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坝上张北典型杨树人工林恢复重建技术基础研究

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坝上张北典型杨树人工林恢复重建技术基础研究

作者：侯贵荣北京林业大学

学位级别：硕士

本文以坝上张北地区典型杨树人工林生态系统的结构与功能特征为研究内容,以坝上张北地区森林健康调查数据为依据,采用定性描述和定量计算的方法分析杨树人工林的演替规律;分析坝上张北地区典型杨树人工林的树种组成、直径、树高分布还... 详细信息

本文以坝上张北地区典型杨树人工林生态系统的结构与功能特征为研究内容,以坝上张北地区森林健康调查数据为依据,采用定性描述和定量计算的方法分析杨树人工林的演替规律;分析坝上张北地区典型杨树人工林的树种组成、直径、树高分布还有角尺度、大小比等结构特征;分析防风固沙和水源涵养,土壤肥力以及生物多样性等生态主导功能。对典型杨树人工林林分特征进行主成分分析,根据林分特征综合评价结果进行等级划分并且提出适宜不同退化等级林分类型的恢复与重建技术。论文主要研究结果如下:(1)通过4种典型杨树人工林演替度计算、龄级分配、幼苗更新和枯树分析,张北地区典型林分钻天杨林和青杨林将在未来一段时间里稳定地发挥生态功能,而北京杨林和小叶杨林已达到成熟阶段,下一阶段将会出现林分退化现象。典型杨树人工林径阶分布规律主要有正态、多峰、近似正态等三种分布形式。杨树人工林树高分布以单峰曲线分布为主,多峰曲线分布较少。(2)4种典型杨树人工林地风蚀强度和风蚀量排序与各林分减风效益排序一致。典型杨树人工林减风效益降序为:钻天杨林(36.61±2.85%)>青杨林(34.34±3.48%)>小叶杨林(28.69±1.54%)>北京杨林(20.14±0.62%)。风蚀量为:北京杨林(7.68±0.43kg)>小叶杨林(5.6±0.56kg)>青杨林(3.35±0.14kg)>钻天杨林(3.25±0.23kg)。减沙效益最好的是钻天杨林,最差的是北京杨林。(3)4种典型杨树人工林林林冠最大截留量最大值出现在青杨林(0.60±0.13mm),最小值出现在小叶杨林(0.08±0.01mm);林下枯落物平均持水率最大值出现在钻天杨林(44.53±7.48%),最小值出现在青杨林(2.68±0.12%);林地土壤蓄水量最大值出现在钻天杨林地地(1075.00±27.40t/hm2)>青杨林地(800.13±82.73t/hm2)>北京杨林地(791.35±37.30t/hm2)>小叶杨林地(788.54±111.28t/hm2)。4种杨树人工林的水源涵养能力降序为:钻天杨林(1132.96t/hm2)>青杨林(994.93t/hm2)>北京杨林(892.23t/hm2)>小叶杨林(833.45t/hm2),其中,土壤层的贡献率高达84.87%。(4)坝上张北典型杨树人工林地土壤偏碱性(pH>7.5)。所有目标林分全氮、全磷、全钾含量表现为:TK>TN>TP;有效钾>碱解氮>有效磷。有机质表现为钻天杨林地(33.87±5.84g/kg)>青杨林地(17.11±2.94g/kg)>北京杨林地(11.55±0.85g/kg)>小叶杨林地(10.21±1.07g/kg)。(5)4种典型杨树人工林林地草本层生物多样性较低,4种典型杨树人工林Shannon-Wiener多样性指数最大值出现在钻天杨林地(0.74±0.02),最小值出现在北京杨林地(0.65±0.02)。Patrick丰富度指数最大值出现在钻天杨林地(45.50±2.70),最小值出现在北京杨林地(35.50±4.97)。Pielou均匀度指数最大值出现在小叶杨林地(0.42±0.01),最小值出现在北京杨林地(0.35土0.01)。(6)选择林分特征23项指标,运用主成分分析法(PCA)进行杨树人工林林分特征综合评价,其中,钻天杨林分综合特征指数排名最高,小叶杨林分综合特征指数排名最低。根据林分特征综合评价得分情况,把4种典型杨树林林分状况分为4个退化等级,即未退化、轻度退化、中度退化、重度退化等。(7)根据生态特征综合评价结果,针对4种退化等级的典型杨树人工林分别设计了 4种恢复和重建模式模型。恢复模式为;杨树+樟子松、杨树+柠条、杨树+山杏、杨树+榆树;重建模式为樟子松、樟子松+柠条、榆树+柠条、榆树+山杏。

关键词：坝上张北地区杨树人工林林分特征恢复与重建技术基础研究

华北山区侧柏冠层气孔导度特征及其对环境因子的响应

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应用生态学报 2017年第10期28卷 3217-3226页

作者：刘文娜贾剑波余新晓贾国栋侯贵荣北京林业大学水土保持学院教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室北京100083 中南林业科技大学林学院长沙410004

冠层气孔导度(g_s)是衡量冠层-大气界面水汽通量的重要生物学常数,研究其特征及对环境因子的响应,能为开展森林冠层水汽交换过程的机理性研究提供理论依据.于2014年利用SF-L热扩散式探针测定了侧柏的树干液流密度(J_s),同步监测光合有... 详细信息

冠层气孔导度(g_s)是衡量冠层-大气界面水汽通量的重要生物学常数,研究其特征及对环境因子的响应,能为开展森林冠层水汽交换过程的机理性研究提供理论依据.于2014年利用SF-L热扩散式探针测定了侧柏的树干液流密度(J_s),同步监测光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(VPD)、气温(T)等环境因子,计算侧柏的冠层气孔导度特征并分析其对各环境因子的响应.结果表明:侧柏液流密度的日变化总体呈双峰曲线,生长季高于非生长季,且胸径越大液流密度越大;冠层气孔导度日变化与单位叶面积冠层蒸腾(E_L)趋势相近,均呈双峰曲线,生长季的冠层气孔导度和蒸腾较非生长季略高.侧柏冠层气孔导度与空气温度呈抛物线关系,在10℃左右冠层气孔导度达到峰谷;光合有效辐射以400μmol·m^(-2)·s^(-1)为界,小于该阈值两者呈正相关关系,大于该阈值则冠层气孔导度受其影响较小;与饱和水汽压差呈负对数函数关系,随饱和水汽压差增大而逐渐降低.较高的空气温度和光合有效辐射、较低的饱和水汽压差有利于侧柏形成较大的冠层气孔导度,进而促进冠层蒸腾.

关键词：冠层气孔导度液流密度侧柏光合有效辐射饱和水汽压差

黄土残塬沟壑区范围界定及近21年来NDVI时空变化特征

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水土保持学报 2021年第6期35卷 144-150页

作者：刘泽晖毕华兴侯贵荣北京林业大学水土保持学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站山西吉县042200 水土保持国家林业局重点实验室(北京林业大学) 北京100083 北京市水土保持工程技术研究中心(北京林业大学) 北京100083 林业生态工程教育部工程研究中心(北京林业大学) 北京100083 四川农业大学林学院成都611130

为探究黄土残塬沟壑区退耕还林(草)工程等林业生态工程实施后林业资源恢复情况,以黄土高原DEM数据及2000—2020年归一化植被指数NDVI数据为基础,采用地形因子计算、水文分析、空间叠加分析等方法,划分了较为完整的黄土残塬沟壑区的范围... 详细信息

为探究黄土残塬沟壑区退耕还林(草)工程等林业生态工程实施后林业资源恢复情况,以黄土高原DEM数据及2000—2020年归一化植被指数NDVI数据为基础,采用地形因子计算、水文分析、空间叠加分析等方法,划分了较为完整的黄土残塬沟壑区的范围,并利用趋势分析法、变异系数的相关理论与方法,分析了近21年来黄土残塬沟壑区NDVI时空变化特征。结果表明:(1)黄土残塬沟壑区横跨山西、陕西和甘肃3省,面积约为2.99万km^(2),沟壑密度为1.91~3.21 km/km^(2);(2)黄土残塬沟壑区NDVI从时序变化上看,全区21年总平均NDVI值为0.711,2000—2020年该区植被NDVI变化趋势呈快—慢—较快增长;从空间分布来看,植被覆盖度NDVI值总体为0.6~0.9,研究区中部地区植被覆盖度较其他地区高;(3)在时空趋势特征方面,研究区西部和东部部分地区植被覆盖改善程度明显,中部地区植被覆盖情况较为稳定;在时空波动特征方面,该区植被NDVI时序波动稳定,空间波动差异性较大,低波动区域面积占比为48.06%。整体而言,黄土残塬沟壑区主要分布在山西、陕西和甘肃3省,该区2000—2020年间植被NDVI整体呈上升态势,植被覆盖水平整体较高且波动较低,并呈持续改善趋势。研究结果可为黄土残塬沟壑区水土保持工作提供理论基础和科学依据。

关键词：黄土残塬沟壑区地形因子 NDVI

晋西黄土区油松林分结构与水土保持功能的多因子复合关系

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林业科学研究 2020年第3期33卷 39-47页

作者：魏曦梁文俊毕华兴侯贵荣山西农业大学林学院山西太谷030801 北京林业大学水土保持学院北京100083 水土保持国家林业和草原局重点实验室北京林业大学北京100083 北京林果业生态环境功能提升协同创新中心北京102206 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京林业大学北京100083

[目的]量化研究晋西黄土区的油松人工林林分结构与水土保持功能,揭示二者的多因子复合关系,为黄土高原植被建设提供借鉴。[方法]选取蔡家川流域16块20 m×20 m林龄为28年的油松人工林标准样地,并划分成64块10 m×10 m样方,利用结构方程... 详细信息

[目的]量化研究晋西黄土区的油松人工林林分结构与水土保持功能,揭示二者的多因子复合关系,为黄土高原植被建设提供借鉴。[方法]选取蔡家川流域16块20 m×20 m林龄为28年的油松人工林标准样地,并划分成64块10 m×10 m样方,利用结构方程的方法构建地形-林分结构-水土保持功能的关系模型。其中将地形因子、水平结构、垂直结构、涵养水源和保育土壤、拦沙减沙作为潜变量,调查实验获取的各项指标作为观测变量。[结果]油松林的水平结构是对涵养水源和保育土壤、拦沙减沙两类水土保持功能影响最为显著的潜变量,其路径系数分别为-0.93和0.79。而在其对应的观测变量中,林分密度和林木竞争指数是主导水平结构的因子,其路径系数分别为0.98和0.97,总影响系数分别为-0.987和-0.956,且较易调控。受结构因素影响较大的敏感功能因子为产流量、产沙量和林冠截留率,其路径系数分别为0.97、0.91和0.69,总影响系数分别为0.986、0.961和0.731。地形因子通过影响林分结构、在一定程度上影响水土保持功能。[结论]提出黄土高原地区适宜的油松林分密度范围为1 100~1 400株·hm^-2,据此来调整林分密度、林木竞争指数等结构指标,将对地区涵养水源、保育土壤和拦沙减沙起到良好效益,多因子协同调控将进一步提升黄土高原的植被质量,发挥植被的水土保持效能。

关键词：油松林林分结构水土保持功能结构方程模型

含城市代征用地的生产建设项目林草覆盖率计算及验收达标判别——以北京市为例

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中国水土保持科学 2021年第2期19卷 80-85页

作者：毕华兴侯贵荣袁普金周连兄宫亚光北京林业大学水土保持学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站山西吉县042200 水土保持国家林业局重点实验室北京市水土保持工程技术研究中心林业生态工程教育部工程研究中心(北京林业大学)北京100083 四川农业大学林学院成都611130 水利部水土保持监测中心北京100055 北京林丰源生态环境规划设计院有限公司北京100083 北京市水土保持工作总站北京100036

一般生产建设项目都可以按照GB/T 50434—2018《生产建设项目水土流失防治标准》规定的计算方法很容易计算出各项水土流失防治指标,但当生产建设项目征地范围内含城市代征公共用地时,林草覆盖率指标的计算就变得异常复杂。从含代征用地... 详细信息

一般生产建设项目都可以按照GB/T 50434—2018《生产建设项目水土流失防治标准》规定的计算方法很容易计算出各项水土流失防治指标,但当生产建设项目征地范围内含城市代征公共用地时,林草覆盖率指标的计算就变得异常复杂。从含代征用地生产建设项目水土保持方案(或水影响评价报告)编制、水土保持设施验收实践中发现,由于对这一防治指标计算时水土流失防治责任范围界定和理解的不同,出现很多不同且差别较大的计算结果,给生产建设项目水土保持方案(或水影响评价报告)编制,以及是否达到水土保持设施验收条件的正确判别带来很多不确定性,同时也给生产建设单位、水土保持设施验收报告编制单位及水行政主管部门的监督监管带来很多不易处理的现实问题。本文采用理论分析和案例研究相结合的方法,通过对含城市代征用地的生产建设项目不同情景的分析和分类,首次提出代征用地的四级划分体系,共划分为6种实践中存在的不同的代征用地情景,并给出6种不同代征用地情景下林草覆盖率的计算方法、水土保持设施验收时对这一指标的界定原则和达标与否的判别依据。从研究结果可以看出,当含城市代征用地时,不同情景下计算出的林草覆盖率有很大的差异,现实生产建设项目水土保持方案编制、水土保持设施验收及水行政主管部门事后监管中需根据代征用地的不同情景而进行分类精细划管理,切不可一概而论。

关键词：林草覆盖率计算与判别生产建设项目城市代征用地

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北京山区侧柏利用水分来源对降水的响应

林业科学 2018年第7期54卷 16-23页

作者：刘自强余新晓贾国栋李瀚之路伟伟侯贵荣北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室北京100083

【目的】探究降水不足的北京山区降水量变化对侧柏利用水分来源的影响,为了解侧柏对土壤干旱胁迫的响应提供理论依据。【方法】2015年7月,测定侧柏枝条及各潜在水源的稳定氢氧同位素(18O/16O、2H/1H)比率,利用Iso-Source多元线性混合模... 详细信息

【目的】探究降水不足的北京山区降水量变化对侧柏利用水分来源的影响,为了解侧柏对土壤干旱胁迫的响应提供理论依据。【方法】2015年7月,测定侧柏枝条及各潜在水源的稳定氢氧同位素(18O/16O、2H/1H)比率,利用Iso-Source多元线性混合模型,计算2015年6月29日—7月1日3天不同降水梯度(A区:完全遮断自然降水,降水量0 mm;B区:遮挡自然降水的一半,降水量12.7 mm;C区:无遮挡自然降水,降水量25.4 mm;D区:将A区降水输入该区,形成双倍降水,降水量50.8 mm)下侧柏对各层土壤水和地下水的利用率。【结果】随降水量增加,侧柏表现出"二态"结构特征,其水分来源从深层逐渐向表层转移;A区侧柏主要吸收60~100 cm土层土壤水和地下水,利用率分别为31.5%和32.8%;B区侧柏与A区相似,对60~100 cm土层土壤水和地下水的利用率分别为28.1%和25.7%,对0~20、20~40和40~60 cm土层土壤水的利用率在15.4%左右;与B区相比,C区侧柏对60~100 cm土层土壤水和地下水的利用率有所减少,分别为19.8%和22.8%,对0~20和20~40 cm土层土壤水的利用率增加,分别为17.8%和22.9%;D区侧柏水分来源与C区相近,对0~20、20~40和60~100cm土壤水和地下水都有利用,利用率为20.0%~25.2%。【结论】侧柏能根据水分条件调整对水源的利用率,这种适应水分环境的水分利用能力有利于侧柏度过极端干旱胁迫。

关键词：侧柏降水梯度水分来源利用策略氢氧同位素北京山区

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年的味道

五台山 2014年第10期 72-73页

作者：侯贵荣

记忆中的年,有着种种特别的味道,那时先有的是一种白涂的味道。腊月二十三晚上送灶神上天,二十四就开始打扫家。父亲站在高凳子上一刷一刷地洗墙,然后再横一刷竖一刷地刷白。母亲就在下面护着凳子,隔一会儿给父亲换刷墙水和白涂粉。父... 详细信息

记忆中的年,有着种种特别的味道,那时先有的是一种白涂的味道。腊月二十三晚上送灶神上天,二十四就开始打扫家。父亲站在高凳子上一刷一刷地洗墙,然后再横一刷竖一刷地刷白。母亲就在下面护着凳子,隔一会儿给父亲换刷墙水和白涂粉。父亲不算好把式,不仅自己身上淋得斑斑点点的,还总是把水淋到母亲头上、衣服上。刷子是用龙须做的，刷了白的墙，映着细密的方格子，散着湿漉漉的白土味。

关键词：送灶神腊月二十三好把式吃饺子除夕之夜存款银行肉香味这一天五间红糖水

川西地区常见森林类型枯落物燃烧性状差异分析

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安徽农业科学 2023年第24期51卷 97-100页

作者：刘韩李淑婷吴富雨兰常军崔兴雷郑江坤侯贵荣甘孜藏族自治州林业科学研究所四川康定626001 四川农业大学林学院四川成都611130 峨边彝族自治县毛坪镇人民政府下属事业单位农业综合服务中心四川乐山614307 国家林业草原西南森林与草原生态防火工程技术研究中心四川成都611130

[目的]研究川西地区常见森林类型枯落物的燃烧性状,评估不同森林类型发生地表火的风险及强度。[方法]选取川西地区常见的6种森林类型,分别测定了其枯落物的含水率、灰分、燃点、干重热值(GCV)、去灰分热值(AFCV);利用主成分分析,综合评... 详细信息

[目的]研究川西地区常见森林类型枯落物的燃烧性状,评估不同森林类型发生地表火的风险及强度。[方法]选取川西地区常见的6种森林类型,分别测定了其枯落物的含水率、灰分、燃点、干重热值(GCV)、去灰分热值(AFCV);利用主成分分析,综合评价了不同森林类型枯落物的燃烧性差异。[结果]不同森林类型之间,枯落物的含水率、燃点、GCV、AFCV有差异。通过综合分析,将川西地区6种常见森林类型枯落物的燃烧性进行排序,从高到低为辐射松>高山松>高山栎>华山松>云南松>云杉-冷杉混交林。[结论]对川西地区常见森林类型林下枯落物的燃烧性进行测定分析,有助于预测不同森林类型发生地表火的风险和强度,同时可为火灾预防提供参考。

关键词：枯落物燃烧性状主成分分析川西林区

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北京山区典型林分枯落物层和土壤层水文效应

人民长江 2020年第10期51卷 67-72页

作者：马雯静曾倩婷郑江坤侯贵荣四川水利职业技术学院四川崇州611231 四川农业大学林学院四川成都611130 北京林业大学水土保持学院北京100083

为定量评价北京山区森林水源涵养能力,对3种典型林分类型(栓皮栎林、油松林、灌木林)枯落物和土壤层水文效应进行了研究。结果表明:3种林分枯落物累积量范围为12.93~32.67 t/hm 2,其中油松林最大,灌木林最小;枯落物最大持水量和有效拦... 详细信息

为定量评价北京山区森林水源涵养能力,对3种典型林分类型(栓皮栎林、油松林、灌木林)枯落物和土壤层水文效应进行了研究。结果表明:3种林分枯落物累积量范围为12.93~32.67 t/hm 2,其中油松林最大,灌木林最小;枯落物最大持水量和有效拦蓄量从大到小排序依次均为栓皮栎林、油松林、灌木林;土壤毛管孔隙度的变动范围为30.5%~38.1%,由大到小排序依次为栓皮栎林、油松林、灌木林,且随土壤深度的加深而逐渐减少;栓皮栎林地土壤最大持水量和非毛管持水量最大,分别为3621.0 t/hm 2和816.0 t/hm 2,其次为油松林和灌木林。不同林分枯落物持水量与浸泡时间符合方程Q=a ln﹙t﹚+b;枯落物层吸水速率与浸水时间符合方程V=kt n。从枯落物层和土壤层持水量来看,栓皮栎林持水能力最好。

关键词：枯落物土壤孔隙度最大持水量有效持水量