检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2022年第13期38卷 76-83页

作者：戴靖沛黄建坤陈丽华及金楠李珺山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京林业大学吉县042200 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 北京林业大学水土保持学院北京100083

黄土高原水土流失严重,自然灾害频发,而植被可有效减少浅层滑坡,其中根系加固是对环境有利的土壤稳定措施。为定量研究植物根系对土体的增强效果以及根土复合体在力的作用下的变形发展规律,该研究将根土复合体视为天然纤维增强复合材料... 详细信息

黄土高原水土流失严重,自然灾害频发,而植被可有效减少浅层滑坡,其中根系加固是对环境有利的土壤稳定措施。为定量研究植物根系对土体的增强效果以及根土复合体在力的作用下的变形发展规律,该研究将根土复合体视为天然纤维增强复合材料,基于均匀化理论,构建根土复合体的数值计算模型。利用有限元软件的二次开发功能,建立周期性边界条件,对根土复合体单胞的等效弹性模量和强度参数进行计算;通过根土复合体的三轴压缩试验和数值模拟,验证单胞计算理论的准确性;最后对单胞进行细观力学分析。研究表明:1)该研究建立的根土复合体单胞模型,可有效预测其等效弹性参数,与试验相比,轴向弹性模量相对误差为2.2%。2)单胞模型可以预测根土复合体的粘聚力c和内摩擦角φ,与试验相比,c和φ仅相差4.41k Pa和0.93°;在保证精度的同时大大提高了计算效率(与标准尺寸试件模型相比减少了90%的单元数)。3)根系的存在允许土体产生更大的变形和承受更大的应力。研究成果从周期复合材料的角度为黄土高原根系固土机理研究提供了新思路。

关键词：土壤数值方法有限元法均匀化理论根系固土三轴压缩试验

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模拟降雨条件下灌草配置对坡面侵蚀泥沙颗粒分布的影响

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农业工程学报 2022年第11期38卷 125-133页

作者：沈子雅程金花管凝曾合州秦建淼赵梦圆北京林业大学水土保持学院北京100083 国家林业和草原局水土保持与荒漠化防治重点实验室北京100083

为探究不同灌草配置方式对侵蚀泥沙颗粒的分布特征的影响,以种植胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)及紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的灌草褐土坡面为研究对象,分别进行降雨强度为30、60、90 mm/h的室内模拟降雨试验。设计3种灌草覆盖度... 详细信息

为探究不同灌草配置方式对侵蚀泥沙颗粒的分布特征的影响,以种植胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)及紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的灌草褐土坡面为研究对象,分别进行降雨强度为30、60、90 mm/h的室内模拟降雨试验。设计3种灌草覆盖度(灌草覆盖度比例分别为1:2(Ⅰ)、2∶1(Ⅱ)、1∶1(Ⅲ))及3种灌草空间配置方式(灌木位于坡上(US)、坡中(MS)、坡下(LS)),以裸坡作为对照组,分析降雨条件下灌草不同覆盖度及空间配置交互作用下侵蚀泥沙颗粒分布特征。结果表明:1)粉粒是侵蚀泥沙中的主要颗粒组成,均值为73%。随着降雨强度的增大,侵蚀泥沙逐渐粗化。90 mm/h雨强条件下,不同灌草配置方式下的粉粒含量值中Ⅱ-LS配置最大(84.8%),Ⅲ-US最小(40.4%)。2)平均重量直径变化范围为0.023~0.078 mm,分形维数变化范围为2.184~2.740。分形维数和富集率大小规律与平均重量直径相反,细颗粒富集率均大于1。平均重量直径和分形维数的大小主要取决于粗颗粒(极细砂、细砂、中砂)的含量。3)灌草覆盖度和空间配置交互作用对泥沙颗粒分选的作用并不显著(P>0.05)。灌木位于坡下且灌木覆盖度50%、草本覆盖度25%时(即Ⅱ-LS),对坡面径流泥沙起到较好的水土保持效果。该研究可为华北土石褐土区水土保持措施布设提供理论参考与技术依据。

关键词：侵蚀土壤颗粒分选配置模式人工降雨

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荒漠土壤产脲酶菌诱导碳酸钙沉淀固沙优化与效果分析

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农业工程学报 2023年第3期39卷 84-91页

作者：曹红雨高广磊饶良懿丁国栋张英阿拉萨李嘉珞北京林业大学水土保持学院林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站盐池751500 北京林业大学水土保持学院、水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

产脲酶菌诱导碳酸钙已广泛应用于土壤固化,但存在环境适应性差的缺陷。该研究使用荒漠土壤产脲酶菌,结合室内试验和响应面法优化反应条件,通过野外试验分析固沙效果,以期解决荒漠地区产脲酶菌诱导碳酸钙固沙的技术问题。结果表明:(1)影... 详细信息

产脲酶菌诱导碳酸钙已广泛应用于土壤固化,但存在环境适应性差的缺陷。该研究使用荒漠土壤产脲酶菌,结合室内试验和响应面法优化反应条件,通过野外试验分析固沙效果,以期解决荒漠地区产脲酶菌诱导碳酸钙固沙的技术问题。结果表明:(1)影响碳酸钙沉积的主要因子是温度、时间、pH值、菌液和胶结液配比,优化条件为34.47℃、71.68 h、pH值7.73、配比74.94%,此时钙沉积率最高,为42.33%。(2)最优条件下诱导形成的碳酸钙呈立方体形、菱形、球形和无定形等多晶态,分布在沙粒表面或镶嵌在沙粒中。(3)优化后固沙效果明显增强,风沙土颗粒显著增大(P<0.05),固结层硬度和厚度分别提升5倍和10倍,所有时间段内风蚀可蚀性因子均降低,24 h降幅最大,由0.91降至0.66。该技术是防沙治沙的新方法,野外应用需确定施用时间,采用洒水、覆盖、适当破碎等措施,营造适宜条件提升固沙效果的同时避免土壤板结问题。

关键词：响应面法荒漠风沙土产脲酶菌诱导碳酸钙固沙

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青海云杉不同演替阶段林下草本多样性特征及其环境解释

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生态学报 2023年第24期43卷 10285-10294页

作者：邹星晨王欣苗左亚凡张泽鑫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 水利部综合事业局北京100053

林下草本的演变与森林演替密切关联,为了解祁连山地区青海云杉林在不同演替阶段下的草本多样性特征及影响因素,本研究采用空间代替时间的方法,以阔叶纯林(Ⅰ)→阔叶混交林(Ⅱ)→针阔混交林(Ⅲ)→云杉纯林(Ⅳ)构成的演替序列为研究对象,... 详细信息

林下草本的演变与森林演替密切关联,为了解祁连山地区青海云杉林在不同演替阶段下的草本多样性特征及影响因素,本研究采用空间代替时间的方法,以阔叶纯林(Ⅰ)→阔叶混交林(Ⅱ)→针阔混交林(Ⅲ)→云杉纯林(Ⅳ)构成的演替序列为研究对象,计算分析不同演替阶段的草本多样性指标差异,探究生物因素和非生物因素对草本多样性的影响,旨在为青海云杉林林分结构优化与功能提升提供理论依据。结果表明:(1)不同演替阶段下,共发现草本31科64属81种,其中阔叶纯林(Ⅰ)草本植物共21科33属42种,阔叶混交林(Ⅱ)共22科40属50种,针阔混交林(Ⅲ)共22科42属51种,青海云杉纯林(Ⅳ)共15科21属23种。(2)随着演替的进行,物种丰富度指数、Simpson指数、Shannon⁃Wiener指数、Pielou指数均呈现先增大后减少的趋势,草本多样性指标均在针阔混交林(Ⅲ)阶段最大,在青海云杉纯林(Ⅳ)阶段最低。(3)生物因子中:LAI是影响草本多样性的主导因子,林分密度、胸径、树高和叶面积指数与草本多样性负相关。(4)非生物因子中,土壤有机质和速效钾是主导因子,土壤水分、速效磷、碱解氮与多样性指标正相关。综上,研究认为:针阔混交林(Ⅲ)林下草本植物最丰富,LAI、速效钾和土壤有机碳是影响草本多样性的最主要因素,在对林下草本多样性地下的青海云杉纯林进行改造时,可以适当的调整林分密度和补植桦树以营造针阔混交林。

关键词：演替草本多样性青海云杉相关性分析冗余分析

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科尔沁-浑善达克沙地2000—2020年土地沙化时空变化格局

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中国沙漠 2024年第4期44卷 46-56页

作者：刘二燕赵媛媛周蝶武海岩高广磊丁国栋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国家林业和草原局重点实验室北京100083 北京林业大学宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站北京100083

科尔沁-浑善达克沙地是中国的土地沙化严重地区,开展土地沙化时空变化格局研究是科学开展防沙治沙工作的重要基础。基于2000—2020年MOD13Q1 NDVI数据、气象数据、社会经济数据等,以植被覆盖度作为土地沙化程度的主要表征指标,采用Sen+M... 详细信息

科尔沁-浑善达克沙地是中国的土地沙化严重地区,开展土地沙化时空变化格局研究是科学开展防沙治沙工作的重要基础。基于2000—2020年MOD13Q1 NDVI数据、气象数据、社会经济数据等,以植被覆盖度作为土地沙化程度的主要表征指标,采用Sen+Mann-Kendall趋势分析、条带分析和地理探测器等方法,揭示科尔沁-浑善达克沙地2000—2020年土地沙化时空变化格局和主要驱动因素。结果表明:(1)科尔沁-浑善达克沙地土地沙化程度呈西重东轻的分布格局,科尔沁沙地和浑善达克沙地相接处一直存在沙化现象。(2)2000—2020年,科尔沁-浑善达克沙地土地沙化呈现显著逆转趋势,沙化逆转区域面积占研究区总面积的73.59%,主要分布在浑善达克沙地中东部和科尔沁沙地东南部;沙化呈现加剧趋势的面积占比为11.17%,呈零星分布状态。(3)降水量和人口密度是影响科尔沁-浑善达克沙地2000—2020年土地沙化空间格局的主导因子;所有因子的交互作用均呈双变量增强,降水量与土壤类型的交互作用影响最大。建议在科学评估区域资源环境承载力的前提下加强跨区域的合作与协调,加大对浑善达克沙地的治理力度,优化科尔沁沙地产业结构,推动生态与经济协调发展,促进山水林田湖草沙一体化保护和系统治理。

关键词：土地沙化沙地趋势分析地理探测器

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固沙灌木林地土壤微生物群落特征对土壤多功能性的影响

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生物多样性 2023年第4期31卷 124-137页

作者：肖媛媛冯薇乔艳桂张宇清秦树高北京林业大学水土保持学院宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

过去30年,毛乌素沙地采取飞播、禁牧等一系列生态恢复措施进行荒漠化治理,在改善区域生态环境方面取得了显著成效;然而,植被恢复后,土壤多功能性的变化情况仍不明晰,尤其是土壤微生物对土壤多功能性的影响缺乏深入认识。本文以毛乌素沙... 详细信息

过去30年,毛乌素沙地采取飞播、禁牧等一系列生态恢复措施进行荒漠化治理,在改善区域生态环境方面取得了显著成效;然而,植被恢复后,土壤多功能性的变化情况仍不明晰,尤其是土壤微生物对土壤多功能性的影响缺乏深入认识。本文以毛乌素沙地同期建植的黑沙蒿(Artemisia ordosica)、北沙柳(Salix psammophila)和柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)3种固沙灌木林地土壤为研究对象,使用高通量测序技术测定了土壤微生物群落结构,采用平均值法量化了林地土壤多功能性并分析二者关系。研究结果显示:(1)3种固沙灌木林地土壤有机碳、全氮、全磷、微生物量碳、微生物量氮存在显著差异(黑沙蒿林地>北沙柳林地>柠条锦鸡儿林地),黑沙蒿和北沙柳林地土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、土壤多功能性无显著差异,但高于柠条锦鸡儿林地;(2)黑沙蒿林地土壤微生物Chao 1指数、物种数、Shannon指数显著高于柠条锦鸡儿林地,柠条锦鸡儿林地土壤净种间亲缘关系指数显著低于其他两类林地,3种林地土壤微生物Shannon指数、系统发育多样性、网络拓扑性质(节点、边、边密度)及柠条锦鸡儿林地土壤净种间亲缘关系指数均与土壤多功能性呈正相关;(3)微生物参数对土壤多功能性的解释度从高到低依次为网络拓扑性质(24.46%)、物种多样性(19.72%)、谱系多样性(5.92%),土壤微生物多样性通过促进网络结构间接地对土壤多功能性产生正向影响。研究结果表明,不同灌木林地对土壤微生物参数和土壤多功能性影响不同,土壤微生物多样性通过正向调控微生物种间关系影响土壤生态系统功能。结果有助于从土壤微生物视角,理解以不同固沙灌木为优势种组成的植被群落对土壤功能的影响,并可为荒漠化防治植物种的选择提供理论依据。

关键词：固沙灌木共现网络毛乌素沙地土壤多功能性微生物谱系多样性微生物物种多样性

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2012–2016年宁夏盐池毛乌素沙地黑沙蒿灌丛生态系统通量观测数据集

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植物生态学报 2023年第9期47卷 1322-1332页

作者：韩聪母艳梅查天山秦树高刘鹏田赟贾昕北京林业大学水土保持学院宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站北京100083 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

干旱、半干旱区分布广泛,是陆地生态系统的重要组成部分,半干旱生态系统对全球碳水循环的长期趋势和年际变异具有重要的调控作用。已有关于陆地生态系统碳水循环的机理研究和数据产品研制大多关注森林、草原和农田等生态系统类型,针对... 详细信息

干旱、半干旱区分布广泛,是陆地生态系统的重要组成部分,半干旱生态系统对全球碳水循环的长期趋势和年际变异具有重要的调控作用。已有关于陆地生态系统碳水循环的机理研究和数据产品研制大多关注森林、草原和农田等生态系统类型,针对沙地灌丛的研究仍相对较少,数据可利用性较低,制约着区域生态功能的准确评估和预测。自2011年起,采用涡度协方差法对黑沙蒿(Artemisia ordosica)灌丛生态系统碳水热通量开展了长期连续观测。该研究通过对2012–2016年原始数据进行通量计算、质量控制、缺失值插补和碳通量拆分等处理步骤,生成各时间尺度(半小时、日、月、年)生态系统碳水热通量观测数据集,同时整理并生成相对应的微气象数据集。数据集包括生态系统净CO_(2)交换(NEE)、总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(Re)、潜热通量(LE)和显热通量(Hs)以及相关微气象观测指标。数据集的有效数据占比和能量闭合程度分析表明:(1)质量控制后的有效NEE、LE和Hs半小时数据全年占比分别为56.23%–62.19%、79.40%–94.12%和77.56%–91.27%;(2)在年尺度和月尺度的能量平衡比率变化范围分别为0.78–0.83和0.59–1.19;(3)基于逐日数据,采用最小二乘回归(LE+Hs ***–G;Rn为净辐射,G为土壤热通量)分析能量闭合程度,不同年份间和不同季节间的回归斜率变化范围分别为0.73–0.79和0.73–0.92。上述结果表明,本数据集有效数据占比高,能量闭合程度处于合理范围,能够为不同时空尺度生态系统过程与功能研究提供较好的数据支撑。

关键词：碳水通量能量平衡涡度协方差毛乌素沙地半干旱灌丛

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侧柏人工林林分空间结构对林下草本多样性的差异性影响及其关联度

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生态环境学报 2022年第9期31卷 1794-1801页

作者：张林周飘齐实张岱伍冰晨崔冉冉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

探讨林分结构与林下草本物种多样性的关系,解析影响林下草本物种多样性的主导林分结构因子并提出相应的优化策略,可为北京山区生物多样性保护和森林可持续发展经营提供理论依据。以北京山区侧柏人工林为研究对象,基于27个标准样地的实... 详细信息

探讨林分结构与林下草本物种多样性的关系,解析影响林下草本物种多样性的主导林分结构因子并提出相应的优化策略,可为北京山区生物多样性保护和森林可持续发展经营提供理论依据。以北京山区侧柏人工林为研究对象,基于27个标准样地的实测数据,选取了林分密度、郁闭度、混交度、角尺度、大小比、林龄、平均树高、平均胸径等8个林分结构指标,利用多元逐步回归法筛选出影响林下草本物种多样性的主导林分结构因子,并用响应面分析法将主导林分结构进行优化。结果表明,(1)Pearson相关分析结果显示影响Simpson多样性指数的林分结构因子为郁闭度(P<0.01)、林分密度(P<0.01)和混交度(P<0.05);影响Pielou均匀性指数的林分结构因子为郁闭度(P<0.01)、林分密度(P<0.05)和混交度(P<0.01);影响Margalef丰富度指数的林分结构因子为林分密度(P<0.05),而林龄、平均胸径、平均树高、角尺度和大小比与各多样性指数均无显著相关关系(P>0.05)。(2)多元逐步回归分析结果显示郁闭度是影响林下Simpson多样性指数的主导林分结构因子,郁闭度和混交度是影响林下Pielou均匀性指数的主导林分结构因子,林分密度是影响Margalef丰富度指数的主导林分结构因子,而对多样性整体水平起决定作用的主导林分结构因子为郁闭度和混交度。(3)响应面分析结果显示林分结构的最优配置调整为:林分郁闭度=0.58,混交度=0.60,与优化前的侧柏林下草本物种多样性综合指数的平均水平(0.57)相比,预期值将提高约41.19%。综上所述,维持合理的林分结构是提升林下草本植物多样性整体水平的有效途径。

关键词：侧柏林林分空间结构草本多样性多元逐步回归响应面分析

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农牧交错带典型沙区人地系统可持续性综合评价

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中国农业大学学报 2025年第2期30卷 203-215页

作者：耿鑫智赵媛媛包岩峰萨仁高娃北京林业大学水土保持学院/水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 自然资源部国土整治中心北京100035

为评价农牧交错带典型沙区人地系统可持续性,选择内蒙古乌审旗(毛乌素沙地)、正蓝旗(浑善达克沙地)和奈曼旗(科尔沁沙地)为研究区,构建包括经济发展、社会进步和生态环境3个方面22个具体指标的评价指标体系,并采用全排列多边形综合图示... 详细信息

为评价农牧交错带典型沙区人地系统可持续性,选择内蒙古乌审旗(毛乌素沙地)、正蓝旗(浑善达克沙地)和奈曼旗(科尔沁沙地)为研究区,构建包括经济发展、社会进步和生态环境3个方面22个具体指标的评价指标体系,并采用全排列多边形综合图示法进行评价。结果表明:1)毛乌素沙地乌审旗人地系统综合可持续性水平最高。2021年乌审旗综合可持续性为Ⅱ级良好水平(0.58),奈曼旗和正蓝旗均为Ⅲ级一般水平(分别为0.31和0.30);2)2015—2021年区域可持续性均表现出增强趋势,乌审旗和正蓝旗提升速度更快。乌审旗同期综合可持续性由Ⅲ级一般水平提升到Ⅱ级良好水平,正蓝旗由Ⅳ级较差水平提升到Ⅲ级一般水平,奈曼旗稳定在Ⅲ级一般水平,综合可持续性指数分别提升了48.72%、47.62%和20%。3)三地区人地系统可持续性改善均是生态环境维度贡献最大。乌审旗、正蓝旗和奈曼旗生态环境指数分别提高58.3%、78.3%和32.4%;社会进步指数提高比例为14.3%~23.1%;经济发展指数仅乌审旗有所提高。综上,沙区人地系统可持续性提升与区域对生态环境保护与治理密切相关,但除乌审旗2018—2021年综合可持续性处于Ⅱ级良好水平外,奈曼旗与正蓝旗2015—2021年、乌审旗2015—2017年综合可持续性都处于Ⅲ级一般水平,农牧交错带沙区可持续发展面临挑战,应针对不同沙区发展特征,有侧重地开展调整与治理。

关键词：土地沙化可持续性全排列多边形综合图示法农牧交错带人地系统

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保水剂的发展现状及在农林和荒漠化修复中的应用研究

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应用基础与工程科学学报 2021年第6期29卷 1372-1385页

作者：郭东权饶良懿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

高吸水性保水剂(superabsorbent polymer,SAP)具有改良土壤、保持水土、保肥增产、提高造林成活率、防风固沙等诸多效应,已逐步应用于农林业生产,具有广阔的应用前景.本文介绍了SAP的合成途径、分类,阐述了SAP的发展历史与现状,探讨了SA... 详细信息

高吸水性保水剂(superabsorbent polymer,SAP)具有改良土壤、保持水土、保肥增产、提高造林成活率、防风固沙等诸多效应,已逐步应用于农林业生产,具有广阔的应用前景.本文介绍了SAP的合成途径、分类,阐述了SAP的发展历史与现状,探讨了SAP的吸水原理以及对土壤性质与水分保持、植物生长、肥料和农药高效利用的作用效应机理,分析了SAP在农业、林业和荒漠化修复方面应用的研究进展,探讨了SAP应用中存在的问题与未来研究发展方向并对其发展前景进行展望,以期为SAP在农林业及荒漠化治理方面的应用提供科学依据和技术支持.

关键词：高吸水性保水剂农业林业荒漠化修复水土保持改良土壤防风固沙

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