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基于景观生态风险评估的景观生态网络的构建:以资源型城市临汾为例

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煤炭学报 2024年第6期49卷 2811-2825页

作者：赵际剀于强徐呈龙马骏北京林业大学林学院北京100089

资源型城市景观结构的变化受到多种因素的综合影响,这导致了其景观生态质量的降低的可能性以及生态环境的脆弱性增加,景观生态质量对生态功能的流动与传递具有直接影响,因此在构建景观生态网络时应予以关注。基于2005—2020年中国山西... 详细信息

资源型城市景观结构的变化受到多种因素的综合影响,这导致了其景观生态质量的降低的可能性以及生态环境的脆弱性增加,景观生态质量对生态功能的流动与传递具有直接影响,因此在构建景观生态网络时应予以关注。基于2005—2020年中国山西省临汾市的土地利用数据进行分析,建立了一种景观生态风险评估模型,并分析了2005—2020年景观生态风险的时空特征。在充分考虑了生态系统抵抗力受到景观生态质量影响的前提下,以2020年景观生态风险评估为基础,通过MSPA法提取生态源地,运用最小累积抵抗力模型(MCR)构建廊道,并搭建了景观生态网络,并通过复杂网络方法探讨了景观生态网络的拓扑性质。研究区域内高风险地区和极高风险地区的面积呈现先上升后下降的趋势,整体风险水平有所下降。城市建设用地与采矿用地周边地区的风险相对较高,而森林和草地地区的风险则相对较低。研究区风险变化主要受采矿、城市扩张、政府政策、土地利用类型改变以及村落迁移等因素的影响。通过增边策略对景观生态网络进行优化,对比优化前后生态网络鲁棒性,发现增边策略增强了能量传输的畅通性和节点间的互联性,该生态风险评估模型结合潜在生态网络的构建有助于为资源型城市景观结构优化和生态安全体系建设提供理论支持。

关键词：矿区生态修复景观生态风险空间自相关生态网络复杂网络优化鲁棒性

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宁东煤炭基地矸石山生态修复技术模式评价

生态学报 2024年

作者：武春丽侯晓磊杨建英赵廷宁邓雅元麻文章巩子涵曾文杰芦治源吴国伟北京林业大学水土保持学院北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心北京林业大学国家林业和草原局水土保持重点实验室宁夏大学

针对西北干旱煤炭矿区生态环境问题识别不清，生态修复技术模式针对性不强，措施单一等问题，以宁东煤炭基地6座煤矸石山及周边自然地为研究对象，运用主成分分析法进行立地类型划分，运用复合模糊物元熵权法从土壤改良效果、植被恢复... 详细信息

针对西北干旱煤炭矿区生态环境问题识别不清，生态修复技术模式针对性不强，措施单一等问题，以宁东煤炭基地6座煤矸石山及周边自然地为研究对象，运用主成分分析法进行立地类型划分，运用复合模糊物元熵权法从土壤改良效果、植被恢复效果和技术措施状况（技术措施完整性和经济性）3个方面共19项指标构建评价体系，确定各指标权重及进行综合评价，筛选不同立地类型对位生态修复技术模式，旨在为西北干旱区生态修复提供技术支撑。结果表明：（1）坡向、坡度和土层厚度为立地类型划分主导因子，据此将矸石山分厚层急阴坡、中层斜阴坡、厚层斜阴坡、薄层急阳坡、中层斜阳坡、厚层斜阳坡、中层斜半阴半阳坡、厚层斜半阴半阳坡、薄层急半阴半阳坡及厚层平台9种立地类型；（2）中层斜半阴半阳坡立地类型，推荐“砾石沙障”模式或“活体沙障”模式；厚层急阴坡、薄层急阳坡立地类型，推荐“撒播草籽+挡矸墙+环保树脂网工程护坡+排水沟+微喷”模式；中层斜阴坡、中层斜阳坡立地类型，推荐“撒播草籽+挡矸墙+排水沟+草方格”模式；厚层平台立地类型，推荐“植苗造林+草方格+截水沟”模式。

关键词：煤炭矿区煤矸石山立地类型技术模式复合模糊物元熵权法

青海东部天然次生白桦林林分结构和土壤养分对草本植物多样性的影响

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浙江农林大学学报 2024年

作者：李睿邹星晨程唱石正阳彭小静刘婧雯刘仟仟贺康宁北京林业大学水土保持学院北京林业大学北京市水土保持工程技术研究中心北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心

【目的】探究林分结构和土壤养分对天然次生白桦Betula platyphylla林下草本多样性影响的主导因子，旨在为青海天然次生白桦林林分结构优化与提高草本多样性提供理论依据。【方法】以青海省大通县宝库林场天然次生白桦林为研究对象，通... 详细信息

【目的】探究林分结构和土壤养分对天然次生白桦Betula platyphylla林下草本多样性影响的主导因子，旨在为青海天然次生白桦林林分结构优化与提高草本多样性提供理论依据。【方法】以青海省大通县宝库林场天然次生白桦林为研究对象，通过典型取样法在该研究区内选取20个24 m×24 m的标准样地，利用相关性分析和冗余分析法探究多重因素(林分空间结构、林分非空间结构、土壤养分)对草本多样性的影响。【结果】(1)白桦林下共发现草本植物24科41属47种，其中黑麦草Lolium perenne、野草莓Fragaria vesca、珠芽蓼Polygonum viviparum、四叶葎Galium bungei、老鹳草Geranium wilfordii为优势种，其重要值均值分别为19.52%、18.91%、10.53%、6.95%、5.27%。(2)冗余分析结果显示：开敞度、平均胸径、大小比数分别可解释44.1%、16.8%、8.2%的草本植物多样性变化格局，是影响草本多样性的主要林分因子；碱解氮和速效钾分别可解释7.9%和7.6%的草本植物多样性变化格局，是主要的土壤养分因子。【结论】林分结构和土壤养分均显著影响林下草本多样性。可通过调整林分空间结构、优化林分竞争态势和提升土壤肥力等方式提高林下草本多样性整体水平。图2表4参37

关键词：白桦草本多样性林分结构土壤养分冗余分析

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高吸水树脂改良煤矸石基质水分特性

北京林业大学学报 2024年第2期46卷 105-113页

作者：孙智龙杨建英史常青李成李睿杰杨春艳王小展邓莫楠北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 北京林业大学国家林业和草原局水土保持重点实验室北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

【目的】探究不同质量分数的高吸水树脂(SAP)对矿区煤矸石基质容重、孔隙度、毛管水运移规律和保水性等方面的改善状况,阐明SAP最佳使用量下煤矸石基质的水分运移规律,为无土矿区煤矸石基质水分条件改善提供依据,实现矿区煤矸石固废资... 详细信息

【目的】探究不同质量分数的高吸水树脂(SAP)对矿区煤矸石基质容重、孔隙度、毛管水运移规律和保水性等方面的改善状况,阐明SAP最佳使用量下煤矸石基质的水分运移规律,为无土矿区煤矸石基质水分条件改善提供依据,实现矿区煤矸石固废资源化利用,为植被生长提供适宜条件。【方法】通过室内土柱试验模拟质量分数0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%的SAP对煤矸石基质水分运移规律的影响。【结果】(1)SAP可以改善煤矸石基质物理性质,随SAP使用量的增加,煤矸石基质容重呈下降趋势,总孔隙度与毛管孔隙度呈上升趋势;(2)SAP会极显著抑制煤矸石毛管水上升高度,且质量分数在0%~0.4%范围内,随SAP使用量的增加抑制效果逐渐增强,但当SAP质量分数为0.4%时,对煤矸石毛管水抑制程度较0.3%差异不显著;(3)最小显著差异法拟合分析得到:煤矸石毛管水上升高度随时间变化呈幂函数增加趋势(P<0.01),上升速率与时间变化呈对数函数下降趋势;(4)在室内通风条件下,72 h内不同SAP质量分数的煤矸石基质含水率持续降低,纯煤矸石(SAP质量分数0%)基质含水率下降趋势最大,水分损失率为15.96%,SAP质量分数为0.3%与0.4%下降趋势较小,水分损失率分别为3.90%和3.52%,差异不显著,且作用时间越长,SAP的保水性能表现越突出。【结论】SAP可以改善煤矸石基质水分条件,且在一定范围内,含量越高改善效果越显著。因此从经济和效果两方面考虑,首选质量分数为0.3%的SAP应用于无土矿区煤矸石基质中,为植被生长提供适宜的水气条件。

关键词：煤矸石毛管水运移高吸水树脂固废资源化利用保水性孔隙度

生态棒间隔距离对铁尾矿坡面减流减沙效应的影响

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农业工程学报 2024年第9期40卷 98-107页

作者：李睿杰杨建英赵廷宁史常青张学沛孙非凡赖林枫孙智龙李成北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学国家林业与草原局水土保持重点实验室北京100083 北京林业大学教育部林业生态工程研究中心北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 河北省水土保持工作总站石家庄050011

中国铁尾矿库的排放量大而综合利用率低,遗留的铁尾矿库形成大面积裸露库面和边坡,易引发水土流失、边坡滑塌等危害。为明确边坡生态修复中生态棒拦挡措施的水土流失防治机理,该研究以张宣铁矿区尾矿库边坡为对象,采用人工模拟降雨,研... 详细信息

中国铁尾矿库的排放量大而综合利用率低,遗留的铁尾矿库形成大面积裸露库面和边坡,易引发水土流失、边坡滑塌等危害。为明确边坡生态修复中生态棒拦挡措施的水土流失防治机理,该研究以张宣铁矿区尾矿库边坡为对象,采用人工模拟降雨,研究不同间隔生态棒拦挡措施的减流减沙效应。结果表明:坡度25°、30°,30~90 mm/h雨强下,1)不同间隔生态棒拦挡措施下初始产流时间较裸坡分别增加0.44%~57.76%、1.08%~39.14%,且随生态棒间隔、坡度、雨强的增大而减少;减流效应分别为-2.79%~80.68%、12.67%~76.45%,随雨强增大而减小,30 mm/h雨强下随生态棒间隔缩短呈增强趋势,60、90 mm/h雨强下无明显规律变化;径流流速削减效应分别为20.78%~55.12%、20.16%~41.57%,随生态棒间隔缩短呈增强趋势,随坡度增大而降低,同时0.67 m间隔削减坡面流速效应最佳;2)减沙效应分别为-127.47%~71.57%、-287.19%~62.01%,减沙效应弱于减流效应;3)30 mm/h雨强下累积径流量、侵蚀量随生态棒间隔的缩短而减少,60、90 mm/h雨强下规律不明显;且90 mm/h雨强下,坡度30°的累积侵蚀量显著大于坡度25°;4)对产流产沙指标进行Pearson相关分析,表明生态棒拦挡措施在坡面减流、削减流速方面发挥关键作用,雨强对产流产沙的影响处于主导地位,坡度处于辅助地位;5)建议坡度25°、30°,雨强30、90 mm/h时选择0.40 m生态棒间隔,雨强60 mm/h时选择1.00 m生态棒间隔。研究结果可为铁尾矿边坡生态修复中生态棒拦挡措施的科学应用提供参考依据。

关键词：生态修复生态棒铁尾矿减流减沙效应人工模拟降雨

不同植被毯覆盖措施对冬奥廊道沿线喷播植物生长特性影响

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草地学报 2024年

作者：邢嘉程王璞张艳史常青赵艳婷麻文章北京林业大学水土保持学院北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心张家口市林木良种繁育实验场

研究植被毯覆盖措施对喷播植物生长特性的影响对于冬奥廊道沿线生态修复的后期养护具有重要意义，可为落实“绿色办奥”举措提供重要参考。以植被毯覆盖下的黑麦草（Lolium multiflorum Lam）、紫花苜蓿（Medicago sativa）、紫穗槐（Am... 详细信息

研究植被毯覆盖措施对喷播植物生长特性的影响对于冬奥廊道沿线生态修复的后期养护具有重要意义，可为落实“绿色办奥”举措提供重要参考。以植被毯覆盖下的黑麦草（Lolium multiflorum Lam）、紫花苜蓿（Medicago sativa）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、胡枝子（Lespedeza bicolor）四种植物为研究对象，在人工修筑边坡进行种植槽喷播试验，探究阴阳坡6种植被毯措施对喷播植物生长特性的影响。研究表明：（1）纤维植被毯覆盖对植物出苗数具有阻碍作用，且秸秆植被毯对出苗的抑制作用更大；（2）覆盖两种植被毯均能够明显促进植物高度、地上生物量和阳坡植被盖度的增加，而若要增加阴坡的植被盖度，应当铺设秸秆椰丝混合植被毯；（3）使用熵权topsis法综合评价得出，阳坡适宜铺设规格为200 g·m-2的秸秆植被毯，阴坡铺设规格为200 g·m-2的秸秆椰丝混合植被毯更优。研究结果对正确选取植被毯措施进行边坡植被快速建成具有积极作用。

关键词：植物生长状况裸露边坡植被毯恢复效果

耦合PLUS-InVEST-Geodector模型的新疆地区碳储量时空变化及驱动机制分析

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环境科学 2024年第9期45卷 5416-5430页

作者：傅楷翔贾国栋余新晓陈立欣北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

基于“双碳”战略目标下探明新疆土地利用变化对碳储量的影响及碳储量空间分异驱动因素并预测不同情景下的新疆2035年土地利用类型,分析其对碳储量的影响,对新疆政策制定、土地利用结构调整和碳中和目标实现具有重要的理论与现实意义.耦... 详细信息

基于“双碳”战略目标下探明新疆土地利用变化对碳储量的影响及碳储量空间分异驱动因素并预测不同情景下的新疆2035年土地利用类型,分析其对碳储量的影响,对新疆政策制定、土地利用结构调整和碳中和目标实现具有重要的理论与现实意义.耦合PLUS-InVEST-Geodector模型,探究新疆2035年快速发展、自然变化、耕地保护和生态保护情景下碳储量时空变化规律,并从土地利用变化以及自然-社会经济-可达性组合角度定量揭示影响碳储量变化归因.结果表明:①1990~2020年新疆耕地和建设用地面积增加,从转移方向上看,主要由未利用地转为草地.②时间尺度上,新疆碳储量表现为“减少-增加-减少”的波动状态,总体呈增加趋势,未利用地转移至草地是其碳储量增加的主要原因;空间尺度上,北部阿尔泰山、中部天山和南部昆仑山系碳储量较高,塔里木盆地和准噶尔盆地碳储量较低.③2035年自然发展和快速发展情景碳储量较2020年减少27.24 Tg和71.17 Tg;生态保护和耕地保护情景增加492.55 Tg和46.67 Tg,生态保护情景较其他情景能显著提升新疆地区碳储量,4种情景碳储量分布格局与2020年大致相同.④除地类转化外,土壤侵蚀强度是新疆碳储量空间分异的主要驱动因子(q值为0.3501),其次是植被净初级生产力;多因子交互结果显示,新疆碳储量空间分异是多重因素共同作用的结果,所有因子在交互作用下均有协同增强的作用,土壤侵蚀强度和植被净初级生产力交互作用是新疆碳储量空间分异的主要交互驱动因子.

关键词：碳储量 PLUS模型 InVEST模型地理探测器新疆

长白山白桦径向生长季节动态及其对环境因子的响应

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植物生态学报 2024年第8期48卷 1001-1010页

作者：钱尼澎高浩鑫宋超杰董淳超刘琪璟北京林业大学林学院北京100083

白桦(Betula platyphylla)作为温带次生林的典型先锋树种,在森林生长研究中具有重要意义。该研究利用微树芯法连续监测了长白山两个生长季(2020-2021年)白桦径向生长的季节动态,并分析了其与环境因子的响应关系。结果表明,白桦形成层于... 详细信息

白桦(Betula platyphylla)作为温带次生林的典型先锋树种,在森林生长研究中具有重要意义。该研究利用微树芯法连续监测了长白山两个生长季(2020-2021年)白桦径向生长的季节动态,并分析了其与环境因子的响应关系。结果表明,白桦形成层于5月中下旬开始活动,6月和7月为快速生长期,9月下旬木质化结束。2021年早春温度升高导致白桦径向生长提前开始,但两年径向生长停止的时间无显著差异。在快速生长期,白桦径向生长速率与平均气温、最低气温、相对空气湿度和土壤温度呈显著正相关关系,与饱和水汽压差呈显著负相关关系;而在慢速生长期,白桦径向生长速率仅与最低气温和土壤温度呈显著正相关关系;在较干燥年份,土壤含水量降低显著抑制了白桦径向生长,温度始终是影响白桦年内径向生长的主要气候因子。研究结果对白桦林的经营和可持续管理具有参考价值。

关键词：白桦微树芯温度形成层木质部

基于生态环境质量评价的酒泉市生态空间网络优化

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 199-208页

作者：仇实于强刘泓君王慧媛李松岳德鹏北京林业大学林学院北京100083

【目的】构建并优化酒泉地区生态空间网络,提升生态环境质量,发挥区域生态作用,防止沙漠扩张。【方法】将遥感生态指数(RSEI)与生态空间网络结合,评估酒泉地区景观格局空间,基于复杂网络理论确定薄弱生态源地,提出优化策略。【结果】(1... 详细信息

【目的】构建并优化酒泉地区生态空间网络,提升生态环境质量,发挥区域生态作用,防止沙漠扩张。【方法】将遥感生态指数(RSEI)与生态空间网络结合,评估酒泉地区景观格局空间,基于复杂网络理论确定薄弱生态源地,提出优化策略。【结果】(1)酒泉市RSEI呈现北部地区低,中南部地区高的空间格局。(2)酒泉市潜在生态空间网络由332个生态节点,656条生态廊道组成,依照RSEI最低的区域进行增边优化,模拟增边242条,增加生态踏脚石9个。(3)增边优化后,网络的节点鲁棒性和连接鲁棒性有明显的提升,网络边的鲁棒性略有提升但不明显。【结论】对生态环境质量弱节点采取增边以及增加踏脚石的优化策略,可使酒泉市生态空间网络的稳定性和生态恢复能力得到一定程度的提升。针对新增生态廊道开展建设,增强源地间的连接,有利于发挥区域生态效益,为酒泉市未来生态工程建设提供策略。

关键词：遥感生态指数(RSEI) 生态质量评价生态空间网络增边优化鲁棒性