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2001~2020年乌梁素海流域植被NPP时空变化及驱动因素分析

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环境科学 2024年第8期45卷 4744-4755页

作者：肖晶饶良懿北京林业大学水土保持学院北京100083 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

植被净初级生产力(NPP)表征植物对生态系统碳的固定能力,是决定生态系统健康状态和可持续发展程度的关键指标,其时空变化及驱动因素对于揭示植被恢复状况和指导生态修复工作具有重要作用.基于2001~2020年MODIS17A3 NPP数据、土地利用和... 详细信息

植被净初级生产力(NPP)表征植物对生态系统碳的固定能力,是决定生态系统健康状态和可持续发展程度的关键指标,其时空变化及驱动因素对于揭示植被恢复状况和指导生态修复工作具有重要作用.基于2001~2020年MODIS17A3 NPP数据、土地利用和气象数据等,采用变异系数、Theil-Sen Median趋势分析及Mann-Kendall检验、Hurst指数和地理探测器等方法,探究了内蒙古乌梁素海流域植被NPP的时空变化特征及驱动因素.结果表明:①2001~2020年乌梁素海流域植被NPP整体呈波动上升趋势,平均值(以C计)为141.03 g·(m^(2)·a)^(-1),平均上升速率为2.33g·(m^(2)·a)^(-1);植被NPP具有明显的空间分异规律,整体上呈现西南高、东北低,河套平原高、沙地和山区低的特征;②NPP主要呈增长趋势,增长、减少和无变化区域的面积占比分别约为80%、3%和17%;NPP的平均变异系数为0.149,主要呈低波动变化和较低波动变化,面积占比约为51%;NPP未来变化趋势主要呈反持续性特征,面积占比约为75%.③土地利用、海拔、最高温和坡度是乌梁素海流域植被NPP变化的主导驱动因素,q值均在0.200以上.海拔∩相对湿度对乌梁素海流域植被NPP空间分异的解释力最大;土地利用与除夜间灯光外的其他因子对乌梁素海流域植被NPP空间分异的解释力均存在显著性差异.根据研究结果,未来应加强乌梁素海流域生态系统管理,实行严格的生态保护和修复政策,综合考虑气候、地形和人类活动等因素,因地制宜开展生态综合治理工作,以提升生态系统服务质量.

关键词：净初级生产力(NPP) 乌梁素海流域气候变化人类活动驱动因素

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引领新时代水土保持之科技前瞻

中国水土保持科学 2024年第2期22卷 1-8页

作者：姜德文水利部水土保持监测中心北京100055 中国水土保持学会科技产业工作委员会北京100083

中共中央办公厅、国务院办公厅《关于加强新时代水土保持工作的意见》,对水土保持高质量发展提出了新的时代要求。全面提升水土保持功能和生态产品供给能力是新时代水土保持攻坚的目标与任务。新时代水土保持科学技术支撑十分重要和紧迫... 详细信息

中共中央办公厅、国务院办公厅《关于加强新时代水土保持工作的意见》,对水土保持高质量发展提出了新的时代要求。全面提升水土保持功能和生态产品供给能力是新时代水土保持攻坚的目标与任务。新时代水土保持科学技术支撑十分重要和紧迫,应从以下几方面加快科技创新和应用:区域水土流失治理减量降级目标与评价,实行水土保持率不同阈值的区域水土保持分类指导,构建水土保持功能分析指标体系,探索生态系统水土保持功能提升技术;建立水土保持重点区域空间管控制度,实施差别化管理,探索并推广不同类型农林开发活动水土保持技术措施;生产建设项目水土保持方案智慧管理,水土流失风险评价与智能预警,建立绿色设计绿色施工标准,探索视频监控与跟踪管理;加强山水林田湖草沙系统治理技术支撑,以生态清洁小流域促进乡村振兴与共同富裕,探索水土流失治理中生态系统多样性、稳定性、持续性提升技术,推进水土流失科学治理智慧指导与智能管理;加快水土保持碳汇研究与市场交易,建立水土保持生态损害价值评估体系,深化水土流失测报与动态监测等基础研究。以创新理论、技术、机制的新探索,全面提升水土保持治理体系和治理能力现代化水平,服务高质量发展。

关键词：人与自然和谐共生水土保持高质量发展科学技术新质生产力创新引领

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盐池地区不同下垫面输沙率特征

中国水土保持科学 2024年第2期22卷 99-106页

作者：张国军沈子雅魏小燕任正龑徐志友马文涛程金花王霄宁夏水土保持监测总站银川750021 北京林业大学水土保持学院北京100083

为探究宁夏盐池地区输沙率年内与年际变化特征以及风速与输沙率关系,测量刘窑头风蚀实验站2010—2019年5种下垫面风蚀样地(流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、灌木林地和荒草地)的输沙率(Q)及风速(V),计算集中度(R_(CD))和集中期(R_(CP)... 详细信息

为探究宁夏盐池地区输沙率年内与年际变化特征以及风速与输沙率关系,测量刘窑头风蚀实验站2010—2019年5种下垫面风蚀样地(流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、灌木林地和荒草地)的输沙率(Q)及风速(V),计算集中度(R_(CD))和集中期(R_(CP))、年际变差系数(S_(v))与年际极值比(S_(w)),并将输沙率与风速进行函数拟合。结果表明:1)下垫面影响Q的大小及均匀性,灌木林地平均输沙率最小,年内输沙率集中程度最高,R_(CP)集中在5、6月。10 a间固定沙丘年内最大输沙率出现的时间日期前移,荒草地年最大输沙率出现的日期逐渐后移。2)S_(v)和S_(w)均表明流动沙丘输沙率年际变异程度高于灌木林地。3)指数函数能更好地反映半固定沙丘(R^(2)=0.843)输沙率响应风速特征,其他下垫面为幂函数最佳。4)一元三次函数较好表达各年平均输沙率与风速关系,拟合公式为:Q=65.42-93.36V+42.55V^(2)-6.00V^(3)(R^(2)=0.800)。存在2个风速临界值(1.74和2.99 m/s),改变输沙率对风速的响应。结果可用于盐池地区风沙治理措施建设实践中,可为盐池地区的风蚀综合治理提供科学依据与技术支撑。

关键词：输沙率年内变化年际变化宁夏盐池地区

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常年回水区分汊河段演变主控因素分析

中国水运（下半月） 2024年第4期24卷 87-89页

作者：袁惠颖北京市丰台区水文和水土保持工作站北京100165

自蓄水以来,三峡水库淤积主要发生在常年回水区,分汊河段出现主支汊易位,库区通航能力受到直接影响。以往研究多集中在变动回水区,对常年回水区分汊河段演变研究较少。文中以皇华城分汊河段为代表,将分流比作为分汊河段演变判别指标,通... 详细信息

自蓄水以来,三峡水库淤积主要发生在常年回水区,分汊河段出现主支汊易位,库区通航能力受到直接影响。以往研究多集中在变动回水区,对常年回水区分汊河段演变研究较少。文中以皇华城分汊河段为代表,将分流比作为分汊河段演变判别指标,通过采用数值计算方法,探讨蓄水与不蓄水条件下库水位、流量、弯道环流及河床高程对分流比影响,得出此河段演变的主控因素。分析表明:水位与局部河床高程为此汊道演变的主要因素,主控因素为水位;通过抬高洲头或洲尾区域的河床高程可明显增大左汊分流量,为左汊冲刷提供可能。

关键词：三峡水库常年回水区分汊河段分流比

北京市农田土壤有机碳密度空间变异及影响因素

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农业工程学报 2024年第9期40卷 119-127页

作者：孔晨晨张世文袁胜君王维瑞夏沙沙胡睿鑫安徽理工大学地球与环境学院淮南232001 北京市密云区土肥工作站北京101500 北京市耕地建设保护中心北京100020

探明区域农田土壤有机碳密度(soil organic carbon density,SOCD)空间分布特征及其影响因素对增加农田土壤碳汇、实现“双碳”目标具有重要意义。该研究以北京市为研究区,基于2022年采样实测的0~60 cm各层SOCD数据,采用3D概念模型、Mant... 详细信息

探明区域农田土壤有机碳密度(soil organic carbon density,SOCD)空间分布特征及其影响因素对增加农田土壤碳汇、实现“双碳”目标具有重要意义。该研究以北京市为研究区,基于2022年采样实测的0~60 cm各层SOCD数据,采用3D概念模型、Mantel test、地理加权回归、地理探测器模型开展SOCD空间变异分析,探究不同因素对SOCD的影响程度及各因素间交互后的作用力。结果表明:1)研究区SOCD在空间上呈自表层向深层逐渐降低的趋势,其中0~15 cm土层的SOCD显著高于30~60 cm(P区SOCD的解释能力呈双因子增强或非线性增强的关系,土壤亚类与其他各因子交互后对SOCD的解释能力提升最为突出。今后研究区内开展土壤有机碳空间变异等相关研究时应尽可能综合考虑多因素间的交互作用,其中土壤亚类(土壤类型)可作为重点指标。研究结果可为优化农田资源空间结构,制定农田固碳增汇措施提供科学参考。

关键词：农田土壤有机碳三维空间模拟影响因素空间相关交互效应

2016—2021年松嫩平原黑土区季节性地表形变监测与分析

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地理科学进展 2024年第6期43卷 1203-1218页

作者：古丽米热·甫拉提张学霞胡韵哲王景萍北京林业大学水土保持学院北京100083 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

受全球气候变暖、冻融作用、地壳运动以及人类活动的影响,地表形变对区域生产、生活和生态造成一定威胁。松嫩平原黑土区是中国重要的耕地后备资源,同时也是典型的季节性冻土区,以往的冻土地表形变监测集中在青藏高原等地区,对松嫩平原... 详细信息

受全球气候变暖、冻融作用、地壳运动以及人类活动的影响,地表形变对区域生产、生活和生态造成一定威胁。松嫩平原黑土区是中国重要的耕地后备资源,同时也是典型的季节性冻土区,以往的冻土地表形变监测集中在青藏高原等地区,对松嫩平原等高纬度地带的地表形变监测鲜有提及。论文利用68景Sentinel-1合成孔径雷达影像数据,通过D-InSAR技术获取2016年和2021年松嫩平原黑土区融化期、冻结期地表形变结果,通过空间自相关、变化矩阵和平均中心探索地表形变时空分布特征,并结合断裂带、地下水和土地利用方式分析地表形变成因,主要结果如下:(1)融化期形变量均值较冻结期高且变化幅度明显,融化期形变量平均值113 mm,范围为-63~244mm;冻结期形变量平均值23 mm,范围为-64~120 mm;2016—2021年同一季节地表形变量范围呈现收敛特征。(2)松辽盆地季节性地表形变呈现“冻胀融沉”规律,小兴安岭西部山麓地带形变微小;融化期内沉降区逐渐朝东北方向移动,抬升区由东北向西南转移;冻结期内沉降区由绥化市向西部齐齐哈尔市辐散,抬升区由西北部向中南部转移。(3)地表形变量高值区位于断裂带沿线破碎带,地表抬升与岩石富水程度空间分布重合。(4)土地利用方式影响地表形变量,空间上显著相关,其中耕地发生地表形变的情况最普遍。松嫩平原黑土区地表形变呈现季节性分异、年际波动的特征,实时监测地表形变并探究其影响因素可以为农耕管理、地下水调控以及地质灾害预防等提供现实依据。

关键词：地表形变 Sentinel-1 D-InSAR 冻土黑土区松嫩平原

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北京山区不同植被恢复类型土壤质量综合评价

水土保持学报 2024年第1期38卷 337-346,356页

作者：李鹏齐实张林胡俊唐颖逯进生王翔宇赖金林廖瑞恩张岱张岩北京林业大学水土保持学院北京100083 北京市园林绿化局北京100013 北京市林业工作总站北京100029

[目的]综合评价北京山区不同植被恢复类型土壤质量,并进一步确定影响土壤质量的关键因素,为该地区植被恢复与重建提供数据支撑。[方法]以立地条件相近的侧柏纯林、油松纯林、侧柏油松混交林、侧柏针阔混交林、油松针阔混交林、落叶阔叶... 详细信息

[目的]综合评价北京山区不同植被恢复类型土壤质量,并进一步确定影响土壤质量的关键因素,为该地区植被恢复与重建提供数据支撑。[方法]以立地条件相近的侧柏纯林、油松纯林、侧柏油松混交林、侧柏针阔混交林、油松针阔混交林、落叶阔叶混交林和无林地(对照)为研究对象,测定14个土壤理化指标作为土壤质量评价的总数据集(TDS),采用主成分分析法(PCA)和Pearson相关性分析建立土壤质量最小数据集(MDS),利用线性(L)和非线性(NL)2种评分方法计算土壤质量指数(SQI)和一般线性模型(GLM)确定影响土壤质量的关键因素。[结果]植被恢复后相较于无林地,土壤容重、砂粒含量下降,而有机质、全氮、全钾、速效氮、速效钾等土壤养分含量增加。筛选出的研究区土壤质量评价MDS指标为全氮、砂粒、全钾、pH、有效含水量。4种方法(SQI-LT、SQI-NLT、SQI-LM、SQI-NLM)下,不同植被恢复类型的SQI值排序均为落叶阔叶混交林>侧柏针阔混交林>油松纯林>油松针阔混交林>侧柏油松混交林>侧柏纯林>无林地,植被恢复后土壤质量显著提升。SQI-NLM的土壤质量评价方法在北京山区具有更好的适用性。相较于无林地,其他植被恢复类型的SQI-NLM分别提高64%,48%,45%,36%,33%,27%。GLM模型解释了土壤质量指数总变异的85.24%,植被类型对土壤质量指数的解释比例最大(45.09%)。[结论]选择适宜的植被恢复类型是改善区域土壤质量的关键。未来实施植被恢复时,树种选择上优先考虑阔叶树种。造林配置方式的选择应取决于树种而定,如侧柏纯林中引入本土阔叶树种形成侧柏针阔混交林或选择油松纯林是最佳造林模式。

关键词：植被恢复土壤质量指数(SQI) 最小数据集(MDS) GLM 北京山区

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近30年皖西大别山土壤侵蚀时空变化及其对景观格局的响应

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水土保持学报 2024年第3期38卷 37-44页

作者：田昌园张红丽汪军红李嘉宁张艺查同刚北京林业大学水土保持学院北京100083 水利部水土保持监测中心北京100000 霍山县水土保持试验站安徽六安237266

[目的]为明确安徽省内长江流域和淮河流域重要的生态过渡区皖西大别山区的景观格局与土壤侵蚀及其关系,为该区域的景观格局调控和水土流失治理提供参考。[方法]借助RULSE模型计算皖西大别山区近30年土壤侵蚀模数,借助景观指数对其景观... 详细信息

[目的]为明确安徽省内长江流域和淮河流域重要的生态过渡区皖西大别山区的景观格局与土壤侵蚀及其关系,为该区域的景观格局调控和水土流失治理提供参考。[方法]借助RULSE模型计算皖西大别山区近30年土壤侵蚀模数,借助景观指数对其景观格局的变化进行描述,并使用偏最小二乘回归(PLSR)探究该区域景观指数对土壤侵蚀的影响关系。[结果]近30年,土壤侵蚀模数呈先减少后增加趋势;土壤侵蚀较严重地区主要集中在中西部和南部山区;大部分地区土壤侵蚀强度主要为微度和轻度,且各类土地利用类型的侵蚀强度有明显差别,表现为草地>耕地>林地;土地利用类型及景观格局总体较稳定,景观格局变化主要表现为景观破碎化的降低、景观异质性和连接性的提高;香农多样性指数(SHDI)、边界密度指数(ED)、相似邻近百分比(PLADJ)、景观形状指数(LSI)对皖西大别山区具有显著解释意义,且表现为SHDI、ED、LSI对土壤侵蚀起显著正向作用,PLADJ对土壤侵蚀起显著负向作用。[结论]在皖西大别山区,景观破碎化的提高和景观连通度的降低显著促进土壤侵蚀。

关键词：土壤侵蚀景观格局 RULSE模型偏最小二乘回归

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晋西黄土区不同密度刺槐人工林叶片-枯落物-土壤化学计量特征

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林业科学研究 2024年第2期37卷 156-164页

作者：巩大鹏毕华兴王劲峰赵丹阳黄靖涵宋艺琳北京林业大学北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京100083 水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 北京市水土保持工程技术研究中心北京100083 林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 北京市丰台区水文和水土保持工作站北京100165

[目的]研究不同林分密度对刺槐人工林叶片、枯落物、土壤C、N、P化学计量特征的影响,为晋西黄土区刺槐人工林的经营管理提供科学参考。[方法]通过野外调查,选择晋西黄土区5种不同密度(500、1000、1500、2000、2500株·hm^(-2))刺槐人工... 详细信息

[目的]研究不同林分密度对刺槐人工林叶片、枯落物、土壤C、N、P化学计量特征的影响,为晋西黄土区刺槐人工林的经营管理提供科学参考。[方法]通过野外调查,选择晋西黄土区5种不同密度(500、1000、1500、2000、2500株·hm^(-2))刺槐人工林,测定和分析叶片、枯落物、土壤的养分。用单因素分析法分析密度对三者养分的影响,采用Pearson相关系数,分析刺槐人工林叶片、枯落物、土壤C、N、P及其化学计量比之间的相关性。[结果]随着密度增加,刺槐人工林叶片C、N、P含量先增加后减小,叶片C∶P、N∶P先降低后增加;枯落物的C、C∶N、C∶P、N∶P随着密度先减少后增大,N、P则先增大后减少;土壤C、P、N含量及C∶P、N∶P随密度的增大而降低;C∶N随密度呈先降低后增加的趋势。不同林分密度下,叶片N∶P均大于14,叶片-枯落物-土壤C、N、P及其化学计量比中除了叶片N、C∶N以外,均存在不同的显著差异性(p区刺槐人工林主要受到P限制;密度在一定程度上影响着刺槐人工林的养分循环及其分配和化学计量特征;在密度为1000~1500株·hm-2的刺槐人工林叶片、枯落物、土壤C、N、P含量最高,养分限制最弱,枯落物分解速率相对较快,为适宜经营密度。

关键词：林分密度刺槐养分循环化学计量特征