检索结果-内蒙古大学图书馆

中国水土保持科学 2023年第2期21卷 107-116页

作者：李绍领黄建坤及金楠陈丽华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山西吉县041000 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

传统的根系固土计算方法没有考虑根系的存在对根土复合体弹性参数的影响,难以针对坡面数量庞大的根系进行高效地建模和计算。为研究植被根系对土体的增强作用和对边坡稳定性的影响,将根土复合体视为天然根系纤维增强复合材料,通过引入... 详细信息

传统的根系固土计算方法没有考虑根系的存在对根土复合体弹性参数的影响,难以针对坡面数量庞大的根系进行高效地建模和计算。为研究植被根系对土体的增强作用和对边坡稳定性的影响,将根土复合体视为天然根系纤维增强复合材料,通过引入代表体元(RVE)法,直接建立根土复合体三维本构关系,量化根系对土体的增强作用;现场采集山西吉县刺槐根系及土壤,通过不同埋根方式的直剪试验及反复剪切试验验证RVE法理论结果;最后通过数值模拟验证,RVE法获得的根土复合体等效力学参数用于评价边坡稳定性的可行性。研究表明:RVE法能预测根土复合体的等效弹性参数,其剪切弹性模量提升率与反复剪试验结果相比,相差仅为0.24%。RVE法理论计算得到的强度参数黏聚力c和内摩擦角φ与试验结果仅分别相差2.45 kPa和3°,而Wu模型计算的黏聚力c比试验结果高估约5倍。与素土边坡相比,根土复合体试验结果计算得到的边坡安全系数提高7.20%,RVE模型边坡提高9.78%,而Wu模型边坡安全系数提高29.33%。相比于RVE模型,Wu模型存在高估边坡稳定性的风险;因此,RVE法能准确预测根土复合体的弹性参数和强度参数c和φ的变化,根系对土体的增强作用,不仅体现在黏聚力的增强上,内摩擦角和等效弹性参数同样有变化。代表体元结合数值仿真的方式,为实现含大量根系边坡的稳定计算提供了新的方法和技术手段。

关键词：代表体元法根系固土直剪试验边坡稳定性等效力学参数

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基于Sentinel-2A的融合多植被指数估算小流域生物多样性

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生态学杂志 2025年第4期44卷 1297-1305页

作者：程家琪张建军张燕妮张晓杰张学霞北京林业大学水土保持学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站山西临汾041000 水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083

生物多样性的及时、快速监测对于森林经营管理和多样性保育具有重要意义。传统的样地调查无法满足景观尺度和区域尺度上对生物多样性监测与评价的数据需求。本研究采用2022年27景Sentinel-2A影像数据,利用12种植被指数构建了小流域尺度... 详细信息

生物多样性的及时、快速监测对于森林经营管理和多样性保育具有重要意义。传统的样地调查无法满足景观尺度和区域尺度上对生物多样性监测与评价的数据需求。本研究采用2022年27景Sentinel-2A影像数据,利用12种植被指数构建了小流域尺度的生物多样性估算模型,探究了山西吉县蔡家川流域生物多样性的空间分布格局。结果表明:刺槐林分密度不是控制林内生物多样性的唯一因素;Simpson指数(D)、Shannon指数(H)、Pielou指数(J)与红外植被指数百分比(IPVI)和红边叶绿素植被指数(CIre)呈极显著相关性(P<0.01);生物多样性遥感模型中D、H、J的估算值与实测值的均方误差(MSE)分别为0.021、0.192、0.016,表明融合多植被指数构建的估算模型可用于研究地区生物多样性的估算与监测,且海拔较高的阴坡生物多样性水平估算最佳。

关键词：生物多样性植被指数遥感监测 Sentinel-2A影像

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2003~2022年衢州市人类活动净氮输入(NANI)的时空动态变化

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中国环境科学 2025年第4期45卷 2075-2085页

作者：杨雨航韩玉国张小林段维利北京林业大学水土保持学院北京100083 山西省吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站山西临汾042200 水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 衢州市乌溪江饮用水源保护管理中心浙江衢州324003

为推进衢州市氮污染的治理,基于人类活动净氮输入模型(NANI)估算了衢州市2003~2022年净氮输入量,分析了NANI时空特征、组分变化原因及影响因素.结果表明:衢州市NANI 20a平均值为12925kg/(km^(2)·a),时间变化呈现出先增加后降低的趋... 详细信息

为推进衢州市氮污染的治理,基于人类活动净氮输入模型(NANI)估算了衢州市2003~2022年净氮输入量,分析了NANI时空特征、组分变化原因及影响因素.结果表明:衢州市NANI 20a平均值为12925kg/(km^(2)·a),时间变化呈现出先增加后降低的趋势,2011年达到峰值15698kg/(km^(2)·a).各子单元空间表现出一定差异性,空间分布呈现出东高西低的分布,与土地利用状况分布接近.NANI的各组分占比表现为氮肥施用约占27%~41%,食物/饲料净氮输入约占22%~42%,大气氮沉降约占21%~33%,固氮约占7%~11%.NANI的变化在2003~2008年主要受氮肥施用的影响,在2009~2014年主要受食物饲料净氮输入的影响,近年则主要受大气氮沉降影响.减少NANI的主要策略有全面推广新能源汽车的应用;降低农田氮肥施用量逐步调整至农业发达国家平均采用的施肥标准;以满足衢州市本地人口对畜禽产品的基本需求为限,合理调控畜禽养殖规模.实施这些措施后,预计NANI可分别降低约833,893,896kg/(km^(2)·a),总量降低约2622kg/(km^(2)·a),达到世界上较低水平.

关键词：人类活动净氮输入(NANI) 衢江流域氮沉降削减策略

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粤北典型工矿区土壤重金属富集特征、来源解析及风险评价

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环境科学 2023年第3期44卷 1636-1645页

作者：王越莫莉余新晓师华定费杨北京林业大学林学院北京100083 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 北京林业大学国家林草局水土保持重点实验室北京100083

为了解粤北典型工矿区土壤重金属污染状况,以研究区的表层土壤(0~20 cm)为研究对象,在测定209个样点土壤重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)含量的基础上,运用GIS和主成分分析法解析8种土壤重金属来源和空间分布特征,并采用地累积... 详细信息

为了解粤北典型工矿区土壤重金属污染状况,以研究区的表层土壤(0~20 cm)为研究对象,在测定209个样点土壤重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)含量的基础上,运用GIS和主成分分析法解析8种土壤重金属来源和空间分布特征,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法系统评估其污染状况和生态风险.结果表明:(1)除Ni以外,其余7种元素均超过全国土壤背景值,但低于污染风险筛选值,土壤环境整体较为清洁.(2)土壤重金属空间分布各异,As和Pb含量呈现西北-东南向条带状分布,Cd、Cu、Hg和Zn含量在研究区总体上呈中部向四周同心圆状递减分布,与工矿企业位置基本吻合,而Cr和Ni含量的空间分布与工业企业等污染源的位置没有直接关系.(3)8种元素可辨识为3个主成分,PC1(Cd、Cu、Pb和Zn)主要受铅锌矿选冶、交通排放和农业生产等人类活动影响;PC2(Cr和Ni)属自然来源,主要受成土母质影响;PC3(As和Hg)主要受有色金属冶炼和火力发电等工业活动影响.(4)通过地累积指数法发现,8种重金属风险程度依次为:Cd>As>Zn>Hg>Pb>Cu>Cr=Ni,其中土壤Cr和Ni含量处于无风险水平,As、Cu、Hg、Pb和Zn含量处于中低风险水平,而Cd含量处于高风险水平.研究区内单元素潜在生态危害大部分处于轻度风险等级,少部分工业活动密集区的表层土壤受到强等级的重金属胁迫,需要引起警惕.

关键词：土壤重金属空间分布来源分析地累积指数潜在生态风险

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清水河县森林生态系统碳储量、碳密度分布特征

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干旱区资源与环境 2024年第6期38卷 166-173页

作者：田震高凡赛硕杨之恒丁国栋北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 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 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 北京林丰源生态环境规划设计院有限公司北京100083

作为陆地生态系统碳库的主要组成部分,森林碳汇在全球碳循环与中国碳达峰碳中和目标中起着至关重要的作用。文中以清水河县森林生态系统为研究对象,以样地调查和室内实验结果为基础,通过生物量转换和拓展方法,估算区域生物量,并结合GIS... 详细信息

作为陆地生态系统碳库的主要组成部分,森林碳汇在全球碳循环与中国碳达峰碳中和目标中起着至关重要的作用。文中以清水河县森林生态系统为研究对象,以样地调查和室内实验结果为基础,通过生物量转换和拓展方法,估算区域生物量,并结合GIS森林矢量数据,比较分析其森林碳储量、碳密度的空间分布特征。研究结果表明:1)清水河县森林生态系统总碳储量328.80Wt、碳密度49.19t/hm^(2)。其中,人工灌木林、人工阔叶林、人工针叶林是森林生态系统碳储量的主要贡献者,其碳储量占总碳储量的83.8%。2)碳密度和碳储量表现为土壤层>乔木层>草本层>灌木层>枯落物层。3)乔木林碳密度主要集中海拔1501-1600m区间,灌木林主要集中在海拔1101-1500m区间。4)斜坡在碳储量贡献较大,平坡其次,急坡、险坡碳储量分布不足0.1%。5)阴坡、半阴坡碳密度明显高于其他坡向,天然灌木林阳坡、半阳坡碳密度较高于其他坡向。

关键词：森林植被碳储量碳密度空间分布

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红壤坡面水力与重力复合作用下的土壤侵蚀过程

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水土保持学报 2024年第6期38卷 54-60页

作者：张晓韩马岚郁重武志伟王洁北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学国家林业和草原局水土保持重点实验室北京100083 北京林业大学山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京100083 北京师范大学水科学研究院北京100875 保定市水土保持试验站河北保定071051

[目的]土壤侵蚀是全球最主要的生态环境问题之一。分析不同条件下水力与重力复合侵蚀的水沙过程及其与砾石含量间的协同变化规律,对揭示水力与重力复合侵蚀的耦合机理具有重要意义。[方法]设置无砾石与砾石含量为40%的2种类型的土体,通... 详细信息

[目的]土壤侵蚀是全球最主要的生态环境问题之一。分析不同条件下水力与重力复合侵蚀的水沙过程及其与砾石含量间的协同变化规律,对揭示水力与重力复合侵蚀的耦合机理具有重要意义。[方法]设置无砾石与砾石含量为40%的2种类型的土体,通过野外人工模拟连续降雨的方法,探讨水力与重力复合作用下,砾石含量对土壤侵蚀过程的影响及其协同变化规律。[结果](1)无砾石土体在2场降雨中均未产流;含砾石土体在第1场降雨中未产流,但第2场降雨中含砾石土体在36 min开始产流,初始产流时间随降雨场次的增加基本趋于提前,变化为8~36 min。(2)含砾石土体各场降雨的总产流量分别为8.97,63.9,70.8,79.7,127.5 L;各场降雨后期产流过程基本一致,产流率均逐渐减小。(3)各场降雨的总产沙量分别为0.26,10.6,5.74,3.15,9.37 g;含砾石土体各场降雨中侵蚀速率均呈较大波动,但在降雨后期总体趋势均为减小。(4)无砾石土体在第2场降雨中发生重力侵蚀,侵蚀量为106.37×10^(3)cm^(3),沉积量为76.28×10^(3)cm^(3);含砾石土体在第3场降雨中,土体中下部发生小面积的崩塌,重力侵蚀量为6.08×10^(3)cm^(3)。[结论]研究结果可为解析水力与重力复合侵蚀营力的耦合作用机制提供理论依据。

关键词：红壤水力侵蚀重力侵蚀砾石含量侵蚀产沙

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不同放牧方式对草地群落植物功能群组成和结构的影响

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北京林业大学学报 2022年第1期44卷 77-86页

作者：姜丽霞田赟刘新月张克斌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 北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心北京100083

【目的】植物功能群及其多样性是维持群落结构复杂性和稳定性的基础,通过对不同放牧方式下植物功能群组成与结构的研究,深入了解呼伦贝尔草地生态系统植物功能群的构建、分布和环境适应机制,为草地生态系统群落演替方向的预测和永续经... 详细信息

【目的】植物功能群及其多样性是维持群落结构复杂性和稳定性的基础,通过对不同放牧方式下植物功能群组成与结构的研究,深入了解呼伦贝尔草地生态系统植物功能群的构建、分布和环境适应机制,为草地生态系统群落演替方向的预测和永续经营提供科学依据。【方法】本文以内蒙古呼伦贝尔市陈巴尔虎旗的家庭牧场为研究对象,分别对禁牧、休牧和常牧样地中草地植被的物种、株数、高度、密度和生物量进行观测,并采用植物生活型和水分生态型功能群的分类方法,分析不同放牧样地的群落特征、功能群的物种组成和综合优势比的差异性。【结果】研究区内共记录物种35种,隶属于11个科,5种生活型,3种水分生态型。其中,菊科物种最多,占25.7%,禾本科占20%。常牧样地中寸草苔的重要值最高,而禁牧样地中羊草的重要值最高。休牧样地的物种丰富度指数和物种多样性指数显著高于禁牧和常牧样地。从植物生活型功能群来看,一、二年生草本功能群在常牧样地的综合优势比显著高于休牧和禁牧样地,而多年生丛生禾草功能群在常牧样地的综合优势比较低。从水分生态型功能群来看,本研究中植被类型以旱生植物为主,其综合优势比随放牧强度的增加而增加,而中生植物功能群则呈相反的变化趋势。【结论】研究区草地群落中多年生根茎禾草功能群的物种均为中生植物,而一、二年生草本功能群的物种多为旱生植物。与长期禁牧相比,休牧显著提高了草地群落的物种多样性,并促使多年生禾草和中生植物功能群逐渐取代一、二年生草本和旱生植物功能群。因此,科学的休牧制度有助于草地植物多样性的保护和退化生态系统的恢复。

关键词：生活型功能群水分生态型功能群物种组成综合优势比物种多样性

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内蒙古沙区2000—2020年人地系统可持续性

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中国沙漠 2025年第2期45卷 71-82页

作者：萨仁高娃赵媛媛耿鑫智王岳高广磊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 内蒙古财经大学资源与环境经济学院内蒙古呼和浩特010070

掌握沙区人地系统可持续性状态和发展趋势,对于科学防沙治沙、促进区域协调发展十分重要。本研究选择毛乌素沙地乌审旗、浑善达克沙地正蓝旗和科尔沁沙地奈曼旗为研究区,构建包括人类活动强度、资源-能源状态恶化、环境污染程度和调控... 详细信息

掌握沙区人地系统可持续性状态和发展趋势,对于科学防沙治沙、促进区域协调发展十分重要。本研究选择毛乌素沙地乌审旗、浑善达克沙地正蓝旗和科尔沁沙地奈曼旗为研究区,构建包括人类活动强度、资源-能源状态恶化、环境污染程度和调控能力等4个维度的人地系统可持续性综合评价指标体系,采用组合赋权-TOPSIS和三角模型相结合的方法评估2000—2020年研究区人地系统可持续性水平和发展趋势。结果表明:(1)2000—2020年,内蒙古沙区人地系统可持续性总体呈现向好趋势,空间异质性明显;(2)从子系统变化特征看,各区人类活动强度指数总体呈波动上升趋势,资源-能源状态恶化指数和环境污染程度指数呈波动下降趋势,调控能力指数呈明显上升趋势;(3)从综合可持续性演变看,乌审旗呈现出从不可持续向强可持续发展,生态反应从极差到好;正蓝旗和奈曼旗呈现为从不可持续向一般可持续发展,生态反应从差到中等。随着社会经济的发展和生态治理力度的加大,内蒙古各沙地正积极探索绿色发展之路,但人类社会经济发展与资源能源利用、生态环境保护之间的平衡仍面临挑战,需要针对不同主导因素的人地系统进行差异化管理,以促进区域可持续发展。

关键词：人地系统可持续性三角模型毛乌素沙地浑善达克沙地科尔沁沙地

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祁连山林区基于水源涵养能力的人工林近自然度评价体系建立

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生态学报 2024年第7期44卷 2971-2980页

作者：程唱蔡有柱赵丽娟邹星晨张泽鑫刘欣悦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 林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 大通回族土族自治县宝库林场西宁810100

建立近自然度评价体系对于修复森林生态功能、保障森林可持续发展有着重要的意义,然而近自然度尚未有统一的评价体系。祁连山地区的森林系统承担着我国西部重要的水源涵养功能,对其现存的人工林客观地开展基于水源涵养能力的近自然评价... 详细信息

建立近自然度评价体系对于修复森林生态功能、保障森林可持续发展有着重要的意义,然而近自然度尚未有统一的评价体系。祁连山地区的森林系统承担着我国西部重要的水源涵养功能,对其现存的人工林客观地开展基于水源涵养能力的近自然评价是亟需解决的问题。以祁连山东部金禅沟、塔尔沟小流域40个不同林分起源的云杉纯林、白桦纯林、云杉白桦混交林为对比研究样地,对涉及近自然度和水源涵养能力的指标进行敏感性分析,筛选出中高敏感度指标,通过欧氏距离法结合熵权法定量评价人工林近自然度,通过模糊物元法定量评价森林水源涵养能力,然后采用6种方法对近自然度和水源涵养得分分布进行拟合(R~2>0.4),并利用K-means法建立了4个近自然度评价等级。研究表明祁连山东部地区大部分人工林近自然度评级处于半天然林阶段,通过改造纯林为针阔混交林可以同时提高其近自然度与水源涵养能力。研究旨在构建基于水源涵养能力的近自然度评价体系,为森林生态服务功能修复提供理论支持。

关键词：天然林人工林水源涵养能力近自然度

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中国北方农牧交错带生境质量时空演变与情景模拟

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干旱区研究 2025年第1期42卷 154-165页

作者：张莹赵媛媛刘如龙王岳丁国栋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 内蒙古财经大学资源与环境经济学院内蒙古呼和浩特010070

探究脆弱区生境质量变化过程及未来情景格局对于研究区生态环境科学保护具有重要意义。本研究基于土地利用数据、FLUS-In VEST模型及空间自相关方法,分析中国北方农牧交错带2000—2020年生境质量时空格局,并对2040年生境质量进行多情景... 详细信息

探究脆弱区生境质量变化过程及未来情景格局对于研究区生态环境科学保护具有重要意义。本研究基于土地利用数据、FLUS-In VEST模型及空间自相关方法,分析中国北方农牧交错带2000—2020年生境质量时空格局,并对2040年生境质量进行多情景模拟。结果表明:(1)草地是研究区的主要土地类型,占比超过41%。2000—2020年研究区耕地变化最为显著,面积减少10157 km^(2),林地和建设用地面积有所增加。(2)研究区东南边界生境质量相对较高;2000—2020年平均生境质量变化不大,但生境质量较低等级和较高等级的面积分别增加2281 km^(2)和1375 km^(2),退化度较高的研究区则呈现为点状集中分布在部分建设用地上。(3)2040年各情景下生境质量呈现出向好趋势,但生态保护情景下生境质量提升最为显著,较高等级面积较2020年增加2514 km^(2)。建议未来土地利用规划和生态环境保护过程中,需重点关注内蒙古东南部、河北北部等生境质量低的区域。

关键词：生境质量北方农牧交错带土地利用时空格局

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