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应用基础与工程科学学报 2013年第3期21卷 442-452页

作者：张文海赵阳余新晓刘旭辉贾剑波孙佳美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

结合黄土丘陵区土地利用特点,对该区域不同土地利用类型单位面积生态服务价值表进行了扩展与修正.并以该区域典型流域罗玉沟4期土地利用数据为基础,分析并预测了该流域1986—2020年间土地利用变化特征及其生态服务价值动态演变规律.研... 详细信息

结合黄土丘陵区土地利用特点,对该区域不同土地利用类型单位面积生态服务价值表进行了扩展与修正.并以该区域典型流域罗玉沟4期土地利用数据为基础,分析并预测了该流域1986—2020年间土地利用变化特征及其生态服务价值动态演变规律.研究结果表明,1986—1995年间流域土地利用类型发生巨大变化,72.98%的坡耕地转变为梯田,同一时期内流域生态服务价值增加15.04%;1995、2008以及2020年流域生态服务价值较1986年分别增加15.31%,13.29%和15.64%,具体表现为支持服务与供给服务价值的增加.坡耕地、梯田、林地是流域生态服务价值构成的主体,平均占总生态服务价值的82.35%;坡改梯工程的实施是流域生态服务价值增加的主要驱动力,而城镇建设面积的增加则会在一定程度上导致流域生态服务价值减少.

关键词：黄土丘陵区马尔科夫模型修正土地利用覆被变化生态服务价值

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北京山区典型树种土壤水分利用特征

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应用基础与工程科学学报 2013年第3期21卷 403-411页

作者：贾国栋余新晓邓文平樊登星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

北京山区处于易干旱的生态脆弱地带,了解其典型树种在有限的水分输入条件下正常生长的水分利用机制具有重要意义.本研究利用稳定同位素技术,采集北京山区典型树种侧柏和栓皮栎的栓化枝条和林下枯落物/土壤,并对其氢氧同位素组成进行分析... 详细信息

北京山区处于易干旱的生态脆弱地带,了解其典型树种在有限的水分输入条件下正常生长的水分利用机制具有重要意义.本研究利用稳定同位素技术,采集北京山区典型树种侧柏和栓皮栎的栓化枝条和林下枯落物/土壤,并对其氢氧同位素组成进行分析,进而研究北京山区典型树种土壤水分利用特征.结果表明,侧柏和栓皮栎的枯落物平均厚度分别为4.0cm和8.5cm,枯落物现存量分别为3.67t/hm2和10.82t/hm2;侧柏根系主要分布在表层土壤,栓皮栎根系主要分布在深层土壤中;旱季中两种树种的栓化枝条和0—30cm土壤的δD值和δ18O值明显高于雨季,30—70cm土壤的δD值和δ18O值在旱季和雨季均保持相对稳定;利用二元混合模型计算显示,旱季中,栓皮栎利用深层土壤水分占总水分来源的60%以上,侧柏利用的表层土壤水分则达60%以上;雨季中,两个树种利用表层土壤水分比例均比旱季提高10%以上;树木根系分布是决定树木水分利用来源重要因素之一.

关键词：栓皮栎侧柏根系分布稳定氢氧同位素水分来源

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华北土石山区流域森林覆盖率对径流影响的定量分析

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应用基础与工程科学学报 2013年第3期21卷 432-441页

作者：王贺年余新晓贾国栋吕锡芝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

森林对径流的影响历来是生态水文学的热点话题,对流域的管理和经营具有重要意义.本研究以华北土石山区为主要研究区域,利用空间大尺度上多流域之间的对比以及时间尺度上的多年平均和季节性的双重分析,定量分析了流域径流随森林覆盖率的... 详细信息

森林对径流的影响历来是生态水文学的热点话题,对流域的管理和经营具有重要意义.本研究以华北土石山区为主要研究区域,利用空间大尺度上多流域之间的对比以及时间尺度上的多年平均和季节性的双重分析,定量分析了流域径流随森林覆盖率的变化.结果表明,在降水量较低的地区(本研究区为MAP<500mm),流域多年平均径流随森林覆盖率的增加变化并不明显,森林对径流的影响很微弱;在降水量较高的地区(本研究区为MAP>500mm),流域多年平均径流随森林覆盖率的增加而呈现"先增加后减小"的二次多项式的变化趋势,当森林覆盖率为40%时具有最大的径流系数(约26%);对于枯水季径流(本研究区为10月—来年5月),其随森林覆盖率的增加而减小,流域森林覆盖率每增加10%,其枯水季径流系数约减少2.7%;对于汛期径流(本研究区为6—9月),流域汛期径流随森林覆盖率的增加也呈现"先增加后减小"的二次多项式的变化趋势,当森林覆盖率为40%时具有最大的汛期径流系数(约29%).

关键词：华北土石山区森林覆盖率径流季节性

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利用稳定氢氧同位素定量区分栓皮栎旱季水分来源的方法比较

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应用基础与工程科学学报 2013年第3期21卷 412-422页

作者：邓文平余新晓贾国栋李亚军刘玉洁白艳婧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

植物水分来源取决于环境中有效水分的分布及植物获取水分的能力,对植物水分来源的研究有助于在全球变化背景下了解植被(类型和分布)的变化规律,以及退化生态系统修复过程中合适植物种的选择.本文利用直接相关法、二源或三源线型混合模... 详细信息

植物水分来源取决于环境中有效水分的分布及植物获取水分的能力,对植物水分来源的研究有助于在全球变化背景下了解植被(类型和分布)的变化规律,以及退化生态系统修复过程中合适植物种的选择.本文利用直接相关法、二源或三源线型混合模型以及多元线性混合模型分别对华北土石山区栓皮栎旱季的水分来源进行了研究,发现栓皮栎在旱季不同时期的水分来源有差异,春季水分来源集中在表层土壤(0—30cm),秋季水分来源主要为下层土壤(>30cm).在研究方法上,各有优点和不足:直接相关法能够快速判断出植物水分主要来源的季节差异,但无法给出各水源的贡献率;直接相关法和二源或三源线性混合模型的结合能够快速得到各主要水源的贡献率,由于只能在水分来源不超过3个的情况下运行,比较适合于在土层浅薄,且降雨后土壤层同位素特征均一化的条件下运行;而多元线性混合模型弥补了端元线型混合模型对水分来源的限制,可以同时比较多种水源对栓皮栎的贡献率范围和均值,但是在华北土石山区,降雨量超过一定阈值后,运行不如端元混合模型适用.

关键词：稳定氢氧同位素水分来源直接相关法二源或三源线性混合模型多元线性混合模型

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密云山区油松树轮δ^(13)C对气温和降水量变化的响应

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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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陕北黄土区微地形土壤水分对降水特征的响应

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农业机械学报 2014年第5期45卷 118-124页

作者：赵维军马欢朱清科张岩刘蕾蕾王瑜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

利用标准化降水指数分析了吴起县1957—2012年的全年、生长季的降水特征，以及缓坡和陡坡不同微地形土壤水分在2008—2012年生长季的动态变化特征，结果表明：吴起县1957—1986年的降水波动较大，出现极端、严重干旱和湿润年份，但1987... 详细信息

利用标准化降水指数分析了吴起县1957—2012年的全年、生长季的降水特征，以及缓坡和陡坡不同微地形土壤水分在2008—2012年生长季的动态变化特征，结果表明：吴起县1957—1986年的降水波动较大，出现极端、严重干旱和湿润年份，但1987年以来则表现为轻微干旱、湿润或正常；生长季标准化降水指数与各点土壤水层厚度变化值呈正相关关系，与塌陷、缓坡的相关程度（R^2）低于0.8，与切沟、缓台及浅沟的相关程度介于0.8-0.9之间，与其他各点的相关程度大于0.9；生长季各点土壤水层厚度变化值存在显著差异，且缓坡、塌陷和缓台的值显著高于其他各点。

关键词：陕北黄土区微地形土壤水分降水标准化降水指数

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陕北黄土区水平条带整地措施对切沟发育的影响

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农业工程学报 2015年第7期31卷 125-130页

作者：张岩杨松李镇李宏钧何远梅北京林业大学水土保持与荒漠化教育部重点实验室北京100083

切沟侵蚀是土壤侵蚀的主要形式之一,严重威胁着土地资源。为了研究水平条带整地对切沟发育的影响,该研究基于间隔9 a的2期同时相QuickBird遥感影像,在陕西绥德县选取了32个小流域,应用GIS技术提取小流域内的沟缘线、植被覆盖度、坡度以... 详细信息

切沟侵蚀是土壤侵蚀的主要形式之一,严重威胁着土地资源。为了研究水平条带整地对切沟发育的影响,该研究基于间隔9 a的2期同时相QuickBird遥感影像,在陕西绥德县选取了32个小流域,应用GIS技术提取小流域内的沟缘线、植被覆盖度、坡度以及土地利用类型,估算研究区的切沟发育速率,并分析了水平条带整地对切沟发育的影响。结果表明：2004-2013年研究区内水平条带整地面积增加了16.96%,其中水平阶林地增加的最多,其次是水平梯田,而水平阶草地有所减少;32个小流域的切沟面积变化比例主要分布在0-6%,单位沟谷区面积增加比例为4.18%,且各小流域之间的差异明显;在该研究区内水平条带面积比例是影响切沟发育的最主要因子,相关系数达到-0.801。沟间地存在水平条带整地和植被覆盖度较高的情况下,地貌因子与切沟发育速率无显著相关性。水平条带整地类型的抑制切沟发展作用排序：水平阶林地〉水平阶草地〉水平梯田。该研究可为全面评价水平条带整地措施水土流失防治效果提供科学依据。

关键词：侵蚀流域地貌黄土区切沟水平条带整地 QuickBird影像

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京津冀地区生态服务价值与社会经济重心演变特征及耦合关系

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林业科学 2017年第6期53卷 118-126页

作者：朱振亚陈丽华姜德文余新晓北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化教育部重点实验室北京100083 水利部水土保持监测中心北京100055

【目的】分析京津冀地区生态服务价值与社会经济重心演变特征及耦合关系,初步探究地区生态服务价值的社会经济驱动因子,为京津冀协同发展的重点领域生态环境保护提供参考。【方法】运用重心概念及相关公式,采用分县区的土地利用、城乡... 详细信息

【目的】分析京津冀地区生态服务价值与社会经济重心演变特征及耦合关系,初步探究地区生态服务价值的社会经济驱动因子,为京津冀协同发展的重点领域生态环境保护提供参考。【方法】运用重心概念及相关公式,采用分县区的土地利用、城乡人口、三大产业数据计算1990—2010年京津冀地区生态服务价值、城乡人口和三大产业增加值重心及其偏移方向和偏移距离;构建重心偏移的重叠性和变动的一致性公式,研究地区生态服务价值和社会经济因子重心的动态演化及耦合关系。【结果】1)1990—2010年,京津冀地区调节服务、支持服务、供给服务价值重心偏移的方向类似,文化服务价值重心偏移方向有所不同;乡村人口和第一产业增加值重心偏移的方向类似,而城镇人口、第二产业增加值、第三产业增加值重心偏移方向各具特点。2)20年来,调节服务价值、总生态服务价值和三大产业增加值重心偏移的距离较大,而支持服务、供给服务、文化服务价值和人口重心偏移的距离相对较小。3)总服务价值重心与城镇人口、第三产业增加值、第二产业增加值重心的耦合性较高,与乡村人口和第一产业增加值重心的耦合性较低。4)以2000年为界,总服务价值重心与第二产业增加值、第三产业增加值、城镇人口重心变动的一致性有所转变。【结论】地区发展不平衡造就重心偏移的复杂性,工业化进程的异步导致社会经济重心偏移的异步,城市化与工业化的错位致使生态服务价值重心偏移错位;受京津冀协同发展的影响,未来地区生态服务价值重心和社会经济重心将进一步偏移。

关键词：京津冀地区生态服务价值社会经济因子重心演变耦合关系

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模拟降雨下枯落物调控坡面产流产沙过程及特征研究

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水利学报 2017年第3期48卷 341-350页

作者：孙佳美余新晓李瀚之樊登星北京林业大学教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室北京100083

本研究采用模拟降雨实验的方法,研究了30、60和90 mm/h降雨强度下,5种枯落物覆盖坡面径流的水动力学特征,以期揭示枯落物覆盖条件对坡面产流产沙过程及其径流水动力学特征影响。研究结果表明:坡面平均产流率和产沙率随降雨强度增大而增... 详细信息

本研究采用模拟降雨实验的方法,研究了30、60和90 mm/h降雨强度下,5种枯落物覆盖坡面径流的水动力学特征,以期揭示枯落物覆盖条件对坡面产流产沙过程及其径流水动力学特征影响。研究结果表明:坡面平均产流率和产沙率随降雨强度增大而增大,随枯落物生物量增加而减小,并且与降雨强度和枯落物生物量之间均为指数函数关系;坡面流量-历时曲线稳定流量值主要受降雨强度的影响;产沙率-历时曲线稳定产沙率受降雨强度和枯落物生物量等多种因素的影响;枯落物覆盖对坡面径流水动力学特性有显著影响,相比于裸坡覆盖有50、100、150、200 g/m^2枯落物坡面径流平均流速相比裸坡减少率分别在17.7%、26.8%、37.9%、53.7%;雷诺数减少率分别在11.2%、18.7%、26.3%、33.4%左右;弗劳德数减少率在21.3%、30.3%、42.9%、61.2%左右,Darcy-Weisbach阻力系数增大了0.5~5.6倍;产沙率与Darcy-Weisbach阻力系数呈对数关系,与剪切力和径流功率呈线性关系,枯落物能显著增大径流临界剪切力和功率;产沙率(Dr)和各水动力学因子间有良好的相关关系,相关程度顺序为:Re>w>V>P>Fr>f>t。

关键词：枯落物模拟降雨产流产沙水动力学

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北京山区栓皮栎林水分来源及生长季动态规律

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北京林业大学学报 2016年第7期38卷 40-47页

作者：刘自强余新晓娄源海贾剑波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

栓皮栎是北京山区分布范围较广的典型阔叶树种,揭示其在生长季内不同土壤水分条件下的水分利用策略具有重要意义。本研究通过测定分析生长季内栓皮栎枝条水、土壤水和地下水的δD和δ18O值,并利用多元混合模型（Iso-source软件）计算栓... 详细信息

栓皮栎是北京山区分布范围较广的典型阔叶树种,揭示其在生长季内不同土壤水分条件下的水分利用策略具有重要意义。本研究通过测定分析生长季内栓皮栎枝条水、土壤水和地下水的δD和δ18O值,并利用多元混合模型（Iso-source软件）计算栓皮栎对土壤水或地下水的利用比例,再结合叶片水势、气孔导度（Gs）、光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）等生理生态因子同步观测,了解北京山区优势乔木树种栓皮栎在生长季内的水分来源及生理生态适应。结果表明：栓皮栎对不同深度土壤水分利用比例具有季节变化特征,4—6月,栓皮栎主要利用表层0～30 cm土壤水、深层80～100 cm土壤水和地下水,且对3者的水分利用较为均衡;进入7—8月,栓皮栎的水分来源从表层土壤水逐步转向深层土壤水和地下水,对表层的土壤水利用较少;雨季过后进入降雨较少的9—10月,栓皮栎的水分来源又从深层土壤水和地下水逐步转向表层土壤水。生长季内土壤水分的季节波动明显影响栓皮栎的叶片气体交换过程,林地水土条件较好时,栓皮栎较高的气孔导度使其水分利用效率较低;当林地水分条件变差,栓皮栎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：栓皮栎水分来源水分利用策略氢氧同位素

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