自然保护区生态系统服务价值双重视角:融合实地测量与遥感数据新方法 被引量：1

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作者 吴婧慧 王云琦 +5 位作者 袁雨 刘玉芳 傅开 李丹青 焦鹏 李俊杰 《生态学报》 北大核心 2025年第13期6437-6453,共17页

生态系统价值服务评估的关键难点在于量化困难和评估精度不足及生态系统内复杂生态要素之间的相互作用。由于自然保护区内生态系统复杂多样,准确评估其服务价值尤为困难,这进一步阻碍了将生态系统生产总值(GEP)纳入国民经济核算体系及... 生态系统价值服务评估的关键难点在于量化困难和评估精度不足及生态系统内复杂生态要素之间的相互作用。由于自然保护区内生态系统复杂多样,准确评估其服务价值尤为困难,这进一步阻碍了将生态系统生产总值(GEP)纳入国民经济核算体系及其在生态补偿与交易中的应用。以缙云山国家级自然保护区为例,构建了系统化的实地核算指标体系以精准计算生态系统生产总值(GEP)。通过InVEST模型处理遥感数据,量化生态系统服务指数(ESI),分析生态系统服务的权衡与协同关系及驱动因子。结合地理加权回归模型(GWR)与随机森林(RF)模型对初始计算的GEP与ESI进行偏差校正与优化。研究结果表明:(1)缙云山国家级自然保护区GEP核算总值为28.41亿元,1984—2024年生态系统服务指数水平较高且稳定,81%的森林生态系统表现出明显的协同效应;(2)空间聚类分析将保护区划为四类服务簇与三类功能分区,道路和人口密度对生态服务质量有负面影响;(3)初始高偏差区域占保护区面积的48.79%,RF优化精度优于GWR,优化偏差61.56%。提出了一种从实地数据获取到模型校准的系统方法,为量化山体—城市(KMCs)型自然保护区生态服务能力提供新视角,以应对生态服务评估的复杂性,并为“实地-模型”结果校准和生态服务评估提供参考方法。 展开更多

关键词 生态系统生产总值(GEP) 生态系统服务指数(ESI) 生态系统服务 山体-城市自然保护区

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近16年三峡库区径流输沙变化分析 被引量：12

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作者 王淑慧 苏伯儒 +3 位作者 王云琦 王玉杰 朱锦奇 付婧 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2021年第1期69-78,共10页

河流水沙情势影响河流生态系统的稳定,改变河流形态,被广泛用于解释河流的时空变化规律。三峡库区是我国最重要的生态区域之一,三峡水库作为中国最大的水库,其运行极大改变了库区内长江干流原有的水沙情势。研究近年库区内的长江干流的... 河流水沙情势影响河流生态系统的稳定,改变河流形态,被广泛用于解释河流的时空变化规律。三峡库区是我国最重要的生态区域之一,三峡水库作为中国最大的水库,其运行极大改变了库区内长江干流原有的水沙情势。研究近年库区内的长江干流的水沙变化可为水库的调度运行及库区的泥沙问题提供一定的参考。基于三峡库区干流入库站朱沱站、位于嘉陵江与长江干流的交汇处下游的寸滩站、三峡水库干流出库站宜昌站在2002—2017年的实测水沙资料,采用Mann-Kendall检验法、双累积曲线等方法,对水沙统计特征值、水沙序列趋势与突变、水沙关系进行分析,以期了解近年三峡库区长江干流的水沙变化。结果表明:1) 3站的径流量与输沙量的年内变化趋势一致,均集中在5-10月(汛期),宜昌站作为位于水库下游的观测站,径流量向非汛期(11-翌年4月)分散,而输沙量向汛期集中;3站年径流量变差系数为0.101~0.111,年输沙量变差系数为0.510~1.172;2) 3站的年径流量呈不显著的上升变化(P> 0.05),年输沙量则呈显著降低趋势(P <0.01),径流、输沙量序列的突变时间分别为2005年和2013年,与上游水电站运行、特殊水文年及水库的调度时间相对应;3) 3站在不同时间序列内的水沙关系存在较大的差异,与人类活动和河流时空环境变化存在一定关系。人类活动中的水库、水电工程的建设是输沙量降低的主要因素,同时水土流失治理也有效降低了输沙量。 展开更多

关键词 水沙统计特征值 趋势与突变 水沙关系 三峡库区 长江干流

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三峡库区人类活动净氮输入量估算及其影响因素 被引量：15

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作者 丁雪坤 王云琦 +1 位作者 韩玉国 付婧 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期206-216,共11页

建立包括食品/饲料,氮肥,大气沉降和生物固氮4部分的人类活动净氮输入模型(NANI),采用单因素方差分析法(one-way ANOVA)和灰色关联度法,研究2006~2016年三峡库区人类活动净氮输入估量的时空分布、组成特征及其贡献率、影响因素.结果表明... 建立包括食品/饲料,氮肥,大气沉降和生物固氮4部分的人类活动净氮输入模型(NANI),采用单因素方差分析法(one-way ANOVA)和灰色关联度法,研究2006~2016年三峡库区人类活动净氮输入估量的时空分布、组成特征及其贡献率、影响因素.结果表明:(1)三峡库区的NANI估量存在明显的时空差异特征,从2006年的10715.2kg/(km^2·a)到2016年的11974.1kg/(km^2·a),整体呈现先线性上升后下降的年际变化趋势,以及库首,库尾高,库区腹地低且南部高,北部低的空间分布特征.(2)三峡库区的NANI的组成中,氮肥施用量所占比重最大为50%~56%,是主要输入源,其次是大气氮沉降量,所占比重为22%~24%;相关性分析中,氮肥施用量与NANI相关性最强,R^2达到了0.81(P<0.0001).(3)人口密度,粮食产量,农业生产总值和地区生产总值等与NANI的关联度均较高,分别为0.901,0.867,0.794,0.689,NANI值随人口密度的增大而增大,但当人口密度到达一定值(500人/km^2)时,其值不再变化;NANI值随着耕地面积的增加而增大,随着森林面积的增加而减小. 展开更多

关键词 三峡库区 人类活动 净氮输入模型

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酸雨对三峡库区4种植物幼苗光合生理及根际土壤的影响 被引量：1

4

作者 杨凤 刘安芳 +3 位作者 王云琦 王玉杰 裴承敏 李信莉 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期280-292,共13页

近年来酸雨的酸性和频率越来越高,酸雨类型逐渐由硫酸型向硫酸-硝酸混合型及硝酸型转变。该研究以两年生马尾松、杉木、青冈和毛竹幼苗为试验材料,通过4个月的盆栽实验对幼苗进行硫酸型(SAR)、硝酸型(NAR)和混合型(MAR)酸雨及其各自3个... 近年来酸雨的酸性和频率越来越高,酸雨类型逐渐由硫酸型向硫酸-硝酸混合型及硝酸型转变。该研究以两年生马尾松、杉木、青冈和毛竹幼苗为试验材料,通过4个月的盆栽实验对幼苗进行硫酸型(SAR)、硝酸型(NAR)和混合型(MAR)酸雨及其各自3个酸雨浓度(pH 2.5、pH 3.5、pH 4.5)的处理,并以pH 5.7的蒸馏水为对照组,对植物的净光合速率、叶绿素含量、树种株高变化量以及植物根际土壤pH值和交换性盐基离子含量进行测定,以探究植物幼苗对模拟酸雨的敏感性及抗性特征,为酸雨受灾区的植被建设和抗酸树种的培育提供参考数据。结果表明:(1)不同浓度及类型酸雨在一定程度上能够抑制植物的净光合速率、阻碍叶绿素的合成,即酸雨浓度越高,植物净光合速率越低,叶绿素含量越少。(2)低浓度酸雨能够促进植物株高的增长,但随着酸雨浓度的增大,植物株高增长量受到严重抑制,且马尾松和青冈的表现最为明显。(3)植物根际土壤在低浓度酸雨胁迫下能够有效释放出盐基离子中和酸根离子从而降低酸雨的毒害,但随着酸雨浓度的增大,盐基离子含量不断衰减,土壤pH值逐渐减小。(4)杉木、马尾松、毛竹、青冈的平均隶属度值在不同酸雨类型作用下的表现不尽相同,总体上杉木对硫酸型和混合型酸雨的抗性最强,而毛竹能耐受硝酸型及混合型酸雨,青冈相比其他3种树种对酸雨的抗性最弱。研究发现,马尾松对硝酸型酸雨最敏感,且受胁迫的pH阈值为2.5~3.5,但对硫酸型酸雨表现出明显的抗性;杉木对3种类型酸雨的抗性较其他3种树种要强,毛竹抵抗硝酸型酸雨能力强于其他2种酸雨,而青冈对硝酸型酸雨的抵抗力强于其他2种酸雨且是抗酸能力最弱的树种,毛竹、杉木及青冈受酸雨胁迫的pH阈值为3.5~4.5;4种植物对酸雨的综合抵抗能力表现为杉木>毛竹>马尾松>青冈。 展开更多

关键词 酸雨 净光合速率 交换性盐基离子 敏感性 抗性

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植被缓冲带固土护坡效应研究——以涪江流域潼南段为例 被引量：2

5

作者 王鑫皓 黄盛 +4 位作者 李通 祁子寒 胡月 李克文 闫相君 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第2期199-209,共11页

植被缓冲带是河岸生态系统的重要组成部分,在固土护坡方面具有重要的作用。本研究以涪江流域潼南段河岸植被缓冲带为研究对象,通过样方调查、室内试验和野外试验等,确定沿岸植被缓冲带的物种组成和优势种,根系的力学和形态特征以及固土... 植被缓冲带是河岸生态系统的重要组成部分,在固土护坡方面具有重要的作用。本研究以涪江流域潼南段河岸植被缓冲带为研究对象,通过样方调查、室内试验和野外试验等,确定沿岸植被缓冲带的物种组成和优势种,根系的力学和形态特征以及固土护坡效果。主要结果:1)河流沿岸缓冲带共有植物2门3纲16目19科30属35种,主要为被子植物和蕨类植物2大类,优势物种为狗牙根、芦苇、草木樨、狗尾草、小蓬草。2)当根系直径<0.2 mm时,狗牙根根系的抗拉强度最高;当根系直径>0.2 mm时,草木樨根系的抗拉强度最高。3)植物根系的存在具有明显抗冲效果,最大冲刷深度时间延迟1~4 min,冲刷深度降低938 mm,侵蚀量减少20.17%~58.90%,狗牙根的抗冲刷效果明显好于狗尾草;根系的存在能够显著提升土体的抗剪强度,使剪切峰值延缓0.26~4.80 cm,剪切峰值提升4.76~11.37 kPa,能量消耗增加23.76%~46.11%。抗剪切效果最好的是芦苇,其次是小蓬草,最后是草木樨。综上,为了兼顾植物根系的抗冲刷效果和抗剪切效果,推荐狗牙根和芦苇进行浅根–深根搭配种植来提升河岸的水土保持能力。 展开更多

关键词 植被缓冲带 水土保持 抗冲性 抗剪强度

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重庆缙云山森林火灾干扰边坡的滑坡易发期预测 被引量：4

6

作者 李通 王云琦 +2 位作者 祁子寒 何相昌 李克文 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期131-141,共11页

为明确缙云山火灾后边坡的失稳机制并预测未来滑坡风险,该研究通过对火林地根-土体物理性质勘测和试验,借鉴森林砍伐与根系强度预测模型-SIDLE曲线模型预测了根系强度的衰减和恢复动态,并采用COMSOL模拟了未来40 a林地边坡在正常状态和... 为明确缙云山火灾后边坡的失稳机制并预测未来滑坡风险,该研究通过对火林地根-土体物理性质勘测和试验,借鉴森林砍伐与根系强度预测模型-SIDLE曲线模型预测了根系强度的衰减和恢复动态,并采用COMSOL模拟了未来40 a林地边坡在正常状态和极端降雨事件后的稳定性动态。结果表明:(1)缙云山林缘边坡为约1.5 m厚的砂质壤土-砂质泥岩双层土坡结构,上下层渗透性和土体强度差异悬殊;(2)林缘边坡在自然状态下处于稳定状态,潜在滑动面位于深层(稳定系数FOS>2);极端降雨条件下,潜在滑动面位于土层结构面上,该处易出现带状积水,正孔隙水压力约10 kPa,极端降雨后无根系状态临界FOS为1.13,根系固土状态下临界FOS为1.32;(3)火灾发生后对自然状态下边坡深层稳定性影响较小,而极端降雨后边坡浅层稳定性随火灾后的年动态呈现快速降低而后缓慢恢复的趋势,期间FOS谷值处便出现长达数年的浅层滑坡易发期。缙云山林缘边坡的失稳机制为降雨过程中土层界面处正孔隙水压力积累弱化了有效应力。结合文献已有灌木根系数据和本区植物根系固土特性和土层特征,保守估计该次火灾发生后6~9 a为滑坡易发期,FOS为1.22~1.32,至少18~24 a后才可完全恢复至火灾前的稳定条件。研究结果有助于了解区域浅层滑坡形成机制,为火后森林恢复和边坡风险评估提供初步参考。 展开更多

关键词 边坡失稳 降雨 入渗 森林火灾 根系固土 流固耦合 边坡稳定

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重庆缙云山马尾松和润楠径向生长的酸雨响应

7

作者 郑永林 王云琦 +2 位作者 徐晓晓 王玉杰 李耀明 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期58-67,共10页

【目的】探究南方典型酸雨区树木生长的酸雨响应,为明晰酸雨对森林生态系统的影响提供科学依据。【方法】以重庆缙云山优势树种马尾松和润楠为研究对象,采用树轮气候学方法,分别采集马尾松40株和润楠35株建立树轮宽度年表,计算胸径断面... 【目的】探究南方典型酸雨区树木生长的酸雨响应,为明晰酸雨对森林生态系统的影响提供科学依据。【方法】以重庆缙云山优势树种马尾松和润楠为研究对象,采用树轮气候学方法,分别采集马尾松40株和润楠35株建立树轮宽度年表,计算胸径断面积增长量,分析马尾松和润楠的生长趋势及其对酸雨因子的响应。【结果】1)马尾松和润楠标准年表的样本总体代表性分别为0.942和0.869,马尾松标准年表的样本总体代表性、平均敏感度、一阶自相关和第一主成分解释量均大于润楠;2)1961—2020年马尾松和润楠生长均曾受酸雨抑制,其中马尾松生长受抑制时间长于润楠,但均在2010年后出现生长恢复;3)缙云山酸雨类型从硫酸型过渡到硫酸-硝酸混合型,平均气温和降水量不是近20年树木生长的主要限制因子;马尾松和润楠径向生长与降雨pH呈显著正相关(P<0.05),与降雨中SO_(4)^(2-)浓度呈显著负相关(P<0.05);润楠径向生长与降雨中NO_(3)^(-)浓度呈显著负相关(P<0.05),马尾松径向生长与降雨中NH_(4)^(+)浓度呈显著负相关(P<0.05);4)多元线性逐步回归模型表明,年尺度的降雨SO_(4)^(2-)浓度和NO_(3)^(-)浓度分别对马尾松和润楠径向生长有极显著负面影响(P<0.01),分别可解释65.5%和29.5%的生长变异。【结论】酸雨中SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)浓度是缙云山地区树木生长的主要限制因子,利用树轮研究酸雨对树木生长的影响具有很大潜力。 展开更多

关键词 酸雨 马尾松 润楠 树轮 硫酸根 生长抑制

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缙云山4种植物幼苗氮磷含量及生态化学计量特征对模拟酸雨的响应

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作者 张育萱 王云琦 +6 位作者 王玉杰 杨凤 朱君琳 郑永林 李满意 孟祥江 薛兰兰 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期169-178,共10页

为研究酸雨对植物幼苗氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,探讨植物养分及其化学计量之间的关系及对酸雨的响应。以1年生杉木、马尾松、香樟和毛竹幼苗为研究对象,于2021年5月在重庆缙云山,设置pH值7.0(对照)、4.5、3.5和2.5共4个处理... 为研究酸雨对植物幼苗氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,探讨植物养分及其化学计量之间的关系及对酸雨的响应。以1年生杉木、马尾松、香樟和毛竹幼苗为研究对象,于2021年5月在重庆缙云山,设置pH值7.0(对照)、4.5、3.5和2.5共4个处理,分别记为CK、pH4.5、pH3.5和pH2.5,进行为期4个月的原位模拟酸雨喷洒试验,分析不同植物幼苗N、P含量及其化学计量比。结果表明:不同浓度酸雨下,杉木、马尾松、香樟和毛竹4种植物叶的N、P含量大于根和茎;不同树种和不同器官的N含量对酸雨淋溶的响应不同,杉木和香樟幼苗的根和叶N含量对酸雨处理响应敏感系数高于茎。在pH3.5和pH4.5时,杉木和马尾松为N限制,毛竹在pH3.5时为N限制,而香樟在pH3.5和pH4.5时为P限制,不同酸雨浓度对植物各器官N:P计量特征存在不同影响,影响植物幼苗N、P含量平衡;杉木、马尾松、香樟和毛竹根N、P含量之间呈正相关,N、P含量表现出一定的比例组成和协调关系。不同植物对于酸雨处理的响应不同,植物营养元素含量及其在各个器官间的分配与植物自身形态结构特点和外界环境变化特征有关。 展开更多

关键词 模拟酸雨 植物器官 氮 磷 化学计量比

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含水率变化对四川山矾根土摩阻特性和边坡稳定性影响 被引量：1

9

作者 刘雪璇 郑培龙 +5 位作者 梁军 王玉杰 李通 王余靖 王鑫皓 王云琦 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第1期70-79,共10页

含水率是土壤物理性质中变化最频繁的指标,不但影响土体的表观强度,还影响根土力学作用。目前浅层边坡稳定性评估研究中,关于土壤含水率对根系固土能力影响的考虑较少。为明确根土界面特性—土壤含水率的关系,并探讨在边坡稳定分析中考... 含水率是土壤物理性质中变化最频繁的指标,不但影响土体的表观强度,还影响根土力学作用。目前浅层边坡稳定性评估研究中,关于土壤含水率对根系固土能力影响的考虑较少。为明确根土界面特性—土壤含水率的关系,并探讨在边坡稳定分析中考虑该关系的必要性,本研究开展以土壤含水率为变量的根土直剪摩擦试验,并将3种不同模型下根土界面摩阻特性(“本文动态模型”、Wu模型和FBM模型)分别纳入对根系附加强度的估算中,最后采用GEO-Studio软件对边坡稳定性进行模拟。结果表明:1)随着土壤含水率的增加,四川山矾根系抗拉和拔强度均与根径呈负幂函数关系,2条曲线通常具有交点,其对应的根径随着含水率升高先增后减,范围为0.12~2.75 mm;2)随着土壤含水率的增加,实测的根土界面摩擦系数先增后减;3)3种模型估算的根增附加黏聚力c_(r):c_(r)(f)<c_(r)(FBM)<c_(r)(Wu),且含水率越高,c_(r)(f)与c_(r)(FBM)和c_(r)(Wu)的偏差越大;4)将3种模型下根增附加黏聚力c_(r)纳入边坡稳定性评估中,边坡稳定系数均随含水率升高而降低,“本文动态模型”稳定系数的估算值更保守,Wu和FBM模型约为“本文动态模型”的1.53和1.02倍,说明分析植被边坡稳定性时应考虑根土界面摩擦特性随土壤含水率的动态变化。 展开更多

关键词 根系固土 根土界面摩阻特性 降雨入渗 土壤含水率 边坡稳定性

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林火对重庆缙云山典型林分土壤细菌群落及酶活性的短期影响 被引量：5

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作者 兰越 王云琦 +6 位作者 王玉杰 崔芯蕊 郑永林 申航 姚璐 司洪涛 李满意 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期60-68,共9页

森林火灾是森林土壤及生物多样性产生的一个驱动因素。特别是在容易发生火灾的生态系统中,火灾对土壤微生物群落以及酶活性的影响复杂,在很大程度上仍然是未知的。因此,分析火灾后短期土壤细菌以及酶活性的变化动态对理解森林群落的重... 森林火灾是森林土壤及生物多样性产生的一个驱动因素。特别是在容易发生火灾的生态系统中,火灾对土壤微生物群落以及酶活性的影响复杂,在很大程度上仍然是未知的。因此,分析火灾后短期土壤细菌以及酶活性的变化动态对理解森林群落的重建过程具有重要的生物学意义。以重庆缙云山火灾后针阔混交林和竹林的土壤为研究对象,在火灾发生的1个月内,对不同火烧强度下针阔混交林和竹林0~10 cm和10~20 cm土层进行采样,测定土壤中蔗糖酶、纤维素酶和脲酶的活性以及土壤养分及pH的变化情况,采用高通量测序测定技术分析土壤中细菌群落结构变化。结果表明:1)在林火发生后短期内土壤细菌多样性、丰富度、土壤有机质以及土壤酶活性都有所下降,土壤pH、速效钾、有效氮、有效磷都不同程度的上升,尤其在0~10 cm土层受林火的影响更强。2)土壤中变形菌门、放线菌门和绿弯菌门的相对丰度在遭受中度和重度林火后最高;酸杆菌门的相对丰度在未遭受林火时最高;厚壁菌门的相对丰度在轻度火烧后最高。3)在土壤细菌结构与土壤化学因子的冗余分析中发现,火灾后土壤化学性质的改变也会影响土壤细菌群落和土壤酶活性。森林火灾会导致土壤细菌群落多样性下降,土壤酶活性显著下降。中度和重度火灾对土壤细菌多样性和酶活性的影响最大,通过冗余分析得知变形菌门与土壤养分呈正相关,酸杆菌门与土壤养分和pH值呈负相关。 展开更多

关键词 林火 土壤细菌 酶活性 缙云山

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河岸稳定性动态机理及生态支护方案分析 被引量：3

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作者 张兴存 程雨萌 +5 位作者 李通 祁子寒 何相昌 骆丕昭 王玉杰 王云琦 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期156-164,共9页

为研究降雨联合水位波动条件下的河岸稳定性动态机理,设计合理的生态护坡方案,采用实地勘察、力学试验、数值模拟相结合的方法揭示嘉陵江北碚段边坡稳定性随水位变动的特点及边坡失效机理,并对比传统护坡手段探讨“活木桩护坡”措施中... 为研究降雨联合水位波动条件下的河岸稳定性动态机理,设计合理的生态护坡方案,采用实地勘察、力学试验、数值模拟相结合的方法揭示嘉陵江北碚段边坡稳定性随水位变动的特点及边坡失效机理,并对比传统护坡手段探讨“活木桩护坡”措施中的关键技术参数。结果表明:1)河岸滩涂边坡的稳定性随水位升降而波动,在水位消落阶段边坡稳定疾速下降,其原因为边坡外部静水压力随水位消落卸载,边坡内部指向坡外的渗透压力作用导致中坡位发生浅层破坏。在暴雨多发的夏秋季节,当江水位下降速率超过3 m/d应激发河岸滩涂的滑坡灾害预警;2)在活木桩的桩体直径和入桩角度固定的条件下,适当增加入桩长和减少桩间距有助于限制边坡水平位移,河岸滩涂缓坡的桩体配置建议为警戒水位和常水位之间的中上部,桩距2.3 m桩长3.3 m组合,且只有当桩长接近潜在滑动层时才会影响到表层土的稳定性;3)在优化参数配置下的活木桩配置初期,可在水位消落的极端条件下提高稳定系数18.6%,是传统草灌木固坡效果的3.8倍。木桩根系充分生长后可提高边坡稳定系数22.3%,较同配置桩体增加3.7%。 展开更多

关键词 水位波动 流固耦合 边坡稳定 活木桩 稳定系数

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重庆缙云山马尾松针阔混交林火干扰下的碳损失估算 被引量：1

12

作者 尹乐 王云琦 +7 位作者 王松年 王太强 刘玉芳 孟祥江 薛沛沛 张建聪 王琳涛 张洪珊 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期128-136,共9页

林火的发生会对森林生态系统的稳定性产生胁迫,导致气候变化,是森林碳库减少的主要干扰因子之一。为探究火干扰下森林的碳损失量,以重庆缙云山典型林种针阔混交林为研究对象,利用生物量法进行估算火干扰下的枯落物层及乔灌层的碳损失量... 林火的发生会对森林生态系统的稳定性产生胁迫,导致气候变化,是森林碳库减少的主要干扰因子之一。为探究火干扰下森林的碳损失量,以重庆缙云山典型林种针阔混交林为研究对象,利用生物量法进行估算火干扰下的枯落物层及乔灌层的碳损失量。结果表明:1)相同火干扰程度下消耗的可燃物量表现为枯落物层(41.33 t/hm^(2))>灌木层(1.28 t/hm^(2))>乔木层(0.27 t/hm^(2)),缙云山马尾松针阔混交林地表分布有大量的可燃物,导致燃烧物以枯落物及上层腐殖质为主;森林各部分可燃物的消耗量随着火干扰程度的增加而增加;2)针阔混交林枯落物层及乔木层可燃物载量主要随着熏黑高度和乔木死亡率的增加而增加,灌木层可燃物载量主要随着熏黑高度和乔木死亡率的增加而减少;3)不同程度火干扰下森林植被碳损失量有所差异,缙云山马尾松针阔混交林样地内碳损失量主要由重度火干扰提供,火干扰后造成的碳吸收损失总量为5.68 t/(km^(2)·d)。综上,缙云山针阔混交林被轻度火干扰程度最大,且以地表火为主,燃烧物主要以枯落物及上层腐殖质为主,所消耗可燃物总量较多,碳损失量较大。 展开更多

关键词 针阔叶混交林 火干扰 碳损失量 生物量法 缙云山

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火烧对重庆缙云山土壤化学性质的影响 被引量：1

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作者 申航 王云琦 +5 位作者 王玉杰 刘晓东 郑永林 郑一凡 王太强 刘玉芳 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期52-59,共8页

探究不同强度火烧对不同林分林下土壤化学性质的影响,以期为火灾发生后森林生态系统功能的恢复及利用火烧促进林分更新提供参考。在2022年8月重庆市缙云山山火发生1周内,在火烧区针阔混交林和竹林的不同强度火烧及不同深度的土壤取样,... 探究不同强度火烧对不同林分林下土壤化学性质的影响,以期为火灾发生后森林生态系统功能的恢复及利用火烧促进林分更新提供参考。在2022年8月重庆市缙云山山火发生1周内,在火烧区针阔混交林和竹林的不同强度火烧及不同深度的土壤取样,测定土壤pH、有机质含量等化学指标。通过描述性统计分析、单因素方差分析和Fisher LSD检验研究土壤化学性质在同一林分不同强度火烧间,以及同一强度火烧下不同林分间的显著性差异和变化趋势。结果表明:1)2种林分内土壤pH、速效钾含量都随火烧强度增大表现出上升趋势,而土壤有机质、全磷含量随火烧强度增大表现出下降趋势,全氮、碱解氮、有效磷含量、阳离子交换量(CEC)随火烧强度增大没有明显变化;2)在相同火烧强度下,2种林分之间的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和CEC存在显著差异(P<0.05),而pH、全磷无显著差异;3)总体来说,火烧后表层土化学性质变化强烈,短期内土壤养分含量降低,不利于植物生长。因此灾后植被恢复工作要以土壤肥力的改善为主,同时不同林分受灾后土壤化学性质变化具有较大差异,要针对其具体变化实行因地制宜的恢复措施。 展开更多

关键词 火烧强度 火烧迹地 森林土壤 化学性质

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酸雨湿润下重庆黄壤团聚体稳定性动态变化 被引量：1

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作者 张嘉良 苏伯儒 +4 位作者 王云琦 胡波 王玉杰 马超 鲍升志 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2020年第4期73-83,共11页

土壤团聚体稳定性是评价土壤质量与影响土壤侵蚀过程的重要因子,为研究酸雨湿润对重庆黄壤团聚体的影响,用pH为1、3和5的模拟酸雨湿润初始粒级>5~7 mm、>3~5 mm、>2~3 mm和≥1~2 mm的团聚体(pH=1,处理TpH1;pH=3,处理TpH3;pH=5... 土壤团聚体稳定性是评价土壤质量与影响土壤侵蚀过程的重要因子,为研究酸雨湿润对重庆黄壤团聚体的影响,用pH为1、3和5的模拟酸雨湿润初始粒级>5~7 mm、>3~5 mm、>2~3 mm和≥1~2 mm的团聚体(pH=1,处理TpH1;pH=3,处理TpH3;pH=5,处理TpH5)。之后每5 d用Le Bissonnais法中快速湿润(FW)、预湿润后震荡(WS)与慢速湿润(SW)的方法测定团聚体平均质量直径(MWD),并将经去离子水干湿交替处理的各粒级团聚体MWD作为本底值。结果表明:1)消散作用是黄壤团聚体破碎的主要机制。2)经过TpH1、TpH3和TpH5处理后,相较于本底值,MWDFW的平均变化率分别为1.99、1.30和1.43;MWDWS的平均变化率分别为1.03、1.22和1.19;MWDSW的平均变化率分别为1.48、0.78和0.88。3)处理TpH1、TpH3和TpH5的MWD平均变化率分别为1.50、1.10和1.16。处理TpH1的MWD变化幅度远高于TpH3和TpH5,处理TpH3和TpH5的相同初始粒级团聚体MWD基本无显著差异。4)酸雨湿润会促进<0.1 mm的团聚体凝聚。TpH3和TpH5处理下>5~7 mm、>3~5 mm、>2~3 mm团聚体中>2 mm的水稳性团聚体平均变化率分别为0.87、0.98和0.23,>2~3 mm团聚体中>2 mm水稳性团聚体大幅减少。总体来看,土壤团聚体被酸雨湿润后稳定性增大,但这是以土壤酸化为代价的。 展开更多

关键词 模拟酸雨 土壤团聚体 LB法 黄壤

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重庆缙云山2种林分土壤呼吸对火干扰的响应 被引量：1

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作者 王松年 侯瑞萍 +5 位作者 冯印成 毛维 刘双楠 孟祥江 薛沛沛 王云琦 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期69-77,共9页

探讨火干扰对缙云山2种林地土壤呼吸速率的影响,明晰不同等级火干扰下不同林分土壤呼吸速率短期变化规律及其影响因子,从而为该地区火干扰后的植被恢复和土壤治理工作提供科学依据。利用无人机勘测结合实地踏查,根据熏黑高度和植被受损... 探讨火干扰对缙云山2种林地土壤呼吸速率的影响,明晰不同等级火干扰下不同林分土壤呼吸速率短期变化规律及其影响因子,从而为该地区火干扰后的植被恢复和土壤治理工作提供科学依据。利用无人机勘测结合实地踏查,根据熏黑高度和植被受损情况,划分并布设火干扰Ⅰ(轻度)、Ⅱ(中度、)Ⅲ(重度)级和对照样地,采用密闭式动态气室法测定不同样地的土壤呼吸速率,同时测定土壤环境及理化性质。结果表明:2种林地在不同等级火干扰下的土壤温度变化趋势相同,顺序为Ⅲ级样地>Ⅱ级样地>Ⅰ级样地>对照样地,土壤湿度与土壤温度变化趋势相反;针阔叶混交林地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级火干扰下的土壤呼吸速率分别为1.81、1.5和1.38μmol/(m^(2)·s),与对照相比分别降低24.9%、37.8%和43.8%。毛竹纯林Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级火干扰下的土壤呼吸速率分别为2.78、2.34和1.65μmol/(m^(2)·s),与对照相比分别降低29.1%、51.4%和57.9%。针阔叶混交林和毛竹纯林细根生物量均随火烧等级的增加而减少;土壤pH和碳氮比随火烧等级的增加而增加。综上,火干扰使林地土壤温度升高,湿度降低;土壤呼吸速率随火干扰等级的增加受到显著抑制,同一林分不同等级火干扰下的土壤呼吸速率存在显著差异,相同等级火干扰下,针阔混交林土壤呼吸速率显著低于毛竹纯林;土壤呼吸速率与细根生物量呈显著正相关,与土壤pH呈显著负相关,二者是火干扰下土壤呼吸速率差异的主要影响因素,发展针阔叶混交林可有效降低火干扰的影响。 展开更多

关键词 火干扰 土壤呼吸 林分类型 细根生物量

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重庆缙云山植物幼苗根系及土壤对酸雨的响应机制 被引量：1

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作者 朱君琳 侯瑞萍 +5 位作者 王云琦 王玉杰 杨凤 张育萱 郑永林 司洪涛 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第6期121-130,共10页

为研究酸雨对植物根系和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量、生态化学计量比特征及根系形态影响,以重庆乡土树种马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、毛竹(Phyllostachys edulis)为研究对... 为研究酸雨对植物根系和土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量、生态化学计量比特征及根系形态影响,以重庆乡土树种马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、毛竹(Phyllostachys edulis)为研究对象,于2021年5月进行酸雨模拟试验,设置4个不同处理水平,即CK(pH7.0蒸馏水)、pH4.5、pH3.5和pH2.5;模拟酸雨环境4个月后对植物根系形态及土壤和根系C、N、P含量进行测定。结果表明:1)在pH3.5条件下,杉木和香樟根系全氮含量受到显著抑制(P<0.05),与对照组相比,分别降低18.86%、35.66%,在pH4.5条件下马尾松土壤有机碳储量升高而毛竹土壤全氮产生流失;2)酸雨对各植物-土壤C∶N∶P影响不同,杉木、香樟根系C∶N在pH3.5条件下显著上升至50.26、61.33;在酸雨处理下,根系氮和磷变化趋势一致,马尾松、杉木、毛竹受到氮元素限制;3)不同植物根系在酸雨影响下表现不同,酸雨促进马尾松和杉木根系生长,抑制香樟和毛竹根系生长;4)根系形态与根系C∶N和根系全碳含量显著正相关,而与根系N∶P显著负相关。短期酸雨尚未破坏各植物-土壤整体平衡,杉木土壤缓冲能力强于马尾松、香樟、毛竹土壤,且根系对酸雨响应更加积极。 展开更多

关键词 模拟酸雨 生态化学计量比 根系 土壤

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植被恢复初期的多重固土机制——以重庆缙云山地区2种植物为例

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作者 朱锦奇 刘勇 +4 位作者 王丹 郑博福 王玉杰 江旖慧 王云琦 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期17-24,共8页

植物措施是水土保持措施的重要组成部分。植物被认为可以多角度加固土壤与边坡。以重庆缙云山地区的乔木种(四川山矾)和草本(狗牙根)作为研究对象,选择一片林窗裸地种植2种植物样本,对种植后3年的土壤抗剪强度、根系分布密度和根系强度... 植物措施是水土保持措施的重要组成部分。植物被认为可以多角度加固土壤与边坡。以重庆缙云山地区的乔木种(四川山矾)和草本(狗牙根)作为研究对象,选择一片林窗裸地种植2种植物样本,对种植后3年的土壤抗剪强度、根系分布密度和根系强度等指标进行测定,评估不同植物种在不同种植时期、不同土层的固土效应,探讨不同植物种的土壤加固效应和作用机制,为以固土为主要指标的水土保持植物措施的植物选择提供理论依据。结果表明:1)2个物种都可以通过机械与化学固土作用加固土壤,其中机械加固作用为5~15 kPa,化学加固作用为0~7 kPa。狗牙根仅在种植的第2年,通过其较快生长的特性,在0~20 cm土层提供的土壤黏聚力增加值高于乔木12%,第3年后则高于乔木7%;2)2个植物种对土壤的加固效果都是机械加固作用高于化学加固作用,在0~20 cm土层,狗牙根的机械加固作用比化学加固作用约高52%,而四川山矾则高出26.2%。在20~40 cm土层,四川山矾的机械加固作用高于化学加固作用42.45%,狗牙根则不存在显著差别。不同类型的植物可能通过不同的方式加固土壤,有些可能有较多且强度较高的根系通过机械作用加固土壤;有些可能通过改变土壤本身的有效黏聚力和内摩擦角,通过化学作用加固土壤。寻找不同植物固土能力的特点,可为不同地区固土树种的选择提供理论依据。 展开更多

关键词 根系固土 抗剪强度 植物生长 机械固土作用 化学固土作用

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基于诊断函数的薄层流对数律研究

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作者 杨坪坪 张玉珊 +2 位作者 李瑞 张会兰 王云琦 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期167-175,共9页

薄层流是一种特殊形态的明渠流,其特点是水深浅薄。为探讨薄层流流速分布是否满足对数律,该研究利用高分辨率粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,分析8组薄层流(水深0.49~1.1 cm,雷诺数835~2877)及1组深水明渠紊流(对照... 薄层流是一种特殊形态的明渠流,其特点是水深浅薄。为探讨薄层流流速分布是否满足对数律,该研究利用高分辨率粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术,分析8组薄层流(水深0.49~1.1 cm,雷诺数835~2877)及1组深水明渠紊流(对照)床面至水面的流速分布、紊动强度及雷诺应力。并基于诊断函数,研究薄层流流速是否满足对数律、对数区的范围及卡门常数变化规律。结果表明,薄层流的无量纲流速从过渡区开始偏离深水明渠水流中的理论曲线;薄层流的流向紊动强度大于深水明渠紊流,但垂向紊动强度小于深水明渠紊流,随着水深的增加,两者的紊动强度逐渐重合;雷诺应力的特征表明,随着水深的增加,受黏性力影响的范围越来越小。薄层流诊断函数曲线的特征说明薄层流中不存在严格意义的对数区,但当水深极浅时(水深≤0.53 cm),流速基本满足对数律,且卡门常数在0.2~0.3范围内。当水深和雷诺数增加,薄层流诊断函数曲线出现波动而不再近似水平。为方便实际计算,若允许诊断函数有一定的倾斜,对数区在极大值与极小值之间的范围,薄层流的卡门常数随着雷诺数的增加而增加。此外,薄层流对数区的范围并非稳定,随着雷诺数的增加,对数区影响的范围变大。该研究可为薄层流的理论研究和流速计算提供参考。 展开更多

关键词 流速 粒子图像测速 渠道 薄层流 卡门常数 诊断函数 对数律

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重庆缙云山3种典型倒伏树木根土盘特征

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作者 何相昌 王云琦 +4 位作者 李通 李耀明 王余靖 祁子寒 李克文 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第2期74-82,共9页

根土盘是边坡林木力学分析建模和了解林木倒伏力学机制的重要模块。为实现基于植株地上部分易观测指标对根土盘几何参数的预测,以及分析根土盘形态特征的主要影响因子,对缙云山林地倒伏树木进行野外调查,统计杉木、润楠、大头茶的树高... 根土盘是边坡林木力学分析建模和了解林木倒伏力学机制的重要模块。为实现基于植株地上部分易观测指标对根土盘几何参数的预测,以及分析根土盘形态特征的主要影响因子,对缙云山林地倒伏树木进行野外调查,统计杉木、润楠、大头茶的树高、冠高、冠幅、根土盘的迎风半径、背风半径、横向直径、根土盘深度、根系数量、地形坡度等指标,并对3种植物的根土盘根系抗拉强度进行测定,最终对调查数据进行统计拟合以及PCA分析。结果表明:1)大头茶具有最大的横向直径与最小的根土盘深度且表层根系数量多于杉木和润楠,根土盘整体呈宽浅圆盘状;杉木具有最小的横向直径与最大的根土盘深度且深层根系数量多于大头茶和润楠,根土盘整体呈窄深圆柱状;2)3种树木根土盘的横向直径、迎风半径、背风半径与胸径均呈较强的正相关关系(R^(2)>0.452),根土盘深度与胸径的相关性则较弱(R^(2)<0.047);3)PCA分析结果显示根土盘横向直径与根系数量和地形坡度呈较强正相关关系,根土盘深度与冠幅、冠高比呈较强正相关关系。综合得出:通过胸径可以对横向直径、迎风半径、背风半径这些指标进行相对比较好的预测,对根土盘深度的预测则较差;倒伏株的根土盘形态主要受根土盘根系数量、冠高比等决定,较多的根系数量和较大的地形坡度导致更大的根土盘横向直径,冠高、冠幅比较大的树木,导致更大的根土盘深度。 展开更多

关键词 林木倒伏 根土盘 根系抗拉强度 根系附加黏聚力

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森林火灾对浅层含根土力学特性的影响

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作者 李克文 王云琦 +3 位作者 祁子寒 王太强 刘玉芳 何相昌 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期34-41,共8页

根系对土体的力学特性有显著影响,可以对土壤侵蚀和浅层滑坡起到作用。森林火灾发生后,对表层土壤产生影响,植物根系的固坡作用明显减弱,然而对灾后根土复合体力学特性的影响及根系腐败研究尚不充分。为揭示火灾对根系固土能力的弱化机... 根系对土体的力学特性有显著影响,可以对土壤侵蚀和浅层滑坡起到作用。森林火灾发生后,对表层土壤产生影响,植物根系的固坡作用明显减弱,然而对灾后根土复合体力学特性的影响及根系腐败研究尚不充分。为揭示火灾对根系固土能力的弱化机理,对2022年8月21日发生山火的重庆市缙云山国家级自然保护区开展调查,从不同火烧程度的区域采集土样,采用电子万能试验机测得根系抗拉强度、ZJ型应变控制式直剪仪测定含根土体抗剪强度。结果表明:1)轻度火烧区与未被火烧区的细根数量差异较小,而中等火烧区与重度火烧区明显减少,对直径<2 mm的根系,针阔混交林在轻度、中度与重度火烧地区分别比未被火烧地区减少16%、28%和44%,竹林分别减少17%、25%和50%;2)根系抗拉强度随直径整体呈幂函数下降,对比火灾前后根系的抗拉强度,其值随火烧程度的增加而降低;当法向应力相同时,针阔混交林和竹林的未火烧区根土复合体的抗剪强度均明显大于火烧区,中度火烧区与重度火烧区下降较为明显;3)火烧等级对土壤黏聚力显著影响,针阔混交林重度火烧区0~10 cm土壤黏聚力较未火烧区域降低86%,竹林重度火烧区20~30 cm下降72%。结果可为研究森林火灾对根土复合体力学特性的影响及其相关机制提供依据,为灾后浅层滑坡等地质灾害易发性评价和防灾减灾提供数据支撑。 展开更多

关键词 森林火灾 根系分布 根系生物量 土壤力学性质 黏聚力

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