北京东北部山区不同生活型木本植物叶功能性状特征及其权衡关系

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作者 郭文俊 李鑫豪 +8 位作者 田赟 孙艳丽 房新民 代远萌 陈文婧 李廷山 刘鹏 贾昕 查天山 《林业科学》 北大核心 2025年第9期70-80,共11页

【目的】探究北京东北部山区不同生活型木本植物的叶功能性状及其性状组合,以系统分析该区域内优势木本植物的生态策略差异,为阐明不同生活型木本植物的环境适应机制提供参考。【方法】选取北京东北部山区19个典型木本植物群落中的20种... 【目的】探究北京东北部山区不同生活型木本植物的叶功能性状及其性状组合,以系统分析该区域内优势木本植物的生态策略差异,为阐明不同生活型木本植物的环境适应机制提供参考。【方法】选取北京东北部山区19个典型木本植物群落中的20种优势木本植物,通过野外调查和理化分析相结合的方法,基于植物生活型分类,系统分析灌木、落叶阔叶乔木和针叶乔木3种生活型木本植物的12个典型叶功能性状特征及其关系,分析各生活型间木本植物的权衡策略。【结果】1)针叶乔木的叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、叶氮含量(LNC)和叶磷含量(LPC)显著小于落叶阔叶乔木和灌木,叶厚(LT)、叶碳含量(LCC)、碳氮比(C∶N)和碳磷比(C∶P)显著大于落叶阔叶乔木和灌木,表明针叶乔木叶片的构建成本和氮、磷利用效率较高。2)20种优势木本植物的SLA与叶干物质含量(LDMC)呈负相关关系,LNC与LPC呈正相关关系,表明叶片在生长繁殖和增强防御能力间呈权衡关系,且氮、磷元素协同促进植物生长,植物在相似生境中对氮、磷元素的需求不随生活型产生特异性变化。3)LT与LDMC在落叶阔叶乔木间呈极显著正相关关系,在针叶乔木间呈显著负相关关系,而在灌木间不相关。这主要是因为落叶阔叶乔木较厚的叶片通常需要较大的LDMC提供物理结构支撑;而针叶乔木的针形叶虽然较厚,但其叶片中营养物质含量较少且气孔开放程度和水分散发量偏低,导致其LDMC较低。4)通过主成分分析和置换多元方差分析发现,不同生活型木本植物在化学性状轴和结构性状轴间均呈极显著差异(P<0.01),前两轴解释率为63.84%。这表明灌木倾向于高LNC、LPC,低LCC的性状组合,针叶乔木倾向于低LNC、LPC与高LCC的性状组合,而落叶阔叶乔木则沿着更大LA、LDMC以及更小LT的方向变化。【结论】不同生活型木本植物的部分叶功能性状存在显著差异,灌木和落叶阔叶乔木叶片倾向于“快速投资-收益型”策略,针叶乔木叶片倾向于“缓慢投资-收益型”策略。研究结果可为该区域植物资源获取-适应策略及生物多样性保护提供基础数据。 展开更多

关键词 叶功能性状 生活型 叶经济谱 权衡策略 木本植物

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毛乌素沙地生物结皮覆盖土壤中微生物残体碳贡献及其影响因素

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作者 孟延荣 白存琳 +8 位作者 赵广伟 牛向雯 佘维维 张宇清 秦树高 杨婧 姜雅文 黎明杰 冯薇 《土壤学报》 北大核心 2025年第5期1560-1570,共11页

生物结皮作为荒漠生态系统重要的地表覆被物,可通过多种途径增加土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)固存。然而,有关生物结皮覆盖下微生物残体碳(Microbial necromass carbon,MNC)对SOC的贡献及影响因素仍不清楚。以毛乌素沙地广泛分... 生物结皮作为荒漠生态系统重要的地表覆被物,可通过多种途径增加土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)固存。然而,有关生物结皮覆盖下微生物残体碳(Microbial necromass carbon,MNC)对SOC的贡献及影响因素仍不清楚。以毛乌素沙地广泛分布的藻、地衣与苔藓结皮为研究对象,采集不同类型结皮的结皮层与层下0~5 cm土壤样品,分析土壤氨基糖含量和土壤理化性质,探究三类生物结皮覆盖土壤中MNC变化及其驱动因素。结果显示:(1)藻、地衣与苔藓结皮层土壤中MNC对SOC贡献分别约为57.7%、47.9%和22.5%,结皮层下土壤中分别约为40.7%、40.2%和28.5%;(2)真菌残体碳(Fungal necromass carbon,FNC)对SOC平均贡献(28.4%±10.7%)显著高于细菌残体碳(Bacterial necromass carbon,BNC)(11.2%±4.8%);(3)FNC和BNC对颗粒有机碳的显著性高于矿物结合态有机碳;(4)FNC、BNC与氮含量(铵态氮、硝态氮及全氮)、SOC呈显著正相关,与土壤pH、交换性钙离子、土壤含水量呈显著负相关。综上所述,MNC对SOC的贡献度随藻、地衣、苔藓结皮逐渐降低,且主要贡献于活性碳库,FNC对SOC的贡献占据主导地位。土壤中的氮含量、SOC、pH、交换性钙离子和含水量对MNC的积累与分解具有显著影响。研究结果有助于促进对生物结皮覆盖土壤中微生物介导的土壤碳循环与碳固持机制的深入认识,并为荒漠区碳管理策略的制定提供科学依据。 展开更多

关键词 生物结皮 微生物残体碳 颗粒有机碳 矿物结合态有机碳 氮含量 毛乌素沙地

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基于PIV的茎秆倒伏角度对坡面薄层流水动力学特性的影响

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作者 张迪 张会兰 +2 位作者 李峰 谷方正 王铃涵 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期335-344,351,共11页

[目的]坡面植被在水流冲刷或风力等外力作用下,易发生不同程度的倒伏,为探究植被倒伏角度对坡面薄层流水动力特性及侵蚀冲刷过程的影响。[方法]利用亚克力圆柱体模拟植株茎秆,开展室内水槽冲刷试验,设置6组倒伏角度(45°、75°... [目的]坡面植被在水流冲刷或风力等外力作用下,易发生不同程度的倒伏,为探究植被倒伏角度对坡面薄层流水动力特性及侵蚀冲刷过程的影响。[方法]利用亚克力圆柱体模拟植株茎秆,开展室内水槽冲刷试验,设置6组倒伏角度(45°、75°、90°、105°、135°、150°)与3组流量条件(0.23、0.52、0.76 L/s),采用高频粒子图像测速系统(particle image velocimetry,PIV)捕捉流场图像并进行流场绘制,分析不同茎秆倒伏角度对流场特性、紊动特性与涡旋结构特征的影响。[结果]1)茎秆存在导致其上游对称面处的水流流速发生改变,在近床面区域形成沿床面向上游与沿茎秆向下的负向流动区(x/D=-0.1至x/D=-0.4,y/D=0至y/D=0.4),且茎秆前倾与后倾均会削弱水流的负向流动。2)随水深增加,垂向流速的紊动强度先增大后减小,紊动强度最大值出现的位置均位于y/D=0.2附近,说明该区域涡旋微结构作用强烈。3)茎秆存在导致上游对称面处的马蹄涡(horseshoe vortex,HV)结构产生。由于茎秆前倾与后倾对下降流的削弱作用,随倾斜角度的增加,马蹄涡系统变得明显,涡量增大且逐渐向柱体靠近,在达到90°后继续倾斜,马蹄涡系统强度反而减弱。HV1的涡量随柱体倾角变化总体呈先增大后减小的“抛物线型”变化规律,涡量最大值90°>105°>75°>135°>45°>150°。[结论]综合表明,在坡面水流发展初期,倾斜植株茎秆能够在一定程度上减弱茎秆底部水流的逆向流动,抑制下降流的产生,削弱马蹄涡结构,进而减轻薄层流对床面的侵蚀,且茎秆倾斜程度越大,对土壤侵蚀的抑制效果越好。 展开更多

关键词 坡面薄层流 倒伏角 流场 马蹄涡系统 PIV

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毛乌素沙地植被恢复过程中物种多样性与功能多样性的关系

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作者 宋春阳 佘维维 +4 位作者 郭焱培 袁新月 秦树高 冯薇 张宇清 《生态学报》 北大核心 2025年第13期6331-6348,共18页

固沙植被在防止土壤风蚀、提高生物多样性和改善生态系统功能等方面发挥着非常重要的作用,然而,其对生物多样性和生态系统影响的机制研究仍较为有限,固沙植被演替过程中物种多样性与功能多样性的动态关系尚不明晰,制约着对生态系统恢复... 固沙植被在防止土壤风蚀、提高生物多样性和改善生态系统功能等方面发挥着非常重要的作用,然而,其对生物多样性和生态系统影响的机制研究仍较为有限,固沙植被演替过程中物种多样性与功能多样性的动态关系尚不明晰,制约着对生态系统恢复成效的评估。以毛乌素沙地不同恢复阶段的植物群落为研究对象,分析了植被演替过程中土壤理化性质、植物功能性状、群落物种组成等方面的变化,旨在揭示植被恢复过程中物种和功能多样性的变化及其关系。结果显示:(1)随着植被恢复,土壤黏粒、粉粒占比增加,水分、养分条件明显改善;(2)植物功能性状偏向资源获取型,株高、叶碳含量、叶氮含量和比根长等均显著提高;(3)物种丰富度显著增加,均匀度显著降低,Shannon-Wiener指数无明显变化;(4)功能多样性指数(功能离散度、功能分异度、功能均匀度、功能丰富度和功能离散度二次熵指数)显著降低。结果表明,固沙植被演替过程中,环境过滤发挥着主要作用,并推动着群落适应性策略的转变,固沙植被物种多样性虽有所提高,但各物种呈现趋同适应,功能多样性降低,植物对资源的利用率并未增加。因此,尽管目前的固沙植被经过二十余年的恢复,盖度显著提高,土壤质量有所改善,但尚未恢复至功能多样、结构稳定的阶段,未来仍需采取严格的封禁等保护措施,为生态系统持续演替创造条件。 展开更多

关键词 植物功能性状 物种多样性 功能多样性 植被恢复 毛乌素沙地

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2000—2020年若尔盖高原产水量时空变化与影响因素

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作者 胡韵哲 张学霞 +3 位作者 张晓杰 杨锐 穆微 余新晓 《水土保持研究》 北大核心 2025年第5期224-233,共10页

[目的]分析若尔盖高原产水量的时空变化特征,厘清其主控因素,为区域水资源管理提供新的科学依据。[方法]基于土地利用以及气候、土壤、地形等数据,运用In VEST模型估算若尔盖高原年产水能力,分析其2000—2020年时空变化特征,同时运用The... [目的]分析若尔盖高原产水量的时空变化特征,厘清其主控因素,为区域水资源管理提供新的科学依据。[方法]基于土地利用以及气候、土壤、地形等数据,运用In VEST模型估算若尔盖高原年产水能力,分析其2000—2020年时空变化特征,同时运用Theil-Sen趋势分析和Mann-Kendall显著性检验判读年产水量的变化趋势,结合湿地景观演变函数重点分析了不同湿地景观变化类型下产水量的变化特征,并解析年产水量的影响因素。[结果](1)2000—2020年若尔盖高原多年平均产水量为183.62 mm,不同土地利用类型的产水能力各异,从大到小依次为未利用地(601.63mm)>建设用地(488.74 mm)>草地(192.85 mm)>耕地(188.30 mm)>湿地(122.67 mm)>林地(108.64 mm),多年平均产水总量为77.98×10^(8)m^(3),其中草地贡献了产水总量的75.63%。全区域产水量呈现“西高—北低—边缘高—中心低”的分布格局。(2)近21年研究区年产水总量增长率达2.48×10^(8)m^(3)/a,其中68.40%的区域年产水量显著或极显著增加。湿地景观变化类型中稳定型(39.75%)和恢复型(34.38%)面积占比最大,恢复型湿地对产水量的提升贡献较大,稳定型湿地有助于维持产水功能,退化型仅占25.41%。(3)区域产水量的空间格局主要受降水量和蒸散量驱动,同时受到根系深度、海拔以及植物可利用含水量等因素影响。[结论]若尔盖高原的产水能力呈显著上升趋势,气候变化起主导作用,湿地景观演变的影响也不容忽视。 展开更多

关键词 产水量 时空变化 InVEST模型 景观演变函数 若尔盖高原

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内蒙古清水河县典型人工植被土壤碳氮磷及其化学计量特征

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作者 闵雪 吴叶礼 +2 位作者 张英 丁国栋 杨之恒 《干旱区地理》 北大核心 2025年第8期1492-1501,共10页

植被土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量关系是理解不同植被生态功能发挥的关键,以清水河县4种典型人工植被(杨树、樟子松、油松、柠条锦鸡儿)为研究对象,以天然草地(禾草草地)为对照,探讨典型人工植被群落0~100 cm土层范围内土壤C、N、P... 植被土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量关系是理解不同植被生态功能发挥的关键,以清水河县4种典型人工植被(杨树、樟子松、油松、柠条锦鸡儿)为研究对象,以天然草地(禾草草地)为对照,探讨典型人工植被群落0~100 cm土层范围内土壤C、N、P含量及其化学计量比特征。结果显示:(1)5种植被类型表层(0~20 cm)土壤C、N、P含量分别为3.29~6.02 g·kg^(-1)、0.52~0.69 g·kg^(-1)、0.37~0.62 g·kg^(-1),土壤C和N含量低于我国表层土壤平均水平,土壤肥力较低。(2)在0~20 cm土层下,各人工植被土壤C、N和C/N均低于禾草草地,其中樟子松和柠条锦鸡儿土壤C和C/N显著较低(P<0.05);在20~50 cm和50~100 cm土层下,油松土壤C、N最高,其余人工植被仍低于草地,樟子松C/N最低;各土层人工植被土壤P含量明显高于草地,土壤C/P和N/P均明显低于草地。(3)相关分析表明,土壤C和N、C/P和N/P间呈极显著正相关关系(P<0.001);土壤C、N、P受植被类型与土层深度影响显著(P<0.001);土壤C、N、P含量随土层深度增加而降低,呈现明显表聚效应。考虑到研究区土壤磷高有效性利于草本生长,且草本植被土壤养分涵养效果优于人工乔灌植被,该地生态恢复可考虑以保育恢复原生草本植被为主。研究结果有助于深入理解土壤养分循环规律,评估植被的生态效益,为区域生态修复和资源管理提供科学依据。 展开更多

关键词 人工植被 天然草地 土壤养分 生态化学计量

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华北落叶松树干液流对不同降雨事件的响应

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作者 白铭悦 郭建斌 +2 位作者 刘铭 林雪雯 陈生钢 《农业工程学报》 北大核心 2025年第9期227-236,共10页

为研究树干液流对不同降雨事件响应的差异,该研究以华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)为研究对象,按照相对树高将其划分为3种优势度等级(Ⅰ级木、Ⅱ级木和Ⅲ级木),采用热扩散法,对2022年生长季(5月12日—10月12日)不同等级的华... 为研究树干液流对不同降雨事件响应的差异,该研究以华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)为研究对象,按照相对树高将其划分为3种优势度等级(Ⅰ级木、Ⅱ级木和Ⅲ级木),采用热扩散法,对2022年生长季(5月12日—10月12日)不同等级的华北落叶松树干液流速率(V_(s))和环境因子进行连续观测。结果表明:1)在日尺度上,降雨后V_(s)平均值较降雨前均有所提升,增幅大小表现为:大雨、小雨、中雨;降雨量、降雨特征与降雨后V_(s)呈显著负相关(P<0.01),各类型降雨事件后V_(s)较降雨前的最大变化量大小表现为:小雨、中雨、大雨。2)Ⅰ级木、Ⅱ级木和Ⅲ级木V_(s)对降雨的响应均符合Threshold-delay模型,最低降雨阈值分别为3.6、5.4和5.6 mm,滞后时间分别为1.87、1.54和1.24 d。3)不同降雨事件后影响V_(s)的主要环境因子不同,小雨和大雨后影响V_(s)的主要环境因子为太阳辐射和饱和水汽压,中雨后为土壤含水量;通过拟合曲线参数发现各等级样树V_(s)均在中雨后对环境因子的响应最敏感,小雨后华北落叶松导水能力最强。因此,小雨事件更能促进华北落叶松的水分生理活动。 展开更多

关键词 树干液流 降雨 环境 耗水 蒸腾变量 Threshold-delay模型 华北落叶松

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金沙江流域气象干旱与农业干旱的时空演变特征

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作者 安妮 张会兰 +2 位作者 许杨 柳宏才 孙嘉宁 《水土保持研究》 北大核心 2025年第4期176-188,共13页

[目的]金沙江流域作为西南高山峡谷区的重要生态区域,近年来干旱事件频发,研究其干旱的时空变化特征及传播规律对流域水资源管理、农业生产安全和生态保护具有重要的理论与实践意义。[方法]气象干旱是由于某一区域长期缺乏降水而导致的... [目的]金沙江流域作为西南高山峡谷区的重要生态区域,近年来干旱事件频发,研究其干旱的时空变化特征及传播规律对流域水资源管理、农业生产安全和生态保护具有重要的理论与实践意义。[方法]气象干旱是由于某一区域长期缺乏降水而导致的一种异常现象,而农业干旱是指土壤水分不能满足植物不同生长阶段需水量的一种不良现象。采用金沙江流域1985—2015年40个站点的气象数据及CCI土壤数据集,基于标准化降水指数(SPI)和标准化土壤湿度指数(SSMI)以及Morlet小波分析等方法探究流域内气象干旱和农业干旱多尺度时空特征、周期性变化及传播规律。[结果](1)年尺度上,流域在气象和农业方面均存在干旱化趋势。在季节尺度上,SPI的变化趋势在4个季节存在较大差异,秋季干旱化趋势最为严重;SSMI的变化趋势没有显著的季节差异,干旱化和湿润化的趋势并不明显。在空间上,气象和农业分别在41.0%和38.5%的区域有干旱化的趋势,均分布在流域南部;41.4%和43.4%的区域有湿润化趋势,均分布在流域北部,呈现“北湿润化南干旱化”的分布格局,干旱的发生有明显的空间性和季节性差异。(2)1985至2015年间,该流域气象干旱主要表现出9a的主周期,而农业干旱则表现为18a的主周期;2000年后干旱频率和强度增加,气象和农业均呈现出向干旱化发展的趋势。(3)从干旱发生频率上看,气象干旱主要集中在流域北部和南部,农业干旱没有明显的空间分布特性。气象干旱在春夏季高发,无旱和轻旱发生频率最高。农业干旱在夏秋两季高发,轻旱发生频率最高。(4)气象干旱向农业干旱的传播时间主要集中在1~2个月,流域高海拔地区(上游)两种干旱之间的传播时间较长,而低海拔地区(下游)的传播时间较短。传播强度具有一定的时空差异性,时间上春、夏季节干旱传播强度最大,DPI>1的区域分别占43.0%和51.0%。空间上流域北部和南部传播强度最大,农业干旱对气象变化的响应更为敏感。[结论]金沙江流域不同地区不同季节气象干旱与农业干旱发生的特征差异明显,未来应更多关注下游地区夏、秋季节的干旱变化,提高该地区的抗旱减灾能力。 展开更多

关键词 金沙江流域 气象干旱 农业干旱 干旱指数 时空特征 干旱传播

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饱和黄绵土坡面细沟侵蚀微地形变化及其对水力学特征参数的响应

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作者 谭青芳 陈峰庭 +6 位作者 黄钰涵 赵明全 常志勇 吴嫡 余新晓 黄子轩 韦娟 《土壤学报》 北大核心 2025年第4期946-957,共12页

细沟侵蚀水力学特征参数与侵蚀后微地形变化间的关系是深入探究细沟侵蚀的重要机理。本文以黄绵土为研究对象,设置4个坡度5°、10°、15°、20°,4个流量2、4、8、16 L·min^(-1),采用宽0.10 m的限定性细沟模拟冲... 细沟侵蚀水力学特征参数与侵蚀后微地形变化间的关系是深入探究细沟侵蚀的重要机理。本文以黄绵土为研究对象,设置4个坡度5°、10°、15°、20°,4个流量2、4、8、16 L·min^(-1),采用宽0.10 m的限定性细沟模拟冲刷试验,结合运动恢复结构摄影测量法,分析了坡面细沟水力学特征参数与微地形变化间的关系。结果表明:试验条件下,流速的变化范围为0.23~0.92 m·s^(-1),坡度较流量对流速的影响大;雷诺数和弗劳德数的变化范围分别为255~2358和1.89~5.90,上述水力学特征参数均随坡度和流量增大而增大(P<0.05),阻力系数则相反。地表粗糙度、地形起伏度和地表切割深度的变化范围分别为0.33~2.35、0.47~4.35和0.53~2.53 cm,3个微地形因子与流速、雷诺数、弗劳德数之间呈正相关性,与阻力系数呈负相关性,且随流速和雷诺数的增加分别呈线性和幂函数增加的趋势。综上,随着坡度和流量的增大地表微地形因子均有不同程度的增大,标志着坡面微地形向着有利于侵蚀发生的方向进行。水流的水力学特征参数(如流速、雷诺数)对地表微地形变化具有显著影响,地表粗糙度、地形起伏度和地表切割深度对流速和雷诺数变化的响应遵循线性和幂函数关系,小流量时地表粗糙度变幅最大,随着流量增大,地表起伏度和地表切割深度变幅逐渐增大,表明侵蚀过程中径流下切作用强烈,细沟侵蚀深度不断增大。研究结果可为黄绵土坡耕地水土流失治理工作以及区域生态修复研究提供理论支撑。 展开更多

关键词 细沟侵蚀 水力学特性 饱和 地表糙度 地表切割深度

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乌兰布和沙漠东北缘风况环境及不同防沙措施下沉积物粒度特征

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作者 刘雅丹 郭子健 +2 位作者 卢佳雪 李明轩 丁国栋 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第4期142-153,共12页

在研究区域风能资源状况及风沙活动强度的评估中,地表沉积物与输沙势扮演着至关重要的角色。它们不仅是衡量区域风能环境的关键指标,也是深入理解风沙活动强度的有效依据。通过分析这些指标,能够更全面地把握该区域风能利用潜力以及风... 在研究区域风能资源状况及风沙活动强度的评估中,地表沉积物与输沙势扮演着至关重要的角色。它们不仅是衡量区域风能环境的关键指标,也是深入理解风沙活动强度的有效依据。通过分析这些指标,能够更全面地把握该区域风能利用潜力以及风沙灾害防控需求。结果表明:1)在2018—2023年间磴口县年均起沙风风速为7.08 m/s,年均起沙风频率为27.30%,最大风速达到20 m/s;2)2018—2023年间研究区的输沙势(DP)和合成输沙势(RDP)分别为390.86 VU和249.83 VU,全年输沙物质整体朝东方向输移;3)将流动沙丘区域作为对照与几个防护区相比,平均粒径大小比较为锁边林区(38.93μm)<农田防护林区(81.28μm)<人工梭梭林区(177.31μm)<封育区(192.75μm)<未治理流动沙丘(232.08μm)<光伏治沙区(242.49μm)<PLA沙障阻沙区(243.20μm)。根据风况环境和沉积物粒度分析,建议对该区进行长期风沙流观测,从风能环境和风沙活动规律方面为风沙灾害防治提供科学依据。 展开更多

关键词 输沙势 风况 起沙风 粒径

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基于数字影像的北京松山森林物候模拟及其与气象因子的关系 被引量：5

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作者 李润东 田文东 +5 位作者 于海群 李鑫豪 靳川 刘鹏 查天山 田赟 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期89-97,共9页

【目的】探究温带落叶阔叶林物候变化及其与气象因子的关系,提高植被固碳模型和区域碳固定模拟的准确性。【方法】以北京松山落叶阔叶林为研究对象,基于2019年数字相机时间序列数据提取相对绿度指数(Gcc),采用Pearson相关分析方法分析... 【目的】探究温带落叶阔叶林物候变化及其与气象因子的关系,提高植被固碳模型和区域碳固定模拟的准确性。【方法】以北京松山落叶阔叶林为研究对象,基于2019年数字相机时间序列数据提取相对绿度指数(Gcc),采用Pearson相关分析方法分析其与气象因子的关系。将Gcc和SRS-NDVI测量仪测定的归一化植被指数(NDVI)数据与生态系统总初级生产力(GPP)通量数据拟合估算出的物候指标作对比,分析其差异性。【结果】观测期间,Gcc与空气温度(T_(a))、土壤温度(T_(s))、土壤体积含水量(SWC)、光合有效辐射(PAR)、饱和水气压差(VPD)和降雨量(P)的Pearson相关系数分别为0.88、0.86、0.29、0.45、0.65和0.25。Gcc、NDVI、GPP提取的生长季开始时间(SOS)分别为第129、116、110天,生长季结束时间(EOS)分别为第277、277、283天,生长季长度(LOS)分别为148、162、173天。【结论】植被生长主要受温度、光合有效辐射、饱和水气压差影响,降雨对相对绿度指数具有“触发”作用。与通量数据提取的物候指标对比,数字相机和SRS-NDVI测量仪能够敏感捕捉到植被生长动态变化,数字相机对生长末期的捕捉精度高于生长初期。 展开更多

关键词 森林物候 数字相机 相对绿度指数 归一化植被指数 生态系统生产力

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固沙植被景观格局变化及其影响因子 被引量：4

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作者 高岩 张宇清 +2 位作者 秦树高 张举涛 刘振 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期102-112,共11页

【目的】植物固沙作为重要的防沙治沙手段,在中国北方沙区生态重建与恢复工作中应用已60余年。了解不同固沙植被的景观格局动态及影响因子,可以为沙区的植被建设提供依据。【方法】本文通过中国植被图数据,选取了以蒿属(褐沙蒿和黑沙蒿... 【目的】植物固沙作为重要的防沙治沙手段,在中国北方沙区生态重建与恢复工作中应用已60余年。了解不同固沙植被的景观格局动态及影响因子,可以为沙区的植被建设提供依据。【方法】本文通过中国植被图数据,选取了以蒿属(褐沙蒿和黑沙蒿为主)、锦鸡儿属(中间锦鸡儿、小叶锦鸡儿和柠条锦鸡儿为主)、榆树和樟子松为优势种的典型植被,在四大沙地(毛乌素、浑善达克、科尔沁和呼伦贝尔沙地)内的分布区域,采用景观脆弱度指数和地理探测器模型,分析了其在1990—2015年间景观格局变化及其影响因子。【结果】蒿属和锦鸡儿属灌丛总体呈扩张趋势且逐渐稳定,景观格局主要受年降水量的影响(贡献率分别为0.31、0.41),榆树疏林和人工樟子松林表现出衰退趋势,其主要影响因子分别是土地覆盖(贡献率为0.34)和生长季气温(贡献率为0.24)。【结论】在未来可能的气候条件下,蒿属灌丛和锦鸡儿属灌丛能够稳定存在并继续发挥其防风固沙的生态功能;榆树疏林和人工樟子松林可能会发生进一步退化,在植被建设工程中需要根据沙区气候条件合理选择树种并加强管理。 展开更多

关键词 固沙植被 景观格局 影响因子 景观脆弱度指数 地理探测器

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基于改进遥感生态指数的吐鲁番-哈密地区生态环境质量评价及驱动机制分析 被引量：22

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作者 傅楷翔 贾国栋 +1 位作者 余新晓 陈立欣 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3911-3923,共13页

吐鲁番市和哈密市是我国盐渍化危害最严重的地区之一,明晰其生态环境变化趋势和驱动机制对吐鲁番-哈密地区生态文明建设具有重要意义。基于Google earth engine(GEE)平台,筛选2005—2020年6—9月Landsat影像,选取绿度(SVAI)、湿度(Wet)... 吐鲁番市和哈密市是我国盐渍化危害最严重的地区之一,明晰其生态环境变化趋势和驱动机制对吐鲁番-哈密地区生态文明建设具有重要意义。基于Google earth engine(GEE)平台,筛选2005—2020年6—9月Landsat影像,选取绿度(SVAI)、湿度(Wet)、热度(LST)、干度(NDBSI)和盐度(NDSI)构建改进型遥感生态指数(SRSEI)对吐鲁番-哈密地区生态环境进行评估。结果表明:(1)SRSEI使用SAVI代替NDVI并加入盐度指标(NDSI),与RSEI相比有着更高的第一主成分贡献率,能更全面客观地评价吐鲁番-哈密地区生态环境质量。(2)时间尺度上,2005—2020年吐鲁番-哈密地区SRSEI先下降后上升,均值0.49,并在2020年均值达到0.5575,较差和良的面积占比变化显著,较差占比减少了11.54%,良占比增加了30.15%。且未来生态环境变化趋势还将以改善为主;空间尺度上,北部西山台原和中部莫钦乌拉山生态质量多为优和良,较差区域主要集中在南部噶顺戈壁。(3)年均降水量、年均气温和经济生产总值是驱动SRSEI变化的主要控制因子,q值均大于0.092;与单因子对生态环境影响力相比,双因子交互产生的影响力更强,年均降水量∩经济生产总值是驱动吐鲁番-哈密地区生态环境发生变化的最强交互因子。 展开更多

关键词 吐鲁番-哈密地区 改进型遥感生态指数 地理探测器 驱动机制分析

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毛乌素沙地土壤解磷菌的分离筛选及其解磷机制 被引量：7

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作者 周晓倩 冯薇 +2 位作者 贺斌 秦树高 张宇清 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期109-118,共10页

为探究毛乌素沙地土壤中可培养解磷细菌的种类、解磷能力和作用机制,该研究利用磷酸三钙为磷源的培养基,从黑沙蒿(Artemisia ordosica)林地土壤中分离出61株解磷细菌,其中变形菌门(Pseudomonadota)假单胞菌属(Pseudomonas)为优势类群。... 为探究毛乌素沙地土壤中可培养解磷细菌的种类、解磷能力和作用机制,该研究利用磷酸三钙为磷源的培养基,从黑沙蒿(Artemisia ordosica)林地土壤中分离出61株解磷细菌,其中变形菌门(Pseudomonadota)假单胞菌属(Pseudomonas)为优势类群。最终筛选出4株高效解磷菌(命名为R1、R4、NR1和NR3),磷增量分别为501.24、67.78、55.48和800.28 mg/L。基于形态特征、生理生化特性和系统发育分析,鉴定R4和NR1为假单胞菌属,R1和NR3分别为拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)和泛菌属(Pantoea)。这些菌株的解磷能力与其分泌的草酸、乙酸、酒石酸量及pH值显著相关。结果表明,具有较强耐盐碱性的4株高效解磷菌,通过分泌有机酸和调节pH值显著提升了有效磷含量,显示出其作为微生物菌剂在干旱地区土壤改良和植被恢复中的潜在应用价值。 展开更多

关键词 解磷细菌 溶磷能力 无机磷 有机酸 毛乌素沙地

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晋西黄土区典型林分凋落物-土壤养分对降雨再分配变化的响应 被引量：5

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作者 龚世豪 查同刚 +3 位作者 张晓霞 张恒硕 高连炜 于洋 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第17期7748-7759,共12页

降雨是影响黄土高原地区植被生长的主要限制因子,但植被群落结构间存在的差异使其对凋落物和土壤养分的影响存在较大的不确定性。以黄土区油松人工纯林、刺槐人工纯林、油松-刺槐人工混交林、山杨-辽东栎天然次生林为对象,研究了林冠对... 降雨是影响黄土高原地区植被生长的主要限制因子,但植被群落结构间存在的差异使其对凋落物和土壤养分的影响存在较大的不确定性。以黄土区油松人工纯林、刺槐人工纯林、油松-刺槐人工混交林、山杨-辽东栎天然次生林为对象,研究了林冠对降雨的再分配特征、凋落物储量、土壤有机碳(SOC)、总氮(STN)、总磷(STP)含量随林型的变化,分析了不同降雨分配特征对凋落物、土壤养分的影响。结果表明:(1)4种林分类型间降雨再分配特征具有一定差异性,油松林、刺槐林、油松刺槐林、次生林累计穿透雨率分别为86.43%、85.37%、71.68%、64.77%,树干径流率为1.0%、1.6%、1.3%、3.2%,树冠截流率为12.48%、13.01%、27.00%、31.93%。(2)不同林分类型SOC、STN、STP以及凋落物养分释放效率表现出显著差异性,天然次生林养分含量整体上高于人工林。(3)4种林分类型中,刺槐林的土壤C∶N最低,其它3种林分的土壤C∶N无显著差异;天然次生林的土壤N∶P和C∶P最高,油松林和刺槐林的土壤N∶P无显著差异。(4)穿透雨和林冠截流的变化能够影响土壤N、P组分和凋落物C、N、P元素释放率,但对土壤C组分影响较小。综上所述,黄土高原地区植被恢复过程中,降雨能够提高土壤养分含量,促进凋落物养分归还。天然次生林对改变降雨分配特征和土壤养分特征的潜力更大,自然恢复更有利于土壤养分积累。 展开更多

关键词 降雨再分配 土壤养分 养分释放 林分类型

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晋西黄土区林分密度对油松人工林生物量及土壤理化性质的影响 被引量：6

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作者 贾亚倢 杨建英 +5 位作者 张建军 胡亚伟 张犇 赵炯昌 李阳 唐鹏 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1211-1221,共11页

【目的】探讨林分密度对油松Pinus tabuliformis人工林生物量与土壤理化性质的影响,为油松人工林高质量发展和生态服务功能持续稳定发挥提供理论支撑。【方法】以山西省临汾市吉县蔡家川流域30年生油松人工林为研究对象,采用标准木法测... 【目的】探讨林分密度对油松Pinus tabuliformis人工林生物量与土壤理化性质的影响,为油松人工林高质量发展和生态服务功能持续稳定发挥提供理论支撑。【方法】以山西省临汾市吉县蔡家川流域30年生油松人工林为研究对象,采用标准木法测算不同密度条件下单株生物量及林分生物量,并测定土壤理化性质,分析林分密度对油松林生物量及土壤理化性质的影响,采用冗余分析(RDA)及斯皮尔曼(Spearman)相关性分析确定油松林生物量与土壤理化性质之间的关系。【结果】①不同密度油松人工林的单株生物量和林分总生物量差异显著(P<0.05),且随林分密度的增加,单株生物量逐渐减少,林分总生物量在密度1750株·hm^(−2)时具有峰值;②不同密度油松人工林地土壤理化性质差异显著(P<0.05),其中土壤孔隙度在林分密度1750株·hm^(−2)时最大,达52.38%,林地土壤含水量在林分密度2750株·hm^(−2)时最高,达13.84%,土壤肥力状况则在林分密度1750株·hm^(−2)时最佳;③通过冗余分析及斯皮尔曼相关分析发现:土壤总孔隙度、有机碳和速效磷与林分总生物量均呈极显著相关(P<0.01),地下生物量受到土壤含水量的显著影响(P<0.05)。【结论】以固碳释氧和维持最大生产力为目的,以及以提高土壤碳汇能力和改良肥力为目的的油松林,林分密度建议维持在1750株·hm^(−2)左右的油松林;以保持水土和改良土壤蓄水性能为目的的油松林,林分密度建议维持在1750~2750株·hm^(−2)。 展开更多

关键词 油松林 林分密度 生物量 土壤理化性质 冗余分析

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贺兰山西坡不同海拔梯度土壤氨基糖积累特征 被引量：2

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作者 赵娅茹 吴梦瑶 +7 位作者 袁丽丽 王晓勤 杨娟 陈林 李学斌 周金星 万龙 庞丹波 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2907-2918,共12页

为探明旱区山地不同海拔梯度土壤氨基糖积累特征,明确氨基糖对土壤有机碳库的贡献以及影响因素。以2021年8月在贺兰山西坡不同海拔(1848—2940 m)采集的土壤为研究对象,分析土壤理化性质、微生物群落结构、氨基糖含量、氨基糖对土壤有... 为探明旱区山地不同海拔梯度土壤氨基糖积累特征,明确氨基糖对土壤有机碳库的贡献以及影响因素。以2021年8月在贺兰山西坡不同海拔(1848—2940 m)采集的土壤为研究对象,分析土壤理化性质、微生物群落结构、氨基糖含量、氨基糖对土壤有机碳贡献变化特征以及引起该变化的驱动因素。结果表明:沿海拔梯度上升,土壤理化性质表现出显著差异,土壤含水率、有机碳、全氮表现为升高趋势,pH和容重表现为降低趋势,全磷无明显变化规律。沿海拔梯度上升,土壤真菌、细菌、放线菌以及丛枝菌根真菌磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids, PLFAs)含量表现为先增加后减少的趋势,在中海拔区域(2110—2360 m)微生物PLFAs含量更高。沿海拔梯度上升,总氨基糖含量和氨基糖单体(氨基葡萄糖、氨基半乳糖、胞壁酸和氨基甘露糖)分别表现为持续增加和先减少后增加的变化趋势,并且总氨基糖和氨基糖单体含量均在最高海拔达到峰值,中海拔区域真菌和细菌残体碳对土壤有机碳的贡献率均小于高海拔(2707—2940 m)和低海拔(1848—1910 m),且在不同海拔梯度上真菌残体碳对土壤有机碳贡献率占据主导地位。方差分解结果显示,土壤理化性质和微生物PLFAs含量共同解释了土壤氨基糖含量及对有机碳贡献率的55.2%,其中土壤理化性质解释变异的52.9%,微生物PLFAs含量解释变异的26.9%,冗余分析同步验证土壤理化性质是影响氨基糖及氨基糖对土壤有机碳贡献率的主要因素。本研究结果揭示了贺兰山西坡微生物驱动土壤有机碳存储与转化机制,可为进一步研究旱区山地微生物残体对土壤有机碳的贡献提供理论依据。 展开更多

关键词 海拔梯度 微生物群落 土壤有机碳 氨基糖 贺兰山

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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

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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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北方农牧交错带不同人工植被类型土壤碳氮磷及其化学计量特征——以武川县为例 被引量：1

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作者 吴叶礼 闵雪 +4 位作者 赛硕 杨之恒 邹旭 张英 丁国栋 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期873-878,共6页

本研究以农牧交错带4种典型人工植被(樟子松、油松、杨树、柠条锦鸡儿)为研究对象,以天然草地为对照,探讨农牧交错带典型人工植被群落0~100 cm土层范围内土壤C、N、P含量及其化学计量比特征。结果表明:(1)草地、柠条、杨树、樟子松和油... 本研究以农牧交错带4种典型人工植被(樟子松、油松、杨树、柠条锦鸡儿)为研究对象,以天然草地为对照,探讨农牧交错带典型人工植被群落0~100 cm土层范围内土壤C、N、P含量及其化学计量比特征。结果表明:(1)草地、柠条、杨树、樟子松和油松的表层(0~20 cm)土壤有机碳(SOC)含量分别为7.72、7.16、4.16、15.59和15.84 g/kg,全氮(TN)含量分别为1.12、0.58、1.27、1.23和0.87 g/kg,全磷(TP)含量分别为0.24、0.20、0.31、0.14和0.25 g/kg,均低于我国表层土壤SOC、TN和TP平均水平,土壤肥力较低。(2)除杨树林外,各人工植被类型下土壤SOC含量均大于草地,表现为油松>樟子松>柠条>草地>杨树。杨树林的土壤TN和TP含量在各个土层深度均最高;油松在0~20 cm土层中的土壤TN含量大于草地;樟子松的土壤TN含量在50~100 cm土层中大于草地,柠条最低且始终低于草地。除杨树林外,其余人工植被的土壤TP含量均低于草地,油松林最低。各个土层中,不同人工植被的土壤C︰N和C︰P均大于草地,总体上均表现为油松>樟子松>柠条>杨树>草地;在0~20 cm土层中,只有杨树林地的N︰P大于草地,而在20~100cm中各植被的土壤N︰P比草地高。(3)本研究中的土壤C与N、P的相关性不显著,而土壤N与P呈极显著的正相关;SOC对C︰N和C︰P的相关系数绝对值最大,表明土壤C︰N和C︰P主要受SOC调控;而N︰P只与TN呈显著正相关,表明N︰P主要受TN调控。 展开更多

关键词 农牧交错带 人工植被 化学计量 N限制

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黑龙江省冻融侵蚀强度分级评价及空间分布特征 被引量：2

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作者 王景萍 张学霞 +1 位作者 古丽米热·甫拉提 王紫薇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期168-176,共9页

黑龙江省肩负维护国家生态安全、保障国家粮食安全的重任,近年来因冻融侵蚀影响,自然环境和黑土资源受到严重威胁。为了定量揭示黑龙江省冻融侵蚀强度的空间异质性及其影响因素,该研究选取10个冻融侵蚀强度评价指标,并确定其权重。通过... 黑龙江省肩负维护国家生态安全、保障国家粮食安全的重任,近年来因冻融侵蚀影响,自然环境和黑土资源受到严重威胁。为了定量揭示黑龙江省冻融侵蚀强度的空间异质性及其影响因素,该研究选取10个冻融侵蚀强度评价指标,并确定其权重。通过构建多元回归模型得到冻融侵蚀下限,将权重和赋值结果代入综合评价指数模型,利用自然断点法对冻融侵蚀强度进行分级。研究结果表明:1)黑龙江省冻融侵蚀总面积为1.917×10~5 km^(2),占全省面积的40.53%,其中强烈和极强烈侵蚀分别占冻融侵蚀总面积的20.66%和10.54%。2)黑龙江省中度冻融侵蚀以上的区域呈现三区一带的特征。三区分别为大兴安岭地区、小兴安岭地区和张广才岭地区;一带为西北—东南走向的“三岭一平原”廊道。3)黑龙江省冻融侵蚀强度在空间上表现出明显的正相关和集聚性特征,强度相近的冻融侵蚀区在空间上积聚,高强度和低强度的冻融侵蚀区在空间上分异,产生了多个高强度和低强度的冻融侵蚀区。4)植被覆盖度的增加可以降低冻融侵蚀强度,在植被覆盖度小于20%的地方,冻融侵蚀尤为剧烈;冻融侵蚀主要发生在土壤含水量为0.2~0.3 m^(3)/m^(3)的区域,而极少发生在土壤水分含量小于0.2 m^(3)/m^(3)的区域。研究结果通过对比验证显示出较高的可靠性,可为该地区冻融侵蚀的防护和管理提供依据,并为类似区域提供借鉴方法和技术参考。 展开更多

关键词 土壤 冻融 侵蚀 层次分析法 优序图法 综合指数评价模型 空间异质性

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