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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

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间歇性降雨条件下黑土溅蚀团聚体分选特征

水土保持学报 2024年

作者：张晓娅徐金忠杨庆楠雷涵喆赵怡凯李雨张玉鹏付玉东北林业大学林学院黑龙江省水利科学研究院水土保持研究所黑龙江省水土保持重点实验室

[目的]为探究间歇性降雨对黑土溅蚀量和溅蚀分选特征的影响。[方法]基于人工模拟降雨试验,设计2个降雨强度(40,70 mm/h),每个降雨强度5场降雨,分析不同降雨条件下黑土溅蚀量和溅蚀团聚体粒径分布特征。[结果] 2种降雨强度下,不同降雨场... 详细信息

[目的]为探究间歇性降雨对黑土溅蚀量和溅蚀分选特征的影响。[方法]基于人工模拟降雨试验,设计2个降雨强度(40,70 mm/h),每个降雨强度5场降雨,分析不同降雨条件下黑土溅蚀量和溅蚀团聚体粒径分布特征。[结果] 2种降雨强度下,不同降雨场次土壤表层存在“无结皮—弱结皮—强结皮—弱结皮—新结皮”强弱交替的结皮动态发育过程。2种降雨强度下,溅蚀团聚体MWD和GMD均在第4场降雨出现最大值,在第1次降雨出现最小值。每场降雨5～2 mm粒级的团聚体均基本未发生迁移,溅蚀团聚体均以2～0.25 mm粒径为主,分别占2种降雨强度溅蚀量的36.49%～58.61%和49.10%～60.09%。5场降雨的溅蚀量随粒径减小呈先增加后减小的变化趋势,而粒径0.053 mm为主。研究结果为东北黑土区土壤水蚀机理研究提供参考。

关键词：间歇性降雨黑土区团聚体侵蚀

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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基于土地利用变化的黄河上游四川段生态系统服务价值评价

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水土保持学报 2024年第2期38卷 178-189页

作者：许诺瑾丁兵兵余新晓贾国栋冯岩开林佳雯北京林业大学水土保持学院北京100083 水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

[目的]通过定量研究20年间黄河上游四川段土地利用变化与生态系统服务价值的关系,评估该流域段生态综合治理效果,为健全民族区域空间规划、生态环境保护与管理提供依据,助力黄河流域高质量发展。[方法]利用黄河上游四川段2000年、2010年... 详细信息

[目的]通过定量研究20年间黄河上游四川段土地利用变化与生态系统服务价值的关系,评估该流域段生态综合治理效果,为健全民族区域空间规划、生态环境保护与管理提供依据,助力黄河流域高质量发展。[方法]利用黄河上游四川段2000年、2010年和2020年土地利用数据,基于土地利用动态度、土地利用矩阵分析土地利用变化,并参考中国陆地生态系统单位面积生态系统服务价值当量,对黄河上游四川段生态系统服务价值当量的经济价值进行修正,定量研究黄河上游四川段2000-2020年间土地利用变化对生态系统服务价值的影响。[结果](1)2000-2020年黄河上游四川段林地、荒漠、湿地和水系土地利用面积呈上升趋势,耕地、灌木、草地和冰川积雪呈下降趋势,2010-2020年土地利用变化比2000-2010年更显著;(2)黄河上游四川段2000年、2010年和2020年生态系统服务价值分别为1.27×1010,2.51×1010,3.92×1010元,呈上升趋势,敏感性分析表明分析结果可靠。各土地利用类型中,对生态系统总价值贡献最为显著的地类是草地,2000-2010年和2010-2020年草地生态服务贡献率分别为93.90%和72.90%,其次为湿地和林地;(3)研究区在20年间各单项生态系统服务价值均呈增加趋势,区域生态服务功能的分项价值大小均为调节服务>支持服务>供给服务>文化服务,11个单项功能中起显著服务价值的为气候调节、水文调节、土壤保持和生物多样性,4项之和占总价值比例超过69.50%。黄河上游四川段土地利用变化影响区域生态系统服务价值的变化,其中草地影响最显著,其次为湿地和林地。[结论]研究结果表明20年间生态治理成果逐渐增强,生态环境不断变好。

关键词：生态系统服务价值黄河上游四川段土地利用价值当量

绿色屋顶适建潜力评估——以天津市南开区为例

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西北大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 378-386页

作者：王选懿饶良懿北京林业大学水土保持学院北京100083 水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

绿色屋顶对缓解城市化的不利影响有着重要意义。天津地区城市化程度高,绿色屋顶发展相对滞后,缺乏绿色屋顶规模性建设的可行性评估及规划方案。该文以天津市南开区为例,选取建筑属性和绿化需求度作为评价标准,建立绿色屋顶适建潜力评估... 详细信息

绿色屋顶对缓解城市化的不利影响有着重要意义。天津地区城市化程度高,绿色屋顶发展相对滞后,缺乏绿色屋顶规模性建设的可行性评估及规划方案。该文以天津市南开区为例,选取建筑属性和绿化需求度作为评价标准,建立绿色屋顶适建潜力评估体系。基于GIS和优劣解距离法(TOPSIS)呈现天津市南开区绿色屋顶综合适建潜力空间分布。研究结果表明,南开区绿色屋顶适建面积约5.17 km^(2),适建潜力平均分为0.53,适建潜力呈“北高南低”趋势。南开区共有46个高度适建社区,优先于适建社区开展绿色屋顶建设可更有效地发挥绿色屋顶在改善城市环境方面的作用。

关键词：绿色屋顶屋面类型绿化覆盖率建筑密度优劣解距离法

砒砂岩覆土区典型小流域土壤可蚀性K值空间变异特征

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水土保持研究 2024年第3期31卷 10-19页

作者：蒙雯洋饶良懿北京林业大学水土保持学院北京100083 水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

[目的]研究砒砂岩覆土区典型小流域土壤可蚀性的空间变异特征,为砒砂岩覆土区土壤侵蚀机理深入探究和土壤侵蚀有效防治提供科学依据。[方法]以内蒙古准格尔旗砒砂岩覆土区二老虎沟小流域为研究对象,采集0—10 cm和10—20 cm土层共144份... 详细信息

[目的]研究砒砂岩覆土区典型小流域土壤可蚀性的空间变异特征,为砒砂岩覆土区土壤侵蚀机理深入探究和土壤侵蚀有效防治提供科学依据。[方法]以内蒙古准格尔旗砒砂岩覆土区二老虎沟小流域为研究对象,采集0—10 cm和10—20 cm土层共144份土壤样品,基于EPIC模型估算土壤可蚀性K值,并利用GIS和地统计学方法分析土壤可蚀性K值空间变异特征。[结果](1)二老虎沟小流域土壤砂粒、粉粒、黏粒和有机碳均呈中等变异程度,除黏粒和有机碳为中等空间自相关性外,其他土壤属性均呈弱空间自相关性。(2)小流域土壤可蚀性K值介于0.018 7~0.047 6 t·hm^(2)·h/(hm^(2)·MJ·mm),0—10 cm和10—20 cm土层K值变异系数分别为15.5%和20.3%,属中等变异强度;0—10 cm土层K值主要受随机性因素影响,呈弱空间自相关性,而10—20 cm土层受随机性因素和结构性因素共同影响,为中等空间自相关性。(3) 3种克里格插值方法结果表明:小流域土壤可蚀性K值空间变异受海拔和坡度影响明显,其总体分布趋势为西部和东南部较高、中部及偏东部较低;普通克里格插值方法较适宜应用于砒砂岩覆土区小流域,其估算结果可较好地显示土壤可蚀性的整体和局部两方面的空间变异特征。(4)在垂直空间变异上,0—10 cm和10—20 cm土层土壤可蚀性K值总体分布规律相似,但10—20 cm土层土壤可蚀性K值较0—10 cm土层空间变异更为明显。[结论]海拔和坡度对砒砂岩覆土区典型小流域土壤可蚀性K值空间变异影响明显,未来应优先对坡面和坡顶区域进行土壤侵蚀防治。

关键词：土壤可蚀性K值 EPIC模型空间变异特征砒砂岩覆土区小流域

兰州市城郊林草地土壤碳通量特征及其影响因素

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土壤通报 2024年第1期55卷 76-83页

作者：董彦丽王彦武张峰马涛高金芳甘肃省水土保持科学研究所甘肃兰州730020

【目的】探讨兰州市城郊林草地土壤碳通量变化规律,定量估算土壤碳排放量,为城市与城郊区碳排放和碳循环研究提供参考依据。【方法】以兰州市城郊“小青山水土保持科技示范园”内刺槐、苜蓿和沙打旺为试验样地,利用LI-8150“土壤碳通量... 详细信息

【目的】探讨兰州市城郊林草地土壤碳通量变化规律,定量估算土壤碳排放量,为城市与城郊区碳排放和碳循环研究提供参考依据。【方法】以兰州市城郊“小青山水土保持科技示范园”内刺槐、苜蓿和沙打旺为试验样地,利用LI-8150“土壤碳通量测量系统”对三种林草地土壤碳通量进行长期连续监测,分析土壤碳释放特征,阐明土壤碳通量与影响因素间的相关关系。【结果】①兰州市城郊三种林草地土壤碳通量最高值出现在每天下午14:00左右,最低值在凌晨6:00左右;早上10:00和晚上20:00左右的土壤碳通量值与日均值基本一致。苜蓿草地年度土壤碳排放量为2321.30 g m^(−2),高于刺槐林地1.24倍、沙打旺草地1.48倍。②三种林草地之间的地表温度变化和5 cm深处土壤温度变化规律一致,均无显著差异(P>0.05),地表温度和5 cm土壤温度都与土壤碳通量具有显著的正指数相关关系(P<0.05),其中刺槐林地土壤碳通量对温度的敏感性最高。③三种林草地土壤碳通量与太阳辐射强度显著相关(P<0.05),刺槐林地土壤碳通量与降雨量呈抛物线状显著相关(P<0.05)。【结论】兰州市城郊林草地在每天下午14:00左右土壤碳通量最高,苜蓿草地土壤二氧化碳排放量最高,温度和太阳辐射强度与土壤碳通量显著正相关(P<0.05)。

关键词：土壤碳通量影响因素城郊林草地黄土区

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西南高山峡谷区水力侵蚀时空变化及其驱动力

水土保持研究 2024年第5期31卷 139-147页

作者：廖瑞恩齐实赖金林唐颖李鹏北京林业大学水土保持学院北京100083 水土保持国家林业局重点实验室北京100083

[目的]确定西南高山峡谷区水力侵蚀的空间分布及其时空变化特征,探究区域水力侵蚀的驱动机制,并为区域水土流失治理提供对策。[方法]基于GIS和RUSLE模型,利用Sen趋势分析和Mann-Kendall显著性检验法、随机森林回归对西南高山峡谷区水力... 详细信息

[目的]确定西南高山峡谷区水力侵蚀的空间分布及其时空变化特征,探究区域水力侵蚀的驱动机制,并为区域水土流失治理提供对策。[方法]基于GIS和RUSLE模型,利用Sen趋势分析和Mann-Kendall显著性检验法、随机森林回归对西南高山峡谷区水力侵蚀的时空演变特征以及驱动力进行分析。[结果](1)西南高山峡谷区水力侵蚀微度和轻度侵蚀占比78.05%以上。(2)整体上,2000—2020年水力侵蚀量变化范围为4.606 3×10^(8)~1.487 4×10^(9) t,多年均值为7.966 4×10^(8) t。降雨侵蚀力因子变化范围为125.11~249.93 MJ·mm/(hm^(2)·h·a),多年均值为186.71 MJ·mm/(hm^(2)·h·a)。植被覆盖与管理因子变化范围为0.37~0.70,多年均值为0.48。(3)整体上坡度坡长因子对西南高山峡谷区水力侵蚀空间分异的解释程度最高,达到41%,其次是植被覆盖与管理因子,达到24%,其余是降雨侵蚀力因子>土壤可蚀性因子>水土保持措施因子,分别达到16%,12%,8%,且各因子对水力侵蚀空间分异的解释程度随着水土保持分区的不同而出现差异。[结论]西南高山峡谷区侵蚀严重的区域主要分布于藏东—川西高山峡谷生态维护水源涵养区南部,藏东南高寒高山峡谷生态维护区西北部、东部。坡度坡长因子及植被覆盖管理因子是西南高山峡谷区水力侵蚀空间分布的主要驱动因素。藏东—川西高山峡谷生态维护水源涵养区、藏东南高寒高山峡谷生态维护区和滇西北高山峡谷生态维护区,建议改善此区域植被覆盖,提高土壤抵抗侵蚀能力;滇北—川西南高山峡谷蓄水保土区建议在改善植被覆盖的基础上,在生态脆弱的区域布置适当水土保持措施。

关键词：土壤侵蚀西南高山峡谷区 RUSLE模型随机森林时空变化

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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