检索结果-内蒙古大学图书馆

土壤 2023年第5期55卷 1129-1137页

作者：朱美菲程金花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

为探究永定河岸坡缓冲带不同护岸植被覆盖下土壤水分入渗状况及植被根系对其影响,为区域河岸带生态修复和水资源保护提供参考,选取永定河流域典型护岸植被柳树林、荆条林、狗尾草地为研究对象,通过亮蓝染色法结合Photoshop、Image Pro6.... 详细信息

为探究永定河岸坡缓冲带不同护岸植被覆盖下土壤水分入渗状况及植被根系对其影响,为区域河岸带生态修复和水资源保护提供参考,选取永定河流域典型护岸植被柳树林、荆条林、狗尾草地为研究对象,通过亮蓝染色法结合Photoshop、Image Pro6.0等图像处理技术,基于分形维数和多指标评价法定量评价了优先流发育程度,并探讨了不同植被根系对优先流的影响。结果表明:①研究区3种植被类型覆盖地土壤均存在水分优先入渗现象,土壤染色面积比随土层深度增加而逐渐减小,柳树林地平均染色面积比(38.32%)最大,为荆条林地和狗尾草地的1.11倍和1.37倍。狗尾草地的长度指数、优先流分数均显著低于柳树林地(P<0.05),3种植被覆盖地基质流深度无显著差异。②以优先流评价指数和分形维数评价优先流发育程度的结果呈一致,为柳树林地>荆条林地>狗尾草地,柳树林地的湿润锋迹线破碎化程度最高,优先流发育最显著。③有机质、非毛管孔隙度和根长密度对水分入渗均具有显著影响,总根长密度、非毛管孔隙度与染色面积比呈显著正相关,≥1 mm根系根长密度、有机质含量与分形维数呈显著正相关。3种植被覆盖地染色面积比和根长密度关系曲线拟合较好。总之,在外界条件相同的情况下,柳树林地水分优先入渗现象最明显;植物根系的径级、密度对优先流的发育具有显著影响,≥1 mm根系越丰富优先流现象越明显,而径级<1 mm的根系主要促进表层土壤水分均匀入渗。

关键词：优先流多指标综合评价法染色示踪分形维数根长密度

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夜间不同环境稳定性条件下杨树水分生理过程的生物物理控制

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林业科学 2024年第8期60卷 95-108页

作者：王一君陈立欣陈左司南张志强许行姚飞陈胜楠北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站临汾042299 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 北京市共青林场北京101300

【目的】以杨树人工林生态系统为研究对象,研究环境因子与内源性昼夜节律对树木叶片水分生理和树干液流的生物物理调控机制,旨在揭示树木水分生理过程(叶片气孔导度、叶片蒸腾、叶片水势和树干液流)在夜间对不同环境稳定性条件的响应模... 详细信息

【目的】以杨树人工林生态系统为研究对象,研究环境因子与内源性昼夜节律对树木叶片水分生理和树干液流的生物物理调控机制,旨在揭示树木水分生理过程(叶片气孔导度、叶片蒸腾、叶片水势和树干液流)在夜间对不同环境稳定性条件的响应模式和影响因素。【方法】对位于北京市顺义区潮白河沿岸的欧美杨人工林,在生长季期间选定7个晴朗的昼夜,连续监测3棵样树的叶片气体交换和叶片水势。同时,使用热扩散探针技术监测样树的树干液流密度变化,同步记录环境因子变化,并使用日落后历时量化昼夜节律的影响。【结果】1)夜间出现树木气孔开放的现象,叶片蒸腾和液流同步发生。夜间环境稳定(v=0且ΔVPD≤0.1 kPa)条件下,树木水分生理指标主要受大气和土壤温度影响(P<0.05),且较弱。夜间液流与叶片气孔导度显著负相关(P<0.01),表明液流主要用于茎干补水。2)夜间环境波动(v>0或ΔVPD≥0.1 kPa)条件下,叶片气孔导度和树干液流密度受大气温度(T_(a))和VPD的正向调控,与空气湿度(RH)显著负相关(P<0.05),且T_(a)为主导影响因素。叶水势主要受T_(a)、土壤含水量(SWC)和温度(ST)的共同影响。夜间液流与叶片气孔导度、蒸腾速率和水势显著正相关(R^(2)=0.67)。3)日间环境波动较强,叶片水分生理指标与树干液流密度的相关性显著高于夜间,但叶片气孔导度与VPD呈负相关,且气孔导度与液流密度之间表现出解耦现象(P=0.078)。4)以日落后历时为表征的昼夜节律对树木水分生理指标的作用方式随夜间环境稳定性变化而不同。在夜间环境稳定条件下,日落后历时显著影响叶片气孔导度、叶片水势和叶片蒸腾(P<0.01);而在夜间环境波动条件下,该因子对叶片水分生理指标的影响程度均有所降低且对气孔导度和叶片水势的影响不显著(P_(1)=0.066,P_(2)=0.08),说明夜间环境波动影响了昼夜节律对树木水分生理过程的作用方式和程度。【结论】在夜间不同环境稳定性条件下,树木水分生理的生物物理过程和调控机制有显著差异,当环境因子波动较小时,树木水分生理过程受昼夜节律调控形成了显著的夜间模式,此时应考虑其对植物水分的影响。本研究强调了昼夜节律在调控林木水利用中的关键作用,并建议制定基于时间和环境稳定性的灌溉策略,以优化水分管理和应对气候变化。

关键词：环境稳定性昼夜差异树干液流叶片水分生理昼夜节律

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联合主被动遥感的植被覆盖度反演—以白洋淀-大清河流域山区为例

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Journal of Resources and Ecology 2023年第3期14卷 591-603页

作者：杨瑾史明昌杨建英程复于红凤北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室北京100083 水利部水土保持监测中心北京100055

由于光学遥感穿透性差,不能穿透林冠层识别林下植被,基于单一光学遥感提取的植被覆盖度,难以反映林下植被信息,从而无法为土壤侵蚀评价提供有效植被覆盖因子。针对此问题,本文以白洋淀–大清河流域为研究对象,结合实测数据,探究不同光... 详细信息

由于光学遥感穿透性差,不能穿透林冠层识别林下植被,基于单一光学遥感提取的植被覆盖度,难以反映林下植被信息,从而无法为土壤侵蚀评价提供有效植被覆盖因子。针对此问题,本文以白洋淀–大清河流域为研究对象,结合实测数据,探究不同光子点分类下光子计数ICESat-2/ATLAS植被覆盖度采样的能力,并实现了研究区内星地协同植被覆盖度采样。在此基础上,联合Sentinel-2和Sentinel-1以及DEM等多源数据,基于随机森林回归模型方法实现植被覆盖度反演,并与传统常用的NDVI像元二分法提取结果进行对比。结果表明:相比于传统的NDVI像元二分法提取的反演结果,利用本研究中构建的随机森林回归模型估算的植被覆盖度精度更高,一定程度上可以对茂密森林的林下植被进行监测,避免了光学遥感存在的林下植被信号缺失的问题。在0.05、0.1和0.15不同的植被覆盖度误差容忍范围内,精度分别提升–4.1%、5.3%和9.4%,分别达到55.6%、71.1%和94.3%。

关键词：植被覆盖度 ICESat-2/ATLAS 随机森林多源遥感土壤侵蚀

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季节性氮添加对内蒙古温带典型草原土壤净氮矿化的影响

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北京林业大学学报 2024年第12期46卷 63-70页

作者：王小双陈俊刚张云海余新晓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 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093

【目的】探究季节性氮添加对温带典型草原土壤无机氮库及氮矿化速率的影响,揭示氮矿化月动态、年际变化及环境驱动机制,为理解土壤氮循环与氮沉降的关系提供理论支持。【方法】以内蒙古温带典型草原为研究对象,设置不同季节(秋季、冬季... 详细信息

【目的】探究季节性氮添加对温带典型草原土壤无机氮库及氮矿化速率的影响,揭示氮矿化月动态、年际变化及环境驱动机制,为理解土壤氮循环与氮沉降的关系提供理论支持。【方法】以内蒙古温带典型草原为研究对象,设置不同季节(秋季、冬季和生长季)氮添加试验,采用顶盖埋管法测定无机氮库和氮矿化速率,探究不同季节施氮对净氮矿化潜力的影响。【结果】与对照相比,氮添加显著增加了土壤无机氮库;但随着试验时间的推移,无机氮库呈下降趋势。与秋、冬季氮添加相比,生长季氮添加显著增加了无机氮库,增加量为226.5%。铵态氮、硝态氮和无机氮对不同季节氮添加的响应表现出明显的季节变化规律。同时,不同季节氮添加也显著提高了氮矿化速率。在生长季末期,净铵化速率在生长季氮添加处理中呈现先下降后上升的趋势。生长季氮添加显著提高了生长季末期的净硝化速率和净氮矿化速率。氮矿化速率对不同季节氮添加表现出显著的月动态和年际变化。矿化速率对不同季节氮添加响应差异主要受到环境因素的影响。本研究发现温度对净硝化速率和净氮矿化速率具有负效应,而降水则表现出正效应。不同季节氮添加是导致氮矿化速率差异性规律的主要因素。【结论】不同季节氮添加显著改变了内蒙古典型草原的无机氮库和氮矿化速率,并呈现一定的季节和年际变化规律。研究为深入理解土壤氮转化过程对大气氮沉降的响应规律和机制提供理论支撑,并有助于全面评估大气氮沉降的季节效应与土壤氮循环的关系。

关键词：季节性氮添加无机氮土壤氮矿化温带草原

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黄土高原典型流域土壤侵蚀对退耕还林土地利用变化的响应

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农业工程学报 2023年第12期39卷 60-70页

作者：汪滨张志强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 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站临汾042200

黄土高原土壤侵蚀严重,为此中国从1999年起实施了大规模的退耕还林工程。为了分析退耕还林土地利用变化对土壤侵蚀的影响,该研究以黄土高原清水河流域为研究区域,将2000—2020年流域退耕还林工程的实施依据主要措施的不同划分为4个阶段... 详细信息

黄土高原土壤侵蚀严重,为此中国从1999年起实施了大规模的退耕还林工程。为了分析退耕还林土地利用变化对土壤侵蚀的影响,该研究以黄土高原清水河流域为研究区域,将2000—2020年流域退耕还林工程的实施依据主要措施的不同划分为4个阶段,应用RUSLE(revised universal soil loss equation)模型分析土壤侵蚀强度的变化特征,采用情景模拟方法提出一个区分土地利用变化和降雨变化对土壤侵蚀影响程度的算法,判别土地利用变化对土壤侵蚀的影响程度,将土地利用变化分解为土地利用转换和改造2种形式,在剔除降雨变化影响的基础上分析土地利用变化对土壤侵蚀的影响过程。结果表明:1)2000、2005、2011、2014和2020年流域平均侵蚀模数分别为36.21、41.02、24.93、23.72和8.24 t/(hm^(2)·a),土壤侵蚀强度明显下降;土地利用变化和降雨变化对土壤侵蚀的阶段平均影响程度分别为75.23%和24.77%,土地利用变化在流域土壤侵蚀的变化中起了主导作用。2)流域土地利用转换区侵蚀强度的变化直接受转换过程中地类类别变更及所实施主要相关措施差异的影响,改造区侵蚀强度的变化直接受改造过程中所实施主要相关措施的影响。剔除降雨变化的影响后:改造区的阶段平均起始侵蚀模数较转换区高43.47%,其水土流失综合治理的难度总体上大于转换区;转换区侵蚀模数的阶段平均下降量较改造区高50.80%,改造区侵蚀量的阶段合计减少量占流域阶段合计减少量的71.16%,土地利用转换在降低其实施地区土壤侵蚀强度方面发挥了重要作用,而土地利用改造因实施面积较大在减少流域土壤侵蚀总量方面发挥了重要作用。3)剔除降雨变化的影响后,草地侵蚀量的阶段合计变化量占流域阶段合计变化量的70.51%,且草地阶段合计变化量中改造区占67.41%,其变化特别是其改造对流域土壤侵蚀的影响最大。该研究在分析土地利用变化对土壤侵蚀的影响程度和过程方面作了一些尝试,研究结果可为黄土高原退耕还林成果巩固及高质量发展有效措施的制定提供科学依据。

关键词：土壤侵蚀土地利用土地利用改造土地利用转换影响程度退耕还林工程 RUSLE模型

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2001—2020年全球植被对极端气候的响应

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应用生态学报 2024年第11期35卷 2992-3004页

作者：焦鹏华牛健植苗禹博李君宜王迪北京林业大学水土保持学院北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 水土保持与荒漠化防治国家林业局重点实验室北京100083 北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 国家林业和草原局林草调查规划院北京100083

探究全球植被与极端气候的时空变化和响应特征,对于应对全球气候变化和提高生态系统的稳定性具有重要意义。本研究基于欧洲中期天气预报中心的ERA5气候数据和MODIS归一化植被指数(NDVI)数据,运用Sen’s趋势分析、相关性分析和随机森林... 详细信息

探究全球植被与极端气候的时空变化和响应特征,对于应对全球气候变化和提高生态系统的稳定性具有重要意义。本研究基于欧洲中期天气预报中心的ERA5气候数据和MODIS归一化植被指数(NDVI)数据,运用Sen’s趋势分析、相关性分析和随机森林回归模型等方法,探究2001—2020年全球5种植被类型(北方森林和温带森林、热带森林、其他木本植被、草原、农田)NDVI对23个极端气候指数的响应特征。结果表明:研究期间,全球NDVI总体呈增长趋势,增长趋势最显著的植被类型为北方森林和温带森林,最不显著的是农田。极端气候指数方面,除少部分极端高温和低温指数呈降低趋势外,其余指数均呈增长趋势。在不同植被区,对NDVI影响最大的极端气候指数不同。相关性分析表明,在北方森林和温带森林、热带森林、其他木本植被、草原和农田区域,对NDVI影响最大的指数分别为冷昼日数、结冰天数、年降水总量、年降水总量、年降水总量;随机森林结果显示,对各植被区NDVI影响最大的指数分别为冷昼日数、热夜日数、霜冻天数、暖昼日数和寒冷时间持续指数。两种方法结果不同的原因在于相关性分析只反映变量间的线性关系,而随机森林回归模型可以捕捉更复杂的非线性关系。以上研究结果体现了全球植被对极端气候的响应具有显著的区域差异性和复杂性,这种差异性和复杂性可能是不同气候因子交互作用的结果。

关键词：极端气候全球植被归一化植被指数随机森林相关分析

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沿黄荒漠绿洲区生态廊道与生态节点识别及景观格局优化——以磴口县为例

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中国农业大学学报 2024年第5期29卷 135-148页

作者：解晨周建妤姜群鸥肖辉杰辛智鸣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 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200

沿黄荒漠绿洲区景观格局构建及优化对防治土地荒漠化、促进生态可持续发展具有重要意义。以磴口为研究区,分析2005—2020年磴口景观类型时空演变特征,结合最小累积阻力(MCR)模型、电路理论和水文分析法综合识别生态廊道和生态节点,利用... 详细信息

沿黄荒漠绿洲区景观格局构建及优化对防治土地荒漠化、促进生态可持续发展具有重要意义。以磴口为研究区,分析2005—2020年磴口景观类型时空演变特征,结合最小累积阻力(MCR)模型、电路理论和水文分析法综合识别生态廊道和生态节点,利用重力模型和景观连接度指数判断生态廊道和生态节点重要性,构建磴口荒漠绿洲区景观格局并提出优化建议。结果表明:1)2005—2020年磴口主要植被景观中,耕地规模最大且持续扩张,草地呈先增加后减少趋势,林地则持续缩减;2)识别出重要草地生态源地8块,重要生态廊道99条和重要生态节点345个。以耕地和草地类型为主,均位于研究区中部和东南部;3)提取出需重点优化生态障碍点面积159.83 km^(2),需重点优化生态夹点面积81.18 km^(2),分别位于研究区西北部和中部区域;4)最后,从维持南部并扩大西北部生态源地规模、打通并优化重要林草生态廊道和生态节点、生态障碍点和生态夹点等多方面提出荒漠绿洲区景观格局优化建议。本研究可为荒漠绿洲区生态环境规划提供重要科学依据。

关键词：生态廊道生态节点景观格局优化 MCR模型空间主成分分析

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北京山区侧柏用水来源随水分条件变化的多时间尺度

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林业科学 2022年第3期58卷 40-47页

作者：刘子赫贾国栋刘自强邓文平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 南京林业大学南京210037 江西农业大学南昌330045

【目的】探究北京山区典型树种侧柏的用水来源在不同时间尺度下对水分条件变化的响应,为该地区侧柏林的经营管理提供科学支撑。【方法】以北京山区典型造林树种侧柏为研究对象,选择连续的具不同降水量的3个年份,即2015年(年降水量580 mm... 详细信息

【目的】探究北京山区典型树种侧柏的用水来源在不同时间尺度下对水分条件变化的响应,为该地区侧柏林的经营管理提供科学支撑。【方法】以北京山区典型造林树种侧柏为研究对象,选择连续的具不同降水量的3个年份,即2015年(年降水量580 mm,平水年)、2016年(年降水量649.8 mm,偏丰年)和2017年(年降水量309.3 mm,枯水年),利用稳定氢氧同位素技术,结合MixSIAR来源混合模型,分析在不同年降水条件下侧柏用水来源特征;同步监测样地气象要素以及土壤含水率等信息,计算土壤相对可利用水分(REW),分析侧柏用水的水分来源与水分条件的相关性。【结果】1)深层(4~100 cm)土壤REW显著大于浅层(0~40 cm)土壤(P<0.05),降雨使得各层REW显著提高;雨季REW显著大于旱季。浅层(0~40 cm)土壤的REW在2016年(0.341)和2017年(0.360)中显著低于2015年(0.423)(P<0.05),而深层土壤REW在3年间差异均不显著,按年份顺序分别为0.613、0.618和0.587。2)侧柏的用水来源贡献率总体表现为深层土壤大于浅层土壤,但雨后的浅层土壤贡献率会升高。浅层土壤的侧柏用水贡献率在雨后和无雨分别为45.7%和44.5%;深层土壤的侧柏用水贡献率雨季(56.2%)高于旱季(54.8%),枯水年(57.8%)显著大于平水年(54.1%)和偏丰年(54.6%)。【结论】侧柏主要依赖于深层土壤水以维持其水分需求,次降雨和季节性变化均不会显著改变侧柏用水的土层来源格局,但年降水量显著减少时,侧柏显著依赖于深层土壤水。

关键词：植物水分利用不同水分条件侧柏北京山区

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基于PLUS模型的黄河中游多沙粗沙区土地利用变化模拟及驱动力分析

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水土保持研究 2024年第6期31卷 309-318页

作者：杜洲牛健植樊登星张卓佩杨智勇北京林业大学水土保持学院北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 水土保持与荒漠化防治国家林业局重点实验室北京100083 北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心北京100083

[目的]分析黄河中游多沙粗沙区土地利用演变规律及其驱动因素,探究不同情景下区域土地利用变化趋势,以期为保障区域生态安全及未来土地利用合理规划提供依据。[方法]基于2000年、2010年、2020年3期土地利用数据,进行黄河中游多沙粗沙区... 详细信息

[目的]分析黄河中游多沙粗沙区土地利用演变规律及其驱动因素,探究不同情景下区域土地利用变化趋势,以期为保障区域生态安全及未来土地利用合理规划提供依据。[方法]基于2000年、2010年、2020年3期土地利用数据,进行黄河中游多沙粗沙区土地利用变化特征及驱动力分析,并结合多情景设定,利用PLUS模型预测了2030年3种不同情景下区域土地利用空间格局。[结果]2000—2020年研究区土地利用变化总体趋势体现为耕地持续减少,林地、草地先增加后减少,水域和未利用地先减少后增加,建设用地持续增加;PLUS模型对2000—2020年区域土地利用变化的驱动力挖掘效果较好,其中建设用地的扩张受距县政府距离、GDP和距铁路距离等社会经济因子影响为主;自然发展情景下,耕地、林地和草地面积有所下降,水域、建设用地和未利用地的面积上升,经济建设情景下,建设用地大幅增加,对其他各类用地侵占作用显著,生态保护情景下,建设用地扩张得到有效约束,主要转入草地,面积缩减。林地、草地和水域面积明显上升,区域生态用地显著增加。[结论]不同发展情景下,黄河中游多沙粗沙区土地利用格局变化差异显著,区域未来土地利用规划应以可持续发展方式为导向,结合具体发展目标制定政策,注重典型生态脆弱区生态保护与经济建设的协调发展。

关键词： PLUS模型土地利用变化多情景模拟多沙粗沙区

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晋西黄土区油松和刺槐2种人工林内乔灌优势种的土壤水分利用及水分生态位特征

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林业科学 2022年第6期58卷 1-12页

作者：杨菲林毅雁陈立欣韩璐吴应明喻雅洁北京林业大学水土保持学院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 福建农业职业技术学院园艺园林学院福州350303

【目的】分析晋西黄土区刺槐人工林和油松人工林内上层乔木优势种与下层灌木优势种在不同降雨事件下对土壤水分的利用和水分生态位变化特征,探究不同量级降雨事件下同一林分内上层乔木与下层灌木的水分利用策略及对水分的竞争/互补关系... 详细信息

【目的】分析晋西黄土区刺槐人工林和油松人工林内上层乔木优势种与下层灌木优势种在不同降雨事件下对土壤水分的利用和水分生态位变化特征,探究不同量级降雨事件下同一林分内上层乔木与下层灌木的水分利用策略及对水分的竞争/互补关系,为黄土高原植被恢复和管理提供理论依据。【方法】降雨前后分别采集上层乔木(油松、刺槐)和下层灌木(黄刺玫、六道木)的木质部,以及0~10、10~20、20~30、30~40、40~60、60~80和80~120 cm土层土壤和大气降雨样品,分析稳定同位素特征及其动态变化,采用MixSIAR模型计算各层土壤水对植物木质部水的贡献率,应用Levins指数和Levins重叠指数计算水分生态位宽度和生态位重叠度。【结果】土壤含水量、土壤水δ^(18)O、乔灌木吸水深度和水分生态位特征均受降雨影响,影响程度和持续时间随降雨量大小而变化。12.7和33.4 mm降雨前后,油松及其林下灌木黄刺玫均主要吸收0~80 cm土壤水,雨后二者对0~40 cm土壤水的利用比例远远高于雨前。3.1 mm降雨并未对刺槐和六道木的水分利用产生明显影响。106.6 mm降雨后,刺槐增加对0~40 cm土壤水的利用比例但存在时间滞后,六道木对降雨响应迅速,雨后对0~40 cm土壤水的利用比例增至49.3%~62.5%。上层乔木的水分生态位宽度较稳定,在一定范围内上下波动,下层灌木的水分生态位宽度随降雨量及雨后土壤含水量变化,发生降雨入渗后可引起油松和黄刺玫以及刺槐和六道木之间生态位重叠度的变化。【结论】除次降3.1 mm事件外,同一林分内上层乔木(油松、刺槐)和下层灌木(黄刺玫、六道木)在不同量级降雨下的水分利用来源及水分生态位特征均存在差异。下层灌木生态位宽度受降雨的影响大于上层乔木,且生态位重叠度与生态位宽度存在一定联系。油松及其林下灌木黄刺玫具有相似的水分利用策略,刺槐及其林下灌木六道木具有不同的水分利用策略。在植被恢复过程中,可将深根植物与浅根植物结合栽植,以减少对土壤水分的竞争。

关键词：生态位重叠度土壤含水量晋西黄土区生态位特征土壤水分刺槐人工林生态位宽度油松人工林

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