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苹果-大豆间作系统细根分布变异及地下竞争
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作者 孙于卜 毕华兴 +2 位作者 段航旗 彭瑞东 王晶晶 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期459-466,共8页
果农间作系统中各组分细根的空间分布决定了其对土壤水分和养分的竞争能力,细根的空间变异反映了间作系统各组分对地下资源的适应性策略,而细根的生态位重叠程度反映了因生态位重叠而产生的竞争关系。以晋西黄土区典型的苹果-大豆间作... 果农间作系统中各组分细根的空间分布决定了其对土壤水分和养分的竞争能力,细根的空间变异反映了间作系统各组分对地下资源的适应性策略,而细根的生态位重叠程度反映了因生态位重叠而产生的竞争关系。以晋西黄土区典型的苹果-大豆间作系统为对象,采用分层挖掘法对苹果树和大豆进行根系取样,定量研究间作系统各组分细根的空间分布变异及地下竞争。结果表明:水平方向苹果细根生物量集中分布在距苹果树行0.5~1.3 m区域,而大豆细根生物量随着距苹果树行距离的增大而逐渐增多;苹果细根生物量在20~40 cm土层分布最多,而大豆细根主要分布在0~20 cm的表土耕作层;与单作系统相比,间作抑制了苹果和大豆细根的生长,并促使间作苹果细根向深层土壤移动,间作大豆细根向上层土壤移动;距苹果树行0.5~2.1 m区域大豆的竞争能力强于苹果,且大豆对苹果的竞争作用在0~20 cm土层深度占绝对优势,而苹果对大豆的竞争作用在20~100 cm土层深度占据优势;随着距苹果树行距离的增加,苹果-大豆间作系统的竞争强度逐渐减弱,距苹果树行0.5~1.3 m区域间作系统对地下资源的竞争较为强烈。本研究为苹果-大豆间作系统种间关系调控及可持续经营提供了科学依据。 展开更多
关键词 果农间作系统 细根生物量 分布变异 地下竞争
苹果-花生间作系统细根形态变异及地下竞争 预览
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作者 孙于卜 毕华兴 +2 位作者 段航旗 彭瑞东 王晶晶 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2019年第1期48-56,共9页
苹果-花生间作系统是晋西黄土区主要的农林复合系统之一,目前一些粗放的经营方式导致苹果和花生之间对地下资源竞争激烈,降低了间作系统的经济效益。为缓解苹果-花生间作系统的种间地下竞争,提出科学的管理实践策略,采用分层挖掘法对苹... 苹果-花生间作系统是晋西黄土区主要的农林复合系统之一,目前一些粗放的经营方式导致苹果和花生之间对地下资源竞争激烈,降低了间作系统的经济效益。为缓解苹果-花生间作系统的种间地下竞争,提出科学的管理实践策略,采用分层挖掘法对苹果-花生间作系统、苹果单作系统和花生单作系统进行根系取样,其中苹果树树龄为7年,苹果树和花生的种植密度分别为500和8万3 333株/hm2。定量研究间作苹果和间作花生细根的形态变异和种间地下竞争状况。结果表明:1)苹果细根主要分布在距苹果树行1. 7 m范围内,随着距苹果树行距离的增加,间作苹果细根生物量密度逐渐减小,而间作花生细根生物量密度逐渐增大,两者的细根生物量密度均在树行南侧大于北侧,且均小于相应的单作;2)苹果细根主要集中在0~60 cm土壤深度,在20~40 cm土壤深度分布最多,而花生细根集中分布在0~20 cm土壤深度,且间作苹果和间作花生的细根生物量密度在各土层均小于相应单作;3)和单作相比,间作苹果的细根移动到更深的土壤中,而间作花生的细根移动到更浅的土壤中,且两者的细根垂直重心均随着距苹果树行距离的增加向深层土壤移动;4)间作苹果和间作花生在整个间作区域对地下资源产生竞争,且在苹果树行南侧的种间地下竞争大于北侧,距苹果树行0. 5~1. 7 m区域的苹果-花生间作系统种间地下竞争指数大于0. 53,为种间地下竞争的主要区域。为了有效的缓解苹果和花生之间对地下资源的竞争,花生可以种植在距苹果树行1. 7 m外的区域,并加强间作区域0~20 cm表层土壤的水分和肥料投入,距苹果树行越近,灌溉和施肥可以适当增加,且苹果树行南侧的投入可适当多于北侧。 展开更多
关键词 细根生物量密度 细根垂直重心 细根形态变异 种间地下竞争
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黄土高原中尺度流域基流变化驱动因素分析
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作者 亢小语 张志强 +2 位作者 陈立欣 冷曼曼 杨锋伟 《自然资源学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2019年第3期563-572,共10页
针对黄土高原基流的动态变化特征和驱动因素问题,以昕水河流域为例,采用数字滤波法(3次,α=0.925)分割基流,利用Mann-Kendall、Pettitt、小波分析和Hurst法分析该流域基流的趋势性、突变性、周期性和持续性特点,采用双累积曲线法对基流... 针对黄土高原基流的动态变化特征和驱动因素问题,以昕水河流域为例,采用数字滤波法(3次,α=0.925)分割基流,利用Mann-Kendall、Pettitt、小波分析和Hurst法分析该流域基流的趋势性、突变性、周期性和持续性特点,采用双累积曲线法对基流变化驱动因素进行分析。结果表明,昕水河流域多年平均基流量为0.45亿m^3,基流指数为0.368;流域年基流量呈显著下降趋势(P<0.01),在1985年发生突变;基流变化周期为27年,预计未来基流仍有进一步减少趋势(H>0.50)。流域降水和人类活动是基流变化的根本原因,人类活动通过植被覆盖度的变化、地下水的开发、煤矿开采和水土保持措施等方式影响基流。与第一阶段相比,第二、第三阶段降水和人类活动对基流的影响比例分别为25.89%、74.11%和0.37%、99.63%。进入21世纪,人类活动逐渐成为影响基流变化的主要因素。 展开更多
关键词 黄土高原 中尺度流域 基流变化 驱动因素
青海大通典型林分冠层结构与林下植被物种多样性关系研究 预览
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作者 王莉 林莎 +2 位作者 李远航 陈梦飞 贺康宁 《西北植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期524-533,共10页
为探究青海高寒山区典型林分冠层结构与林内光环境中维持林下植被物种多样性稳定的关键因素,该研究以青海大通县青海云杉林(Ⅰ)、青杨林(Ⅱ)、华北落叶松-青海云杉混交林(Ⅲ)、青杨-白桦混交林(Ⅳ)和白桦-青海云杉混交林(Ⅴ)5种典型人... 为探究青海高寒山区典型林分冠层结构与林内光环境中维持林下植被物种多样性稳定的关键因素,该研究以青海大通县青海云杉林(Ⅰ)、青杨林(Ⅱ)、华北落叶松-青海云杉混交林(Ⅲ)、青杨-白桦混交林(Ⅳ)和白桦-青海云杉混交林(Ⅴ)5种典型人工林分为研究对象,运用冠层分析仪采集数据,并结合实地调查,研究冠层结构与林内光环境特征及其对林下植被的影响。结果表明:(1)林分Ⅰ、Ⅲ的林冠开度显著低于林分Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ(P<0.05),各林分叶面积指数大小顺序为Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ,总体表现为阔叶林的林冠开度大于针叶林,但其叶面积指数小于针叶林;林分Ⅱ、Ⅳ的直射辐射、散射辐射及总辐射均显著高于林分Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ(P<0.05),其中林下总辐射与散射辐射表现为Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ>Ⅰ>Ⅲ,直射辐射为Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ>Ⅴ;林分Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ的消光系数均显著高于Ⅰ、Ⅲ,总体上均表现为阔叶林>针叶林。(2)相关分析结果表明,林冠开度与林下光照指标呈极显著正相关关系(P<0.01),叶面积指数与林下光照指标呈极显著负相关关系(P<0.01),且其对林下散射辐射的控制能力最强;典型相关分析表明,纯林的林冠开度对冠层结构的贡献和解释能力较叶面积指数和平均叶倾角大,混交林的叶面积指数对林下光照的影响大于纯林。(3)混交林的林下物种多样性指数(H)及丰富度指数(P)均高于纯林;林下草本层物种多样性指数(H)及丰富度指数(P)与林冠开度及林下光辐射呈显著正相关关系,与叶面积指数呈显著负相关关系(P<0.05);物种均匀度(Jsw)与平均叶倾角呈极显著负相关关系(P<0.01),与林下散射辐射呈显著正相关关系(P<0.05)。研究认为,在人工纯林改造和结构调整中,对乔木层适当补植伴生树种,并逐步调整为多树种混交林,增加冠层结构和林下光照异质性,将更有利于林下植被物种多样性的维持。 展开更多
关键词 人工林 冠层结构 林内光环境 林下植被 物种多样性
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基于Penman-Monteith模型分时段模拟华北落叶松日蒸腾过程 预览
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作者 陈琪 李远航 +3 位作者 王琼琳 王莉 林莎 贺康宁 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2019年第5期54-64,共11页
蒸腾是植被主要的耗水形式,研究黄土干旱地区林木的实际蒸腾量,对于提高林木水分的利用效率,加强林地植被的建设和管理以及维持林分的稳定有着重要的研究意义,同时分析其蒸散耗水特性也对调控水分关系,解决干旱地区水分供需矛盾具有重... 蒸腾是植被主要的耗水形式,研究黄土干旱地区林木的实际蒸腾量,对于提高林木水分的利用效率,加强林地植被的建设和管理以及维持林分的稳定有着重要的研究意义,同时分析其蒸散耗水特性也对调控水分关系,解决干旱地区水分供需矛盾具有重要的指导意义。笔者以青海省黄土干旱区华北落叶松为研究对象,2018年5-8月,利用探针式茎流计获取华北落叶松生长季树干茎流(10 min频率)的实时数据,结合Penman-Monteith方程反推出的冠层整体气孔阻力γst和便携式自动气象站获取的试验区气象数据,分时段构建了高寒区华北落叶松的γst与气象因子的回归模型,为准确估算华北落叶松的蒸腾量提供科学参考依据。结果表明:1)华北落叶松蒸腾速率的日变化呈现单峰型曲线,树干液流存在明显的时滞现象,滞后时间大约70 min。2)不同时段的γst与饱和水汽压差VPD、温度t均呈负相关关系,与空气相对湿度RH呈正相关关系。气象因子多因素回归效果要优于单因素回归,模拟的平均误差约在14.5%以内。γst与3个气象因素在00:00-08:00时段的多元回归方程为γst=-117376.512+103310.241VPD-3134.50t+1608.292RH;08:00-20:00时段的多元回归方程为γst=-269.467+244.359VPD-20.451t+8.033RH;20:00-24:00时段的多元回归方程为γst=-1570.795-141.384t+49.334RH。 展开更多
关键词 PENMAN-MONTEITH方程 树干茎流 冠层整体气孔阻力 时滞性 蒸腾模型
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高寒区华北落叶松林生长季内地表凋落物层碳氮磷化学计量特征
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作者 尹宝丝 史常青 +2 位作者 贺康宁 田赟 左巍 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期268-274,共7页
为了解青海高寒区华北落叶松地表凋落物不同分解层养分在生长季内的变化特征,分别在2015年5月1日(5/01)、6月15日(6/15)、7月30日(7/30)、9月13日(9/13)和10月28日(10/28)进行采样,将凋落物层分为未分解层(Fresh litter layer,LL)、半... 为了解青海高寒区华北落叶松地表凋落物不同分解层养分在生长季内的变化特征,分别在2015年5月1日(5/01)、6月15日(6/15)、7月30日(7/30)、9月13日(9/13)和10月28日(10/28)进行采样,将凋落物层分为未分解层(Fresh litter layer,LL)、半分解层(Fragmented litter layer,FL)和全分解层(Humified litter layer,HL),对华北落叶松凋落物总有机碳(Total organic carbon,TOC)、全氮(Total nitrogen,TN)和全磷(Total phosphorus,TP)及其化学计量比进行测定分析.结果显示:生长季内凋落物的TOC、TN、TOC/TP、TOC/TN和TN/TP均表现为LL > FL > HL,且各分解层之间差异显著,TP含量各分解层之间差异不显著.在生长季内,TOC、TN和TP含量及其化学计量比表现出不同的变化规律,但最大值均出现在5/01.凋落物分解层与采样时间对TOC、TN和TP储量及其化学计量特征影响的交叉分析表明,TOC、TOC/TN、TOC/TP和TN/TP的变异主要受分解层的影响,TN的变异主要受采样时间的影响,TP的变异主要受分解层和采样时间交互作用的影响,且采样时间对TP的变异没有产生显著影响.凋落物TOC、TN和TP含量及TOC/TN、TOC/TP和TN/TP的Pearson相关分析显示,TOC和TN与TOC/TN、TOC/TP和TN/TP之间呈极显著正相关关系(P < 0.01),P与TOC/TN没有相关关系(P > 0.05),与TOC/P显著负相关(P < 0.05),与TN/TP极显著正相关(P < 0.01).本研究表明,青海高寒区华北落叶松凋落物在分解过程中TOC、TN和TP化学计量均表现出明显的季节变化,季节变化和分解程度将显著影响凋落物分解过程中TOC、TN和TP含量;TOC和TN含量是影响TOC、TN和TP化学计量比的关键因子. 展开更多
关键词 高寒区 华北落叶松 凋落物分解层 化学计量 季节变化
下层修枝对树种水分截留特性的影响 预览
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作者 朱志俊 牛健植 徐军 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2019年第2期10-16,共7页
本文以6种典型造林树种侧柏(Platycladus orientalis)、油松(Pinus tabuliformis Carr.)、栓皮栎(Quercus variabilis Blume)、五角枫(Acer elegantulum Bunge)、白皮松(Pinus bungeana Zucc.)和黄栌(Cotinus coggygria Scop.)为研究对... 本文以6种典型造林树种侧柏(Platycladus orientalis)、油松(Pinus tabuliformis Carr.)、栓皮栎(Quercus variabilis Blume)、五角枫(Acer elegantulum Bunge)、白皮松(Pinus bungeana Zucc.)和黄栌(Cotinus coggygria Scop.)为研究对象,目的在于探究下层修枝抚育处理对树种林冠截留特性的改变规律。实验采用自制的林冠截留量测定装置配合室内人工模拟降雨的方法,高精度地得出了林冠截留的过程数据。结果表明:1)下层修枝对于针叶树种的林冠截留特性影响大于阔叶树种,五角枫和黄栌对于下层修枝的响应不敏感;2)修枝去除的下层枝叶中,阔叶树种下层叶的截留能力显著强于下层枝,而针叶树种下层枝和下层叶的截留能力相当;3)在树下铺设密度为0. 35 kg/m~2枯落物之后,树木修枝前后的最大水分蓄持量和有效水分蓄持量减少量在10%以下。因此可知:针阔叶树种林冠截留特征对下层修枝响应强度不一,主要体现在针叶树种响应强度大于阔叶树种,下层枝和下层叶截留能力存在差异。林下铺设枯落物可以有效降低下层修枝对树木截流量的影响。 展开更多
关键词 林冠截留 下层修枝 人工降雨 枯落物
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低柱体雷诺数下柱体上游薄层水流马蹄涡特征研究 预览
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作者 杨坪坪 张会兰 +1 位作者 王云琦 王玉杰 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期52-59,共8页
马蹄涡是水下柱体基部产生局部侵蚀的主要动力,目前对大雷诺数深水条件的马蹄涡特征研究广泛,而在低柱体雷诺数浅薄层水流条件下因技术条件限制,试验手段难以准确捕获马蹄涡。为准确掌握在该水流条件下马蹄涡的特征,本研究构建了高分辨... 马蹄涡是水下柱体基部产生局部侵蚀的主要动力,目前对大雷诺数深水条件的马蹄涡特征研究广泛,而在低柱体雷诺数浅薄层水流条件下因技术条件限制,试验手段难以准确捕获马蹄涡。为准确掌握在该水流条件下马蹄涡的特征,本研究构建了高分辨率高频的粒子图像测速系统,系统测量了6组浅薄层水流条件下柱体前端的瞬时流场。通过分析平均流场特征提取出流动分离点,采用旋转强度的方法识别马蹄涡进而提取马蹄涡位置及强度,使用Oseen涡和纯剪切的控制方程叠加模拟马蹄涡进而计算出马蹄涡的半径。结果表明:在低柱体雷诺数水流条件下(ReD<5000),随着柱体雷诺数的增加流动分离点急剧向下游移动,同时马蹄涡急剧向柱体端和床面靠近,其半径减小而旋转强度增加。在浅薄层水流条件下,当柱体直径一定时,随着水深的增加,流动分离点向上游运动,同时马蹄涡向远离柱体端和朝水面运动,马蹄涡的半径增加,且其各项参数显著大于明渠水流条件下的参数。随后,结合已有工作,归纳出分离点、马蹄涡特征随柱体雷诺数增加而经历的不同阶段:当5000<ReD<8000流动分离点仍向下游急剧移动,马蹄涡的各项特征保持稳定;当ReD>8000,流动分离点向下游缓慢移动,马蹄涡的各项参数仍维持稳定。研究结果可为柱体基部科学布设防冲设施提供依据和参考。 展开更多
关键词 柱体绕流 马蹄涡 粒子图像测速 薄层水流 低雷诺数
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土地利用和气候变化对王家桥小流域径流的影响 预览
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作者 秦文静 王云琦 +2 位作者 王彬 杨文涛 王玉杰 《水文》 CSCD 北大核心 2019年第2期49-54,共6页
以三峡库区内典型小流域王家桥为例,利用SWAT模型模拟土地利用和气候变化及两者共同作用对径流的影响。结果表明:扩大耕地、退耕还林、发展经济林的土地利用情景下,年均径流量较基准年变化率分别为15.13%、-13.99%、23.22%,退耕还林能... 以三峡库区内典型小流域王家桥为例,利用SWAT模型模拟土地利用和气候变化及两者共同作用对径流的影响。结果表明:扩大耕地、退耕还林、发展经济林的土地利用情景下,年均径流量较基准年变化率分别为15.13%、-13.99%、23.22%,退耕还林能有效调节和减少流域径流量;浓度路径为RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5的气候变化情景下,径流量变化率分别为7.13%、7.78%、8.91%,径流量随未来温室气体和硫酸盐气溶胶排放情况增大而增加;两者综合情景下年均径流量均增加,2030年左右增幅较显著;对影响径流的因素进行方差分析,发现土地利用变化对径流的影响比气候变化的影响更显著。在未来气候变化背景下,可通过合理配置流域的土地利用类型,实现对流域水量平衡的调节。 展开更多
关键词 土地利用 气候变化 径流 SWAT模型
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三峡库区典型林分土壤呼吸及其组分对模拟酸雨的响应
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作者 李一凡 王玉杰 +1 位作者 王彬 王云琦 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1457-1467,共11页
为研究酸雨对森林土壤呼吸的影响,于2016年1月~2017年4月在重庆缙云山三峡库区针阔混交林内选取3块样地,设置了断根与不断根两组处理,每组处理设置pH为4. 5(对照)、4. 0、3. 25和2. 5共4个梯度的模拟酸雨处理.试验观测模拟酸雨下土壤总... 为研究酸雨对森林土壤呼吸的影响,于2016年1月~2017年4月在重庆缙云山三峡库区针阔混交林内选取3块样地,设置了断根与不断根两组处理,每组处理设置pH为4. 5(对照)、4. 0、3. 25和2. 5共4个梯度的模拟酸雨处理.试验观测模拟酸雨下土壤总呼吸与异养呼吸变化特征及土壤温度、土壤湿度,同时采集土样,研究土壤pH、碳氮比及细根生物量对土壤呼吸的影响.结果表明,土壤总呼吸与异养呼吸均表现出了季节变异趋势.不断根样方的CK、T4. 0、T3. 25和T2. 5处理的年均土壤呼吸速率分别为1. 89、1. 88、1. 75和1. 74μmol·(m2·s)-1,断根样方的RCCK、RCT4. 0、RCT3. 25和RCT2. 5处理的年均土壤呼吸速率分别为1. 37、1. 32、1. 19和1. 08μmol·(m2·s)-1.季度平均土壤总呼吸与异养呼吸在2016年7月前差异不显著(P> 0. 05),2016年10月后差异均显著(P <0. 01)并呈现对照> pH4. 0> pH3. 25> pH2. 5. 2016年的累积土壤呼吸量T4. 0、T3. 25和T2. 5处理相比对照分别降低3. 89%、9. 64%和11. 24%,RCT4. 0、RCT3. 25和RCT2. 5处理相比对照分别降低6. 79%、13. 23%和25. 56%.与对照相比,模拟酸雨处理降低了异养呼吸占比,降低程度随着酸雨pH增加而加强,说明了酸雨对于异养呼吸的抑制超过了自养呼吸.模拟酸雨处理虽然增加了土壤呼吸的温度敏感性,但是对土壤温度与湿度无显著影响(P> 0. 05);2016年10月之后相比对照模拟酸雨处理显著增加了土壤碳氮比、降低了细根生物量.土壤呼吸与细根生物量有显著正相关关系,与土壤碳氮比有显著的负相关关系.土壤温度与水分对模拟酸雨下土壤呼吸的差异贡献不大,细根生物量与碳氮比是酸雨处理下呼吸差异的主要影响因素. 展开更多
关键词 模拟酸雨 土壤呼吸 异养呼吸 Q10(温度敏感性) 碳氮比 pH
植被缓冲带对农业面源污染物的削减效益研究进展 预览 被引量:1
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作者 付婧 王云琦 +2 位作者 马超 王玉杰 梁丹 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期1-8,共8页
农业面源污染对环境安全的影响已超过城市生活污染和工业污染,成为水污染的最主要来源。植被缓冲带能够有效拦截农业面源污染物,减少污染物向水体的排放。通过搜集国内外学者对缓冲带的研究结果,对缓冲带削减农业面源污染物能力、缓冲... 农业面源污染对环境安全的影响已超过城市生活污染和工业污染,成为水污染的最主要来源。植被缓冲带能够有效拦截农业面源污染物,减少污染物向水体的排放。通过搜集国内外学者对缓冲带的研究结果,对缓冲带削减农业面源污染物能力、缓冲带最佳宽度等方面的研究进行总结分析。结果表明:(1)5m草本缓冲带对污染物的拦截作用最好,当缓冲带宽度超过5m时,推荐使用灌草缓冲带,而乔灌草缓冲带需要超过30m才能发挥作用;(2)当缓冲带宽度相同时,悬浮物和磷素相较于氮素更容易被拦截,悬浮物及磷素去除的缓冲带最佳宽度推荐为15m(削减率70%以上),但去除氮素的最佳宽度推荐为30m(削减率为80%);3)植被缓冲带拦截污染物受缓冲带宽度、坡度及植被类型等因素影响,但缓冲带宽度与削减的系,定大,对污染物的削减有明显改变;缓冲带坡度与削减率之间也并不总呈反比例,轻微的坡度能够促进径流下渗作用从而增加缓冲带的削减率。 展开更多
关键词 植被缓冲带 农业面源污染物 削减率 植被缓冲带最佳宽度
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西南酸雨区重庆缙云山常绿阔叶林土壤氮矿化特征 预览
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作者 李一凡 王玉杰 +1 位作者 王彬 李通 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1-12,共12页
【目的】探讨重庆缙云山2012—2014年土壤矿质氮(铵态氮和硝态氮)变化规律、输入来源与氮矿化特征,明确土壤氮矿化的驱动因素,以期为深入研究该地区土壤养分循环提供理论依据。【方法】在重庆缙云山选择能代表中亚热带森林生态系统的常... 【目的】探讨重庆缙云山2012—2014年土壤矿质氮(铵态氮和硝态氮)变化规律、输入来源与氮矿化特征,明确土壤氮矿化的驱动因素,以期为深入研究该地区土壤养分循环提供理论依据。【方法】在重庆缙云山选择能代表中亚热带森林生态系统的常绿阔叶林,设置1块20 m×20 m样地,内部布设5个4 m×4 m样方,于2012—2014年每年4—9月每月月末,采集上、中、下层(0~15,15~30和30~60 cm)土壤样品,同步观测样地内土壤呼吸速率,并收集穿透雨与干流;在实验室内测定土壤铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)和全氮(TN)含量;并用原位培养法测定土壤氮素矿化速率。【结果】土壤铵态氮和硝态氮含量在年际、月际(除2012年铵态氮含量)及各土层间均差异显著(P<0.05),4—9月土壤铵态氮和硝态氮含量均呈递增趋势,上层土壤的铵态氮与硝态氮含量均表现为2013年>2012年>2014年,各土层间铵态氮含量表现为中层>下层>上层,硝态氮含量表现为随土层加深而递减趋势;土壤氨化速率和硝化速率的月际变化为单峰或先升后降再上升的趋势,年际变化均表现为2013年>2014年>2012年;土壤铵态氮含量与硝态氮含量在各土层间极显著(P<0.05)或显著(P<0.01)正相关,但与穿透雨和干流输入量相关性不显著;土壤氨化速率与硝化速率均与土壤呼吸速率极显著(P<0.01)正相关,而与土壤pH值极显著(P<0.01)负相关;土壤呼吸速率大于4μmol·m^-2 s^-1时,土壤氨化速率和硝化速率明显随pH上升而下降,土壤呼吸速率小于4μmol·m^-2 s^-1且土壤pH值为3.70~3.75时,氨化速率与硝化速率开始出现小幅上升,之后下降。【结论】重庆缙云山常绿阔叶林土壤矿质氮含量具有年际、月际及土层间差异;土壤矿质氮含量受穿透雨和干流氮(包括铵态氮和硝态氮)输入量的影响较小,而与相邻土层氮含量相关更紧密;土壤pH值升高对土壤的氨化和硝化速率有抑制作� 展开更多
关键词 常绿阔叶林 酸雨 矿质氮 氨化与硝化过程 pH 土壤呼吸
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缙云山针阔混交林碳通量变化特征及影响因子研究
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作者 王倩 王云琦 +2 位作者 马超 王彬 李一凡 《长江流域资源与环境》 CAS CSSCI CSCD 北大核心 2019年第3期565-576,共12页
基于涡度相关技术,以2016年6月~2017年5月的通量数据为依据,分析了缙云山针阔混交林生态系统碳通量变化特征及其对环境因子的响应。结果表明:各月CO2通量平均日变化呈'U'字形,最小值出现在7月,为-0.95 mg·m-2·s-1,最... 基于涡度相关技术,以2016年6月~2017年5月的通量数据为依据,分析了缙云山针阔混交林生态系统碳通量变化特征及其对环境因子的响应。结果表明:各月CO2通量平均日变化呈'U'字形,最小值出现在7月,为-0.95 mg·m-2·s-1,最大值在12月,为0.43 mg·m-2·s-1,CO2通量正负值转换时刻具有明显的季节变化规律,夏季日碳汇时间最长,冬季日碳汇时间最短;净生态系统碳交换量累积量除12月为正值(20.38 gC·m-2·mon-1),表现为碳源外,其他月份均为负值,表现为碳汇,碳积累量最多的是7月(-129.53 gC·m-2·mon-1),净生态系统碳交换、生态系统呼吸、总生态系统碳交换年总量分别为-566.49、1 196.68、-1 761.63 gC·m-2·a-1;光合有效辐射是影响日间净碳交换量的主导因子,二者关系符合Michaelis-Menten模型,日间净碳交换量随光合有效辐射增大而降低,光合有效辐射PAR能解释14.1%~58.2%的日间净碳交换量变化,饱和水汽压差是日间净碳交换量限制因子,最适范围是0.5~1.0 kPa,过高和过低均会使日间净碳交换量对光合有效辐射的响应减弱;影响夜间净碳交换量的主导因子是5 cm土温,二者关系符合Van’t Hoff模型,夜间净碳交换量随5 cm土温增大而增加,土壤体积含水率是夜间净碳交换量的限制因子,饱和水汽压差大于或小于0.28 m-3·m-3均会对夜间净碳交换量产生抑制作用,但作用较小。缙云山针阔混交林净生态系统碳交换能力与相近纬度其他森林生态系统基本持平,总生态系统碳交换能力和生态系统呼吸强度则较大。 展开更多
关键词 CO2通量 涡度相关法 森林碳汇 环境因子 通径分析
北京市小流域水土保持安全研究 预览 被引量:1
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作者 齐实 刘卉 +4 位作者 毕超 李月 陈芳孝 李世荣 陆大明 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2018年第6期79-88,共10页
水土保持是保障北京市未来向国际化大都市发展的基石,以小流域作为最小分区单元实现其功能定位,提出具有针对性的治理及管理措施,对建立小流域精细化管理模式具有重大意义。以北京市1085个小流域为研究对象,以水源安全、防洪安全、生态... 水土保持是保障北京市未来向国际化大都市发展的基石,以小流域作为最小分区单元实现其功能定位,提出具有针对性的治理及管理措施,对建立小流域精细化管理模式具有重大意义。以北京市1085个小流域为研究对象,以水源安全、防洪安全、生态安全“三个安全”为目标导向,利用GIS技术,采用主成分分析和聚类分析的方法,构建“三个安全”的评价指标,划分了北京市水土保持“三个安全”分区,提出不同分区小流域的功能定位。结果表明:北京市水土保持小流域的水源安全分区中的主要问题是水质污染,面积为16%,水源危险占1.9%;防洪安全分区的主要问题是山洪易发,占24%;生态安全分区的主要问题是生态危险,占17.2%。认为:以“三个安全”综合得分来分区,其中平原区的主要问题是水质污染和生态危险,山区存在山区水质污染水土流失风险(占2.2%)、水质污染山洪易发(占1%)、水源危险山洪易发(占0.9%)的双重风险区域,是需要关注和治理的重点区域。 展开更多
关键词 小流域 水土保持 水源安全 防洪安全 生态安全 北京市
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青海高寒区不同密度白桦林枯落物水文效应 被引量:3
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作者 刘凯 贺康宁 王先棒 《北京林业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期89-97,共9页
【目的】定量研究青海高寒区不同密度白桦林枯落物的水文效应,为该区白桦林的营造、配置及水文功能管理等提供理论依据。【方法】于2016年7—8月对青海省大通县宝库林区进行了调查。每种密度白桦林选择3块样地,林龄均为22~24年,测定了5... 【目的】定量研究青海高寒区不同密度白桦林枯落物的水文效应,为该区白桦林的营造、配置及水文功能管理等提供理论依据。【方法】于2016年7—8月对青海省大通县宝库林区进行了调查。每种密度白桦林选择3块样地,林龄均为22~24年,测定了5种密度(225、500、688、900、1 220株/hm~2)白桦林的枯落物厚度、蓄积量、最大持水率等指标,并用浸泡法来研究枯落物持水量与浸水时间的关系、吸水速率与浸水时间的关系。【结果】5种林分密度的枯落物厚度、蓄积量、持水能力有明显差异:(1)5种密度林分(按225、500、688、900、1 220株/hm~2排序)枯落物厚度分别为4.51、4.64、5.30、6.10、5.35 cm,枯落物蓄积量分别为11.22、13.54、15.33、17.86、15.86 t/hm~2,最大持水率分别为227.91%、214.40%、215.44%、236.81%、221.70%。(2)枯落物最大持水量、有效拦蓄量排序均为900株/hm~2〉1 220株/hm~2〉688株/hm~2〉500株/hm~2〉225株/hm~2。(3)枯落物持水量和浸泡时间的关系与对数函数拟合较好,回归系数R2达0.90以上,吸水速率和浸泡时间的关系与幂函数拟合较好,回归系数R2达0.99以上。【结论】林分密度在900株/hm~2时,枯落物蓄积量、最大持水量、有效拦蓄量均达到最大,枯落物水源涵养作用达到最优。所以从枯落物的水文效应角度来考虑,密度为900株/hm~2时,枯落物的水文效应最佳。 展开更多
关键词 青海高寒区 白桦林 林分密度 枯落物 水文效应
毛乌素沙地油蒿灌丛Priestley-Taylor模型系数研究
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作者 梁椿烜 马景永 +5 位作者 杨睿智 吴雅娟 田赟 贾昕 查天山 杨林 《北京林业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期1-8,共8页
【目的】基于半经验半理论的Priestly-Taylor模型(PT)估算蒸散发(ET)时,主要依赖于精确确定该模型系数α在特定研究区内的适宜值,本研究就该模型系数α的适用性进行了本地化研究,以便更准确地估算干旱半干旱区的蒸散发。【方法】在中国... 【目的】基于半经验半理论的Priestly-Taylor模型(PT)估算蒸散发(ET)时,主要依赖于精确确定该模型系数α在特定研究区内的适宜值,本研究就该模型系数α的适用性进行了本地化研究,以便更准确地估算干旱半干旱区的蒸散发。【方法】在中国西北干旱地区毛乌素沙地的一个生长季内,采用涡度协方差技术并结合气象数据信息,监测研究区典型油蒿灌丛地的水、热交换传输过程,以分析PT模型系数α的季节变化特征并确定其本地化估算参考值。【结果】在季节变化过程中,实际PT模型系数α整体变化较明显,展叶期内α系数呈单峰型变化趋势,完全展叶期和叶变色期内的α系数变化不明显;日均α系数最大值为0.66,最小值为0.03,全生长季α系数均值为0.23。油蒿生长季内α系数与冠层导度和饱和水汽压差呈对数正相关;土壤含水量(30 cm处)以及叶面积指数与α系数均为正相关关系。在季节变化过程中,PT模型常规系数α=1.26确定的蒸散量(ET1.26)估算值以及根据逐日温度和2 m高度处风速资料计算的PT模型系数α=0.50确定的蒸散量(ET0.50)估算值均显著大于实测蒸散发。改进的PT模型系数的本地化推荐适宜值为0.23,并且通过修正后的PT模型估算ET与实测值之间存在较好的一致性,线性斜率为0.72,R^2为0.57。【结论】因此,修正的PT模型显著提高干旱半干旱区植被蒸散发估算精度,为区域植被水文过程模型提供支持。 展开更多
关键词 Priestley—Taylor模型系数 蒸散发 涡度相关法 半干旱区 油蒿
晋西黄土区陡坡植被自然恢复评价 被引量:1
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作者 陈宝强 张建军 +4 位作者 赵荣玮 孙若修 李梁 茹豪 王雅琼 《生态学杂志》 CSCD 北大核心 2018年第1期17-25,共9页
为了解黄土沟壑区35°以上陡坡植被的恢复状况,本文结合遥感和GIS技术,采用野外调查方法,于2016年6—8月,选取山西吉县蔡家川流域35°以上的阴坡、半阴坡、阳坡、半阳坡等无人为干扰的100个陡坡样地进行植被群落调查,在划... 为了解黄土沟壑区35°以上陡坡植被的恢复状况,本文结合遥感和GIS技术,采用野外调查方法,于2016年6—8月,选取山西吉县蔡家川流域35°以上的阴坡、半阴坡、阳坡、半阳坡等无人为干扰的100个陡坡样地进行植被群落调查,在划分立地类型的基础上,以空间代替时间的方法分析陡坡各立地的植被覆盖度、群落恢复度(RD)和恢复速度的变化。结果表明:陡坡立地共分为3个立地类型组,分别为Ⅰ组(35°~45°)、Ⅱ组(45°~55°)和Ⅲ组(〉55°);Ⅰ组和Ⅱ组植被覆盖度和生物量与Ⅲ组差异均显著(P〈0.05);陡坡植被恢复在早期阶段(RD为0.1~0.3)群落恢复度较低但恢复速度快;在中期阶段(RD为0.3~0.7),恢复度、恢复速度中等;在后期阶段(RD〉0.7),恢复度较高,恢复速度慢;Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组植物群落自然恢复的策略不同,Ⅰ组和Ⅱ组植被在恢复前期恢复速度最快,Ⅲ组植被在后期恢复速度较快;Ⅰ组和Ⅱ组中已存在恢复度达到0.8以上的群落,植被自然恢复的效果良好,而Ⅲ组群落最大恢复度仅达到0.5,植被自然恢复的效果并不明显。 展开更多
关键词 植物群落 自然恢复 覆盖度 恢复度 黄土区
新疆天山地区管道工程水工保护径流调控新模式 预览
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作者 苏溥雅 齐实 +2 位作者 靳孟理 周利军 贾春磊 《中国水土保持》 2018年第4期30-34,共5页
近几年水土流失造成管道工程的水毁灾害频发,建设管道工程水毁灾害防控体系,对维护和保障管道工程安全具有十分重要的意义。以新疆天山地区为例,针对山地亚区和平原亚区两个典型地貌单元的三种管道敷设类型,分析了管道工程水土流失的成... 近几年水土流失造成管道工程的水毁灾害频发,建设管道工程水毁灾害防控体系,对维护和保障管道工程安全具有十分重要的意义。以新疆天山地区为例,针对山地亚区和平原亚区两个典型地貌单元的三种管道敷设类型,分析了管道工程水土流失的成因,提出了山地坡面管道横坡敷设时采取的"上截下拦"模式、纵坡敷设时采取的"侧排中挡"模式、戈壁冲积扇采取的"以挡为主,以导为辅"模式、河沟道采取"防冲护岸"模式4种相应的水工保护径流调控模式,以期为该地区管道工程的安全建设和运营提供水土保持技术保障。 展开更多
关键词 管道 水土保持工程 径流调控 新疆天山地区
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基于植物生长过程的根系固土机制及Wu模型参数优化 预览
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作者 朱锦奇 王云琦 +1 位作者 王玉杰 马超 《林业科学》 CSCD 北大核心 2018年第4期49-57,共9页
【目的】为提高植物根系固土效果模型量化的准确性,针对植物根系在土壤中受破坏的不同方式,基于植物生长过程的根土复合体直剪试验,利用根的拔出与抗拉试验,分析根系在不同生长时期的受力机制,定量评估植物根系对土壤的加固效果。【方... 【目的】为提高植物根系固土效果模型量化的准确性,针对植物根系在土壤中受破坏的不同方式,基于植物生长过程的根土复合体直剪试验,利用根的拔出与抗拉试验,分析根系在不同生长时期的受力机制,定量评估植物根系对土壤的加固效果。【方法】在原有直剪仪器的基础上,设计了一套分离式、可测定盆栽植物根系固土效果的装置。将12棵3年生山矾幼树样本直接种植于直剪盒,针对移植后1个月、4个月和1年后山矾根系的单根抗拉强度、拔出强度和根土复合体的抗剪强度进行测定,建立植物单根直径与单根抗拉强度、拔出强度的关系曲线。在时间尺度上,研究影响其根系固土的相关参数变化,分析根系与土壤的相互作用机制和根系的破坏情况,并优化现有Wu模型,并尝试评估动态生长过程中的根系固土效果。【结果】1)植物根系固土效果受抗拉强度与拔出强度的共同影响,在植物的生长的过程中,拔出强度对固土效果的影响比抗拉强度更加显著;2)随着植物种植时间的增加,4个月后根土复合体的抗剪切强度显著增加,1年后根土复合体的抗剪切强度较前4个月增长放缓。根土复合体发生剪切破坏后,根系发生断裂破坏的概率随种植时间的增加而增加。3)将根系抗拉和拔出强度2个参数加入到植物根系固土模型的计算中,可以更好地反映植物根系固土效果,特别是对于植物移植生长过程,模型计算结果与实际值平均相差仅为8.13%。【结论】植物根系在1年的生长周期内,根系数量不会发生较大变化,根系抗拉强度由其材料属性决定,也不会发生较大变化。而根系与土壤间的键合则变得更加紧密,根系的拔出强度增加显著,更多的根系在土壤发生破坏时发生断裂,最终提高根系加固土壤的效果。 展开更多
关键词 根系 破坏方式 抗拉强度 拔出强度 模型
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透水铺装径流调控效益研究进展 被引量:3
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作者 李美玉 张守红 +1 位作者 王玉杰 王云琦 《环境科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期105-112,130共9页
透水铺装作为一种从源头控制雨水径流的低影响措施,具有降低地表径流量和洪峰流量、改善雨水径流水质、补给地下水等功能,因而,正被越来越广泛地应用于海绵城市建设。文章从透水铺装结构与分类、透水铺装径流调控机理、透水铺装水量削... 透水铺装作为一种从源头控制雨水径流的低影响措施,具有降低地表径流量和洪峰流量、改善雨水径流水质、补给地下水等功能,因而,正被越来越广泛地应用于海绵城市建设。文章从透水铺装结构与分类、透水铺装径流调控机理、透水铺装水量削减与水质净化效益、透水铺装堵塞机理及影响因素等多个方面综述了国内外透水铺装径流调控研究进展,并从透水铺装流域/区域尺度径流调控效益、透水铺装维护方法、冬季透水铺装的径流调控效果、透水铺装污染物迁移转化规律和透水铺装全生命周期效益评价等方面提出了未来的研究趋势和重点,以期为透水铺装径流调控效益研究及透水铺装设计、建设和维护等提供理论和方法支持。 展开更多
关键词 透水铺装 径流调控 水量削减 水质净化 堵塞 清理维护
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