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林业科学 2018年第3期54卷 1-7页

作者：路伟伟余新晓贾国栋李瀚之刘自强北京林业大学水土保持学院教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室城乡生态环境北京实验室北京100083

【目的】探究北京市密云山区油松树轮δ^(13)C对气温和降水量变化的响应,重建1947—2014年密云山区气候资料,以期为揭示该地区的气候变化规律提供依据。【方法】测定密云山区红门川流域油松树轮δ^(13)C值,建立1947—2014年的树轮δ^(1... 详细信息

【目的】探究北京市密云山区油松树轮δ^(13)C对气温和降水量变化的响应,重建1947—2014年密云山区气候资料,以期为揭示该地区的气候变化规律提供依据。【方法】测定密云山区红门川流域油松树轮δ^(13)C值,建立1947—2014年的树轮δ^(13)C序列,并剔除序列值中受大气CO_2碳同位素值影响产生的下降趋势,之后获得油松树轮δ^(13)C去趋势序列(DS),然后结合当地气象站资料分析油松树轮δ^(13)C值对降水和气温变化的响应,构建δ^(13)C与降水和气温的关系方程,进而重建1947—2014年的降水和气温资料。【结果】1947—2014年,密云山区油松树轮δ^(13)C呈下降趋势,其中,1995—2014年波动较大,剔除大气CO_2背景值的DS序列呈现二次曲线的走势,拐点出现在1980年附近;油松树轮δ^(13)C值DS序列与7月平均气温等极显著正相关(r=0.719 7,P<0.01),利用回归方法重建1947—2014年密云山区7月份平均气温,平均值为25.67℃,重建曲线显示该地区气温呈先下降后上升趋势;油松树轮δ^(13)C值DS序列与夏季降水量极显著负相关(r=-0.696 7,P<0.01),利用回归方法重建了1947—2014年密云山区夏季降水量,平均值为450.3 mm,自1980年以后,降水量年际变化出现较大波动,并且下降趋势明显。【结论】油松树轮δ^(13)C对7月份气温和夏季降水量响应极为显著;1947—2014年密云山区气候变化呈现波动性变暖变干趋势。

关键词：密云山区树木年轮 δ13 C 气温降水气候变化

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基于鱼眼镜头的林冠郁闭度简易测量方法

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北京林业大学学报 2009年第6期31卷 60-66页

作者：祁有祥骆汉赵廷宁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

为探究一种精度高、操作简便,成本低、便携性高的郁闭度观测方法和设备,于2008年8月在水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室方山试验站土桥沟流域进行了对比观测试验,提出了采用鱼眼镜头获取林分冠层图像,应用Photoshop软件测定林分郁... 详细信息

为探究一种精度高、操作简便,成本低、便携性高的郁闭度观测方法和设备,于2008年8月在水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室方山试验站土桥沟流域进行了对比观测试验,提出了采用鱼眼镜头获取林分冠层图像,应用Photoshop软件测定林分郁闭度的新方法(CCPS法),并以冠层分析仪所测28个固定样地的郁闭度值为基准值,对CCPS法所获冠层图像客观性和方法的系统偏差、精度和稳定性进行检验与测试,探讨了不同测量高度、林冠选择方式和林木主干对郁闭度测量结果的影响。结果表明:建立多边形林冠测量范围,其测量精度可达99.43%;在距地面90～130cm高度范围内测量结果最为稳定,且便于操作;林木主干使郁闭度测量值均偏大,尤其对针叶林影响较大;该方法的稳定系数可达92.86%。

关键词：鱼眼镜头郁闭度数字图像测量方法

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晋西黄土区主要灌木树种蒸腾特性

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北京林业大学学报 2010年第6期32卷 20-26页

作者：隋旭红张建军周晓新芦倩王婷王清玉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

选择黄土高原地区常见的连翘、忍冬、山楂叶悬钩子、红瑞木,采用蒸腾量测定的经典方法——快速称重法,研究了各树种的叶片含水量、日蒸腾速率及叶水势,以期为水资源有限的黄土高原地区植被恢复与重建中低耗水树种的选择、合理种植密度... 详细信息

选择黄土高原地区常见的连翘、忍冬、山楂叶悬钩子、红瑞木,采用蒸腾量测定的经典方法——快速称重法,研究了各树种的叶片含水量、日蒸腾速率及叶水势,以期为水资源有限的黄土高原地区植被恢复与重建中低耗水树种的选择、合理种植密度的确定提供依据。结果表明:4个树种早晚的叶片含水量高于中午,含水量的日变幅以山楂叶悬钩子最大(94.4%～111.2%),红瑞木(78.7%～105.2%)和忍冬(69.6%～84.0%)居中,连翘(55.8%～61.2%)最小;灌木树种的叶鲜质量与叶面积可用指数曲线拟合;各树种日平均蒸腾速率的排序为:山楂叶悬钩子(1.985～2.578mmol/(m2·s))>红瑞木(1.570～1.754mmol/(m2·s))>忍冬(1.417～1.485mmol/(m2·s))>连翘(1.160～1.399mmol/(m2·s));4种灌木叶水势日变化呈波浪型,叶水势日变幅以山楂叶悬钩子最大,其次是红瑞木和忍冬,连翘最小;叶水势与蒸腾速率呈负相关,可用对数曲线拟合;统计分析得出各树种蒸腾速率与气象因子的拟合方程,再利用多元主成分方法得出各气象因子对蒸腾速率的贡献率,最后建立综合模型。对不同灌木树种而言,影响蒸腾速率的主导因子不同。

关键词：黄土高原水土保持灌木树种叶片含水量蒸腾速率叶水势

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北京山区典型森林土壤的养分空间变异与环境因子的关系

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应用基础与工程科学学报 2012年第4期20卷 581-591页

作者：邵方丽余新晓杨志坚郑江坤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

根据北京山区典型森林植被的分布设置采样点,应用典范对应分析(CCA)法,对土壤养分空间变异与环境因子的关系进行分析.结果显示:研究区土壤有机质、氮、钾含量相对丰富,严重缺磷,养分整体表现为中等变异.从CCA排序结果看,环境对养分变异... 详细信息

根据北京山区典型森林植被的分布设置采样点,应用典范对应分析(CCA)法,对土壤养分空间变异与环境因子的关系进行分析.结果显示:研究区土壤有机质、氮、钾含量相对丰富,严重缺磷,养分整体表现为中等变异.从CCA排序结果看,环境对养分变异的影响程度及因子数量均随土层深度的增加而减小.0—10cm、10—20cm土层养分的影响因子相似,主要为坡位、海拔、0—20cm土层含水量及容重;20—40cm土层养分的主要影响因子为坡位、海拔、0—40cm土层含水量及容重;40—60cm土层养分的主要影响因子为该土层的pH值.对不同养分指标而言,有机质、全氮和碱解氮的主要影响因子为坡位、土壤含水量、海拔及林分类型;速效钾主要受土壤厚度影响;其它指标受环境因子的影响小.环境因子的定量分离结果显示,其在总体上解释了83.33%的养分变异,其中土壤相关因子解释了50.37%,地形因子解释了7.96%,二者的耦合作用解释了25%.

关键词：土壤养分空间变异环境因子 CCA

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贡嘎山暗针叶林生态系统溶质优先运移分析

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北京林业大学学报 2009年第5期31卷 48-53页

作者：牛健植余新晓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

以长江上游贡嘎山暗针叶林生态系统为研究对象,利用自制土柱装置,以KNO3和KBr作为示踪试剂,采用集中输入(脉冲输入)和稳定均匀输入(阶跃输入)两种基本类型,通过淋洗液和出流液的浓度和体积变化获得穿透曲线对研究区域优先流及溶质优先... 详细信息

以长江上游贡嘎山暗针叶林生态系统为研究对象,利用自制土柱装置,以KNO3和KBr作为示踪试剂,采用集中输入(脉冲输入)和稳定均匀输入(阶跃输入)两种基本类型,通过淋洗液和出流液的浓度和体积变化获得穿透曲线对研究区域优先流及溶质优先迁移进行研究。结果表明:长江上游贡嘎山暗针叶林生态系统是优先流及优先迁移的典型区域,其优先流运移过程可以分成5个区域,土壤优先流过程引起溶质的快速大量迁移,导致土壤深层和地下水中溶质浓度快速提高,增加了深层土壤污染的程度。

关键词：贡嘎山暗针叶林生态系统优先流优先迁移溶质运移穿透曲线水质

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添加复合保水剂对无土栽培基质保水性能的影响

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应用基础与工程科学学报 2012年第5期20卷 759-767页

作者：张璐孙向阳田赟龚小强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

以旱宝贝(MP3005KM)为对照,研究自制复合保水剂对无土栽培基质保水性能的影响.采用室内模拟的试验方法,分析保水剂种类和用量对基质湿容重、最大持水量、水分蒸发速率和发芽试验的影响,并对结果进行方差分析和多重比较.结果表明,当基质... 详细信息

以旱宝贝(MP3005KM)为对照,研究自制复合保水剂对无土栽培基质保水性能的影响.采用室内模拟的试验方法,分析保水剂种类和用量对基质湿容重、最大持水量、水分蒸发速率和发芽试验的影响,并对结果进行方差分析和多重比较.结果表明,当基质质量一定时,随着保水剂添加量减少,湿容重均减小,且相同比例下添加复合保水剂的基质湿容重均大于对照;相同复合保水剂与基质比例为1∶10和1∶20的最大持水量分别较其1∶5降低0.58%—12.12%和8.79%—15.23%,而对照比例为1∶10和1∶20分别较其1∶5降低40.79%和47.02%;相同比例下添加复合保水剂的基质水分蒸发速率均较对照小、发芽率和发芽指数高,且复合保水剂与基质比例为1∶10时的发芽指数高达对照的7倍.自制复合保水剂应用于无土栽培基质的综合效果均优于对照,且处理β-环糊精+羧甲基纤维素钠+可溶性淀粉+玉米芯热解粉为最优处理.

关键词：复合保水剂基质湿容重最大持水量蒸发速率发芽试验

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重庆缙云山典型林地地表径流水力学参数研究

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北京林业大学学报 2015年第7期37卷 94-101页

作者：申云康齐实郭建超吴俊林黄媛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

为揭示重庆缙云山森林植被的水文生态过程,选取裸地、针阔混交林、常绿阔叶林和楠竹林4种不同土地利用类型,采用放水冲刷径流试验方法,设计0.12、0.18、0.24、0.30、0.36 L/min 5种不同的流量,测定蓄满产流下的地表径流水力学参数。结... 详细信息

为揭示重庆缙云山森林植被的水文生态过程,选取裸地、针阔混交林、常绿阔叶林和楠竹林4种不同土地利用类型,采用放水冲刷径流试验方法,设计0.12、0.18、0.24、0.30、0.36 L/min 5种不同的流量,测定蓄满产流下的地表径流水力学参数。结果表明：1）在放水冲刷条件下,4种地类径流阻力系数随流量的增大而降低,说明地表枯落物、有机质和根系能有效增加坡面糙度和阻力;随着流量的增大,径流冲走枯落物和有机质并形成细沟,浅层根系对径流的阻力效果增强,而根系较深的地类其阻力系数逐渐趋近于裸地的;2）4种不同地类的流速随着流量的增加而增加,地表枯落物和植物根茎对流速有减缓作用,且在大流量情况下,楠竹林根系对流速的消减作用更明显;3）在试验条件下,随着流量的增加,雷诺数持续增加,其径流特性由层流向紊流转变;弗劳德数先减小后增加,流量在0.18~0.30 L/min之间取得弗劳德数的最小值。相同流量下,雷诺数和弗劳德数的大小顺序均为裸地〉针阔混交林〉常绿阔叶林〉楠竹林。

关键词：地表径流雷诺数弗劳德数阻力系数

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基于稳定同位素的SPAC系统水分转化研究进展

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南京林业大学学报(自然科学版) 2023年第2期47卷 234-242页

作者：林雯淇贾国栋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

大气-土壤-植被连续体(soil-plant-atmosphere continuum, SPAC)系统水分转化过程是生态水文学重要的研究内容。稳定同位素作为天然的示踪剂能有效示踪、整合和指示SPAC系统中的水分输入、输出以及转化过程。笔者在简述稳定同位素应用... 详细信息

大气-土壤-植被连续体(soil-plant-atmosphere continuum, SPAC)系统水分转化过程是生态水文学重要的研究内容。稳定同位素作为天然的示踪剂能有效示踪、整合和指示SPAC系统中的水分输入、输出以及转化过程。笔者在简述稳定同位素应用原理的基础上，以垂直方向上SPAC系统水分运移的视角，阐释基于稳定同位素技术的土壤-根系界面水分运移、植物传输水分中存在的分馏和植物冠层-大气界面水分交换的研究进展，探讨了SPAC系统水分转化研究中稳定同位素技术在分馏机制、时间分辨率与空间异质性方面的局限性。认为未来基于稳定同位素的SPAC水分转化研究还需着重在以下3个方面进行：(1)借助广泛应用于其他领域的便携式同位素分析仪对各种同位素水池同位素组成进行原位观测；(2)结合多种同位素分析水体同位素组成来分析土壤-根系界面水分运移过程，进一步确定树木水分来源，提高识别和划分的准确性，并以此完善稳定同位素应用模型；(3)利用同位素标记盆栽实验精准控制叶片吸水的水源，高分辨率地解析叶片吸水的发生位置以及时间；(4)结合控制性同位素标记实验并利用离心技术提取木质部导管中的汁液水，对比分析各水池同位素偏差，以深入开展同位素分馏机制的研究。

关键词：大气-土壤-植被连续体(SPAC) 稳定同位素水分来源叶片吸水同位素分馏

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降雨过程中不同密度枯落物对各土层含水率动态影响

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北京林业大学学报 2018年第11期40卷 93-101页

作者：陈佩岩马岚梅雪梅张栋薛孟君孙一惠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

【目的】以晋西黄土区典型油松林及刺槐林为研究对象,对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,以期为该区建设水源涵养林及水土保持林提供一定的借鉴依据。【方法】分别选取对应林分3种密度枯落物后进行野外人工降雨,并对其覆盖下0～... 详细信息

【目的】以晋西黄土区典型油松林及刺槐林为研究对象,对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,以期为该区建设水源涵养林及水土保持林提供一定的借鉴依据。【方法】分别选取对应林分3种密度枯落物后进行野外人工降雨,并对其覆盖下0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm、100～120 cm 6个土层含水量实时监测。【结果】(1)在同一雨量级别下,当枯落物覆盖密度增加时,其在降雨过程中的截留量以及枯落物最终达到饱和截留量的时间也随之增加;此外,随着降雨试验的进行,截留率随之减小,且其随枯落物的密度增加而升高。(2)降雨过程中,随着枯落物密度的增加,两种林地上层土壤(0～60 cm)的含水率均呈现逐渐减小的趋势;其中0～20 cm土层含水率对降雨的响应最为直接和迅速,而20～40 cm与40～60 cm土层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,较深层(60～120 cm土层)土壤含水率对降雨过程几乎无响应过程。(3)降雨结束后,各深度土层的含水率均表现出随时间的持续缓慢减小;降雨结束24 h内,裸地及各密度枯落物覆盖下的土壤含水量最高均出现在0～20 cm层;当入渗48 h后,裸地土壤含水量最高则出现在20～40 cm土层,但是对于有枯落物覆盖的土壤,0～20 cm土层含水率在降雨结束48 h内始终最高,并且随着密度的增加其随时间延续而减小的幅度越小。【结论】截留量、截留率与降雨历时(降雨量)均符合幂函数关系(R2>0.9);在降雨前后及过程中,不同密度枯落物对其覆盖下的土壤含水率有较大影响;不同深度土层含水率对降雨响应差异显著。

关键词：枯落物密度人工降雨枯落物截留土层含水率

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利用侵蚀模型普查黄土高原土壤侵蚀状况

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农业工程学报 2012年第10期28卷 165-171,I0006页

作者：张岩刘宪春李智广朱清科水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室(北京林业大学) 北京100083 水利部水土保持监测中心北京100053

土壤侵蚀普查对于土地资源保护和自然灾害防治具有重要意义。为了测试抽样方法和土壤侵蚀模型在土壤侵蚀普查中的适用性,该文以陕西吴起县为试点,采用1%均匀抽样方法,调查39个抽样单元的土壤侵蚀影响因子,使用中国侵蚀预报模型CSLE(Chin... 详细信息

土壤侵蚀普查对于土地资源保护和自然灾害防治具有重要意义。为了测试抽样方法和土壤侵蚀模型在土壤侵蚀普查中的适用性,该文以陕西吴起县为试点,采用1%均匀抽样方法,调查39个抽样单元的土壤侵蚀影响因子,使用中国侵蚀预报模型CSLE(Chinese soilloss equation)估算土壤侵蚀模数,并与基于遥感数据的水蚀分级分类方法进行比较。两种方法估算的全县平均土壤侵蚀模数分别为4571和5504t/(km2a),但不同分级侵蚀强度的面积和空间分布存在较大差异。抽样方法在土地利用与覆盖、水土保持措施及土壤特性方面获得的信息量大于遥感方法,同时对于区域具有很好的代表性;使用模型估算土壤侵蚀考虑的影响因子与分级方法相比,还包括了土壤可蚀性、坡长因子以及水土保持措施因子等,由此计算的土壤侵蚀模数和强度具有更高的可信度。因此,虽然基于抽样方法和土壤侵蚀模型的土壤侵蚀普查方法也存在一定的问题,但与土壤侵蚀分类分级方法相比具有明显的优越性。

关键词：土壤侵蚀抽样遥感中国土壤侵蚀预报模型分级分类方法

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