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北京林业大学学报 2015年第12期37卷 77-84页

作者：李宁陈丽华杨苑君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

植物根系的抗拉特性是影响边坡稳定性最重要的因素。为探究根系的基本力学特性及影响因素,选取不同直径、保存时间的油松、华北落叶松根系在不同标距、拉伸速率下进行室内拉伸试验,并运用方差分析、协方差分析、多元回归分析等数学统计... 详细信息

植物根系的抗拉特性是影响边坡稳定性最重要的因素。为探究根系的基本力学特性及影响因素,选取不同直径、保存时间的油松、华北落叶松根系在不同标距、拉伸速率下进行室内拉伸试验,并运用方差分析、协方差分析、多元回归分析等数学统计方法对其进行定量、定性分析。结果表明:油松、华北落叶松根系抗拉力与直径呈幂函数正相关关系,而抗拉强度与直径无明显关系;标距、拉伸速率均对根系抗拉力、抗拉强度有显著影响,并且与根系抗拉力、抗拉强度均呈负相关关系,不同标距下2个树种根系的抗拉力、抗拉强度均表现为50 mm>100 mm>150mm>200 mm,不同拉伸速率下2个树种根系的抗拉力、抗拉强度均表现为10 mm/min>100 mm/min>200 mm/min;在不同试验条件下,油松根系的力学性能均优于华北落叶松根系;各个影响因素对根系抗拉力、抗拉强度的回归模型表明,根系直径是影响根系抗拉力的最主要因素,而且标距对抗拉力、抗拉强度的影响大于拉伸速率,根系保存时间对抗拉力、抗拉强度没有显著影响。

关键词：根系抗拉力抗拉强度影响因素

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重庆市冬季PM2.5及气态污染物的分布特征与来源

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环境科学研究 2015年第7期28卷 1039-1046页

作者：梁丹王彬王云琦张会兰李昂张婉晴张璇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生态站重庆400702

利用重庆市大气污染物监测站2013年冬季(2013年11月—2014年1月)的实测数据,分析PM2.5及相关气态污染物(SO2、NO2、O3)的时空特征,并采用轨迹聚类与PSCF(潜在源贡献因子)分析污染物来源.结果表明:除ρ(O3)以外,其他3种污染物质量浓度的... 详细信息

利用重庆市大气污染物监测站2013年冬季(2013年11月—2014年1月)的实测数据,分析PM2.5及相关气态污染物(SO2、NO2、O3)的时空特征,并采用轨迹聚类与PSCF(潜在源贡献因子)分析污染物来源.结果表明:除ρ(O3)以外,其他3种污染物质量浓度的月际变化趋势基本一致,均呈12月升高、1月降低的特征;污染物空间分布不均,其中ρ(PM2.5)和ρ(NO2)在工业区和人口密集区较高,ρ(SO2)南高北低,ρ(O3)城区低于郊区.ρ(SO2)、ρ(NO2)与ρ(PM2.5)均呈显著正相关,其中ρ(SO2)与ρ(PM2.5)的R(相关系数)在城、郊区分别为0.71、0.65,ρ(NO2)与ρ(PM2.5)在城、效区的R分别为0.73、0.56;而ρ(O3)与ρ(PM2.5)未表现出显著相关.ρ(SO2)、ρ(NO2)与ρ(PM2.5)的相关性高低可在一定程度上说明二次气溶胶的污染程度,ρ(O3)与ρ(PM2.5)的相关性受到PM2.5来源和污染程度的影响.轨迹分析结果显示,重庆市2013年冬季主要受东北方向气流影响;聚类分析表明,重庆市11月没有表现出明显的PM2.5外来输送特征,但12月和1月的PM2.5外来输送特征明显,并且不同方向的气流污染物浓度差异也较大.PSCF分析发现,重庆市冬季PM2.5、SO2、NO2、O3主要来源于本地和周围城市局地传输,同时还受南宁、贵阳、遵义、达州等地的影响.

关键词： PM2.5 气态污染物分布特征相关性轨迹聚类 PSCF分析重庆市

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基于树轮δ^(13)C的北京山区侧柏水分利用效率

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应用生态学报 2017年第7期28卷 2128-2134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北京100083

树木水分利用效率特征存在地域及树种差异,北京山区作为华北土石山区典型森林生态系统,其主要树种侧柏水分利用效率(WUE)长期变化的研究未见报道.本研究通过测定侧柏树轮稳定碳同位素值(δ^(13)C),计算年均水分利用效率(WUE_i),分析其... 详细信息

树木水分利用效率特征存在地域及树种差异,北京山区作为华北土石山区典型森林生态系统,其主要树种侧柏水分利用效率(WUE)长期变化的研究未见报道.本研究通过测定侧柏树轮稳定碳同位素值(δ^(13)C),计算年均水分利用效率(WUE_i),分析其长期变化趋势及对环境条件变化的响应,并结合树轮宽度,探究侧柏WUE_i与净固碳量的关系.结果表明:1918—2013年期间,北京山区年均气温呈逐渐升高趋势,年降水量波动较大.在此期间,侧柏树轮δ^(13)C逐渐减小,WUE_i呈逐渐增大趋势.侧柏WUE_i对气温变化的响应最为敏感,呈显著正相关关系,且WUE_i对气温升高的响应敏感性大于气温降低.侧柏WUE_i与年降水量的相关性不明显,该地区降水量不是影响侧柏WUE_i的主要因素.侧柏去趋势树轮宽度值呈现先上升后下降趋势,近20年下降趋势明显.结合WUE_i与环境因子的相关性分析,认为气温升高导致气孔导度(g_s)降低,蒸腾量减少,同时增加了呼吸损耗,结果导致WUE_i升高,但侧柏净固碳量减少,生长减缓.

关键词：树轮稳定碳同位素值水分利用效率树轮宽度气孔导度

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基于树轮δ13C值的北京山区油松水分利用效率

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生态学报 2017年第6期37卷 2093-2100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北京100083

水分利用效率是深入研究森林生态系统水碳循环耦合关系的重要节点之一。北京山区生态系统是北京市的天然生态屏障,研究该地区植被水分利用效率动态及其对气候变化的响应,对于评估区域碳水耦合关系及研究植物对全球气候变化的响应具有重... 详细信息

水分利用效率是深入研究森林生态系统水碳循环耦合关系的重要节点之一。北京山区生态系统是北京市的天然生态屏障,研究该地区植被水分利用效率动态及其对气候变化的响应,对于评估区域碳水耦合关系及研究植物对全球气候变化的响应具有重要意义。利用北京市密云县东部山区红门川流域的油松树轮δ^(13)C序列,分析了长期水分利用效率WUE的年际变化。结合密云站及上甸子站的气象数据资料分析结果表明:(1)自1952年至2014年,北京山区红门川流域油松树轮δ^(13)C值序列呈现上升趋势,变动区间为-23.41‰—-27.63‰,平均为-25.56‰;油松WUE的年际值呈现波动下降趋势,变动区间为5.77—16.53,平均值为9.6,平均每年下降0.175,20世纪80年代左右下降趋势最为显著,且之后维持在相对较低的水平,最低值(5.76)出现在1994年,最高值(16.53)出现在1976年,1964年至1980年期间WUE为研究时段内最高,平均值为13.0。由此可见,在过去几十年中,红门川流域油松林的水分利用效率持续降低,固碳能力下降。(2)油松WUE对气温变化响应较好,总体呈现显著负相关,其中与年均气温相关性指数为r^2=0.8248,P<0.01,与生长季平均气温相关性指数r^2=0.6952。平均气温每升高0.1℃,油松WUE下降0.205。且平均气温较高的年份油松WUE下降率比低温年份的WUE升高率大,由此推断,气温上升对油松林生态系统水碳循环及耦合关系影响更为显著。(3)油松WUE随着降水量增加而提高,与降水存在一定的正相关关系,但并不显著;在降水量突然减少之后,油松的WUE值会随之上升,持续一段时期后有回落现象,说明WUE值具有一定保守性。(4)WUE对温度变化的响应较降水变化的响应更加敏感。温度的升高及降水的减少导致植物叶片气孔导度降低,进而影响了植物的固碳速率。

关键词：水分利用效率树轮δ~13C值气候变化水碳耦合

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晋西黄土区不同森林群落类型植物多样性研究

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北京林业大学学报 2015年第11期37卷 82-88页

作者：张桐王玉杰王云琦张会兰王彬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

为了揭示晋西黄土区不同森林群落类型对生物多样性的保持作用,对晋西黄土区人工油松林、人工刺槐林及天然次生林林下植物组成及土壤化学性质进行了调查研究,并对3种林分进行对比分析,研究晋西黄土区不同森林群落类型林下植物多样性特征... 详细信息

为了揭示晋西黄土区不同森林群落类型对生物多样性的保持作用,对晋西黄土区人工油松林、人工刺槐林及天然次生林林下植物组成及土壤化学性质进行了调查研究,并对3种林分进行对比分析,研究晋西黄土区不同森林群落类型林下植物多样性特征。结果表明:1)研究区内共出现40个植物种,灌木6种,草本34种。3种森林群落类型林下植物种数为人工刺槐林>人工油松林>天然次生林;2)3种森林群落类型林下物种丰富度指数(Margalef指数)、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种均匀度指数(Pielou指数)表现为草本层>灌木层,人工林>天然林。人工刺槐林林下Margalef指数、Shannon-Wiener指数小于人工油松林,而Simpson指数和Pielou指数大于人工油松林;3)与2006年相比,2012年研究区内植被种类增加,人工林内植物种的增加要比天然次生林内明显;4)3种森林群落类型林下Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数与土壤化学性质的关联大小为土壤养分>有机质>p H值。

关键词：晋西黄土区人工油松林人工刺槐林天然次生林植物多样性

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不同林分类型对土壤团聚体稳定性及有机碳特征的影响

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北京林业大学学报 2016年第5期38卷 84-91页

作者：黎宏祥王彬王玉杰王云琦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

基于野外调查和室内分析,对人工杉木林、马尾松林、桉树林、毛竹林、天然林5种不同林分下0~20 cm、20~40 cm土层土壤水稳性团聚体稳定性及各粒级土壤团聚体有机碳分布特征进行研究。结果表明：1）0~20 cm土层,土壤水稳性团聚体质量百分... 详细信息

基于野外调查和室内分析,对人工杉木林、马尾松林、桉树林、毛竹林、天然林5种不同林分下0~20 cm、20~40 cm土层土壤水稳性团聚体稳定性及各粒级土壤团聚体有机碳分布特征进行研究。结果表明：1）0~20 cm土层,土壤水稳性团聚体质量百分含量随粒级的减小先下降后上升,主要以0.5~0.25 mm粒级最低;5种林分条件下各土层均以〉0.25 mm的大团聚体为主,随土层加深,大团聚体含量减少。2）各林分土壤平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）值变化趋势相似,均呈现为0~20 cm土层大于20~40 cm土层;林分间土壤MWD、GMD值则表现为天然林最大,桉树林最小;分形维数（D）在2个土层均以桉树最大,杉木林最小;3）5种林分各粒级团聚体中有机碳的含量均随土层的加深而减少;0~20 cm土层,各林分有机碳含量随着团聚体粒级减小呈现先增大后减小再增大的趋势,最大值主要出现在5~2 mm粒级,而有机碳贡献率则表现为先减小后增大的趋势。不同林分MWD、GMD差异分析结果表明,天然林土壤结构优于其他4种人工林,团聚体稳定性更高,而桉树林最低。随着土层深度变大,土壤水稳性团聚体稳定性下降;土壤团聚体有机碳含量表现为天然林最大、桉树林最小。

关键词：不同林分土壤团聚体稳定性有机碳

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陕北黄土区生物土壤结皮抗冲性研究

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北京林业大学学报 2009年第5期31卷 96-101页

作者：卜楠朱清科王蕊郑慧安彦川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

生物土壤结皮对提高黄土区土壤抗冲刷与抗侵蚀能力起着重要作用,充分认识和了解其作用机理对治理该区土壤侵蚀具有重要意义。该文采用原状土冲刷槽的实验方法,于2008年9月对陕北黄土区不同类型生物土壤结皮冲刷过程中的径流含沙量、冲... 详细信息

生物土壤结皮对提高黄土区土壤抗冲刷与抗侵蚀能力起着重要作用,充分认识和了解其作用机理对治理该区土壤侵蚀具有重要意义。该文采用原状土冲刷槽的实验方法,于2008年9月对陕北黄土区不同类型生物土壤结皮冲刷过程中的径流含沙量、冲刷总量及抗冲指数进行了研究,结果表明:①苔藓比例是衡量生物土壤结皮抗冲能力的重要指标,土壤冲刷总量与苔藓比例呈负相关,生物土壤结皮崩解时间与其呈正相关。②生物土壤结皮冲刷过程中,径流含沙量随冲刷时间逐渐增加,在生物土壤结皮完全崩解后,径流含沙量开始减少。③土壤抗冲指数(冲走1g土所需时间)与时间呈显著二次多项式的关系,即随着时间增加,生物土壤结皮逐渐崩解,土壤抗冲指数随之降低。④生物土壤结皮的盖度与土壤冲刷侵蚀量呈负相关,即盖度越高,侵蚀量越低;在坡度与冲刷强度相同条件下,无结皮土壤径流含沙量是全覆盖结皮土壤的35倍。⑤坡度与生物土壤结皮径流含沙量呈正相关,且在陡坡条件下,生物土壤结皮抗冲刷和抗侵蚀能力更为明显,因此,提高生物土壤结皮盖度、增加生物土壤结皮苔藓含量是提高黄土区土壤抗冲刷能力的有效方法之一。

关键词：生物土壤结皮抗冲性黄土区

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北京山区侧柏水分利用策略

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生态学报 2017年第11期37卷 3697-3705页

作者：刘自强余新晓娄源海李瀚之贾国栋路伟伟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北京100083

侧柏是北京山区分布范围较广的典型针叶树种,揭示其在不同土壤水分条件下的水分利用策略具有重要意义。通过测定分析生长季内侧柏枝条水、土壤水和地下水的δD和δ^(18)O值,并利用多元混合模型(Iso-source软件)计算侧柏对土壤水或地下... 详细信息

侧柏是北京山区分布范围较广的典型针叶树种,揭示其在不同土壤水分条件下的水分利用策略具有重要意义。通过测定分析生长季内侧柏枝条水、土壤水和地下水的δD和δ^(18)O值,并利用多元混合模型(Iso-source软件)计算侧柏对土壤水或地下水的利用比例,再结合叶片水势(ψ)、气孔导度(Gs)、光合速率(Ps)和蒸腾速率(Tr)等生理生态因子同步观测,了解侧柏在生长季内的水分来源及生理生态适应。结果表明:侧柏的水分利用策略随季节波动,其在不同季节对不同土层水分的利用比例存在差异。在旱季,侧柏对表层0—20cm土壤水的平均利用率介于27.6—31.3%,对深层80—100cm土壤水和地下水的利用率分别介于27.0—33.7%和22.0—28.9%之间;进入雨季,侧柏对表层0—20cm土壤水利用比例增大,介于47.2—60.9%,对深层80—100cm土壤水和地下水的利用比例减小,分别介于10.5—16.2%和15.2—19.8%。旱季的侧柏水分亏缺更为严重,其叶片水势峰值比雨季低44.5%;旱季中的侧柏气孔导度在上午10:00达到峰值,但比雨季峰值低51.67%,其光合速率和蒸腾速率峰值也相应的下降了22.3%和37.0%。侧柏能通过降低气孔导度减少水分损失来获得较高的碳同化速率,维持较高的水分利用效率来适应干旱生境,表现出较强的适应能力。

关键词：侧柏水分来源利用策略氢氧同位素

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重庆缙云山森林生态系统服务功能价值评估

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北京林业大学学报 2013年第3期35卷 46-55页

作者：刘勇王玉杰王云琦张会兰朱锦奇李云鹏刘楠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

通过野外实地调查、典型样地试验及生态站长期观测等手段,以重庆缙云山4种典型森林类型为研究对象,对其2010年涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化空气、生物多样性保护和森林游憩7项服务功能价值作了评估。结果表明:缙... 详细信息

通过野外实地调查、典型样地试验及生态站长期观测等手段,以重庆缙云山4种典型森林类型为研究对象,对其2010年涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化空气、生物多样性保护和森林游憩7项服务功能价值作了评估。结果表明:缙云山森林生态系统4种森林类型提供的生态系统服务功能总价值为10.99亿元/a,单位面积生态系统服务功能价值为14.46万元/(hm2·a)。7项森林生态系统服务功能价值为:森林游憩(2.82亿元/a)>生物多样性保护(2.56亿元/a)>涵养水源(2.25亿元/a)>保育土壤(1.60亿元/a)>固碳释氧(1.37亿元/a)>营养物质积累(0.36亿元/a)>净化空气(0.04亿元/a)。4种森林类型单位面积生态系统服务功能价值(森林游憩价值功能除外)中,针阔混交林、常绿阔叶林、灌木林服务功能价值接近,分别为11.21万、11.07万和10.84万元/(hm2·a);竹林服务功能价值最低,为6.98万元/(hm2·a)。

关键词：森林生态系统服务功能价值评估缙云山

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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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