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典型植被类型凋落叶汞浓度季节及地域分布特征

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生态学杂志 2025年

作者：韩舒羽牛香王兵王章玮张晓山王强杜佳洁刘萍萍中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室江西大岗山森林生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室中国科学院大学沈阳农业大学

为了解典型植被类型叶凋落物汞浓度季节及地域分布规律特征，本研究于2020年8月至2021年10月，除选取贵州、吉林、陕西、湖北、辽宁、重庆等汞污染现象严重的代表地区外，还在全国七大地理区的每个地理区内至少选取2个省份收集主要优势... 详细信息

为了解典型植被类型叶凋落物汞浓度季节及地域分布规律特征，本研究于2020年8月至2021年10月，除选取贵州、吉林、陕西、湖北、辽宁、重庆等汞污染现象严重的代表地区外，还在全国七大地理区的每个地理区内至少选取2个省份收集主要优势树种叶凋落物，分析其汞浓度。结果表明：（1）在不同植被类型中，常绿阔叶林的凋落叶汞浓度(75.88±22.28 ng·g-1，范围为41.68～181.58 ng·g-1)是落叶阔叶林(38.58±30.65 ng·g-1，范围为2.11～123.86 ng·g-1)的1.97倍。（2）从季节规律来看，大多数树种的叶凋落物汞浓度随着生长期逐渐增加。（3）在空间尺度上，叶凋落物汞浓度呈现华东>华中>西南>华南>西北>东北>华北的趋势，华东地区叶凋落物汞浓度为77.57±29.65 ng·g-1，范围为38.04～109.01 ng·g-1，是东北地区叶凋落物汞浓度的3.01倍(25.73±8.28 ng·g-1，范围为11.95～37.01 ng·g-1)；在东北、华中和西北地区，汞污染严重的地区叶凋落物汞浓度高于非严重地区。本研究结果可用于汞污染地区造林树种的选择，也为评估森林生态系统汞吸收能力提供数据支撑。

关键词：植被类型凋落物量叶汞浓度地理分区

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中国陆生植物群落多样性影响因素

应用生态学报 2025年第1期36卷 113-120页

作者：付珊伊李琳琳胡海娟闫琰西北农林科技大学林学院陕西杨凌712100 陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站陕西杨凌712100

生物多样性的形成和维持机制一直是生态学研究的重要议题。为揭示影响中国陆生植物多样性形成的生态学过程,本研究基于441篇有关中国陆生植物群落多样性研究的文献数据,结合气候、土壤和地形等因子,通过构建多元回归模型探究影响中国内... 详细信息

生物多样性的形成和维持机制一直是生态学研究的重要议题。为揭示影响中国陆生植物多样性形成的生态学过程,本研究基于441篇有关中国陆生植物群落多样性研究的文献数据,结合气候、土壤和地形等因子,通过构建多元回归模型探究影响中国内陆不同气候区中不同生长型植物多样性的主导因素。结果表明:在中国内陆地区,热带湿润区和高原气候区植物多样性最丰富,随后依次为亚热带湿润区、温带湿润半湿润区,而温带干旱半干旱区的植物多样性最低。除温带干旱半干旱区和热带湿润区以外,地形和土壤因素对其余气候区乔木植物多样性的总体影响最大;除温带干旱半干旱区的草本植物以外,其余气候区的灌木植物、草本植物多样性以及温带干旱半干旱区的灌木植物多样性均由地形和土壤因素主导。影响不同气候区不同生长型植物多样性的机制存在差异,但它们都受到气候、土壤和地形等因素的影响,且在较大区域尺度上,土壤和地形因素对植物多样性的形成和维持具有重要作用,证实了大区域尺度上生境异质性差异对植物多样性的影响。

关键词：植物多样性影响因素气候土壤地形

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东秦岭地区典型恢复植被类型的固碳效应

西北植物学报 2025年第1期45卷 115-124页

作者：许小明晏珊珊彭晓邦商洛学院城乡规划与建筑工程学院陕西商洛726000 商洛市碳中和工程技术研究中心陕西商洛726000 秦岭南麓生态水文陕西省野外科学观测研究站陕西商洛726000

【目的】探究秦岭山地生态环境敏感区典型恢复植被类型的固碳特征,以期为应对气候变化和国家重大生态工程实施提供科学依据。【方法】在秦岭东段选取7种典型植被类型(油松、栓皮栎、油松-栓皮栎混交林、侧柏、刺槐、草地和农地),通过调... 详细信息

【目的】探究秦岭山地生态环境敏感区典型恢复植被类型的固碳特征,以期为应对气候变化和国家重大生态工程实施提供科学依据。【方法】在秦岭东段选取7种典型植被类型(油松、栓皮栎、油松-栓皮栎混交林、侧柏、刺槐、草地和农地),通过调查不同类型生态系统的地上植被、地表枯落物、土壤剖面等要素计算有机碳,分析其固碳效应及碳密度构成特征。【结果】(1)秦岭东段典型恢复林草植被的固碳功能显著,呈现侧柏(16325.2g/m^(2))>栓皮栎(16073.0g/m^(2))>油松-栓皮栎混交林(11729.5g/m^(2))>刺槐(9023.9g/m^(2))>油松(8610.1g/m^(2))>草地(7177.9g/m^(2))>农地(5496.2g/m^(2))的特征。森林生态系统的固碳效应表现最好,其次是草地、农田生态系统。生态系统碳密度的构成比例呈现土壤层>植被层>枯落物层的特征。(2)固碳能力总体上随恢复年限增加呈增加趋势。森林生态系统的碳密度在中龄林和近熟林阶段较高,之后在过熟林阶段,碳储量开始趋稳并缓慢下降。(3)秦岭地区不同恢复植被类型碳密度存在较明显的阴阳坡差异,森林生态系统碳密度在坡向间的差异更明显。【结论】植被固碳作用在不同林分之间差异明显,且随林龄变化表现出阶段性的特征,然而如何有效地因地制宜管理高碳汇树种,实现国家2060年碳中和目标仍需进一步研究。

关键词：碳密度林龄坡向典型植被类型东秦岭

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太白山次生锐齿栎林地上生物量影响因素

林业科学 2021年第10期57卷 157-165页

作者：庞荣荣彭潔莹闫琰西北农林科技大学林学院杨凌712100 陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站杨凌712100

【目的】分析和比较物种多样性(物种丰富度、物种Shannon-Wiener指数和物种均匀度)、结构多样性(胸径Shannon-Wiener指数、胸径均匀度、胸径变异系数和胸径基尼系数)以及环境因素对秦岭太白山北坡锐齿栎林地上生物量的影响,为促进秦岭... 详细信息

【目的】分析和比较物种多样性(物种丰富度、物种Shannon-Wiener指数和物种均匀度)、结构多样性(胸径Shannon-Wiener指数、胸径均匀度、胸径变异系数和胸径基尼系数)以及环境因素对秦岭太白山北坡锐齿栎林地上生物量的影响,为促进秦岭生物多样性保护和森林生态系统功能协调发展提供理论依据。【方法】以秦岭太白山北坡锐齿栎林为对象,基于1.5 hm2固定监测样地中所有胸径≥1 cm木本植物调查数据,利用多元线性回归分析物种多样性和结构多样性与地上生物量的相关性。通过构建结构方程模型并结合环境因素,比较物种多样性和结构多样性对地上生物量的作用效应。【结果】线性回归模型和结构方程模型的分析结果均显示:表示物种多样性的3个指标与地上生物量均无显著相关性,表示结构多样性的指标中,只有胸径均匀度与地上生物量呈显著负相关性,但胸径均匀度对地上生物量变异的解释能力却很低。环境因子对地上生物量的影响同时存在直接和间接效应,但直接效应起到主要作用。【结论】群落结构是影响太白山锐齿栎林地上生物量的重要因素;但结构多样性对地上生物量的作用效应是抑制而非促进,说明增加群落结构的复杂性反而不利于地上生物量的累积。环境因素直接影响地上生物量,但对物种多样性和结构多样性与地上生物量的关系无显著影响。本研究证实了群落结构对森林地上生物量的重要性,但这并不能说明群落结构是影响太白山次生锐齿栎林地上生物量的主导因素。

关键词：锐齿栎林物种多样性群落结构地上生物量

基于DPSIRM和PLUS模型的秦岭北麓生态敏感性评估

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农业工程学报 2024年第13期40卷 244-252,F0003页

作者：赵欢欢刘金成郭义军王海明龚正西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站杨凌712100

秦岭北麓地区地势复杂、气候多变,生态环境丰富多样,是中国独特的生态宝库之一。而随着经济发展和人口增加,其生态环境也面临着严峻的挑战,保护其生态环境已成为当前亟待解决的问题。为此,该研究提出了一种结合“驱动力-压力-状态-影响... 详细信息

秦岭北麓地区地势复杂、气候多变,生态环境丰富多样,是中国独特的生态宝库之一。而随着经济发展和人口增加,其生态环境也面临着严峻的挑战,保护其生态环境已成为当前亟待解决的问题。为此,该研究提出了一种结合“驱动力-压力-状态-影响-响应-管理”(driving-force-pressure-state-impact-response-management,DPSIRM)和斑块生成土地利用变化模拟(patch-generating land use simulation,PLUS)模型来评价秦岭北麓生态环境的方法。首先,基于DPSIRM模型,选取了17个指标对2010、2015、2020年的秦岭北麓生态环境状况进行生态敏感性评价,其次在此基础上运用PLUS模型预测不同情景下2020–2030年秦岭北麓土地利用空间布局情况,最后利用预测的土地利用类型数据作为影响生态环境的因子,预测研究区的生态敏感性空间分布特征。结果表明:秦岭北麓生态敏感区主要分布在中心城区周围,距城区越远,抗干扰能力越强;2010–2020年非敏感性区域逐步增多,从9%增加到了26%,2010年低敏感区占比最多(38%),2015年中敏感区占比最多(28%),2020年低敏感区占比最多(30%),极高敏感区整体占比不高且相差不大(5%~10%),表明随着时间的变化研究区生态环境已得到初步改善且总体状态向好发展;2020–2030年3种不同情景下土地利用类型主要以耕地、林地、草地为主,模拟预测发现以生态保护为前提的保护与开发是较为适应当前可持续发展战略的情景。研究结果可为研究区生态环境保护和可持续土地利用提供科学依据。

关键词：生态模型敏感性 DPSIRM模型 PLUS模型空间格局秦岭北麓

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 中建一局集团第三建筑有限公司北京100161 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

[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... 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)cm^(3)/cm^(3)(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)cm^(3)/cm^(3)(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)cm^(3)/cm^(3)(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

2000—2020年黄河流域森林生态质量时空变化

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生态学杂志 2025年第2期44卷 695-704页

作者：郑京生尹昌君孙守家张劲松孟平中国林业科学研究院林业研究所/国家林草局林木培育重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站河南济源454650

森林作为陆地生态系统的主要组成部分,是实现黄河流域高质量发展的重要基础,对黄河流域森林生态质量进行评价,有助于更好地了解其现状和发展趋势,为生态保护和管理提供科学依据。采用层次分析法,基于DPSIR模型构建森林生态质量评价指标... 详细信息

森林作为陆地生态系统的主要组成部分,是实现黄河流域高质量发展的重要基础,对黄河流域森林生态质量进行评价,有助于更好地了解其现状和发展趋势,为生态保护和管理提供科学依据。采用层次分析法,基于DPSIR模型构建森林生态质量评价指标体系,对2000—2020年黄河流域森林生态质量进行评价,分析其时空变化规律及相关性。结果表明,(1)黄河流域森林生态质量在空间分布上差异显著,整体上呈“西部低于东部,北部低于南部”的分布格局;(2)在空间变化方面,黄河流域森林生态质量整体改善,局部退化。流域西部和北部地区的森林生态质量在前15年间分别呈现“改善⁃退化”、“退化⁃改善”的波动趋势,在2015—2020年显著改善。黄河流域中下游包括河南、山西部分地区,在2000—2005年间森林生态质量有明显的下降,在此后的15年间森林生态质量逐渐提高。下游山东各县森林生态质量缓慢提高。四川阿坝州南部部分地区和流域南部秦岭一带,以及延安梁山山脉附近区县的森林生态质量稳定保持在优等级。(3)20年间黄河流域森林生态质量空间分布呈现显著的相似值空间集聚,且总体上空间集聚性减弱。

关键词：森林生态质量 DPSIR模型层次分析法时空变化空间自相关

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黄土高原草地根系生物量沿环境梯度变化规律

生态学报 2021年第15期41卷 6234-6244页

作者：孙天雨王雪李丹洋刘欣蕊王瑞丽张硕新西北农林科技大学林学院杨凌712100 陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站杨凌712100

草地是陆地生态系统的重要组成部分,根系生物量是研究草地生态系统的重要参数之一,研究草地根系生物量沿环境梯度的变化规律对当地的植被建设和恢复具有重要意义。以黄土高原3种不同草地类型(森林草原、典型草原和荒漠草原)为研究对象,... 详细信息

草地是陆地生态系统的重要组成部分,根系生物量是研究草地生态系统的重要参数之一,研究草地根系生物量沿环境梯度的变化规律对当地的植被建设和恢复具有重要意义。以黄土高原3种不同草地类型(森林草原、典型草原和荒漠草原)为研究对象,沿环境梯度从东到西选择10个样地,每个样地内设置8个1 m×1 m样方进行根系生物量的调查,旨在分析不同草地类型根系生物量的垂直分布规律,并探讨了根系生物量沿环境梯度的变化规律及其影响因素。结果表明:(1)黄土高原3种草地类型根系生物量有显著差别(P森林草原的根系生物量最大,典型草原最小;(2)3种不同草地类型根系生物量垂直分布均呈"T"型,土壤表层(0-10 cm)占55%以上的根系生物量,且荒漠草原根系有更多比例的生物量分布在土壤表层;(3)黄土高原草地根系生物量沿经度从东到西呈现先减少后缓慢增加的趋势,但浅层生物量与深层生物量比例(浅深比)没有表现出明显的经度格局;(4)总根系生物量的变化主要受年均温(MAT)影响(P<0.01),随MAT增大而增大;深层生物量同时受气候和土壤养分含量的影响(P<0.01);浅深比则与样点平均土壤全磷含量、深层土壤全磷含量有显著负相关性(P<0.05);(5)气候和土壤因素能解释根系生物量5.12%-39.36%的变异,独立作用中,气候因子对根生物量的解释度最大,可达到2.77%-9.12%的解释度。

关键词：黄土高原草地根系生物量

太白山栎属树种叶片生态化学计量特征沿海拔梯度的变化规律

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生态学报 2021年第11期41卷 4503-4512页

作者：陈昊轩刘欣蕊孙天雨王瑞丽张硕新西北农林科技大学林学院杨凌712100 陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站杨凌712100

植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量学能够反映植物对环境的适应性以及环境变化对植物的影响,是生态化学计量学的热点之一。研究亲缘关系相近物种对环境变化的适应差异对于深入了解植物的化学计量策略具有重要意义,而目前对于亲缘关... 详细信息

植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量学能够反映植物对环境的适应性以及环境变化对植物的影响,是生态化学计量学的热点之一。研究亲缘关系相近物种对环境变化的适应差异对于深入了解植物的化学计量策略具有重要意义,而目前对于亲缘关系相近物种沿海拔梯度各如何变化未获得一致性的结论。因此,本研究在秦岭太白山海拔约1100—2200 m范围内,对槲栎(Quercus aliena)、栓皮栎(***)、锐齿栎(*** ***)、辽东栎(***)这4种栎属树种的叶片C、N、P含量进行测定与分析,考察叶片化学计量特征随海拔的变化趋势,同时量化气候、土壤和地形3种影响因素对其变异规律的解释程度。结果表明:(1)总体来看,4树种叶片C含量随海拔升高先上升后降低,叶片N含量和N∶P则表现出随海拔升高而降低的趋势,而叶片C∶N随海拔升高而升高。(2)不同树种随海拔的变化趋势不同:槲栎与锐齿栎具有相似性,叶片N、P含量都随海拔升高显著降低,C∶N都随海拔升高显著升高;栓皮栎的叶片N含量和C∶N与前两者呈现相反趋势;辽东栎叶片C含量随海拔上升而下降,与栓皮栎相同,但其叶片P含量和N∶P分别呈现先升高后降低、先降低后升高的曲线变化趋势。(3)叶片不同化学计量特征值受到不同因子的影响。其中,叶片N含量和C∶N主要受气候因子影响(解释度为39.91%和36.59%);叶片C含量主要受土壤因子影响(解释度为25.22%);叶片P含量、N∶P和C∶P则主要受到土壤因子和坡度影响(解释度有23.70%—39.83%),且这两个因子的交互效应影响较大(交互效应解释度有16.24%—24.72%)。本研究结果说明:(1)亲缘关系较近的物种在应对环境变化时,也会有不同的变化格局及对应的养分策略,而且这能在一定程度上解释它们的地带性分布规律;(2)地形因子会与土壤因子共同影响植物的化学计量特征,在研究山地森林生态系统时,坡度也是需要考虑的重要影响因子。

关键词：生态化学计量海拔梯度气候土壤地形栎属太白山