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重庆四面山不同林分土壤抗蚀抗冲特征

中国水土保持科学 2024年第1期22卷 52-62页

作者：程金花沈子雅北京林业大学水土保持学院北京100083 国家林业局水土保持与荒漠化防治重点实验室北京100083

为探讨重庆四面山地区不同林分土壤抗蚀抗冲特征,采用水浸试验和冲刷试验,计算土壤抗蚀指数与抗冲系数,对四面山4种林分类型(针叶林、阔叶林、针阔混交林和楠竹林),共9个不同植物组成的林地土壤抗蚀抗冲特征进行研究。结果表明:1)阔叶... 详细信息

为探讨重庆四面山地区不同林分土壤抗蚀抗冲特征,采用水浸试验和冲刷试验,计算土壤抗蚀指数与抗冲系数,对四面山4种林分类型(针叶林、阔叶林、针阔混交林和楠竹林),共9个不同植物组成的林地土壤抗蚀抗冲特征进行研究。结果表明:1)阔叶林的抗蚀指数最大,楠竹林抗蚀指数最小,随着土壤深度的增加,土壤抗蚀性能减弱,天然针阔混交林土壤抗蚀指数上下层差异最大(1.92倍)。2)二次多项式函数能高度拟合不同林分土壤抗蚀指数与水浸时间的关系(R2>0.95),随着水浸时间的增加,不同林分土壤抗蚀性能下降。3)土层越深,土壤抗冲系数越大,抗冲性能越强,坡面上层土壤抗冲系数为下层的1.05~5.79倍。阔叶林的抗冲性优于其他林分。4)≤1和>1~3 mm根径的根系总根长与根长密度与土壤抗蚀指数显著正相关(P水土保持措施布设、选择合理的植被恢复模式及配置方式提供理论依据。

关键词：抗蚀指数抗冲系数林分类型重庆四面山

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中国三大粮食作物耕地生态系统碳足迹分析

北京大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 575-584页

作者：李亚宁吴秀芹北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站建水654399

基于2006—2019年全国NPP、三大粮食作物分布和农业生产投入等统计数据,对中国三大粮食作物的碳汇量、农业碳排放量和碳足迹进行估算,并分析三大粮食作物碳汇量的时空格局。结果表明,1)2006—2019年全国三大粮食作物总固碳量持续增加,... 详细信息

基于2006—2019年全国NPP、三大粮食作物分布和农业生产投入等统计数据,对中国三大粮食作物的碳汇量、农业碳排放量和碳足迹进行估算,并分析三大粮食作物碳汇量的时空格局。结果表明,1)2006—2019年全国三大粮食作物总固碳量持续增加,其中水稻、玉米和小麦的固碳量分别占41.92%,38.62%和19.46%;三大粮食作物的固碳量远超出农田生产要素引起的碳排放量,两者之比为5.37:1,表明全国农田生态系统具有较强的固碳能力;2)全国农业碳排放总量持续增加但增速下降,化肥和柴油是主要碳源;3)三大粮食作物耕地生态系统表现出较大的碳生态盈余,2019年碳足迹为17.55×106hm^(2),占耕地比例为18.62%,即三大粮食作物耕地系统生产排放的CO_(2)降低至需要全国不到1/5的三大粮食作物耕地来消纳。研究结果有助于明晰耕地生态系统在碳循环中的地位,对促进农业碳减排,全国2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”的战略提供科学依据。

关键词：碳汇碳排碳足迹粮食作物中国

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喀斯特地区典型植被根系对优先流的影响

水土保持研究 2024年第5期31卷 73-83页

作者：师雪淇程金花管凝侯芳沈子雅北京林业大学水土保持学院

[目的]揭示西南喀斯特地区优先流特征及根系对其影响，明确不同植被类型根系对优先流程度的影响，为当地植被恢复和水源涵养提供依据。[方法]以云南喀斯特地区3种典型林分为研究对象，采用野外染色示踪和统计分析相结合的方法，获得优... 详细信息

[目的]揭示西南喀斯特地区优先流特征及根系对其影响，明确不同植被类型根系对优先流程度的影响，为当地植被恢复和水源涵养提供依据。[方法]以云南喀斯特地区3种典型林分为研究对象，采用野外染色示踪和统计分析相结合的方法，获得优先流形态特征与染色面积比，结合植物根长密度等4个根系特征参数，运用单因素方差法分析不同林分类型下的优先流程度。[结果](1) 3种典型林分根系特征总体呈现天然次生林>天然混交林>人工纯林。(2)不同林分最大染色深度为20—30 cm,随深度增加呈现减少的趋势，垂直剖面和水平剖面均反映出土壤水分发生侧渗。(3) 0—2 cm土层出现基质流，随着土层加深其余染色剖面呈指状或漏斗状流动，并显示出明显的根系路径。混交林中优先流主要的运移方式是垂直下渗，而纯林横向流发育程度较高，天然次生林的优先流比最大且长度指数最小，表明复杂的根系结构能有效加强水分在土壤中的运移深度。[结论]3种典型林分根系特征参数与优先流发育密切相关且均有促进作用，但不同林分类型根系指标与优先流发育程度相关性不同。天然次生林的根系指标均呈现负相关关系；人工纯林的根长密度和根表面积密度呈现正相关关系，根体积密度和根生物量密度呈现负相关关系；天然混交林的根系指标均呈现正相关关系。

关键词：水土保持与荒漠化防治根系林地优先流喀斯特地区

来源：博看期刊

西南高山峡谷区水土保持技术与生态产业协调发展定量研究——以云南省永胜县为例

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生态学报 2024年

作者：黄柔吴秀芹石婕妤李旭倪朦朦刘亚楠北京林业大学水土保持学院

探究水土保持技术与生态产业之间的耦合协调关系对水土流失严重的西南高山峡谷地区实现生态文明建设与社会经济协同发展具有重要参考价值。文章以典型贫困山区永胜县为例，通过构建耦合协调评价指标体系并运用发展指数模型、耦合协调度... 详细信息

探究水土保持技术与生态产业之间的耦合协调关系对水土流失严重的西南高山峡谷地区实现生态文明建设与社会经济协同发展具有重要参考价值。文章以典型贫困山区永胜县为例，通过构建耦合协调评价指标体系并运用发展指数模型、耦合协调度模型和障碍度模型，对县域2009—2022年间水土保持技术与生态产业的耦合协调发展过程及其障碍因子进行研究，为当地水土保持技术与生态产业协调发展提供理论参考和科学依据。结果表明：（1）2009—2022年水土保持技术发展水平呈动态上升趋势，生态产业发展水平则是呈现先下降后上升的态势，二者经过“低水平同步发展型-水土保持技术领先发展型-高水平同步发展型”，当前水土保持技术与生态产业已经迈入同步向好的发展状态；（2）2009—2022年，水土保持技术与生态产业一直处于高度耦合状态，耦合协调度从中级耦合阶段进入高级耦合阶段且快速增长，二者当前属于高级协调-同步型发展阶段；（3）2009—2022年，影响水土保持技术与生态产业耦合协调发展的障碍因子为森林覆盖率、农村居民人均可支配收入和产业结构高级化指数，主要的障碍要素为技术效益、技术相宜度、产业效率和产业效益。永胜县水土保持技术与生态产业已进入耦合协调发展阶段，当前应以提升技术相宜度和产业融合为主要目标，开展技术研发和示范，提升技术成熟度，提高政策法规的适宜度，促进产业链延伸和产业融合发展，推动水土保持技术与生态产业进一步有机结合。

关键词：水土保持技术与生态产业评价指标体系协调发展定量研究西南高山峡谷

低碳背景下露天煤矿土地利用结构优化——以乌海市骆驼山矿区为例

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Journal of Resources and Ecology 2024年第2期15卷 455-463页

作者：刘佳琪杨建英赵廷宁魏广阔李瑞鹏奎国娴艾宪锋北京林业大学水土保持学院北京100083

人类对全球碳循环的影响主要来自于土地利用活动,随着露天煤矿开采进程加快,矿区内碳排放量增加、生态系统功能下降等问题显著,亟需探索低碳下生态效益最佳的土地利用优化结构,为西北干旱荒漠矿区土地利用结构优化调整提供理论支持。本... 详细信息

人类对全球碳循环的影响主要来自于土地利用活动,随着露天煤矿开采进程加快,矿区内碳排放量增加、生态系统功能下降等问题显著,亟需探索低碳下生态效益最佳的土地利用优化结构,为西北干旱荒漠矿区土地利用结构优化调整提供理论支持。本研究以乌海市骆驼山矿区为研究对象,在矿区土地利用碳排放量核算的基础上,利用多目标线性规划模型以低碳排放和高生态系统服务价值为目标,探究矿区土地利用最优结构。研究结果:优化后的草地和水域面积有所增加,采矿用地和未利用地面积有所减少;与2021年相比,优化后方案碳排放量降低了19045.93tC,生态系统服务价值提升了5338.14万元。研究结果表明,以土地利用碳排放最小化、生态系统服务价值最大化为目标的矿区土地利用结构优化方案可以在低碳减排下,实现土地利用生态效益的提升,以期为西北干旱荒漠区矿山土地利用结构优化和生态修复工作提供科学指导。

关键词：土地利用结构优化多目标规划露天煤矿碳排放

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弃渣扰动对藏东山地草甸坡面产流产沙的影响

水土保持研究 2024年第4期31卷 105-113页

作者：李亚桐王冠冉心昊肖辉杰北京林业大学水土保持学院北京100083

[目的]明晰铁路修建中弃渣工程扰动引起的水土流失响应,揭示弃渣堆积前后及其植被恢复对藏东生态脆弱的山地草甸区坡面尺度水土流失的影响。[方法]选取未扰动、轻度扰动、重度扰动、覆土恢复4个类型的坡面,建立原位径流小区,通过人工模... 详细信息

[目的]明晰铁路修建中弃渣工程扰动引起的水土流失响应,揭示弃渣堆积前后及其植被恢复对藏东生态脆弱的山地草甸区坡面尺度水土流失的影响。[方法]选取未扰动、轻度扰动、重度扰动、覆土恢复4个类型的坡面,建立原位径流小区,通过人工模拟降雨试验,开展了坡面产流产沙过程的研究。[结果](1)坡面的溅蚀量随扰动强度的增大而增加,下坡向的溅蚀量为上坡溅蚀量的1.14~2.67倍。(2)轻度扰动坡面、重度扰动坡面和覆土恢复坡面的初始产流时间分别缩短为未扰动坡面的53.8%~66.7%,34.6%~46.7%,86.7%~92.9%。(3)未扰动坡面、轻度扰动坡面、重度扰动坡面和覆土恢复坡面的产流速率分别为44~86,104~147,200~373,46~95 ml/(min·m^(2)),产沙速率分别为0.026~0.055,0.05~0.098,1.034~2.189,0.047~0.077 g/(min·m^(2))。[结论]覆土恢复坡面的水土保持能力较轻度扰动和重度扰动坡面有显著提高,但距未扰动坡面仍有差距,需采取其他植被或工程措施对工程扰动坡面加以恢复。

关键词：产流产沙过程水土流失人工模拟降雨高山草甸弃渣工程

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

沿黄荒漠绿洲区生态廊道与生态节点识别及景观格局优化——以磴口县为例

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中国农业大学学报 2024年第5期29卷 135-148页

作者：解晨周建妤姜群鸥肖辉杰辛智鸣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与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200

沿黄荒漠绿洲区景观格局构建及优化对防治土地荒漠化、促进生态可持续发展具有重要意义。以磴口为研究区,分析2005—2020年磴口景观类型时空演变特征,结合最小累积阻力(MCR)模型、电路理论和水文分析法综合识别生态廊道和生态节点,利用... 详细信息

沿黄荒漠绿洲区景观格局构建及优化对防治土地荒漠化、促进生态可持续发展具有重要意义。以磴口为研究区,分析2005—2020年磴口景观类型时空演变特征,结合最小累积阻力(MCR)模型、电路理论和水文分析法综合识别生态廊道和生态节点,利用重力模型和景观连接度指数判断生态廊道和生态节点重要性,构建磴口荒漠绿洲区景观格局并提出优化建议。结果表明:1)2005—2020年磴口主要植被景观中,耕地规模最大且持续扩张,草地呈先增加后减少趋势,林地则持续缩减;2)识别出重要草地生态源地8块,重要生态廊道99条和重要生态节点345个。以耕地和草地类型为主,均位于研究区中部和东南部;3)提取出需重点优化生态障碍点面积159.83 km^(2),需重点优化生态夹点面积81.18 km^(2),分别位于研究区西北部和中部区域;4)最后,从维持南部并扩大西北部生态源地规模、打通并优化重要林草生态廊道和生态节点、生态障碍点和生态夹点等多方面提出荒漠绿洲区景观格局优化建议。本研究可为荒漠绿洲区生态环境规划提供重要科学依据。

关键词：生态廊道生态节点景观格局优化 MCR模型空间主成分分析

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

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