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黄土区3种护坡植物三维可视化模拟与根系构型参数分析

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水土保持研究 2025年第1期32卷 218-226页

作者：张旭姚晨杜婷马志强朱宏杰汪艳杜峰中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心中国科学院水利部水土保持研究所中国科学院大学西北农林科技大学水土保持研究所

[目的]对植物根系数字化并进行三维实体可视化模拟，对于了解植物根系形态和为水保工程制图提供植物实物图库都具有重要的理论与实践意义。[方法]逐层挖掘黄土区酸枣、沙棘、狼牙刺3种护坡植物根系，使用3D数字化仪FasTrak获取根系三维... 详细信息

[目的]对植物根系数字化并进行三维实体可视化模拟，对于了解植物根系形态和为水保工程制图提供植物实物图库都具有重要的理论与实践意义。[方法]逐层挖掘黄土区酸枣、沙棘、狼牙刺3种护坡植物根系，使用3D数字化仪FasTrak获取根系三维点阵坐标后利用SketchUp软件对根系进行三维建模并提取根系构型参数。为了建立完整的植物地上地下三维实体图库，同时使用FreeScan UE激光扫描仪得到相应地上部点云数据，经Soildworks软件渲染后建立植物地上部三维模型。[结果](1)建立了3种植物的地上地下三维实体模型图；(2)3种植物的根幅/根深均大于1(1.10～3.41),根系在水平方向上占有优势，狼牙刺最小为1.10;(3)3种植物冠幅/根幅分别为酸枣(0.25)、沙棘(0.69)、狼牙刺(0.73),均小于1,植物根系较地上部在水平方向上占优；(4)3种植物Fitter拓扑指数均接近于1,分别为酸枣(0.915)、沙棘(0.802)、狼牙刺(0.771),接近于鱼尾型分支；(5)植物根系总根长、总表面积、总体积在上坡方向占比大于50%,均在上坡方向更有优势。[结论]所建立的植物三维模型图对植物还原度高，为整株植物三维可视化模拟提供了一种方法。

关键词：黄土区整株植物三维可视化模拟 SketchUp 根系形态

硫代砷酸根在黄铁矿(001)晶面吸附的第一性原理研究

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大连理工大学学报 2025年第1期65卷 23-29页

作者：陆成龙曾祥峰王少锋夏德铭王钰琪贾永锋大连理工大学环境学院辽宁大连116024 中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁沈阳110016

硫代砷酸根是地下水中重要的砷形态,其在黄铁矿表面的吸附解吸是决定砷迁移性的重要机制.然而,由于硫代砷酸根具有复杂的形态,难以通过实验研究在分子水平理解并预测其在黄铁矿表面的吸附性质.采用密度泛函理论(DFT)计算对不同硫代砷酸... 详细信息

硫代砷酸根是地下水中重要的砷形态,其在黄铁矿表面的吸附解吸是决定砷迁移性的重要机制.然而,由于硫代砷酸根具有复杂的形态,难以通过实验研究在分子水平理解并预测其在黄铁矿表面的吸附性质.采用密度泛函理论(DFT)计算对不同硫代砷酸根在黄铁矿表面的吸附构型和吸附能开展了研究.结果表明,多种硫代砷酸根能够在黄铁矿(001)晶面上形成多种稳定吸附构型;质子化程度、吸附构型、吸附位点是决定硫代砷酸根在黄铁矿表面吸附性质的重要因素;硫代砷酸根在吸附过程中会发生明显的内部结构变化.研究成果为认清地下水等还原环境中砷形态转化及矿物-水界面吸附解吸机理提供了科学依据.

关键词：硫代砷酸根黄铁矿构型吸附能密度泛函理论(DFT)计算

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森林干扰度评价方法及应用——以中国科学院沈阳应用生态研究所清原森林生态实验站为例

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中国生态农业学报 2010年第2期18卷 388-392页

作者：于立忠朱教君闫巧玲孙一荣姚立平李桂芹方海霞中国科学院沈阳应用生态研究所清原森林生态实验站沈阳110016 辽宁省森林经营研究所丹东118002

基于不同森林类型所受干扰不同,以中国科学院沈阳应用生态研究所清原森林生态实验站为例,构建一套适合于该区域的森林干扰度评价指标体系,在此基础上应用最优距离法对不同类型的森林干扰度进行定量化评价。根据多样性(5个指标)、生产力(... 详细信息

基于不同森林类型所受干扰不同,以中国科学院沈阳应用生态研究所清原森林生态实验站为例,构建一套适合于该区域的森林干扰度评价指标体系,在此基础上应用最优距离法对不同类型的森林干扰度进行定量化评价。根据多样性(5个指标)、生产力(3个指标)、林分结构(4个指标)、生态功能(3个指标)、林分健康水平(3个指标)等指标,以阔叶红松林为目标森林,应用距离法评价了清原森林生态实验站现有8个林型的森林干扰度。结果表明,森林干扰度老龄林(0.3178)和阔叶混交林(0.3989)最小,与目标森林的距离最近;其次是蒙古栎林(0.4262)、水曲柳林(0.4870)、花曲柳林(0.4983)、胡桃楸林(0.5016);红松人工林(0.6358)和落叶松人工林(0.6864)最大,表明人工林与目标森林的距离最远。

关键词：森林干扰度森林类型人工林目标森林最优距离法

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中国东部沙地温带稀树草原的分布与制图

中国科学:地球科学 2025年第1期 126-140页

作者：李晓雅王锋段涛杨凯捷杨斌王春梅田昕卢琦中国林业科学研究院生态保护与修复研究所中国林业科学研究院荒漠化研究所三北工程研究院生态环境部卫星环境应用中心中国科学院微电子研究所中国科学院空天信息创新研究院中国林业科学研究院资源信息研究所

稀树草原广泛分布于全球各个区域,对调节陆地净初级生产力和陆地碳循环至关重要.由于稀树草原树草混合分布使其具有较高的空间异质性,当前的全球土地覆盖分类图多将其划分为森林或草原.中国温带稀树草原覆盖面积广泛,但缺乏对其空间格... 详细信息

稀树草原广泛分布于全球各个区域,对调节陆地净初级生产力和陆地碳循环至关重要.由于稀树草原树草混合分布使其具有较高的空间异质性,当前的全球土地覆盖分类图多将其划分为森林或草原.中国温带稀树草原覆盖面积广泛,但缺乏对其空间格局和面积的认识.本研究基于中国温带稀树草原植被结构特征,参考联合国粮食及农业组织对稀树草原的定义,发展了一套融合无人机和卫星两种数据源的温带稀树草原的遥感制图新方法.利用覆盖主要稀树草原类型总面积1818ha的无人机高分辨率图像构建训练和验证数据集,集成分类和回归树算法与随机森林算法,估算了稀树草原上木本和草本植物的覆盖度,绘制了最小识别面积为0.5ha的中国东部科尔沁和浑善达克沙地温带稀树草原分布图.结果表明,新方法对稀树草原上木本和草本植物覆盖度估算均方根误差分别为10.69%和11.67%,决定系数分别为0.66和0.63.中国东部沙地温带稀树草原分布图精度评估Kappa系数为0.70,总体精度为0.88,平均精度为0.85,表明分布图具有较高的识别精度.中国东部沙地温带稀树草原集中分布于科尔沁沙地北部、浑善达克沙地中东部和大兴安岭南麓山地向平原过渡的区域,总面积为3.27×106ha.区域稀树草原类型主要为榆树稀树草原、栎树/槭树稀树草原和灌丛稀树草原.榆树稀树草原广泛分布于浑善达克沙地、科尔沁沙地东部和北部,呈条带状与流动沙丘相间分布;槭树/栎树稀树草原主要分布于科尔沁沙地北部,生长于低山丘陵;面积最大的温带稀树草原类型为灌丛稀树草原,主要分布于浑善达克沙地西部、科尔沁沙地中部和西部.本研究绘制了中国东部科尔沁、浑善达克沙地温带稀树草原空间分布图,提供了两大沙地温带稀树草原地理分布和面积的精确信息.数据成果可支撑中国温带稀树草原生态系统保护和利用、东部沙地荒漠化防治和生态系统恢复等相关科学研究和保护政策制定.研究方法为全球尺度稀树草原精细分类制图及稀树草原动态变化分析提供了新思路.

关键词：温带稀树草原无人机高分卫星木本植物覆盖度草本植物覆盖度机器学习

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内蒙古农牧交错区典型黑土坡耕地土壤侵蚀空间分布特征

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水土保持研究 2025年第1期32卷 13-20页

作者：邹惠杰刘刚舒成博孙波刘亚张琼郭珍中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室中国科学院水利部水土保持研究所中国科学院大学西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室四川华标测检测技术有限公司

[目的]定量了解内蒙古典型黑土区土壤侵蚀速率，探究该区域土壤侵蚀空间分布特征，阐明土壤侵蚀坡面和区域空间分布规律，以期为区域水土流失治理提供参考。[方法]采集内蒙古农牧交错区（海拉尔区、额尔古纳市和牙克石市）典型黑土坡耕... 详细信息

[目的]定量了解内蒙古典型黑土区土壤侵蚀速率，探究该区域土壤侵蚀空间分布特征，阐明土壤侵蚀坡面和区域空间分布规律，以期为区域水土流失治理提供参考。[方法]采集内蒙古农牧交错区（海拉尔区、额尔古纳市和牙克石市）典型黑土坡耕地的土壤样品，利用137Cs示踪技术计算各采样点土壤侵蚀速率，结合小波分析的方法研究土壤侵蚀在坡面的分布特征。[结果]（1） 3个坡面所有采样点137Cs含量均小于背景值（1 984.24 Bq/m2）,表现为所有坡面土壤流失。（2） 3个地区的采样坡面平均侵蚀速率表现为：海拉尔[6 533.37 t/（km2·a）]>额尔古纳[4 174.35 t/（km2·a）]>牙克石[2 765.87 t/（km2·a）]。相同坡面的3个纵向断面的平均侵蚀速率相近，同一断面侵蚀速率的变异程度较高。（3）土壤侵蚀速率沿坡长呈强弱交替的周期性变化，但周期长度并不固定。大部分纵向断面存在周期长度为80～160 m和160～200 m的大小两个周期。部分纵向断面只存在一个周期长度为100～120 m的周期。[结论]该地区土壤侵蚀在坡面尺度表现为全坡面侵蚀且在纵向呈现周期性特征，在区域尺度呈现从东到西逐渐增加趋势。

关键词：土壤侵蚀典型黑土农牧交错带小波分析

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对东北黑土区侵蚀沟及其治理的一些初步认识

中国水土保持 2025年第1期 10-11+15页

作者：张信宝中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所

通过对海伦、嫩江、漠河和黑河等地的黑土侵蚀情况进行考察，形成了对东北黑土的区域差异、漫岗区沟谷系统、土地大规模垦殖对坡地水文-侵蚀过程的影响及侵蚀沟治理的一些初步认识：东北黑土发育于第四纪松花古湖及湖周地区，可分为“... 详细信息

通过对海伦、嫩江、漠河和黑河等地的黑土侵蚀情况进行考察，形成了对东北黑土的区域差异、漫岗区沟谷系统、土地大规模垦殖对坡地水文-侵蚀过程的影响及侵蚀沟治理的一些初步认识：东北黑土发育于第四纪松花古湖及湖周地区，可分为“湖心湖相亚黏土层上发育的黑土”“湖滨阶地砾石层上发育的黑土”“湖周山地坡积物上发育的黑土”;漫岗区沟谷系统可分为上段(浅沟+切沟段)、中段(冲沟段)和下段(小河沟段);土地大规模垦殖导致林草植被消失，黑土涵蓄水分能力降低，侵蚀方式由以土壤蠕动为主改变为以坡耕地坡面侵蚀+沟道侵蚀的流水侵蚀为主；侵蚀沟是土地利用变化后加速侵蚀的产物，采用沟道工程措施治理是必须的，海伦等地侵蚀沟上段浅沟+切沟采用暗管排水填埋复垦治理是成功的。指出了侵蚀沟中段冲沟钢丝石笼谷坊坝和下段小河沟沟底、沟坡块石铺砌工程存在的问题，建议立即停止在东北黑土漫岗区侵蚀沟治理中采用钢丝石笼谷坊坝和钢丝石笼护坡形式，开展刚柔结合的谷坊坝工程试验，采用生物措施护坡。

关键词：侵蚀沟沟谷系统生态治理垦殖东北黑土区

黄土残塬沟壑区人工林小流域土壤水分时空变化特征

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水土保持研究 2025年第1期32卷 92-100页

作者：王子涵龚铭赵炯昌池金洺朱洪盛左启林王丽平王百群于洋北京林业大学水土保持学院山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站中建一局集团第三建筑有限公司中国科学院水利部水土保持研究所

[目的]了解残塬沟壑小流域土壤水分的时空分布特征，开展生态建设和探究水文过程对气候—植被—地貌综合效应的敏感性至关重要。[方法]以地处山西吉县蔡家川的人工林小流域为研究区，基于流域尺度野外定位监测与地统计等方法，分析了小... 详细信息

[目的]了解残塬沟壑小流域土壤水分的时空分布特征，开展生态建设和探究水文过程对气候—植被—地貌综合效应的敏感性至关重要。[方法]以地处山西吉县蔡家川的人工林小流域为研究区，基于流域尺度野外定位监测与地统计等方法，分析了小流域土壤水分时空变化特征。[结果]（1）研究时段内总降雨历时为308 h,累计降雨量311.1 mm,占全年降雨量的77.95%,小流域土壤水分变化具有明显的垂直分异特征。（2）采用有序最优分割法将人工林小流域土壤水分分为三层，其中，0—10 cm为土壤水分活跃层，其体积含水量均值为（13.91±4.08） cm3/cm3（CV=29%）,10—80 cm为土壤水分次活跃层，其体积含水量均值为（16.28±5.01） cm3/cm3（CV=31%）,80—180 cm为土壤水分调节层，其体积含水量均值为（14.25±1.89） cm3/cm3（CV=13%）。（3）人工林小流域不同深度土壤水分呈现出西北低、东南高的特点。反距离权重法土壤水分空间插值的精确度最高，纳什系数为0.52,均方根误差为2.04。[结论]蔡家川人工林小流域的水分空间分布受到地形、降水和植被等多方面因素的影响，水分空间分布总体上呈现出东南高、西北低的特点。

关键词：黄土高原土壤水分空间插值空间分布

基于水土保持的长汀县农业生态经济耦合系统演变过程

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水土保持研究 2025年第2期 286-294页

作者：刘欢欢魏宇航马理辉王继军骆汉中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心中国科学院水利部水土保持研究所中国科学院大学西北农林科技大学水土保持科学与工程学院

[目的]揭示水土流失治理下长汀县农业生态系统和经济系统的耦合规律及演变过程，以期为进一步促进长汀县水土保持高质量发展提供科学依据。[方法]利用1992—2022年长汀县统计年鉴及土地覆盖栅格数据，依据农业生态经济系统演变过程构建... 详细信息

[目的]揭示水土流失治理下长汀县农业生态系统和经济系统的耦合规律及演变过程，以期为进一步促进长汀县水土保持高质量发展提供科学依据。[方法]利用1992—2022年长汀县统计年鉴及土地覆盖栅格数据，依据农业生态经济系统演变过程构建了该区域农业生态经济系统的评价指标体系，运用耦合度模型对长汀县农业生态经济耦合系统的演变过程进行了研究。[结果](1) 1992—2022年长汀县农业生态系统和农业经济系统综合指数整体上均呈上升趋势；(2) 1992—2022年长汀县农业生态经济系统耦合度在10°～270°,系统从衰退耦合过渡到不协调耦合，再到协调耦合、不协调耦合，整个耦合状态演变呈S型曲线；(3) 1992—2022年长汀县农业生态经济耦合系统先后经历再生发展、极限发展、协调发展、极限发展的演变阶段。其中1992—2000年处于再生发展阶段，2001—2002年、2017—2022年处于极限发展阶段，2003—2016年处于协调发展阶段。[结论]根据耦合度发展趋势可以看出，通过优化农业生态和经济措施，系统可以突破不协调耦合朝着协调方向发展，甚至最终进入到良好或优越的协调发展演变阶段。

关键词：生态经济学农业生态经济耦合系统耦合度模型长汀县

生成式人工智能技术驱动的媒介权力变革新范式

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中国编辑 2025年第1期 66-71页

作者：闫佳琦沈阳中国社会科学院新闻与传播研究所清华大学新闻与传播学院

生成式人工智能的蓬勃之势，蕴含着“技术—平台—权力”传播生态变革的内在逻辑。技术驱动的信息平台是媒介权力的重要承载，信息呈现、时间停留和数字劳动构成权力得以存在的要素条件。从传统推荐平台到新型生成平台，随着信息形态再... 详细信息

生成式人工智能的蓬勃之势，蕴含着“技术—平台—权力”传播生态变革的内在逻辑。技术驱动的信息平台是媒介权力的重要承载，信息呈现、时间停留和数字劳动构成权力得以存在的要素条件。从传统推荐平台到新型生成平台，随着信息形态再造、传播链路压缩、用户主体性回归，媒介权力在信息生产、分发、消费环节中流转交接。由此形成的生成式人工智能新型权力机制，通过议程建构、内容代理、价值定义，由表及里地实现了对议题排序的操纵、知识结构的预设、意义框架的嵌入，以及对信息秩序的再造，映射着技术革新与文明演进的深度交织。

关键词：生成式人工智能技术权力平台权力权力生产权力交接