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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
1
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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双因子协同驱动近21年三峡库区NDVI时空演变 被引量：2
2
作者 戚海梅 郑培龙 +3 位作者 王云琦 王佳妮 李成 张晓明 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期224-233,共10页
[目的]为明确三峡库区植被时空演变特征,定量分析植被与气候、地形及人类活动等各影响因子的关系。[方法]基于归一化植被指数(NDVI)数据,采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、Hurst指数分析、地理探测器模型等方法,... [目的]为明确三峡库区植被时空演变特征,定量分析植被与气候、地形及人类活动等各影响因子的关系。[方法]基于归一化植被指数(NDVI)数据,采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、Hurst指数分析、地理探测器模型等方法,探究2000—2020年三峡库区NDVI时空分布特征及其驱动机制。[结果](1)三峡库区2000—2020年NDVI变化整体呈上升趋势,平均变化率2.89×10^(-3)/a,NDVI值呈由西南向东北递增的规律。(2)高程、人口密度和地表温度等因子较好地解释了NDVI的可变性,解释力均>0.4。(3)高程与夜间灯光是三峡库区NDVI的主导交互因子,q值为0.641,交互结果呈非线性加强或双因子协同加强,双因子对NDVI变化的解释力始终大于单因子对NDVI变化的解释力。[结论]研究结果为三峡库区生态环境保护政策的制定及生态可持续发展等提供科学支撑。 展开更多
关键词 三峡库区 NDVI 时空分布 地理探测器 驱动机制
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重庆缙云山马尾松和润楠径向生长的酸雨响应
3
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
4
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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基于GeoSOS-FLUS的涪江流域生态系统服务价值评估及多情景模拟 被引量：24
5
作者 杨伟青 张会兰 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第5期253-262,共10页
为了探究涪江流域的土地利用结构及其生态服务价值的时空变化,通过预测情景支持未来土地规划,研究基于1980-2018年5期遥感影像,构建生态系统服务价值评估模型并分析时空动态变化,采用GeoSOS-FLUS模拟自然发展情景、耕地安全情景、生态... 为了探究涪江流域的土地利用结构及其生态服务价值的时空变化,通过预测情景支持未来土地规划,研究基于1980-2018年5期遥感影像,构建生态系统服务价值评估模型并分析时空动态变化,采用GeoSOS-FLUS模拟自然发展情景、耕地安全情景、生态保护情景和快速发展4种情景下未来的土地利用变化及生态系统服务价值的演变趋势。结果表明:(1)1980-2018年,耕地面积减少542.25 km^(2),减幅为2.57%;建设用地扩张面积525.66 km^(2),增幅达255.50%。(2)对应其生态系统服务价值呈增加趋势,由1980年的776.48亿元增加到2018年的783.67亿元,不同土地利用类型对生态系统服务价值的贡献顺序为林地>耕地>水域>草地>未利用土地。(3)在空间上呈现上游高中下游低,下游地区大致呈现由中部向东西两侧递减趋势,流域西南部是低价值区。(4)4种发展情景下,2030年的生态服务价值分别是784.80亿元、740.31亿元、811.09亿元和751.40亿元,相较于2015年变化了1.44亿元(增加)、-43.05亿元(减少)、27.74亿元(增加)和-31.96亿元(减少)。综上,38年来流域生态价值提高,同时模拟结果显示为维持该流域生态安全,需要加强生态用地的抚育。 展开更多
关键词 生态系统服务价值(ESV) 多情景模拟 GeoSOS-FLUS 土地利用变化
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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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缙云山针阔混交林水热通量特征及其影响因子 被引量：2
7
作者 刘烜沃 白浪 +4 位作者 王云琦 冯印成 刘双楠 孟祥江 师贺雄 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期77-85,共9页
基于涡度相关技术,对重庆市缙云山观测站内的针阔混交林生态系统的净辐射(Rn)、显热通量(H)、潜热通量(LE)、土壤热通量(G)等进行处理,分析研究区水热通量及各环境因子的变化过程,明确水热通量变化的外在驱动因子,为森林经营及林业可持... 基于涡度相关技术,对重庆市缙云山观测站内的针阔混交林生态系统的净辐射(Rn)、显热通量(H)、潜热通量(LE)、土壤热通量(G)等进行处理,分析研究区水热通量及各环境因子的变化过程,明确水热通量变化的外在驱动因子,为森林经营及林业可持续发展提供科学依据。结果表明:1)该生态系统能量闭合缺失为0.26。2)各水热通量在日变化上呈现单峰变化趋势,在季节变化上呈现出夏季最大(日均值124.66 W/m^(2)),冬季最小(日均值31.68 W/m^(2));空气温度(Ta)、饱和水气压差(VPD)呈现多峰变化趋势;降水集中于一年的4、7、8,9和10月;叶面积指数(LAI)在生长季(4—10月)呈现单峰变化。3)非雾天情况下显热通量(H)显著大于雾天情况,冠层导度(Gs)表现出多维度的复杂特征。缙云山针阔混交林能量循环损失较小,数据可靠;太阳高度角变化引起的净辐射变化是水热通量变化的主导因素;降水量(Pr)的不规则分布及LAI的变化导致Ta和VPD多峰变化;雾气对土壤热量的导向会造成显热通量下降;较高的空气温度导致了大气与下垫面之间湍流形式的热流显著增加而使显热通量上涨。一般情况下,H主要受到Rn的影响,且分别受到VPD和土壤温度(Tsoil)的次要影响(雾天环境)以及VPD和风速WS的次要影响(非雾天环境)。Rn、Gs、Ta、VPD均对LE产生显著影响,未发现研究区Pr和Tsoil与LE存在显著关系。Gs受多种因素(Rn、VPD、Ta、VWC、P等)综合影响。 展开更多
关键词 针阔混交林 水热通量 涡度相关技术 雾 冠层导度
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近16年三峡库区径流输沙变化分析 被引量：12
8
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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重庆缙云山毛竹林次降雨再分配特征及穿透雨的空间异质性 被引量：9
9
作者 裴承敏 王云琦 +1 位作者 张守红 王玉杰 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期202-207,共6页
为分析毛竹林的林冠降雨再分配规律及其穿透雨的空间分布特征和影响因素,在重庆缙云山自然保护区内选择的30m×30m毛竹林标准地内,随机布置72个穿透雨监测点,并选取6株标准木观测干流,于2017年5-8月监测毛竹林水文特征。结果表明:1... 为分析毛竹林的林冠降雨再分配规律及其穿透雨的空间分布特征和影响因素,在重庆缙云山自然保护区内选择的30m×30m毛竹林标准地内,随机布置72个穿透雨监测点,并选取6株标准木观测干流,于2017年5-8月监测毛竹林水文特征。结果表明:18场典型降雨的合计林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量分别为32.74,208.09,10.97mm,分别占总降雨量的13.00%,82.64%,4.36%;次穿透雨率随次降雨量增加呈对数函数增长;穿透雨的空间变异系数(CVS)随次降雨量和降雨强度增加呈幂函数递减;当次降雨量小于10mm时,叶面积指数(LAI)与穿透雨率呈显著负相关(p<0.05);各监测点不同降雨场次中穿透雨率变异系数(CV_T)为19.2%~47.7%,其空间分布格局与毛竹密度的空间分布较为一致,而与观监测点上方的LAI无显著相关;穿透雨量较大的监测点趋向于分布在毛竹冠区边缘。 展开更多
关键词 毛竹林 林冠截留 穿透雨 空间异质性
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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
10
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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缙云山国家级自然保护区植物物种多样性及地理分布特征 被引量：7
11
作者 王太强 邓洪平 +3 位作者 刘玉芳 郑一凡 崔芯蕊 王云琦 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期94-102,共9页
重庆市缙云山国家级自然保护区(简称缙云山)由于气候温湿,土壤肥沃,同时具有独特的地貌和水文特征,导致其植物繁茂,物种丰富。为探究缙云山的植物物种多样性,通过采用典型调查法开展野外调查,采用形态学解剖方法鉴别物种。经数据统计后... 重庆市缙云山国家级自然保护区(简称缙云山)由于气候温湿,土壤肥沃,同时具有独特的地貌和水文特征,导致其植物繁茂,物种丰富。为探究缙云山的植物物种多样性,通过采用典型调查法开展野外调查,采用形态学解剖方法鉴别物种。经数据统计后得知:1)缙云山植物物种丰富,现有植物2408种(含亚种、变种和变型及引种),包括藻类植物8门28科60属206种,大型真菌19目51科109属183种,苔藓植物55科112属244种,维管束植物204科890属1774种;2)缙云山植物地理分布类型以热带分布为主,并有向温带分布过渡的趋势;3)缙云山植物中包含大量的稀有物种,其中国家重点保护植物55种(包括引种),中国特有属24属。以上数据说明了缙云山植物具有丰富的物 种多样性,为开展缙云山生物多样性及其影响因子的研究工作提供了基础。 展开更多
关键词 植物 物种多样性 地理分布 自然保护区 缙云山
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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
12
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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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
13
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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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
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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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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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缙云山典型林地根系分布对土壤土水特征和渗透性的影响
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作者 祁子寒 王云琦 +5 位作者 李通 李克文 闫相君 马磊 王太强 刘玉芳 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第4期162-170,共9页
森林土壤的土-水特征曲线和渗透系数是衡量土体非饱和特性中土壤持水能力和渗透能力的重要方式。为了了解不同林地根系表层土壤土水特征和渗透性,基于经典VG模型,通过土壤变水头渗透试验和离心机试验研究缙云山针阔混交林、常绿阔叶林... 森林土壤的土-水特征曲线和渗透系数是衡量土体非饱和特性中土壤持水能力和渗透能力的重要方式。为了了解不同林地根系表层土壤土水特征和渗透性,基于经典VG模型,通过土壤变水头渗透试验和离心机试验研究缙云山针阔混交林、常绿阔叶林、毛竹林和灌木林4种林地土土水特征和渗透性,同时建立土壤根系含量影响非饱和渗透系数的归一化数学模型。结果表明:1)毛竹林根系分布最多,且粗根比例较大,针阔混交林和常绿阔叶林各径级的根系分布范围均较广,但是每层数量较少;灌木林每层根系分布均数量较多,且细根分布范围最广;2)针阔混交林、常绿阔叶林、毛竹林和灌木林的表层饱和渗透系数k_(s)分别为7.00、7.04、0.69、3.70μm/s,4种林地土壤的k_(s)整体呈随深度增加而减小的趋势,毛竹林第一土层与此规律反常;3)4种林地土壤的进气参数值随土层深度整体呈现先增大后降低的趋势,孔径参数则基本随土层深度增大而减小;4)4种林地土壤的饱和渗透系数与根系数量均呈幂函数关系,R^(2)≥0.95976,考虑根系影响的林地土体非饱和渗透性函数可用归一化数学模型来描述和预测。研究结果可为含根土体水力特性及非饱和土渗流机理的研究提供理论基础。 展开更多
关键词 根-土复合体 根系分布特征 土-水特征曲线 渗透系数
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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
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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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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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