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秦岭中部山地落叶阔叶林超级垂直带的发现与意义

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地理学报 2022年第9期77卷 2236-2248页

作者：张百平姚永慧肖飞周文佐朱连奇张俊华赵芳白红英王晶余付勤张兴航刘俊杰李佳宇蒋娅中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉430071 西南大学重庆400715 河南大学开封475004 西北大学西安710127 中国科学院大学北京100049

山地垂直带谱是气候和植被水平地带变化和更替的缩影,垂直带的带幅、带间过渡方式、带内结构和垂直带组合方式都表现出高度的异质性和复杂性。本文发现在中国南北过渡带中部太白山发育了世界上最宽的山地垂直带——山地落叶阔叶林垂直... 详细信息

山地垂直带谱是气候和植被水平地带变化和更替的缩影,垂直带的带幅、带间过渡方式、带内结构和垂直带组合方式都表现出高度的异质性和复杂性。本文发现在中国南北过渡带中部太白山发育了世界上最宽的山地垂直带——山地落叶阔叶林垂直带。该垂直带从基带到典型垂直带再到先锋性垂直带皆为山地落叶阔叶林,3种本来可以独立存在的垂直带,连续分布形成了包含3个栎林亚带、2个桦林亚带的“三层五亚带”超级垂直带,远远超过正常情况下山地垂直带1000 m的阈值,且其上限达到了海拔2800 m。它的形成与秦岭所处的过渡性地理位置、秦岭中部垂直带谱的完整性、丰富的落叶木本植物种群及其形成的强大群落竞争优势等因素紧密相关。超级垂直带的发现有多方面的意义:它是中国南北过渡带又一重要的标志性自然地理特征;它表明山地垂直带在特殊的山地环境中可以具有非常复杂的内部结构和宽大带幅,这扩展了我们对山地垂直带谱结构及机理认识的广度,对于创建山地垂直带谱结构理论具有十分重要的意义;超级垂直带的发现,也说明中国南北过渡带还有很多科学内容有待我们去探索和发现,希望本文能起到抛砖引玉的作用,引起学界对超级垂直带形成的气候和生物多样性因素、地理过渡带的结构和生态效应等重大问题进行深入研究。

关键词：超级垂直带中国南北过渡带秦岭垂直带谱结构带幅

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秦岭东段地应力场特性及区域性岩爆风险评估

铁道工程学报 2023年第2期40卷 1-5,77页

作者：陈兴强刘瑾孟祥连张文忠黄勇王华江周福军李玉波李立民王凯邱士利中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 西安工业大学西安710021 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

研究目的:与典型的岩爆易发区为强烈挤压构造区不同,现今伸展构造为主的秦岭东段也具有高地应力、强岩爆特征。为保障铁路隧道等深地工程的建设和选线,本文对其地应力场特征、构造成因以及对岩爆的总体控制作用进行初步研究。研究结论:... 详细信息

研究目的:与典型的岩爆易发区为强烈挤压构造区不同,现今伸展构造为主的秦岭东段也具有高地应力、强岩爆特征。为保障铁路隧道等深地工程的建设和选线,本文对其地应力场特征、构造成因以及对岩爆的总体控制作用进行初步研究。研究结论:(1)秦岭东段实测最大水平主应力S_(H)的挤压方向不受现今区域构造控制,而表现出与伸展构造方向一致的NW-SE,S_(H)平均变化梯度高达2.94 MPa/100 m,与青藏高原相当,综合来看,该区以燕山期挤压作用形成的构造地应力为主,属于残余应力,该特征指示岩体应变能可保留达上亿年,且大型岩体内部的应变能不易被伸展构造所改变;(2)区域上,秦岭东段S_(H)始终为三向主应力中的最大值,是岩爆风险的主控因子,在铁路选线阶段,秦岭东段需重点考虑花岗岩和闪长岩等硬质岩的岩爆风险,700 m以上易发生中等岩爆,1400 m以上易发生强烈岩爆,建议尽量避免1400 m以上埋深隧道;(3)本研究成果可推广应用于秦岭及类似山区铁路地质选线及隧道岩爆风险防控。

关键词：秦岭铁路隧道新构造地应力青藏高原

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秦岭中部山地降水的垂直变化研究

地理学报 2022年第7期77卷 1762-1774页

作者：李大伟段克勤石培宏李双双尚溦张召鹏陕西师范大学地理科学与旅游学院西安710119

明确秦岭高海拔山区降水的变化规律,是深入理解秦岭作为中国南北地理过渡带特征、认识秦岭水资源在南水北调中线工程中重要作用的前提。但秦岭高海拔地区长期缺乏有效的降水观测数据,导致对其降水变化缺乏了解。利用2018年6月1日—2019... 详细信息

明确秦岭高海拔山区降水的变化规律,是深入理解秦岭作为中国南北地理过渡带特征、认识秦岭水资源在南水北调中线工程中重要作用的前提。但秦岭高海拔地区长期缺乏有效的降水观测数据,导致对其降水变化缺乏了解。利用2018年6月1日—2019年5月31日秦岭太白山海拔3760 m实测降水数据,发现在秦岭海拔3760 m处年降水量可达1300 mm,远高于汉江盆地和关中平原600~800 mm的年降水量。在此基础上,检验了克里金(Kriging)、反距离加权(IDW)和薄盘样条(ANUSPLIN)插值方法,以及GPM修正数据(GPM-cal)和ERA5再分析资料对秦岭中部山地年和季节降水空间模态的再现效果,各方案均能揭示秦岭高山区是降水高值中心,且降水随海拔的升高而增大,但利用克里金、反距离加权插值方案不能得到准确的高海拔降水值,与此相比,GPM-cal数据、薄盘样条插值与ERA5资料能较准确刻画秦岭中部山地年降水量随地形的变化。水汽通量分析显示,秦岭凭借高大地形对600 hPa高度以下的南来湿润气流具有明显的阻挡、强迫和拦截作用,使其南坡成为区域降水高值中心。结合高山区降水观测、薄盘样条插值、多源格点资料和数据修正方法,是认识秦岭山地降水形成和变化的有效途径。

关键词：秦岭降水薄盘样条插值 GPM ERA5

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秦岭生态系统服务协同与权衡的时空异质性

应用生态学报 2022年第8期33卷 2057-2067页

作者：王茜穆琪罗漫雅赵永华杨舒媛张磊瞿植长安大学土地工程学院西安710054 陕西省土地整治重点实验室西安710054 自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室西安710054 陕西省土地整治工程技术研究中心西安710054

秦岭是我国重要的生态功能区,探究秦岭生态系统服务权衡与协同关系对区域的生态保护和高质量发展意义重大。本研究基于遥感、气象、土壤质地等数据,在分析2000、2010和2020年土地利用时空变化的基础上,采用CASA、InVEST和RUSLE模型计算... 详细信息

秦岭是我国重要的生态功能区,探究秦岭生态系统服务权衡与协同关系对区域的生态保护和高质量发展意义重大。本研究基于遥感、气象、土壤质地等数据,在分析2000、2010和2020年土地利用时空变化的基础上,采用CASA、InVEST和RUSLE模型计算秦岭地区植被固碳量、产水量、生境质量和土壤保持量,并探讨空间异质性特征及生态系统服务关系。结果表明:2000-2020年,研究区耕地、草地面积持续减少,林地和建设用地面积增长,水域和未利用地变化不明显。研究区固碳量东高西低,呈增长趋势;产水量持续减少,呈现南坡高、北坡低的格局;生境质量稳定增长;土壤保持量先增后减。不同地类的生态系统服务各有差异,同一地类的各个生态系统服务也各不相同。全域尺度下固碳与土壤保持、生境质量与土壤保持、固碳与生境质量皆呈协同关系,固碳与产水、土壤保持与产水、生境质量与产水为权衡关系,但不同条件下服务量间的关系存在明显差异。研究结果有助于降低权衡风险,使总体效益最大化,可为促进生态高质量发展、实现自然资源管理与人类福祉的双赢提供参考依据。

关键词：土地利用变化生态系统服务权衡协同秦岭

秦岭南麓小流域不同空间尺度景观格局对水质的影响分析

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环境科学学报 2023年第10期43卷 396-406页

作者：徐明珠徐国策乔海亮李占斌魏全王斌谷丰佑方康万顺西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 陕西省林业调查规划院西安710082

了解江河流域源头区景观与河流水质之间的关系,有助于进行适当的景观规划以保护水源涵养区水质.本研究基于2019—2022年秦岭南麓丹江源头区的闵家河流域11个采样点的水质数据,采用冗余分析(RDA)、非参数偏差减小和1000次bootstrap模拟法... 详细信息

了解江河流域源头区景观与河流水质之间的关系,有助于进行适当的景观规划以保护水源涵养区水质.本研究基于2019—2022年秦岭南麓丹江源头区的闵家河流域11个采样点的水质数据,采用冗余分析(RDA)、非参数偏差减小和1000次bootstrap模拟法,探讨了不同尺度景观特征对水质的影响,分析了沿景观梯度水质的突变情况,并确定了关键景观阈值范围.结果表明:(1)水质指标时空变化显著,非汛期总氮(TN)和总磷(TP)平均浓度较汛期分别降低了21%和14%,上游水质优于中下游水质.不同尺度的景观格局差异显著,河岸带相较子流域尺度的景观类型更丰富,空间异质性更强,破碎程度更高;(2)土地利用程度(L)、草地、农地、建设用地、破碎程度和空间异质性高的景观对水质有负效应,高连通度的优势林地景观对水质有明显的正效应;(3)景观格局对水质的影响具有空间尺度效应和季节差异,子流域尺度比缓冲区尺度的景观特征更能解释水质变化,且对汛期水质贡献更高;(4)子流域关键景观指标的阈值分别为:最大斑块指数(LPI)>72%、农地比例<11%、L<214、香浓多样性指数(SHDI)<0.7、斑块密度(PD)<48 n·km^(-2),一旦超过以上景观阈值,河流中TN浓度突变的累积概率将超过87.5%.本研究结果可为通过管理和优化江河源头区的景观特征来控制非点源污染提供参考.

关键词：土地利用景观配置影响因素水质突变景观阈值秦岭

秦岭皇冠暖温性落叶阔叶林优势树种的径级结构和数量特征

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植物生态学报 2023年第12期47卷 1658-1667页

作者：何春梅李雨姗尹秋龙贾仕宏郝占庆西北工业大学生态环境学院陕西省秦岭生态智能化监测与保护重点实验室西安710129

该研究以秦岭皇冠暖温性落叶阔叶林25hm2森林动态监测样地为研究平台,以样地内4个优势树种(锐齿槲栎(Quercus aliena var. acutiserrata)、栗(Castanea mollissima)、油松(Pinus tabuliformis)、华山松(Pinus armandii))为研究对象,运用数量分析等方法对4个优势树种的年龄结构和数量动态特征进行分析,以期揭示种群的生存现状,预测种群的发展趋势。结果显示:锐齿槲栎、油松和华山松种群个体数随胸径增大而减少,幼龄林木个体数较多,自然更新能力较强;栗种群的径级结构呈“正态”分布,幼龄个体少,后期结构较稳定。栗种群小径级个体的存活率是该种群更新和发展的关键,初步推断种子的留存情况主要受到动物取食和人为影响,进而影响种群的更新,因此需进一步了解栗种群种子的留存情况,加强对小径级个体的生长监测,提高其存活率和生存质量。锐齿槲栎、油松和华山松3个优势树种的存活曲线均更符合Deevey-II型,其幼龄个体数具有一定优势,但个体死亡率也较高。3个优势种群不同的生存状况反映了其生存能力的差异,总体上表现为幼龄个体在整个种群中占据优势,但随着时间的推移,个体的生长存活受到周围生物与非生物环境的影响。该研究对秦岭优势树种种群数量特征等进行了详细描述,为进一步探讨种群发展提供数据支持。

关键词：优势种群径级结构静态生命表数量动态特征秦岭

培养积极的阅读者和理性的表达者——访江苏省特级教师秦岭

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小学语文教学 2023年第36期 4-7页

作者：本刊记者秦岭不详江苏

记者:秦老师好!您和您的团队提出并践行“培养积极的阅读者和理性的表达者”这一儿童阅读主张,您能对此做个解读吗?秦岭:阅读和表达一直是最为重要的语文实践活动。在2022年版课标中,我们很清楚地感受到“阅读”与“表达”的重要性。从... 详细信息

记者:秦老师好!您和您的团队提出并践行“培养积极的阅读者和理性的表达者”这一儿童阅读主张,您能对此做个解读吗?秦岭:阅读和表达一直是最为重要的语文实践活动。在2022年版课标中,我们很清楚地感受到“阅读”与“表达”的重要性。从文字表述上来看,“阅读”出现了217次,“表达”出现了123次,绝对是课标中的高频词。

关键词：省特级教师儿童阅读语文实践活动高频词文字表述课标阅读者秦岭

秦岭两种典型人工林不同密度时的枯落物持水功能差异

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林业科学研究 2023年第3期36卷 100-108页

作者：王亚萍张淑兰韩勇董新宇赵雨薇万格安康学院旅游与资源环境学院陕西安康725000 陕西省科协院士专家工作站陕西安康725000

[目的]探究秦岭林区典型森林不同密度时的枯落物持水功能差异,为该区植被建设提供依据。[方法]在秦岭火地塘林区,选取油松林和锐齿栎林3个密度(低、中、高)的样地,利用室内浸水法、熵权法定量分析和综合评价枯落物层持水功能。[结果]①... 详细信息

[目的]探究秦岭林区典型森林不同密度时的枯落物持水功能差异,为该区植被建设提供依据。[方法]在秦岭火地塘林区,选取油松林和锐齿栎林3个密度(低、中、高)的样地,利用室内浸水法、熵权法定量分析和综合评价枯落物层持水功能。[结果]①油松林、锐齿栎林枯落物层厚度分别变化在3.48~5.14 cm、6.54~9.48 cm,枯落物蓄积量均为中密度时最大,分别为9.09、5.61 t·hm^(-2),其中油松林枯落物蓄积量以半分解层为主(56.5%~60.55%),锐齿栎林以未分解层为主(63.58%~74.53%);②油松林枯落物的最大持水量在中密度最高(24.55 t·hm^(-2)),而锐齿栎林枯落物的最大持水量则在高密度时最大,达到17.8 t·hm^(-2);油松林和锐齿栎林枯落物吸持水分的主要贡献者分别为半分解层和未分解层;③枯落物的累积持水率在浸水后10 min内迅速增大,且锐齿栎林的增速大于油松林;枯落物吸水速率随浸水时间增加先快速降低后逐渐降低并趋于0;枯落物的持水率(量)、吸水速率与浸水时间分别呈较好的对数和幂函数关系。[结论]油松林半分解层和锐齿栎林未分解层枯落物的持水作用可以互补,其中锐齿栎林密度在725株·hm^(-2)时为最佳。建议营造松栎混交林,并且合理控制密度,以充分发挥其枯落物的水文功能。

关键词：油松林锐齿栎林枯落物层水文功能秦岭

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秦岭生态地质环境系统研究关键思考

生态学报 2023年第11期43卷 4344-4358页

作者：彭建兵申艳军金钊刘铁铭李永红庄建琦王震洪余琛成玉祥马鹏辉高帅李振洪长安大学地质工程与测绘学院西安710054 长安大学陕西省黄河科学研究院西安710054 黄土科学全国重点实验室(筹) 西安710054 中国地质大学(北京)地质安全研究院北京100083 中国科学院地球环境研究所西安710061 西安地质环境监测站西安710018 陕西省地质环境监测总站西安710068 长安大学水利与环境学院西安710054

生态地质环境系统研究应以地质学为基础,以生态学为指导,研究岩石、土壤、水、生物等在地质作用下产生的生态问题。秦岭生态地质特色鲜明,是催生生态地质基础理论、形成生态地质保护对策的理想实践地,迫切需要对秦岭生态地质环境角色地... 详细信息

生态地质环境系统研究应以地质学为基础,以生态学为指导,研究岩石、土壤、水、生物等在地质作用下产生的生态问题。秦岭生态地质特色鲜明,是催生生态地质基础理论、形成生态地质保护对策的理想实践地,迫切需要对秦岭生态地质环境角色地位予以系统剖析,梳理秦岭生态地质环境系统面临的主要挑战,构建秦岭生态地质环境系统框架体系。研究提出秦岭生态地质环境系统研究要把握以下关键思考:一是秦岭生态地质环境要素多元、圈层互馈过程复杂、灾害叠加影响效应突出、人-地-生相互作用强烈,立足生态秦岭面临的现实挑战,需认知秦岭生态地质环境系统的要素构成及家底,构建秦岭生态地质环境系统要素互馈演化模型,探索生态退化、水土流失和地质灾害共存递进关系,进而提出地质环境-生态环境-人类环境动态平衡调控对策;二是秦岭生态地质环境系统框架体系应以地质环境认知为基础,将生态环境充分融入地质环境之中整体考虑,并对各要素对生态环境影响进行梳理;其中,构造、地貌地质环境是“生态容器”,岩石、土壤及水文地质环境是“生态载体”,灾害地质环境是引起“生态损害”的重要因素,人类活动环境则为造成“生态扰动”的外在驱动;三是秦岭林体-土体-岩体-山体-水体五体关系复杂,内生互馈作用密切,认识“山水林田湖草生命共同体”同存-同演-同损-同荣规律的科学内涵,应立足于探究林体-土体-岩体-山体-水体的互馈与协同演进机制;四是秦岭地面生态损害、表层水土灾害、浅深层地质灾害呈现互馈耦合、共存递进演化特征,需重点把握“生态损害→地质灾害的递进关系及内在机制”这一关键问题;五是开展秦岭人类环境-地质环境-生态环境动态平衡调控机制研究,应以探索生态安全与人地协调的关系为核心,分析生态系统破坏和地质灾害与地质-地貌-气候-人类活动的时序演变关系,在此基础上探索生态地质环境系统的动态平衡机制,进而提出基于人地协调的生态安全防控策略。

关键词：秦岭生态地质环境系统地质环境生态损害生态安全