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干湿交替条件下花岗岩崩岗区土壤裂隙发育规律

韩杰欣, 邓芷慧, 王旌靡, 邓羽松, 黄智刚, 段晓倩

摘要： (17) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(68)

Abstract:

[目的] 土体裂隙可以改变土壤结构，降低土体稳定性，进而加速崩岗发育。深入探究干湿交替条件下花岗岩崩岗区裂隙发育规律，具有重要的现实意义。[方法] 以花岗岩坡面土壤的7个样点为研究对象，坡上红土层（US）、坡中红土层（MS）、坡下红土层（DS）、崩壁红土层（RL）、崩壁过渡层（TL）、崩壁砂土层1（SL1）和崩壁砂土层2（SL2），进行干湿循环试验，结合数字图像处理技术对土体表观裂隙进行定量分析。[结果] （1）花岗岩崩岗区土体Rsc、Na和土体破碎化程度随含水量的降低而增加，7个样点的Rsc、Na、W、La均呈现随干湿交替次数增加而逐渐降低的规律；（2）集水坡面坡上、坡中红土层及崩壁砂土层裂隙连通度与砂粒含量呈显著正相关；各样点Rsc与饱和水含量、有机质含量、阳离子交换量、游离氧化铁含量呈显著正相关，黏粒/砂粒含量高的样点Rsc与黏粒/砂粒含量呈显著正相关。[结论] 花岗岩崩岗区土壤不同土层之间的干缩裂隙发育存在差异，但发育规律基本为发育准备期、快速发育期、发育稳定期3个阶段；花岗岩土壤坡上红土层裂隙主要为干缩裂隙，坡下红土层干缩裂隙较少。
1
基于VIC模型的金沙江流域水文要素分析和径流预测研究

柳宏才, 张会兰, 孙嘉宁, 庞建壮, 安妮

摘要： (16) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(72)

Abstract:

[目的] 金沙江流域是西南高山峡谷区的重要生态区域。在全球气候变暖背景下，预测并评估金沙江气候及未来径流变化对流域尺度的水土流失防治、防洪减灾和水土资源规划具有重要意义。本研究[方法] 基于VIC模型模拟金沙江流域的水文过程，对CMIP6全球气候模式下的两种排放情景(SSP2-4.5、SSP5-8.5)的20个气候模式以及多模式集合平均(（MMEA)）（注意区分中英文字体括号格式）的数据进行降尺度处理，预测2015-—2100年径流变化趋势。[结果]表明： (1) 历史径流模拟显示模型模拟值与实测值的纳什效率系数超过0.6，BIAS（相对偏差）（偏差，首次出现给出中英文全称，中文，后续出现可用英文简称）绝对值控制在0.15（单位）以内，表明VIC模型适用于模拟金沙江流域水文过程（同步修改英文摘要）；(2) VIC模型模拟的水文过程分量显示，降水量从上游到下游递增，蒸散发在中下游较高，地表径流和基流的多年平均值从上游到下游递增，且存在显著差异，进一步验证了模型的适用性；(3) 基于EEMD（集合经验模态分解？、同上）的统计降尺度方法对比单模式和多模式集合平均（MMEA）的模拟结果发现，发现观测数据与MMEA匹配度最高。在未来SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下，模拟结果显示高辐射高排放情景（SSP5-8.5）下水文要素变化更显著，尤其是蒸散发增加趋势明显。[结论] 径流量模拟显示，SSP2-4.5情景下年平均径流量变化不明显，而SSP5-8.5情景下年平均径流量呈小幅增长趋势。未来年内月径流量在SSP5-8.5情景下大多数月份高于SSP2-4.5情景。本文以期为金沙江流域水资源评估与管理、生态综合治理提供一定参考依据。
1
基于气候和土地利用变化的云南省水源涵养功能时空演变及驱动力分析

刘俸汝, 赵俊三, 林伊琳, 陈国平, 张龙江, 彭苏芬

摘要： (19) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(79)

Abstract:

水源涵养功能作为最重要的生态系统服务功能之一,对区域的生态可持续性具有重要影响。本文以云南省为例,结合系统动力学模型、斑块级土地利用变化模拟模型(PLUS模型)和InVEST模型,构建了未来气候和土地利用变化影响下水源涵养评价框架。该框架可在未来气候变化和不同经济发展的背景下预测土地利用变化和评估水源涵养。基于3种共享社会经济路径和典型浓度路径(SSP1-19、SSP2-45、SSP5-85)的耦合情景对云南省水源涵养进行评价。并利用最优参数地理探测器识别云南省水源涵养时空变化的主要驱动因子。结果表明:(1)2000-2030年,耕地、未利用地面积整体减少,水域和建设用地面积逐渐增加,林地和草地呈波浪线变化；不同情景的土地利用变化趋势大致相同,即:草地>建设用地>耕地>未利用地>水域>林地。(2)2000-2020年水源涵养量总体上呈现逐渐减少趋势,减少了2.27×109m3；受不同气候和土地利用模式的影响,不同情景下的水源涵养量有所差异,其中SSP245情景下的水源涵养量最高,为9.338×109m3；空间上呈“西南高东北低”的分布格局。(3)地理探测结果表明,年均降水量、土壤类型、DEM是影响水源涵养时空分布差异的主要驱动因素,且降水量与其他因素交互显著增强。本研究根据云南省水源涵养时空分异提出不同建议,为云南省生态系统服务研究和可持续发展路线规划提供科学参考。
1
针阔混交措施对红壤侵蚀区马尾松林土壤有机碳稳定性的影响

姜永孟, 苏浩浩, 陆宇明, 邓薇, 刘珏伶, 吕茂奎, 谢锦升

摘要： (12) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(82)

Abstract:

[目的] 为了探究针阔混交改造措施对红壤侵蚀区恢复马尾松林土壤碳库稳定性的影响。[方法] 以福建长汀不同恢复年限（Y10、Y20、Y41）马尾松林（CF）和相对应的针阔改造林（MF）作为研究对象，通过物理分组方法将土壤有机碳分为颗粒态有机碳（POC）和矿质结合态有机碳（MAOC），分析林分改造过程对不同土壤剖面土壤有机碳组分的影响。[结果] （1）相比于马尾松纯林，混交林显著增加MAOC和0-10 cm土层SOC、POC含量，并避免长期恢复马尾松林MAOC的消耗；（2）林分改造显著降低Y20-MF中10-20 cm和40-60 cm以及Y41-MF中0-20 cm土层POC/SOC，但显著增加Y10-MF中20-60 cm以及Y41-MF中0-10 cm土层MAOC/SOC；（3）随着年限的增加，混交林中0-10 cm土层MAOC/SOC持续增加，POC/SOC显著降低，而马尾松林则相反；（4）线性拟合发现，POC、MAOC均与SOC呈显著正相关，但混交林土壤SOC增加更多依赖MAOC的增加，而马尾松土壤SOC的增加更多的以非稳定性碳组分（POC）为主；（5）冗余分析表明，DOC、TN、TP、NH4+共同解释碳组分变化的66.2%，表明林分改造后土壤养分有效性的增加是混交林MAOC积累的关键。[结论] 本研究表明亚热带红壤侵蚀区林分改造通过提升土壤养分有效性，增加稳定碳库的积累从而避免长期恢复过程中土壤碳库流失。
1
1960—2020年东北黑土区水蚀动力因子时空格局及其对主要大气海洋环流模式的响应

高晓玉, 郑粉莉, 胡文韬, 郑润禾, 付金霞, 张加琼, 刘刚, 李志

摘要： (29) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(100)

Abstract:

【目的】研究东北黑土区水蚀动力因子的时空格局及其对大气海洋环流模式的响应,对区域极端降水事件诱发的土壤侵蚀防治有重要意义。【方法】选用降雨侵蚀力R、暴雨雨量R50p、极端强降水量R95p、连续五日最大降水量R5d表征水蚀动力因子,基于1960—2020年逐日降雨数据,采用滑动平均、小波分析、Sen斜率估计法、Mann-Kendall检验方法,分析近60年东北黑土区水蚀动力因子的时空格局,解析水蚀动力因子对大气海洋环流模式的响应。【结果】(1)东北黑土区的年降雨侵蚀力R介于1145.36~3575.94 MJ.mm /(hm₂^.h.a),暴雨雨量R50p介于73.17~197.86 mm,极端强降水量R95p介于265.81~566.35 mm；连续五日最大降水量R5d介于69.67~124.95 mm。(2)东北黑土区4个水蚀动力因子在1960—2000年期间均呈现不显著的上升趋势且均未发生整体突变,但2015年后上升趋势明显,表明研究区发生降雨侵蚀的潜在可能性增加。4个水蚀动力因子均存在以约44 a为主周期,29 a为小周期的周期性变化特征,并经历高低交替2次震荡过程。(3)各水蚀动力因子的空间分布均呈现南高北低,东西两侧低中部高的特征,各指标的最大值出现在长白山-完达山山地丘陵区,最小值出现在呼伦贝尔丘陵平原区。(4)东亚夏季风指数(EASMI)是对东北黑土区水蚀动力因子影响最显著的单一环流模式,北极涛动(AO)和多元ENSO-南方涛动指数(MEI)可以通过影响东亚夏季风间接影响水蚀动力因子。东亚夏季风指数-南海夏季风指数叠加(EASMI -SCSSMI)对各水蚀动力因子的影响均为最显著（DPSAC>5%）；而东亚夏季风指数、南海夏季风指数和多元ENSO-南方涛动的大气海洋环流模式仅对降雨侵蚀力R影响显著（DPSAC>5%）。【结论】东北黑土区水蚀动力时空格局的影响因素主要包括地形、东亚夏季风和南亚夏季风等,需关注2014年后水蚀动力增强带来的潜在水蚀危害。
1
林下三七不同管理措施对坡面产流产沙和土壤特性的影响

周云, 黎建强, 高朗, 李京豪, 刘方严, 刘艳娇, 宴慧颖, 赵思倩, 杨舒媛

摘要： (18) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(96)

Abstract:

[目的]揭示不同管理措施对三七[Panax notoginseng(Burkill)F. H. Chen]林地产流产沙和土壤特性的影响，可为科学防控林下三七种植的水土流失提供理论依据。[方法]采用野外径流小区原位观测试验，于2022年雨季对不同坡度（5°、10°、15°）自然林地（CK）、林下整地（SP）、无棚三七林地（NC）、有棚三七林地（HC）的产流产沙量进行量化，并探究不同管理措施对三七林地坡面产沙产流以及土壤特性的影响。[结果]（1）2022年寻甸县降雨总量为1031.7 mm，属平水年份。林外和林内累计侵蚀性降雨量为845.4 和565.6 mm，平均林冠截留率为35.67%。（2）各管理措施三七林地产流产沙存在极显著（P＜0.01）差异。与CK相比，SP、NC和HC总径流量分别增加了272.23%、171.19%和106.89%，总产沙量分别增加了385.15%、248.82%和138.84%，且各管理措施林地产流产沙量随着坡度增加，流失增幅越大。（3）各管理措施三七林地产流产沙因土壤特性不同而存在差异。林下整地和种植三七降低了枯落物储量、土壤渗透性，导致土壤团聚体结构不稳定，降低土壤抗冲性，增加了土壤容重、土壤可蚀性，从而使径流和侵蚀泥沙量增加；与林下整地相比，种植三七以及布设遮雨棚使林地土壤特性有所改善，产流产沙量相对减少。（4）各管理措施三七林地产流产沙量和降雨量或降雨侵蚀力与降雨强度之间呈显著（P＜0.05）幂函数关系；总径流量和产沙量与坡度呈极显著（P＜0.01）正指数关系，R2＞0.90。[结论]林下整地和林下种植三七导致水土流失显著增加，但最大土壤流失量（34.53 t/（km2·a））远低于西南岩溶区土壤容许流失量。建议在缓坡林地种植三七，且可通过搭建遮雨棚和改善土壤特性来缓解水力侵蚀。
1
东北典型黑土区土壤侵蚀对有机碳时空变化特征的影响

佟亚宁, 王彬

摘要： (22) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(122)

Abstract:

东北黑土区作为我国重要的商品粮基地,却是旱地土壤有机碳唯一下降的区域。该区严重的土壤侵蚀现象是坡面有机碳流失的重要驱动因素,明晰侵蚀作用下有机碳的时空分布响应有助于深入理解区域有机碳流失机制。因此,本研究采用RUSLE模型并结合GIS空间分析技术分析了东北典型黑土区2000—2019年土壤侵蚀与土壤有机碳流失的时空变化特征。结果表明,研究区土壤侵蚀强度整体呈北高南低的分布格局,并以微度侵蚀为主；2000—2019年微度侵蚀面积总体呈上升趋势,轻度及以上程度侵蚀面积均呈下降趋势,其中87.91%的区域侵蚀强度等级未发生明显变化,仅有3.74%的区域侵蚀强度等级升高；土壤有机碳流失空间分布差异明显,总体呈北高南低的分布特征,研究期间土壤有机碳年平均流失强度为4.74 t/(km2·a)；2010—2019年土壤有机碳流失总量呈增大趋势,其中北安市流失量最大,占研究区总流失量的37.00%；2015—2019年间,低强度(<5 t/(km2·a))土壤有机碳流失区域的面积比例下降,而高强度(5 t/(km2·a))流失区域面积占比上升,导致年平均流失强度增大；研究区北部土壤侵蚀强度高的地区由于有机碳含量丰富,使得其在遭受侵蚀作用时释放的有机碳总量相对较大,形成了土壤有机碳流失总量的地域性差异特征。研究结果可为侵蚀环境土壤碳循环机制提供理论支撑,并可为解决黑土“变薄变瘦”问题提供科学依据。
1
基于DL和GKDE的松花江流域土壤侵蚀类型的概率评价研究

邢贞相, 王嘉麒, 张鸿雪, 宋健, 王轶男, 段维义, 宫铭, 黄昌丽

摘要： (21) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(87)

Abstract:

为科学地判别流域尺度土壤侵蚀类型并给出相应的概率评价，该研究构建基于深度学习（DL）的松花江流域土壤侵蚀率（SER）计算模型并计算不同类型的土壤侵蚀率（水蚀率SERwa、风蚀率SERwi）；以降雨、气温、风速3个侵蚀率影响因子为随机变量，利用数值模拟和高斯核密度估计法（GKDE）构建SER概率评价方法，给出不同SERwa、SERwi组合的发生概率。结果表明：SER计算模型验证期的R2、NSE均值为0.93、0.86；流域内平均每年67.2%的区域基本不发生侵蚀、10.6%的区域以风蚀为主、22.1%的区域以水蚀为主、0.2%以下的区域同时发生水蚀和风蚀；36个典型像元中，发生低SERwa低SERwi的平均概率为68.4%、发生低SERwa极高SERwi的平均概率为16.88%、发生其余类型SERwa与SERwi组合的平均概率均不超过4.14%。该研究构建的松花江流域侵蚀率计算模型精度较高，揭示了松花江流域土壤侵蚀类型空间分布特征，并给出两种侵蚀类型不同强度组合的发生概率，为松花江流域土壤侵蚀治理提供依据。
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生境质量对气候变化与人类活动的空间响应——以青藏高原为例

贾天朝, 胡西武, 杨海娟, 郭玮

摘要： (22) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(119)

Abstract:

[目的] 探究青藏高原生境质量的动态变化，为保障青藏高原生态安全、保护生物多样性和筑牢生态屏障提供参考。[方法] 基于1985年、1995年、2005年、2015年和2022年5期土地利用数据，借助InVEST模型，定量评估近40年青藏高原生境质量状况并对其时空格局进行分析，最后利用双变量空间自相关探讨生境质量对气候变化与人类活动的空间响应。[结果]（1）近40年青藏高原生境指数增加0.052 9，高等和较高生境面积比例共增加5.51%，生境质量水平总体提升但仍处于较低等级。（2）近40年青藏高原48.14%的区域生境指数增加，但生境等级总体空间分布变化不大，各等级区由外向内呈嵌套式等级增加。（3）近40年青藏高原生境质量等级转移类型以等级不变为主，但等级转化的剧烈程度不断增强。（4）近40年青藏高原生境质量对气候变化与人类活动存在较为显著的空间相关关系，年均温对生境质量存在显著的空间负相关，年降水量和人类活动强度对生境质量存在显著的空间正相关。[结论] 研究结果揭示了青藏高原生境质量时空演变特征，明确了气候变化和人类活动对生境质量具有深刻的影响，未来应加强底线约束和人类活动引导。
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黄土高原典型流域基流变化规律及贡献率分析

张纪元, 于坤霞, 李占斌, 李鹏, 刘永刚, 莫淑红, 赵宾华, 杨建宏, 贾路, 李雪

摘要： (25) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(105)

Abstract:

[目的] 为探究气候变化和人类活动对基流变化的影响，选择黄土高原地区的4个典型流域无定河、窟野河、延河和秃尾河作为研究对象。[方法] 基于1965—2017年无定河、窟野河和延河以及1983—2017年秃尾河逐日流量和多站点气象资料，分析9种基流分割方法的适用性和基流变化特征。基于Budyko理论，采用弹性系数法，量化气候变化和人类活动对基流变化的贡献率。[结果] 数字滤波法F4分割结果在稳定性、离散程度和误差方面表现较好，在黄土高原地区典型流域中最为适用。4个流域年基流深、年径流深和年基流指数的变化趋势有较高的一致性，无定河、窟野河、延河和秃尾河流域多年平均基流指数BFI分别为0.64，0.42，0.28和0.49，年基流深和年径流深均呈显著减小趋势（p<0.01），而年基流指数均为增加趋势。降水、潜在蒸散发和人类活动对黄土高原地区典型流域基流变化贡献率范围分别是-56.72%～3.31%，-0.81%～55.16%和10.92%～104.37%。[结论] 研究表明人类活动是影响黄土高原地区基流演变的主要因素，并为黄土高原地区水资源综合管理提供理论支持。
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三峡库区经果林地生物结皮发育对土壤饱和导水率的影响

杨澜, 陈晓燕, 朱平宗, 冯滔, 王定斌

摘要： (18) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(79)

Abstract:

[目的] 土壤饱和导水率反映了土壤入渗能力和抵抗侵蚀的潜力，显著影响水文和侵蚀过程。经果林作为三峡库区重要的土地利用类型，林下生物结皮广泛发育，必然会驱动土壤理化性质发生变化进而影响土壤饱和导水率，但目前关于库区生物结皮发育对土壤饱和导水率的影响及其驱动机制仍不清楚。[方法] 因此，为了探究三峡库区经果林下生物结皮发育对土壤饱和导水率的影响，在经果林下选取5个盖度梯度（0~20%，20%~40%，40%~60%，60%~80%，80%~100%）的苔藓结皮样地，以林下无生物结皮覆盖样地为对照，通过野外采样和室内分析测定不同盖度梯度生物结皮的土壤饱和导水率和基本土壤理化性质，利用非线性回归、偏最小二乘回归和结构方程模型等方法明确了经果林地土壤饱和导水率随生物结皮盖度的变化规律及其主控因素。[结果] 结果表明：（1）经果林下生物结皮的发育显著增加了土壤饱和导水率，与对照相比，0~20%，20%~40%，40%~60%，60%~80%，80%~100%生物结皮盖度梯度的土壤饱和导水率分别增加了36.98%，338.09%，407.17%，900.66%，713.11%。（2）随着生物结皮盖度增加，土壤饱和导水率呈近似对数函数趋势增加，当生物结皮盖度大于60%时，土壤饱和导水率趋于稳定。（3）土壤饱和导水率与生物结皮特性及其驱动的土壤理化性质变化显著相关，生物结皮厚度、土壤容重、总孔隙度、饱和含水率和水稳性团聚体含量是导致不同生物结皮盖度土壤饱和导水率存在差异的主控因素。（4）结构方程模型结果表明，生物结皮的发育主要通过间接改良土壤结构（间接通径系数1.655>直接路径系数0.887）来增加土壤饱和导水率。[结论] 研究结果为三峡库区经果林地生物结皮发育对水文和侵蚀过程的认识提供了理论基础，也为经果林地水土流失的防控提供了实践指导。
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基于遥感生态指数改进模型的沱江流域生态环境质量时空变化及驱动力研究

赵晓燕, 谈树成, 张素, 李永平, 吴汉, 王超[]

摘要： (23) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(87)

Abstract:

沱江流域面临严重的水土流失、水环境污染和土壤侵蚀等生态环境问题，开展流域生态环境质量评价对推动长江上游生态环境保护和流域社会经济高质量可持续发展具有重要意义。基于谷歌地球引擎平台，选取2000-2020年的Landsat遥感影像，以绿度、湿度、热度、干度、生物丰度指数构建生态环境质量评价模型（RESII），采用变异系数、一元线性回归和空间自相关分析方法对流域内生态环境质量的时空演变格局进行分析，并运用最优参数地理探测器模型（Optimal Parameter Geographic Detector Model，OPGD）对其驱动力进行探测。研究表明：（1）2000-2020年间，沱江流域生态环境质量多年均值为0.66，等级以良为主，占比为63.01%。成都周边区县、内江、自贡、泸州等城镇地区生态环境质量较差，呈现南北低中间高的空间分布格局。（2）沱江流域生态环境质量总体呈下降趋势，生态环境质量变差的趋势显著，轻微退化和显著退化面积占比为19.75%和5.88%。人口密度大，社会经济发展水平高的城镇化地区，生态环境质量以较高波动为主，占比为18.15%。（3）20年间沱江流域全局自相关莫兰指数范围为0.769-0.870，主要分布在第一象限和第三象限，局部自相关的高-高集聚区和低-低集聚区范围随时间呈显著变化，景观斑块破碎化明显。（4）OPGD结果表明，土地利用类型、坡度、高程、夜间灯光为流域生态环境质量变化的主要驱动因子，人口密度、气温和GDP为次要驱动因子，降水量和坡向因子影响较小。土地利用类型与其他因子交互作用增强了对流域内生态环境质量变化的影响。改进的遥感生态指数模型对开展区域生态环境质量评价提供了新方法，研究结果为生态环境保护提供参考。
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无人机监测东北黑土区切沟形态的最优参数配置

唐杰, 谢云, 刘川, 张岩

摘要： (15) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(91)

Abstract:

[目的] 东北黑土区切沟侵蚀不断蚕食耕地资源，威胁我国粮食安全。无人机技术的发展为沟蚀监测提供有效手段，但获取数据分辨率越高耗时越长，如何配置无人机参数，使其既能满足精度要求又能提高航摄效率是当前需要解决的问题。[方法] 选择东北漫川漫岗区的鹤北流域为研究区，以实地断面测量数据为验证值，通过评估不同分辨率，不同飞行航向以及不同无人机数据提取的切沟参数精度，探究不同无人机参数配置的适用条件。[结果] (1）与实测值相比，分辨率1 cm数据提取的切沟参数精度最高，所有参数的平均百分误差＜5.0%，适用于典型切沟发展过程监测；分辨率3 cm和5 cm数据提取的切沟宽度平均误差百分比＜10.0%，提取的切沟深度平均误差随切沟深度变小而增大，切沟深度大于1 m时，平均百分误差＜10.0%，适用于区域范围快速抽样调查；8 cm和10 cm分辨率提取的切沟深度和截面积平均百分误差＞40.0%，适用于切沟分布位置和平面参数提取；（2）固定翼无人机垂直地面获取的正射数据虽在提取切沟二维形态特征指标方面效果略好，但在三维形态特征指标方面不如多旋翼无人机倾斜摄影测量获取的数据；（3）单航向倾斜摄影测量数据提取的切沟平均深度和截面积平均百分误差是交叉双航向数据平均百分误差的1.7，1.9倍。交叉航向获取的无人机数据提取切沟参数精度更高，且细节更丰富。[结论]倾斜摄影测量和交叉双航向航测能显著提高获取的切沟三维参数精度，1～3 cm和3～5 cm分辨率可分别用于典型切沟监测和大范围切沟侵蚀快速调查。单航向正射摄影测量获取的5 cm以上分辨率数据适用于提取切沟位置和平面参数。
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[1]间歇性降雨条件下黑土溅蚀团聚体分选特征

张晓娅, 徐金忠, 杨庆楠, 雷涵喆, 赵怡凯, 李雨, 张玉鹏, 付玉

摘要： (15) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(83)

Abstract:

［目的］为探究间歇性降雨对黑土溅蚀量和溅蚀分选特征的影响，［方法］该研究基于人工模拟降雨试验，设计2个降雨强度（40mm/h和70mm/h），每个降雨强度5场降雨，分析不同降雨条件下黑土溅蚀量和溅蚀团聚体粒径分布特征。［结果］两种降雨强度下，不同降雨场次土壤表层存在“无结皮—弱结皮—强结皮—弱结皮—新结皮”强弱交替的结皮动态发育过程。两种降雨强度下，溅蚀团聚体MWD和GMD均在第四场降雨出现最大值，在第一次降雨出现最小值。每场降雨5-2mm粒级的团聚体均基本未发生迁移，溅蚀团聚体均以2~0.25mm粒径为主，分别占两种降雨强度溅蚀量的36.49%~58.61%和49.10%~60.09%。五场降雨的溅蚀量随粒径减小呈先增加后减小的变化趋势，而粒径＜0.053mm质量百分数随间歇次数增加的变化趋势为先降低再增加，粒径＜0.053mm质量百分数均在第三场降雨出现最小值，分别是18.21%和17.63%。［结论］降雨会导致土壤结皮的形成，且随降雨次数增加结皮厚度呈现动态变化，在第三场降雨土壤结皮厚度最大，此时溅蚀量有最小值，且主要以＞0.053mm为主。研究结果为东北黑土区土壤水蚀机理研究提供参考。
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不同降雨类型下植被剔除对灌木林降雨再分配特征的影响

宫联沙, 杨静

摘要： (5) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(58)

Abstract:

我国西南喀斯特区虽降雨充沛,但仍存在“岩溶干旱”现象,从而限制植物生长。降雨是该区植被和土壤的主要水分来源,而林分冠层结构是影响降雨输入的重要因素。剔除部分植被后,植被冠层结构会发生改变,进而影响穿透雨和树干径流的占比。然而,不同降雨类型下植被剔除对降雨再分配特征的影响还尚不清楚。本文以喀斯特典型灌木林为研究对象,选取3个10 m×10 m的样地,分别进行30%(TC30)和10%(TC10)的植被剔除,并以不剔除(TC0)作为对照,分别于旱雨季对剔除处理后各样地的穿透雨、树干径流等进行监测。结果表明:旱雨季不同降雨类型下,各样地穿透雨率为72.3%~96.6%,穿透雨率有随剔除比例增加而增加的趋势,但不同降雨类型或剔除比例下各样地穿透雨率总体上均无显著差异。然而,树干径流率无论在旱季或雨季,各降雨类型下均表现为TC0(5.6%~13.9%)>TC10(4.8%~8.1%)>TC30(2.1%~6.1%),其中旱季中雨、雨季大雨和雨季暴雨下差异显著(P<0.05)。此外,相较TC0和TC10,TC30的降雨输入量(穿透雨+树干径流)在旱季和雨季均为最高(分别为98.9%和94.8%)。综上可知,剔除植被对穿透雨率影响不明显,但可显著降低树干径流率,且适当疏林可提高降雨输入量,增加土壤和植被可用水量,提高降雨—土壤水转化效率,研究结果可为喀斯特地区提高降雨资源利用效率提供参考。
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生物炭对西南喀斯特区石灰土水分入渗特征的影响

余辉, 方荣杰, 余佳峻, 徐勤学, 敖利满, 付智勇, 陈洪松

摘要： (17) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(66)

Abstract:

[目的]为探究玉米秸秆生物炭对西南喀斯特区石灰土水分入渗特征的影响,[方法]设置5个生物炭施量梯度(0,2%,4%,6%和8%)、3种砾石含量土壤(10%,20%,30%)和无砾石土壤,进行一维积水入渗试验。[结果] (1)随生物炭施量增加,除10%砾石含量外,湿润锋运移深度均逐渐减少,且添加生物炭对含砾石土壤的抑制效果弱于无砾石情况。以60 min为例,无砾石时比未施生物炭(CK)减少10%～27%,3种含砾石情况则分别减少1%～17%,1%～16%,1%～21%,其中施量为8%时,各处理的运移深度最小。(2)生物炭减少了石灰土的累积入渗量。无砾石时的累积入渗量比CK减少9%～27%,而含砾石时比CK减少11%～21%,其中砾石和生物炭施量分别为30%和8%时累积入渗量最少,2%施量均无显著影响。(3)随生物炭施量增加,无砾石土壤初始入渗率和稳定入渗率逐渐减小；而生物炭对含砾石土壤稳定入渗率的影响比初始入渗率更显著。(4)与Philip模型相比,Horton和Kostiakov模型均能用于拟合本研究中土壤水分入渗过程,但Horton 模型的拟合趋势与实际结果更符。[结论] 玉米秸秆生物炭能有效减少喀斯特区石灰土的土壤水分入渗，不同的是在含砾石条件下玉米秸秆生物炭减少土壤水分入渗的效果要弱于无砾石的均质土。研究结果可为西南喀斯特区石灰土降雨入渗调控、土壤水分管理提供参考。
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北方土石山区冻融与水力复合作用对土壤侵蚀的影响

杨浩宇, 马岚, 陈仕媛

摘要： (12) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(58)

Abstract:

[目的]揭示冻融与水力作用在不同条件下对北方土石山区土壤侵蚀的影响。[方法]以北京市鹫峰地区土壤为研究对象，采用室内径流冲刷及冻融设备进行模拟试验，探讨在冻融与水力作用下冻融循环次数、坡度、流量、土壤初始含水率和冻融温差这五个影响因素对土壤产沙量与抗冲性的影响。[结果](1)土壤抗冲系数对各因素敏感程度大小为坡度＞流量＞冻融温差＞冻融循环次数＞初始含水率，其中坡度与流量对其具有显著影响（p＜0.05）；土壤产沙量对各因素敏感程度大小为流量＞坡度＞冻融温差＞土壤含水率＞冻融循环次数，其中流量对其具有极显著影响（p＜0.01），坡度与冻融温差对土壤产沙量具有显著影响（p＜0.05）。(2)冻融循环次数、坡度及流量的大小与土壤抗冲系数呈负相关，冻融温差大小却与其呈正相关，而抗冲系数随土壤初始含水率的增加呈先减小后增大的趋势。(3)土壤产沙量随流量、坡度和冻融循环次数的增大而增大，随着冻融温差整体温度的增大而减小；随着土壤含水率的增加，土壤产沙量呈先增大后减小的趋势；在冻融循环次数为7，10次时，土壤产沙率在径流冲刷中期（3~6min）会有峰值出现（96.7~99.7 g/min），随后趋于平稳。[结论]北方土石山区土壤在冻融与水力复合作用下受多种因素影响密切，研究结果有助对该地区复合侵蚀防治及合理配置水土保持措施提供理论支持。
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乌鲁木齐市建设用地扩张与生态用地空间冲突识别

马彦洁

摘要： (22) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(77)

Abstract:

[目的] 分析乌鲁木齐生态用地的时空演化特征，特别是识别建设用地扩张与生态用地的冲突区域，对干旱区绿洲城市的生态用地保护、生态安全格局优化和区域可持续发展具有重要意义。[方法 ] 基于乌鲁木齐市2000年、2010年和2020年土地利用数据，利用土地利用动态度、建设用地扩张速度及模式、识别生态源地并构建生态安全空间格局，对乌鲁木齐市建设用地扩张与生态用地的空间冲突进行分析。[结果]（1）2000—2020年，研究区林地、草地、水域和建设用地面积总体呈增加趋势，分别增加160.51，451.17，47.58，805.19 km2，耕地和未利用地面积持续下降。（2）研究区建设用地面积加速扩张，其中米东区扩张最为显著，共增加230.62 km2，天山区建设用地扩张面积最小。（3）近20年，乌鲁木齐市生态水平整体呈上升趋势，生态源地面积共增加611.52 km2。（4）建设用地扩张与生态用地产生的空间冲突区域面积乌鲁木齐县最大，其次是米东区、沙依巴克区和水磨沟区，新市区则是无空间冲突区域。[结论] 研究结果表明20年间乌鲁木齐建设用扩张与生态用地之间存在空间冲突。
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山地城市景观生态风险：时空动态及SSPs-RCPs流转情景 ——以重庆市为例

魏梦雨, 卞鸿雁, 贾润熙, 李昊霖, 王琳涌

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Abstract:

[目的] 重庆是位于西南丘陵腹地的特大都市区，人口集聚以及粗放的经济发展导致了城市景观的快速爬坡和蔓延，城乡二元及立体的空间结构，直接影响景观的结构、功能及可持续性，亟待开展生态风险的时空动态、坡谱特征及未来流转情景的预测。[方法] 基于1990-2020年及SSPs-RCPs的土地利用/覆被数据，整合景观生态风险评估模型，刻画重庆市的景观生态风险的时空动态及爬坡规律，预测2035及2050年SSPs-RCPs 5种情景的生态风险以及空间流转特征。[结果] （1）重庆生态风险指数由1990年的0.14下降到2020年0.12，生境质量总体提升，呈自然景观（除林地）>人造景观的生态风险，其中城市景观随着城－乡的密度递减，生态风险呈递增趋势，草地的生态风险呈反向梯度；（2）渝东北和东南的大巴山以及武陵山生态屏障区的风险低，渝西南以及河谷丘陵区高，低和较低风险占全域面积90%以上；（3） 89.4%的景观分布于坡度≥5°的地区，分布于坡度>7.5°的生态屏障区的修复工程，显著地降低高坡度水土流失或石漠化等风险；（4）比较2035及2050年SSPs-RCPs的生态风险及空间流转情景，SSP1的发展路径最可持续，城市景观爬坡及蔓延区的生态风险将继续增加，长江沿岸消落带和武陵山、大娄山的陡坡区及矿山的治理及修复将有效地降低风险。[结论] 山地都市区的景观可持续亟待科学—实践—政策的协同治理、科学的景观的规划及管理以及跨部门及公众的协作。
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东北黑土典型水蚀区农田侵蚀与退化特征

马瑞, 田芷源, 赵艳, 武逸杭, 梁音

摘要： (21) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(72)

Abstract:

[目的] 定量化评价东北黑土区土壤侵蚀退化程度，有助于不同地区因地制宜地布设阻控措施。[方法] 以东北黑土典型水蚀区农田为研究对象，采用铯—137（137Cs）示踪技术量化了不同样点的土壤侵蚀速率（SER）。基于黑土退化“变薄”、“变瘦”、“变硬”3大类问题，分别选择SER、pH、有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）和容重（BD）等7个代表性指标，采用全数据集（TDS）和模糊隶属度函数构建土壤退化指数（SDI）。[结果] （1）不同样点的平均SER表现为宾县（BX，8 417.86 t·km-2·yr-1） > 海伦（HL，7 083.96 t·km-2·yr-1） > 公主岭（GZL，3 168.71 t·km-2·yr-1） > 北安（BA，2 786.09 t·km-2·yr-1） > 龙江（LJ，2 722.46 t·km-2·yr-1），其中BX和HL属强度侵蚀，GZL、BA和LJ属中度侵蚀；（2）SER与SOM、TN、TP呈显著负幂函数关系，而与BD呈显著正对数关系（p < 0.05），R2介于0.222~0.532，表明土壤侵蚀显著加剧了黑土养分流失和土层硬化；（3）黑土农田“变薄”、“变瘦”、“变硬”之间存在相互影响，SDI表现为BX (0.44) > HL (0.36) > LJ (0.21) > GZL (0.10) > BA (0.05)。[结论] 研究结果可为东北黑土区侵蚀退化诊断评价和精准防治提供科学支撑。
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秦巴山片区生态敏感性评价及地形梯度特征

张静, 秦公伟, 苏雪萌, 徐增让, 成升魁

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Abstract:

秦巴山片区不仅是我国重要生态功能区,也是国家集中连片特困区,加强生态敏感性评价,揭示其地形梯度特征,对于山区生态红线划定和生态高地建设具有重要价值。本文借助GIS技术,以土地利用/覆被、气候、地形和土壤等数据为基础,综合采用线性加权求和法、熵权法、空间叠置法等,评价区域生态敏感性,并进行敏感性功能区划。结果表明：⑴2000~2018年秦巴山片区生态敏感性呈现波动性变化,2010年以后生态敏感性有所降低；⑵水平方向上呈现南高北低的格局,巴山山区县生态敏感性高于秦岭山区县,尤其是巴山南麓中低山区；⑶垂直方向上,随着地形的增加呈现“先增加-降低-再增加”的态势；在海拔900m附近生态敏感性最强；重度以上生态敏感性在地表切割深度75~200m之间和坡度15°~25°之间分布面积最广；⑷基于生态敏感性评价结果,将秦巴山片区分为重点建设区、适度开发区、水土保持区、一般生态区和重要生态功能区,归纳各功能区土地利用和生态敏感性特征,并提出生态保护对策。未来要持续优化土地利用格局,加强坡度15°以上和中低地形位区域的山水林湖田草综合整治与生态修复。
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喀斯特地区不同时间尺度农业干旱对局地气候因子脉冲响应机制

余欢, 贺中华, 顾小林, 许明金, 谭红梅, 杨树平, 杨秋云

摘要： (15) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(68)

Abstract:

[目的]为定量解析喀斯特地区农业干旱对单因子的响应机制，[方法]本文利用泰森多边形及K阶均值聚类对贵州省83个站点年平均降雨量进行面积计算及分类，将贵州省划分为5个区域，并基于各分区降雨量(Pre)、平均气温(T)、潜在蒸散发(E)、风速(W)、气压(P)、土壤水分含量(SW)、标准化土壤水分指数(SSI)建立向量自回归(VAR)模型，通过脉冲响应与方差分解分析不同时间尺度农业干旱对各气象因子及土壤水分含量的响应机制。[结果](1)农业干旱呈现西高东低，总体由南往北逐渐减轻；春、夏两季农业干旱强于秋冬两季。(2)年尺度各因子对SSI脉冲响应达峰值所需时间：Pre < E = W < P < SW < T，恢复平稳期则为：Pre > W > T > E > P > SW。由月尺度到年尺度，岩溶发育较强区域E对SSI脉冲达峰值所需时间缩短2期；SW与之相反，且非岩溶地区比岩溶地区恢复平稳期短。(3)降雨量在农业干旱中起主导地位，降雨与风速随时间尺度增加在农业干旱中作用增强，其农业干旱贡献比例月、季、年分别为31.88%、34.25%、58.33%，1.07%、3.15%、12.88%。[结论]研究成果可为喀斯特地区农业干旱预警提供参考理论依据。
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窟野河流域土壤侵蚀时空特征及趋势预测

何源, 陈俞池, Talat Ahmed Ehab, 王健, 赵广举

摘要： (19) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(78)

Abstract:

[目的] 窟野河流域是黄河中游粗沙区的主要侵蚀策源地。阐明窟野河流域土壤侵蚀时空变化特征，预测流域土壤侵蚀发展趋势，为流域未来水土流失综合治理提供决策支持。[方法] 基于窟野河流域2010—2020年多源数据，刻画流域土壤侵蚀空间分布，结合土壤侵蚀强度动态度、信息熵、综合指数和转移矩阵等定量指标，分析土壤侵蚀强度变化特征；构建CA-Markov模型，预测流域2025年土壤侵蚀状况。[结果] （1）研究区土壤侵蚀以微度、轻度侵蚀为主，面积占比超过70%，较强度侵蚀主要分布于流域中下游和支流悖牛川区域。2010—2020年间，平均土壤侵蚀量由1 955.56 t/(km2·a)降低至892.98 t/(km2·a)，微度侵蚀面积大幅增加，其他侵蚀等级面积相应减少，大部分区域土壤侵蚀强度不变或下降，仅有不到3%区域侵蚀强度加剧。（2）窟野河流域土壤剧烈、极强度、强度侵蚀的动态度变化较大，土壤侵蚀强度信息熵由1.29稳定下降至0.81，土壤侵蚀强度综合指数由178.96降低至76.61且前5年下降幅度更高，流域土壤侵蚀强度朝减弱方向转化，主要发生在邻近两侵蚀强度等级之间。（3）CA-Markov模拟显示，预计到2025年，流域土壤侵蚀状况将进一步改善，微度侵蚀占比超75%。[结论] 2010—2020年间，研究区土壤侵蚀状况持续好转，后5年水土流失治理效率更高，2025年流域土壤侵蚀状况将进一步改善。
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基于大气CO2浓度升高对植被最大光能利用率的模拟及CASA模型的改进

郑泽豪, 张乐涛, 王清源, 魏仪媛, 何梦真, 卫颖颖

摘要： (22) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(69)

Abstract:

［目的］为了在大气CO2浓度不断升高的背景下准确估算植被净初级生产力（NPP），［方法］在Carnegie-Ames-Stanford Approach（CASA）模型中引入CO2浓度因子，来模拟不同植被类型的最大光能利用率，并在此基础上对改进后模型的NPP估计潜力进行探索。［结果］ 2000—2020年间，年平均大气CO2浓度在中国陆地范围都表现为显著升高趋势，平均增幅约为2.14 μmol·mol-1·a-1 ；纳入CO2胁迫因子后，植被类型按最大光能利用率从大到小排序为农田>常绿阔叶林>混交林>针叶林>灌丛>湿地>草地（1.85，1.69，1.30，0.87，0.52，0.40 ，0.40 gC·MJ-1）；CASA_CO2模型对NPP的估算精度相比于原CASA模型得到提高，CASA_CO2模型在植被水平和综合水平的NPP模拟值与实测值之间的R2分别提升-0.1%~7.2%和0.5%，RMSE分别降低0.3%~9.2%和0.7%，年NPP估算结果的RMSE降低1.9%；CASA_CO2模型改善了CASA模型对整体NPP的低估，由10.62%降至9.81%，CASA_CO2模型对春季、秋季和冬季的整体NPP分别低估了5.11%，2.72%，2.51%，夏季高估了0.53%。［结论］在模型中考虑CO2浓度变化对植被的影响，可以提高NPP估算的精度。
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七一冰川融水径流中悬移质与推移质动态输沙特征研究

赵怡, 王宁练, 吴松柏, 张泉, 石晨烈, 赵明杰

摘要： (26) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(104)

Abstract:

[目的] 冰川融水输沙不仅可以反映冰川侵蚀速率，而且是下游河流泥沙的重要来源之一，因此，认识青藏高原地区冰川融水径流中悬移质和推移质动态输沙特征对于冰川地貌演化预测和下游防灾减灾工作具有十分重要的意义。[方法] 基于2023年8月11日至24日七一冰川下游河道的水文泥沙实测数据，分别构建流量-水位、悬移质含沙量-流量和单宽推移质输沙率-水流剪切应力之间的相关关系，进而重建整个研究时段的流量、悬移质和推移质动态输沙过程。[结果] 七一冰川融水径流中悬移质含沙量和推移质输沙率受径流变化控制，日变化十分剧烈。悬移质含沙量每日最小值一般出现在10:00左右，最大值出现在16:00左右，中值粒径约为0.3 mm。推移质输沙过程与悬移质含沙量的日变化趋势基本相同，但推移质中值粒径远大于悬移质，约12 mm，而且在每日05:00至09:00时段，由于水流搬运能力的限制，没有推移质输沙。就输沙量而言，七一冰川融水输沙以悬移质泥沙为主，推移质日输沙量远小于悬移质日输沙量，约占悬移质日输沙量的1.73-2.81%。冰面温度是影响冰川融水径流量、悬移质含沙量和推移质输沙率的关键因素，随着冰面温度的增加，径流量和悬移质含沙量均呈线性增加趋势而推移质输沙率呈指数函数增加趋势。[结论] 在未来气候变化情景下冰川融水径流增加时，七一冰川融水径流中悬移质和推移质输沙均将会变得更加显著，值得更加重视。
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低分子量有机酸浸泡对紫色土金属阳离子释放和化学蚀变的影响

李华辉, 李雪, 王婷, 李琬婷, 李春培, 王雪瑶, 赵吉霞

摘要： (15) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(69)

Abstract:

低分子量有机酸(LMWOAs)在矿物的溶解和结构改变中起着重要作用,但LMWOAs对紫色土矿物风化的机理研究较少。采用有机酸浸提试验,研究了紫色土下的金属阳离子在低分子量有机酸(LMWOAs)的释放速率。结果表明：有机酸处理能显著提高紫色土风化产物的CIA值,增幅为7.25%~15.42%,在相同浓度下,柠檬酸较草酸更能加速风化过程；电子显微镜(SEM)扫描下有机酸促进紫色土的结构破坏,Matlab软件分析进一步表明有机酸促进土壤矿物表面孔隙的发育,降低土壤颗粒的均匀程度；不同浓度的低分子量有机酸(LMWOAs)对土壤金属阳离子释放具有显著影响,但随着浸提时间的持续,释放速率逐渐降低,对于Mg2+^和Fe3+^离子,在草酸处理下,随着浸提时间的增加,释放速率逐渐上升后下降。此外,伴随有机酸浓度升高金属阳离子释放速率提高。有机酸处理下离子释放总量整体呈现Fe3+^>Mg2+^>Mn2+^> K+^> Ca2+^>Na+^。通过多元非线性回归建立了溶液酸度变化条件下的金属阳离子释放速率的定量分析模型,金属阳离子的释放速率与时间之间存在显著的指数函数关系。研究结果为紫色土的风化机制提供了新的见解。
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掺砂量对中度盐碱土壤水力特性及溶质运移过程的影响

高素素, 陈继虹, 李王成

摘要： (11) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(65)

Abstract:

[目的] 为探究不同掺砂量对中度盐碱土壤水力特性和溶质运移过程的影响。[方法] 采用室内土柱试验，设置4种掺砂比例：CK（掺砂0%）、B1（掺砂10%）、B2（掺砂15%）、B3（掺砂20%），研究中度盐碱土壤在不同掺砂量条件下的土壤水力特性和溶质运移过程变化规律并进行模型模拟。[结果] （1）掺砂量在0~20%范围内，中度盐碱土掺砂会明显影响土壤水分特征曲线变化，掺砂比例越大曲线越靠近Y轴。在任一吸力条件下土壤含水率排序为CK>B1>B2>B3。且掺砂比例越大土壤小孔隙数量越多，微小孔隙减少，土壤持水性能减弱。土壤的饱和导水率随掺砂量的增加而增大。（2）随掺砂量的增加，溶质穿透曲线明显左移，初始穿透时间、完全穿透时间及穿透总历时均减少，B1、B2、B3处理总穿透历时分别比CK减少了34.48%、47.22%、69.71%。（3）CED方程和两区模型均能较好地模拟掺砂条件下土壤中溶质运移状况，但相较于CDE方程，两区模型的拟合精度更高。对两区模型拟合参数进行分析发现，随掺砂量的增加，土壤孔隙流速、可动区含水比率和质量交换系数逐渐增大，而水动力弥散系数和弥散度呈现减小趋势。[结论] 因此，盐碱土掺砂能够有效改善土壤水力特性，促进溶质在土壤中运移，有助于缓解盐碱对作物生长的不利影响。本研究结果可为盐碱土改良与治理工作提供参考，为未来的研究和实践提供理论支持和实践指导。
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大别山区不同水土保持措施配置模式的效益评价

周杰, 田培, 吴宜进, 贾婷惠, 沈晨竹

摘要： (59) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(278)

Abstract:

[目的]为揭示大别山区不同水土保持措施的减流减沙效益，优化大别山区水土保持措施的配置模式。[方法]基于黄冈市石桥铺、红安县、英山县和团风县4个站点径流小区的侵蚀观测数据，对比分析不同水土保持措施配置模式下的水土保持效益。[结果]（1）正常农耕种植无明显水保效益，梯田+耕作配置模式下水保效益得到提高，均取得了正向的水保效益，其中石坎梯田+花生油菜综合效益最好，土壤侵蚀削减率达到55%；（2）生物措施结合工程措施的配置模式有着良好的水保效益，但其减流减沙效益存在差异，如石坎梯田+板栗的减沙效益要优于减流效益；（3）香根草、香根草等高绿篱是本研究中水保效益最优异的措施，香根草等高绿篱的综合效益达到了70%。[结论]香根草、香根草等高绿篱适宜在黄冈市和大别山区进行推广，同时多种措施结合的配置模式相较单一措施更具有优势。研究结果可以为湖北省大别山区水保措施的优化配置提供参考。
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隔层创建技术的土壤生态环境效应进展分析与发展展望

贾振江, 吴洋洋, 李王成, 马东祥, 陈继虹, 高素素, 牛宵宵, 徐天渊

摘要： (70) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(234)

Abstract:

[目的] 系统梳理、总结、分析隔层创建技术在土壤改良、养分循环、生态修复以及作物管理等方面的应用现状、技术特征与环境效益，以期为现代农业提质增效与可持续发展提供科学依据和理论支撑。[方法] 选取隔层创建技术为研究对象，全面综述其对土壤物理结构、土壤水盐热效应、土壤养分状况、土壤酶活性、土壤微生物特性和作物生产力的影响效应及其调控过程。[结果] 隔层创建技术对土壤结构、养分含量及其生态系统服务功能具有正向调节效应，并能够有效提升农业生产效能，但具体调控效果则因模式选择与田间管理等而异。[结论] 未来的相关研究可拓展和深化以下4个方面：（1）深入揭示水盐调控、养分释放、生境演替对“隔层—土壤—微生物—作物”系统的响应机制及其遗留效应；（2）研发集成生产成本可控、实际操作可行的隔层铺设技术及其配套设备；（3）筛选优化适用于不同气候条件、土壤质地、作物布局和农田管理模式下的隔层创建关键技术及其作业参数；（4）拓展验证隔层创建技术在田间尺度的实际应用效果及其有效路径。而在双碳发展格局和多重战略叠加背景下，基于固废资源化高效利用理念的新型隔层材料属性创新与技术变革则是未来研究的关注重点和选题方向。
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水分胁迫对油松抗旱生理特征的影响

刘青, 徐肖阳, 王云霞, 曾岩, 冒吉荣, 刘莹, 王国梁

摘要： (84) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(234)

Abstract:

探究水土保持主要造林树种油松（Pinus tabulaeformis）在水分胁迫下的抗旱生理特性，为该地区油松人工林管理提供科学依据。［方法］以一年生油松幼苗为研究对象，设置了4个水分胁迫等级处理（对照组（CK），轻度胁迫（RE25%），中度胁迫（RE50%）和重度胁迫（RE75%）），分析不同不同水分胁迫处理后油松幼苗的生长特性、水力功能及渗透调节物质含量的变化及其之间的相关关系。［结果］（1）与CK相比，经过二十个月的RE50%和RE75%处理后油松地上生物量分别显著降低19.1%和37.0%，地下生物量显著增加13.7%和23.9%。（2）CK、RE25%、RE50%和RE75%处理后油松幼苗新枝的抗栓塞水势阈值分别为-1.43 Mpa、-2.04 Mpa、-0.91 Mpa和-0.58 Mpa。（3）与CK相比，经过RE50%和RE75%处理后粗根内的可溶性糖含量分别显著增加123.3%和121.9%，淀粉含量分别显著增加15.0%和58.0%，NSC总量分别显著增加104.0%和83.2%。与CK相比，经过RE75%处理后新枝内脯氨酸含量显著降低43.0%， K+含量显著降低23.7%。（4）不同水分胁迫处理下各器官内渗透调节物质对水力功能变化的贡献依次为非结构性碳水化合物、淀粉、可溶性糖、K+、管胞汁液内的脯氨酸和管胞汁液内的可溶性糖。［结论］本研究结果表明轻度水分胁迫会提高新枝的抗栓塞能力，而中度和重度水分胁迫下油松幼苗通过增加根内碳储存维持油松的生长代谢。与此同时，油松粗根通过积累渗透调节物质提高细胞浓度，降低渗透势以适应水分胁迫环境。本研究加深了对油松抗旱机制的认识，为黄土高原油松人工林管理提供了科学依据。
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基于多源数据融合产品的黄河中游多沙粗沙区耕地时空动态变化研究

李舒畅, 郭正, 张风宝, 罗佳茹, 李玄添, 申楠, 杨明义

摘要： (62) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(252)

Abstract:

[目的]黄河中游多沙粗沙区是我国典型的生态脆弱区，准确量化该区耕地时空动态变化对评估区域粮食安全、生态修复效益、水土流失状况及黄河下游安澜等都具有重要意义。[方法]基于5种30 m高分辨率土地利用/覆被数据集产品（CNLUCC、GLC_FCS30、CLCD、AGLC-2000-2015、GlobeLand30），运用耕地利用动态度、偏差系数、转移矩阵、空间一致性分析等方法对比分析多源产品耕地在多沙粗沙区的时空特征，形成30 m分辨率高精度融合数据集产品，并对其进行验证，在此基础上基于融合产品分析近30年黄河中游多沙粗沙区耕地的数量、分布、结构特征。[结果]研究表明现有多源数据集产品之间耕地特征存在较大差异，而融合产品精度均优于单独使用5种现有产品。基于融合产品分析发现：近30年来耕地面积呈现先增加后波动式降低的趋势，退耕还林（草）工程实施为分界线；近30年耕地面积净减少3 170.59 km2，减少了17.63%，且＞15°的坡耕地面积占比逐年减少；耕地的动态转移类型主要为草地，其次为人工地表。退耕还林（草）等生态工程的实施和城镇化建设是导致耕地减少的主要原因。[结论]研究者可依据研究目的综合分析多源产品的优劣，探究有效的方法基于目标地类融合和解释多源数据，以深入研究某区域的地类特征从而获得更为精确的研究结论。
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水土保持措施识别与提取方法的研究进展

田培, 任益伶, 陈妍

摘要： (72) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(322)

Abstract:

水土保持措施类型及其配置模式复杂繁多,准确识别与精细化提取水土保持措施详细配置信息是获取水土保持措施因子值的基础。水土保持措施信息获取方式主要有传统的野外调查、卫星遥感影像、无人机近景摄影等,其识别与提取方法主要包括目视解译、传统的机器学习、面向对象分类方法以及深度学习模型。本文通过梳理国内外水土保持措施识别与提取方法的研究成果,总结存在的不足并提出研究展望；在语义分割中未来的特征融合与多模态学习、弱监督与半监督学习、集成学习和元学习等均可以运用到水土保持措施提取中；当前对于水土保持耕作措施识别与提取的成果鲜见报道,而农业实践中耕作措施较常见,后续应加强耕作措施识别提取的研究；人工智能结合大数据技术是未来水土保持措施信息高效精准识别与提取的发展方向,且需要进一步研究采用半监督和弱监督学习、语义分割和实例分割方法,结合多模态学习、小样本标签等方法进行水土保持点、线状工程措施及植物措施和耕作措施信息的提取,从而完善各类水土保持措施的信息提取方法,为准确获取水土保持措施因子值及核算水土保持碳汇能力提供支撑。
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黄土塬区不同土地利用方式对土壤理化性质的影响

张梦月, 张钊玮, 杨毅轩, 张莉敏, 栗如祥, 韩晓阳, 林文

摘要： (84) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(277)

Abstract:

[目的] 为探讨不同土地利用方式对黄土塬区土壤理化性质的影响。[方法] 以裸地为对照（CK），设置常规施肥农田（H）、不施肥农田（L）、苜蓿草地（A）4个不同的利用方式于2005年开始在陕西长武开展长期定位试验，并于2021年7月对4个样地0—200 cm土壤的理化性质进行分析测定。[结果] 经过17年长期定位试验后，农田和草地对土壤理化性质的影响差异明显。（1）在土壤表层0—40 cm，苜蓿草地黏粒和粉粒颗粒体积分数较其他3个样地略有提高，沙粒体积分数略有降低趋势，而裸地处理黏粒和细粉粒比例有降低趋势。（2）与裸地相比，苜蓿草地0—20 cm土层土壤pH显著增加0.8%，施肥农田显著降低1.7%；除80—100 cm土层外，施肥农田土壤pH在0—200 cm剖面内整体显著低于其他3个处理。与裸地相比，在0—20 cm土层，苜蓿草地和施肥农田的有机碳储量、有机质和氮素含量显著增加，且苜蓿草地含量高于施肥农田；苜蓿草地与不施肥农田的有效磷和速效钾含量显著降低，施肥农田的速效钾含量也显著降低；不施肥农田碱解氮和硝铵态氮含量显著降低。（3）在不同土地利用方式下，土壤有机质、有机碳及全氮随着土层深度的加深表现出先降低，至60 cm左右后升高，到100 cm左右再次降低的趋势；草地的土壤有效磷含量在60 cm土层以下逐渐增加；其余养分指标在0—200 cm空间垂直分布整体呈下降趋势。（4）0—100 cm土壤有机质、全氮、碱解氮、硝铵态氮之间呈显著正相关，有效磷与有机质、全氮、碱解氮、pH之间呈显著负相关；100—200 cm有机质与速效钾之间呈显著正相关，有效磷与pH之间呈显著负相关。[结论] 黄土塬区合理的农田管理和和连续种植苜蓿均可让有机质、全氮和速效氮等养分指标维持在较高水平，在一定程度上保障土壤质量。为促进该区域土壤的可持续性，建议农田中适当增加钾肥和有机肥的投入，而草地则需要补充适量的磷钾肥。
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宁南山区不同植被类型土壤生态化学计量特征与碳储量

丁鑫丽, 马振华, 赵慧雪, 康龙, 曹扬

摘要： (89) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(314)

Abstract:

[目的]为了阐明不同植被类型的土壤养分状况与固碳能力差异。[方法]以宁夏南部山区具有代表性的乔木纯林（山杏林和刺槐林）、乔木混交林（刺槐+山杏）、乔灌混交林（山桃+柠条）、灌木林（沙棘）、草地共6种植被类型为研究对象，通过野外调查和室内分析相结合的方式，研究了各植被类型0—100 cm土层的生态化学计量特征与碳储量。[结果]研究区土壤C、N、P含量变化分别为19.74～35.11,1.74～3.19,1.60～1.69 g/kg，C、N含量均表现为随土层深度增加而递减，其中刺槐+山杏林地的C、N在0—80 cm显著高于其他类型，P在各类型和土层间均无显著性差异。土壤C:N在0—40 cm刺槐林显著较低，40—100 cm不同植被类型间无显著差异，土壤C:P和N:P受植被类型影响较大，表现为刺槐+山杏林地最高。各植被类型的C:N在不同土层间没有明显差异，C:P和N:P表现为随着土层的增加而降低。土壤碳储量变化范围在5.98～38.21 t/hm2之间，各植被类型间差异较大，总体表现为刺槐+山杏>刺槐>山杏>沙棘>山桃+柠条>草地，刺槐+山杏林显著高于其他植被类型。[结论]宁南山区乔灌林地养分循环模式与固碳能力优于草地，且刺槐+山杏混交林造林模式最佳，营造混交林是提高土壤固碳能力的一个重要途径。
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基于流变学法研究植被恢复下土壤微结构稳定性

王新宇, 周琳, 孟静, 胡少杰, 吕银彦, 许晨阳, 胡斐南

摘要： (47) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(270)

Abstract:

[目的]为探究黄土高原植被恢复过程中土壤微结构稳定性的演变规律。[方法]选取子午岭林区4个不同植被演替阶段的土壤为研究对象，通过流变学方法振幅扫描测试方式测定不同基质势（0，-3，-10 kPa）下土壤抗剪切强度参数和粘弹性参数，并分析其与土壤理化性质之间的关系。[结果](1）土壤抗剪切强度和黏弹性随植被演替阶段的增加而增加，主要是由于植被恢复过程中土壤有机碳、交换性Ca2+、砂粒含量增加和Na+含量下降提高了土壤颗粒间的黏附力和摩擦力。（2）土壤抗剪切强度参数随基质势的降低而增加，在低基质势条件下，土壤抗剪切强度参数（G'LVE、τLVE和τmax）与交换性Ca2+、砂粒含量相关性不显著，而在高基质势条件下，土壤抗剪切强度参数与交换性Ca2+呈显著正相关（p < 0.05），τmax、G'LVE、τYP和G'YP均与砂粒含量呈显著正相关。(3）土壤黏弹性参数（γYP和Iz）随基质势的降低而降低；高基质势条件下土壤黏弹性参数与有机碳含量呈正相关，且随着基质势的降低，相关性逐渐减弱；不同基质势下黏弹性参数均与黏粒含量呈显著负相关。(4)土壤整体力学稳定性在0 kPa时与土壤Ca2+呈正相关关系，-3 kPa时与土壤粉粒、K+含量呈负相关关系，-10 kPa时与粘粒含量呈正相关关系。[结论]研究结果揭示了土壤在不同植被类型不同基质势下的力学稳定性变化规律以及影响机制，为理解黄土高原植被恢复过程中土壤特性的演变提供了重要依据，也为未来的土壤保护和生态恢复工作提供理论支撑。
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东北黑土区土壤侵蚀阻力对土地利用类型的响应与影响因素

张宁, 张光辉, 邢书昆

摘要： (52) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(303)

Abstract:

[目的]土壤侵蚀阻力反映了土壤抵抗侵蚀的性能，包括细沟可蚀性（Kr）和土壤临界剪切力（τc）。通过水槽冲刷试验探究不同土地利用类型下土壤侵蚀阻力差异及其主控因素，为揭示东北黑土区土壤侵蚀动力机制提供理论基础。[方法]在黑龙江省嫩江市鹤山农场鹤北小流域选取7种典型的土地利用类型，利用水槽冲刷试验测定了土壤分离能力，拟合了Kr和τc，采用相关分析和偏最小二乘回归方法，确定了影响土壤侵蚀阻力的主要因素。[结果]（1）土地利用类型显著影响土壤侵蚀阻力，不同土地利用类型样地Kr变化在0.003-0.372 s/m之间，道路Kr最高，与农地相比，草地、横向林带、林地、纵向林带和灌木的Kr分别降低94%、86.2%、84%、83.6%和71.6%；τc在4.84-13.85 Pa之间变化，农地和道路的τc偏低，分别为4.84和9.80 Pa，其他样地τc均大于10 Pa，且相互差异不显著。（2）相关分析结果表明，Kr与黏粒含量、团聚体稳定性和有机质含量呈极显著负相关关系（P < 0.01），与砂粒含量、粘结力、根系质量密度和混入表土层的枯落物密度呈显著负相关关系（P < 0.05），与粉粒含量呈极显著正相关关系（P < 0.01）；τc与粉粒含量呈极显著负相关关系（P < 0.01），与砂粒含量和混入表土层的枯落物密度呈极显著正相关关系（P < 0.01），与有机质含量和根系质量密度显著正相关（P < 0.05）。（3）偏最小二乘回归结果显示，Kr主要受土壤黏粒含量、粉粒含量、团聚体稳定性、根系质量密度、有机质含量和混入表土层的枯落物密度影响，而τc主要受土壤有机质含量、混入表土层的枯落物密度、粉粒含量和根系质量密度影响。[结论]土地利用类型显著影响土壤侵蚀阻力，土壤理化性质和植被特性是土壤侵蚀阻力的重要影响因素。研究结果为揭示土地利用类型影响土壤侵蚀动力机制以及土地利用优化提供了理论基础。
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栗子坪自然保护区林分类型对土壤化学计量特征、微生物及其季节动态响应

陆其伟, 脱云飞, 冯永钰, 黎建强, 施蕊, 王澍, 朱雪虎, 何霞红

摘要： (97) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(270)

Abstract:

[目的]为揭示栗子坪自然保护区林分类型对土壤有机碳、氮、磷含量垂直分布特征，土壤化学计量特征（C/N、C/P、N/P）、酶活性、微生物及其季节响应。[方法]选取旱季、雨季的青冈-川杨阔叶混交林、栓皮栎落叶阔叶林、冷杉-云杉针叶混交林、石棉玉山竹林土壤为研究对象，阐明林分类型对土壤化学计量特征、酶活性、微生物及其季节动态响应特征。[结果](1)4个林分类型土壤理化性质和酶活性均表现为雨季大于旱季；(2)土壤C/N在青冈-川杨阔叶混交林表现为旱季大于雨季，其他3个林分均表现为雨季大于旱季；C/P和N/P在栓皮栎落叶阔叶林、冷杉-云杉针叶混交林表现为旱季大于雨季，其余2个林分反之；(3)不同林分类型土壤C/N、C/P、N/P比值变化范围旱季时依次为17~37.33，62.72~114.5，3.09~5.18，雨季时依次为17.72~39.16，63.21~90.72，2.39~5.8。(4)旱季、雨季C/N和C/P均高于全国平均水平（11.9，61.0），表明养分循环过程中氮受限，且释放P的潜力较低；2个季节N/P均低于全国土壤平均水平（5.2）表明土壤更容易受到N限制；(5)4个林分类型土壤微生物物活性在雨季均优于旱季，且土壤生态化学计量特征主要受到酶活性及微生物影响。[结论]研究结果可为探究区域土壤养分分解、供应和限制及其循环过程对季节响应机制提供重要理论依据。
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麦季不同施磷量对麦玉和麦豆轮作体系作物产量及磷效率的影响

寇心悦, 桑丽智, 沈玉芳

摘要： (94) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(220)

Abstract:

[目的]为研究麦季不同施磷量对陕西关中地区不同轮作体系作物产量和磷肥效率的影响，明确实现不同轮作体系作物高产高效的适宜麦季磷肥施用量。[方法]以麦玉和麦豆2个轮作体系为研究对象，设置5个施磷（P2O5）水平：0，75，150，225，300 kg/hm2，分析2021—2022年和2022—2023年轮作周年作物产量、磷肥利用效率、土壤有效磷含量及其与施磷量之间的关系。[结果]与不施磷处理（0 kg/hm2）相比，试验2年仅麦季施磷处理显著增加麦玉和麦豆轮作体系小麦、玉米、大豆和周年产量（p<0.05），且轮作周年产量和磷肥效率均达到较高水平。2个轮作体系的周年产量均在施磷150 kg/hm2处理最高，麦玉轮作体系显著高于施磷75 kg/hm2处理（p<0.05），但麦豆轮作与施磷75 kg/hm2处理间差异不显著；麦玉和麦豆轮作体系获得最高小麦产量的土壤有效磷含量分别为20.07，16.15 mg/kg。2个轮作体系的磷肥农学效率、磷肥偏生产力、磷肥回收效率、磷效率指数（PEI）均随施磷量的增加而降低；施磷75 kg/hm2麦玉和麦豆轮作体系的PEI分别为施磷150 kg/hm2处理的1.24，2.02倍，麦豆的PEI降低更显著。综合考虑粮食安全、环境安全和肥料利用率，以95%的小麦最高产量为实际目标，对应的麦玉和麦豆轮作体系施磷量分别为115，95 kg/hm2，可实现磷肥回收效率以及较低的磷盈余，同时保证麦玉和麦豆轮作体系周年产量分别达到最大产量的96.23%，95.43%；麦豆轮作体系具有较低的施磷量需求。[结论]对不同轮作体系应从作物丰产、肥料高效利用和基于零盈余的管理政策考虑，进行合理的磷肥施用，以在满足作物—土壤磷养分的协调供应、保证作物高产的同时，提高磷效率。
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未来十年珠江流域土地利用多情景模拟及碳储量评估

兰健

摘要： (109) HTML (0) PDF (2.53 MKB)(431)

Abstract:

[目的]分析珠江流域过去20年以及未来10年土地利用与碳储量的时空变化,以期为该地区的土地利用格局优化和生态系统固碳管理提供参考依据。[方法]文章基于2002年，2012年，2022年3期土地利用数据,分析土地利用类型变化,使用PLUS模型模拟2032年自然发展情景、耕地保护情景和生态保护情景下的土地利用格局,利用InVEST模型评估三种情景下生态系统碳储量的变化情况。[结果]近20年来珠江流域土地类型发生较大变化,耕地向建设用地的单向转化以及耕地与林地间的双向转化是该地土地利用变化的主要特点；同期陆地生态系统碳储量整体呈现下降趋势,降幅为0.52%；2032年碳储量预测显示,生态保护情景下碳储量明显高于耕地保护情景和自然发展情景,分别高出4.84×106t和10.22×106t。[结论]采取有效的生态保护政策可以提高区域碳储量,维系生态系统的健康发展,未来在制定土地利用规划时,决策者应考虑经济发展与生态保护的平衡关系,强化流域生态保护和绿色发展理念,增加土地碳存储功能,助力“双碳”目标的实现和区域可持续发展。
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降雨条件下风速对迎风坡坡面细沟侵蚀特征的影响

张文博, 韩玉国, 邱业, 曲芝旭, 吴梦雨

摘要： (68) HTML (0) PDF (2.11 MKB)(346)

Abstract:

[目的]为明确风力作用下迎风坡坡面细沟侵蚀特征。[方法]采用人工模拟风驱雨实验，研究在不同风速条件（0，3，5和7 m/s）下迎风坡坡坡面水沙过程变化规律及细沟形态特征。[结果]与无风坡面相比，迎风坡面产流时间和跌坎出现时间增加20.59%～47.06%和33.10%～137.78%，坡面平均流速减小12.86%～22.53%；产流率和产沙率随风速的增加而显著减少（p＜0.05），不同风速条件下迎风坡面产流率变化趋势相近，随着降雨进行产流率逐渐增加，一段时间后保持稳定，不同风速下的阶段性无明显差异。产沙率随降雨历时的延长整体呈现为先迅速增加，然后缓慢下降并趋于稳定，产沙率发生变化的节点与跌坎出现时间基本一致。细沟宽度、深度及其波动程度随着风速的增加而减小；细沟宽度、深度及其波动程度随着风速的增加而减小；细沟宽深比和细沟倾斜度分别为1.4～1.69和13.47～14.76°，均随着风速的增加而增大；不同风速条件下，细沟体积、细沟割裂度和细沟密度分别为4.39～10.27 m3，0.024～0.042，2.03～2.92 m/m2，三者都随风速的增加而减小；[结论]细沟体积、细沟密度和割裂度与坡面侵蚀量均呈极显著的正相关关系，是表征迎风坡坡面细沟形态的优选指标。
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黄土高原水蚀风蚀交错区生物结皮对灌草生态系统水分耗散的影响

张旭东, 赵允格, 澹台彧, 刘宁, 鱼舜尧

摘要： (76) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(465)

Abstract:

蒸散发是土壤水分损失的主要途径,干旱半干旱地区广泛分布的生物结皮显著影响降水入渗和土壤水分剖面分布,可能会影响生态系统的土壤水分耗散。研究采用原状土柱试验,以裸土为对照,设置灌草(单株灌木-20%盖度草本)、灌草-30%生物结皮和灌草-50%生物结皮3个处理,研究生物结皮对灌草生态系统水分耗散的影响。结果表明,模拟30mm降水12h后,灌草-生物结皮处理0~20 cm土层水分含量较裸土处理平均高出15.4%,较灌草处理平均高出12.8%。与裸土相比,灌草及灌草与不同盖度生物结皮显著增加了土壤水分耗散,其中灌草处理较裸土增加120.3%,灌草-生物结皮较裸土平均增加116.5%。生物结皮降低了灌草生态系统的水分耗散,与灌草处理相比,灌草-生物结皮水分耗散平均降低1.7%,降低程度与生物结皮盖度、时段及土层深度有关。其中,灌草-30%生物结皮和灌草-50%生物结皮处理水分耗散量较灌草处理分别提高5.3%和降低8.7%。生物结皮对灌草生态系统水分耗散的降低作用在雨后1~4天表现明显。生物结皮主要通过减少灌草生态系统的20 cm以下土层水分耗散来降低蒸散发与蒸散速率。与灌草处理相比,灌草-生物结皮的0~20 cm土层水分蒸散损耗提高14.4%,20 cm以下土层水分耗散降低15.5%。本文进一步完善了生物结皮对土壤水分影响的研究,并为提高蒸散发模型预测的精确性提供科学依据。
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2000-2020年陕西省陆地生态系统NPP时空变化与潜力研究

汪晓珍, 汪晓珍, 呼海涛, 吴建召, 上官周平, 邓蕾

摘要： (140) HTML (0) PDF (8.56 MKB)(483)

Abstract:

在“双碳”战略实施背景下，准确地评估陆地生态系统固碳现状、速率与潜力，对实现“碳中和”目标意义重大。陕西省横跨三个气候带，南北气候差异大，植被类型丰富。近年来，由于多项生态工程（退耕还林还草、三北防护林等）的实施，陕西省植被覆盖度进一步提升到60.7%，固碳能力巨大。陆地生态系统NPP（植被净初级生产力）是反映植被固碳能力的重要指标，然而，关于陕西省NPP的时空动态变化，以及NPP未来潜力的空间分布鲜有研究。本研究以陕西省陆地生态系统为研究对象，利用CASA模型和邻域相似空间分布法评估了陕西省植被NPP及其潜力的时空分布特征。结果表明：（1）陕西省植被总固碳量在2000年和2020年分别为687 Tg和1020 Tg，增加了333 Tg，增幅分别为48.5%。（2）陕西省NPP呈现南高北低，中间存在最高值或最低值的空间分布态势，平均值在2000年和2020年分别为333.2 g C/m2和494.8 g C /m2，共增加161.6 gC /m2，增加幅度呈现北高南低的分布态势。（3）陕西省生态系统NPP的实际最大潜力为2304 Tg，相比于2020年可增加41.3%，空间分布态势表现为由南到北逐渐降低，且空间分布特征均表现出高度空间自相关特性，但局部差异较大。本研究评估和预测了陕西省区域尺度生态系统NPP时空动态变化及潜力空间分布特征，可为科学评价提升区域碳汇能力提供了一定的评价体系和理论参考。
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青海省生态修复关键区识别及修复分区划分

马泽钰, 肖列, 李鹏

摘要： (137) HTML (0) PDF (11.51 MKB)(612)

Abstract:

[目的]基于“整体保护、系统修复、综合治理”治理思路识别生态修复优先空间抑制生态退化，是区域社会-经济协调发展、筑牢生态安全屏障和推进生态文明建设的重要举措。[方法]本文以青海省为研究区，通过土地利用强度、土地利用重心迁移反映城市化进程，定量评估2005—2020年7项生态系统服务、生态敏感性和生境退化度，提出基于“生态系统服务簇-生态敏感性-生境退化度”识别生态修复优先空间，将内部缺陷和外界胁迫相结合，划定5类生态修复优先区并提出相应修复策略。[结果] 青海省2005—2020年产水深度分别为125.1 mm、106.9 mm、80.0 mm、135.4 mm，水源涵养深度稳定在15 mm左右。粮食产量由1.42 t/hm2提升至2.02 t/hm2，防风固沙能力由2.42 t/hm2提升至4.59 t/hm2，土壤保持能力由85.9 t/hm2下降至65.3 t/hm2；青海省生态系统服务簇可划分为态宜居和谐簇、水土耦合协调簇、生态源地保育簇、自然生态修复簇、防风固沙功能簇5类。基于双变量自相关识别生态恢复优先点结果可知，青海省主要为关键生态恢复点和自然生态恢复点，面积分别占5.26%和2.55%，其中关键生态恢复点和生态宜居簇增加区域在空间上分布基本吻合。[结论]青海省生态修复优先区集中在生态环境脆弱的西北荒漠地区、高海拔山区、水源地和河流沿岸及人类活动较频繁的河湟谷地和天峻县、兴海-玛多-曲麻莱县一带。
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重庆石漠化和非石漠化区植被绿度时空变化特征

李慧, 魏兴萍, 蔡云丽, 陈诗蝶, 李良鑫

摘要： (136) HTML (0) PDF (3.35 MKB)(468)

Abstract:

研究重庆岩溶石漠化和非石漠化地区植被绿度时空变化特征及其对土地利用类型的响应有利于指导岩溶地区植被生态恢复。本文基于植被叶面积指数（LAI）及土地利用类型数据，采用趋势分析和Hurest指数分析石漠化和非石漠化地区植被绿度的时空演变特征，利用土地利用转移矩阵定量分析土地利用变化对植被绿度的影响。结果表明：（1）石漠化和非石漠化地区的植被绿度整体呈增加趋势，分别在2007年和2012年达到最大绿度，绿度值为1.36和1.69，年均增速为0.014和0.012。（2）石漠化和非石漠化地区植被绿度动态变化趋向良好，改善趋势面积占比为86.84%和87.04%，反持续改善趋势面积占比分别为52.82%和80.29%，是未来植被绿度主要的变化趋势。（3）石漠化和非石漠化地区主要的土地利用类型是林地和耕地，且林地转化的耕地是植被绿度退化的主要发生区，耕地、灌木和草地转化的林地是植被绿度改善的主要发生区。（4）高LAI的土地利用类型转化为较低LAI土地利用类型导致LAI减小，降低植被绿度，较低LAI土地利用类型转化为高LAI土地利用类型，导致LAI增加。石漠化和非石漠化地区林地LAI转出总量减少最多为1.19×104和4 442.18，转入总量增加最多为1.50×104和1.71×104；建设用地、水域和裸地面积较小，对LAI总量的影响不明显。研究结果有助于揭示生态脆弱区植被绿度的变化特征及对土地利用变化的响应机制，可以为重庆市岩溶地区石漠化治理、生态安全和经济可持续发展提供科学依据。
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基于UAV-SfM方法的黄土高原砒砂岩区侵蚀监测算法比较

刘益麟, 李豆, 李朋飞, 胡晋飞, 白晓, 严露, 丹杨

摘要： (201) HTML (0) PDF (3.86 MKB)(447)

Abstract:

复杂地形及沟谷陡坡的土壤侵蚀监测一直是土壤侵蚀监测的难点。基于无人机的动态恢复结构(Unmanned Aerial Vehicle – Structure from Motion,UAV-SfM)的三维点云重建技术可高效的获取大范围地形数据,并以其成本低廉、简单便携等优点已成为地表变化过程监测重要数据来源之一。针对UAV-SfM地形变化监测算法缺乏深入的比较研究,限制了其在土壤侵蚀、泥沙输移过程研究中的应用。为比较地形变化监测算法在黄土高原砒砂岩区的适用性,以皇甫川流域特拉沟一支沟为研究对象,采用无人机摄影测量技术获取2022年7月至2023年3月影像,结合SfM生成三维点云数据,比较分析了(Digital Elevation Model of Difference (DoD)、Cloud to Cloud(C2C)、Cloud to Mesh(C2M)、Multiscale Model to Model Cloud Comparison(M3C2))等四种算法的侵蚀产沙监测精度,并分析了点云密度变化对各方法精度的影响。研究表明:(1)四种常用算法在空间上都能监测到大幅度地表变化。四种方法中,以M3C2算法的结果最优,线性拟合结果最好(R2=0.953,p<0.01)且综合误差最小(MAE=0.0161m,MRE=3.37%,RMSE=0.0194m),C2M算法其次,DoD算法再次,而C2C算法结果最差。(2)通过比较,DoD算法仅适用于平坦区域的快速检测,坡度陡峭的区域监测侵蚀沉积量存在高估的现象。(3)M3C2和C2C算法对点云密度变化敏感,而C2M和DoD受点云密度变化影响较小。本研究结果可为黄土高原砒砂岩地区基于UAV-SfM的侵蚀产沙监测方法的选择提供参考。
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花岗岩红壤坡地沟头高度对沟床跌穴发育过程的影响

王建羽, 林哲, 廖达兰, 邓羽松

摘要： (45) HTML (0) PDF (5.73 MKB)(450)

Abstract:

沟床跌穴发育是溯源侵蚀的关键过程。为明确沟头高度对沟床跌穴发育过程和动力机制的影响，研究探讨了花岗岩红壤坡地不同沟头高度（25 cm、50 cm、75 cm、100 cm和125 cm）下沟床跌穴发育过程及动力机制。结果表明：（1）随着沟头高度的增加，流经沟床部分水流的雷诺数、径流剪切力、径流功率和射流参数：触底流速、射流剪切应力、瞬时动能、跌穴径流能耗均表现为增加的趋势。（2）红土层冲刷后以形成“V”型的小跌穴为主，随着流量的增加跌穴形态逐渐增大，但难以形成面积较大的跌穴。而砂土层在冲刷过程中，沟床跌穴发育较为明显，当流量增大到120 L/min后，沟床破碎化程度逐渐剧烈，跌穴轮廓逐渐清晰，横截面积增大。（3）研究通过横截面积来表征跌穴的侵蚀程度，利用随机森林算法和沙普利值构建模型并表征各参数的关系。红土层沟床径流的弗罗德数、径流功率、水平出射动能、雷诺数与横截面积呈负相关；砂土层沟床径流的弗罗德数和跌穴径流能耗与横截面积呈负相关。随机森林算法可用于沟床跌穴侵蚀程度的预测（LCCC=1.02，R2adjusted=0.876和0.868）。研究可为揭示沟头溯源侵蚀机理和沟蚀防治提供理论依据。
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岩层倾向对喀斯特槽谷区不同土地利用类型土壤分离能力的影响

蒋莉沙, 甘凤玲, 谭晓红, 石海龙, 赵烜, 蒲俊兵

摘要： (146) HTML (0) PDF (1.65 MKB)(470)

Abstract:

摘要：[目的]探索岩层倾向对喀斯特槽谷区土壤分离能力的影响机制，为喀斯特槽谷区预防和治理水土流失提供参考意见，[方法]以重庆市青木关岩溶槽谷区顺/逆层坡为研究对象，通过水槽冲刷实验，分析不同土地利用类型在顺/逆层坡的土壤分离能力差异，并探讨土壤理化性质对土壤分离能力的影响。[结果] (1)顺/逆层坡土壤分离能力均与土壤有机质含量、＞0.25 mm水稳性团聚体含量和全氮呈显著负相关关系(P＜0.05)，其中，逆层坡有机质含量、＞0.25 mm水稳性团聚体含量和全氮大于顺层坡。(2)4种土地利用方式下的土壤分离能力均为顺层坡高于逆层坡。此外，草地的土壤分离能力综合得分在顺/逆层坡均低于辣椒地、玉米地和裸地。 (3)根据多元逐步回归分析结果，基于有机质含量和＞0.25 mm水稳性团聚体含量建立的顺/逆层坡土壤分离能力预测模型的决定系数R2分别为0.77和0.85，能有效预测土壤分离能力。[结论]综上所述，草地的土壤分离能力在顺/逆层坡均为最小。因此，为预防喀斯特槽谷区水土流失以及促进生态恢复，应合理进行耕种，并且适当增加草地的覆盖面积，提高土壤抗侵蚀能力。
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黑色岩系成壤过程中镉和硒的形态转变与迁移特征研究

任白琳, 麻万诸, 章明奎

摘要： (43) HTML (0) PDF (486.40 KKB)(400)

Abstract:

黑色岩系含有高量的镉和硒,在风化成土过程中岩石镉和硒的形态转变和释放可对周围生态环境产生影响。本研究在浙西北选择了下寒武统荷塘组地层的黑色岩系分布区,通过沿地形不同部位(丘陵上坡、丘陵中坡、丘陵下坡、丘间谷底和河谷阶地)采集土壤剖面分层土样,探讨了黑色岩系风化成土及其风化物迁移过程中镉和硒的数量与形态转变规律。结果表明,从母岩经母质至土壤,土壤总镉和总硒均呈现下降的趋势。黑色岩系风化物镉和硒的损失随沿丘陵坡地向下迁移搬运距离增加而增加,其中由坡积物演变为洪积物的过程中镉和硒的损失大于由残积物演变为坡积物的损失。从风化物中流失的镉和硒可以流水扩散方式对下流河流冲积物发育表土镉和硒含量产生影响,但影响程度随距离增加而减小。随着风化物搬运距离的增加和土壤的演变,发生了碳酸盐结合态镉和残留态镉向水溶性镉、交换性镉、有机质结合态镉、氧化物结合态镉转变,残留态硒逐渐活化转变为交换性硒、有机质结合态硒、氧化物结合态硒。研究还表明,土壤水溶性镉、交换性镉(硒)、有机质结合态镉(硒)呈现向地表增加的趋势；硒的有机富集及表土富集现象比镉更为明显。研究认为,黑色岩系风化不仅可通过残留方式直接影响其分布区土壤镉与硒的含量,也可通过流水扩散方式影响周边地区土壤镉和硒的含量。
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典型水蚀区坡耕地黑土质量的空间分异特征及影响因素

李林源, 彭新华, 钱芮, 王建茜, 杜豪, 高磊

摘要： (95) HTML (0) PDF (2.10 MKB)(372)

Abstract:

[目的]为了明确侵蚀-侵蚀在黑土坡耕地土壤质量空间分异格局中的塑造作用，[方法]本研究以东北典型水蚀区坡耕地为研究对象，利用110个样点的土壤属性，采用基于最小数据集的土壤质量指数（SQI）指标，评价了坡面尺度土壤质量的空间分异特征，并利用广义线性模型（GLM）明确了坡度、坡位、土层深度等因子对土壤质量的贡献。[结果]结果表明：（1）坡耕地土壤养分的含量和空间特征在耕作层和亚表层之间表现出相反规律。对于大部分养分指标，耕作层的含量显著高于亚表层，但是，其空间异质性以及土壤养分含量之间的相关性低于亚表层（p＜0.05）；（2）侵蚀沉积作用影响坡耕地土壤质量的空间分布特征。SQI在强烈侵蚀的坡中显著低于轻度侵蚀的坡上和沉积区的坡下（p＜0.05），与坡上相比，坡中的SQI在耕层和亚表层分别降低了26.2%和31.6%，沉积作用并一定提高强烈侵蚀坡耕地沉积区的土壤质量，坡下和坡上耕作层的土壤质量无显著差异（p＞0.05）；（3）土层深度、坡位和坡度是坡耕地SQI变异的主要影响因素。GLM结果显示，对于同一个土壤层次，坡度、坡位及其交互作用对SQI变异的解释度达95%，其中，坡位和坡度的解释度分别为68%和22%；考虑土壤深度因素，在0—40 cm范围内，土壤深度、坡位和坡度对SQI变异的解释度分别为39%、31%和10%。[结论]本研究采用SQI和GLM相结合的方法，明确了侵蚀-沉积过程在坡耕地黑土质量空间分异中的塑造作用，研究成果可为典型水蚀区侵蚀退化黑土地质量评价和管理提供技术支撑。
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变化环境下渭河流域土壤水储量模拟及影响因素分析

于坤霞, 闫泽云, 李梦楠, 李占斌, 李鹏, 赵阳, 贾路

摘要： (55) HTML (0) PDF (1.72 MKB)(378)

Abstract:

随着气候变化和人类活动影响加剧，流域气候和下垫面条件发生改变，准确模拟土壤水分变化过程并分析其影响因素对于地区的水资源管理和植被建设具有重要意义。本研究以黄土高原地区渭河流域为研究对象，基于ABCD水文模型，采用EFAST法分析模型参数敏感性，构建常参数和时变参数模型，比较不同参数模型的径流深和土壤水储量模拟精度，探讨气候变化和植被恢复对渭河流域土壤水储量变化的影响，明确土壤水储量变化的主导因素。结果表明：①土壤水层补给地下水的比例参数c最为敏感，地下水储放系数d、流域实际蒸散发量与土壤蓄水量之和的上限参数b次之，表征土壤完全饱和前径流的倾向性参数a最不敏感；②与ABCD常参数模型相比，时变参数模型将率定期径流深模拟结果的NSE、KGE、R2分别提高了19%、10%、19%，验证期的NSE、KGE、R2分别提高了7%、7%、9%，时变参数模型显著改善了径流深模拟效果；③基于时变参数模型模拟的渭河流域土壤水储量与ERA5-Land●0~100cm土壤水储量的相关关系最强，二者的变化过程基本相同；④不同影响因素对渭河流域土壤水储量变化的影响程度由强到弱依次为潜在蒸散发>降水>NDVI。研究成果为该地区水资源规划和管理、植被建设提供科学依据，也为其他类似地区的土壤水储量研究提供参考。
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黑龙滩水库消落带植被恢复模式对土壤水稳性团聚体组成及其稳定性的影响

白芹菲, 王艳琪, 鲍玉海, 贺秀斌, 罗鹏, 韦杰

摘要： (34) HTML (0) PDF (1.32 MKB)(316)

Abstract:

[目的]为了阐明水库消落带不同植被恢复模式对土壤水稳性团聚体组成及其稳定性的影响，[方法]以川中丘陵区黑龙滩水库消落带人工恢复与自然恢复植被下的土壤为研究对象，利用湿筛法测定分析了土壤水稳性团聚体组成特征及其稳定性指标。[结果]消落带土壤＞0.25 mm水稳性大团聚体含量与未淹水对照相比降低了4.21%，其中，自然恢复植被下土壤水稳性大团聚体含量较对照下降了12.27%，人工恢复植被下大团聚体含量较对照增加了3.84%；不同植被恢复模式下土壤水稳性团聚体组成差异显著（p＜0.05），人工恢复植被下土壤大团聚体含量（69.48%）显著高于自然恢复模式（43.20%）；消落带土壤水稳性团聚体稳定性随水位高程增加而升高，团聚体稳定性指标＞0.25 mm水稳性团聚体含量（R0.25）、平均重量直径（MWD)、几何平均直径（GMD)值人工恢复模式下均大于自然恢复模式，团聚体分形维数（D）、土壤可蚀性因子（K）与团聚体破坏率（PAD）值人工恢复模式小于自然恢复模式，结果表明人工恢复模式下土壤水稳性团聚体稳定性、土壤抗蚀性高于自然恢复模式。[结论]黑龙滩水库消落带在淹水后土壤团聚体稳定性下降，但人工恢复模式能有效改善土壤团粒结构，研究结果可为黑龙滩水库消落带土壤结构稳定性评价及植被恢复提供科学依据。
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希拉穆仁草原不同放牧强度植被群落特征对土壤团聚体的影响

王艺颖, 陈新闯, 董智, 郭建英, 陈阳, 安淳淳, 李欣, 李质瑊

摘要： (43) HTML (0) PDF (836.10 KKB)(330)

Abstract:

[目的]植被群落是影响土壤团聚体的重要因素,然而针对放牧压力下植被群落的改变对土壤团聚体的影响程度仍不明晰。[方法]以希拉穆仁荒漠草原控制放牧试验区为研究对象,采用野外调查、室内分析相结合的方法,分析了轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)和禁牧(CK)下植被群落特征和土壤团聚体特征及二者的关系,揭示了植物群落变化对土壤团聚体的影响。[结果](1)植物群落物种数随放牧强度的增加而增加,LG的群落Shamnon-Wiener多样性指数(H")和Simpson优势度指数(D)显著低于其他放牧强度(P＜0.05)。地上生物量随放牧强度的增加而降低,HG的地上生物量显著低于其他放牧强度(P＜0.05)。不同放牧强度下地下生物量差异显著,且不同土层的地下生物量均以LG最高。(2)平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)的变化趋势与大团聚体含量一致,在0-5 cm和5-10 cm土层表现为随放牧强度的增加先增加后降低再增加(LG最高、MG最低)。(3)群落Shamnon-Wiener多样性指数(H")、Pielous均匀度指数(J")、地上生物量、容重、有机碳和全氮含量是影响大团聚体含量、MWD和GMD的显著性因子(P＜0.05)。[结论]研究结果可以为希拉穆仁草原合理放牧以及生态恢复工作提供理论支撑和科学依据。
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绿肥覆盖柑橘园土壤分离能力对集中流水动力学参数的响应

张峰玮, 王小燕, 陈展鹏, 陈方鑫

摘要： (36) HTML (0) PDF (1.82 MKB)(267)

Abstract:

[目的]探究三峡库区典型坡地橘园绿肥覆盖土壤分离能力与集中水流水力学特性间的关系,为进一步明晰典型坡地橘园陆上流在土壤侵蚀过程中的水力学特性提供数据支撑。[方法]通过集中流冲刷试验,分析在不同坡度(10°~25°)与流量(18~126L/min)组合的梯度水动力条件下,裸坡与绿肥(白花三叶、早熟禾以及野豌豆)覆盖地的土壤分离量,探讨绿肥覆盖下的土壤分离能力与水流动力参数(水流剪切力、水流功率)、流态流型参数(雷诺数、弗汝德数)、阻力参数(Darcy-Weisbach阻力系数、曼宁系数)的定量关系并建立相应的数学模型。[结果]绿肥覆盖能显著降低土壤分离能力(P < 0.01)；裸坡与绿肥覆盖地的土壤分离能力均与水流动力和流态流型参数呈幂函数正相关(P < 0.05),与水流阻力参数呈幂函数负相关(P < 0.05)；水流剪切力对土壤分离能力的预测效果好于水流功率；雷诺数预测土壤分离能力的效果比弗汝德数好；Darcy-Weisbach阻力系数的预测效果好于曼宁系数。[结论]总体比较,水流剪切力预测土壤分离能力的效果最好,精度最高(决定系数为0.957，纳什效率系数为0.963)。
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放牧强度对荒漠草原土壤微生物群落特征的影响

张蒙蒙, 徐国策, 张铁钢, 方康, 拓梦瑶, 万顺, 王斌

摘要： (44) HTML (0) PDF (2.70 MKB)(506)

Abstract:

摘要：[目的]研究土壤微生物群落对放牧强度变化的响应机理可以为荒漠草原生态保护和修复提供科学的理论和技术支撑。[方法]以内蒙古荒漠草原为研究对象，研究不同放牧强度（未放牧、轻度放牧、中度放牧和高度放牧）对不同土壤深度（0—20 cm，20—40 cm）土壤理化性质和土壤微生物群落组成及多样性的影响，分析了土壤理化性质与土壤微生物群落之间的交互作用。[结果]结果表明：相比于未放牧，中度放牧显著降低了0—20 cm深度土壤全氮（TN）含量和土壤有机碳（TOC）含量（p＜0.05），分别降低了17.99%和19.23%，土壤容重（SBD）最大值出现在重度放牧条件下。20—40 cm深度土壤理化性质在不同放牧强度下并无显著差异（p＞0.05）。此外，放牧降低了0—20 cm深度土壤中细菌群落的丰度和多样性，增加了20—40 cm深度土壤细菌中群落的丰度与多样性。轻度和中度放牧条件下，0—20 cm深度土壤真菌群落的丰度与多样性均有所增加，放牧对20—40 cm深度土壤真菌群落的丰度与多样性无显著影响（p＞0.05）。[结论]Mantel分析表明，荒漠草原土壤全氮是影响草原土壤细菌丰度随放牧强度变化的主要因素。研究成果对揭示土壤微生物在荒漠草原生态系统中的生态敏感性与实现荒漠草原的可持续管理具有一定科学指导意义。
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[1]减氮条件下基于AquaCrop模型的北疆膜下滴灌棉花水氮制度优化

汪思佳, 王春霞, 张景瑞, 杨跃发

摘要： (93) HTML (0) PDF (2.74 MKB)(352)

Abstract:

[目的]减施氮肥条件下为优化膜下滴灌棉花灌水施氮制度。[方法]采样大田试验与AquaCrop模型相结合开展研究。[结果]试验结果表明,W2Nck(灌水量减少10%配正常施氮量)或W1Nck(灌水量增加10%配正常施氮量)处理棉花产量最高,为5.496 t·hm2和5.126 t·hm2,W2N1(灌水量减少10%配施氮量减少30%)或W1N1(灌水量增加10%配施氮量减少30%)处理棉花产量最低,为3.933×103kg·hm2和3.625×103kg·hm2,水氮胁迫共同作用下对棉花产量有消极影响；与单一措施相比,正常施氮水平下,增加或减少灌水量可使棉花达到增产效应；适当减少灌水量或增加施氮量更有利于增加水分利用效率和减少土壤中的氮素残留。通过两年试验数据对AquaCrop模型模型进行率定校准,利用校准后参数进行减氮条件下300~600mm灌溉定额下棉花产量、水氮利用率的模型模拟。AquaCrop模型模拟结果表明,田间各处理下冠层覆盖度评价指标R2>0.936,NRMSE<14.03%,ENS>0.94；生物量评价指标R2>0.947,NRMSE<40.58,ENS>0.72,产量评价指标R2>0.91,NRMSE<4.29%,ENS>0.85；水分利用效率评价指标R2>0.87,NRMSE<4.22%,ENS>0.81,表明AquaCrop模型对棉田水氮处理有较好的适用性。[结论]240种施氮灌水组合的模型模拟,结合产量、水分利用效率和氮肥偏生产力指标分析,减氮10%,灌溉定额360mm的组合可作为一种水氮高效利用下,达到稳产和减少经济成本的优选方案。北疆膜下滴灌棉花稳产的前提下,对棉花灌水施氮制度进行优化,可作为干旱区棉花种植过程中提升水氮利用效率的参考依据。
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追肥减施下加气对番茄生长及土壤酶活性的影响

李金刚, 陈菁, 何平如, 孙浩, 周明强, 刘闯, 丁思羽

摘要： (46) HTML (0) PDF (4.96 MKB)(398)

Abstract:

[目的]为探究化肥减施条件下加气对作物生长特性和根层土壤特征的影响。[方法]通过开展连续2年田间试验，以宁夏银北灌区大田栽培番茄为研究对象，设置4组微纳米加气比例（0%、5%、10%、15%）和3个追肥（尿素-重过磷酸钙-硫酸钾）水平（180-400-480 kg/hm2、135-300-360 kg/hm2、90-200-240 kg/hm2）。[结果]在相同追肥水平下，植株的干物质和营养元素（氮、磷、钾）积累量随加气比例的增加而增加，提高加气比例有利于番茄开花坐果期根系的磷素积累和果实膨大期番茄的钾素积累；在相同追肥水平下提高加气比例5%～15%对应番茄产量增加14%～44.2%；在相同加气比例下相对传统施肥模式适当降低追肥水平（-25%）对应番茄产量增加0.4%～9.1%；提高加气比例和追肥水平有利于在番茄开花坐果期和果实膨大期显著提高土壤相关酶（过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶）的活性，相同追肥水平下提高加气比例5%～15%对应土壤相关酶活性提高27.5%～122.9%。[结论]在宁夏银北灌区地埋滴灌条件下，为促进植株生长、稳定番茄产量和提高土壤酶活性，适宜的“尿素-重过磷酸钙-硫酸钾”追施水平为180-400-480 kg/hm2（相对传统追肥定额减施25%），适宜的微纳米加气比例为10%。
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多源土地利用产品在黄土丘陵沟壑区的精度评估

陈乐, 卫伟

摘要： (86) HTML (0) PDF (5.73 MKB)(499)

Abstract:

多源土地利用产品精度评估对于获取可靠地表信息、支持土地规划和管理、促进区域生态保护与高质量发展等至关重要。然而,现有的土地利用产品能否准确刻画复杂地形或破碎生境(如黄土丘陵沟壑区)的地表覆盖特征尚未可知。本研究以黄河二级支流关川河流域(Guanchuan River Basin)为例,基于高精度GCLUCC土地利用数据,从空间分布、面积一致性和空间一致性三个方面评估了空间分辨率为10米和30米的6种土地利用产品(WorldCover 10 m、ESRI 10m、GLC_FCS30-2020、GlobleLand30、CNLUCC和CLCD)在黄土丘陵沟壑区的准确性。GCLUCC是基于GF-2(0.8m)、DEM(5m)和6400个野外采样点,借助面向对象法和人工目视解译获得,整体精度大于95%。评估结果显示：(i)在分类特征方面,大部分产品均能提取主要的土地类别,但提取效率和准确度存在明显差异,特别是在梯田、林地和建设用地等地类的空间分布上；(ii)在面积一致性上,各产品与GCLUCC在各地类的面积上均存在显著差异。例如,部分产品的草地面积是GCLUCC的2倍以上,而林地和水域面积仅占GCLUCC的0.13%-12.11%和1.41%-11.27%。(iii)在整体精度上,GlobleLand30和WorldCover 10m展现了相对较高的精度,分别达到58.21%和50.19%。而CLCD和CNLUCC的准确性相对较低,其中林地与草地、梯田与草地以及建设用地与梯田之间的分类混淆显著。(iv)各产品间以及与实际地表间的空间误差显著,特别是对乔木、灌木、裸地和水体的分类准确性存在重大挑战。综上所述,当前土地利用产品在精确描述黄土丘陵沟壑区的地表覆盖特征方面仍存在明显的挑战。未来的产品开发应更多地考虑地形和地理特征,并加强对特定土地利用类型,如乔木、灌木、裸地和水体的识别,以增强数据的准确性和决策的可靠性。
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三峡库区降雨特征和林草覆被格局对坡面水沙产出的影响

宋民欣, 吕希恒, 韩陈, 唐强, 贺秀斌

摘要： (35) HTML (0) PDF (2.86 MKB)(326)

Abstract:

[目的]三峡库区是长江上游重要生态屏障和国家级水土流失重点治理区。重大生态修复工程的实施，植被建设成效明显，而恢复植被的调水保土效应缺乏原位观测定量研究；人地矛盾突出和乡村产业发展对林下土地资源优化利用提出了新需求，其对林地水源涵养和水土保持功能的影响尚不明晰。[方法]以三峡库区典型退耕林地为研究对象，设置林下全坡草本覆盖格局(QF)、上坡裸地+下坡草本覆盖格局(XF)、等高横坡草本条带覆盖格局(TF)、全坡无草本覆盖格局(WF)4种林草覆被的径流小区，开展24场侵蚀性降雨事件的坡面产流产沙野外观测，辨识降雨特征和林草覆被格局对坡面产水产沙的影响。[结果]结果表明：（1）24场侵蚀性降雨分为A雨型（雨量小、强度较大、历时短）、B雨型（雨量大、强度大、历时短）和C雨型（雨量小、强度小、历时长）3类。A雨型发生频率最高，为45.83%，B雨型累积降雨量最大，占总降雨量的63.44%。（2）4种林草覆被格局的累积径流深和累积侵蚀量总体呈现QF
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1990—2020年滇中城市群耕地非农化时空变化特征及驱动机制分析

杨玉钱, 彭双云, 吕铭皓, 陈晓弟, 郭秀

摘要： (35) HTML (0) PDF (5.38 MKB)(421)

Abstract:

[目的]通过分析滇中城市群30年来耕地非农化的演变路径、时空变化特征及驱动机制，为滇中城市群耕地资源的保护及精准管理提供理论依据。[方法]基于滇中城市群土地利用数据和统计年鉴数据，运用重心迁移模型、变化轨迹模型、空间自相关分析、主成分分析等方法揭示1990—2020年滇中城市群耕地非农化过程、空间分布特征及主要驱动因素。[结果]结果表明：（1）从时间上看，滇中城市群耕地非农化面积呈现出波动下降的趋势，在2000年前后受政策、经济和城市化影响变化最剧烈。从空间上看，耕地非农化集中分布于滇中城市群的中部、东部、东南部和东北部地区。（2）30年来，滇中城市群耕地非农化在空间分布上趋于均衡，区域间耕地非农化差异变小，空间格局趋于稳定，总体上表现出向西南部迁移的趋势。（3）滇中城市群耕地主要转出为林地和草地，少部分转化为建设用地，耕地非农化主要发生在滇中城市群的中部、北部和东南部、西北部的局部区域。（4）滇中城市群耕地非农化存在显著的空间聚集效应，以高-高聚集和低-低聚集为主，高-高聚集主要分布在中部、北部和东南部，低-低集聚主要分布在西北部、西部和西南部。（5）滇中城市群耕地非农化受社会经济和自然条件共同影响。社会经济中的国有固定产投资、农业人口和城市化率是耕地非农化扩张最主要的驱动因素，而自然因素年均降水量和年均气温在耕地非农化空间分布和扩张过程起着关键性的作用。[结论]研究结果揭示了30年来滇中城市群耕地非农化的时空变化特征、演变路径及驱动机制。对合理利用和保护耕地资源，保障云南省粮食安全具有重要作用，在一定程度上可以为滇中城市群的耕地保护和耕地布局优化提供决策参考。
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1985-2021年青藏高原典型湖泊水文特征及关键影响因素分析

张嘉琪, 张会兰

摘要： (111) HTML (0) PDF (3.95 MKB)(586)

Abstract:

青藏高原的湖泊是气候变化的重要指示器,其扩张或缩减亦对青藏高原自然环境产生重要影响。选取位于青藏高原不同气候子区的三个典型湖泊(青海湖、羊卓雍错、乌兰乌拉湖),采用遥感监测手段,研究三个典型湖泊1985-2021年间水文特征的时空变化规律,揭示关键气候因子的作用,并进一步探讨冰川和冻土对典型湖泊的影响。结果表明：研究期间,青海湖的面积和水位呈显著上升趋势,面积增长238.68km2,水位增长1.32m,空间上则呈现出向东西方向扩张的趋势；羊卓雍错湖泊的面积呈先波动上升后减少的趋势,分别减少16.316km2和3.25米,在空间上整体呈现由四周向中心的萎缩态势；乌兰乌拉湖的面积和水位呈显著上升趋势,分别增长125.575km2和8.12米,扩张区域主要集中在南部。分析关键气候因子发现,降水量变化是影响青海湖和羊湖面积变化的关键因素,且面积变化和降水量具有滞后性；而乌兰乌拉湖水位上升的主要原因是气温升高引起冻土的季节融化。探索青藏高原湖泊面积的变化,对深入研究全球气候变化及地表水资源评估具有重要指导意义。
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有机肥等氮替代化肥对春玉米生长、产量和水肥利用效率的影响

陈梦茹, 邢英英, 解云霞, 刘栩柠, 邵雅婷, 王秀康, 李珊珊, 赵天盛, 卢杰

摘要： (76) HTML (0) PDF (2.73 MKB)(434)

Abstract:

为探究不同施氮量下有机肥等氮替代化肥对陕北旱区春玉米生长、产量和水肥利用效率的影响,采用多元回归分析和三维拟合模型,以期建立陕北地区春玉米种植最佳氮肥管理模式。本试验设置3个施氮水平(N1:240 kg/hm2、N2:180 kg/hm2和N3:120 kg/hm2)和5个有机肥等氮替代比例(R0:100%化肥氮、R12.5:12.5%有机肥氮+87.5%化肥氮、R25:25%有机肥氮+75%化肥氮、R37.5:37.5%有机肥氮+62.5%化肥氮和R50:50%有机肥氮+50%化肥氮),共15个处理。在春玉米主要生育期测定春玉米生长和产量及产量构成要素,计算生育期耗水量(ET)、水分利用效率(WUE)、氮肥偏生产力(NPFP)和经济效益。研究结果表明,Logistic函数对春玉米干物质累积量具有较高的拟合度,R12.5处理可推迟干物质快速积累期的起点、终点和最大值出现的时间,N2处理可提升干物质累积量的日最大增长速率。施氮量和替代比例对春玉米干物质累积量、产量及构成要素、ET、NPFP和经济效益有显著影响(P<0.05),两者交互作用对穗长、穗粗和ET的影响显著(P<0.05)。N2处理的平均干物质累积量、产量、ET、净收入分别比N1和N3处理高5.58%和15.80%、4.25%和16.76%、4.96%和3.41%、8.76%和29.42%。R25处理可显著提升干物质累积量、产量及构成要素、ET、WUE、NPFP、净收入和产投比。随着施氮量的增加,WUE持续上升,而NPFP持续降低。处理N2R25的干物质累积量和ET最高,处理N2R37.5的产量、净收入和产投比最高。春玉米产量与干物质累积量、ET、WUE、净收入和产投比呈显著正相关关系。综合考虑春玉米干物质累积量、产量、WUE和净收入,优化氮肥管理方案,得到在施氮量和替代比例区间分别为160~230 kg/hm2和8~38%时,优化区间所得到的NPFP在66.68~93.98 kg/kg,春玉米干物质累积量、产量、WUE和净收入均可达到最优值的95%以上。
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秦巴山地极端气候变化特征及其对植被动态的影响

陈超男, 王丽园, 朱文博, 朱连奇, 董庆栋, 李艳红, 任涵

摘要： (68) HTML (0) PDF (6.45 MKB)(524)

Abstract:

全球变暖引起的极端气候变化对植被产生了重大影响，然而，秦巴山地极端气候事件的时空变化及其对植被的影响尚不清楚。基于秦巴山地及其周边115个气象站逐日气象资料（1960~2020年）及MODIS NDVI数据集（2020~2020年），分析了秦巴山地NDVI的时空变化特征及其对19个极端气候指数的响应，并利用地理探测器定量评估了极端气候指数对NDVI的影响。结果表明：①2000~2020年秦巴山地大部分区域NDVI呈显著增加趋势（80.34%），少数区域呈显著下降区域（1.09%），年际变化速率约为0.03/10a；②1960~2020年秦巴山地经历了显著增温，夜间增温幅度大于白天，极端气温事件变化幅度较大的区域主要集中在西秦岭；极端降水事件呈微弱变化，具有明显的空间分异，研究区西南部极端降水强度增加，东部极端降水强度降低，极端降水频率增加；③极端降水事件是影响西秦岭地区NDVI的主要因素，而极端气温事件是影响秦岭和大巴山地区NDVI的主要因素；极端气候事件对NDVI的影响不是独立的，极端气候指数之间的相互作用以双因子或非线性的方式增强了单因子对NDVI的影响。研究结果可为应对全球气候变化下秦巴山地植被保护与恢复提供科学依据。
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吉林省西部盐碱地综合开发多情景模拟与水资源效应

李文博, 姜博文, 王晶滢

摘要： (48) HTML (0) PDF (2.21 MKB)(393)

Abstract:

[目的]盐碱地综合开发利用是提高农业生产力、践行大食物观的必然选择。但受限于开发利用模式单一、耗水压力较大，亟待探索多元化治理模式并依据其水资源效应开展优化调控。[方法]以吉林省西部地区为研究区，采用FLUS模型预测2030年盐碱地资源在自然发展、粮食安全、粮饲综合开发和生态安全4种情景下的开发利用格局，并对不同情景下的产水量变化进行评估。[结果](1)2000—2020年研究区开发利用盐碱地1 540.18 km2，主要被恢复为草地或开垦为耕地，但其中旱地次生退化风险较高。(2)不同情景下盐碱地开发均以耕地利用为主。粮食安全情景下水田和旱地开垦面积分别占67.48%与4.23%。相较于自然发展情景，粮饲综合开发情景下盐碱地恢复为草地的面积增加60.76 km2，生态安全情景下生态用地规模显著提高。(3)至2030年，4种发展情景下研究区产水量均较基期有所下降，其中生态安全情景下降幅度最大，达到3.71×108 m3。相比之下，粮饲综合开发情景充分保障粮食和饲草生产，同时缓和盐碱地治理所导致的水资源压力。[结论]松嫩平原盐碱地开发利用应充分考虑粮饲综合开发模式，统筹粮食和饲草供应、协调粮食和生态安全，以大食物观引领国土空间生态修复和退化土地的开发利用。
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黑土区土壤氮磷转化及玉米生长的调控：基于田间试验

巩品祥, 付强, 李天霄, 侯仁杰, 李茉, 石国新

摘要： (64) HTML (0) PDF (1.64 MKB)(332)

Abstract:

[目的]为探究不同耕作模式和生物炭施加量对黑土区农田土壤氮磷转化和玉米生长发育的影响。[方法]本文通过野外大田试验,设置10种不同处理：深耕+0t/hm2^生物炭(DCK)、深耕+3t/hm2^生物炭(D3)、深耕+6t/hm2^生物炭(D6)、深耕+9t/hm2^生物炭(D9)、深耕+12t/hm2^生物炭(D12)、浅耕+0t/hm2^生物炭(SCK)、浅耕+3t/hm2^生物炭(S3)、浅耕+6t/hm2^生物炭(S6)、浅耕+9t/hm2^生物炭(S9)、浅耕+12t/hm2^生物炭(S12),探究了不同耕作模式和生物炭施加量对土壤氮磷组分、酶活性以及玉米生理特性的综合影响。[结果]研究结果表明：(1)深耕和浅耕配合施加生物炭可以有效改善土壤结构,提高团聚体几何平均直径,降低破坏百分比,且深耕处理效果优于浅耕处理；(2)施加生物炭提高了土壤氮磷组分、脲酶活性以及碱性磷酸酶活性,施加9t/hm2^{生物炭效果最好},且深耕更为显著；(3)深耕处理下生物炭施加量达到9t/hm2^时,提高了叶片的全氮、全磷含量和谷氨酰胺合成酶活性,降低了酸性磷酸酶活性；(4)深耕条件下施加9t/hm2^{生物炭的玉米的产量}达到17.37t/hm2^,相比于CK组提高了28.9%。[结论]深耕处理并施加9t/hm2^{生物炭对于黑土区农田养分环境和作物生长提供了参考意义。}
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京津风沙源生态系统服务时空分布及冷热点分析

常瑨予, 武志涛, 李琪, 梁寒雪, 杜自强, 雷添杰, 孙斌

摘要： (165) HTML (0) PDF (4.13 MKB)(509)

Abstract:

为评估京津风沙源区实施生态工程后的生态效益及生态影响，本文基于京津风沙源区2000—2017年的遥感、气象、土壤、土地利用等数据，利用CASA（Carnegie-Ames-Stanford approach）模型、InVEST（Integrated valuation of ecosystem services and trade offs）模型、RWEQ（Revised wind erosion equation）模型和RUSLE（Revised Universal Soil Loss Equation）模型分别估算产水量、土壤保持、固碳和防风固沙服务，采用Getis-Ord Gi*统计指数方法,识别京津风沙源区生态系统服务冷热点区域。结果显示：（1）2000—2017年各项生态系统服务功能均呈现上升趋势，4项生态系统服务功能的高值区集中在研究区的东南部，低值区集中在研究区的西北部。（2）2000—2017年四项生态系统服务均在京津风沙源西南部的鄂尔多斯高原沙化土地治理区出现了明显的热点面积增加；固碳服务热点区域面积显著增加，其中浑善达克—科尔沁沙地沙化土地治理区和坝上高原及华北北部丘陵山地水源涵养治理区的冷点区域向热点区域转化；产水服务冷热点面积占比没有明显变化，热点区主要集中在研究区南部坝上高原及华北北部丘陵山地水源涵养治理区，冷点区分布较为零散；防风固沙服务冷点区域面积增加；土壤保持服务冷热点区域面积占比很小且变化不大，区域土壤保持供给能力比较平均。（3）多重生态系统服务结果显示研究区东南部区域能够提供两项及以上的高值生态系统服务功能，属于重点生态系统服务功能供给区，约占整个研究区15.5%。（4）2000—2017年林地的4项生态系统服务热点面积占比较高，草地和林地的固碳服务功能热点面积显著增加，林地可提供较高的综合生态系统服务功能。京津风沙源治理工程的实施使得区域内总体生态系统服务功能提升，研究结果可为评估京津风沙源治理工程恢复成效提供一定科学数据,最终实现京津地区生态环境的可持续发展。
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黄土丘陵区典型土地利用类型土壤-微生物量及其生态化学计量特征

胡斯乐, 白晓雄, 董立国, 许浩, 安钰, 万海霞, 韩新生, 王月玲, 李妍, 郭永忠, 余旋

摘要： (75) HTML (0) PDF (2.88 MKB)(349)

Abstract:

[目的]为探讨黄土丘陵区“上退下推”典型生态治理模式对土壤-微生物量C、N、P及其生态化学计量比的影响。[方法]以宁夏黄土丘陵区典型土地利用类型（人工林地、梯田和川道地）为研究对象，研究土壤-微生物量C、N、P含量对土地利用变化的响应，并分析其生态化学计量比、微生物熵（qMBC、qMBN、qMBP）以及化学计量不平衡性（C:Nimb、C:Pimb、N:Pimb）之间的关系。[结果]（1）3种典型土地利用类型下，人工林地土壤SOC、C:P、N:P高于梯田和川道地，而农耕用地（梯田和川道地）土壤TP含量则高于人工林地。（2）土壤微生物量C、N、P的含量范围分别为51.56～133.19，7.97～21.98，4.63～12.81 mg/kg。其中，土壤微生物量C、N、P均表现为人工林地>梯田>川道地；微生物量C、N、P的比值以及C:Nimb、C:Pimb、N:Pimb在各土地利用类型间无显著差异，具有一定的内稳性特征。（3）3种典型土地利用类型对微生物熵具有显著影响，qMBC表现为梯田地>人工林地>川道地，而qMBN和qMBP均表现为人工林地>梯田>川道地。通过RDA和蒙特卡洛置换检验，得出微生物量C:P（R2=0.75，p<0.01）和C:Pimb（R2=0.74，p<0.01）是影响土壤微生物熵变化的关键因素。[结论]综上所述，“上退下推”典型生态治理模式引起了土壤C、P以及微生物量C、N、P含量的显著变化，典型土地利用类型下土壤-微生物量C、N、P及其化学计量比主要受到P元素的影响。
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毛乌素沙地不同植被恢复类型的土壤碳水效应

王德富, 董凌勃, 李澳, 邓蕾, 于志静

摘要： (132) HTML (0) PDF (2.33 MKB)(393)

Abstract:

植被恢复是改善生态环境脆弱区最有效的措施之一。毛乌素沙地大规模的植被恢复显著影响了区域的土壤碳水循环,探究土壤有机碳和水分对植被恢复的响应,对于该区恢复生态系统的可持续发展具有重要意义。本研究以毛乌素沙地自然恢复草地以及沙蒿、沙柳、沙蒿×沙柳(灌灌混交)、樟子松、沙柳×樟子松(乔灌混交)为研究对象,并以裸沙地为对照,研究不同植被恢复类型对0-5 m土壤剖面碳、水的影响。结果表明：(1)植被恢复增加了土壤有机碳含量,沙柳×樟子松、樟子松、草地、沙蒿×沙柳、沙柳、沙蒿依次降低,0-20 cm且显著高于深层,表现为表聚效应,随着土壤深度的增加,各植被类型的有机碳含量逐渐降低。沙蒿、沙柳、沙蒿×沙柳在80-220 cm范围内表现为碳损失。(2)不同植被恢复类型在深层均存在不同程度的水分亏缺,主要集中在1-3 m,具体亏缺程度为沙柳×樟子松＞樟子松＞沙蒿×沙柳＞沙柳＞草地＞沙蒿。(3)根系是影响土壤有机碳含量和水分消耗的主要因素。土壤有机碳含量与土壤含水量在0-5 m范围内负相关,植被固存有机碳以消耗深层土壤水分为代价,沙柳×樟子松固定同等单位量的碳消耗的水分最少。因此,从土壤固碳和保水两个角度同时考虑,沙柳×樟子松在毛乌素沙地的植被恢复中具有较好的恢复效果。
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基于InVEST-PLUS模型的陕西省水源涵养量估算及预测

周苹苹, 罗艺, 刘正佳, 宋小燕, 吴浩, 张诗梅, 李文嘉, 李思豪, 宋松柏

摘要： (65) HTML (0) PDF (2.85 MKB)(490)

Abstract:

耦合InVEST模型和PLUS模型，本文计算了陕西省2000-2020年水源涵养量，并预测了未来2030年土地利用变化下的水源涵养量。结果表明：陕西省2000-2020年平均水源涵养量为132.25mm，空间分布特征为水源涵养量由北向南逐渐增强。从植被类型来看，林地是陕西省水源涵养量的主体，年平均水源涵养量为199.55×108m3，从行政区来看，安康市(308.96mm)水源涵养量最大。2030年陕西省水源涵养总量为285.16×108m3，相比2020年降低8.68×108m3。
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基于梯度提升树模型的坡耕地土壤水蚀模拟与分析

李潼亮

摘要： (67) HTML (0) PDF (1.72 MKB)(324)

Abstract:

由于人为干预强烈，坡耕地土壤侵蚀特征变化复杂多样，现有传统的侵蚀预报模型对其预测能力较差，而近年兴起的机器学习方法具备快速且高精度的预测能力。其中，梯度提升树模型（Gradient Boosting Decision Tree，GBDT）具备定量分析自变量影响力的功能，相对于其它机器学习模型具有明显的优势。本研究旨在利用黄土高原子洲地区坡耕地小区的1959-1969年间产流产沙观测数据，并精细化表征影响因子，运用梯度提升树模型对侵蚀量和径流深的变化及其影响因素的影响能力进行分析。数据集中次降雨侵蚀量(0-122.72 t/km2)、径流深(0.02-17.20 mm)、降雨历时(2-1410 min)及平均雨强(0.02-4.63mm)的变异系数都大于1，且多数变量呈右偏态。在相同训练集和测试集划分情况下，对次降雨土壤侵蚀量预测精度（R2=0.81）略优于径流深预测模型（R2=0.80），但次侵蚀量模型的层数（8层）大于径流深预测模型（5层），表明侵蚀机理相较径流机理更为复杂；受到特征提取的限制，在次侵蚀量与径流深较小时预测结果不理想，未来研究应当通过引入更多自变量组合方式寻找更多相关变量以提高地侵蚀事件的预测。产流和产沙的主要影响变量存在差异，降水本身特征对产流过程起主要作用，侵蚀产沙过程中主要受到降水与地形相关自变量的共同影响。本研究基于数据驱动，为揭示黄土高原坡耕地侵蚀机理提供参考，并为区域坡耕地土壤侵蚀防治提供科学依据。
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柔性植被对地表径流水力特性及侵蚀的影响

蔡泽康[], 王健, 陈俞池, 王晨沣, 封瑞坤

摘要： (43) HTML (0) PDF (2.74 MKB)(395)

Abstract:

柔性植被的近地表覆盖对减少径流和侵蚀产量以及调节地表径流水力特性影响的研究较少，本文以流体力学和水力学基本理论为依据，通过5个覆盖度、5个坡度和3个流量组合条件下的室内放水试验，系统研究了柔性植被覆盖条件下的侵蚀规律以及水动力学特征。结果表明：（1）侵蚀量分布随坡度增加呈先上升后下降的趋势，流量在高坡度下对侵蚀过程的影响更为显著；（2）随着柔性植被覆盖度增加，以50%覆盖度为分界线，侵蚀量先降低后增加；（3）平均流速v随覆盖度的增加而减小，下降趋势随覆盖度增加由急变缓，Fr值变化趋势与平均流速相似；阻力系数f与覆盖度呈线性正相关，随坡度升高，阻力系数值逐渐降低；而雷诺数Re对土壤侵蚀的影响比Fr、v和f更敏感。（4）随植被覆盖度的增加，形态剪切力增大（颗粒剪切力减小），形态剪切力在总剪应力的变化中起决定性作用，总剪切力与植被覆盖度呈正相关。研究可为坡面流植被侵蚀规律奠定了一定的理论基础，促进明渠水力学理论在坡面水流方面的扩展。
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连续性与间歇性降雨下土壤入渗与结皮的关系

刘志强, 张晓茹, 焦钒栩, 李光录

摘要： (71) HTML (0) PDF (4.64 MKB)(329)

Abstract:

为探究连续性和间歇性降雨条件下土壤结皮与入渗性能之间的变化关系，选取三种典型耕作层黄土，通过室内模拟降雨试验，分析不同降雨条件下土壤结皮强度和黏结力与入渗性能的关系。结果表明:(1)入渗性能随连续性降雨历时以及间歇性降雨场次的增加而减小；同等降雨历时和降雨强度下，间歇性降雨的减渗效应高于连续性降雨。(2)土壤结皮强度和黏结力随连续性降雨历时和间歇性降雨场次的增加而增加；褐土和黒垆土的入渗性能与结皮强度和黏结力呈显著线性相关(P<0.05)，连续性降雨历时越长、间歇性降雨场次的越多，土壤结皮强度、黏结力以及减渗效应越大；沙壤土的入渗性能与结皮强度和黏结力则呈显著的非线性相关(P<0.05)。(3)结皮的MWD和GMD越小，入渗性能越差，减渗效应越大；而且关联度分析结果显示间歇性降雨对入渗性能的影响较高。研究可为黄土高原防治水土流失，有效利用水资源提供参考依据。
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基于SD-PLUS耦合模型的陕西省土地利用变化及碳储量多情景预测研究

李倩, 王成军, 冯涛, 杜传甲, 张炳林

摘要： (69) HTML (0) PDF (4.91 MKB)(563)

Abstract:

不同土地利用方式对区域生态系统碳储量有显著的影响。本文以陕西省为研究对象,利用SD-PLUS耦合模型,采用国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP6)提出的耦合共享社会经济路线和代表性浓度路线(SSP-RCP)情景,对2030年陕西省的土地利用变化进行预测,然后利用InVEST模型模拟的未来不同情景下陕西省碳储量及其空间分布。结果表明:(1)构建的SD模型进行历史检验,其误差小于5%,PLUS模型模拟的2020年土地利用Kappa指数为0.86,模型精度和可靠性总体符合要求；(2)三种情景下,未来建设用地面积均增加,增长速率从低到高的情景分别为:SSP126、SSP245、SSP585；在所有情景下,林地面积均增加,水域面积均保持稳定；草地面积在SSP126情景下有小幅度增加,其他情景下减少；耕地面积三种情景下均减少；(3)三种情景下陕西省碳储量均减少,其中关中平原建设用地的扩张占用了大量的耕地是造成陕西省碳储量下降的主要原因。在SSP126情景下,建设用地扩张所占用的生态用地面积最小,碳储量损失最少,该情景同时考虑了社会经济发展及生态保护的需要,可以为未来陕西省国土资源保护和高质量发展提供一个参考模式。
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西南地区植被NPP对多尺度气象干旱的响应研究

靖娟利, 孙佳荟, 赵婷, 付宝苇

摘要： (58) HTML (0) PDF (6.08 MKB)(404)

Abstract:

[目的]进入21世纪以来西南地区极端干旱事件频发，对植被生长产生了严重的负面影响，研究植被对不同时间尺度干旱的响应机理具有重要意义。[方法]基于西南地区2001-2019年的NPP数据和1－24月连续尺度的SPEI数据，采用相关分析法、最大值合成法及显著性检验等方法探究西南地区不同地貌类型植被NPP对多尺度SPEI的响应特征，并分析不同植被类型NPP对多尺度SPEI响应的差异性。[结果]（1）在年际、季节及生长季尺度，植被 NPP与1－24月尺度SPEI的响应均以1－3月尺度占主导，表明植被NPP对短期干旱变化具有较好的响应，不同地貌分区响应时间表现出差异性。（2）空间上植被NPP与1－24月尺度SPEI的最大相关系数呈明显的异质性和季节性差异。年际相关性表现出从东南–西北呈显著正相关–显著负相关的变化趋势；季节相关性表现为夏季均以显著负相关占主导，春季、秋季和冬季均以显著正相关占主导，表明西南地区的夏季温度高且湿润，使植被生长受限；生长季正、负相关关系的区域面积比例相差不大，且呈显著正相关面积最大的地区为广西丘陵，呈显著负相关面积最大的地区为横断山地。（3）不同植被类型NPP对1－24月尺度SPEI的响应具有一定差异，尽管草地、灌丛、林地对SPEI的响应特征基本相似，但所有植被类型NPP在夏季随SPEI尺度的缩短呈负相关趋势越强烈。这表明，在夏季高温干旱条件下，各种植被类型都更容易受到干旱的影响。[结论]研究结果为西南地区生态系统的保护和修复提供了有效的科学支撑，同时为防灾减灾以及应对气候变化提供了重要的理论依据，有助于制定更具针对性的政策和措施，推动西南地区的可持续发展。
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近30年皖西大别山土壤侵蚀时空变化及其对景观格局的响应

田昌园, 张红丽, 汪军红, 李嘉宁, 张艺, 查同刚

摘要： (187) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(615)

Abstract:

[目的]皖西大别山区是安徽省内长江流域和淮河流域重要的生态过渡区，对该区域的景观格局与土壤侵蚀及其关系进行研究，有助于为该区域的景观格局调控和水土流失治理提供参考。[方法]借助RULSE模型计算皖西大别山区近30年土壤侵蚀模数，借助景观指数对其景观格局的变化进行描述，并使用偏最小二乘回归（PLSR）探究该区域景观指数对土壤侵蚀的影响关系。[结果]近30年土壤侵蚀模数呈现先减少，后增加的趋势；土壤侵蚀较严重地区主要集中在中西部和南部山区；大部分地区土壤侵蚀强度主要为微度和轻度，且各类土地利用类型的侵蚀强度有明显差别，表现为草地>耕地>林地;土地利用类型以及景观格局总体较稳定，景观格局变化主要表现为景观破碎化的降低，景观异质性和连接性的提高;香农多样性指数（SHDI）、边界密度指数（ED）、相似邻近百分比（PLADJ）、景观形状指数（LSI）4个指数对皖西大别山区具有显著解释意义，且表现为香农多样性指数（SHDI）、边界密度指数（ED）、景观形状指数（LSI）对土壤侵蚀起显著正向作用，相似邻近百分比（PLADJ）对土壤侵蚀起显著负向作用。[结论]在皖西大别山区，景观破碎化的提高以及景观连通度的降低会显著促进土壤侵蚀。
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基于土地利用变化的长江中游地区生态系统服务供需平衡研究

张超正, 孙小宇, 邓陈宁, 陈丹玲, 靳亚亚

摘要： (101) HTML (0) PDF (0.00 ByteKB)(494)

Abstract:

[目的]选择长江中游地区作为研究对象和2000—2018年作为研究时段，以期揭示生态系统服务供需平衡的时空特征，并进一步探究土地利用变化对生态系统服务供需平衡的双重效应及其影响机理。[方法]生态系统服务供需量化矩阵和土地利用变化生态贡献率模型。[结果]（1）研究期间，长江中游地区生态系统服务供需平衡状况不断恶化，主要原因是由建设用地大规模扩张和耕地、林地大面积缩减带来的生态系统服务供给能力减少和消费需求增加造成的；（2）长江中游地区不同类型生态系统服务供给间的关系在时间尺度上由权衡转为协同，需求和供给平衡间的协同关系在时间尺度上进一步增强，但不同类型生态系统服务供给、需求和供需平衡间的权衡或协同性质及其程度在空间尺度上却存在高度异质；（3）长江中游地区土地利用变化对生态系统服务供需平衡存在改善和恶化双重效应，且恶化效应显著大于改善效应，但引起生态系统服务及其分项服务供需改善和恶化的土地利用变化类型具有时序异质性。[结论]明确土地利用变化和生态系统服务供需平衡的定性和定量关系，有助于通过合理调控土地利用类型转化来实现区域生态环境改善。
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2024年第38卷第4期

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