增益,其中使NPP明显提升、有效而普遍的方式是草林转换和退耕还林;林地转为建设用地则对NPP的损害最大。 展开更多

关键词 净初级生产力(NPP) 土地利用强度 断陷盆地 喀斯特 生命周期环境影响评估

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2000—2020年西南高山峡谷耕地边际化及生态效应

4

作者 李旭 吴秀芹 +1 位作者 刘亚楠 董贵华 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第4期855-865,共11页

为探究西南高山峡谷区耕地边际化时空分布及其生态效应,基于多源遥感数据及社会经济统计数据,对西南高山峡谷区耕地边际化进行诊断和识别,利用GEE云平台计算遥感生态指数,以探究耕地边际化对生态质量的影响。结果表明:2000—2020年西南... 为探究西南高山峡谷区耕地边际化时空分布及其生态效应,基于多源遥感数据及社会经济统计数据,对西南高山峡谷区耕地边际化进行诊断和识别,利用GEE云平台计算遥感生态指数,以探究耕地边际化对生态质量的影响。结果表明:2000—2020年西南高山峡谷区耕地边际化比例先下降后上升,隐性边际化面积从6666.74 km^(2)波动下降至5045.42 km^(2),显性边际化面积由83.99 km^(2)波动上升至800.25 km^(2)。耕地边际化区域的生态质量总体上以不变和改善为主,二者占比除2005—2010年外均在90%以上,2005—2010年受极端气候等影响生态质量明显退化。不同类型耕地边际化的生态效应不同,轻度和中度边际化对生态质量产生积极影响,而重度边际化区域生态质量退化问题较为严重;生态边际化、自然边际化区域对生态质量具有一定的改善作用,经济边际化对生态质量的消极影响较为明显。研究表明,研究区耕地边际化呈先缓解后增强趋势,耕地边际化的生态效应既有积极影响也有消极影响,因此应针对不同类型边际化区域采取不同管护措施,推动该地区土地资源的有效利用和生态系统恢复。 展开更多

关键词 耕地边际化 投入 产出 遥感生态指数 西南高山峡谷 GEE

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岩溶断陷盆地典型县域石漠化治理综合效益评价——以云南建水县为例 被引量：17

5

作者 肖林颖 吴秀芹 +1 位作者 周金星 肖桂英 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期444-450,共7页

云南省建水县境内分布有建水盆地、曲江盆地两大盆地,是岩溶断陷盆地区的典型代表,并且是石漠化综合治理工程“十三五”建设的重点县域,近十年来石漠化治理产生了明显的成效。为探究岩溶断陷盆地石漠化治理的成效,文章以建水县为例,基于... 云南省建水县境内分布有建水盆地、曲江盆地两大盆地,是岩溶断陷盆地区的典型代表,并且是石漠化综合治理工程“十三五”建设的重点县域,近十年来石漠化治理产生了明显的成效。为探究岩溶断陷盆地石漠化治理的成效,文章以建水县为例,基于2007—2017年Landsat TM数据,森林资源二类调查数据、石漠化监测数据及社会经济年鉴数据,借助主成分分析法、熵值法建立了建水县石漠化治理效益评价体系,对建水县石漠化治理效益进行了综合性评价。研究表明:①2013年以前综合效益及生态、经济、社会效益均呈现出上升的趋势,2013年以后,各项效益上升幅度开始减小。②建水县石漠化治理综合效益及经济、社会、生态效益存在正向可持续性,且经济和生态效益的可持续性要明显高于社会效益。③从指标层来看,限制社会效益的主要因素为外出打工人口增加率及空巢老人数目增加率,区域吸引力不足。生态效益中植被覆盖增加和石漠化面积减少在人口较少、生态修复力度较大的山区更为明显。而经济效益中,粮食产量上升趋势明显低于二三产业经济生产总值占比和经济作物收益的增加趋势。建水县石漠化治理以来,产业结构得到了改善,石漠化面积减少,居民满意度得到了提升。 展开更多

关键词 植被覆盖 时空变化 石漠化治理模式 效益评价 建水县

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云南省建水县石漠化修复模式评价 被引量：7

6

作者 肖林颖 吴秀芹 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1073-1080,共8页

基于1992—2017年Landsat TM数据、建水县森林资源二类调查数据及云南省石漠化监测数据,借助Mann-Kendall突变分析和趋势分析等方法,探讨近25年云南省建水县植被的时空变化特征及不同石漠化修复模式下的植被恢复情况。结果表明:1)25年间... 基于1992—2017年Landsat TM数据、建水县森林资源二类调查数据及云南省石漠化监测数据,借助Mann-Kendall突变分析和趋势分析等方法,探讨近25年云南省建水县植被的时空变化特征及不同石漠化修复模式下的植被恢复情况。结果表明:1)25年间,建水县植被覆盖整体上呈上升趋势,平均增速为0.065%/10a,以2008年为界,增速由之前的0.077%/10a增加到0.475%/10a;2)25年间,建水县植被覆盖呈增加趋势的区域、无显著变化区域及呈减少趋势的区域面积占比分别为55.32%,34.44%和10.24%;3)对于不同修复模式,在10年的修复时间范围内,纯生态林模式与混交生态林模式下植被恢复效果差别不大,而在25年的修复时间范围内,混交生态林模式下植被修复速率明显优于纯生态林修复模式,优势主要展现在修复后期。短期内,纯生态林模式中阔叶树和桤木的植被修复效果较好;从长期看,云南松和车桑子是较好的修复树种。混交生态林模式中,针叶混交林修复速率在10年和25年修复时间范围内均表现最优,是较好的混交模式。研究结果揭示了不同治理模式对植被恢复的效果,可为优化石漠化区域生态修复方法提供理论依据。 展开更多

关键词 植被修复 石漠化治理模式 喀斯特 归一化植被指数(NDVI) 树种

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贺兰山东坡不同海拔典型植被带灌木种群生态位、种间联结及群落稳定性特征

7

作者 刘海珠 周金星 +3 位作者 陆子淳 董亮 杨涛 丁亚丽 《生态学报》 北大核心 2025年第17期8311-8323,共13页

研究不同海拔群落植物生态位和种间联结可以深入解析群落的空间分布格局和生态功能,对于干旱区脆弱山地生态系统因地制宜进行植被恢复重建具有重要指导意义。研究以贺兰山东坡30个样地中17种灌木植物为研究对象,利用生态位宽度、Pianka... 研究不同海拔群落植物生态位和种间联结可以深入解析群落的空间分布格局和生态功能,对于干旱区脆弱山地生态系统因地制宜进行植被恢复重建具有重要指导意义。研究以贺兰山东坡30个样地中17种灌木植物为研究对象,利用生态位宽度、Pianka重叠指数、种间联结检验和M.Godron稳定性测定法,分析不同海拔典型植被带(从低到高:山地旱生灌丛、山地疏林草原、温性针叶林、针阔混交林、寒温性针叶林)灌木物种的生态位、群落总体联结性和种间关联性特征。结果显示:(1)贺兰山东坡灌木群落中,置疑小檗(Berberis dubia)和金露梅(Dasiphora fruticosa)的生态位宽度最大,不同海拔典型植被带灌木物种生态位重叠较低,物种对环境资源的需求存在较大差异。(2)在山地旱生灌丛中,群落主要物种的总体联结性呈显著正相关,而山地疏林草原带则呈不显著正相关,其他典型植被带呈不显著负相关。(3)种间联结性分析显示,除了山地旱生灌丛,其余典型植被带灌木群落中负关联的种对均多于正关联的种对,且多数种对呈不显著相关,表明大部分海拔梯度下典型植被带的灌木物种分布相对独立,种间关联松散且相关性较弱,进一步分析表明,随着海拔升高,灌木群落正负联结比呈先减少后增加的趋势,群落稳定性呈先增加后减少的趋势。研究发现贺兰山东坡温性针叶林和针阔混交林灌木群落最为稳定,结果可为干旱区植被生态保护与可持续经营管理提供理论支持。 展开更多

关键词 贺兰山 海拔高度 生态位 种间联结 群落稳定性

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基于CASA模型的2005—2019年云南断陷盆地NPP时空变化研究 被引量：13

8

作者 张鑫彤 吴秀芹 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期426-434,共9页

净初级生产力(NPP)是研究生态系统中物质和能量流动的基础,NPP的空间分布与区域植被生长状况、地形、气候等因素息息相关,其变化可以反映一个地区生态环境质量状况。岩溶断陷盆地是新生代断裂活动及溶蚀作用共同形成的山间盆地的一种类... 净初级生产力(NPP)是研究生态系统中物质和能量流动的基础,NPP的空间分布与区域植被生长状况、地形、气候等因素息息相关,其变化可以反映一个地区生态环境质量状况。岩溶断陷盆地是新生代断裂活动及溶蚀作用共同形成的山间盆地的一种类型,由于其地形复杂、气候反差大且土地抗干扰能力差,石漠化现象极为严重且治理难度大。断陷盆地主要分布在云南东部、四川攀枝花西昌及贵州西部,经过近年来石漠化治理、陡坡地生态治理等为代表的生态环境建设综合治理工作,生态文明建设成效显著,为了进一步探究NPP对生态环境变化的响应,研究了云南省断陷盆地所在县域NPP时空变化情况,利用MODIS影像数据和CASA模型估算了其2005、2010、2015、2019年的NPP值并利用GIS进行分析。结果显示:从时间尺度来看,2005—2019年间云南省断陷盆地NPP平均水平呈现先下降后上升再下降的趋势。从空间上来看,NPP平均值自东向西、自南向北递减。东部、南部地区如师宗县、丘北县、马关县等NPP平均值较高,而西、北部昆明西山区、昆明盘龙区、澄江县、呈贡县等NPP平均值较低,不同地区间差异较大。结合石漠化治理情况来看,石漠化面积变化显著的地区NPP变化也较大,NPP均值在石漠化变化率下降较大的地区有明显升高。NPP的动态变化,说明了云南省断陷盆地近年植被有所恢复、石漠化治理工程取得了一定成效,但仍不够稳定,生态治理仍将是一项长期工程。 展开更多

关键词 CASA模型 NPP 云南省 岩溶 断陷盆地

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西南高山峡谷区水分利用效率时空变化及其对气候变化和人类活动的响应

9

作者 陈祖亮 肖林颖 +1 位作者 王丽娜 周金星 《生态学报》 北大核心 2025年第14期6756-6769,共14页

西南高山峡谷区是我国典型的生态脆弱区,为明晰其生态系统水分利用效率(WUE)变化对气候变化和人类活动的响应规律,量化气候变化和人类活动的相对贡献,基于2001—2022年MODIS生态系统蒸散量(ET)和总初级生产力(GPP)数据集估算了西南高山... 西南高山峡谷区是我国典型的生态脆弱区,为明晰其生态系统水分利用效率(WUE)变化对气候变化和人类活动的响应规律,量化气候变化和人类活动的相对贡献,基于2001—2022年MODIS生态系统蒸散量(ET)和总初级生产力(GPP)数据集估算了西南高山峡谷区WUE,并结合气象数据,利用趋势分析、偏相关分析和残差分析,探讨了WUE的时空变化及其对气候变化和人类活动的响应。结果表明:(1)2001—2022年,西南高山峡谷区WUE多年平均值为1.19 gC/kg,整体上呈下降趋势(P>0.05),变化速率为-0.002 gC kg^(-1)a^(-1);空间上,64.97%的区域WUE呈下降趋势,35.03%的区域WUE呈上升趋势,上升区域主要集中在那曲市和甘孜州的东南部以及凉山州东北部。研究区WUE整体呈下降趋势的主要原因是ET的增速(2.88 mm/a)总体上高于GPP的增速(1.69 gC m^(-1)a^(-1))。(2)在气候暖干化的背景下,WUE对不同气候因子的响应有所差异,总体上WUE变化与降水呈负相关,与气温和太阳辐射呈正相关。受降水和气温影响显著的区域主要分布在甘孜州以及那曲市东南部,太阳辐射影响显著的区域主要分布在松潘高原、藏南地区以及凉山州北部。(3)人类活动对WUE变化的影响高于气候变化,相对贡献率分别为70.49%和29.51%。WUE上升主要受气候变化的影响,而WUE下降主要受人类活动的影响。 展开更多

关键词 碳水耦合 总初级生产力 蒸散 残差分析 遥感

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不同类型土壤团聚体力稳性对前期含水率的差异化响应

10

作者 王小萌 刘益辰 +2 位作者 姚思旭 林乐萍 吴新亮 《农业工程学报》 北大核心 2025年第17期73-79,共7页

为探讨土壤含水率对团聚体力稳定性的调控机制,该研究选取4种典型耕作土壤(黑土、褐土、红壤和砖红壤),通过控制试验建立4%~20%含水率梯度,采用抗压试验测定不同含水率下团聚体抗张强度、破碎能量和易碎性指数,进而揭示成土环境差异背... 为探讨土壤含水率对团聚体力稳定性的调控机制,该研究选取4种典型耕作土壤(黑土、褐土、红壤和砖红壤),通过控制试验建立4%~20%含水率梯度,采用抗压试验测定不同含水率下团聚体抗张强度、破碎能量和易碎性指数,进而揭示成土环境差异背景下前期含水率对团聚体力稳定性的影响规律。结果表明:抗张强度和破碎能量与前期含水率呈指数函数关系(R^(2)=0.70~0.98,P<0.05);其中黑土和褐土的抗张强度和破碎能量随含水率增加而快速下降,而红壤和砖红壤的抗张强度和破碎能量变化则较为平缓;线性回归分析表明,易碎性指数与游离态铁铝氧化物呈正相关关系(R^(2)=0.91~0.94,P<0.05),团聚体力稳性指标抗张强度和破碎能量对含水率的敏感性指数与蛭石和交换性钙离子呈负相关关系(R^(2)=0.94~0.98,P<0.05),表明黏土矿物类型与盐基离子组成的协同作用调控着团聚体力学响应的水分敏感性特征,其作用强度随成土发育进程呈现显著衰减规律。对于黑土和褐土等对前期含水率敏感的土壤,农业耕作应严格控制含水率以减少团聚体破碎,同时可通过增施含钙改良剂等措施降低其水分敏感性,研究结果为不同区域农田土壤质量管理提供理论支持。 展开更多

关键词 土壤 团聚体稳定性 抗张强度 破碎能量 易碎性指数 前期含水量

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若尔盖高原不同退化程度草地植物种群生态位特征 被引量：16

11

作者 刘学敏 罗久富 +2 位作者 陈德朝 朱欣伟 周金星 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期289-297,共9页

为探索高寒脆弱生态区不同退化程度草地生态系统中各植物种群资源利用能力,通过草地群落学调查结合物种重要值、 Shannon-Wiener生态位宽度指数、 Pianka生态位重叠指数等对若尔盖高原轻度退化、中度退化、重度退化和极重度退化草地植... 为探索高寒脆弱生态区不同退化程度草地生态系统中各植物种群资源利用能力,通过草地群落学调查结合物种重要值、 Shannon-Wiener生态位宽度指数、 Pianka生态位重叠指数等对若尔盖高原轻度退化、中度退化、重度退化和极重度退化草地植物群落特征及主要种的生态位进行了研究。结果表明:①在轻度、中度退化群落中,建群种为莎草科Cyperaceae植物线叶嵩草Kobresia capillifolia,已侵入不可食性杂类草,且具有较高的重要值;在重度、极重度群落中,建群种更替为禾本科Poaceae植物垂穗披碱草Elymus nutans和赖草Leymus secalinus,群落中不可食性杂类草的重要值高于轻度和中度退化群落。②随着退化程度加剧,除建群种具有较高的生态位宽度以外,退化草地指示种也在群落中占较大的生态位宽度,增加了草地优良牧草的生长压力。③群落中主要种之间的所有生态位重叠指数平均值随退化程度加剧而降低,依次为轻度退化(0.59),中度退退化(0.58),重度退化(0.42)和极重度退化(0.40),主要种群之间对资源的利用随退化程度加剧在整体上逐渐趋向于离散。轻度退化群落中的线叶嵩草、黄帚橐吾Ligularia virgaurea,中度退化中的线叶嵩草、乳白香青Anaphalis lactea,重度退化中的垂穗披碱草以及极重度退化中的赖草,与群落中的其他种群之间的生态位重叠值较高。综上,若尔盖高原草地在退化过程中,伴随具有不同资源利用策略的植物种群替代的过程。 展开更多

关键词 植物生态学 退化草地 物种重要值 生态位宽度 生态位重叠

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岩溶区不同母岩植物群落物种组成及优势种群生态位差异 被引量：5

12

作者 董茜 尤勇刚 +4 位作者 罗为群 刘绍华 王根柱 刘玉国 周金星 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期849-859,共11页

以广西平果市纯石灰岩、石灰岩夹白云岩天然次生林为研究对象,在野外群落调查基础上,应用Levins生态位宽度和Pianka生态位重叠指数进行优势种群生态位特征分析。结果表明:纯石灰岩生境下调查到维管植物56种,隶属于35科45属,石灰岩夹白... 以广西平果市纯石灰岩、石灰岩夹白云岩天然次生林为研究对象,在野外群落调查基础上,应用Levins生态位宽度和Pianka生态位重叠指数进行优势种群生态位特征分析。结果表明:纯石灰岩生境下调查到维管植物56种,隶属于35科45属,石灰岩夹白云岩生境下调查到维管植物44种,隶属于33科42属。两种生境下桑科(Moraceae)物种丰富度均占有明显优势,主要为榕属及波罗蜜属。豆科(Leguminosae)、荨麻科(Urticaceae)、楝科(Meliaceae)植物在纯石灰岩生境占优势;大戟科(Euphorbiaceae)植物在石灰岩夹白云岩生境下占优势,群落总体相似性较低。乔木层植物蚬木(Excentrodendron hsienmu)、灌木层植物葡萄叶艾麻(Laportea violacea)与草本层植物肾蕨(Nephrolepis cordifolia)为两种母岩生境植被中的共有物种且生态位宽度指数较高。纯石灰岩森林乔木层与灌木层优势种生态位完全不重叠种对数量较石灰岩夹白云岩森林高14对,纯石灰岩森林乔木、灌木物种相对丰富。在岩溶区进行植被恢复建设中,应依据不同岩性背景优先选择生态位宽度较宽的物种作为先锋树种,同时考虑与其生态位重叠指数低的树种作为伴生种,避免植物不适宜生长或生态位功能冲突。 展开更多

关键词 母岩 优势种 生态位宽度 生态位重叠 异质生境

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基于土地利用变化的喀斯特断陷盆地景观格局演变与生态安全评价 被引量：18

13

作者 程研 关颖慧 吴秀芹 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第22期9471-9485,共15页

喀斯特地区生态重要性与脆弱性并存,研究喀斯特断陷盆地景观生态安全格局演变对当地土地利用高效管理和生态修复具有重要意义。以云南、四川、贵州三省交界处的喀斯特断陷盆地为研究对象,基于2000—2020年土地利用数据,通过构建土地利... 喀斯特地区生态重要性与脆弱性并存,研究喀斯特断陷盆地景观生态安全格局演变对当地土地利用高效管理和生态修复具有重要意义。以云南、四川、贵州三省交界处的喀斯特断陷盆地为研究对象,基于2000—2020年土地利用数据,通过构建土地利用转移矩阵、计算景观格局指数和景观生态安全指数,系统分析土地利用、景观格局与景观生态安全水平的时空演变特征。结果如下:(1)林地、草地、耕地是研究区主要土地利用类型,面积占比超过96%。土地利用变化主要发生在2005—2010年和2015—2020年,空间上表现出整体稳定而局部变化剧烈的特点,以退耕还林还草和林地向草地转换为主,耕地面积在过去20年共减少了386.62 km^(2)。(2)景观多样性与均匀度上升,景观蔓延度下降。林地的最大斑块面积比例下降而草地上升,多数用地的斑块密度上升而集聚度下降,土地利用结构整体优化,但破碎化趋势明显,尤其是林地、耕地和草地。此外,建设用地呈连片化扩张。(3)景观生态安全水平明显提升,一般安全及以上安全区面积占比由2000年的62.35%上升到2020年的98.11%。在石漠化治理和生态保护的推动下,南部的生态安全水平大幅提高,推动空间格局从“北高南低”逐步转向“南北相对均衡”。景观生态安全水平的空间集聚性明显,高-高值集聚区主要在北部而低-低值集聚区主要在南部,需进一步推动北部生态保护以保障其生态屏障功能的发挥,并加强南部生态修复来提升其生态安全水平。此外,需持续推进石漠化治理并合理调控当地经济发展与生态保护间的关系,来维持生态安全水平的长期稳定。 展开更多

关键词 土地利用 景观格局 景观生态安全 喀斯特断陷盆地 石漠化治理

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贺兰山不同坡向和海拔梯度土壤团聚体组成和稳定性变化特征及其影响因素 被引量：5

14

作者 秦崧悦 吴新亮 +5 位作者 褚保森 张智勇 郑成浩 刘峰 张帅发 周金星 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第17期7770-7785,共16页

认识山地土壤团聚体稳定性的空间分异规律,对山地生态系统功能评估与土壤侵蚀防治具有重要意义。为探究干旱区山地土壤团聚体稳定性空间变化特征及其影响因素,选取贺兰山不同坡向(西北、东南、东北和西南)和海拔梯度(1300—2800 m)的表... 认识山地土壤团聚体稳定性的空间分异规律,对山地生态系统功能评估与土壤侵蚀防治具有重要意义。为探究干旱区山地土壤团聚体稳定性空间变化特征及其影响因素,选取贺兰山不同坡向(西北、东南、东北和西南)和海拔梯度(1300—2800 m)的表层(0—10 cm)和表下层(10—20 cm)土壤为研究对象,测定了土壤水稳性大团聚体和微团聚体组成,分析了土壤团聚体稳定性的空间分异特征,揭示了土壤团聚体稳定性与地形,植被和土壤性质之间的关系。结果表明:研究区土壤以>2 mm和0.25—0.05 mm粒级团聚体为主。综合土壤粘粒分散系数(CDC)和粘粒分散率(CDR)分析,东北坡和西南坡土壤微团聚体稳定性较优于西北坡和东南坡。对于土壤水稳性大团聚体稳定性指数,东北坡团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)最低,分别为1.56 mm和0.44mm,土壤水稳性团聚体稳定性最差。随海拔升高,土壤CDC和CDR减小,团聚度(DOA)增大,表层土壤GMD呈上升的趋势,而表下层土壤MWD和GMD值减小。冗余分析表明土壤理化性质是影响不同海拔和坡向下土壤团聚体稳定性的主要因素,其中土壤容重、毛管孔隙度、粘粒含量和交换性Mg2+是主要影响因子。 展开更多

关键词 坡向 海拔 土壤团聚体 团聚体稳定性 山地生态系统

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滇东岩溶断陷盆地水资源脆弱性评价 被引量：22

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作者 吕文凯 周金星 +5 位作者 万龙 关颖慧 刘玉国 肖桂英 丁玉雄 刘发万 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期341-351,共11页

滇东岩溶断陷盆地区独特的“土在楼上,水在楼下”的岩溶地质地貌特征,导致水资源脆弱性问题逐步突出。当前水资源成为限制当地居民生活、区域经济发展和生态健康的重要因素之一。本研究以滇东断陷盆地中32区县为例,采用经典DPSIR模型为... 滇东岩溶断陷盆地区独特的“土在楼上,水在楼下”的岩溶地质地貌特征,导致水资源脆弱性问题逐步突出。当前水资源成为限制当地居民生活、区域经济发展和生态健康的重要因素之一。本研究以滇东断陷盆地中32区县为例,采用经典DPSIR模型为基础构建评价模型,选取水资源开发利用率、人均水资源量等具有代表性的18个指标构建水资源脆弱性评价指标体系,使用熵值法和层次分析法相互结合进行赋权,对滇东岩溶断陷盆地石漠化区的水资源脆弱性进行了评估。结果表明:滇东岩溶断陷盆大部分区县水资源脆弱性为中度及重度脆弱,其中马龙县、华宁县、罗平县为轻度脆弱。禄劝县、开远市、个旧市和泸西县等县为重度脆弱区,耕地石漠化面积比、人均水资源量、供蓄水比、生态需水满足率以及万元工业增加值用水量是驱动该区域水资源脆弱的关键因素。通过该区域水资源脆弱性评估,本研究有针对性地提出了滇东岩溶断陷盆水资源适应性管理对策,为有效缓解该区域水资源脆弱性提供科学依据。 展开更多

关键词 水资源脆弱性 滇东岩溶断陷盆地 DPSIR模型 熵值法 层次分析法

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喀斯特区不同植被恢复措施土壤质量评价 被引量：18

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作者 董茜 王根柱 +5 位作者 庞丹波 董亮 张梅 刘玉国 万龙 周金星 《林业科学研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期169-178,共10页

[目的]本研究旨在评价滇东南喀斯特区不同植被恢复措施的土壤质量,以期为石漠化治理和植被生态恢复提供依据。[方法]以云南省建水县不同植被恢复措施为研究对象,基于聚类分析及主成分分析法建立最小数据集,利用全量及最小数据集土壤质... [目的]本研究旨在评价滇东南喀斯特区不同植被恢复措施的土壤质量,以期为石漠化治理和植被生态恢复提供依据。[方法]以云南省建水县不同植被恢复措施为研究对象,基于聚类分析及主成分分析法建立最小数据集,利用全量及最小数据集土壤质量指数进行土壤质量评价。[结果]显示:(1)不同植被恢复措施的土壤理化性质差异显著(p<0.05),随土层深度增加而降低(土壤密度除外);车桑子灌木林有机碳、速效钾含量显著高于其他恢复措施;云南松针叶林总孔隙度及速效钾含量低于其他恢复措施。(2)基于主成分分析法的最小数据集适合作为喀斯特区最小数据集提取方法;最小数据集由有机碳、全氮、氨态氮、总孔隙度、非毛管孔隙度、全镁组成。(3)5种恢复措施土壤质量排序为:马尾松针叶林>车桑子灌木林>天然次生林>直杆蓝桉阔叶林>云南松针叶林。[结论]喀斯特区进行人工林恢复时可优先选择马尾松针叶林进行种植。 展开更多

关键词 喀斯特 植被恢复 土壤质量 聚类分析 主成分分析 最小数据集

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Pb^(2+)、Cd^(2+)复合胁迫对桑树光合作用的影响 被引量：34

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作者 张嘉桐 关颖慧 +3 位作者 司莉青 彭霞薇 孟丙南 周金星 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期16-23,共8页

【目的】土壤重金属污染日益严重,重金属对植物的影响备受关注。目前,研究多限于重金属单一胁迫对植物的影响,但土壤重金属污染存在形式并不是只有一种重金属,而是由多种重金属复合而成,研究重金属单一胁迫与复合胁迫对植物生长及光合... 【目的】土壤重金属污染日益严重,重金属对植物的影响备受关注。目前,研究多限于重金属单一胁迫对植物的影响,但土壤重金属污染存在形式并不是只有一种重金属,而是由多种重金属复合而成,研究重金属单一胁迫与复合胁迫对植物生长及光合作用的影响与差异很有必要。【方法】本研究以桑树幼苗为实验材料,通过添加不同质量分数的Pb2+和Cd2+进行桑树幼苗土培实验,分析单一胁迫与复合胁迫对桑树幼苗生长指标、光合色素含量和光合作用指标的影响与差异。【结果】Pb2+单一胁迫降低了桑树叶绿素含量和类胡萝卜素含量,Cd2+单一胁迫对叶绿素含量是"低促高抑",对类胡萝卜素而是随Cd2+含量的增加抑制作用增强。复合胁迫对桑树光合色素含量起到抑制作用,且程度强于单一胁迫。桑树叶片的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)及表观量子效率(φ)均受到重金属胁迫的抑制作用,且随含量增大,抑制作用增强。单一胁迫和复合胁迫对桑树叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及蒸腾速率(Tr)均起到抑制作用,从而显著地限制了桑树的生长。【结论】重金属单一胁迫及复合胁迫对桑树幼苗的生长指标、光合色素含量以及光合作用均有抑制作用,且重金属含量越高,桑树幼苗受到的抑制作用越强,复合胁迫对桑树幼苗的抑制作用存在协同效应,毒害程度强于单一胁迫;在重金属胁迫条件下,桑树表现出了较强的耐重金属性。 展开更多

关键词 桑树 复合胁迫 光合作用 生长

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2001—2016年喀斯特断陷盆地植被变化及其驱动因素 被引量：3

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作者 庄义琳 周金星 +2 位作者 吴秀芹 曹建华 章维鑫 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期177-184,共8页

【目的】探究喀斯特断陷盆地2001-2016年间植被变化的空间趋势特征,并量化关键驱动因子对植被恢复的影响程度和贡献概率,为石漠化地区生态建设提供理论依据。【方法】以Savitzky?Golay(SG)滤波重构后的2001-2016年MODIS NDVI时间序列为... 【目的】探究喀斯特断陷盆地2001-2016年间植被变化的空间趋势特征,并量化关键驱动因子对植被恢复的影响程度和贡献概率,为石漠化地区生态建设提供理论依据。【方法】以Savitzky?Golay(SG)滤波重构后的2001-2016年MODIS NDVI时间序列为数据源,采用Theil?Sen Median(TS)趋势分析和CMK检验获取断陷盆地年均NDVI值的空间趋势特征,利用Netica软件构建贝叶斯网络(BBN)模型,量化植树造林面积、岩性、海拔等驱动因子对断陷盆地年均NDVI变化的影响程度和贡献概率。【结果】2001-2016年间,断陷盆地年均NDVI显著上升的区域主要分布于云贵高原中部宣威和六盘水及青藏高原东南缘盐源地区,显著下降的区域主要为横断山脉中段木里县、南段米易以及云贵高原中部昆明和玉溪地区;关键驱动因子对年均NDVI变化的影响程度表现为植树造林面积>海拔>温度>人口密度>坡度>土地利用>岩性;植树造林面积越大,植被改善概率越大,植被改善明显的区域主要集中于植树造林面积>150 km2的范围;海拔小于1 845 m区域的植被改善概率明显变大,而高于1 845 m的区域植被改善的概率明显变小;增温显著的区域植被改善概率更低;人口密度和NDVI变化具有一定相关性,105~210人·km-2人口密度范围是植被改善概率变大的重点区域;坡度越低,植被改善越明显,并集中分布于0°~6°坡度较缓地区;从岩性来看,纯喀斯特区和亚喀斯特区植被恢复效果较好。【结论】喀斯特断陷盆地大部分地4%的区域植被显著改善,10造林面积是引起植被变化的最主要因素,其次为海拔和温度等自然要素;因植树造林等生态项目主要实施在石漠化地区,因此喀斯特地区的植被改善要优于非喀斯特地区;喀斯特石漠化综合治理中,对植被改善概率较低的地区,如高海拔地区和坡度较陡的地区,建议以自然修复模式为主;对于植被恢复的集中分布区,如植树造林面积较大地区和坡度较缓地区,植被改善明显,但后期应加强植被保护力度;由于气候和人工干扰强烈,增温显著和人口较密集地区植被退化的概率大,需格外关注。 展开更多

关键词 NDVI 喀斯特 断陷盆地 石漠化 驱动因子 贝叶斯网络

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基于TOPSIS方法的喀斯特断陷盆地区番茄地下灌溉技术节水效益综合评价 被引量：18

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作者 菅毅 周金星 +4 位作者 万龙 陈容 张梅 刘发万 丁玉雄 《节水灌溉》 北大核心 2022年第2期89-94,100,共7页

喀斯特断陷盆地区季节性干旱严重,水资源匮乏,高效节水灌溉是解决该区域水资源不足的重要途径。采用膜下滴灌、渗灌、地下滴灌和分根区交替地下滴灌4种节水灌溉方式对该区域广泛种植的蔬菜番茄进行试验,设置不同的灌水下限处理(分别为... 喀斯特断陷盆地区季节性干旱严重,水资源匮乏,高效节水灌溉是解决该区域水资源不足的重要途径。采用膜下滴灌、渗灌、地下滴灌和分根区交替地下滴灌4种节水灌溉方式对该区域广泛种植的蔬菜番茄进行试验,设置不同的灌水下限处理(分别为田间持水量的55%~65%,65%~75%和75%~85%),利用TOPSIS法对番茄品质、产量和灌水利用效率进行综合效益评价。研究表明,4种节水灌溉方式中,交替地下滴灌的综合效益最好,地下滴灌次之,两种灌溉方式的番茄品质和水分利用效率均较高,其中分根区交替地下滴灌在灌水下限为田间持水量的65%~75%时的灌溉处理综合效益最好。而膜下滴灌在较高用水量情况下,产量虽然有所提升,但品质和灌溉水分利用效率低,综合效益最差。因此,在喀斯特断陷盆地干旱缺水区域,番茄灌溉采用分根区交替地下滴灌灌水方式,灌水下限控制在田间持水量的65%~75%,可取得节水和品质提升的综合效益。研究为喀斯特断陷盆地解决水资源利用问题提供科学支撑。 展开更多

关键词 地下灌溉 分根区交替灌溉 效益评价 喀斯特断陷盆地

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近20年白洋淀湿地水文连通性及空间形态演变 被引量：41

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作者 张梦嫚 吴秀芹 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期4205-4213,共9页

水文连通性是表征湿地格局和功能稳定性的重要指标,连通性的降低通常意味着湿地生态功能的退化,内部能量流动和养分循环的扰乱。选取京津冀最具典型性的白洋淀湿地为案例,将形态学空间格局分析模型(MSPA,Morphological Spatial Pattern ... 水文连通性是表征湿地格局和功能稳定性的重要指标,连通性的降低通常意味着湿地生态功能的退化,内部能量流动和养分循环的扰乱。选取京津冀最具典型性的白洋淀湿地为案例,将形态学空间格局分析模型(MSPA,Morphological Spatial Pattern Analysis)与连通性指数(IIC,Integral Index of Connectivity;PC,Probability of Connectivity)相结合,从时空两方面分析了白洋淀湿地水文连通性的变化,总结出水文连通性变化的空间形态演变规律。结果表明,1990—2015年间,白洋淀湿地整体连通性较差,以2005年为节点呈现先降低后逐步恢复的趋势;根据MSPA功能类型的变化,将白洋淀湿地空间形态演变分为消退期与恢复期两个阶段。消退期主要表现为核心斑块逐步分裂为分支、环岛、桥接、孤岛等细碎斑块,然后逐渐消退的过程;恢复期各类型主要表现为核心湿地面积逐渐增加,分支向桥接转变的过程。其中核心湿地的面积由1990年的8974.90 hm2,最低下降到2005年2092.97 hm2,到2015年又恢复到4122.14 hm2。整体而言,核心湿地的变化对白洋淀湿地水文连通性变化起主导作用。白洋淀湿地水文连通性降低的影响因素主要有上游补给水量的多少,土地利用变化以及气候变化等因素。研究将MSPA模型与连通性指数相结合的方法,能较好揭示湿地水文连通性变化过程中水文形态组织和运行变化的规律,可为其他地区湿地相关研究提供方法上的借鉴。 展开更多

关键词 水文连通性 形态学空间格局分析模型(MSPA) 白洋淀湿地 连通性指数 空间形态

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