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植物凋落物分解对土壤有机碳稳定性影响的研究进展

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水土保持研究 2022年第2期29卷 406-413页

作者：苏卓侠苏冰倩上官周平西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

凋落物是植物向土壤输入有机碳的主要途径,源于凋落物的碳一部分以CO_(2)的形式散失到大气,另一部分以有机碳的形式输入到土壤中,在土壤微生物的作用下经过一系列的周转参与稳定有机质的形成。但土壤作为“黑箱”,凋落物向土壤有机碳转... 详细信息

凋落物是植物向土壤输入有机碳的主要途径,源于凋落物的碳一部分以CO_(2)的形式散失到大气,另一部分以有机碳的形式输入到土壤中,在土壤微生物的作用下经过一系列的周转参与稳定有机质的形成。但土壤作为“黑箱”,凋落物向土壤有机碳转移的过程和作用机理仍不明确。结合国内外该研究领域的主要成果,简要介绍了植物凋落物分解的研究方法、土壤有机碳组分及土壤有机碳稳定性,并从植物凋落物分解对土壤有机碳及其组分、土壤呼吸和激发效应、土壤微生物群落结构及酶活性的影响以及植物-土壤-微生物相互作用过程对有机碳稳定性的影响等方面进行概述,厘清植物凋落物分解与土壤稳定有机碳形成的关系,并提出了未来该领域亟待关注的研究方向和研究内容。

关键词：凋落物分解土壤有机碳稳定性微生物

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绿水青山提质增效理论辨析及其践行案例

水土保持研究 2022年第1期29卷 404-410页

作者：邓香港上官周平西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

绿水青山就是金山银山(简称两山论)是习近平生态文明思想核心组成部分,是我国新时代生态文明建设的指导思想。在两山论不断丰富与发展的过程中,绿水青山提质增效的理念也逐渐形成。结合目前两山论研究现状,从概念、内涵、辨析、案例4个... 详细信息

绿水青山就是金山银山(简称两山论)是习近平生态文明思想核心组成部分,是我国新时代生态文明建设的指导思想。在两山论不断丰富与发展的过程中,绿水青山提质增效的理念也逐渐形成。结合目前两山论研究现状,从概念、内涵、辨析、案例4个方面着手,对绿水青山提质增效进行分析与总结,以丰富和发展绿水青山就是金山银山这一科学理论,为我国生态保护和高质量发展提供科技支撑。研究表明:绿水青山提质增效本质仍是绿水青山生态保护与建设,但区别在于绿水青山提质增效是在原有绿水青山基础上的一种相对提升,绿水青山的提质增效因地而异,其潜在动力是人民与社会对美好自然环境的向往以及对绿水青山的重视,更加重视社会发展因素的参与,注重人与自然的关系,最终目的是人与自然的和谐相处,实现共同发展。以陕西榆林赵家峁集体产权制度改革实现生态经济协同发展模式、福建永春生态产品“三级市场”改革探索两山论实践创新模式为例,阐述了绿水青山提质增效的实现途径。论文最后提出未来绿水青山提质增效理论体系发展亟待加强的3个方面建议。

关键词：绿水青山提质增效内涵理论辨析案例分析

基于GEE平台的近30年黄土高原植被绿度线推移变化研究

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中国环境科学 2023年

作者：谢佩君孙文义穆兴民高鹏中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室中国科学院大学

黄土高原植被绿度指数和绿度线的时空演变特征，对于全面了解黄土高原植被动态变化和生态治理成效具有重要的科学意义。已有大量关于植被绿度时空变化其影响因素的研究，但遥感产品较低的空间分辨率难以反映植被绿度的局域特征和植被绿... 详细信息

黄土高原植被绿度指数和绿度线的时空演变特征，对于全面了解黄土高原植被动态变化和生态治理成效具有重要的科学意义。已有大量关于植被绿度时空变化其影响因素的研究，但遥感产品较低的空间分辨率难以反映植被绿度的局域特征和植被绿度线的时空变化规律。本文基于Google Earth Engine(GEE)云平台和Landsat系列遥感影像，以归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(EVI)及其植被绿度线作为指标，分析了1987—2020年黄土高原生长季植被绿度以及植被绿度线推移的时空演变特征。结果表明：(1)1987—2020年黄土高原生长季NDVI和EVI年均增速分别为0.0042 /a(P黄土高原植被绿度线VGLNDVI和VGLEVI分别以5.52 km/a和4.59 km/a的速率向北推移；1987—2020年VGLNDVI和VGLEVI分别平均北移173.93 km和131.62 km，北移量变化主要发生在2005—2010年，北移量最大区域分布在陕西榆林和延安地区、山西西北部、内蒙古中南部等黄土高原中北部区域，最大北移距离分别达到532.12 km和471.57 km。

关键词：植被指数植被绿度线 GEE 黄土高原

近20年黄土高原土地利用/植被覆盖变化特征及其成因

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水土保持研究 2022年第5期29卷 213-219页

作者：毛盛林上官周平西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨陵712100

近20年来黄土高原土地利用结构发生了显著变化,生态环境取得举世瞩目的成效,揭示黄土高原土地利用/植被覆盖的变化特征及成因是促进区域土地利用空间格局优化的关键环节。运用GIS技术,对黄土高原2000年、2010年、2017年的遥感数据进行... 详细信息

近20年来黄土高原土地利用结构发生了显著变化,生态环境取得举世瞩目的成效,揭示黄土高原土地利用/植被覆盖的变化特征及成因是促进区域土地利用空间格局优化的关键环节。运用GIS技术,对黄土高原2000年、2010年、2017年的遥感数据进行转移矩阵,系统研究了黄土高原地区、各省份和生态分区的变化特征并定性分析了造成土地利用变化的主要驱动力。结果表明:(1)黄土高原的土地利用类型主要以耕地、林地和草地为主。2000-2017年,耕地、草地和水域都呈减少趋势,分别减少了19860 km^(2),42410 km^(2)和5630 km^(2),而林地、建设用地和未利用地面积有所增加,分别增加30650 km^(2),9840 km^(2)和27410 km^(2);草地为主要的转入与转出地类。(2)黄土高原7个省域主要土地类型与区域变化规律基本一致,草地退化现象在甘肃与宁夏的不同时间段较为严重,具体表现为甘肃省在2000-2010年有7830 km^(2)草地转移为未利用地,而宁夏在2010-2017年有8900 km^(2)草地转入未利用地。(3)黄土高塬沟壑区、丘陵沟壑区、风沙区和土石山区及河谷平原区水域面积持续减少,且主要向耕地发生转移,同时生态区土地利用主要发生耕地与草地的动态转移。(4)黄土高原土地利用/植被覆盖变化的主要驱动力是社会因子,其中国家政策的实施起到了主要的推动和促进作用,而人类活动等的影响相对小一些。研究结果可为黄土高原土地利用规划提供科学支撑,也为该区生态保护和高质量发展服务。

关键词：土地利用覆盖变化驱动力转移矩阵黄土高原

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退化高寒草甸斑块根—土复合体特征研究

草地学报 2023年第1期31卷 202-209页

作者：杜晨璐乔一诺赵理荣陈瀚文曹孟阳刘玉西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

高寒草甸斑块的根-土复合体对局部水土流失过程具有调控作用,为研究其特征及抗侵蚀效应,本研究选取三江源区达日县境内典型中度退化草甸的植被斑块为研究对象,调查草甸斑块中心与边缘植物群落特征,测定斑块边缘0~10 cm土层和斑块中心0~2... 详细信息

高寒草甸斑块的根-土复合体对局部水土流失过程具有调控作用,为研究其特征及抗侵蚀效应,本研究选取三江源区达日县境内典型中度退化草甸的植被斑块为研究对象,调查草甸斑块中心与边缘植物群落特征,测定斑块边缘0~10 cm土层和斑块中心0~20 cm土层的容重、含水率、毛管孔隙度等土壤物理性质,并开展单根拉伸和根-土复合体直剪试验。结果表明:受优势种矮嵩草的分布影响,地上生物量主要分布在斑块中心,根系主要分布在0~10 cm土层;斑块中心区域土壤抗剪强度、内摩擦角和粘聚力均随土层深度的增加而减小;斑块边缘区域土壤粘聚力,抗剪强度明显高于斑块中心区域,草甸斑块植物根系是土壤抗剪强度的主要影响因素。草甸斑块根-土复合体能明显增加退化草甸土壤的抗侵蚀能力,研究结果可为深入研究高寒草甸根系固土功能及水土流失调控提供科学依据。

关键词：高寒草甸斑块植物根系抗剪强度生物结皮根系抗拉力

黄土高原植被自然恢复和人工造林对土壤碳氮储量的影响

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应用生态学报 2018年第7期29卷 2163-2172页

作者：刘玉林朱广宇邓蕾陈磊上官周平西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

土地利用方式变化能对土壤碳氮储量产生重要影响.为了探讨不同土地利用方式对土壤碳氮的影响,研究了黄土高原子午岭林区自退耕还林(草)工程实施以来(15年)自然恢复草地和人工油松林地0~100 cm土层土壤碳氮储量、碳氮比以及根系生物量的... 详细信息

土地利用方式变化能对土壤碳氮储量产生重要影响.为了探讨不同土地利用方式对土壤碳氮的影响,研究了黄土高原子午岭林区自退耕还林(草)工程实施以来(15年)自然恢复草地和人工油松林地0~100 cm土层土壤碳氮储量、碳氮比以及根系生物量的差异.结果表明:自然恢复草地和人工油松林地土壤有机碳均表现出表聚效应,自然恢复草地0~20 cm土层土壤有机碳储量显著低于人工油松林,而其他土层差异均不显著.人工油松林0~100 cm土层土壤总碳储量为117.94 Mg·hm^(-2),比自然恢复草地增加28.4%.两种植被类型土壤全氮储量在各土层间差异均不显著,但自然恢复草地0~100 cm土层土壤全氮总储量为7.69Mg·hm^(-2),比人工油松林高17.7%.自然恢复草地和人工油松林土壤铵态氮储量在各土层间差异均显著,自然恢复草地铵态氮储量显著高于人工油松林,且随土层增加表现为先增后降的趋势.而自然恢复草地和人工油松林土壤硝态氮储量只在0~20 cm土层差异显著,且自然恢复草地高于人工油松林.自然恢复草地和人工油松林土壤碳氮比表现为0~20 cm土层差异不显著,随土层的加深表现为人工油松林碳氮比显著高于自然恢复草地,且差异逐渐增大.自然恢复草地和人工油松林土壤碳氮储量与根系生物量均呈显著正相关.因此,自然恢复草地土壤有利于氮储量的积累,人工油松林土壤有利于土壤碳储量的增加,且根系是影响土壤碳氮储量分布的重要因子.

关键词：自然恢复人工林土壤碳储量土壤氮储量碳氮比根系

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泥沙磨蚀作用对微塑料老化破碎的影响

土壤学报 2024年第3期61卷 737-745页

作者：郝永丽胡亚鲜郭胜利西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

泥沙磨蚀作为侵蚀迁移过程中典型作用力之一,可加速微塑料老化破碎,进而影响其在土壤环境中的富集和迁移特征,但泥沙磨蚀影响微塑料老化破碎的作用机理尚不明确。以侵蚀事件频繁且微塑料污染严重的黄土高原王东沟小流域为研究区域,采集... 详细信息

泥沙磨蚀作为侵蚀迁移过程中典型作用力之一,可加速微塑料老化破碎,进而影响其在土壤环境中的富集和迁移特征,但泥沙磨蚀影响微塑料老化破碎的作用机理尚不明确。以侵蚀事件频繁且微塑料污染严重的黄土高原王东沟小流域为研究区域,采集多年覆膜的玉米地土壤,对比分析风干原土、泥沙浸润静置,和含沙量为560 kg·m^(–3),800 kg·m^(–3)和930 kg·m^(–3)三种含沙量震荡磨蚀等多种处理下对微塑料的老化破碎影响,并采用激光红外成像系统分析不同处理下微塑料的丰度、类型和形态特征。研究结果表明:(1)研究区土壤微塑料以聚氨酯(Polyurethane,PU)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)、橡胶(Rubber,RB)为主,多为直径10~50μm的碎片状。(2)风干原土处理中微塑料的平均面积最大(5234μm^(2)),泥沙浸润静置处理下微塑料的平均丰度最小(2067 n·kg^(–1)),而泥沙磨蚀处理下微塑料的平均丰度最大(14400 n·kg^(–1)),且平均面积最小(2868μm^(2))。(3)三种含沙量磨蚀作用下微塑料的平均丰度和面积存在显著差异,其中,平均丰度表现为:中含沙量(18300 n·kg^(–1))>低含沙量(13730 n·kg^(–1))>高含沙量(8667 n·kg^(–1)),而平均面积表现为:低含沙量(3932μm^(2))>中含沙量(2472μm^(2))>高含沙量(2099μm^(2))。总之,本研究表明泥沙磨蚀作用可显著增加微塑料丰度,减小其面积,而微塑料的平均丰度在中含沙量磨蚀强度下达到最大值,且不同微塑料类型对泥沙磨蚀作用的敏感程度不同,为侵蚀环境下土壤微塑料的破碎迁移风险评估提供理论参考。

关键词：微塑料磨蚀破碎丰度形态特征

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泥沙磨蚀作用对微塑料老化破碎的影响

土壤学报 2023年

作者：郝永丽胡亚鲜郭胜利西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室

泥沙磨蚀作为侵蚀迁移过程中典型作用力之一，可加速微塑料老化破碎，进而影响其在土壤环境中的富集和迁移特征，但泥沙磨蚀影响微塑料老化破碎的作用机理尚不明确。以侵蚀事件频繁且微塑料污染严重的黄土高原王东沟小流域为研究区域，... 详细信息

泥沙磨蚀作为侵蚀迁移过程中典型作用力之一，可加速微塑料老化破碎，进而影响其在土壤环境中的富集和迁移特征，但泥沙磨蚀影响微塑料老化破碎的作用机理尚不明确。以侵蚀事件频繁且微塑料污染严重的黄土高原王东沟小流域为研究区域，采集多年覆膜的玉米地土壤，对比分析风干原土、泥沙浸润静置，和含沙量为560kg·m-3,800 kg·m-3和930 kg·m-3三种含沙量震荡磨蚀等多种处理下对微塑料的老化破碎影响，并采用激光红外成像系统分析不同处理下微塑料的丰度、类型和形态特征。研究结果表明：(1)研究区土壤微塑料以聚氨酯(Polyurethane,PU)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)、橡胶(Rubber,RB)为主，多为直径10～50μm的碎片状。(2)风干原土处理中微塑料的平均面积最大(5 234μm2)，泥沙浸润静置处理下微塑料的平均丰度最小(2 067 n·kg-1)，而泥沙磨蚀处理下微塑料的平均丰度最大(14 400 n·kg-1)，且平均面积最小(2 868μm2)。(3)三种含沙量磨蚀作用下微塑料的平均丰度和面积存在显著差异，其中，平均丰度表现为：中含沙量(18 300 n·kg-1)>低含沙量(13 730 n·kg-1)>高含沙量(8 667 n·kg-1)，而平均面积表现为：低含沙量(3 932μm2)>中含沙量(2 472μm2)>高含沙量(2 099μm2)。总之，本研究表明泥沙磨蚀作用可显著增加微塑料丰度，减小其面积，而微塑料的平均丰度在中含沙量磨蚀强度下达到最大值，且不同微塑料类型对泥沙磨蚀作用的敏感程度不同，为侵蚀环境下土壤微塑料的破碎迁移风险评估提供理论参考。

关键词：微塑料磨蚀破碎丰度形态特征

内蒙古不同类型草原光合植被覆盖度对降水变化的响应

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生态学报 2020年第16期40卷 5620-5629页

作者：王举凤何亮陆绍娟吕渡黄涛曹琦张晓萍刘宝元西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100

植被是影响土壤侵蚀过程的重要因素。论文基于MODIS遥感数据和同期降水数据,用相关和回归分析方法从不同时间尺度揭示了内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原2002—2016年光合植被覆盖度(Fractional Photosynthetic Vegetation,fPV)的变... 详细信息

植被是影响土壤侵蚀过程的重要因素。论文基于MODIS遥感数据和同期降水数据,用相关和回归分析方法从不同时间尺度揭示了内蒙古草甸草原、典型草原和荒漠草原2002—2016年光合植被覆盖度(Fractional Photosynthetic Vegetation,fPV)的变化规律及其对降水变化的响应。结果表明:(1)2002—2016年间多年平均fPV草甸草原为46.5%,典型草原和荒漠草原分别为36.3%和22.4%;草甸草原fPV随时间变化呈不显著增长趋势(线性变化斜率为0.29%/a),典型草原和荒漠草原fPV呈不显著下降趋势(线性变化斜率分别为-0.04%/a和-0.21%/a);相应时期年降水量随时间变化都呈现不显著波动上升趋势。(2)内蒙古草原的月植被覆盖度对月降水量存在明显的1—2个月滞后效应和显著的累积效应,且表现出草原类型越干旱,滞后效应越明显的特征;相比草甸草原和典型草原,荒漠草原植被对降水量变化更加敏感。(3)内蒙古3类草原年平均植被覆盖度对降水量的响应,均表现出年、季、月尺度上分别受当年降水量、生长季降水量以及6、7、8月份降水量的显著影响的特征;3类草原年植被覆盖度与生长季降水线性拟合结果都较好,内蒙古3种草原类型的年植被覆盖度与降水量具有的强相关性,可为区域土壤侵蚀动态评价提供科学依据。

关键词：草甸草原典型草原荒漠草原光合植被覆盖度降水量