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2015-2023年河南宝天曼森林生态系统国家野外科学观测研究站半小时尺度气象数据集

中国科学数据(中英文网络版) 2025年第1期10卷 287-297页

作者：牛晓栋陈志成闫崇宇牛保亮刘世荣中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 河南宝天曼森林生态系统国家野外科学观测研究站河南南阳474350 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

气象要素是中国森林生态系统研究网络和国家野外科学观测研究网络等野外站网的基础观测内容。森林生态站的气象观测数据对于研究气候变化、天气预报和森林生态系统对气候变化的响应、适应等具有重要意义。河南宝天曼森林生态系统国家野... 详细信息

气象要素是中国森林生态系统研究网络和国家野外科学观测研究网络等野外站网的基础观测内容。森林生态站的气象观测数据对于研究气候变化、天气预报和森林生态系统对气候变化的响应、适应等具有重要意义。河南宝天曼森林生态系统国家野外科学观测研究站位于我国北亚热带-暖温带过渡区,其气候和森林类型(天然栎林)具有代表性。本数据集基于台站内的标准地面气象观测场和小气候观测塔的2015–2023年连续9年的定位观测数据,通过科学的数据质量控制和整理形成了半小时尺度气象数据产品。数据集中的指标包括大气要素(空气温湿度、风速风向、光合有效辐射、净辐射、总辐射、大气压、降雨)和土壤要素(3层土壤温度、3层土壤含水量、土壤热通量)。本气象数据集时间频率高、时间序列长,对于研究我国暖温带地区气候变化、天气预报和森林生态系统韧性具有科学价值。

关键词：气象数据宝天曼生态站气候变化森林生态系统

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2018-2020年河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站地面气象数据集

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中国科学数据(中英文网络版) 2025年第1期10卷 259-265页

作者：黄辉周宇张劲松孟平中国林业科学研究院林业研究所国家林草局林木培育重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站河南济源454650 济宁职业技术学院山东济宁272037

气象观测是开展气象预报预警、气候预测预估以及野外科学观测研究的基础。地面气象观测是气象观测的重要组成部分,因其遵循统一的地面气象观测规范,相较于小气候观测,在空间上具有更好的可比较性。河南小浪底森林生态系统国家野外科学... 详细信息

气象观测是开展气象预报预警、气候预测预估以及野外科学观测研究的基础。地面气象观测是气象观测的重要组成部分,因其遵循统一的地面气象观测规范,相较于小气候观测,在空间上具有更好的可比较性。河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站(简称小浪底站)位于南太行地区,我国地貌第二、第三阶梯的过渡地带,地处黄河重点生态区,属暖温带亚湿润季风气候,生物多样性丰富。本数据集基于小浪底站标准地面气象观测场采集的原始数据,经过数据处理和质量控制,将2018-2020年的地面气象数据以日尺度公开,包括平均气温、最高气温和最低气温、平均相对湿度、平均风速和最大风速、平均净辐射和平均直接辐射、平均气压、降水量、0-80cm多层土壤温度共计17个指标,旨在为应对气候变化、推动生态文明建设、构建美丽中国提供背景资料,为促进黄河流域生态保护和高质量发展提供数据支撑。

关键词：地面气象数据气候变化南太行地区小浪底

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间伐强度对黄山松人工林林下植被的影响

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甘肃农业大学学报 2025年第1期60卷 224-230页

作者：张建设邱林王晓云柳勇史晓海周传涛董卉卉张英姿信阳市林业科学研究所河南信阳464031 河南鸡公山森林生态系统国家定位观测研究站河南信阳464031

【目的】研究间伐强度对黄山松人工林林下植被的影响。【方法】设置强度间伐(HT)、中度间伐(MT)、弱度间伐(LT)、对照(CK)4种固定试验样地,采用多重比较、Pearson相关分析、物种多样性指数法开展研究。【结果】间伐对灌木、草本层物种... 详细信息

【目的】研究间伐强度对黄山松人工林林下植被的影响。【方法】设置强度间伐(HT)、中度间伐(MT)、弱度间伐(LT)、对照(CK)4种固定试验样地,采用多重比较、Pearson相关分析、物种多样性指数法开展研究。【结果】间伐对灌木、草本层物种丰富度指数R、Shannon-Wiener多样性指数H、Simpson优势度指数D均有显著影响,对Pielous均匀度指数J无显著影响,多样性指数随间伐强度的增大总体呈增加趋势;灌木、草本层生物量随间伐强度增大而增加,枯落物层生物量随间伐强度增大而减少,间伐对林下各植被层生物量均有显著影响,但对林下植被总生物量无显著影响;灌木、草本层植被物种多样性与灌木、草本层生物量有着显著正相关性,与枯落物层生物量有着显著负相关性。【结论】强度间伐更有利于研究区黄山松人工林林下植被生长。

关键词：黄山松间伐强度林下植被多样性生物量

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基于语义分割网络模型的核桃叶片焦枯程度估计研究

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林业科学研究 2025年第1期38卷 28-38页

作者：司恒山何子奇李志鹏陆森张劲松林木资源高效生产全国重点实验室中国林业科学研究院林业研究所北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 河南小浪底森林生态系统定位观测研究站河南济源454650

[目的]实现核桃叶片焦叶程度的准确定量化,为科学精准治理焦叶症提供科学依据。[方法]以核桃叶片复杂背景图像为研究对象,提出基于语义分割网络模型的核桃叶片焦叶症分级方法。首先对焦叶叶片图像进行分割,主要包括两个阶段,第一阶段采... 详细信息

[目的]实现核桃叶片焦叶程度的准确定量化,为科学精准治理焦叶症提供科学依据。[方法]以核桃叶片复杂背景图像为研究对象,提出基于语义分割网络模型的核桃叶片焦叶症分级方法。首先对焦叶叶片图像进行分割,主要包括两个阶段,第一阶段采用Segment Anything(SAM)模型在复杂自然背景下提取目标叶片的边缘轮廓,第二阶段分别使用SAM和Mask R-CNN模型,对焦叶叶片进行分割。然后,提出了核桃叶片焦叶程度的分级标准与方法。[结果]SAM和Mask R-CNN模型都具有较好地核桃焦叶叶片识别和分割能力。SAM模型虽然分割时需点选标识目标区域,但该模型无需再次训练即可直接运行,具有较好的可操作性和交互性。相比之下,经训练后的Mask R-CNN模型分割精度更高,其像素精度、平均像素精度、平均交并比分别为98.95%、98.19%、95.94%。同时,基于Mask R-CNN模型的核桃叶片焦叶程度的分级平均准确率达到91.29%。[结论]在复杂自然背景下,采用基于语义分割网络模型的两阶段核桃叶片焦叶程度分级方法,能够准确地对核桃叶片焦叶部位进行识别和分割,为核桃焦叶程度等级划分提供了理论依据,对核桃焦叶症的精准防控提供了技术支撑。

关键词：核桃叶片焦叶症严重程度分级复杂背景语义分割

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基于优化的MaxEnt模型预测未来气候变化下刺槐在中国的空间分布

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林业科学 2025年第4期61卷 104-116页

作者：高婉婷胡晓创孙守家张劲松孟平蔡金峰中国林业科学研究院林业研究所国家林业和草原局林木培育重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站济源454650

【目的】探究全国尺度下刺槐分布与环境变量的关系以及未来适生区域变化,为刺槐造林规划与管理提供数据支持。【方法】应用经R语言Kuenm包优化的MaxEnt模型和ArcGIS软件,基于筛选后181条刺槐有效分布点数据和12个环境因子变量,探讨影响... 详细信息

【目的】探究全国尺度下刺槐分布与环境变量的关系以及未来适生区域变化,为刺槐造林规划与管理提供数据支持。【方法】应用经R语言Kuenm包优化的MaxEnt模型和ArcGIS软件,基于筛选后181条刺槐有效分布点数据和12个环境因子变量,探讨影响其地理分布的主要环境因子,并预测当代和未来2030s、2050s和2070s 3种气候变化情景(ssp126、ssp245、ssp585)下刺槐在中国的潜在适生区及其质心变化趋势。【结果】选用特征组合FC=linear+product(线性特征+乘积型特征)且调控倍频RM=0.5时,模型复杂度最低,模型预测准确性较高,受试者工作特征曲线下面积(AUC)为0.880,可用来预测刺槐适生区范围。最冷季平均气温、最暖季降水量和海拔是影响刺槐潜在地理分布的主要环境因子,其适应范围分别为–5~6.5℃、335~1825 mm和–155~1725 m。当代气候条件下,刺槐在中国的总适生区面积为262.51×10^(4)km^(2),高适生区面积为37.86×10^(4)km^(2)。未来3种气候变化情景下,刺槐总适生区面积与当代总体一致,高适生区面积减少,但2070s中ssp126情景的高适生区面积增加。质心分析结果表明,未来气候变化情景下,刺槐在中国的潜在总适生区向东北部偏移,高适生区向西南部偏移。【结论】优化后的MaxEnt模型能够准确预测刺槐在中国的潜在适生区分布;温度、降水和海拔是影响刺槐地理分布的主要环境因子;气候变化会引起未来刺槐在中国的潜在高适生区面积减少,潜在适生区发生迁移。

关键词：气候变化刺槐 MaxEnt模型潜在适生区

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2000—2020年黄河流域森林生态质量时空变化

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生态学杂志 2025年第2期44卷 695-704页

作者：郑京生尹昌君孙守家张劲松孟平中国林业科学研究院林业研究所/国家林草局林木培育重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站河南济源454650

森林作为陆地生态系统的主要组成部分,是实现黄河流域高质量发展的重要基础,对黄河流域森林生态质量进行评价,有助于更好地了解其现状和发展趋势,为生态保护和管理提供科学依据。采用层次分析法,基于DPSIR模型构建森林生态质量评价指标... 详细信息

森林作为陆地生态系统的主要组成部分,是实现黄河流域高质量发展的重要基础,对黄河流域森林生态质量进行评价,有助于更好地了解其现状和发展趋势,为生态保护和管理提供科学依据。采用层次分析法,基于DPSIR模型构建森林生态质量评价指标体系,对2000—2020年黄河流域森林生态质量进行评价,分析其时空变化规律及相关性。结果表明,(1)黄河流域森林生态质量在空间分布上差异显著,整体上呈“西部低于东部,北部低于南部”的分布格局;(2)在空间变化方面,黄河流域森林生态质量整体改善,局部退化。流域西部和北部地区的森林生态质量在前15年间分别呈现“改善⁃退化”、“退化⁃改善”的波动趋势,在2015—2020年显著改善。黄河流域中下游包括河南、山西部分地区,在2000—2005年间森林生态质量有明显的下降,在此后的15年间森林生态质量逐渐提高。下游山东各县森林生态质量缓慢提高。四川阿坝州南部部分地区和流域南部秦岭一带,以及延安梁山山脉附近区县的森林生态质量稳定保持在优等级。(3)20年间黄河流域森林生态质量空间分布呈现显著的相似值空间集聚,且总体上空间集聚性减弱。

关键词：森林生态质量 DPSIR模型层次分析法时空变化空间自相关

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华北土石山区侧柏水分利用效率及其对气候因子的响应

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河南农业大学学报 2025年第1期59卷 102-111页

作者：郑艺伟江睿吕丽沛桑玉强孙守家张劲松河南农业大学林学院河南郑州450046 河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站河南济源454650 中国林业科学研究院林业研究所/国家林草局林木培育重点实验室北京100091

【目的】分析影响华北土石山区侧柏水分利用的主导因子,为气候变化背景下中国侧柏人工林的经营管理提供参考。【方法】采用稳定碳同位素比值δ^(13)C计算侧柏水分利用效率(intrinsic water use efficiency,WUEi),结合温度、降雨量、相... 详细信息

【目的】分析影响华北土石山区侧柏水分利用的主导因子,为气候变化背景下中国侧柏人工林的经营管理提供参考。【方法】采用稳定碳同位素比值δ^(13)C计算侧柏水分利用效率(intrinsic water use efficiency,WUEi),结合温度、降雨量、相对湿度、干旱指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)、水热状况协同性等气候指标,分析华北土石山区侧柏WUEi变化特征及其对气候变化的响应。【结果】侧柏树轮δ^(13)C与WUEi均呈现上升趋势,年平均值分别为-23.53%和87.08μmol⋅mol^(-1),年平均增幅分别为0.09%和1.17μmol⋅mol^(-1)。在月尺度上,侧柏WUEi与上年7月、9—12月和当年1—12月温度呈显著正相关,与上年6—7月、12月和当年1—12月SPEI呈显著负相关,与上年8月和当年3—5月、8月相对湿度呈显著负相关,除与上年12月降雨量呈显著负相关关系外,与其他各月降雨量均无显著关系。在年尺度上,WUEi与温度呈极显著正相关,与SPEI及相对湿度呈极显著负相关,与降雨量无显著关系。侧柏WUEi对温度和降雨量的敏感性在14.12~<15.04℃和545.97~<762.43 mm时达到最高,分别为17.87%和21.88%;当水热协同性在0.992~0.998时,WUEi对其敏感性为17.30%。【结论】温度是影响华北土石山区侧柏WUEi变化的最主要气候因子,随着温度与降雨量协同性的增强,侧柏WUEi对水热协同作用的敏感性呈升高趋势,降雨量间接影响侧柏WUEi。

关键词：侧柏水分利用效率气候因子稳定碳同位素华北土石山区

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豫西黄土高原果园自然生草对土壤线虫群落及结构的影响

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草地学报 2025年第3期33卷 798-805页

作者：贺雨轩张钰杭张若冰贾颖欣谢岷珊李江艳王益博李晓敏李尚彬邱林冯万富苗原王冬河南大学生命科学学院河南开封475004 曼彻斯特大学英国曼彻斯特M139PL 河南灵宝市特色农业发展中心河南三门峡472500 河南省信阳市林业科学研究所河南信阳464031 河南鸡公山森林生态系统国家定位观测研究站河南信阳464031 河南省黄河流域小秦岭生态修复野外科学观测研究站河南开封475004

本试验选取豫西黄土区苹果园,探究自然生草对土壤线虫群落结构及代谢足迹的影响,为果园的可持续管理提供科学依据。本试验于2015年建植的‘富士’苹果(Malus domestica)园开展,以行间覆盖黑麦草为对照,行间自然生草为处理。结果表明:与... 详细信息

本试验选取豫西黄土区苹果园,探究自然生草对土壤线虫群落结构及代谢足迹的影响,为果园的可持续管理提供科学依据。本试验于2015年建植的‘富士’苹果(Malus domestica)园开展,以行间覆盖黑麦草为对照,行间自然生草为处理。结果表明:与人工生草果园相比,自然生草的苹果园土壤线虫总丰度显著提高了105.15%;食细菌线虫相对丰度和食真菌线虫相对丰度分别显著提高了54.36%和96.62%;但是植食性线虫相对丰度、捕/杂食线虫相对丰度分别显著降低67.23%和68.80%。自然生草显著提高了土壤线虫群落碳代谢足迹。土壤pH值、土壤微生物生物量碳氮含量、变形菌门相对丰度、杂类草比例是影响土壤线虫属水平群落组成的主要因素(P<0.05)。研究表明:相比人工草地模式,自然生草模式有助于维持较高的线虫总丰度及食微线虫相对丰度,提高线虫群落碳代谢足迹,促进土壤养分循环利用,为果树提供健康良好的生长环境。

关键词：土壤线虫自然生草代谢足迹苹果园黄土高原

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信阳市18种常见园林树种叶片滞尘效应研究

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南方林业科学 2025年第1期53卷 67-72页

作者：单燕祥冯万富柳勇袁浩信阳市林业科学研究所河南信阳464031 河南鸡公山森林生态系统国家定位观测研究站河南信阳464031 信阳鼎信森林工业集团有限公司河南信阳464000

【目的】探讨信阳市常见城市园林树种的滞尘效应,筛选出滞尘功能强的树种。【方法】在信阳市中心城区选取18种不同生活型(常绿乔木、落叶乔木、常绿灌木和落叶灌木)的常见园林树种,于雨后1周、2周和3周分别对其叶片的单位面积滞尘量和... 详细信息

【目的】探讨信阳市常见城市园林树种的滞尘效应,筛选出滞尘功能强的树种。【方法】在信阳市中心城区选取18种不同生活型(常绿乔木、落叶乔木、常绿灌木和落叶灌木)的常见园林树种,于雨后1周、2周和3周分别对其叶片的单位面积滞尘量和滞尘速率进行测定分析。【结果】(1)随着时间推移,各树种叶片单位面积累计滞尘量均呈逐步增长趋势。(2)同一生活型不同树种之间饱和滞尘量和滞尘速率均存在显著差异(P<0.05)。(3)结合同一生活型不同树种饱和滞尘量、滞尘速率分别进行聚类分析,筛选出综合滞尘效应最强的树种5种(雪松、枇杷、广玉兰、栾树和大叶黄杨);较强的7种(桂花、法国梧桐、红叶李、红叶石楠、海桐、红花檵木和紫薇)。【结论】在选择城市园林树种时,应当按照适地适树、多样配置、树种均衡的原则。在车流量大、扬尘污染相对严重的区域,可优先考虑树种的滞尘效应因素。

关键词：园林树种饱和滞尘量滞尘速率聚类分析信阳市

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干旱胁迫对核桃叶片水分利用效率的影响

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河南科学 2025年第3期43卷 381-388页

作者：吕丽沛沈媛媛桑玉强张劲松河南农业大学林学院郑州450046 周口文理职业学院文化旅游学院河南周口466000 河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站河南济源459000 中国林业科学研究院林业研究所北京100091

随着全球气候变暖,干旱逐渐成为严重影响植物正常生长的重要因素之一,研究植物水分利用效率可揭示其抗旱机制,从而为植物节水灌溉提供参考。以华北土石山区2年生核桃实生苗为试验材料,通过试验分析了不同干旱处理条件下核桃叶片的SPAD... 详细信息

随着全球气候变暖,干旱逐渐成为严重影响植物正常生长的重要因素之一,研究植物水分利用效率可揭示其抗旱机制,从而为植物节水灌溉提供参考。以华北土石山区2年生核桃实生苗为试验材料,通过试验分析了不同干旱处理条件下核桃叶片的SPAD、气孔导度、光合速率、蒸腾速率及水分利用效率的变化规律及其相互关系。结果表明:①不同干旱处理条件下核桃叶片SPAD表现为:轻度干旱>中度干旱>充分供水>重度干旱。②不同干旱处理条件下,核桃叶片气孔导度、净光合速率和蒸腾速率的日变化均呈先上升后下降趋势。③不同干旱处理条件下,核桃叶片水分利用效率均呈“M”形多峰变化趋势,晴天重度干旱及阴天轻度干旱条件下核桃叶片水分利用效率值均达到最大。④在晴天轻度干旱条件下,核桃叶片的水分利用效率与气孔导度之间呈显著正相关性(p<0.05);其他干旱处理条件下,核桃叶片的水分利用效率与气孔导度之间的相关性均不显著(p>0.05)。综合来看,轻度干旱条件下核桃叶片的水分利用效率最高,该结果可为当地核桃的科学灌溉提供理论依据。

关键词：土壤水分干旱核桃气孔导度水分利用效率

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