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林业科学研究 2022年第3期35卷 169-178页

作者：董茜王根柱庞丹波董亮张梅刘玉国万龙周金星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 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100083 宁夏大学西北土地退化与生态恢复省部共建国家重点实验室培育基地宁夏银川750021 宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室宁夏银川750021 云南省建水县林业和草原科技推广站云南建水654300 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

[目的]本研究旨在评价滇东南喀斯特区不同植被恢复措施的土壤质量,以期为石漠化治理和植被生态恢复提供依据。[方法]以云南省建水县不同植被恢复措施为研究对象,基于聚类分析及主成分分析法建立最小数据集,利用全量及最小数据集土壤质... 详细信息

[目的]本研究旨在评价滇东南喀斯特区不同植被恢复措施的土壤质量,以期为石漠化治理和植被生态恢复提供依据。[方法]以云南省建水县不同植被恢复措施为研究对象,基于聚类分析及主成分分析法建立最小数据集,利用全量及最小数据集土壤质量指数进行土壤质量评价。[结果]显示:(1)不同植被恢复措施的土壤理化性质差异显著(p<0.05),随土层深度增加而降低(土壤密度除外);车桑子灌木林有机碳、速效钾含量显著高于其他恢复措施;云南松针叶林总孔隙度及速效钾含量低于其他恢复措施。(2)基于主成分分析法的最小数据集适合作为喀斯特区最小数据集提取方法;最小数据集由有机碳、全氮、氨态氮、总孔隙度、非毛管孔隙度、全镁组成。(3)5种恢复措施土壤质量排序为:马尾松针叶林>车桑子灌木林>天然次生林>直杆蓝桉阔叶林>云南松针叶林。[结论]喀斯特区进行人工林恢复时可优先选择马尾松针叶林进行种植。

关键词：喀斯特植被恢复土壤质量聚类分析主成分分析最小数据集

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浦城县农用地整治潜力测算与综合评价

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南京信息工程大学学报（自然科学版） 2022年第4期14卷 463-472页

作者：李飞霏崔莉乔智姜群鸥北京林业大学水土保持学院北京100083 北京第二外国语学院旅游科学学院北京100024 北京第二外国语学院中国生态文明治理现代化研究院北京100024 北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站重庆400700

以福建省浦城县为研究区域,对浦城县农用地整治潜力进行评价,旨在了解浦城县各行政区农用地整治潜力现状,为浦城县的土地综合整治工作提供数据基础和规划建议.本文建立了浦城县农用地整治潜力测算指标体系,并利用离差标准化、熵权法、K⁃... 详细信息

以福建省浦城县为研究区域,对浦城县农用地整治潜力进行评价,旨在了解浦城县各行政区农用地整治潜力现状,为浦城县的土地综合整治工作提供数据基础和规划建议.本文建立了浦城县农用地整治潜力测算指标体系,并利用离差标准化、熵权法、K⁃Means聚类法等方法科学量化农用地整治潜力.根据浦城县农用地整治潜力综合得分,将浦城县农用地整治划分为ⅰ~ⅳ4个潜力值等级,并划分了农业旅游功能、农业经济功能、农业生态功能、农业生产功能4个整治区,发现中东部整治潜力较高,北部略低于南部.研究结果表明:浦城县农用地总体整治潜力较好,但空间分布上存在差异,整治潜力不足的区域主要受生态空间和人口密度等因素制约,内生潜力和生态服务功能有待提升;在农用地整治规划中也需要注意整治区的连贯性、整体性.

关键词：土地管理农用地整治潜力综合赋分法分区与分级

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黄土高寒区坡面土壤水分的时间稳定性

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生态学报 2020年第1期40卷 151-160页

作者：丁聪王冬梅贺康宁李平张鹏梁士楚北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 广西师范大学生命科学学院桂林541006

为揭示黄土高寒区人工林土壤水分的时空变化特征,基于2018年植被生长期一处典型人工植被恢复坡面0—200cm剖面土壤含水率连续动态数据,运用经典统计和时间稳定性分析,研究不同深度土壤含水率的时空变异性和时间稳定性。结果表明:在测定... 详细信息

为揭示黄土高寒区人工林土壤水分的时空变化特征,基于2018年植被生长期一处典型人工植被恢复坡面0—200cm剖面土壤含水率连续动态数据,运用经典统计和时间稳定性分析,研究不同深度土壤含水率的时空变异性和时间稳定性。结果表明:在测定时段内,剖面各土层深度土壤含水率无显著差别,在空间上均表现为中等变异性,呈现随土层深度的增加而增大的趋势,在时间上表层表现为中等变异性,其余各层均表现为弱变异性,深层土壤水分的时间变异性小于浅层;随着测定时间变化,试验地0—200cm土壤含水率Spearman秩相关系数均达到0.8以上,且呈极显著相关,表现出一定的时间稳定性特征;土壤含水率的时间稳定性随土层深度的增加而增强,具有深度依赖性;基于相对差分分析可以选择代表性测点监测区域平均土壤含水率(决定系数R2为0.7138—0.8605),以期为合理布设土壤水分监测点提供理论依据,对于植被恢复与生态重建模式的选择具有指导意义。

关键词：土壤含水率时空变异时间稳定性

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基于BP神经网络算法的密云水库水质参数反演研究

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生态环境学报 2020年第3期29卷 569-579页

作者：马丰魁姜群鸥徐藜丹梁勇王荣臣苏帅北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学/水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 北京市密云水库管理处北京101512

密云水库是北京市重要的地表饮用水源地,在保障首都水源安全方面起着重要作用,而密云水库水质参数的区域监测已成为当前亟待解决的问题。为了实现密云水库水质参数大范围、实时获取,该文基于遥感和GIS技术,采用BP神经网络算法,结合地面... 详细信息

密云水库是北京市重要的地表饮用水源地,在保障首都水源安全方面起着重要作用,而密云水库水质参数的区域监测已成为当前亟待解决的问题。为了实现密云水库水质参数大范围、实时获取,该文基于遥感和GIS技术,采用BP神经网络算法,结合地面监测数据和Landsat 8遥感影像,分别建立了反演总磷、总氮、氨氮和COD(化学需氧量)4个水质参数的BP神经网络模型,并反演了密云水库2013-2018年非结冰期主要水质参数,分析了密云水库主要水质参数的年际变化特征、季节变化特征和空间分异特征。结果表明,(1)水质参数的Landsat 8敏感波段分别为:总氮为1、4波段,氨氮为1-7波段,总磷为1、3-7波段,COD为2-5波段。(2)密云水库主要水质参数在2013-2018年总体呈下降趋势,氨氮和COD为Ⅰ类水质,总磷为Ⅱ类水质,总氮为Ⅲ类水质。(3)4个水质参数指标春季最高、秋季次之、夏季最低,总氮、总磷、氨氮和COD的春季值分别是夏季值的1.08、1.36、1.6、1.45倍。(4)密云水库不同水质参数的空间差异性较大,总体来看,水库北部和东部的4个水质参数含量相对较高,这种分布与北部和东部村庄密集以及密云水库两大入库河流有关。综上所述,基于BP神经网络算法的密云水库水质反演研究是可行的,且得到了较为可信的研究结果,该研究可为密云水库水质管理与政策制定提供重要的科学依据。

关键词： BP神经网络水质参数反演密云水库

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乌海矿区几种典型尘源物质的风蚀特征

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干旱区研究 2020年第3期37卷 774-781页

作者：李雨珂辛智鸣肖辉杰张明浩卢斯琦王露北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200

内蒙古乌海市矿区沙(粉)尘污染严重,测定该地区典型尘源物质的起动风速、风蚀率,对研究该地区近地表输沙率、风蚀量预测与沙尘天气预报有重要作用。本研究以裸沙、壤质砂土、粉煤灰、焦煤、煤矸石5种典型尘源物质为对象,通过风洞试验测... 详细信息

内蒙古乌海市矿区沙(粉)尘污染严重,测定该地区典型尘源物质的起动风速、风蚀率,对研究该地区近地表输沙率、风蚀量预测与沙尘天气预报有重要作用。本研究以裸沙、壤质砂土、粉煤灰、焦煤、煤矸石5种典型尘源物质为对象,通过风洞试验测定其起动风速、风蚀率,通过室内实验测定尘源物质的容重、粒径分布,分析各因素对其影响,并研究含水率变化与风蚀特征之间的关系。结果显示:①尘源物质起动风速依次为:裸沙>壤质砂土>焦煤>煤矸石>粉煤灰;裸沙风蚀率随风速呈线性增长趋势,壤质砂土、粉煤灰、焦煤呈幂函数增长趋势,煤矸石增长趋势接近于指数函数;②尘源物质粒度组成相差较大情况下,较轻的物质更易起动,粒度组成相近情况下,粒径分布、中值粒径较小、难蚀颗粒分布频率高的物质抗蚀性更大;③裸沙、焦煤、煤矸石的起动风速与含水率呈正幂函数关系,壤质砂土、粉煤灰在含水率2%~4%、1. 46%~4. 16%时起动风速无明显变化;裸沙、焦煤、煤矸石的含水阈值在3%、4%、饱和含水率左右,壤质砂土、粉煤灰风蚀率与含水率呈负指数关系;④焦煤、煤矸石可通过提高含水率抑制风蚀,裸沙、壤质砂土、粉煤灰需结合环境与影响因素之间的关系合理布置防治措施。

关键词：起动风速风蚀率容重粒径含水率乌海矿区

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土壤水分胁迫和大气CO2浓度对光合分馏及后光合分馏的影响

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应用生态学报 2020年第6期31卷 1800-1806页

作者：丁兵兵张永娥余新晓贾国栋王渝淞郑鹏飞蒋涛夏娟娟北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 中国水利水电科学研究院泥沙研究所北京100038

对植物光合和后光合分馏进行分析,有助于提升对植物生理和水分管理等的认识。本研究通过测定大气、侧柏叶片和枝条韧皮部可溶性化合物的δ13C,探讨了光合作用时大气和叶片间碳同位素的分馏(ΔCa-leaf)和光合作用后叶片到枝条间的碳同位... 详细信息

对植物光合和后光合分馏进行分析,有助于提升对植物生理和水分管理等的认识。本研究通过测定大气、侧柏叶片和枝条韧皮部可溶性化合物的δ13C,探讨了光合作用时大气和叶片间碳同位素的分馏(ΔCa-leaf)和光合作用后叶片到枝条间的碳同位素分馏(ΔC_(leaf-phlo))对土壤含水量(SWC)和大气CO2浓度(C_a)的响应。结果表明:ΔCa-leaf在SWC为田间持水量(FC)的95%~100%(95%~100%FC)且C_a为400μmol·mol^-1时达到最大值(13.06‰),在SWC为35%~45%FC且C_a为800μmol·mol^-1时达到最小值(8.63‰);气孔导度和叶肉细胞导度均与ΔCa-leaf呈显著线性正相关,相关系数分别为0.43和0.44;而ΔC_(leaf-phlo)并未受到SWC和C_a的显著影响。本研究不仅可以提高对碳同位素的分馏机制的认识,而且可以为植物对未来气候变化的生存适应性提供理论依据。

关键词：土壤含水量 CO2浓度碳同位素光合分馏后光合分馏

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青海湖流域NDVI时空变化特征及其与气候之间的关系

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水土保持学报 2020年第3期34卷 105-112页

作者：方健梅马国青余新晓贾国栋吴秀芹北京林业大学水土保持学院北京100083 水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 国家林业和草原局世界银行贷款项目管理中心北京100714

作为陆地生态系统中的重要组成部分,植被的时空动态深刻影响生态结构和功能,深入了解植被时空演变特征及其与气候之间的关系,有助于提高对生态系统格局—过程—功能的认识,为生态保护和建设提供重要参考。基于2000—2016年MODIS13Q1 NDV... 详细信息

作为陆地生态系统中的重要组成部分,植被的时空动态深刻影响生态结构和功能,深入了解植被时空演变特征及其与气候之间的关系,有助于提高对生态系统格局—过程—功能的认识,为生态保护和建设提供重要参考。基于2000—2016年MODIS13Q1 NDVI数据集,结合该区域及周边14个气象站的降水和平均气温数据,采用趋势分析法、突变检验法、IDW空间插值法、偏相关分析法和R/S分析法等方法,分析了青海湖流域近17年的NDVI时空动态特征及其与气候因子间的关系。结果表明:(1)2000—2016年青海湖流域NDVI总体上呈上升趋势,显著和极显著改善的区域占总面积的40.18%。(2)NDVI与年降水和平均气温呈正相关关系,但大部分区域呈不显著相关,NDVI与年降水的相关性高于年平均气温。(3)流域NDVI未来演变多为随机状态,占比为65.07%,由改善转退化的区域占26.73%,多分布在流域上游天峻县境内的多年冻土区。青海湖流域气候朝暖湿化方向发展,辅以生态建设工程的实施,2000—2016年青海湖流域NDVI整体改善,由于青藏高原的典型性和特殊性,未来植被的发展趋势仍具有较大的随机性和异质性。

关键词：时空变化 NDVI 青海湖流域气候因子

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滇东岩溶断陷盆地水资源脆弱性评价

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地球学报 2021年第3期42卷 341-351页

作者：吕文凯周金星万龙关颖慧刘玉国肖桂英丁玉雄刘发万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水土保持国家林业局重点实验室北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100083 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091 建水县林业技术推广所云南建水654300 建水县国有林场云南建水654300

滇东岩溶断陷盆地区独特的“土在楼上,水在楼下”的岩溶地质地貌特征,导致水资源脆弱性问题逐步突出。当前水资源成为限制当地居民生活、区域经济发展和生态健康的重要因素之一。本研究以滇东断陷盆地中32区县为例,采用经典DPSIR模型为... 详细信息

滇东岩溶断陷盆地区独特的“土在楼上,水在楼下”的岩溶地质地貌特征,导致水资源脆弱性问题逐步突出。当前水资源成为限制当地居民生活、区域经济发展和生态健康的重要因素之一。本研究以滇东断陷盆地中32区县为例,采用经典DPSIR模型为基础构建评价模型,选取水资源开发利用率、人均水资源量等具有代表性的18个指标构建水资源脆弱性评价指标体系,使用熵值法和层次分析法相互结合进行赋权,对滇东岩溶断陷盆地石漠化区的水资源脆弱性进行了评估。结果表明:滇东岩溶断陷盆大部分区县水资源脆弱性为中度及重度脆弱,其中马龙县、华宁县、罗平县为轻度脆弱。禄劝县、开远市、个旧市和泸西县等县为重度脆弱区,耕地石漠化面积比、人均水资源量、供蓄水比、生态需水满足率以及万元工业增加值用水量是驱动该区域水资源脆弱的关键因素。通过该区域水资源脆弱性评估,本研究有针对性地提出了滇东岩溶断陷盆水资源适应性管理对策,为有效缓解该区域水资源脆弱性提供科学依据。

关键词：水资源脆弱性滇东岩溶断陷盆地 DPSIR模型熵值法层次分析法

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北京山区侧柏人工林水分利用效率及其影响因素

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应用生态学报 2019年第3期30卷 727-734页

作者：郑鹏飞余新晓贾国栋刘自强张永娥朱栩辉北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

水分利用效率(WUE)是衡量植物抗旱性的一个重要指标,研究其动态变化及其影响因素能为北京山区植被建设提供参考.本研究基于稳定碳同位素技术,通过测定北京山区侧柏人工林在生长季的水分利用效率,探究气象因子、土壤因子和大气CO_2浓度... 详细信息

水分利用效率(WUE)是衡量植物抗旱性的一个重要指标,研究其动态变化及其影响因素能为北京山区植被建设提供参考.本研究基于稳定碳同位素技术,通过测定北京山区侧柏人工林在生长季的水分利用效率,探究气象因子、土壤因子和大气CO_2浓度对侧柏短期WUE的影响.结果表明:1)侧柏生长季内的短期WUE呈现先降低后增加的变化特征,7月侧柏的短期WUE最低(2.69 mmol·mol^(-1)),10月侧柏的短期WUE最高(13.88 mmol·mol^(-1)).2)叶内外水汽压差(VPD)、大气温度(T_a)、土壤湿度(M_s)、空气相对湿度(RH)和大气CO_2浓度(C_a)是植物WUE的影响因素,5个影响因素对侧柏短期WUE变化的累计解释率达89.7%;太阳辐射(R_a)和风速(W_s)与侧柏短期WUE没有显著关系.3)VPD和T_a是影响侧柏短期WUE的主要因素,两者组成的主成分可以解释53.9%的侧柏短期WUE变化,其中VPD对侧柏短期WUE的影响高于T_a;M_s和RH是影响侧柏短期WUE的次要因素,两者组成的主成分可以解释25.4%的侧柏短期WUE变化,其中M_s对植物短期WUE的影响高于RH;C_a对侧柏短期WUE的影响较小,主要由C_a和T_a组成的主成分可以解释10.3%的侧柏短期WUE变化.

关键词：侧柏季节变化水分利用效率(WUE) 影响贡献率

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妫水河流域山水林田湖草空间格局与生态过程分析

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生态学报 2019年第21期39卷 7893-7903页

作者：邵雅琪王春丽肖玲王美林姜群鸥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与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

妫水河流域是北京地区重要生态屏障,同时作为2019年世园会和2022年冬奥会的举办地,对其生态环境质量提出了更高的要求。基于妫水河流域2008、2013和2017年土地利用数据与数字高程影像,构建山水林田湖草空间信息图谱,采用空间自相关分析... 详细信息

妫水河流域是北京地区重要生态屏障,同时作为2019年世园会和2022年冬奥会的举办地,对其生态环境质量提出了更高的要求。基于妫水河流域2008、2013和2017年土地利用数据与数字高程影像,构建山水林田湖草空间信息图谱,采用空间自相关分析方法探究其时空演变特征,并结合植被覆盖度,揭示研究区不同山水林田湖草空间格局下的生态变化过程,实现对妫水河流域山水林田湖草空间格局的定量化分析。结果表明:1)低山丘陵和山前台地中山田面积持续减少,空间集聚程度也随之下降,但其植被覆盖度呈现稳步上升趋势;2)山区内山林、山草的空间复合结构较少,山林格局表现出较强的空间集聚性,但面积和空间集聚程度均不断下降,其植被覆盖度也呈现持续退化趋势;而山草的空间集聚度随面积增加总体呈增加趋势,整体波动幅度较小,其植被覆盖度总体是降低的,建议形成“山林山草”复合格局;3)山水的面积在不同的地貌类型中基本呈现萎缩状态,且植被覆盖度均维持在相对较低的状态,河流生态退化较严重。研究结果将为改善妫水河流域的生态格局和生态环境质量提供重要的参考信息。

关键词：山水林田湖草空间格局空间自相关生态修复妫水河流域

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