检索结果-内蒙古大学图书馆

中国农业大学学报 2024年第5期29卷 135-148页

作者：解晨周建妤姜群鸥肖辉杰辛智鸣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与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200

沿黄荒漠绿洲区景观格局构建及优化对防治土地荒漠化、促进生态可持续发展具有重要意义。以磴口为研究区,分析2005—2020年磴口景观类型时空演变特征,结合最小累积阻力(MCR)模型、电路理论和水文分析法综合识别生态廊道和生态节点,利用... 详细信息

沿黄荒漠绿洲区景观格局构建及优化对防治土地荒漠化、促进生态可持续发展具有重要意义。以磴口为研究区,分析2005—2020年磴口景观类型时空演变特征,结合最小累积阻力(MCR)模型、电路理论和水文分析法综合识别生态廊道和生态节点,利用重力模型和景观连接度指数判断生态廊道和生态节点重要性,构建磴口荒漠绿洲区景观格局并提出优化建议。结果表明:1)2005—2020年磴口主要植被景观中,耕地规模最大且持续扩张,草地呈先增加后减少趋势,林地则持续缩减;2)识别出重要草地生态源地8块,重要生态廊道99条和重要生态节点345个。以耕地和草地类型为主,均位于研究区中部和东南部;3)提取出需重点优化生态障碍点面积159.83 km^(2),需重点优化生态夹点面积81.18 km^(2),分别位于研究区西北部和中部区域;4)最后,从维持南部并扩大西北部生态源地规模、打通并优化重要林草生态廊道和生态节点、生态障碍点和生态夹点等多方面提出荒漠绿洲区景观格局优化建议。本研究可为荒漠绿洲区生态环境规划提供重要科学依据。

关键词：生态廊道生态节点景观格局优化 MCR模型空间主成分分析

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京郊强降雨条件下不同水土保持治理措施配置模式效益评价

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水土保持学报 2022年第1期36卷 8-17页

作者：杨润泽冯天骄肖辉杰王奋忠赵泽坤王世雷朱俊英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 北京市密云区水土保持工作站北京101500

以石匣小流域水土保持科技示范园10个不同水土保持措施配置模式的径流小区为研究对象,分析当地2004—2019年降雨格局变化,并以发生在2010—2018年的19次代表性强降雨作为样本降雨事件,探究不同配置模式对土壤侵蚀与面源污染特征的影响... 详细信息

以石匣小流域水土保持科技示范园10个不同水土保持措施配置模式的径流小区为研究对象,分析当地2004—2019年降雨格局变化,并以发生在2010—2018年的19次代表性强降雨作为样本降雨事件,探究不同配置模式对土壤侵蚀与面源污染特征的影响。结果表明:(1)2004-2019年降雨量变化范围在331.4~598.9 mm,平均年降雨量484 mm,小雨、中雨的发生频率降低,大雨的发生频率增加。(2)水土保持措施在减流减沙、减少养分流失方面效果明显。在减轻地表径流方面,表现最好的配置模式为鱼鳞坑苜蓿地与玉米梯田,其减流率分别为88.59%,88.40%;在减少泥沙方面,最好的配置模式为玉米梯田,减沙率高达97.82%;在降低面源污染方面,表现最好的配置模式为玉米梯田,其对TN、TP、COD的减少率分别为79.57%,75.90%,91.31%。(3)在强降雨条件下,降雨量与产流产沙量、TN、TP、COD均呈正相关关系,且降雨量与径流量、径流系数相关性较强,相关系数分别为0.608,0.553。I_(30)、I_(60)与产流产沙量、COD的相关性较强。另外,降雨历时、I_(60)与TN、TP、COD相关性也较强。研究成果为揭示京郊地区强降雨条件下坡面土壤侵蚀机理提供了参考依据,同时为当地开展强降雨下的水土保持工作提供科学依据。

关键词：土壤侵蚀面源污染强降雨配置模式

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2001—2020年全球植被对极端气候的响应

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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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荒漠绿洲区带状防护林遥感提取方法研究——以磴口为例

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光谱学与光谱分析 2022年第12期42卷 3896-3905页

作者：高峰姜群鸥辛智鸣肖辉杰律可心乔智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与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 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 中国林业科学研究院沙漠林业实验中心内蒙古磴口015200

防护林是我国荒漠绿洲区主要植被类型,可为该地区防风固沙、水盐调控、水热平衡提供有力保障,调查防护林空间分布信息十分重要。然而荒漠绿洲防护林条带较窄、斑块面积小、分布广且零散,不易大尺度准确提取。为解决此难点,以磴口县荒漠... 详细信息

防护林是我国荒漠绿洲区主要植被类型,可为该地区防风固沙、水盐调控、水热平衡提供有力保障,调查防护林空间分布信息十分重要。然而荒漠绿洲防护林条带较窄、斑块面积小、分布广且零散,不易大尺度准确提取。为解决此难点,以磴口县荒漠绿洲为研究区,基于GF-2号遥感影像,采用面向对象分类技术提取防护林空间分布信息。分类前,首先基于局部方差(lV)和lV变化率(ROC)曲线,选取分割防护林的最优分割尺度。然后采用随机森林(RF)算法的袋外误差率(OOB error)及基尼系数(Gini)对包含光谱、形状和纹理的分类特征进行重要性评估并筛选特征、优化模型参数;最后,基于随机森林、CART决策树、支持向量机(SVM)、K近邻(KNN)四种分类器提取防护林空间分布信息并对比验证。结果表明:(1)采用ROC-lV曲线方法相比于遍历分割参数,可更客观更高效地筛选最优分割参数的可能值;(2)基于RF算法计算的袋外误分率和基尼系数可以有效筛除冗余特征,配合分类器参数优化,在保证分类精度的同时,有效提高分类器性能,大幅提升数据处理速度;(3)基于实测数据集对分类结果进行验证,结果显示基于随机森林算法的特征优化结合SVM分类器提取的防护林空间分布信息精度最高,生产者精度达到97.14%,总体防护林面积为208.99 km^(2),与实际210 km^(2)接近,在小区块中,SVM分类器的分类效果优于其他三种分类器;(4)因GF-2影像分辨率高,并且含有近红外波段,通过波段合成得到亚米级信息,故基于面向对象的方法能够以单条林带为基本单位研究防护林林网属性,例如提取断带信息等林网结构特征。研究结论可为荒漠绿洲区带状防护林提取提供重要技术支撑。

关键词：防护林带识别 GF-2遥感影像随机森林面向对象

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密云水库周边板栗林下不同水土保持措施效益评价

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水土保持研究 2022年第6期29卷 28-35页

作者：杨润泽肖辉杰冯天骄王奋忠赵泽坤郭子萱王世雷朱俊英李世丰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 北京市密云区水土保持工作站北京101500

为探究密云水库周边板栗林下的土壤侵蚀规律以及适合于当地板栗林下的水土保持措施,选取发生于2021年8月的10次降雨事件作为研究样本,通过对比不同水土保持措施配置下产流产沙对降雨因子的响应,采用径流小区法对不同水保措施配置模式的... 详细信息

为探究密云水库周边板栗林下的土壤侵蚀规律以及适合于当地板栗林下的水土保持措施,选取发生于2021年8月的10次降雨事件作为研究样本,通过对比不同水土保持措施配置下产流产沙对降雨因子的响应,采用径流小区法对不同水保措施配置模式的水土保持效益进行了评价,进而筛选出水土保持效果更好的水土保持措施。结果表明:(1)在仅布设植被措施的条件下,减轻地表径流及泥沙运移作用最大的植被类型为卷柏,其次为自然坡面。(2)在同时布设植被措施与工程措施的条件下,工程措施相同、植被措施不同时,自然坡面减流减沙效果最好。工程措施不同、植被措施相同时,减流效果最好的为鱼鳞坑。(3)马齿苋+鱼鳞坑、自然坡面+鱼鳞坑的水土保持效益最佳。(4)对产流产沙量影响最大的因子为降雨量,其与径流量、泥沙量的相关系数分别为0.533,0.557(p<0.01)。由此可知,进行密云水库板栗林水土保持工作时,可优先种植卷柏、布设鱼鳞坑,或布设马齿苋+鱼鳞坑、自然坡面+鱼鳞坑等水土保持措施。

关键词：板栗林土壤侵蚀水土保持措施配置模式

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全球土壤含水量对植被和气候的响应

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生态学报 2025年第6期45卷 2682-2697页

作者：李君宜牛健植余新晓苗禹博王迪焦鹏华北京林业大学水土保持学院北京100083 中国林业科学院林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 北京林业大学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京100013

气候、植被和土壤含水量(Soil Moisture,SM)的变化密切相关,分析长时间序列SM、植被覆盖、气温和降雨的变化以及植被、气候对SM的影响,有助于揭示全球变暖背景下土壤含水量-植被-大气间相互作用关系,为水资源短缺、土地退化、水资源保... 详细信息

气候、植被和土壤含水量(Soil Moisture,SM)的变化密切相关,分析长时间序列SM、植被覆盖、气温和降雨的变化以及植被、气候对SM的影响,有助于揭示全球变暖背景下土壤含水量-植被-大气间相互作用关系,为水资源短缺、土地退化、水资源保护等生态环境问题提供理论支持。以全球MODIS产品和ERA5-land为数据源,获取2001—2020年0—7 cm土壤层中的含水量SM1、7—28 cm土壤层中的含水量SM2、28—100 cm土壤层中的含水量SM3、28—289 cm土壤层中的含水量SM4、降雨、气温和归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时序数据集,采用Sen趋势分析(Theil-Sen Median)、非参数统计检验(Mann-Kendall)、偏相关分析和复相关分析等方法,探究全球不同干湿气候区SM、降雨、气温和NDVI的时空变化特征及SM对降雨、气温和NDVI的响应关系。结果显示:(1)近20年来,全球不同干湿气候区SM总体呈现下降趋势,植被覆盖总体呈上升趋势;降雨量具体表现为“增-减-增”的变化趋势;气温总体呈上升趋势。(2)不同干湿气候区,SM与降雨的相关性随土壤深度的增加而减弱;除湿润区外,SM与NDVI均在SM2土壤层呈现较高的偏相关关系;除SM1土壤层外,不同干湿气候区SM与气温呈显著的负相关关系;除极干旱区,SM随土壤深度的增加对气温的敏感性减弱。(3)通过复相关分析探究各因子的驱动区(共同驱动区、气候驱动区、植被驱动区),SM变化主要受气候和NDVI的共同影响,受NDVI主导的区域面积较少,随着土壤深度的加深受气候主导的区域面积逐渐减小。

关键词：土壤含水量(SM) 归一化植被指数(NDVI) 气候-土壤-植被全球相互作用

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基于PlUS模型的黄河中游多沙粗沙区土地利用变化模拟及驱动力分析

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水土保持研究 2024年第6期31卷 309-318页

作者：杜洲牛健植樊登星张卓佩杨智勇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

[目的]分析黄河中游多沙粗沙区土地利用演变规律及其驱动因素,探究不同情景下区域土地利用变化趋势,以期为保障区域生态安全及未来土地利用合理规划提供依据。[方法]基于2000年、2010年、2020年3期土地利用数据,进行黄河中游多沙粗沙区... 详细信息

[目的]分析黄河中游多沙粗沙区土地利用演变规律及其驱动因素,探究不同情景下区域土地利用变化趋势,以期为保障区域生态安全及未来土地利用合理规划提供依据。[方法]基于2000年、2010年、2020年3期土地利用数据,进行黄河中游多沙粗沙区土地利用变化特征及驱动力分析,并结合多情景设定,利用PlUS模型预测了2030年3种不同情景下区域土地利用空间格局。[结果]2000—2020年研究区土地利用变化总体趋势体现为耕地持续减少,林地、草地先增加后减少,水域和未利用地先减少后增加,建设用地持续增加;PlUS模型对2000—2020年区域土地利用变化的驱动力挖掘效果较好,其中建设用地的扩张受距县政府距离、GDP和距铁路距离等社会经济因子影响为主;自然发展情景下,耕地、林地和草地面积有所下降,水域、建设用地和未利用地的面积上升,经济建设情景下,建设用地大幅增加,对其他各类用地侵占作用显著,生态保护情景下,建设用地扩张得到有效约束,主要转入草地,面积缩减。林地、草地和水域面积明显上升,区域生态用地显著增加。[结论]不同发展情景下,黄河中游多沙粗沙区土地利用格局变化差异显著,区域未来土地利用规划应以可持续发展方式为导向,结合具体发展目标制定政策,注重典型生态脆弱区生态保护与经济建设的协调发展。

关键词： PlUS模型土地利用变化多情景模拟多沙粗沙区

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野外模拟降雨条件下高寒草甸区植被退化和人工植被恢复坡面的产流产沙过程

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水土保持学报 2024年第4期38卷 153-161页

作者：甄子雲赵洋姜群鸥解晨赵伟航刘兰华周铁军何财松周扬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与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 西藏农牧学院资源与环境学院拉萨860000 中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所北京100081

[目的]青藏高原是我国重要生态屏障,高寒草甸是其重要组成部分,水土保持功能是高寒草甸重要生态服务功能。开展青藏高原高寒草甸区水土流失过程研究对减少人为扰动水土流失、保障西南地区生态安全具有重要意义。[方法]选取青藏高原高寒... 详细信息

[目的]青藏高原是我国重要生态屏障,高寒草甸是其重要组成部分,水土保持功能是高寒草甸重要生态服务功能。开展青藏高原高寒草甸区水土流失过程研究对减少人为扰动水土流失、保障西南地区生态安全具有重要意义。[方法]选取青藏高原高寒草甸未退化、轻度退化、中度退化、裸坡与人工植被恢复5种不同类型坡面,通过野外模拟降雨试验,分析不同雨强条件下,不同植被退化与恢复坡面产流产沙过程,揭示植被退化与人工植被恢复坡面土壤侵蚀机理与水沙关系。[结果](1)高寒草甸未退化坡面与人工植草恢复坡面因其根系较为致密,其水分下渗能力相对较弱,故初始产流时间相对较短;而对于轻度退化坡面,侧流与纵向入渗能力相对较强,初始产流时间相对较长。(2)在常规降雨条件下(30,60 mm/h),轻度退化坡面产流量最小,减流效益最高,达到77.13%;人工恢复坡面产流量与未退化坡面接近,略高于轻度退化坡面;而裸土坡面累计产流量最大,且显著高于其他坡面;极端降雨条件下(90 mm/h)未退化坡面产流量激增,仅低于裸坡并明显高于人工植被恢复坡面。(3)在常规降雨条件下(30,60 mm/h),人工恢复植被坡面减沙效益最高,分别达到81.97%和89.82%,其次是未退化坡面,且随着植被退化程度增大,减沙效益逐渐降低;但在极端降雨条件下,人工恢复植被和未退化坡面减沙效益几乎相同,而中度退化坡面产沙量是未退化坡面的4.59倍;轻度退化坡面虽然具有较好的减流效益,但是减沙效益相对较差。[结论]研究结果可为高寒草甸区植被恢复与生态安全提供重要科学依据。

关键词：高寒草甸退化草甸水土流失减流减沙效益

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基于WEPP模型的工程建设中施工便道边坡水土流失特征——以林芝市巴宜区为例

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水土保持学报 2023年第5期37卷 31-39,47页

作者：于洋姜群鸥王紫璇甄子雲刘兰华何财松周扬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与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所北京100081

工程建设中施工便道导致的水土流失与传统土壤侵蚀不同,施工便道改变原自然坡面形态及水文过程,致使植被破坏、地表裸露,并形成路面、挖填边坡等多个侵蚀产沙部位,结构松散的路堑及边坡对降雨的响应更强、速度更快,土质低等级道路所引... 详细信息

工程建设中施工便道导致的水土流失与传统土壤侵蚀不同,施工便道改变原自然坡面形态及水文过程,致使植被破坏、地表裸露,并形成路面、挖填边坡等多个侵蚀产沙部位,结构松散的路堑及边坡对降雨的响应更强、速度更快,土质低等级道路所引起的土壤侵蚀问题占比很大,因此研究可为工程扰动中施工便道的水土流失防治提供基础依据。以林芝市巴宜区为研究对象,采用WEPP模型对工程扰动下不同降雨条件、不同坡度坡长情况下施工便道边坡径流量、土壤流失量进行模拟分析,揭示施工便道边坡水土流失特征规律和关键影响因素。结果表明:(1)开始产生径流的60 min最大雨强(I_(60))为11.16 mm/h,降雨量为12.40 mm;I_(60)处于10~17 mm/h范围内径流量低于0.50 mm,土壤流失量低于0.010 kg/m^(2),当I_(60)超过17 mm/h后,I_(60)与径流量、土壤流失量具有线性关系。(2)径流量随坡度增加呈“快速增加—增速减慢—逐渐减小”3个阶段,坡度在5°以下时产生最低径流量56.98~58.00 mm,坡度在30°~35°时产生最高径流量76.19~77.01 mm;土壤流失量随坡度增加呈“先快速增加—后趋于稳定”2个阶段,坡度在5°以下边坡土壤流失量最小,坡度在50°后趋于稳定。(3)靠山边坡径流量随坡长增加而降低,不靠山边坡径流量则随坡长变化保持稳定,坡长在50 m后靠山边坡径流量低于不靠山边坡,且差异随坡长的增加而增大;靠山边坡土壤流失量随坡长的增加呈“先快速增加—后增速减小”趋势,不靠山边坡土壤流失量随坡长的增加基本保持匀速增加。研究结果用于高寒区工程扰动后边坡水土流失驱动机制分析。

关键词：施工便道水土流失边坡 WEPP模型

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间伐强度对坝上樟子松林下持水能力的影响

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应用生态学报 2021年第7期32卷 2347-2354页

作者：吴雪铭余新晓陈丽华贾国栋邱云霄彭修文北京林业大学水土保持学院北京100083 水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083

河北坝上地区地势复杂、气候条件较差,导致了水土流失和地质灾害的发生,使华北地区生态安全受到严重威胁。为了改善当地生态环境,樟子松、落叶松等耐贫瘠速生树种被大面积种植,然而不合理的植被密度会导致降雨的低效率利用。本研究以5... 详细信息

河北坝上地区地势复杂、气候条件较差,导致了水土流失和地质灾害的发生,使华北地区生态安全受到严重威胁。为了改善当地生态环境,樟子松、落叶松等耐贫瘠速生树种被大面积种植,然而不合理的植被密度会导致降雨的低效率利用。本研究以5种间伐强度(0、20%、40%、60%、80%)的樟子松林为对象,分析间伐强度对林下草本、枯落物、土壤各层以及整体持水能力的影响。结果表明:草本层持水率变化幅度为47.7%~90.7%,且随着间伐强度增加持水能力整体呈减小趋势,间伐强度小于40%时减速较缓,之后迅速减小。随间伐强度的增大,枯落物未分解层、半分解层自然含水率和最大持水率均逐渐减小,而有效持水能力大小依次为60%>40%>20%>80%>0,且半分解层持水能力均优于未分解层。土壤持水能力随间伐强度的增强逐渐降低,间伐强度小于40%时对持水能力起促进作用。不同间伐强度下,林下总持水率是8.3%~14.3%,依次为20%>0>40%>60%>80%。鉴于林下各层及整体变化,研究区内选择强度为20%的间伐措施能有效提高林下持水能力,实现更好的生态效益。

关键词：间伐强度樟子松持水能力林下结构林分密度

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