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渭北黄土高原不同类型人工林的生态效益评价

水土保持学报 2024年第1期38卷 357-367页

作者：杨凯博张瑞琦王进鑫白立强西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院陕西杨凌712100 陕西省林业科学院森林保护研究所西安710000

[目的]构建适应渭北黄土高原人工林资源与生态服务功能特点的人工林生态效益评价方法,阐明不同类型人工林建设对该地区东部、中部、西部生态环境的影响,为准确量化与科学评估不同类型、不同区域人工林的生态服务功能,优化林分结构、制... 详细信息

[目的]构建适应渭北黄土高原人工林资源与生态服务功能特点的人工林生态效益评价方法,阐明不同类型人工林建设对该地区东部、中部、西部生态环境的影响,为准确量化与科学评估不同类型、不同区域人工林的生态服务功能,优化林分结构、制定人工林生态补偿强度标准及准确计量评估人工林碳汇,将“绿色颜值”转化为“生态价值”提供理论依据。[方法]在构建渭北黄土高原生态林、生态经济林、经济林有效面积计算模型的基础上,采用典型区域调查、测定与森林二类调查资料和计量参数等收集相结合的方法,计算分析了3种不同类型,东部、中部、西部不同区域人工林涵养水源、固碳释氧、保育土壤和净化大气的生态效益。[结果](1)渭北黄土高原不同类型人工林的生态效益为生态林>经济林>生态经济林;生态效益中涵养水源价值量最高,保育土壤与固碳释氧效益次之,净化大气的价值量最低。(2)人工林单位面积生态效益为经济林>生态林>生态经济林。(3)不同区域人工林生态效益为中部>东部>西部。[结论]生态林和经济林在生态效益中发挥着重要作用,提高它们所占比重能显著提高人工林的生态效益。为提高西部人工林生态效益,生态林应加强疏林改造、未成林抚育和灌木林封育;同时适度发展经济林,方可有效提升西部乃至整个渭北黄土高原人工林的生态效益。

关键词：渭北黄土高原生态林生态经济林经济林生态效益

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基于ANUSPLIN模型的柴达木盆地2000-2019年降水时空格局

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高原气象 2024年第3期43卷 737-748页

作者：张文奇赵媛媛赖宗锐超宝韩乐北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 北京林业大学水土保持学院宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站宁夏盐池751500

柴达木盆地既是响应青藏高原气候暖湿化的敏感区,又是生态环境脆弱带,评估该区域降水时空格局对水资源合理利用以及生态环境治理至关重要,然而盆地内部气象台站稀少且分布不均,为区域降水插值带来挑战。本文使用专业气象插值软件ANUSPLI... 详细信息

柴达木盆地既是响应青藏高原气候暖湿化的敏感区,又是生态环境脆弱带,评估该区域降水时空格局对水资源合理利用以及生态环境治理至关重要,然而盆地内部气象台站稀少且分布不均,为区域降水插值带来挑战。本文使用专业气象插值软件ANUSPLIN(Australian National University Spline)模型进行插值,以柴达木盆地及其周边气象台站2019年降水数据为基础,参与插值的气象台站数和9种薄盘光滑样条函数(独立变量、协变量和样条次数多种组合)为第三变量,筛选最优插值台站数和最优模型,并分析该区域2000-2019年降水时空格局。结果表明:(1)选择盆地内部及其周边共120个气象台站,三变量局部薄盘光滑样条函数(TVPTPS4)进行区域尺度降水插值精度最高,均方根误差(RTGCV)、期望真实均方误差(RTMSE)和信噪比(SNR)均达到最小值,分别小于0.6 mm、0.3 mm和0.25。(2)柴达木盆地降水量具有地域分布差异和季节性特征。年、季降水量东丰西少,具有明显的经向地带性特征;四季中夏季降水量最大,占全年总量的62.13%。(3)2000-2019年,柴达木盆地年均、季节平均降水量均呈上升趋势,其中夏季降水量显著增加,最大增速达5.85 mm·a^(-1)(p<0.05),显著增加区域约占盆地总面积的42.36%。本研究结果证明AUNSPLIN模型结果能更清晰地表达出柴达木盆地降水的分布状况,对于该区域水资源优化配置和管理等具有重要的理论和现实意义。

关键词：柴达木盆地 ANUSPLIN模型降水空间格局时间变化

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气候变化情景下云南省茶适生区空间模拟研究

广西师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：杨丽莎林钏张文齐崔换峰王艳霞西南林业大学水土保持学院

茶是对气候变化极其敏感的作物之一，评价气候变化对云南省茶分布的影响，对制定茶区发展规划，保护生物多样性具有重要的意义。根据100个茶分布点（分别为50个存在分布点和50个伪不存在分布点）以及14个环境因子，基于RF模型以及ArcGI... 详细信息

茶是对气候变化极其敏感的作物之一，评价气候变化对云南省茶分布的影响，对制定茶区发展规划，保护生物多样性具有重要的意义。根据100个茶分布点（分别为50个存在分布点和50个伪不存在分布点）以及14个环境因子，基于RF模型以及ArcGIS空间分析技术对云南省茶当前以及未来2050s和2090s不同情景下（SSP1-2.6、SSP3-7.0和SSP5-8.5）适生区进行空间模拟与预测。结果表明：（1）RF模型精度为0.92，属非常好水平。年均降雨量、坡度、最冷季平均降雨量、最干季降雨量、温度全年波动范围、坡向、曲率等因子对茶的分布具有显著影响。（2）当前茶高适生区和适生区由南至北逐渐递减，呈C形分布，高适生区面积8.10×104km2约占云南省总面积的21.07%，适生区面积约9.18×104km2约占云南省总面积的23.88%。（3）未来气候变化下，茶适生区面积扩大，适生区域往北移，呈W型分布变化，其中保山、临沧、普洱北部、红河等地适生区面积将明显扩大。未来新增的适生区面积中对森林面积的侵占明显，因此可能导致新茶园开垦与森林面积以及生物多样性保护之间的冲突。

关键词：气候变化茶适生区随机森林模型生物多样性

基于高分七号影像自动提取东北黑土区侵蚀沟的方法

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测绘通报 2024年第3期 1-7页

作者：陈昶张岩李坤衡杨润泽张俊彬梁彦荣北京林业大学水土保持学院北京100083

东北黑土区沟蚀严重且分布面积广,目前对其进行监测大多基于目视解译,自动化程度低,急需一种快速提取方法。本文选取沟蚀严重的黑龙江省宾县马蛇子河流域,基于高分七号影像,以目视解译结果为参照,比较流向边缘检测、机器学习、深度学习... 详细信息

东北黑土区沟蚀严重且分布面积广,目前对其进行监测大多基于目视解译,自动化程度低,急需一种快速提取方法。本文选取沟蚀严重的黑龙江省宾县马蛇子河流域,基于高分七号影像,以目视解译结果为参照,比较流向边缘检测、机器学习、深度学习3种方法自动提取侵蚀沟的精度。结果表明:①流向边缘检测方法依赖高精度地形数据,高分七号立体像对生成的地形数据垂直精度低,侵蚀沟整体提取精度仅为6.7%,无法用于切沟和浅沟的自动提取;②机器学习方法需要人为设置分割参数并设计分类特征,自动化程度较低,侵蚀沟整体提取精度可达50.7%,对切沟识别精度可达83.1%,但对浅沟识别精度仅为9.2%;③深度学习方法采用端对端的模式,无须人为设计特征提取器,自动化程度高,整体提取精度可达60.8%,对切沟识别精度可达68.1%,对浅沟识别精度可达69.7%。

关键词：东北黑土区高分七号影像流向边缘检测机器学习深度学习

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北川县典型林分根-土复合体抗剪强度

水土保持研究 2024年第5期31卷 93-101页

作者：李佳静杨建英王新杨欣蕊杨春艳北京林业大学水土保持学院北京100083

[目的]探讨不同林分根—土复合体的抗剪强度特征和其差异性,为更好地解决当地的水土流失问题提供理论依据。[方法]以四川省北川县为研究区,对当地几种典型林分的原状根—土复合体进行直剪试验,测量其抗剪强度、土壤性质及根系特性等相... 详细信息

[目的]探讨不同林分根—土复合体的抗剪强度特征和其差异性,为更好地解决当地的水土流失问题提供理论依据。[方法]以四川省北川县为研究区,对当地几种典型林分的原状根—土复合体进行直剪试验,测量其抗剪强度、土壤性质及根系特性等相关指标,并利用主成分法进行抗剪强度影响因素的分析。[结果](1)不同林分根—土复合体抗剪强度差异明显。30年辛夷林(XY)抗剪强度最大,斑竹林(BZ)抗剪强度次之,5年柳杉林抗剪强度最小;(2)植物根系固土效果显著,根—土复合体的抗剪强度较素土增加值为0.13~0.99 kPa,平均增幅为350.0%;同时,根—土复合体的峰值点位移、软化段长度、残余剪切强度均得到增强,平均增幅分别为75.0%,66.7%,262.5%;不同林分类型根—土复合体的能量消耗总值出现不同程度的差异,但与其抗剪强度的大小变化基本保持一致;(3)通过主成分分析法对抗剪强度影响因素进行综合分析得出,除土壤容重与5~8 mm根系的干湿重外,其余指标均与之密切相关。[结论]植物根系可以很好地发挥固土效果,不同林分之间根—土复合体抗剪强度差异明显。

关键词：抗剪强度能量消耗原状根—土复合体影响因素

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无锡市小微湿地演变特征及影响因素分析

南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 27-36页

作者：张佳敏刘小燕邓懿冯耀朱斌初磊张增信南方现代林业协同创新中心江苏省水土保持与生态修复重点实验室南京林业大学林草学院、水土保持学院江苏南京210037 无锡市自然资源和规划局江苏无锡214023

【目的】开展小微湿地时空演变特征及影响因素分析,可为湿地生态修复与保护提供数据基础和理论依据。【方法】基于2000、2010和2020年Landsat系列卫星影像,利用支持向量机分类等方法,提取无锡市小微湿地斑块信息,结合气象、土地利用等数... 详细信息

【目的】开展小微湿地时空演变特征及影响因素分析,可为湿地生态修复与保护提供数据基础和理论依据。【方法】基于2000、2010和2020年Landsat系列卫星影像,利用支持向量机分类等方法,提取无锡市小微湿地斑块信息,结合气象、土地利用等数据,对无锡市小微湿地的时空演变特征及其影响因素进行分析。【结果】(1)近20年来无锡市湿地总面积呈下降趋势,由2000年的17.8万hm^(2)减少至2020年的10.4万hm^(2),其中小微湿地总面积从2000年的1.9万hm^(2)减少到2020年的1.5万hm^(2)。(2)从空间分布来看,无锡市小微湿地主要分布在宜兴市,其面积占无锡市湿地面积的40.0%;从湿地类型来看,以自然湿地为主,比例高达61.0%;无锡市小微湿地具有明显的季节变化特征,2020年季节性小微湿地占小微湿地总面积的比例高达73.8%。(3)无锡市小微湿地受自然因素及人类活动影响,其动态变化与气温、降水呈正相关;人类活动对小微湿地面积下降影响显著,湿地和其他地类间的转化加速了湿地面积萎缩。【结论】无锡市小微湿地资源丰富,但受季节和土地利用变化等影响,小微湿地的萎缩较为严重,亟须加强小微湿地的保护和修复工作。

关键词：小微湿地土地利用时空分布无锡市

应变式直剪仪与微型十字板剪切仪测定土壤抗剪强度的对比分析

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水土保持研究 2024年第4期31卷 205-213页

作者：徐圣贤张庆玮李雯玲陈伟杰陈紫燕赵成龙西北农林科技大学水土保持科学与工程学院(水土保持研究所) 陕西杨凌712100 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

[目的]分析两种仪器(应变式直剪仪与微型十字板剪切仪)测得的土壤抗剪强度指标(土壤黏聚力值c、内摩擦角φ、土壤剪切力τ)特征,并建立直剪仪测得的c和φ与十字版仪测得的τ之间的函数关系,以期深化对土壤抗剪强度的认识,提高土壤抗剪... 详细信息

[目的]分析两种仪器(应变式直剪仪与微型十字板剪切仪)测得的土壤抗剪强度指标(土壤黏聚力值c、内摩擦角φ、土壤剪切力τ)特征,并建立直剪仪测得的c和φ与十字版仪测得的τ之间的函数关系,以期深化对土壤抗剪强度的认识,提高土壤抗剪强度指标测定效率。[方法]选取黄土高原3种典型质地类型土壤(杨凌黏黄土、安塞黄绵土、定边沙黄土),每种土壤设5个含水量梯度(12%,16%,20%,24%,28%),分别用上述两种仪器测定不同处理下土壤抗剪强度指标c,φ和τ,探究了3指标对土壤质地、土壤含水量的响应特征以及3指标间的函数关系。[结果](1)试验条件下,c值在16.88~27.12 kPa范围,φ值在5.03°~21.30°范围,τ值在1.76~7.72 kPa范围变化;(2)不同土壤类型下,c和τ均随含水量的增大呈现先增大后减小趋势,而φ随含水量增大呈现逐渐降低趋势;(3)总体来看,安塞黄绵土的τ,c,φ值略高于定边沙黄土,但它们均显著大于杨凌黏黄土。(4)3种土壤类型下,微型十字板剪切仪所测定的τ值与直剪仪测定的c值均具有较强的线性相关关系(R 2>0.90);而φ值与τ值间并无显著相关关系。如不考虑土壤类型差异,τ与c之间仍有较强的相关性,关系式为c=1.59τ+14.10(R 2=0.51,p<0.01)。[结论]应变式直剪仪测得的黏聚力c值和微型十字版仪测得的土壤剪切力τ值对土壤质地、含水量的响应相似,且二者有显著的相关关系,在一定条件下可以用快速便捷的微型十字版仪测得的τ值估算原本需用直剪仪测的c值。研究结果可为野外极端条件下提高土壤抗剪强度测定效率方面提供参考。

关键词：应变式直剪仪微型十字板剪切仪剪切力黏聚力内摩擦角

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青藏高原植被光能利用效率时空变化

干旱区研究 2024年第10期41卷 1731-1739页

作者：其美拉姆郑诚袁浏欢吴沛桐谭凯申乔天史海静西藏拉萨市曲水县农业农村局西藏拉萨850699 西北农林科技大学草业与草原学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 中国科学院水土保持与生态环境研究中心陕西杨凌712100

研究青藏高原植被光能利用效率(Light Use Efficiency,LUE)时空变化特征对确定陆地生态系统碳汇和未来功能维持具有重要的生态价值和现实意义。本研究利用1982—2018年GLASS数据以及气候数据,采用趋势分析和偏相关分析方法,探究了青藏... 详细信息

研究青藏高原植被光能利用效率(Light Use Efficiency,LUE)时空变化特征对确定陆地生态系统碳汇和未来功能维持具有重要的生态价值和现实意义。本研究利用1982—2018年GLASS数据以及气候数据,采用趋势分析和偏相关分析方法,探究了青藏高原植被光能利用效率年际动态变化特征及其与温度、降雨、饱和水汽压差(Va⁃por Pressure Deficit,VPD)和太阳辐射的关系。结果表明:(1)1982—2018年,青藏高原植被生态系统LUE总体上呈显著线性增长趋势,增长速率为3.16×10^(-3)g C·MJ^(-1)·a^(-1)。(2)青藏高原植被生态系统LUE空间分布具有较强的异质性,表现为由西向东递增的空间分布格局。由趋势分析结果可知,中部和东北部地区LUE年际增长趋势明显。(3)相较降水和VPD等因子,温度与植被LUE年际变化的关系更为密切。本研究成果能够为揭示青藏高原植被生态系统对气候变化的响应提供依据。

关键词：植被光能利用效率气候因子时空动态青藏高原

基于改进遥感生态指数的吐鲁番-哈密地区生态环境质量评价及驱动机制分析

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生态学报 2024年第9期44卷 3911-3923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 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

吐鲁番市和哈密市是我国盐渍化危害最严重的地区之一,明晰其生态环境变化趋势和驱动机制对吐鲁番-哈密地区生态文明建设具有重要意义。基于Google earth engine(GEE)平台,筛选2005—2020年6—9月Landsat影像,选取绿度(SVAI)、湿度(Wet)... 详细信息

吐鲁番市和哈密市是我国盐渍化危害最严重的地区之一,明晰其生态环境变化趋势和驱动机制对吐鲁番-哈密地区生态文明建设具有重要意义。基于Google earth engine(GEE)平台,筛选2005—2020年6—9月Landsat影像,选取绿度(SVAI)、湿度(Wet)、热度(LST)、干度(NDBSI)和盐度(NDSI)构建改进型遥感生态指数(SRSEI)对吐鲁番-哈密地区生态环境进行评估。结果表明:(1)SRSEI使用SAVI代替NDVI并加入盐度指标(NDSI),与RSEI相比有着更高的第一主成分贡献率,能更全面客观地评价吐鲁番-哈密地区生态环境质量。(2)时间尺度上,2005—2020年吐鲁番-哈密地区SRSEI先下降后上升,均值0.49,并在2020年均值达到0.5575,较差和良的面积占比变化显著,较差占比减少了11.54%,良占比增加了30.15%。且未来生态环境变化趋势还将以改善为主;空间尺度上,北部西山台原和中部莫钦乌拉山生态质量多为优和良,较差区域主要集中在南部噶顺戈壁。(3)年均降水量、年均气温和经济生产总值是驱动SRSEI变化的主要控制因子,q值均大于0.092;与单因子对生态环境影响力相比,双因子交互产生的影响力更强,年均降水量∩经济生产总值是驱动吐鲁番-哈密地区生态环境发生变化的最强交互因子。

关键词：吐鲁番-哈密地区改进型遥感生态指数地理探测器驱动机制分析