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不同林型兴安落叶松林土壤团聚体及其有机碳特征

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南京林业大学学报（自然科学版） 2021年第3期45卷 15-24页

作者：王冰张鹏杰张秋良内蒙古农业大学林学院内蒙古呼和浩特010019

【目的】团聚体是土壤结构的基本单元,其对有机碳的保护作用是稳定土壤碳库的重要机制。采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨林型对兴安落叶松林土壤团聚体的分布、稳定性及有机碳含量的影响,为兴安落叶松林的可持续经营、碳汇功... 详细信息

【目的】团聚体是土壤结构的基本单元,其对有机碳的保护作用是稳定土壤碳库的重要机制。采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨林型对兴安落叶松林土壤团聚体的分布、稳定性及有机碳含量的影响,为兴安落叶松林的可持续经营、碳汇功能提升提供参考。【方法】在内蒙古大兴安岭兴安落叶松原始林内,依据不同林型(草类-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林)设置28块30 m×30 m的样地,以距地面0~10 cm、≥10~20 cm、≥20~40 cm和≥40~60 cm分层取土样,测定土壤理化指标、不同粒径土壤团聚体及有机碳含量;基于单因素方差分析、相关分析和逐步回归分析方法,分析各林型间土壤团聚体各特征值的差异,以及各土壤理化指标对土壤团聚体分布、稳定性及有机碳含量的影响,筛选对各林型土壤团聚体有显著影响的主导因子。【结果】(1)兴安落叶松林土壤团聚体含量以粒径≥0.250~2.000 mm团聚体占比最高,且表层(0~10 cm)含量显著大于其他各层;各林型土壤大团聚体(粒径≥0.250~2.000 mm)含量大小表现为杜鹃-兴安落叶松林>草类-兴安落叶松林>杜香-兴安落叶松林,林型对20 cm以下土层各粒径的团聚体含量影响显著。(2)兴安落叶松林表层(0~10 cm)土壤的团聚体稳定性较高,其平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著大于其他各层,但各林型间无显著差异;稳定性指标在各林型间的显著差异主要发生在≥40~60 cm土层,杜鹃-兴安落叶松林土壤团聚体的稳定性较好。(3)各林型土壤团聚体有机碳含量由多到少依次为粒径≥0.250~2.000 mm团聚体、粒径<0.053 mm团聚体、粒径≥0.053~0.250 mm团聚体,各粒径均表现出杜香-兴安落叶松林的土壤团聚体有机碳含量最高;不同林型各粒径土壤团聚体有机碳含量均随土层深度增加而递减,递减速率随粒径大小依次减小,且具有明显的表聚特征。(4)土壤总有机碳是各林型粒径<0.053 mm和≥0.250~2.000 mm团聚体的共同主导因子,而粒径≥0.053~0.250 mm团聚体的主导因子因林型不同而存在明显差异。【结论】兴安落叶松林土壤团聚体及其有机碳含量均以大团聚体为主,林型对土壤团聚体的粒径分配和稳定性具有一定影响,其中,≥0.250~2.000 mm团聚体含量以杜鹃-兴安落叶松林的最高,<0.250 mm团聚体含量和各粒径土壤团聚体有机碳含量均以杜香-兴安落叶松林的最高。土壤理化性质对土壤团聚体的形成和稳定具有一定影响,不同林型的土壤团聚体主导因子存在差异;有机质是粒径≥0.250~2.000 mm土壤团聚体的主要胶结物质,而金属氧化物有利于<0.250 mm土壤团聚体的形成,土壤水分和养分含量高的酸性土壤有利于兴安落叶松林土壤大团聚体的形成和土壤结构的稳定。

关键词：兴安落叶松林林型土壤团聚体粒径有机碳稳定性土壤理化性质

基于小波分析的我国森林草原火灾周期震荡研究

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林业工程学报 2019年第2期4卷 139-145页

作者：张恒乔国伟张秋良内蒙古农业大学林学院呼和浩特010018

火灾是森林草原生态的重要干扰因子,研究火灾发生的子因素有助于分析森林草原火灾发生规律和预测火灾发展趋势。运用软件Matlab 2009a对我国森林草原火灾统计资料进行小波分析,Daubechies 10作为小波基进行小波分解与重构,讨论多种火灾... 详细信息

火灾是森林草原生态的重要干扰因子,研究火灾发生的子因素有助于分析森林草原火灾发生规律和预测火灾发展趋势。运用软件Matlab 2009a对我国森林草原火灾统计资料进行小波分析,Daubechies 10作为小波基进行小波分解与重构,讨论多种火灾影响因素下不同时间尺度的子序列对森林草原火灾的影响。结果表明:1993—2003年森林火灾面积呈小幅上升趋势,2004—2016年森林火灾面积呈小幅下降趋势; 1994—2004年草原火灾面积呈上升趋势,2005—2016年草原火灾面积呈稳定下降趋势,预计未来我国森林、草原火灾发生面积将继续呈小幅减少趋势。森林与草原火灾发生次数总体呈下降趋势,但森林火灾发生次数仍处于小波谷中,预计未来我国草原火灾发生次数保持稳定降低的趋势,森林火灾发生次数虽然会在较低水平波动,但较2016年森林火灾发生频率可能会更高,所以未来森林火灾的发生还将处在一个相对较活跃的状态。

关键词：小波分析森林火灾草原火灾过火面积发生次数

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阴山中段主要乔木树种生物量预测模型研究

林业资源管理 2013年第4期 59-64+76页

作者：杨潇张秋良内蒙古农业大学林学院

以阴山中段(大青山自然保护区)主要乔木类型:白桦(Betula platyphlla)天然林、油松(Pinus Tabulaeformis)人工林和华北落叶松(Larix principis rupprechtii Mayr)人工林为研究对象,通过标准地主要林分因子调查和生物生物量测定,运用生... 详细信息

以阴山中段(大青山自然保护区)主要乔木类型:白桦(Betula platyphlla)天然林、油松(Pinus Tabulaeformis)人工林和华北落叶松(Larix principis rupprechtii Mayr)人工林为研究对象,通过标准地主要林分因子调查和生物生物量测定,运用生物量建模时常用的10种数学模型对生物量与蓄积量进行回归拟合研究,以确定二者之间的相关关系,进而建立各树种生物量与蓄积量间的回归预测模型,拟建立基于二类调查数据基础上的森林生物量估算与预测模型。结果表明:白桦天然林和华北落叶松人工林以Power模型拟合的效果最佳;油松人工林以Cubic模型拟合效果最佳。各估测模型均符合检验精度要求。同时,利用内蒙古林业勘察设计一院调查队2006年国家二类调查数据,对大青山自然保护区(呼和浩特部分)进行森林生物量估算。

关键词：大青山生物量蓄积量二类调查数据生物量预测模型

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兴安落叶松林生长季蒸散量特征

中南林业科技大学学报 2021年第3期41卷 149-156页

作者：刘浩张秋良内蒙古农业大学林学院内蒙古呼和浩特010010

【目的】研究内蒙古大兴安岭兴安落叶松Larix gmelini林生长季蒸散量(ET)变化特征,同时分析气象因子在不同天气状况下对兴安落叶松林蒸散量的影响以及不同时间尺度下气象因子对蒸散量的影响。【方法】以兴安落叶松林为研究对象,利用涡... 详细信息

【目的】研究内蒙古大兴安岭兴安落叶松Larix gmelini林生长季蒸散量(ET)变化特征,同时分析气象因子在不同天气状况下对兴安落叶松林蒸散量的影响以及不同时间尺度下气象因子对蒸散量的影响。【方法】以兴安落叶松林为研究对象,利用涡度相关系统对其生长季蒸散量(ET)以及空气温度、相对湿度、风速、光合有效辐射、净辐射、降水量进行测定,并用Pearson法、主成分分析(PCA)以及多元回归拟合的方法对蒸散与各气象因子进行相关性分析。【结果】在非降雨日兴安落叶松林生长季蒸散量的日内变化呈钟型分布,在生长旺盛期达到最大,峰值为0.28 mm·h^(-1)。不同天气条件下,兴安落叶松林生长季蒸散量(ET)日变化波动幅度差异较大,降水后蒸散量显著升高。影响6月份蒸散量的气象因子为风速(S_(w))、净辐射量(R_(n))、水汽压亏缺(VPD),影响7月份蒸散量的气象因子主要为空气温度(T)和光合有效辐射(PAR)。不同时间尺度下各气象因子与蒸散量的相关性差异不大,其中相对湿度在日尺度和小时尺度下都与蒸散量呈负相关,相关系数为-0.140、-0.473。不同时间尺度下各气象因子与蒸散量的多元线性拟合度为:日尺度,R^(2)=0.73;小时尺度,R^(2)=0.56。【结论】净辐射量、光合有效辐射、空气温度、水汽压亏缺是决定植被用水和大气边界层水传输的主要气象动力,是影响兴安落叶松林蒸散量的主要气象因子。

关键词：兴安落叶松生长季蒸散涡度相关

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多学科融合共促碳达峰与碳中和

科学通报 2024年第8期69卷 981-982页

作者：张涛王秋良中国科学院大连化学物理研究所大连116023 中国科学院电工研究所北京100190

实现碳达峰碳中和(简称“双碳”),是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策.党的二十大报告明确提出,要积极稳妥推进碳达峰碳中和,深入推进能源革命,加快规划建设新型能源体系,推动能源清洁低碳高效利用,... 详细信息

实现碳达峰碳中和(简称“双碳”),是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策.党的二十大报告明确提出,要积极稳妥推进碳达峰碳中和,深入推进能源革命,加快规划建设新型能源体系,推动能源清洁低碳高效利用,确保能源安全,提升生态系统碳汇能力,加快发展方式绿色转型.

关键词：碳中和能源革命绿色转型多学科融合能源安全战略决策生态系统低碳高效

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兴安落叶松天然林蒸腾特征及其影响因素研究

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2021年第10期49卷 56-63页

作者：刘浩张秋良田原内蒙古农业大学林学院内蒙古呼和浩特010010 黄山学院生命与环境科学学院安徽黄山245041

【目的】了解兴安落叶松(Larix gmelinii)林分日蒸腾变化及其对环境因子的响应,进一步阐明环境条件调控林分蒸腾的机理。【方法】以兴安落叶松林为研究对象,在2018年生长季6—8月份对样地内林木根据胸径大小划分为3个径级,每个径级选取... 详细信息

【目的】了解兴安落叶松(Larix gmelinii)林分日蒸腾变化及其对环境因子的响应,进一步阐明环境条件调控林分蒸腾的机理。【方法】以兴安落叶松林为研究对象,在2018年生长季6—8月份对样地内林木根据胸径大小划分为3个径级,每个径级选取一株样树,利用热探针技术测定其树干液流密度,经尺度扩展得到林分蒸腾量,同步观测太阳净辐射量(R_(n))、空气温度(T_(a))、相对湿度(RH)、土壤含水量(SWC)、光合有效辐射量(PAR)等环境因子,利用Pearson相关分析、主成分分析、多元回归拟合等方法分析林分蒸腾对环境因子的响应,基于脱耦联系数(Ω)与林分日内蒸腾变化曲线确定太阳净辐射量(R_(n))和水汽压亏缺(VPD)主导林分蒸腾的时段。【结果】(1)6—8月兴安落叶松林分日蒸腾量为0.41~1.44 mm,各月日蒸腾量均值为7月(0.85 mm)>8月(0.65 mm)>6月(0.64 mm)。(2)Pearson相关分析发现,影响林分日蒸腾量的环境因子主要为R_(n)、T_(a)、SWC,相关系数绝对值大小分别为SWC(0.657)>T_(a)(0.383)>R_(n)(0.318)。(3)通过主成分分析将影响兴安落叶松林分蒸腾的环境因子综合为植物生长因子(WS、SWC、PAR)、水分变化因子(R_(n)、RH、SWC)、日蒸腾量驱动因子(T_(a)、R_(n)),日蒸腾量驱动因子中T_(a)和R_(n)对林分日蒸腾量的贡献率大小表现为R_(n)(61.36%)>T_(a)(38.64%)。(4)基于脱耦联系数与林分蒸腾量日内变化曲线得到R_(n)主导林分蒸腾的时间段为05:30—13:00,VPD主导林分蒸腾的时间段为13:00至翌日02:50。【结论】影响兴安落叶松林分日蒸腾量的环境因子主要为R_(n)和T_(a),在日内尺度上影响林分蒸腾的环境因子是R_(n)和VPD,且二者主导的时段不同。

关键词：兴安落叶松林分蒸腾环境因子树干液流尺度扩展

寒温带兴安落叶松林土壤团聚体特征及其影响因素研究

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生态环境学报 2021年第1期30卷 44-52页

作者：王冰张鹏杰张秋良内蒙古农业大学林学院内蒙古呼和浩特010019

以寒温带兴安落叶松(Larix gmelinii)林为研究对象,分析其土壤团聚体的分布及其有机碳含量特征,并探讨各土壤因子对团聚体稳定性的影响。在兴安落叶松林内设置28块30 m×30 m的样地,以0—10、10—20、20—40、40—60 cm分层取土样,测定... 详细信息

以寒温带兴安落叶松(Larix gmelinii)林为研究对象,分析其土壤团聚体的分布及其有机碳含量特征,并探讨各土壤因子对团聚体稳定性的影响。在兴安落叶松林内设置28块30 m×30 m的样地,以0—10、10—20、20—40、40—60 cm分层取土样,测定各理化指标含量、不同粒级土壤团聚体及其有机碳含量。结果表明,兴安落叶松林土壤团聚体各粒级含量高低为(0.25—2 mm粒径)团聚体>((0.053—0.25 mm粒径)团聚体,各粒级团聚体表层(0—10 cm)含量均显著区别于其他各层;土壤团聚体的平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别为0.53 mm和0.22 mm,分维数(D)为2.78,土壤团聚体稳定性较高且存在剖面差异;土壤有机碳主要分布于0.25—2 mm粒径的大团聚体中(34.51g·kg^(-1)),贡献率为52.10%,粒径0.053—2 mm土壤团聚体中有机碳含量最低(6.30 g·kg^(-1)),贡献率为16.42%;随土层深度增加,各粒级团聚体有机碳含量和0.25—2 mm团聚体有机碳贡献率逐渐减小,<0.25 mm团聚体贡献率逐渐增大,40 cm以下各粒级贡献率趋于稳定;兴安落叶松林土壤团聚体的粒径分配和稳定性受到林龄和林型的显著影响;大团聚体(0.25—2mm)含量与土壤总有机碳(SOC)呈极显著正相关关系(P<0.01),微团聚体(<0.25 mm)含量与Al、Mg等金属氧化物含量呈显著正相关关系(P<0.05);大团聚体(0.25—2 mm)含量和MWD、GMD指标与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01),与土壤含水量、速效钾、有效磷、有机磷呈显著正相关关系(P<0.05)。综上,土壤有机质和金属氧化物分别为兴安落叶松林土壤0.25—2 mm大团聚体和<0.25 mm微团聚体的主要胶结物质,土壤水分、养分和酸碱条件对团聚体的形成和稳定产生影响。

关键词：兴安落叶松土壤团聚体有机碳金属氧化物稳定性

内蒙古大兴安岭典型乔灌树种及其地表死可燃物热解特性

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林业科学 2020年第7期56卷 104-114页

作者：张恒甄雅星李佳艳薛江张秋良内蒙古农业大学林学院呼和浩特010019

【目的】研究森林可燃物的热解特性,了解林火发生的难易程度及潜在火行为特征,促进合理选择防火树种和构建生物防火林带。【方法】以内蒙古大兴安岭毕拉河林区森林可燃物为对象,进行热重分析得出其热解过程,以筛选抗火性能良好的树种。... 详细信息

【目的】研究森林可燃物的热解特性,了解林火发生的难易程度及潜在火行为特征,促进合理选择防火树种和构建生物防火林带。【方法】以内蒙古大兴安岭毕拉河林区森林可燃物为对象,进行热重分析得出其热解过程,以筛选抗火性能良好的树种。运用热重分析法,在升温速率为30℃·min-1、通氧速率为20 mL·min-1的条件下,对5种典型乔木(白桦、黑桦、兴安落叶松、蒙古栎、山杨)的3个部位(树干、树皮、树枝)及其林内地表死可燃物分3个亚层(未分解层、半分解层、已分解层)和3种典型灌木(平榛、二色胡枝子、兴安杜鹃)的枝条研究热失重行为。使用TG-DTG曲线分析样品的热解过程,利用Coats-Redfem积分法对样品的快速热解阶段进行动力学分析,采用热解特性指数P对样品的热解特性进行全面评价;通过活化能、着火温度与热解特性指数的综合分析,评价各样品的抗火性。【结果】空气条件下的森林可燃物的热解过程分为脱水阶段、快速热解阶段、炭化阶段。通过一级反应动力学模型Coats-Redfem积分法求出样品在快速热解阶段时的活化能(E)、频率因子(A)和相关系数R。结合热稳定性、着火温度与热解特性指数的综合分析可知,5种乔木的抗火性依次为:兴安落叶松>白桦>黑桦>山杨>蒙古栎;3种灌木的抗火性依次为:平榛>二色胡枝子>兴安杜鹃;5种乔木地表死可燃物的抗火性排序依次为:兴安落叶松>黑桦、白桦>山杨、蒙古栎。【结论】在所选植物种类中,兴安落叶松与平榛的抗火性最佳,研究结果可为内蒙古大兴安岭地区的防火树种选择提供依据。

关键词：热重分析热解特性森林可燃物抗火性 Coats-Redfem积分法

不同林龄兴安落叶松林土壤总有机碳与理化性质的关系

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2021年第10期49卷 36-45页

作者：王冰张鹏杰张秋良内蒙古农业大学林学院内蒙古呼和浩特010019

【目的】探讨不同林龄兴安落叶松林土壤总有机碳特征及其与理化指标的关系。【方法】在兴安落叶松林内,依据林龄不同(幼龄、中龄、近熟、成过熟)设置样地,分别采集0~10,10~20,20~40和40~60 cm土层的土样,测定不同林龄各土层土壤含水量... 详细信息

【目的】探讨不同林龄兴安落叶松林土壤总有机碳特征及其与理化指标的关系。【方法】在兴安落叶松林内,依据林龄不同(幼龄、中龄、近熟、成过熟)设置样地,分别采集0~10,10~20,20~40和40~60 cm土层的土样,测定不同林龄各土层土壤含水量、体积质量、pH及总有机碳、有机磷、总磷、无机磷、NH_(4)^(+)-N、速效钾、有效磷、Na_(2)O、MgO、Al_(2)O_(3)、K_(2)O、CaO、Fe_(2)O_(3)含量,分析其变化规律,并对土壤总有机碳含量与各理化指标的关系进行Pearson相关分析和通径分析。【结果】(1)兴安落叶松林0~60 cm土层土壤总有机碳含量为13.42~142.18 g/kg,随着林龄增加,土壤总有机碳含量呈现先减小后增加的“V”字型变化特征,不同林龄的土壤总有机碳含量大小表现为幼龄林(64.49 g/kg)>成过熟林(55.34 g/kg)>中龄林(53.22 g/kg)>近熟林(46.81 g/kg)。(2)随着林龄的增加,土壤含水量、体积质量和速效钾、Na_(2)O含量也呈“V”字型变化趋势,有机磷、MgO和Al_(2)O_(3)含量呈倒“V”字型变化趋势,pH及CaO、Fe_(2)O_(3)含量增加,NH_(4)^(+)-N、有效磷和K_(2)O含量减少。(3)土壤总有机碳含量与土壤含水量及NH_(4)^(+)-N、速效钾、有机磷、CaO含量均呈正相关,与土壤体积质量、pH及Na_(2)O、MgO、Al_(2)O_(3)、K_(2)O和Fe_(2)O_(3)含量呈负相关。(4)土壤含水量、pH、NH_(4)^(+)-N、有机磷、Na_(2)O、CaO、Fe_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)及其共同作用是影响兴安落叶松林整个生长周期土壤总有机碳含量变化的主导因素;随着林龄的增加,影响兴安落叶松林土壤总有机碳含量的主导因素由土壤养分转变为金属氧化物。【结论】不同林龄兴安落叶松林土壤的总有机碳含量存在差异,土壤理化指标对总有机碳含量具有显著影响。

关键词：兴安落叶松林林龄土壤总有机碳土壤理化性质