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2001—2020年全球植被对极端气候的响应

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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河南省西平县杨树人工林碳贮量及其分配特征研究

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林业资源管理 2010年第2期 38-42页

作者：杨晓菲鲁绍伟饶良懿耿绍波高东冯宗红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河南省西平县林业局

基于对西平县杨树人工林植被生物量,土壤容重和碳含量的调查,估算杨树林生态系统碳贮量。研究表明:杨树林的乔木层碳密度波动在0.4890.512g/g,杨树各器官的碳密度大小依次是树叶>树干>树枝>树根,整个植被层碳贮量大小依次是乔... 详细信息

基于对西平县杨树人工林植被生物量,土壤容重和碳含量的调查,估算杨树林生态系统碳贮量。研究表明:杨树林的乔木层碳密度波动在0.4890.512g/g,杨树各器官的碳密度大小依次是树叶>树干>树枝>树根,整个植被层碳贮量大小依次是乔木层>林下植被层>凋落物层,与其各自生物量所占比例相当;土壤层的碳密度以020 cm的最高,往下逐渐降低;整个杨树林的碳贮量为164.29 t/hm2,乔木层碳贮量在整个植被层碳贮量中处于主导地位,占整个植被层碳贮量的97.36%。

关键词：杨树人工林生态系统碳密度碳贮量

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北京西山侧柏林土壤呼吸动态特征及其影响因素

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环境科学研究 2015年第1期28卷 58-65页

作者：涂志华庞卓赵阳余新晓陈丽华贾国栋郑力文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 北京市农林科学院北京草业与环境研究发展中心北京100097 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048

以北京西山地区的典型侧柏林为研究对象,于2009—2010年采用LI-8100土壤CO2通量自动观测系统全天候观测样地的RS（土壤呼吸速率）,分析其在典型日、月际、季节、年内不同时间尺度下的变异特征,并通过单一和二元混合模型分析T（土壤温度... 详细信息

以北京西山地区的典型侧柏林为研究对象,于2009—2010年采用LI-8100土壤CO2通量自动观测系统全天候观测样地的RS（土壤呼吸速率）,分析其在典型日、月际、季节、年内不同时间尺度下的变异特征,并通过单一和二元混合模型分析T（土壤温度）、VWC（土壤体积含水量）对RS的影响.结果表明：1典型日RS的昼夜变化规律不明显,峰值出现在12：00—14：00;RS的月际、季节、年内变化趋势均呈单峰形日均值,日均值变化范围在0.03-7.84μmol/（m2·s）之间;T的典型日、月际、季节、年内变化均呈单峰形;VWC变化规律不明显.2Q10（土壤温度敏感系数）季节性变化差异显著,最大值（3.56）出现在冬季,最小值（1.31）出现在春季;2009年、2010年、2009—2010年观测期间Q10平均值分别为2.01、2.03和2.10.3T和VWC对RS的变化解释能力分别为82.8%、20.5%,而T和VWC复合模型对RS的解释能力为82.6%.

关键词：侧柏林土壤呼吸土壤温度敏感系数(Q10) 土壤温度(T) 土壤体积含水量(VWC)

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间伐对华北落叶松人工林边缘效应的影响

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北京林业大学学报 2009年第5期31卷 29-34页

作者：王雄宾余新晓徐成立谷建才周彬范敏锐贾国栋吕锡芝水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京林业大学水土保持学院河北省木兰围场国有林场管理局河北农业大学林学院

通过对实施间伐后4种保留密度下的华北落叶松人工林林缘植被进行调查,以正态分布、理查德、幂函数、指数函数、对数函数5种曲线为基础,利用距林缘距离为自变量、林下植被物种丰富度为因变量建立边缘效应模型,分析不同间伐方式对华北落... 详细信息

通过对实施间伐后4种保留密度下的华北落叶松人工林林缘植被进行调查,以正态分布、理查德、幂函数、指数函数、对数函数5种曲线为基础,利用距林缘距离为自变量、林下植被物种丰富度为因变量建立边缘效应模型,分析不同间伐方式对华北落叶松人工林边缘效应的影响。结果表明:距林缘50m内,密度为500株/hm2的华北落叶松人工林林下植被物种丰富度未显示出边缘效应;在900和1300株/hm2密度下,林下植被物种丰富度在林缘附近表现平稳,随距林缘距离增加,表现出先急剧减小,后又变得稳定的变化趋势;在2500株/hm2密度下,林下植被物种丰富度随着距林缘距离的增加而急剧减小,超过5.92m后变得平稳,变化曲线为"钟形"的一部分。密度为2500、1300、900株/hm2的华北落叶松人工林边缘效应距离分别是5.92、14.06、22.18m。

关键词：间伐保留密度边缘效应模型物种丰富度华北落叶松人工林

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晋西果农间作光竞争及产量研究

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北京林业大学学报 2009年第S2期31卷 115-118页

作者：史晓丽郭小平毕华兴李永红北京林业大学教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室山西省吉县林业局绿化办公室

以晋西黄土高原现有主要果农复合模式即富士苹果--大豆(PD)、富士苹果--花生(PH)、富士苹果--玉米(PY)3种配置结构为研究对象,通过定位对比测定分析3种复合模式中富士苹果与作物光合有效辐射(PAR)、净光合速率(Pn)与产量的关系。结果表... 详细信息

以晋西黄土高原现有主要果农复合模式即富士苹果--大豆(PD)、富士苹果--花生(PH)、富士苹果--玉米(PY)3种配置结构为研究对象,通过定位对比测定分析3种复合模式中富士苹果与作物光合有效辐射(PAR)、净光合速率(Pn)与产量的关系。结果表明:3种间作模式中随着作物植株由低到高(花生<大豆<玉米),作物接收的光合有效辐射逐渐增高,而果树的光合有效辐射则随着间作作物植株高度增加而逐渐减少;果树的净光合速率变化和光合有效辐射变化一致,在PY、PH、PD模式中间作作物净光合速率逐渐减小;作物距果树树干由近及远,作物的光合有效辐射和净光合速率也逐渐增高。说明在果树栽植密度确定条件下,不同作物高度、种植密度决定不同复合模式光竞争状况;PD、PH、PY3种复合模式产投比分别为4.042:1、4.036:1和3.404:1,PD、PH2种间作模式效益要高于单作苹果的效益,可在晋西地区推广。

关键词：果农间作净光合速率产量

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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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陕北典型退耕地沙棘群落与土壤因子的耦合关系

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中国水土保持科学 2020年第2期18卷 1-9页

作者：周文洁魏天兴刘广全朱清科北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治国家林业局重点实验室林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 中国水利水电科学研究院北京100038

沙棘作为水土保持林的先锋树种,在黄土高原水蚀风蚀交错区广泛种植。研究沙棘与土壤的耦合关系,分析其在该区域的种植适应性以及对土壤的改良效果,可以为现有沙棘林的可持续经营和沙棘群落的合理配置提供理论依据。本研究依据陕西省吴... 详细信息

沙棘作为水土保持林的先锋树种,在黄土高原水蚀风蚀交错区广泛种植。研究沙棘与土壤的耦合关系,分析其在该区域的种植适应性以及对土壤的改良效果,可以为现有沙棘林的可持续经营和沙棘群落的合理配置提供理论依据。本研究依据陕西省吴起县典型退耕地沙棘群落植被生长状况和土壤理化性质的观测数据,通过方差分析、主成分分析和灰色关联模型探究陕北黄土区沙棘群落与土壤因子的耦合关系。结果表明:1)土壤理化性质在不同土层深度有显著差异,林分类型和坡向对土壤全氮和毛管孔隙度具有显著的交互作用,沙棘油松混交林阳坡的土壤全氮质量分数和毛管孔隙度要显著高于阴坡和其他林分类型。2)有机质、全氮和毛管孔隙度可以作为反映土壤理化性质状况的主导因子,阳坡的沙棘油松林和阴坡的沙棘纯林对土壤的改良效果较好。3)各土壤因子与沙棘群落的灰色关联度均值排序为:毛管孔隙度>全氮>有机质>非毛管孔隙度>速效磷>土壤密度>速效钾。沙棘群落植被的生长与土壤理化性质的改良之间存在较强的相互促进作用,表明沙棘适宜于陕北黄土区种植。为了促进沙棘对土壤的改良以达到植被演替的目的,在阳坡沙棘纯林适宜朝向沙棘混交林改造,而在阴坡则更适合沙棘纯林这一配置模式。

关键词：沙棘林分类型土壤理化性质相互作用水蚀风蚀交错区

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基于元胞自动机的森林水源涵养量模型新方法——概念与理论框架

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生态学报 2010年第20期30卷 5491-5500页

作者：王晓学李叙勇莫菲江燕中国科学院生态环境研究中心市与区域国家重点实验室北京100085 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

模型方法是定量评价森林水源涵养的重要途径。根据元胞自动机的基本理论,结合森林水源涵养效应的多尺度特征,提出了一个新的基于元胞自动机的森林水源涵养量计算模型。该模型将森林"水文响应单元"网格化作为元胞空间的基本单... 详细信息

模型方法是定量评价森林水源涵养的重要途径。根据元胞自动机的基本理论,结合森林水源涵养效应的多尺度特征,提出了一个新的基于元胞自动机的森林水源涵养量计算模型。该模型将森林"水文响应单元"网格化作为元胞空间的基本单元,邻域定义为摩尔(Moore)型,元胞"水库"水量状态变化范围定义在一个连续的实数空间上。将元胞单元对不同降雨事件的响应分为不产生径流和产生径流两种情况,通过对蒸散发、邻域元胞间水量传输、深层渗漏等制定转换规则,模拟森林在不同尺度上的水源涵养动态特征。这种新模型方法将为森林水源涵养由小尺度(水文响应单元)向流域、景观尺度上推提供有效的定量研究途径,从而进一步推动森林水源涵养功能研究的深入。

关键词：元胞自动机森林水源涵养量水文响应单元森林水文模型

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城市绿地冠层导度季节变化及其环境调控

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生态学杂志 2020年第1期39卷 120-129页

作者：白玉洁朱媛君马景永刘鹏杨睿智李成查天山北京林业大学水土保持学院北京100083 中国林业科学院荒漠化研究所北京100091 北京市水土保持工程技术研究中心北京100083 水土保持国家林业局重点实验室北京100083

冠层导度(canopy conductance,gc)是生态系统对环境响应的敏感性指标,探讨冠层导度对环境因素的响应模式对了解生态系统生产力的变化模式至关重要。城市绿地作为人为设计的复合生态系统,其冠层导度变化规律及其对环境因子的响应亟待明... 详细信息

冠层导度(canopy conductance,gc)是生态系统对环境响应的敏感性指标,探讨冠层导度对环境因素的响应模式对了解生态系统生产力的变化模式至关重要。城市绿地作为人为设计的复合生态系统,其冠层导度变化规律及其对环境因子的响应亟待明确。基于涡度相关方法,本研究调查了北京奥林匹克森林公园2012-2016年连续5年的冠层导度的季节动态变化及其对空气温度(Ta)、光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(VPD)以及土壤含水量(VWC)等环境因子的响应,利用统计回归方法分析了环境因子对冠层导度的影响,最后分析了冠层导度对总生态系统生产力(GEP)的影响。结果表明:2012-2016年的冠层导度依次为3.97、3.28、2.13、3.95和5.07 mm·s^-1,5年平均值为3.69±1.99 mm·s^-1;季节变化表现为从4月开始逐渐升高,在7、8月达到最大值后逐渐降低;在季节尺度上,VWC和Ta是影响冠层导度的主要环境因子,冠层导度随它们的增加而增大;而PAR和VPD对冠层导度的影响存在年际间的差异;5年间,GEP随着冠层导度的升高显著增大;城市绿地中,季节尺度上土壤水分的增加和气温的升高显著增加冠层导度,从而促进GEP。

关键词：城市绿地冠层导度涡度相关技术总生态系统生产力

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冷杉根系抗拔法测强曲线的建立与应用

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水土保持研究 2007年第2期14卷 197-199页

作者：杨锋伟刘秀萍陈丽华宋维峰国家林业局科学技术司北京100714 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

采用抗拔法进行了冷杉根系抗拉强度的实验研究,得出抗拉法可以用于对冷杉根系抗拉强度进行检测,通过采用多种回归模型进行分析比较,求得最佳冷杉根系侧强曲线公式,并取得了较好的应用效果。分析了影响冷杉根系侧强曲线的因素,其中冷杉... 详细信息

采用抗拔法进行了冷杉根系抗拉强度的实验研究,得出抗拉法可以用于对冷杉根系抗拉强度进行检测,通过采用多种回归模型进行分析比较,求得最佳冷杉根系侧强曲线公式,并取得了较好的应用效果。分析了影响冷杉根系侧强曲线的因素,其中冷杉根系的根径和根长为影响其侧强曲线的主要因素,根系的抗拉强度的大小是根径与根长共同作用的结果。

关键词：冷杉抗拔法回归分析测强曲线

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