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黄土丘陵区混交人工林林下草本层植被特征及其对草本截留的影响
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作者 李倩 孙涵宇 +3 位作者 杨艳芬 邓涵潇 曹泽涛 边熇 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期163-171,共9页
[目的]旨在揭示黄土丘陵区混交人工林林下草本层植物的种类组成、群落结构及生长特征,探讨草本植物在林下对水分截留的影响,为该区域生态恢复及未来森林管理提供理论依据。[方法]通过野外调查与室内分析相结合,以陕西省吴起县为研究区,... [目的]旨在揭示黄土丘陵区混交人工林林下草本层植物的种类组成、群落结构及生长特征,探讨草本植物在林下对水分截留的影响,为该区域生态恢复及未来森林管理提供理论依据。[方法]通过野外调查与室内分析相结合,以陕西省吴起县为研究区,选择刺槐纯林作为对照组,研究5种不同的混交人工林模式下(刺槐×山杏、刺槐×山桃、刺槐×油松、刺槐×沙棘、刺槐×紫穗槐)的林下草本层植被特征及其对草本截留的影响。[结果]1)与刺槐纯林相比,混交人工林提高林下草本物种的丰富度,其中刺槐×油松的Margalef丰富度指数最高;混交降低林下草本物种的均匀度,其中刺槐×油松的Pielou均匀度指数最低,不同混交模式下林下草本植被的物种丰富度显著增加,但物种均匀度有所下降。2)在草本层盖度和叶面积指数方面,不同混交模式表现出显著差异,混交林的草本截留能力普遍低于刺槐纯林,尤其是刺槐与油松混交林的草本截留能力最低。3)草本层盖度与截留量呈显著正相关,盖度越高,截留能力越强,反映出较大的植被覆盖能够提供更有效的雨水拦截功能。[结论]混交林模式在提高草本物种多样性方面具有优势,但对水土保持能力的影响存在废水效应,尤其是在草本层的雨水截留能力方面。刺槐纯林在截留雨水方面表现出更高的潜力,为人工林的水土保持功能提供重要的管理参考。 展开更多
关键词 混交人工林 刺槐 草本层截留 截留能力 植被特征
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黄土高原生物结皮混合群落对坡面流流体阻力特征的影响
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作者 白洁 王兵 +3 位作者 杨艳芬 李成芳 王静 马金龙 《水土保持学报》 北大核心 2025年第4期177-186,共10页
[目的]为明确生物结皮影响坡面流阻力作用机制,研究不同生物结皮类型组成的混合群落对坡面流颗粒阻力(f_(g))和形态阻力(f_(f))的影响。[方法]采集3种(以藻为主、藻藓比例相当、以藓为主)混合生物结皮原状土壤样品84个,设置7组坡度和流... [目的]为明确生物结皮影响坡面流阻力作用机制,研究不同生物结皮类型组成的混合群落对坡面流颗粒阻力(f_(g))和形态阻力(f_(f))的影响。[方法]采集3种(以藻为主、藻藓比例相当、以藓为主)混合生物结皮原状土壤样品84个,设置7组坡度和流量组合,采用变坡水槽冲刷试验,系统研究不同水动力条件下坡面流阻力特征对生物结皮响应。[结果]1)坡面流流经生物结皮覆盖区流速减少8.5%~57.3%,水深增加5.4%~70.6%;生物结皮混合群落缓流效率随藓类结皮占比的增加显著增强,以藓为主混合生物结皮(T3)缓流效率是其他生物结皮混合群落的1.1~2.5倍。藓类结皮占比的增加降低弗劳德数(Fr),增加雷诺数(Re),未改变流型流态。2)生物结皮混合群落覆盖显著增加总阻力f(Darcy-Weisbach阻力系数),且f随Re和Fr的增加呈幂函数降低(R^(2)≥0.46、p<0.01),与藓生物量(Mmoss)呈显著正相关(p<0.05)。3)生物结皮覆盖显著增加坡面流f_(f),不同坡度、流量及生物结皮混合群落覆盖条件下,f_(f)占f的主要部分;f_(g)与泥沙浓度(qs)呈显著相关(p<0.05),f_(f)与Mmoss呈显著正相关(p<0.05)。4)Savat模型计算的坡面流f_(g)不适用于生物结皮覆盖下的低泥沙浓度坡面流;基于f_(g)和f_(f)的影响因子,构建生物结皮覆盖下的坡面流f系数方程f=Re^(-1.0214)×M_(moss)^(0.311)×10^(3.793)。[结论]生物结皮覆盖下,坡面流f_(f)显著增加是导致其总阻力增加的主要原因,且主要受藓类结皮占比影响。研究结果对深入理解生物结皮影响坡面流阻力作用机制具有重要意义,可为黄土高原生物结皮防控土壤侵蚀提供理论基础。 展开更多
关键词 黄土高原 生物结皮 阻力系数 颗粒阻力 形态阻力
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基于InVEST模型的西柳沟流域生境质量现状
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作者 张锦鑫 付航 +5 位作者 傅宇钟 许德禄 陈文超 康宾 马波 王智 《水土保持学报》 北大核心 2025年第4期331-341,共11页
[目的]综合评估西柳沟流域长时间序列下景观格局指数及生境质量现状变化,为合理制定生态修复方案,促进流域生态经济的可持续发展提供理论依据。[方法]选取2000年、2005年、2010年、2015年、2020年5个时段,基于Fragstats、InVEST模型和... [目的]综合评估西柳沟流域长时间序列下景观格局指数及生境质量现状变化,为合理制定生态修复方案,促进流域生态经济的可持续发展提供理论依据。[方法]选取2000年、2005年、2010年、2015年、2020年5个时段,基于Fragstats、InVEST模型和地理探测器对西柳沟流域景观格局指数、生境质量现状及其驱动力因素进行分析。[结果]1)2000—2020年研究区景观呈明显的聚集化与同质化的变化趋势,主要表现为草地扩张、景观破碎度降低、边缘复杂度下降和多样性减少。2015年出现的短暂破碎化波动反映人类活动的阶段性干扰。2)研究区以较高生境质量区为主(占比约60%),2000—2020年生境质量改善区与退化区的面积差距逐渐缩小,2010年后退化趋势加剧。空间上,较高生境质量区主要分布在流域下游,较低质量区主要分布在流域北部中游的库布齐沙漠,中质量区在上游呈破碎化分布。3)土地利用类型是生境质量空间分异的主导因子,与高程、植被覆盖度及气候因子(如年平均气温)的交互作用进一步强化其影响;人为-自然因子协同作用显著增强生境质量空间分异的解释力。[结论]通过对西柳沟流域生态环境质量现状及其驱动因素的系统分析,明确流域生境质量的空间分布格局,揭示驱动该流域生态环境质量变化的关键因素,为流域生态修复优先区的确定与修复策略的制定提供理论支撑。 展开更多
关键词 景观格局 InVEST模型 生境质量 地理探测器 西柳沟流域
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中国典型自然植被碳储量对气候变化的动态响应及驱动力分析
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作者 吴阳 张杰琳 彭守璋 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期182-190,共9页
[目的]通过分析不同气候区自然植被的植被碳储量(VCS)和土壤碳储量(SCS)的变化趋势与环境要素对碳储量变化的驱动机制,以期为研究区制定适应气候变化的植被管理策略提供依据。[方法]通过构建基于LPJ-GUESS模型和随机森林方法的混合模型... [目的]通过分析不同气候区自然植被的植被碳储量(VCS)和土壤碳储量(SCS)的变化趋势与环境要素对碳储量变化的驱动机制,以期为研究区制定适应气候变化的植被管理策略提供依据。[方法]通过构建基于LPJ-GUESS模型和随机森林方法的混合模型,模拟1851—2100年中国典型自然植被VCS和SCS的动态变化,结合Mann-Kendall趋势检验和Sen′s斜率估计方法,分析碳储量动态变化与趋势特征。[结果]1)混合模型模拟自然植被的VCS和SCS的决定系数分别为0.83和0.61,均方根误差分别为2.42、3.73 kg/m^(2)(以C计),可准确捕捉生态系统碳动态。2)与历史时期相比,本世纪末VCS,SCS和总碳储量(TCS,即VCS+SCS)在整个研究区分别增加44.8%~88.1%、7.5%~13.4%和10.4%~19.8%,在高原半干旱区增幅最大,不同SSPs气候情景下的增幅表现为SSP1192·a)(以C计)的速率显著上升,SCS变化趋势不显著,TCS在SSP245和SSP585情景下分别以14.6、18.0 g/(m^(2)·a)(以C计)的速率显著上升。4)不同SSPs气候情景下碳储量受环境因素影响的变化程度表现为SSP1192浓度,降水是驱动未来时期中国自然植被碳汇功能增强的关键因子。 展开更多
关键词 气候变化 LPJ-GUESS 混合模型 碳储量
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中国耕地利用显性转型与隐性转型耦合协调时空演变及影响因素分析
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作者 牛文浩 随一凡 +2 位作者 王浩阳 张蚌蚌 于强 《农业工程学报》 北大核心 2025年第15期278-289,共12页
探讨耕地利用显性转型与隐性转型的耦合作用关系,可为协调二者间冲突,实现耕地保护与可持续利用提供有益参考。该研究基于人地关系地域系统理论,构建耕地利用显性与隐性转型相互作用理论框架,采用熵值法、耦合协调模型、协调影响力模型... 探讨耕地利用显性转型与隐性转型的耦合作用关系,可为协调二者间冲突,实现耕地保护与可持续利用提供有益参考。该研究基于人地关系地域系统理论,构建耕地利用显性与隐性转型相互作用理论框架,采用熵值法、耦合协调模型、协调影响力模型等方法,揭示2000—2020年中国31个省份(不含港澳台)耕地利用显性转型与隐性转型水平及其耦合协调度的时空演变特征,并分析显性转型与隐性转型耦合协调度的影响因素。结果表明:1)2000—2020年间,中国耕地利用显性转型水平总体呈现下降趋势,东北部与东部传统农业省份的显性转型水平普遍较高,而东南沿海经济发达省份以及南部、西部省份的显性转型水平普遍较低。耕地利用隐性转型水平总体呈现上升趋势,东部沿海与西部内陆省份拥有较高的隐性转型水平,并对周边省份产生辐射带动。2)研究期内,中国耕地利用显性转型与隐性转型耦合协调度持续上升,呈现出失调阶段省份减少、协调阶段省份增加的变化趋势,并形成“东部领先、西部追赶、中部落后”的空间格局。宁夏等9个省级行政区的耦合协调类型由隐性转型滞后型转变为显性转型滞后型,而新疆由显性转型滞后型转变为隐性转型滞后型。北部省份以隐性转型滞后型为主,而南部省份则以显性转型滞后型为主。3)人均耕地面积、平均斑块面积、地均机械总动力、耕地灌溉比例、地均第一产业产值等指标对耕地利用显性转型与隐性转型耦合协调性产生阻碍作用,而土地垦殖率、斑块密度、边缘密度、耕地斑块占景观面积比例、地均化肥用量、地均农药用量、地均塑料薄膜用量、地均粮食产量等指标则产生推动作用。因此,应根据区域实际情况,制定差异化耕地保护与利用对策,以实现区域耕地利用显性转型与隐性转型协同发展。 展开更多
关键词 耕地利用转型 耦合协调 时空演变 影响因素
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