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晋西黄土区典型植被恢复生态系统各层次化学计量与生态因子的关系 被引量：3
1
作者 詹紫馨 冯天骄 +1 位作者 梅柏寒 王平 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期797-809,共13页
【目的】植被恢复是改善黄土高原水土流失和生态环境的重要手段。评估植被恢复对生态系统养分循环和生态服务功能的影响需进一步明晰林地植被与土壤的化学元素计量和分布特征,这对合理开展植被恢复类型筛选具有重要意义。【方法】选取... 【目的】植被恢复是改善黄土高原水土流失和生态环境的重要手段。评估植被恢复对生态系统养分循环和生态服务功能的影响需进一步明晰林地植被与土壤的化学元素计量和分布特征,这对合理开展植被恢复类型筛选具有重要意义。【方法】选取晋西黄土区4种典型植被恢复类型(油松Pinus tabuliformis人工林、刺槐Robinia pseudoacacia人工林、侧柏Platycladus orientalis人工林、辽东栎Quercus mongolica天然林),分别测定乔木层的树枝、树叶、树干、树皮、树根和灌木层、草本层的地上、地下部分以及0~100 cm土壤各层的碳、氮、磷质量分数,结合单因素方差分析法、最小显著差法、冗余分析法等分析植被恢复类型对生态系统养分循环和生态化学计量的影响。【结果】(1)相比其他植被恢复类型,辽东栎天然林样地的灌木层和草本层生物量最高,其地上部分生物量分别为(8.62±0.78)、(5.91±0.18)t·hm^(-2),地下部分生物量分别为(3.65±0.36)、(3.54±0.25)t·hm^(-2)。(2)辽东栎天然林草本层碳质量分数最高,为(552.90±19.33)g·kg^(-1),氮质量分数最低,为(10.36±0.30)g·kg^(-1)。(3)植物与土壤的碳、氮、磷质量分数具有显著相关关系(P<0.05);辽东栎天然林的土壤碳磷比最高,为15.22±0.28,而刺槐人工林土壤碳磷比最低,为8.28±0.26。(4)Mantel Test和冗余分析结果表明:人工林中,土壤和植被中的养分相关关系显著(P<0.05),然而在辽东栎天然林中两者相关性相对较小,而且辽东栎天然林的乔木层对土壤和植被化学计量特征的影响相对较弱。【结论】近自然造林可以提高植被多样性,并提供更好的生态系统服务。 展开更多
关键词 黄土高原 植物器官 植被恢复类型 生态化学计量
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黄河流域生态系统服务价值时空异质性及驱动因素分析 被引量：2
2
作者 张初蕊 陈立欣 +2 位作者 王丽群 宋午椰 阎祉祎 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期70-81,共12页
【目的】在黄河流域生态恢复背景下,研究生态系统服务价值(ESV)的时空动态演变特征及其驱动因素,为可持续发展提供理论参考。【方法】基于2001—2020年20期的黄河流域土地利用数据,计算黄河流域ESV,利用空间自相关和探索性时空数据分析... 【目的】在黄河流域生态恢复背景下,研究生态系统服务价值(ESV)的时空动态演变特征及其驱动因素,为可持续发展提供理论参考。【方法】基于2001—2020年20期的黄河流域土地利用数据,计算黄河流域ESV,利用空间自相关和探索性时空数据分析,揭示黄河流域ESV的时空分异动态特征,并引入时空地理加权回归模型探究黄河流域ESV时空分异的驱动因素。【结果】(1)2001—2020年黄河流域ESV整体呈上升趋势,生态系统服务中调节服务价值所占比重最大。不同土地利用类型中,草地和林地所提供的生态服务价值最高。(2)黄河流域ESV空间上存在显著正相关。大多数地区,局部空间自相关指标时间路径的相对长度和弯曲度较小,结构比较稳定,但空间依赖效应较弱。ESV移动方向中负向协同增长占比最大,呈低速增长特征。2001—2020年ESV时空凝聚概率超过80%,说明黄河流域ESV局部空间格局呈现相对锁定状态。(3)流域ESV驱动因素中,年降雨量主要起负向作用,年均气温和植被覆盖则主要起正向作用,而人口密度与夜间灯光指数的影响作用相对较弱。【结论】黄河流域ESV增长现状相对稳定,短期内较难改变,在影响ESV变化的因素中自然因素起主导作用。 展开更多
关键词 黄河流域 生态系统服务价值 时空跃迁 时空地理加权回归 关键驱动因素
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散射辐射比例对华北平原杨树人工林生态系统能量分配的影响 被引量：1
3
作者 徐磊 吴小云 +4 位作者 律江 石云 朱梦洵 许行 张志强 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期100-110,共11页
【目的】在全球辐射总量及其组成显著变化的背景下,明确散射辐射比例(F_(dif))对华北平原杨树人工林生态系统能量分配的影响,为准确评估杨树人工林的生态服务功能和进一步完善生态系统过程模型提供科学依据。【方法】利用涡度相关技术... 【目的】在全球辐射总量及其组成显著变化的背景下,明确散射辐射比例(F_(dif))对华北平原杨树人工林生态系统能量分配的影响,为准确评估杨树人工林的生态服务功能和进一步完善生态系统过程模型提供科学依据。【方法】利用涡度相关技术和小气候观测,对2019、2021年生长季(DOY 91~304)杨树人工林生态系统的能量通量和环境因子开展研究。【结果】华北平原杨树人工林生态系统能量分配在生长季中期(DOY 152~243)以潜热通量(LE)为主,在生长季初期(DOY 91~151)和末期(DOY 244~304)以显热通量(H)为主。F_(dif)与波文比(β)呈显著负相关(P<0.01),与冠层导度(G_(s);P<0.01)、冠层分离指数(Ω;P<0.05)和Priestley-Taylor系数(α;P<0.01)呈显著正相关。通径分析结果表明,Gs是调节华北平原杨树人工林生态系统能量分配的主要因子,F_(dif)下降时,Gs降低,饱和水汽压差(VPD)增大,生态系统的β显著增大,进而改变生态系统能量分配模式。【结论】F_(dif)变化影响华北平原杨树人工林生态系统能量分配,F_(dif)下降会导致能量平衡中的LE所占比例增加、H所占比例相应减小。在气候变化背景下,本研究不仅可深入揭示华北平原杨树人工林生态系统能量分配机制,同时也对准确评估森林生态系统服务功能起到至关重要的作用。 展开更多
关键词 散射辐射 杨树人工林 能量分配 通径分析 华北平原
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黄土丘陵区华北落叶松人工林生态系统生物量与养分循环特征 被引量：8
4
作者 王彬 魏天兴 刘钊 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2017年第6期45-51,共7页
通过样地调查观测和室内样品分析,对位于山西吉县的23年生华北落叶松人工林生态系统中13种元素的循环特征进行研究。测算得到研究区域人工林生态系统的生物量在各器官的空间分布,结合林木各器官养分含量,得出养分元素在空间变异上的积... 通过样地调查观测和室内样品分析,对位于山西吉县的23年生华北落叶松人工林生态系统中13种元素的循环特征进行研究。测算得到研究区域人工林生态系统的生物量在各器官的空间分布,结合林木各器官养分含量,得出养分元素在空间变异上的积累与分布;测算四大分室(林木、土壤、枯落物和大气)中其余分室的养分含量和养分积累与分布,得到养分循环过程中华北落叶松人工林养分年归还量134.719kg/(hm^2·a),年存留量53.409kg/(hm^2·a)和年吸收量188.129kg/(hm2·a);最后综合上述的各分室养分循环状况,得出反映该森林生态系统的养分生物循环特征的参数和指标。研究区华北落叶松人工林生态系统内N,P,K的循环系数均值(0.68),表明研究区生态系统循环速率较快;利用系数偏小,储存效率慢,土壤养分利用效率较高;养分元素通过林冠后均明显增加(林冠截留量142.1mm),并且对降水量(587.8mm)要求一般。较高的富集系数使其适应瘠薄自然环境,养分消耗量低。总体来看,华北落叶松是很有潜力的森林更新和荒山造林树种。 展开更多
关键词 森林生态系统 养分循环特征 生物量 养分含量 积累与分配
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降雨对河岸生态系统杨树树干液流及其环境控制的影响 被引量：4
5
作者 魏鸾葳 陈左司南 +6 位作者 陈胜楠 李江霖 陈立欣 律江 石云 朱梦洵 张志强 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期284-293,共10页
降雨能够改变土壤水分状况进而促进林木蒸腾,然而场降雨量及其持续时间对林木树干液流及其环境控制机制的影响尚不明确。为此,在华北半干旱半湿润区的北京市顺义区共青林场,选取位于河岸生态系统不受土壤水分胁迫的欧美杨(Populus×... 降雨能够改变土壤水分状况进而促进林木蒸腾,然而场降雨量及其持续时间对林木树干液流及其环境控制机制的影响尚不明确。为此,在华北半干旱半湿润区的北京市顺义区共青林场,选取位于河岸生态系统不受土壤水分胁迫的欧美杨(Populus×euramericana)人工林为研究对象,在2019年和2021年生长季,使用TDP热扩散法测量树干液流,同步监测气象及土壤含水量等环境因子。根据对该区长期(2016—2017年、2019年和2021年)降雨数据统计分析结果,将2次降雨脉冲间隔超22.5 h的事件划分2场独立的降雨事件。按照降雨事件雨量及历时,将其中位数±1.5倍标准误的事件定义为常见事件,而将累积概率大于90%的事件定义为极端事件。结果表明:(1)太阳辐射是唯一显著控制该杨树人工林生长季树干液流的环境因子(偏相关系数r_(p)=0.539),饱和水汽压差、风速和土壤含水量均与树干液流不相关(p>0.533),降雨事件发生前后这一环境控制特征没有发生变化;(2)雨后树干液流随着场降雨量的增加而降低(R 2=0.78,p=0.004),但与降雨事件历时无显著相关关系;(3)树干液流在常见降雨事件和极端事件后,在半小时尺度上随时间变化无显著差异(p≥0.264),但4类降雨事件后主导的环境控制因子却不完全相同,太阳辐射和饱和水汽压差总能显著促进半小时尺度的树干液流(r_(p)≥0.374),而土壤含水量仅在常见和极端的强降雨历时事件后,显著促进雨后半小时尺度液流(r_(p)≥0.215)。风速显著抑制常见场降雨量事件后半小时尺度的树干液流(r_(p)=-0.258),却能显著促进常见和极端场降雨历时事件后半小时尺度的树干液流(r_(p)≥0.183)。研究成果为进一步深入揭示降雨特征对树干液流及其生物物理控制机制的影响,以及改进气候变化下生态水文过程的模拟与评估提供参考。 展开更多
关键词 降雨事件 树干液流 环境控制 降雨量 降雨历时 极端降雨
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散射辐射对杨树人工林生态系统总初级生产力的影响 被引量：3
6
作者 万家鸣 律江 +2 位作者 石云 许行 张志强 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1-10,共10页
【目的】在量化生态系统阳冠层和阴冠层光合参数的基础上,通过探究其季节动态变化和主要生物物理调控因子,揭示散射辐射变化对杨树人工林生态系统总初级生产力(GPP)的影响,为人工林生态系统服务功能和碳汇能力的准确评估提供参考。【方... 【目的】在量化生态系统阳冠层和阴冠层光合参数的基础上,通过探究其季节动态变化和主要生物物理调控因子,揭示散射辐射变化对杨树人工林生态系统总初级生产力(GPP)的影响,为人工林生态系统服务功能和碳汇能力的准确评估提供参考。【方法】以北京顺义区共青林场的杨树人工林生态系统为研究对象,利用涡度相关技术和微气象观测系统,对生态系统碳循环过程和生物物理因素进行了连续4年(2015—2018年)的定位观测;采用非线性拟合方法将生态系统最大光合速率(A_(max))和表观量子效率(α)拆分为受直接辐射(A_(max),dir、αdir)和散射辐射(A_(max,dif)、α_(dif))影响的两部分。由于直角双曲线模型(Michaelis-Menten model)在模拟GPP时会出现不饱和现象,本研究采用PAR为2000μmol·m^(–2)s^(–1)时的GPP作为最大光合速率(A_(2000))。【结果】采用晴空指数和太阳高度角模拟的散射辐射与实测值接近(斜率为0.82,R^(2)=0.87,RMSE=51.67 W·m^(–2),P<0.01)。2015—2018年生长季杨树人工林的α_(dif)、A_(2000,dir)和A_(2000,dif)呈先增加后减小的变化趋势,α_(dif)和A_(2000,dif)显著高于αdir和A_(2000,dir)(pα=0.02;p A_(2000)=0.03),α_(dif)/αdir和A_(2000,dif)/A_(2000,dir)分别为5.6和6.1,二者的比例在夏季表现出明显差异。生长季GPP呈单峰变化模式,且GPP与A_(2000,dif)显著相关(P<0.01),随着PAR_(dif)/PAR_(dir)的增加,GPP显著增加(P<0.01)。在夏季,A_(2000,dif)主要受Ta的影响,随着Ta的增加而增加(偏相关系数为0.74,R^(2)=0.49,P<0.05);在春季和秋季,LAI主导着A_(2000,dif)的变化(偏相关系数为0.69,R^(2)=0.53,P<0.01),而PrestleyTaylor系数(η)和晴空指数(CI)无论是在春秋还是夏季,对A_(2000,dif)都无显著影响。【结论】α和A_(2000)会随季节发生变化,散射辐射对A_(2000)和α的影响要显著高于直接辐射的影响,且在生长季中期更加明显,A_(2000,dif)在春秋季和夏季的变化分别主要受生物因素(LAI)和环境因素(Ta)主导。A_(2000,dif)是调控GPP变化的最关键因素,因此,散射辐射是影响该人工林生态系统光合生产力的重要环境因素。 展开更多
关键词 散射辐射 表观量子效率 最大光合速率 总初级生产力 杨树人工林
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黄土高原不同密度刺槐林地土壤-微生物-胞外酶生态化学计量特征 被引量：1
7
作者 黄浩博 毕华兴 +3 位作者 赵丹阳 郭艳杰 林丹丹 韩金丹 《生态学报》 北大核心 2025年第3期1351-1361,共11页
明确不同密度人工林地生态系统土壤-微生物的养分循环过程,对林业建设过程中阐明生态系统养分循环规律及人工林经营有重要意义。以黄土高原6种林分密度(1000、1500、1800、2400、3000、3500株/hm^(2))的刺槐林(Robinia pseudoacacia)为... 明确不同密度人工林地生态系统土壤-微生物的养分循环过程,对林业建设过程中阐明生态系统养分循环规律及人工林经营有重要意义。以黄土高原6种林分密度(1000、1500、1800、2400、3000、3500株/hm^(2))的刺槐林(Robinia pseudoacacia)为研究对象,测定林地土壤和微生物C、N、P含量及胞外酶活性,明晰其生态化学计量特征。结果表明:随着刺槐密度增大,(1)林地土壤C、N含量及C∶P、N∶P先增大后减小,中等密度(1800-2400株/hm^(2))显著高于其他密度,而C:N呈相反趋势,P含量无显著差异;(2)土壤微生物C、N、P含量呈现波动变化,C∶N显著下降,C∶P、N∶P先增大后减小;(3)土壤4种胞外酶活性及其表征的C∶N均先增大后减小,C∶P、N∶P呈增大趋势;(4)元素比率阈值(TER)显示除在1800株/hm^(2)外,其他密度刺槐林地土壤微生物均受到N限制。刺槐林地土壤胞外酶及微生物对土壤养分变化具有自我调节作用,且呈现较好的内稳性,且中等密度刺槐林地更能促进养分积累,尤其是1800株/hm^(2)的刺槐林地更利于微生物的生长繁殖。研究结果可为该区刺槐人工林的合理经营提供科学依据。 展开更多
关键词 林分密度 微生物 生态化学计量 内稳性 元素比率阈值 刺槐 黄土高原
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随机森林模型解析极端暴雨洪峰流量驱动要素——以北京“23·7”暴雨为例
8
作者 车海伦 李华林 +3 位作者 张帆 吴凤月 谢晨新 刘晔 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第1期51-62,共12页
【目的】为明晰极端暴雨下洪峰流量形成的驱动要素,对北京“23·7”极端暴雨洪峰进行调查,从而揭示洪峰流量的变化规律,为区域灾后重建规划与防灾减灾工作提供科学依据。【方法】在2023年北京“23·7”极端暴雨发生后,对位于暴... 【目的】为明晰极端暴雨下洪峰流量形成的驱动要素,对北京“23·7”极端暴雨洪峰进行调查,从而揭示洪峰流量的变化规律,为区域灾后重建规划与防灾减灾工作提供科学依据。【方法】在2023年北京“23·7”极端暴雨发生后,对位于暴雨中心的门头沟区56条沟道140个洪痕点位开展调查,在明晰沟道洪峰流量空间变化基础上,使用随机森林模型定量分析各要素对沟道洪峰流量的驱动规律。【结果】(1)门头沟区沟道洪峰流量大小分布与降雨中心分布有较强一致性,整体由北向南递增,洪峰流量范围在27.5~1072.0 m3/s之间,超过10、20、50年一遇洪峰流量水平的沟道分别占总数的82%、71%、41%。(2)本次降雨条件下,影响门头沟区沟道洪峰流量差异的前5个因素依次为流域面积、沟道长度、平均起伏度、径流系数和淤积量,其相对重要值依次为1.000、0.524、0.471、0.382、0.346,表明地形因素对此次暴雨条件下门头沟区沟道洪峰流量影响最大。(3)各要素与洪峰流量存在复杂的非线性关系。【结论】根据最重要的5个驱动因素,建议灾后恢复重建工作中,以沟道为基本单位,实施“一沟一策”管理策略。合理布设防洪措施,提高工程防洪标准,重点关注淤积量、径流系数等关键可控因素。同时完善应急预案,整治侵占沟道行洪空间等问题,以提升区域的抗洪能力。未来研究需扩展至土地使用模式、水利设施建设等人为因素,因地制宜地分析洪峰流量影响机制,为不同地区的防灾减灾工作提供精准的指导。 展开更多
关键词 北京“23·7”暴雨 洪峰流量调查 门头沟区沟道 曼宁公式 驱动要素解析 随机森林模型
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晋西黄土区典型森林植被耗水规律与环境因子关系研究 被引量：9
9
作者 潘迪 毕华兴 +4 位作者 次仁曲西 王莉莉 高路博 许华森 鲍彪 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期16-20,共5页
森林植被耗水规律是森林植被对水文过程影响机理研究的基础与核心。以典型黄土区山西省吉县蔡家川流域为研究区域,依托国家级森林生态系统定位观测站,对研究区典型森林蒸散耗水及其环境因子进行定量监测,定量分析蒸腾、蒸发等各蒸散的... 森林植被耗水规律是森林植被对水文过程影响机理研究的基础与核心。以典型黄土区山西省吉县蔡家川流域为研究区域,依托国家级森林生态系统定位观测站,对研究区典型森林蒸散耗水及其环境因子进行定量监测,定量分析蒸腾、蒸发等各蒸散的强度与环境因子的关系,分析研究区典型森林植被结构对植被耗水特征的影响。土壤蒸发实验运用称重法,树木蒸腾实验采用热扩散式茎流计法,并结合环境因子调查,对观测结果进行研究分析,结果表明:土壤的蒸发量与地表植被状况以及土壤温度有关;树木蒸腾耗水与土壤含水量、降雨量、冠幅、树龄的线性关系显著。综合分析可知,影响森林耗水最直接的因素就是土壤水分的变化,若土壤含水量较小,则森林植被首先满足自身对水分的需求。在造林时,可以根据不同苗木的水分需求以及当地的土壤水分含量对林木种类进行选取,可以有效减少当地森林水分的消耗。 展开更多
关键词 晋西黄土区 森林耗水 树木蒸腾 土壤蒸发
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晋西黄土区不同密度刺槐林枯落物层水文生态功能研究 被引量：31
10
作者 周巧稚 毕华兴 +3 位作者 孔凌霄 侯贵荣 魏曦 魏小燕 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期115-121,共7页
为对比分析林分密度对枯落物层水文生态功能的影响,以晋西黄土区6种不同密度(475,900,1 200,1 575,1 825,2 350株/hm^2)刺槐(Robinia pseucdoacacia)人工林为对象,采用样地调查与室内试验相结合的方法,对其枯落物层总厚度、总蓄积量、... 为对比分析林分密度对枯落物层水文生态功能的影响,以晋西黄土区6种不同密度(475,900,1 200,1 575,1 825,2 350株/hm^2)刺槐(Robinia pseucdoacacia)人工林为对象,采用样地调查与室内试验相结合的方法,对其枯落物层总厚度、总蓄积量、最大持水量、有效拦蓄量、枯落物持水量与浸水时间的关系、枯落物吸水速率与浸水时间的关系等水文特征进行研究,以期从中提出该区刺槐林经营的合理密度,为充分发挥水土保持功能、实现功能导向型植被调控与优化配置提供理论依据。结果表明:(1)研究区6种密度刺槐人工林枯落物总厚度变化范围为28.67~54.33mm,总蓄积量为2.98~10.65t/hm^2,且在一定范围内,随林分密度增大,枯落物蓄积量出现先增加后减少的变化趋势,6种密度枯落物蓄积量由大到小依次为1 575株/hm^2>1 825株/hm^2>1 200株/hm^2>900株/hm^2>2 350株/hm^2>475株/hm^2;(2)枯落物最大持水率的变动范围为295.35%~427.84%,无明显的规律性;最大持水量为11.16~37.01t/hm^2,在一些林分间差异显著,表现为随密度的增加呈先增大后减小的趋势,密度为1 575株/hm^2的林分枯落物持水性能表现最好,达37.01t/hm^2;半分解层枯落物持水量均高于未分解层;不同密度刺槐林枯落物的吸水速率与密度关系不显著;(3)各林分枯落物有效拦蓄量为7.22~23.64t/hm^2,其中以1 575株/hm^2的有效拦蓄能力最强,为23.64t/hm^2;(4)枯落物持水量与浸水时间之间存在明显的对数函数关系:Q=aln t+b,R2>0.95;枯落物吸水速率与浸水时间之间存在明显的幂函数关系:V=ktn,R2>0.99。综上所述,在本研究范围内,林分密度在1 575株/hm^2时枯落物层表现出较好的水文生态功能,当密度低于1 200株/hm^2,枯落物层水文效应急剧下降;从枯落物水文功能角度,建议今后研究区刺槐林的经营密度以1 200~1 800株/hm^2为适宜调控范围。 展开更多
关键词 晋西黄土区 刺槐林 林分密度 枯落物 水文生态功能
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晋西黄土区典型林分枯落物层水文生态特性研究 被引量：14
11
作者 马晓至 毕华兴 +4 位作者 王珊珊 崔艳红 赵丹阳 云慧雅 侯贵荣 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期77-83,88,共8页
选择山杨栎类次生林(以下简称次生林)、刺槐林、侧柏林、油松林为研究对象,通过样地调查,结合室内浸泡方法,对比分析枯落物(未分解层、半分解层)的水文特征指标,研究典型林分枯落物层水文生态特性。结果表明:(1)枯落物厚度为3.93~4.95 ... 选择山杨栎类次生林(以下简称次生林)、刺槐林、侧柏林、油松林为研究对象,通过样地调查,结合室内浸泡方法,对比分析枯落物(未分解层、半分解层)的水文特征指标,研究典型林分枯落物层水文生态特性。结果表明:(1)枯落物厚度为3.93~4.95 cm,刺槐林最大,油松林最小;蓄积量为次生林最大(19.28 t/hm^2),侧柏林(18.03 t/hm^2)和刺槐林(17.57 t/hm^2)次之,油松林最小(14.73 t/hm^2),未分解层蓄积量小于半分解层。(2)枯落物最大持水量(率)为30.92~61.31 t/hm^2(197%~320%),次生林最大,依次为刺槐林、侧柏林,最小为油松林。(3)枯落物有效拦蓄存在显著差异(P>0.05),表现为次生林(31.29 t/hm^2)>刺槐(22.20 t/hm^2)>侧柏(18.19 t/hm^2)>油松(13.94 t/hm^2),有效拦蓄率为107%~173%。(4)在浸水2 h内,枯落物持水量和吸水速率变化以次生林与刺槐林最为迅速,半分解层较未分解层变化迅速;持水过程中,两者与时间分别呈对数函数(R 2>0.89)和幂函数关系(R 2>0.99)。在4种林地中,次生林林下枯落物水文生态潜力最优,油松纯林最差,表现为次生林>刺槐>侧柏>油松。刺槐是除次生林外的3种人工林中最优林种。建议研究区内合理优化恢复树种配置,以提高水文生态功能。 展开更多
关键词 典型林分 枯落物 最大持水量 有效拦蓄量 水文生态
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昕水河流域“水文法”基准期降水输沙相关关系统计方法研究 被引量：4
12
作者 张海博 张建军 +3 位作者 张佳楠 杨云斌 高思远 刘俊廷 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期91-104,共14页
【目的】基于昕水河流域日尺度降雨和输沙数据,分析1958−2015年昕水河流域降水与输沙变化趋势及相关关系,比较年降雨量、汛期降雨量、侵蚀性降雨量、轻度产沙降雨量、中度产沙降雨量、强度产沙降雨量等6种统计标准和降水空间分布对“水... 【目的】基于昕水河流域日尺度降雨和输沙数据,分析1958−2015年昕水河流域降水与输沙变化趋势及相关关系,比较年降雨量、汛期降雨量、侵蚀性降雨量、轻度产沙降雨量、中度产沙降雨量、强度产沙降雨量等6种统计标准和降水空间分布对“水文法”基准期分析降水输沙相关关系的影响,筛选最佳的降水输沙相关关系统计方法,提高“水文法”的计算精度。【方法】利用Mann-Kendall非参数检验方法分析降水量与输沙量变化趋势,双累积曲线法判定“水文法”基准期,Pearson相关分析法比较水沙关系相关性结果。【结果】昕水河流域年降水量无显著变化趋势,年输沙量呈显著下降趋势;6种统计标准下的水沙关系相关性由高至低依次为:强度产沙降雨量、年降雨量、侵蚀性降雨量、中度产沙降雨量、轻度产沙降雨量、汛期降雨量;低降雨强度但高降雨量降雨事件对研究区产沙贡献小,剔除产沙无效降雨能提高水沙关系相关性;午城、黄土、蒲县雨量站水沙关系相关性较好,大宁、桑峨雨量站水沙关系相关性较差。【结论】昕水河流域年输沙量变化与三北防护林及淤地坝建设等地表人类活动变化直接相关;研究区的产沙主要发生在夏秋季的强降雨事件中,强度产沙降雨量用于降水输沙相关关系研究结果最优,汛期降雨量不适用于降水输沙相关关系研究,产沙无效降雨会增加水沙关系研究的偏差,在缺乏降雨强度准确数据时,应选择降雨历时短、降雨量大的产沙有效降雨进行水沙关系分析;在流域尺度,降水空间分布对降水输沙相关关系有影响,距流域出口站距离较近雨量站降水数据的水沙相关关系较好。 展开更多
关键词 昕水河流域 降雨量 输沙量 降水空间分布 强降雨
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城市不同下垫面降雨径流水质监测及特征研究 被引量：2
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作者 郭心仪 张守红 王国庆 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第3期128-136,共9页
城市面源污染是仅次于农业面源污染的第二大非点源污染,也是影响城市水生态系统健康的重要原因。随着城市化的快速发展,下垫面改变导致城市河流洪峰增大,河流污染加剧。基于沥青屋面、砖砌路面、油毡屋面和绿地四种典型城市下垫面的5场... 城市面源污染是仅次于农业面源污染的第二大非点源污染,也是影响城市水生态系统健康的重要原因。随着城市化的快速发展,下垫面改变导致城市河流洪峰增大,河流污染加剧。基于沥青屋面、砖砌路面、油毡屋面和绿地四种典型城市下垫面的5场降雨径流监测试验资料,分析了不同下垫面条件下的降雨径流污染水平、径流水质变化特征和初始冲刷效应。结果表明:(1)4种下垫面的降雨径流总氮质量浓度均属于劣Ⅴ类水;四种下垫面的总磷污染程度相对较轻,沥青屋面、砖砌路面、油毡屋面和绿地的降雨径流总磷质量浓度优于Ⅳ类水的频率分别为80%、16%、88.46%和5.56%;沥青屋面、砖砌路面、油毡屋面和绿地的降雨径流总悬浮物质量浓度分布范围分别是7~798、15~569、10~871和44~378 mg/L。(2)总氮和总磷的径流污染水平排序为:砖砌路面>绿地>沥青屋面>油毡屋面;总悬浮物的径流污染水平排序为:绿地>砖砌路面>油毡屋面>沥青屋面。(3)中雨情景下各下垫面不同污染指标变化趋势差异较大,而小雨情景下受人为活动影响较大的下垫面的各污染指标浓度较高。(4)各下垫面污染物的初始冲刷强度排序均为:总悬浮物>总磷>总氮;各下垫面的初始冲刷强度排序为:沥青屋面>油毡屋面>砖砌路面>绿地。(5)沥青屋面和油毡屋面降雨径流中的总悬浮物和总磷具有较好的同源性,而砖砌路面降雨径流中的总磷与总氮和总悬浮物都具有较好的同源性。综合而言,各下垫面总氮和总悬浮物的场次降雨径流平均浓度远超于地表水Ⅴ类水质标准,会对城市水体造成污染,可根据不同下垫面的特点采取相应措施来降低污染物浓度。 展开更多
关键词 降雨径流 城市典型下垫面 场次降雨径流平均浓度(EMC) 变化特征 初始冲刷效应
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基于刺槐年轮重建黄土丘陵区小流域年径流输沙研究 被引量：5
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作者 刘春月 信忠保 +1 位作者 李宗善 买尔当·克依木 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期343-353,共11页
刺槐是广泛分布于黄土高原的典型水土保持植物。以黄土丘陵区甘肃天水吕二沟小流域为研究区,分析了刺槐径向生长过程及其对气候因子的响应,并开展了利用刺槐年轮估算小流域年径流量、年输沙量的适用性评估。研究表明:(1)吕二沟刺槐人工... 刺槐是广泛分布于黄土高原的典型水土保持植物。以黄土丘陵区甘肃天水吕二沟小流域为研究区,分析了刺槐径向生长过程及其对气候因子的响应,并开展了利用刺槐年轮估算小流域年径流量、年输沙量的适用性评估。研究表明:(1)吕二沟刺槐人工林的径向生长随林龄呈明显的下降趋势,在幼龄林阶段(1—10 a)刺槐处于快速径向生长期((4.17±0.74)mm/a),之后逐渐下降,中龄林、成熟林、过熟林阶段(11—40 a)平均生长速率为(2.31±0.41)mm/a,较前期下降了44.60%。刺槐胸高断面积增量(BAI)在1—10 a平均以(5.46±2.13)cm^(2)/a的速度生长,在11—40 a仍保持上升趋势但年际间生长波动较大,生长速率平均为(10.80±1.95)cm^(2)/a,流域刺槐生长并未发生明显衰退。(2)刺槐的径向生长与温度多呈负相关,与降水、相对湿度及帕默尔干旱指数(PDSI)多呈正相关。其中刺槐径向生长与上年8月、9月(P<0.05)及当年7月均温、最高温呈显著负相关(P<0.01),与当年5月最低温呈显著正相关(P<0.05);与当年6月、7月降水量和上年8月、当年7月相对湿度呈显著正相关(P<0.05),与当年3月相对湿度显著负相关(P<0.05);与上年6月、上年10月—当年1月及当年3月—8月PDSI显著正相关(P<0.05),干旱胁迫明显抑制流域刺槐生长。(3)1978—2017年吕二沟流域年径流量、年输沙量呈减少趋势,年际间波动较大,存在明显丰枯阶段。流域径流输沙受降水量影响显著,且径流输沙显著正相关(P<0.001)。(4)利用刺槐年轮估算吕二沟流域年径流量、输沙量效果良好(P<0.02),方法可行。比较而言,相对自然条件下即人类干扰较少时径流输沙估算优于人类活动影响时期。利用树轮宽度反演水文过程可为缺乏水文观测资料区域提供参考。 展开更多
关键词 黄土高原 刺槐 树木年轮 气候 径流输沙
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山西西南部黄土丘陵区典型林分生态化学计量特征 被引量：1
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作者 辛鹏程 魏天兴 +4 位作者 陈宇轩 于欢 沙国良 郭鑫 任康 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期549-556,共8页
【目的】研究黄土丘陵区典型林分植物-凋落物-土壤的生态化学计量特征,可揭示该地区生态系统植被生长发育的主要限制性营养元素。【方法】选取黄土丘陵区典型人工油松Pinus tabuliformis林、刺槐Robinia pseudoacacia林、侧柏Platycladu... 【目的】研究黄土丘陵区典型林分植物-凋落物-土壤的生态化学计量特征,可揭示该地区生态系统植被生长发育的主要限制性营养元素。【方法】选取黄土丘陵区典型人工油松Pinus tabuliformis林、刺槐Robinia pseudoacacia林、侧柏Platycladus orientalis林为研究对象,天然次生辽东栎Quercus liaotungensis林为对照,分析不同林分植物叶、枝、根,凋落物和土壤的生态化学计量特征及其相关性。【结果】①典型林分的乔木各器官碳(C)、氮(N)、磷(P)质量分数从大到小依次表现为叶、枝、根,与C相比,各器官间N、P质量分数变化幅度较大;油松各器官C质量分数显著高于其他林分(P<0.05);刺槐叶、根、凋落物和土壤N质量分数显著高于其他林分(P<0.05),刺槐具有较好的固氮作用。②刺槐叶C/N和C/P显著低于其他林分(P<0.05),叶N/P为14~16,其他林分叶N/P均低于14;凋落物N/P低于25,分解受N元素限制;③典型林分的植物各器官C、N与凋落物C、N显著正相关(P<0.05),而P与凋落物和土壤P无显著相关性;土壤C与凋落物C呈显著负相关(P<0.05),而与凋落物N呈显著正相关(P<0.05);凋落物C/N、C/P与土壤C/N、C/P、N/P分别呈显著负相关(P<0.05)。【结论】黄土丘陵区典型林分植物生长发育和凋落物的分解主要受N元素限制。刺槐具有良好的固氮作用且生长速率较快,在该地区人工林植被恢复中可着重选择和保护。 展开更多
关键词 生态化学计量 人工林 养分循环 养分限制
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智慧水箱径流调控效益研究
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作者 魏祯 张守红 +2 位作者 李睿贤 张文龙 陈都伟 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期222-229,共8页
[目的]探究智慧水箱的径流调控效益变化规律,定量解析关键因素对其径流调控效益的综合影响,以期为智慧水箱的水文设计和径流调控效益评估提供科学参考。[方法]基于日降雨和日需水数据,构建智慧水箱水量平衡模型,采用雨水截留率、溢流率... [目的]探究智慧水箱的径流调控效益变化规律,定量解析关键因素对其径流调控效益的综合影响,以期为智慧水箱的水文设计和径流调控效益评估提供科学参考。[方法]基于日降雨和日需水数据,构建智慧水箱水量平衡模型,采用雨水截留率、溢流率和溢流频率3个指标综合评估智慧水箱的径流调控效益,分析了智慧水箱的径流调控效益变化规律,定量解析水箱容积、水箱排放上限和降雨强度对智慧水箱径流调控效益的影响。[结果](1)智慧水箱和普通水箱雨水截留率相等,均随水箱容积的增大而增加。水箱容积为0~100 m^(3)时,雨水截留率为0~87%;(2)智慧水箱的溢流率比同容积普通水箱低0~19%,且溢流率随水箱排放上限的增大而减小;(3)智慧水箱的溢流频率比同容积普通水箱低0~13%,且溢流频率随降雨强度的增大而增加。[结论]智慧水箱径流调控效益优于普通水箱,可以通过增加水箱容积和排放上限,降低强降雨条件对智慧水箱径流调控效益的影响。 展开更多
关键词 雨水收集利用 智慧水箱 雨水截留率 溢流率 溢流频率
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晋西黄土区林草复合系统土壤养分分布特征及边界效应 被引量：15
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作者 云雷 毕华兴 +4 位作者 马雯静 田晓玲 崔哲伟 周晖子 朱悦 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期37-42,共6页
以晋西黄土区典型刺槐×天然草复合系统为研究对象,分析复合系统土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量的分布特征及边界效应,旨在为该地区植被恢复、土地合理利用和林草复合系统的可持续经营提供一定的科学依据。结果表明:1)复合... 以晋西黄土区典型刺槐×天然草复合系统为研究对象,分析复合系统土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量的分布特征及边界效应,旨在为该地区植被恢复、土地合理利用和林草复合系统的可持续经营提供一定的科学依据。结果表明:1)复合系统内土壤养分分布不平衡,不同斑块类型土壤养分含量存在差异,在0～20cm土层体现得尤为明显;2)土壤养分含量在复合系统土壤剖面中有明显的层次性,0～20cm土层的养分含量高于20～40cm土层的;水平方向上,在草地内土壤养分含量变化相对平稳,随着距林缘距离的增加而增加;而在林地内水平变化较为复杂,变化曲线呈波浪型;3)移动窗口法表明,复合边界土壤养分具有较明显的边界效应,综合考虑所测定的4种土壤养分指标,确定边界土壤养分的共有影响域是从草地4m到林地3m,影响域宽度为7m。 展开更多
关键词 晋西黄土区 林草复合系统 土壤养分 分布特征 影响域
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晋西黄土区林草复合界面雨后土壤水分空间变异规律研究 被引量：12
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作者 云雷 毕华兴 +2 位作者 田晓玲 马雯静 崔哲伟 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期938-944,共7页
利用统计学方法对晋西黄土区林草复合系统界面上雨后表层(0～10 cm)、亚表层(10～20 cm)和20～40 cm土层土壤水分空间变异性进行研究。结果表明:草地、林地以及二者组成的林草界面的土壤水分含量、变异系数差别均不大,土壤水分含量随着... 利用统计学方法对晋西黄土区林草复合系统界面上雨后表层(0～10 cm)、亚表层(10～20 cm)和20～40 cm土层土壤水分空间变异性进行研究。结果表明:草地、林地以及二者组成的林草界面的土壤水分含量、变异系数差别均不大,土壤水分含量随着深度的增加而减少,但土壤水分变异系数则相反;移动窗口法分析表明,林草界面对表层和亚表层的土壤水分影响范围均为4.0 m;草地土壤质量含水量的变异函数模型可以拟合成高斯模型,林地和林草界面则可以拟合球状模型,草地土壤水分总体空间异质性要大于林地和林草界面,草地土壤水分变异函数的平均变程为10.96 m,林草界面及林地土壤水分的平均变程分别为5.37 m和4.31 m。对于描述界面土壤水分分布情况,克立格制图直观性强,具有良好效果。 展开更多
关键词 晋西黄土区 林草复合界面 土壤水分 空间分布特征 空间异质性
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黄土半干旱区林草复合优化配置与结构调控研究进展 被引量：12
19
作者 高路博 毕华兴 +2 位作者 云雷 刘李霞 朱悦 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2011年第3期260-266,共7页
林草复合系统是我国干旱与半干旱地区陡坡农林复合的主要模式之一。该文在综述黄土高原林草复合模式生态效益、社会效益、经济效益的基础上,对黄土半干旱区林草复合优化配置与结构调控研究进展进行了研究,提出了适宜黄土半干旱区林草复... 林草复合系统是我国干旱与半干旱地区陡坡农林复合的主要模式之一。该文在综述黄土高原林草复合模式生态效益、社会效益、经济效益的基础上,对黄土半干旱区林草复合优化配置与结构调控研究进展进行了研究,提出了适宜黄土半干旱区林草复合的造林树种为刺槐和油松,草种为以苜蓿为代表的豆科类优质牧草。并对目前晋西黄土区林分密度研究进行了分析,根据水量平衡原则确定了适宜于在黄土高原推广应用的林分合理密度计算公式。在对黄土高原林草复合研究现状进行分析的基础上,提出了黄土高原林草复合研究中存在的问题,以及未来的发展方向,旨在为黄土高原退耕还林及水土保持人工林建设提供借鉴。 展开更多
关键词 林草复合系统 林分密度 黄土高原
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晋西黄土区核桃花生复合土壤水分效应研究 被引量：8
20
作者 云雷 毕华兴 +2 位作者 任怡 马雯静 田晓玲 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2009年第5期61-64,共4页
以2008年晋西黄土区典型核桃花生复合系统为研究对象,利用土钻取样烘干称重法,取土深度为0—100cm,对复合系统土壤水分效应进行了研究。研究结果表明,(1)核桃花生复合系统土壤含水量的季节变化极显著;(2)核桃花生复合系统在垂直方向上,... 以2008年晋西黄土区典型核桃花生复合系统为研究对象,利用土钻取样烘干称重法,取土深度为0—100cm,对复合系统土壤水分效应进行了研究。研究结果表明,(1)核桃花生复合系统土壤含水量的季节变化极显著;(2)核桃花生复合系统在垂直方向上,土壤水分随着土壤深度的增加而增加,在0—40cm土层内变化较为激烈;在水平方向上,距果树带越近,土壤水分含量越少,但随着带距的增加水分增加直至趋于稳定,变化曲线呈抛物线状分布;(3)与花生单作对比得出,复合系统花生土壤水分效应为正值,说明虽然核桃树和农作物根系的生态位有重叠,会产生对土壤水分的竞争利用,但竞争影响并不明显。 展开更多
关键词 复合系统 土壤水分 时空分布 水分效应
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