检索结果-内蒙古大学图书馆

毛乌素沙地植被不同恢复阶段植物群落物种多样性、功能多样性和系统发育多样性

生物多样性 2022年第5期30卷 15-25页

作者：姜晓燕高圣杰蒋燕田赟贾昕查天山北京林业大学水土保持学院北京100083 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

进入21世纪以来,中国荒漠化恢复取得显著成效,荒漠化、沙化土地面积持续减少,植被覆盖度大幅提升,但关于植被恢复过程中生物多样性如何变化的研究不足,这制约着对荒漠化恢复成效的全面评估。本文基于群落调查和叶功能性状(叶片厚度、叶... 详细信息

进入21世纪以来,中国荒漠化恢复取得显著成效,荒漠化、沙化土地面积持续减少,植被覆盖度大幅提升,但关于植被恢复过程中生物多样性如何变化的研究不足,这制约着对荒漠化恢复成效的全面评估。本文基于群落调查和叶功能性状(叶片厚度、叶片干物质含量、比叶面积和叶片密度)的测定,分析了毛乌素沙地不同恢复阶段(半固定沙地、固定沙地、结皮覆盖沙地和草本植物覆盖沙地)的植物群落物种多样性、功能多样性和系统发育多样性特征。结果表明:(1)多数叶功能性状的系统发育信号不显著,表明环境因子对研究区植物功能性状的塑造作用很强。(2)对于α多样性,结皮覆盖沙地的物种多样性(Shannon-Wiener多样性,H)、物种丰富度(S)、功能丰富度(FRic)及系统发育多样性(PD)指数均显著低于其他恢复阶段,而其他3个阶段间无显著差异;这些指数间均显著正相关,表明物种多样性、功能多样性和系统发育多样性在植被恢复过程中协同变化。(3)β多样性指数随恢复阶段间隔增加而逐渐增大,表明物种组成、功能属性及系统发育关系随植被恢复持续变化,且半固定沙地到固定沙地的群落物种组成、功能属性及系统发育关系更替最快,导致群落间差异最大。(4)固定沙地、结皮覆盖沙地和草本植物覆盖沙地群落系统发育结构均趋向于发散,表明竞争排斥是群落构建的主要驱动力;而半固定沙地群落系统发育结构无一致规律,表明群落构建可能受到生境过滤和竞争排斥的综合作用。研究结果可为植被建设与管理提供参考,为毛乌素沙地生态保育和生物多样性的保护提供科学依据。

关键词：物种多样性功能多样性系统发育多样性植被恢复毛乌素沙地

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北方土石山区典型树种耗水特征及环境影响因子

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生态学报 2018年第10期38卷 3441-3452页

作者：贾国栋陈立欣李瀚之刘自强余新晓北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室北京100083 北京林业大学北京市水土保持工程技术研究中心北京100083 北京林业大学水土保持学院北京100083

研究北方土石山区植物耗水特征和环境影响因子对于构建稳定的植被生态系统具有重要意义,能够为当地植被恢复策略提供科学指导。在北京林业大学西山试验林场于2016年7月至10月利用热扩散探针的方法,结合同步观测的土壤含水率和气象因子,... 详细信息

研究北方土石山区植物耗水特征和环境影响因子对于构建稳定的植被生态系统具有重要意义,能够为当地植被恢复策略提供科学指导。在北京林业大学西山试验林场于2016年7月至10月利用热扩散探针的方法,结合同步观测的土壤含水率和气象因子,对刺槐和油松人工混交林进行蒸腾观测和分析。结果表明:(1)尽管刺槐和油松蒸腾的日变化规律相近,但二者蒸腾的季节变化规律不同;(2)两个树种蒸腾与VPD(饱和水汽压差)成顺时针时滞。刺槐蒸腾与太阳辐射成顺时针时滞,油松则成逆时针时滞;(3)二者与大气环境的耦合程度均较高(Ω<0.1),其气孔活动能够有效地控制蒸腾;(4)影响植物蒸腾的主要环境因子为太阳辐射(P<0.01)、VPD(P<0.01)和风速(P<0.01),其中由VPD引起的蒸腾量高于太阳辐射;(5)浅层土壤(0—50cm)的水分条件可能并不是影响植物蒸腾的重要因素。研究表明,在实际管理中可以采取调控气孔导度的手段来减少刺槐和油松人工林的耗水量,来降低水分这一人工林成活的限制因子,从而提高造林成活率。

关键词：北方土石山区蒸腾特征环境影响因子耦合程度

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中国森林生态系统土壤呼吸温度敏感性空间变异特征及影响因素

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植物生态学报 2020年第6期44卷 687-698页

作者：郑甲佳黄松宇贾昕田赟牟钰刘鹏查天山北京林业大学水土保持学院北京100083 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

土壤呼吸的温度敏感性(Q10)是陆地碳循环与气候系统间相互作用的关键参数。尽管已有大量关于不同类型森林Q10季节和年际变化规律的研究,但是对Q10在区域尺度的空间变异特征及其影响因素仍认识不足,已有结果缺乏一致结论。该研究通过整... 详细信息

土壤呼吸的温度敏感性(Q10)是陆地碳循环与气候系统间相互作用的关键参数。尽管已有大量关于不同类型森林Q10季节和年际变化规律的研究,但是对Q10在区域尺度的空间变异特征及其影响因素仍认识不足,已有结果缺乏一致结论。该研究通过整合已发表论文,构建了中国森林生态系统年尺度Q10数据集,共包含399条记录、5种森林类型(落叶阔叶林(DBF)、落叶针叶林(DNF)、常绿阔叶林(EBF)、常绿针叶林(ENF)、混交林(MF))。分析了不同森林类型Q10的空间变异特征及其与地理、气候和土壤因素的关系。结果显示,1)Q10介于1.09到6.24之间,平均值(±标准误差)为2.37(±0.04),且在不同森林类型之间无显著差异;2)当考虑所有森林类型时,Q10随纬度、海拔、土壤有机碳含量(SOC)和土壤全氮含量(TN)的增加而增大,随经度、年平均气温(MAT)、平均年降水量(MAP)的增加而减小。气候(MAT、MAP)和土壤(SOC、TN)因素间存在相互作用,共同解释了33%的Q10空间变异,其中MAT和SOC是Q10空间变异的主要驱动因素;3)不同类型森林Q10对气候和土壤因素的响应存在差异。在DNF中Q10随MAP的增加而减小,而其他类型森林中Q10与MAP无显著相关性;在EBF、DBF、ENF中Q10随TN的增加而增大,但Q10对TN的敏感性在EBF中最高,在ENF中最低。这些结果表明,尽管Q10有一定的集中分布趋势,但仍有较大范围的空间变异,在进行碳收支估算时应注意尺度问题。Q10的主要驱动因素和Q10对环境因素的响应随森林类型而变化,在气候变化情景下,不同森林类型间Q10可能发生分异。因此,未来的碳循环-气候模型还应考虑不同类型森林碳循环关键参数对气候变化的响应差异。

关键词：土壤呼吸温度敏感性碳循环 CO2通量土壤碳通量

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植被覆盖度和物候变化对典型黑沙蒿灌丛生态系统总初级生产力的影响

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植物生态学报 2022年第2期46卷 162-175页

作者：原媛母艳梅邓钰洁李鑫豪姜晓燕高圣杰查天山贾昕北京林业大学水土保持学院北京100083 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

气候变化和人类活动是植被生产力年际尺度变化的重要驱动因素,明晰二者对植被生产力的共同影响对于生态系统可持续管理至关重要。气候变化可能导致植被物候变化,进而影响植被生产力。目前尚不清楚毛乌素沙地典型植被物候如何响应气候变... 详细信息

气候变化和人类活动是植被生产力年际尺度变化的重要驱动因素,明晰二者对植被生产力的共同影响对于生态系统可持续管理至关重要。气候变化可能导致植被物候变化,进而影响植被生产力。目前尚不清楚毛乌素沙地典型植被物候如何响应气候变化,并因此影响生态系统总初级生产力(GPP)。此外,植被恢复(覆盖度增加)和物候变化对GPP的共同影响有待明确。该研究选取典型黑沙蒿(Artemisia ordosica)灌丛生态系统,结合MODIS遥感数据与涡度相关数据,利用植被光合模型(VPM),模拟并分析了2005-2018年间植被覆盖度和物候变化对GPP的影响。结果表明:(1)VPM模型能够较好地模拟涡度相关法观测的GPP动态(GPPFlux),而MODIS遥感产品(MOD17A2H)则显著低估GPPFlux;(2)研究期内年均归一化差异植被指数(NDVI)、最大NDVI(NDVImax)和年总GPP均显著增加,表明植被恢复促进了植被生产力增加;(3)基于NDVI和GPP日序列估算的生长季开始日期显著提前(2.1 d·a^(-1)),生长季结束日期显著推迟(1.5 d·a^(-1)),二者共同促使生长季长度延长(3.6 d·a^(-1));(4)物候期延长促进了GPP增加,生长季长度每延长1天,全年GPP显著增加6.44 g C·m^(-2)·a^(-1);(5)植被覆盖度增加和生长季延长分别可以解释79%和57%的GPP增加;(6)尽管植被覆盖度和物候变化均促进GPP增加,但前者是其增加的主要驱动因素。鉴于植被覆盖度增加和生长季延长也可能导致生态系统呼吸和蒸散发增加,未来研究仍需探究生态系统碳汇能力、水分利用效率和水分承载力对气候变化和人类活动的响应。此外,该研究主要探讨GPP在年际尺度的变化趋势及影响因素,未来需要研究GPP的年际变异规律及驱动因素,尤其是对降水年际变异和极端干旱事件的响应。

关键词：总初级生产力植被指数物候气候变化植被光合模型毛乌素沙地

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典型耕作土壤团聚体力稳性的区域分异特点及其影响因素

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农业工程学报 2023年第21期39卷 47-53页

作者：刘益辰范雪松杨晨曦周金星吴新亮北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业和草原局重点实验室北京100083 北京林业大学云南建水荒漠生态系统国家定位观测研究站北京100083 广东省科学院生态环境与土壤研究所广州510650

土壤团聚体力稳性直接影响根系生长和农业耕作等过程。为探究不同类型土壤团聚体力稳性的区域分异规律,自北向南选取典型农业种植区耕作土壤(黑土、褐土、红壤和砖红壤),通过抗压试验测定不同粒径团聚体(1~2、3~5、>5~8、>8~10 mm... 详细信息

土壤团聚体力稳性直接影响根系生长和农业耕作等过程。为探究不同类型土壤团聚体力稳性的区域分异规律,自北向南选取典型农业种植区耕作土壤(黑土、褐土、红壤和砖红壤),通过抗压试验测定不同粒径团聚体(1~2、3~5、>5~8、>8~10 mm)的抗张强度、破碎能量和易碎性指数,分析其与土壤理化性质和气候因子间关系。结果表明:抗张强度和破碎能量自北向南逐渐减小,并随团聚体粒径增大而减小,但具体变化特征因土壤类型而异。易碎性指数自北向南先增大后减小,其中红壤最大(0.87),黑土最小(0.47);相比温带地区黑土和褐土,亚热带和热带的红壤和砖红壤易碎性指数的粒径分异更为明显,表现为其小粒径团聚体易碎性指数(1.10和0.76)显著高于大粒径团聚体(0.65和0.58)。抗张强度和破碎能量与蛭石呈极显著正相关关系(r=0.73和0.70,P<0.01),与年均降水量呈极显著负相关关系(r=-0.72和-0.72,P<0.01);易碎性指数与年均降水量呈极显著正相关关系(r=0.66,P<0.01),与蛭石、碳氮比、非晶形氧化锰呈极显著负相关关系(r=-0.75~-0.66,P<0.01),表明在区域尺度上气候因子通过黏土矿物控制团聚体力稳性的空间分异。研究结果为不同区域农业土壤质量的评估与改良提供了理论依据。

关键词：团聚体土壤降水量团聚体稳定性抗张强度易碎性指数破碎能量

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中国典型陆地生态系统波文比特征及影响因素

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植物生态学报 2021年第2期45卷 119-130页

作者：黄松宇贾昕郑甲佳杨睿智牟钰袁和第北京林业大学水土保持学院北京100083 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

波文比(β)是陆面过程中的重要参数,影响着地表和大气间的能量交换,明确β的空间变异规律和影响因素有助于对地表能量平衡和气候间反馈关系的预测。该研究收集了在中国不同生态系统类型开展的用涡度相关法(EC)测量地表能量平衡的公开发... 详细信息

波文比(β)是陆面过程中的重要参数,影响着地表和大气间的能量交换,明确β的空间变异规律和影响因素有助于对地表能量平衡和气候间反馈关系的预测。该研究收集了在中国不同生态系统类型开展的用涡度相关法(EC)测量地表能量平衡的公开发表文献,构建了β和气象环境因子数据库,分析了β在生态系统之间的差异、空间变异特征及影响因素。主要结果:(1)所有生态系统β平均值为0.95±0.64,变异系数67%,偏度1.58,峰度3.07,整体服从对数正态分布,β平均值最高为灌木生态系统(1.26),最低为湿地生态系统(0.49)。(2)β在生态系统类型间差异显著:森林和湿地生态系统β无显著差异,灌木生态系统β>草地生态系统β>森林和湿地生态系统β,农田生态系统β介于草地生态系统与森林和湿地生态系统之间。(3)β随着纬度的增加而增加,不随经度和海拔变化。纬度每增加1°,β增加0.038。(4)β随着年降水量(MAP)、年平均气温(MAT)、净辐射(R_(n))、当年降水量(PPT)、当年平均气温(T_(a))和叶面积指数(LAI)的增加而降低。(5)不同生态系统中β对生物和非生物因素的响应存在显著差异:草地、森林和灌木生态系统的β对生物和非生物因素变化较为敏感,而农田和湿地生态系统的β与所有生物和非生物因素均无显著相关关系。(6)MAP和R_(n)是β变化的直接影响因素,LAI通过影响R_(n)间接影响β。结果表明了植被类型与气候因素之间具有交互作用,能量分配最主要的影响因素是降水,叶面积对能量分配的调节作用并不显著。

关键词：波文比潜热通量显热通量生态系统能量分配气候叶面积指数

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北京地区典型果园NANI解析与消减对策

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应用与环境生物学报 2020年第2期26卷 386-393页

作者：郭虎林韩玉国郭子繁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

人类活动引起的过量氮素输入已经成为引起区域生态环境恶化的主要原因.为探究北京地区人类活动产生的氮素对果园造成的潜在影响,基于大气沉降、肥料、食物/饲料和生物固氮四部分氮素输入之和的人类活动净氮输入(net anthropogenic nitro... 详细信息

人类活动引起的过量氮素输入已经成为引起区域生态环境恶化的主要原因.为探究北京地区人类活动产生的氮素对果园造成的潜在影响,基于大气沉降、肥料、食物/饲料和生物固氮四部分氮素输入之和的人类活动净氮输入(net anthropogenic nitrogen input,NANI)模型,估算了聂各庄果园2018年人类活动导致的净氮输入量.结果显示,研究区域NANI值为234 kg hm^(-2)a^(-1).其中,肥料输入强度为179 kg hm^(-2)a^(-1),占NANI的62.1%;大气沉降输入强度为65 kg hm-2a-1,占NANI的22.5%;其他依次为生物固氮(18 kg hm^(-2)a^(-1);6.1%)和食物/饲料(-27 kg hm^(-2)a^(-1);-9.3%).研究区NANI值偏高,其为我国主要流域NANI值的1.4-3.9倍.肥料是该区域NANI的主要来源,其施用量高出全国和北京地区平均水平的13%和10%.大气氮沉降是NANI的第二大来源,其为全国平均沉降量的4.7倍.肥料和大气沉降都对区域生态环境造成了一定的压力,宜采取相应措施防止多余的氮素流向下游水体.在全国和北京地区平均施肥水平为基准的情况下,通过减少肥料用量17-22 kg hm^(-2)a^(-1)可以有效降低研究区NANI值.通过减少或替换汽油驱动的汽车100万辆,可以减小大气沉降中硝态氮7.16 kg hm^(-2)a^(-1).本研究表明该区域NANI最主要的来源为肥料和大气沉降,通过一系列措施能够对区域内过量的氮素进行消减,达到净化环境的目.(图4表5参40)

关键词： NANI 果园北京地区人类活动环境压力

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北方典型农田土壤不同团聚体氮素累积及淋溶特征

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应用与环境生物学报 2020年第6期26卷 1350-1358页

作者：郭子繁徐磊郭虎林周佳颖靳川李怡帆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 中国灌溉排水发展中心北京100054

选取3种北方典型农田土壤——褐土、潮土和黑土为研究对象,采用室内模拟试验的方法,探究不同的氮肥添加次数对土壤团聚体中氮素累积特征以及不同的淋洗次数对氮素淋溶特征的影响,为提高氮肥利用率,减少水土养分流失提供理论基础.结果显... 详细信息

选取3种北方典型农田土壤——褐土、潮土和黑土为研究对象,采用室内模拟试验的方法,探究不同的氮肥添加次数对土壤团聚体中氮素累积特征以及不同的淋洗次数对氮素淋溶特征的影响,为提高氮肥利用率,减少水土养分流失提供理论基础.结果显示:不同施肥处理中,3种土壤各粒级团聚体中铵态氮和硝态氮含量均随着施肥次数的增加先快速增加然后趋于平稳.其中3种土壤中铵态氮的累积含量从大到小依次为黑土>褐土>潮土,最大累积含量分别为797.34、87.60和44.48 mg/kg;3种土壤中硝态氮累积含量依次为潮土>褐土>黑土,最大累积含量依次为187.99、142.94和141.11 mg/kg;在不同淋洗处理下,各粒级团聚体中氮素含量均随着淋洗次数的增加先快速下降而后趋于平缓.方差分析表明不同施肥和淋洗处理下,3种土壤间氮素含量差异显著(P<0.05).单次施肥后,3种土壤的肥力指标均达到高或者极高水平,且氮素损失主要集中在淋洗前期.本研究揭示了我国北方3种不同类型土壤的氮素累积与淋溶特征,可为北方农田土壤氮肥的合理施用以及减少农田氮素流失提供理论基础.(图4表2参55)

关键词：农田土壤氮肥氮素累积淋溶特征

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生物土壤结皮对毛乌素沙地油蒿群落土壤水分的影响

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北京林业大学学报 2017年第3期39卷 48-56页

作者：王莉秦树高张宇清吴斌冯薇刘军白宇轩佘维维北京林业大学水土保持学院北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站

为进一步探究毛乌素沙地油蒿群落内结皮对土壤水分的影响,研究了结皮(地衣结皮和苔藓结皮)未受干扰和移除处理下的土壤水分入渗、蒸发及含水量状况。结果显示:1)两种结皮均对土壤水分入渗具有抑制作用,移除两种结皮后,土壤水分初渗速率... 详细信息

为进一步探究毛乌素沙地油蒿群落内结皮对土壤水分的影响,研究了结皮(地衣结皮和苔藓结皮)未受干扰和移除处理下的土壤水分入渗、蒸发及含水量状况。结果显示:1)两种结皮均对土壤水分入渗具有抑制作用,移除两种结皮后,土壤水分初渗速率、稳渗速率以及累积入渗量均显著增大(P<0.05);2)结皮对土壤蒸发的影响与结皮类型及蒸发阶段有关,地衣结皮对整个蒸发过程中日蒸发量及蒸发总量无显著影响(P>0.05),而苔藓结皮对土壤日蒸发量的影响在模拟蒸发前期表现为抑制(第1~5天),后期表现为促进(第6~15天),但对总蒸发量的影响不显著(P>0.05);3)总体来看,地衣结皮覆盖区0~40 cm土层含水量高于地衣结皮移除区,而苔藓样地规律则相反。从不同土层来看,相比于移除结皮,地衣结皮覆盖区40 cm深度以上各层土壤含水量均较高,苔藓结皮覆盖区土壤含水量在5和10 cm深度较高,20和40 cm较低。研究结果表明,地衣结皮提高了油蒿群落土壤水分有效性,应对其进行保护;苔藓结皮降低了油蒿种群土壤水分有效性,却提高了浅根系草本土壤水分有效性,这是驱动油蒿群落演替的重要因素之一。研究在为毛乌素沙地油蒿群落提供水分管理依据的同时,也从土壤水分方面为该群落的演替提供一定解释。

关键词：油蒿群落地衣结皮苔藓结皮水分入渗土壤蒸发土壤含水量

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台田措施下坡面流土壤侵蚀水动力学特征

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水土保持学报 2019年第4期33卷 10-15页

作者：肖丛宇程金花姜群鸥朱慧鑫马铭泽程竞萱张建北京林业大学水土保持学院北京100083 国家林业局水土保持重点实验室北京100083

通过野外径流小区放水试验,研究2种台田类型(土坎,石坎)、3种台田级数(1,2,3级)、1种坡度(10°)、3种放水流量(0.5,1,1.5m^3/h)下坡面流土壤侵蚀过程,分析台田措施下坡面流土壤侵蚀水动力学特征。结果表明,台田级数对坡面流流态影... 详细信息

通过野外径流小区放水试验,研究2种台田类型(土坎,石坎)、3种台田级数(1,2,3级)、1种坡度(10°)、3种放水流量(0.5,1,1.5m^3/h)下坡面流土壤侵蚀过程,分析台田措施下坡面流土壤侵蚀水动力学特征。结果表明,台田级数对坡面流流态影响较大,增加台田级数可使坡面流波动性降低,台田类型对雷诺数影响相对较小。土壤分离速率总体随流量增大而增大,相同流量条件下,呈波动性增加后减少且逐渐趋于平稳的特征,两者相关关系用指数函数回归方程拟合(R2>0.840)。同类台田且田面宽度和相同条件下,土壤分离速率与台田级数呈负相关关系,阻力系数与流量呈负相关关系,坡面流土壤分离速率与阻力系数呈负相关关系。研究结果对认识坡面流土壤侵蚀的过程和规律具有重要意义,也为坡面侵蚀物理模型的建立提供参考。

关键词：坡面流台田措施土壤分离速率阻力系数水动力学参数

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