检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2024年第8期40卷 98-106页

作者：王丹马超王云琦王玉杰吕柏伟徐淑蕾朱锦奇南昌大学流域碳中和教育部工程研究中心江西生态文明研究院资源与环境学院南昌330031 北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 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北京100083 山西省交通环境保护中心站(有限公司) 太原030032

为深入分析植物对土壤加固的影响效益和机制,该研究选取重庆缙云山地区和陕西延安黄土丘陵区种植一年的乔木(火炬树、榆树)和灌木(荆条、酸枣),测定其根系形态、力学参数和土壤的抗剪强度,通过RBMw模型计算根系固土效益,综合评估不同植... 详细信息

为深入分析植物对土壤加固的影响效益和机制,该研究选取重庆缙云山地区和陕西延安黄土丘陵区种植一年的乔木(火炬树、榆树)和灌木(荆条、酸枣),测定其根系形态、力学参数和土壤的抗剪强度,通过RBMw模型计算根系固土效益,综合评估不同植物的固土效能和贡献度。结果表明:2地种植的物种平均根直径的差异不显著(P>0.05),重庆种植的乔木(火炬树、榆树)的根长、分叉数和根尖数显著高于延安,灌木未出现显著差异(P<0.05)。根系的抗拉强度与直径都符合负幂函数关系,其中平均抗拉强度最大的为荆条。除荆条外,同种植物根系的抗拉强度并未因不同地区的种植产生显著差异。4个植物种根系的固土效率为0.65~4.12 kPa,各物种间存在显著差异(P<0.05)。重庆2种乔木种植下的根土复合体有效黏聚力高于裸地(约10%),灌木种植下则普遍略低于裸地。除酸枣外,种植于重庆的4种植物的根系固土作用和效率都显著的高于延安(P<0.05)。研究结果可为不同地区固土护坡的树种选择提供理论依据。

关键词：土壤根系植物抗拉特性抗剪强度综合固土能力

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黄土高原典型地区不同植被覆盖下坡面土壤侵蚀阈值研究

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水土保持学报 2023年第2期37卷 187-198页

作者：张龙齐贾国栋吕相融雷自然刘锐张潇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 北京林业大学水土保持学院首都圈森林生态系统国家定位观测研究站北京100083

为了分析植被覆盖对黄土高原坡面水土流失的影响,量化土壤侵蚀的植被覆盖阈值,基于模拟降雨数据分析了植被覆盖对土壤侵蚀的作用机制,利用绥德、西峰、天水等黄土高原高原典型地区的野外径流小区定位观测资料,探讨了不同覆被类型下植被... 详细信息

为了分析植被覆盖对黄土高原坡面水土流失的影响,量化土壤侵蚀的植被覆盖阈值,基于模拟降雨数据分析了植被覆盖对土壤侵蚀的作用机制,利用绥德、西峰、天水等黄土高原高原典型地区的野外径流小区定位观测资料,探讨了不同覆被类型下植被覆盖控制径流和土壤侵蚀的有效性,确定了不同覆被类型下植被覆盖调控径流和防治土壤侵蚀的植被覆盖下限阈值和上限阈值。结果表明:(1)植被覆盖度的提高增加了土壤入渗、减少了径流量、延缓了径流流速、增加了土壤抵抗侵蚀的能力。(2)坡面径流量随植被覆盖度呈幂函数或指数函数下降,土壤侵蚀量随植被覆盖度呈指数函数、幂函数或者对数函数下降。(3)总体而言,不同地区植被控制土壤侵蚀的下限阈值在20%~30%,上限阈值在50%~70%。(4)土壤质地、植被类型、甚至植被的根系特征对植被控制径流和土壤侵蚀的效益有重要影响。研究结果为黄土高原水土保持工作提供研究依据。

关键词：黄土高原土壤侵蚀植被覆盖阈值人工降雨

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火烧迹地根系分布对浅层含根土土水特征及渗透特性的影响

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中国水土保持科学 2023年第3期21卷 42-51页

作者：闫相君王云琦祁子寒何相昌李克文骆丕昭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北京100083 北京林业大学水土保持学院、重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083

火灾会造成森林浅层土水力特性发生改变,植物根系可以改变土壤土水特征和渗透特性。以重庆市北碚区缙云山虎头村的火烧迹地为研究对象,采用平衡锥仪法、烘干法等测定不同火灾程度下马尾松林和毛竹林土壤的液限、密度、饱和含水率等基本... 详细信息

火灾会造成森林浅层土水力特性发生改变,植物根系可以改变土壤土水特征和渗透特性。以重庆市北碚区缙云山虎头村的火烧迹地为研究对象,采用平衡锥仪法、烘干法等测定不同火灾程度下马尾松林和毛竹林土壤的液限、密度、饱和含水率等基本物理性质,通过变水头渗透试验测定浅层含根土的饱和渗透系数k s,采用激光粒度仪法测定颗粒级配曲线并基于van-Genuchten(VG)模型拟合土-水特征曲线。结果表明:1)森林火灾导致其浅层土壤密度降低,饱和含水率、液限、孔隙度等显著升高;2)火烧迹地根系数量减少,其中0~<2 mm径级的细根数量变化最大,减少约30%~50%;3)对于轻、中和重3种火烧程度,马尾松林火烧后其饱和渗透系数升高,尤其在重度火烧区表层土相比未遭受火烧浅层土的渗透系数提高58.26倍,毛竹林导水率变化规律与马尾松林相似且渗透系数的改变程度更大,其重度火烧区表层土的渗透系数提高162.24倍;4)火烧迹地浅表层含根土土-水特征曲线进气值参数α随火烧程度的加剧而降低3.0%~6.8%,其孔径分布参数n随火烧程度的加剧而增加6%~30%。研究结果进一步量化森林火灾对浅表层含根土饱和渗透特性和土水特征的影响,为火烧迹地边坡水力特性研究及边坡稳定分析提供科学依据。

关键词：森林火灾含根土根系分布土-水特征曲线渗透特性

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模拟刚性植被盖度及配置方式对坡面流水动力参数及紊动特性的影响

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水土保持研究 2025年第3期32卷 8-17页

作者：贺元张会兰谷方正王铃涵李峰水土保持国家林业和草原局重点实验室北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学重庆缙云三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083

[目的]揭示不同植被配置方式对坡面流水动力及其紊动特性的影响,为植被坡面土壤侵蚀机制和植被资源的合理配置提供科学依据。[方法]采用室内水槽冲刷试验的方法,模拟刚性植被近地表盖度(8.9%,4.5%,2.2%,1.1%,0.6%,0.3%)、乔灌配置方式(... 详细信息

[目的]揭示不同植被配置方式对坡面流水动力及其紊动特性的影响,为植被坡面土壤侵蚀机制和植被资源的合理配置提供科学依据。[方法]采用室内水槽冲刷试验的方法,模拟刚性植被近地表盖度(8.9%,4.5%,2.2%,1.1%,0.6%,0.3%)、乔灌配置方式(灌木、乔灌结合、乔木)与空间分布形式(均匀、随机、聚集)在6组不同流量条件下坡面流水动力参数、水流阻力的总体变化特征,并重点关注不同配置因子对坡面流影响程度的大小和局部尺度的促紊作用。[结果](1)植被覆盖使坡面相较于裸坡平均水深雍高了1.3~2.3倍,平均流速降低了16%~48%。不同植被配置方式壅水降速效果为密集>中等>稀疏、灌木>乔灌结合>乔木、随机>均匀>聚集,3种配置因子对坡面流的影响为植被盖度>乔灌配置>空间分布形式。(2)植被的体积阻力系数随着植被盖度的增大呈现线性增大趋势(R^(2)>0.90),且随流量增大,该趋势渐缓;紊流强度随综合植被配置参数的增大呈幂函数关系(R^(2)>0.99)。流速相同条件下,随着盖度增加,植被坡面相较于裸坡有产生尾涡增加紊动的作用;水力坡度相同条件下,植被坡面紊动能水平与裸坡相比,出现先增加后减小的变化特征。[结论]植被盖度对于坡面流阻力及紊动特性的影响要大于乔灌配置方式与空间分布形式。随着盖度增加,植被通过局部促紊作用与宏观增阻作用的相互制衡,共同决定了坡面流紊动能占总动能的比例。

关键词：坡面流植被配置方式模拟试验水动力参数紊动特性

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火干扰对缙云山土壤团聚体稳定性的影响

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中国水土保持科学 2023年第3期21卷 25-33页

作者：王琳涛王云琦王玉杰张建聪尹乐张洪珊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北京100083 北京林业大学水土保持学院、重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083

为探究土壤团聚体稳定性在火干扰下的变化特征,以近期发生森林火灾的重庆缙云山典型林种针阔混交林为研究对象,采用Le Bissonnais(LB)法中快速湿润(FW)、慢速湿润(SW)和湿润振荡(WS)3种不同的破碎机制,模拟不同强度降雨条件对土壤团聚... 详细信息

为探究土壤团聚体稳定性在火干扰下的变化特征,以近期发生森林火灾的重庆缙云山典型林种针阔混交林为研究对象,采用Le Bissonnais(LB)法中快速湿润(FW)、慢速湿润(SW)和湿润振荡(WS)3种不同的破碎机制,模拟不同强度降雨条件对土壤团聚体的破坏,分析其在轻度(S)、中度(M)和重度(L)3种火干扰下团聚体破碎机制。结果表明:1)在火干扰下土壤团聚体均表现出FW处理下破坏程度最大,WS次之,SW处理下破坏程度最小;在FW处理下,>0.50 mm水稳性团聚体比例均表现出S

关键词：火干扰土壤团聚体稳定性针阔混交林 Le Bissonnais法

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黄土高原地区4种常见树种适宜区对气候变化响应

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北京林业大学学报 2023年第3期45卷 21-33页

作者：陈美霖韩海荣北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 内蒙古七老图山森林生态系统国家定位观测研究站内蒙古赤峰024400

【目的】分析黄土高原地区4个常见树种(樟子松、油松、柠条、华北落叶松)在当前和未来的潜在分布,揭示气候变化对植物空间分布格局的影响。【方法】基于19个气候因子结合来自Ho1dridge生命地带模型和Kira指标体系的5个指标:年生物温度(A... 详细信息

【目的】分析黄土高原地区4个常见树种(樟子松、油松、柠条、华北落叶松)在当前和未来的潜在分布,揭示气候变化对植物空间分布格局的影响。【方法】基于19个气候因子结合来自Ho1dridge生命地带模型和Kira指标体系的5个指标:年生物温度(ABT)、潜在蒸散率(PER)、温暖指数(WI)、寒冷指数(CI)、干燥指数(HI),运用Maxent模型,模拟预测了4个树种在当前、未来(2041-2060年、2061-2080年)ssp126、ssp245、ssp585气候情景下的潜在地理分布。运用刀切图分析影响其分布的主要环境因子,并采用受试者工作特征曲线(ROC)下的面积(AUC)对预测结果进行检验。【结果】(1)Maxent模型可以较好地模拟黄土高原4个主要常见种的地理分布范围,各物种的10次平均AUC结果均大于0.8;(2)对于樟子松、油松、柠条来说,温度和水分共同限制其分布,而对于华北落叶松来说,影响其分布的主导因子是降水。温度季节性变化标准差、潜在蒸散率、最湿润季节降雨量、最干燥月降水都影响樟子松分布。年均温变化范围、温度季节性变化标准差、最冷月最低温度,最暖季度降水量、潜在蒸散率是影响油松分布的主导因子。影响柠条适宜区分布的主导因子为最暖月最高温度、温暖指数、等温性和潜在蒸散率、最冷季度降水量。影响华北落叶松分布的主导因子主要与降水有关,分别是最湿润月降雨量、最湿润季节降雨量、降水量变异系数和潜在蒸散率。(3)油松、柠条和华北落叶松的潜在适生区将向西北方向迁移,樟子松的潜在适生区向西南方向迁移。油松和华北落叶松的潜在适宜区面积呈现先扩大后缩小的趋势,而柠条和樟子松的潜在适生区将持续扩张,尤其是樟子松的高适生区占比将在2070s扩大至50.97%。【结论】气候变化将使油松和华北落叶松丧失一部分的高适生区,但同时会使柠条和樟子松的高适生区扩张明显。在黄土高原退耕还林建设中,可优先考虑种植柠条和樟子松。

关键词：气候变化黄土高原地区 Maxent模型适生区分布

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基于PIV的渐变地表粗糙度对坡面流水动力特性的影响

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水土保持学报 2023年第6期37卷 18-24,33页

作者：谷方正张会兰王铃涵夏绍钦孙虎北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学重庆缙云三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083

粗糙度是影响坡面流水动力特性的关键因子,为探究渐变粗糙度影响下坡面流水力特性,采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry, PIV)观测并分析3组流量下渐变粗糙床面下坡面流的流速轮廓线、紊动强度、雷诺应力和壁面切应力的变... 详细信息

粗糙度是影响坡面流水动力特性的关键因子,为探究渐变粗糙度影响下坡面流水力特性,采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry, PIV)观测并分析3组流量下渐变粗糙床面下坡面流的流速轮廓线、紊动强度、雷诺应力和壁面切应力的变化规律。结果表明:(1)流速随粗糙度增加而减小;拟合无量纲流速得到流速分布对数公式,粗糙度增大与拟合常数A成反比,与积分系数B成正比。(2)渐变地表粗糙度流向紊动强度与光滑床面坡面流变化趋势相似。流向紊动强度随相对水深的增大而减小。随着粗糙度增大,流向紊动强度大小出现非显著性差异。渐变粗糙床面下流向紊动强度符合Nezu经验公式,流量与经验系数成正比。(3)不同流量下,渐变粗糙床面的雷诺应力分布与光滑床面相似。在粗糙度影响下,雷诺应力最大值出现在y/H=0.2~0.4处。随着粗糙度逐渐增加,壁面切应力逐渐增大。综合表明,增加PIV分辨率方法可以适用于坡面流水力特性的研究。探究渐变粗糙度对坡面流的影响,探讨坡面流水动力学特性,为水土保持理论研究提供新思路。

关键词：水动力特性坡面流粒子图像测速技术(PIV) 渐变粗糙床面粗糙度

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金沙江流域气象干旱与农业干旱的时空演变特征

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水土保持研究 2025年第4期32卷 176-188页

作者：安妮张会兰许杨柳宏才孙嘉宁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 重庆缙云三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站重庆400711

[目的]金沙江流域作为西南高山峡谷区的重要生态区域,近年来干旱事件频发,研究其干旱的时空变化特征及传播规律对流域水资源管理、农业生产安全和生态保护具有重要的理论与实践意义。[方法]气象干旱是由于某一区域长期缺乏降水而导致的... 详细信息

[目的]金沙江流域作为西南高山峡谷区的重要生态区域,近年来干旱事件频发,研究其干旱的时空变化特征及传播规律对流域水资源管理、农业生产安全和生态保护具有重要的理论与实践意义。[方法]气象干旱是由于某一区域长期缺乏降水而导致的一种异常现象,而农业干旱是指土壤水分不能满足植物不同生长阶段需水量的一种不良现象。采用金沙江流域1985—2015年40个站点的气象数据及CCI土壤数据集,基于标准化降水指数(SPI)和标准化土壤湿度指数(SSMI)以及Morlet小波分析等方法探究流域内气象干旱和农业干旱多尺度时空特征、周期性变化及传播规律。[结果](1)年尺度上,流域在气象和农业方面均存在干旱化趋势。在季节尺度上,SPI的变化趋势在4个季节存在较大差异,秋季干旱化趋势最为严重;SSMI的变化趋势没有显著的季节差异,干旱化和湿润化的趋势并不明显。在空间上,气象和农业分别在41.0%和38.5%的区域有干旱化的趋势,均分布在流域南部;41.4%和43.4%的区域有湿润化趋势,均分布在流域北部,呈现“北湿润化南干旱化”的分布格局,干旱的发生有明显的空间性和季节性差异。(2)1985至2015年间,该流域气象干旱主要表现出9a的主周期,而农业干旱则表现为18a的主周期;2000年后干旱频率和强度增加,气象和农业均呈现出向干旱化发展的趋势。(3)从干旱发生频率上看,气象干旱主要集中在流域北部和南部,农业干旱没有明显的空间分布特性。气象干旱在春夏季高发,无旱和轻旱发生频率最高。农业干旱在夏秋两季高发,轻旱发生频率最高。(4)气象干旱向农业干旱的传播时间主要集中在1~2个月,流域高海拔地区(上游)两种干旱之间的传播时间较长,而低海拔地区(下游)的传播时间较短。传播强度具有一定的时空差异性,时间上春、夏季节干旱传播强度最大,DPI>1的区域分别占43.0%和51.0%。空间上流域北部和南部传播强度最大,农业干旱对气象变化的响应更为敏感。[结论]金沙江流域不同地区不同季节气象干旱与农业干旱发生的特征差异明显,未来应更多关注下游地区夏、秋季节的干旱变化,提高该地区的抗旱减灾能力。

关键词：金沙江流域气象干旱农业干旱干旱指数时空特征干旱传播

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不同地表粗糙度坡面流水力学特性试验研究

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 1-10页

作者：张旖璇马岚薛梦华孙旭王福星李浩玉宋天翼北京林业大学水土保持学院首都圈森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 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

为进一步探明坡面流水力学特性,通过室内定床放水冲刷试验,研究了不同流量和坡度下不同粗糙度(0.2~0.6 mm、0.6~1 mm、1~1.4 mm、1.4~2 mm、2~3 mm粒径和光滑对照组)下垫面的坡面流水力学特性。结果表明:下垫面粗糙度的增加减缓了坡面... 详细信息

为进一步探明坡面流水力学特性,通过室内定床放水冲刷试验,研究了不同流量和坡度下不同粗糙度(0.2~0.6 mm、0.6~1 mm、1~1.4 mm、1.4~2 mm、2~3 mm粒径和光滑对照组)下垫面的坡面流水力学特性。结果表明:下垫面粗糙度的增加减缓了坡面流流速,增大了水深,且流速和水深均与流量、坡度和粗糙度因子呈良好幂函数关系;雷诺数在对照组达最大值,粗糙度的增加使流型趋于缓流;阻力系数随粗糙度呈正势变化,其与流量、坡度、粗糙度因子的幂函数回归关系较好;计算径流剪应力与实测径流剪应力在对照组下垫面的关系良好,粗糙度增加对实测径流剪应力的增加有一定影响。研究成果对深入认识土壤侵蚀机理和坡面侵蚀防治具有重要意义。

关键词：坡面流粗糙度水力学参数径流剪应力

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缙云山4种植物幼苗氮磷含量及生态化学计量特征对模拟酸雨的响应

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中国水土保持科学 2024年第3期22卷 169-178页

作者：张育萱王云琦王玉杰杨凤朱君琳郑永林李满意孟祥江薛兰兰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北京100083 北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统教育部野外科学观测研究站北京100083 自然资源部重庆典型矿区生态修复野外科学观测研究站(重庆地质矿产研究院) 重庆401120 重庆武陵山森林生态系统国家定位观测研究站(重庆市林业科学研究院) 重庆400036

为研究酸雨对植物幼苗氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,探讨植物养分及其化学计量之间的关系及对酸雨的响应。以1年生杉木、马尾松、香樟和毛竹幼苗为研究对象,于2021年5月在重庆缙云山,设置pH值7.0(对照)、4.5、3.5和2.5共4个处理... 详细信息

为研究酸雨对植物幼苗氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,探讨植物养分及其化学计量之间的关系及对酸雨的响应。以1年生杉木、马尾松、香樟和毛竹幼苗为研究对象,于2021年5月在重庆缙云山,设置pH值7.0(对照)、4.5、3.5和2.5共4个处理,分别记为CK、pH4.5、pH3.5和pH2.5,进行为期4个月的原位模拟酸雨喷洒试验,分析不同植物幼苗N、P含量及其化学计量比。结果表明:不同浓度酸雨下,杉木、马尾松、香樟和毛竹4种植物叶的N、P含量大于根和茎;不同树种和不同器官的N含量对酸雨淋溶的响应不同,杉木和香樟幼苗的根和叶N含量对酸雨处理响应敏感系数高于茎。在pH3.5和pH4.5时,杉木和马尾松为N限制,毛竹在pH3.5时为N限制,而香樟在pH3.5和pH4.5时为P限制,不同酸雨浓度对植物各器官N:P计量特征存在不同影响,影响植物幼苗N、P含量平衡;杉木、马尾松、香樟和毛竹根N、P含量之间呈正相关,N、P含量表现出一定的比例组成和协调关系。不同植物对于酸雨处理的响应不同,植物营养元素含量及其在各个器官间的分配与植物自身形态结构特点和外界环境变化特征有关。

关键词：模拟酸雨植物器官氮磷化学计量比

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