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祁连山东部地区不同林分水源涵养能力综合评估

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生态学报 2024年第17期44卷 7662-7672页

作者：王作枭贺康宁北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业局重点实验室北京100083

研究对比祁连山东部地区典型林分水源涵养能力变化规律及差异,以期为区域森林水源涵养能力提升和管理提供科学依据。以青海互助北山国家森林公园内的云杉纯林、白桦纯林、云杉白桦混交林、云杉青杨混交林、白桦青杨混交林和白桦落叶松... 详细信息

研究对比祁连山东部地区典型林分水源涵养能力变化规律及差异,以期为区域森林水源涵养能力提升和管理提供科学依据。以青海互助北山国家森林公园内的云杉纯林、白桦纯林、云杉白桦混交林、云杉青杨混交林、白桦青杨混交林和白桦落叶松混交林为研究对象,采用野外实测、称量、室内浸泡等方法对林地林冠层、枯落物层和土壤层的水文效应进行测定分析,通过敏感性分析和相关性分析选取林冠截留率、未分解层厚度、饱和导水率和土壤蓄水能力等8个指标,并采用熵权法和综合指数法对林地水源涵养能力进行评估。研究结果表明:祁连山东部地区6种典型林分林冠层、枯落物层和土壤层的水源涵养能力都受到林分类型的影响。(1)不同林分类型林冠层植被截留能力表现为针叶林>阔叶林,混交林>阔叶纯林;(2)枯落物的厚度和储量变化趋势一致,云杉纯林(针叶纯林)表现为未分解层>半分解层,其他林分类型(针阔混交林、阔叶混交林和阔叶纯林)均表现为未分解层白桦落叶松混交林(0.547)>云杉青杨混交林(0.504)>白桦青杨混交林(0.480)>白桦纯林(0.467)>云杉纯林(0.244)。综合来看,针阔混交林可以作为区域林分结构调整和营造新林的目标林分类型,特别是云杉白桦混交林和白桦落叶松混交林,同时,在新造林时,应避免直接营造云杉纯林。

关键词：人工林林分结构林冠层水源涵养能力

林下三七不同管理措施对坡面产流产沙和土壤特性的影响

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水土保持学报 2024年

作者：周云黎建强高朗李京豪刘方严刘艳娇晏慧颖赵思倩杨舒媛西南林业大学水土保持学院

[目的]揭示不同管理措施对三七[Panax notoginseng （Burkill） F. H. Chen]林地产流产沙和土壤特性的影响,可为科学防控林下三七种植的水土流失提供理论依据。[方法]采用野外径流小区原位观测试验,于2022年雨季对不同坡度（5°,10°,1... 详细信息

[目的]揭示不同管理措施对三七[Panax notoginseng （Burkill） F. H. Chen]林地产流产沙和土壤特性的影响,可为科学防控林下三七种植的水土流失提供理论依据。[方法]采用野外径流小区原位观测试验,于2022年雨季对不同坡度（5°,10°,15°）自然林地（CK）、林下整地（SP）、无棚三七林地（NC）、有棚三七林地（HC）的产流产沙量进行量化,探究不同管理措施对三七林地坡面产沙产流及土壤特性的影响。[结果]（1）2022年寻甸县降雨总量为1 031.70 mm,属平水年份。林外和林内累计侵蚀性降雨量分别为845.40,565.60 mm,林冠截留率为9.97%～67.38%。（2）各管理措施三七林地产流产沙存在极显著差异（p0.90;且产流产沙量随着坡度增加,流失增幅越大。[结论]林下整地和林下种植三七导致水土流失显著增加,但最大土壤流失量[34.53 t/（km2·a）]远低于西南岩溶区土壤容许流失量。建议在缓坡林地种植三七,且可通过搭建遮雨棚和改善土壤特性来缓解水力侵蚀。

关键词：林下三七不同管理产流产沙降雨特征土壤特性

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

基于土地利用变化的陕北多沙粗沙区生境质量演变及响应分析

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干旱区地理 2024年第3期47卷 474-484页

作者：安文举鱼亦凡郝姗姗王英弟李小兵麦旭东黄河水土保持绥德治理监督局陕西榆林718000 黄土高原水土保持与生态修复国家林业和草原局重点实验室陕西榆林718000

针对目前陕北多沙粗沙区长时序土地利用变化下生境质量演变研究不充分的问题,通过2000、2005、2010、2015、2020年陕北土地利用类型变化、转移矩阵分析该区域土地利用变化,并基于InVEST模型对4个年周期生境质量及退化度进行评价。结果表... 详细信息

针对目前陕北多沙粗沙区长时序土地利用变化下生境质量演变研究不充分的问题,通过2000、2005、2010、2015、2020年陕北土地利用类型变化、转移矩阵分析该区域土地利用变化,并基于InVEST模型对4个年周期生境质量及退化度进行评价。结果表明:(1)陕北多沙粗沙区土地利用主要以旱地、有林地、草地、建设用地和裸土地为主。(2)2000—2020年,裸地转出面积最大,总降幅达57.11%,主要转为草地和耕地;建设用地总增幅达272.69%,草地转出与转入面积基本持平,主要与耕地相互转换;综合土地利用动态度从1.32%降至0.61%。(3)生境质量指数呈先增后减趋势,峰值达0.43,整体偏低,耕地扩张对生境恢复造成威胁。区域西南部生境质量较高,中部地带主要是中等级和较低等级,北部神木、府谷矿区生境质量出现高等级。2000、2020年生境退化指数均值分别为0.41和0.43,未来生境有恶化趋势,后续生态治理政策应主要从防治耕地、建设用地扩张,保护林草地类入手。研究结果可为陕北多沙粗沙区生态恢复提供数据参考。

关键词：土地利用转移矩阵 InVEST模型生境质量

祁连山林区基于水源涵养能力的人工林近自然度评价体系建立

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生态学报 2024年第7期44卷 2971-2980页

作者：程唱蔡有柱赵丽娟邹星晨张泽鑫刘欣悦贺康宁北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业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 大通回族土族自治县宝库林场西宁810100

建立近自然度评价体系对于修复森林生态功能、保障森林可持续发展有着重要的意义,然而近自然度尚未有统一的评价体系。祁连山地区的森林系统承担着我国西部重要的水源涵养功能,对其现存的人工林客观地开展基于水源涵养能力的近自然评价... 详细信息

建立近自然度评价体系对于修复森林生态功能、保障森林可持续发展有着重要的意义,然而近自然度尚未有统一的评价体系。祁连山地区的森林系统承担着我国西部重要的水源涵养功能,对其现存的人工林客观地开展基于水源涵养能力的近自然评价是亟需解决的问题。以祁连山东部金禅沟、塔尔沟小流域40个不同林分起源的云杉纯林、白桦纯林、云杉白桦混交林为对比研究样地,对涉及近自然度和水源涵养能力的指标进行敏感性分析,筛选出中高敏感度指标,通过欧氏距离法结合熵权法定量评价人工林近自然度,通过模糊物元法定量评价森林水源涵养能力,然后采用6种方法对近自然度和水源涵养得分分布进行拟合(R~2>0.4),并利用K-means法建立了4个近自然度评价等级。研究表明祁连山东部地区大部分人工林近自然度评级处于半天然林阶段,通过改造纯林为针阔混交林可以同时提高其近自然度与水源涵养能力。研究旨在构建基于水源涵养能力的近自然度评价体系,为森林生态服务功能修复提供理论支持。

关键词：天然林人工林水源涵养能力近自然度

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山东省不同水土保持区划NDVI变化及影响因素

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环境科学 2024年第9期45卷 5329-5340页

作者：易文莹王海洋董明明谭露张焕朝徐鲁岳南京林业大学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京210037 山东省水文中心济南250002

探究植被动态变化及其影响因素对区域生态环境建设具有重要意义.基于2000~2020年NDVI数据集,采用Sen趋势分析法与重心迁移模型等方法分析了山东省NDVI时空变化特征,并基于人口、气象、地形、土壤和植被等数据,利用地理探测器定量分析了... 详细信息

探究植被动态变化及其影响因素对区域生态环境建设具有重要意义.基于2000~2020年NDVI数据集,采用Sen趋势分析法与重心迁移模型等方法分析了山东省NDVI时空变化特征,并基于人口、气象、地形、土壤和植被等数据,利用地理探测器定量分析了全域及不同水土保持区划的NDVI空间分异影响因素.结果表明:①2000~2020年,山东省NDVI整体呈波动上升趋势,年内变化季节性特征显著且各区存在差异,Ⅲ⁃4⁃2t区、Ⅲ⁃4⁃1xt区和Ⅲ⁃5⁃2w区年内NDVI呈单峰型变化,而Ⅲ⁃5⁃3fn区呈双峰型变化.②空间上,山东省NDVI呈西北、西南高,北部及沿海地区较低的分布格局,21年间NDVI以“中高覆盖→高覆盖”转移为主,主要集中在Ⅲ⁃4⁃2t区东北部、Ⅲ⁃4⁃1xt区西部及Ⅲ⁃5⁃2w区,61.47%区域植被覆盖呈正向演进趋势,高覆盖重心向东北方向迁移,生态环境整体向好.③土壤类型和人口密度是影响山东省NDVI的主导因子,q值分别为0.174和0.130;Ⅲ⁃5⁃3fn区、Ⅲ⁃4⁃2t区和Ⅲ⁃4⁃1xt区的主导因子是人口密度,q值均高于0.22,Ⅲ⁃5⁃2w区的主导因子为土壤类型和植被类型,q值分别为0.326和0.227.各影响因子之间均表现出双因子增强和非线性增强的关系,其中Ⅲ⁃5⁃3fn区人口密度∩相对湿度q值最高,为0.257,Ⅲ⁃4⁃2t区、Ⅲ⁃4⁃1xt区人口密度∩土壤类型q值最高,分别为0.297和0.378,Ⅲ⁃5⁃2w区土壤类型∩植被类型q值最高,为0.444.研究结果可为山东省生态环境建设提供有益参考,为制定分区植被保护策略提供科学依据.

关键词：水土保持区划归一化植被指数(NDVI) 地理探测器影响因素山东省

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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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祁连山东部地区不同林分密度白桦天然林土壤理化性质特征

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生态学报 2024年

作者：彭小静黄海山严芝银邹星晨贺康宁程唱王作枭李睿刘婧雯石正阳刘仟仟北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业局重点实验室北京市水土保持工程技术研究中心林业生态工程教育部工程研究中心大通回族土族自治县宝库林场

研究不同林分密度对白桦天然林土壤理化性质的影响，分析不同林分密度下白桦天然林土壤理化性质的变化规律，为白桦天然林的保护提供合理的密度参考。以青海省西宁市大通县宝库林区白桦天然次生林为研究对象，通过采集土壤样品，调查并... 详细信息

研究不同林分密度对白桦天然林土壤理化性质的影响，分析不同林分密度下白桦天然林土壤理化性质的变化规律，为白桦天然林的保护提供合理的密度参考。以青海省西宁市大通县宝库林区白桦天然次生林为研究对象，通过采集土壤样品，调查并测定了100—400、400—700、700—1000、1000—1500、1500—2100、2100—2500株/hm26种密度下林地的土壤容重、质量含水量、田间持水量、孔隙度、饱和导水率(Kst)、pH值、有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、碱解氮（AN）、速效磷（AP）、速效钾（AK）含量和包括C∶N、C∶P、N∶P在内的共17个土壤属性指标，采用SPSS 22.0对数据进行显著性检验和相关性分析。结果表明：（1）在垂直分布特征上：土壤孔隙度，Kst和SOC、TN、TP、AN、AK的含量，以及C∶P、N∶P的比值均随土层深度增加而降低；而土壤容重和pH值则随土层深度增加而增大。（2）在密度分布特征上：土壤SOC、TN、AN含量，C∶P、N∶P的比值随密度增加呈缓慢降低的变化趋势，TP含量随密度增加无显著变化规律，以上这些指标均在密度为100—400株/hm2时达到最大。土壤质量含水量、田间持水量、Kst和孔隙度均随密度增大呈先增后减的变化趋势，且都在密度为400—700株/hm2时达到最大，土壤容重在该密度时达到最小。（3）在土壤化学计量特征上：研究区土壤C∶P、N∶P的平均值为97.32、7.36，高于中国土壤平均值，表明土壤P有效性较低。综上所述，研究区白桦林在低密度（100—700株/hm2）时，土壤理化性质的改良作用相对较好，会更有利于土壤物理结构的稳定和养分积累。

关键词：白桦天然林林分密度土壤理化性质土壤生态化学计量

酸雨类型转变对杉木林地土壤和细根生长的影响

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 90-98页

作者：丁咏刘鑫张金池王宇浩陈美玲李涛刘孝武周悦湘孙连浩廖艺南京林业大学林草学院、水土保持学院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江苏南京210037

【目的】探究酸雨类型转变对杉木细根生长和土壤养分含量的影响,为改善酸雨胁迫地区杉木人工林土壤酸化提供依据。【方法】在江苏南京铜山林场进行了为期1 a的野外模拟酸雨试验,设置了3种酸雨酸度(pH为4.5,3.5和2.5)和3种酸雨类型[硫酸... 详细信息

【目的】探究酸雨类型转变对杉木细根生长和土壤养分含量的影响,为改善酸雨胁迫地区杉木人工林土壤酸化提供依据。【方法】在江苏南京铜山林场进行了为期1 a的野外模拟酸雨试验,设置了3种酸雨酸度(pH为4.5,3.5和2.5)和3种酸雨类型[硫酸型酸雨,SO_(4)^(2-)与NO_(3)^(-)的浓度比(硫氮比)5∶1。混合型酸雨,硫氮比1∶1。硝酸型酸雨,硫氮比1∶5],并设置对照CK(pH为6.6,利用当地自然溪水),共10个试验处理。分别测定酸雨胁迫后杉木林地土壤化学性质、细根生理特性及细根元素含量,利用相关性及结构方程模型分析方法,探究酸雨类型转变对杉木细根生长的直接及间接影响。【结果】随着酸雨pH和硫氮比的降低,杉木细根生物量和根系活力均减少。所有强酸雨处理(pH 2.5)杉木根系的过氧化氢酶活性均低于其他酸雨处理,且当酸雨类型转变为硝酸型酸雨时,过氧化氢酶活性逐渐降低并低于CK;另外,细根镁、铝含量及钙铝比(含量比,下同)和镁铝比在不同的硫氮比处理之间均存在差异。与CK相比,所有酸雨处理均增加了细根钙和铝含量,钾含量随着酸雨胁迫逐渐减少。然而,土壤养分总碳、总氮、碳氮比、总硫、有效磷和速效钾在不同硫氮比和不同pH之间不存在显著差异。通过相关性分析可知:土壤pH与镁铝比、根系生物量和根系活力呈极显著正相关(P<0.01),并且根系生物量与过氧化物酶、过氧化氢酶之间均呈显著正相关(P<0.05),却与铝含量呈极显著负相关(P<0.01)。【结论】酸雨酸度对杉木细根和土壤均有较大影响,酸雨类型对细根的影响要强于土壤。其中,酸雨类型对根系活力和钙铝比均有直接影响。随着硫氮比值的降低,酸雨对杉木细根生长的抑制作用更明显。

关键词：杉木酸雨硫氮比细根生物量土壤养分

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