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[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 邓雯文   代莹   赵秀海   张春雨  
【目的】探讨不同空间尺度下物种多样性、结构多样性、物种异步性、林分密度和环境因素对群落生物量稳定性的影响及相互之间的作用路径,旨在解析生物量的稳定性在不同空间尺度上的主要驱动因素,为森林的可持续经营及科学管理提供理论基础。【方法】以吉林蛟河针阔混交林为研究对象,利用2010—2020年的样地群落调查数据,通过结构方程模型探讨20 m×20 m和40 m×40 m两个空间尺度上生物因素(物种多样性、结构多样性、物种异步性、林分密度)和非生物因素(地形因子、土壤理化性质)与群落生物量稳定性间的关系及作用机制。【结果】在20 m×20 m空间尺度上,生物量稳定性与物种异步性、结构多样性、林分密度均有显著正向关系,非生物因素中地形因子(坡度、凹凸度)与生物量稳定性呈正相关关系;而在40 m×40 m空间尺度上,生物量稳定性与物种异步性呈现显著正相关,非生物因素中土壤理化性质(速效钾、全磷和速效氮)与生物量稳定性呈现负相关关系。结构方程模型分析表明,在20 m×20 m空间尺度上,物种异步性对生物量稳定性的影响高于林分密度和结构多样性,路径系数为0.40。土壤理化性质(全钾、全氮和速效氮)通过显著影响物种多样性间接作用于生物量稳定性,路径系数为0.10。在40 m×40 m空间尺度上,生物因素中只有物种异步性对生物量稳定性有显著正向影响,路径系数为0.64。地形因子(坡度、凹凸度)通过调整结构多样性间接作用于林分生物量稳定性,路径系数为0.35。【结论】在不同的空间尺度上,虽然生物因素与非生物因素对生物量稳定性的作用路径和影响力不尽相同,但物种异步性均为生物量稳定性的主要驱动因子。在20 m×20 m空间尺度上,物种异步性、林分密度、结构多样性等生物因素通过直接正向效应来影响生物量稳定性,非生物因素通过间接效应作用于生物量稳定性;在40 m×40 m空间尺度上,林分生物量稳定性主要影响因子则是物种异步性和土壤理化性质。
[期刊] 林业科学研究  [作者] 贾勃   王新杰  
[目的 ]探讨东北地区混交林地上生物量动态过程驱动因子,以准确理解森林服务和功能。[方法 ]基于东北金沟岭林场的110块固定样地,描述了1987—2017年的森林动态变化过程。利用分段结构方程模型来评估森林结构、气候、地形和多样性对地上生物量的森林动态过程(生长、进界和死亡)的影响,并进一步探究生物量动态过程对稳定性的作用。[结果 ]表明,生物量生长量受到林分断面积(β=0.562)、海拔(β=0.853)和年均温(β=0.820)的正向影响,与胸径基尼系数呈负相关(β=-0.274)。生物量进界增长量随海拔(β=0.913)、年均温(β=0.944)的增加而增加,与胸径变异系数呈显著负相关(β=-0.233)。生物量死亡损失量只与林分断面积(β=0.467)呈显著正相关。另外,本研究还发现,死亡是影响森林生物量稳定性的最重要因素。[结论 ]总体来看,海拔和年均温是林分生物量变化的重要驱动因素,以后要更加关注死亡树木的情况,从而更好地进行森林经营。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 何怀江  叶尔江·拜克吐尔汉  张春雨  左强  邳田辉  高海涛  
研究生物量分配是了解植物结构与功能的有效手段,对陆地森林生态系统碳循环研究起着重要作用。本文以吉林省蛟河林业实验区管理局天然次生混交林内12个优势树种为研究对象,探讨了各树种生物量器官(叶、枝、干、根)分配特征及其与个体大小的关系。结果表明:1)12个树种各器官的相对生长遵循异速生长理论,相对生长关系并不一致。枝与干(1.091~1.254)、枝与根(1.012~1.158)、根与干(1.015~1.202)以及地下与地上部分(0.991~1.070)近于等速生长,叶与枝(0.655~0.757)、叶与干(0.777~0.931)和叶与根(0.718~0.859)呈现为异速生长。2)12个树种...
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 李冠男  张春雨  赵秀海  
【目的】本文以吉林蛟河不同发育阶段针阔混交林为研究对象,对比分析幼苗密度的核密度估计曲线年际变化规律,探讨土壤因子的边际变化和土壤因子的分布变化对幼苗密度分布动态的相对影响。【方法】在420 m×520 m的中龄林样地和500 m×840 m的成熟林样地中系统布设幼苗调查样方。利用分位数回归和反事实分解法检验环境因子在不同分位数水平上对幼苗密度的边际影响,进而明确幼苗密度在不同分位点上呈现不均衡变化的主导因素。【结果】幼苗密度的核密度估计曲线呈峰值向左偏移、长尾向右侧延伸的正偏态分布。在θ=0.90的高分位点,中龄林样地中幼苗密度变化值为-5.9,成熟林样地幼苗密度变化值为-2.6。中龄林样地在θ=0.75时幼苗密度变化值为5.8,成熟林样地在θ=0.50和θ=0.75时幼苗密度变化值均为2。在高分位点上幼苗密度的更大变化反映了右单尾概率分布的不均衡性。在不同估计分位点上系数效应和协变量效应对幼苗密度分布变化的相对作用大小不同。中龄林样地中系数效应在全部估计分位点上都具有很高的解释量;成熟林样地中在θ=0.50分位点上,协变量效应对幼苗密度变化具有89%的解释量,在其他的估计分位点上系数效应的解释量更高。因此,土壤因子分布变化对幼苗密度分布变化影响的相对作用更大,而土壤因子边际变化则是导致幼苗密度不均衡变化的主要因素。土壤中速效氮、速效磷、速效钾分布变化对每个估计分位点上幼苗密度变化的解释量大多不足30%,而土壤含水量和土壤pH值对幼苗密度变化具有相对更大的影响。【结论】幼苗密度的年际变化在不同分位点上是不均衡的,在高分位点上的变化尤为明显。土壤因子的边际变化和土壤因子的分布变化共同决定了幼苗的存活动态。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 李建  彭鹏  何怀江  谭凌照  张新娜  吴相菊  刘兆刚  
探讨不同采伐强度下林分空间结构的变化对森林可持续经营具有指导意义。在吉林省蛟河次生针阔混交林内,设置采伐强度分别为0%(对照,CK)、14.3%(弱度,LT)、29.4%(中度,MT)和50.4%(重度,HT)的4块样地,样地面积各1 hm2,利用角尺度、大小比数、混交度和密集度4个林分空间结构参数探讨林分整体以及春榆、红松、色木槭、水曲柳和紫椴5个主要树种的林分空间结构在采伐3年后的变化。结果表明,从采伐干扰对林分整体的影响来看,LT处理后林分的水平分布格局更合理,混交度较高,林分结构相比CK处理更稳定
[期刊] 林业科学  [作者] 张萌   范秀华   岳庆敏   韩卓秀   黄一鑫  
【目的】探究生物与非生物因素对林分生产力的影响和维持作用,为东北针阔混交林可持续经营提供科学依据和理论指导。【方法】以吉林蛟河针阔混交林固定样地为研究对象,利用多元回归分析,量化解释变量(生物因素包括单位面积胸高断面积、林木分化程度、生物多样性,非生物因素即地形因子)对响应变量(保留木生产力、进阶木生产力、死亡量)的影响,采用变差分解法分析3种生物量变化对生物量净变化量的相对重要性。【结果】对保留木生产力,所有解释变量可解释其总方差的12.07%,单位面积胸高断面积有显著正效应,坡度有显著负效应。对进阶木生产力,所有解释变量可解释其总方差的22.62%,胸径变异系数和系统发育多样性指数有显著正效应,单位面积胸高断面积、海拔和坡度有显著负效应。对死亡量,所有解释变量可解释其总方差的3.51%,单位面积胸高断面积有显著正效应。进阶木生产力、保留木生产力和死亡量对生物量净变化量方差的单独解释量分别占0.01%、20.87%和74.54%,其中,死亡量相对贡献最大,但可预测性较低。【结论】单位面积胸高断面积对不同生物量动态过程的作用不同,其中较高的单位面积胸高断面积促进保留木生长,加速林木死亡,对进阶木生长有明显抑制作用。林木分化程度及系统发育多样性促进进阶木生长。在地形因子中,保留木生长受坡度限制,进阶木生长同时受海拔和坡度限制。生物量净变化量主要受死亡量和保留木生产力影响。
[期刊] 林业科学  [作者] 孟令君  张春雨  姚杰  赵秀海  
【目的】探究密度制约和生境过滤在群落、龄级和物种3个水平对幼苗存活的影响及相对重要性,为温带森林幼苗更新与物种多样性维持机制研究提供理论依据。【方法】基于对吉林蛟河针阔混交林209个幼苗监测样站连续3年(2016—2018)的动态监测及光照和土壤条件的测定,运用广义线性混合模型划分零模型、生物模型、生境模型和全模型4个模型,在群落、龄级和物种3个水平分析影响幼苗存活的因素及其相对重要性。【结果】2016—2018年累计调查到乔木幼苗共计3 970株,分属19种10科13属,其中重要值排名前5位的幼苗树种是水曲柳、紫椴、色木槭、红松和东北枫;至调查结束时(2018年9月),幼苗死亡数量共计2 644株,存活率4%;在群落水平上,幼苗存活率与异种幼苗邻体个体数、土壤有效钾和全磷含量均显著正相关(P<005);在龄级水平上,不同年龄幼苗个体的存活对生物邻体和非生物环境因素的响应存在差异,当年生幼苗存活率与同种幼苗邻体密度和异种幼苗邻体密度均显著正相关(P<005;P<001),且与异种大树邻体胸高断面积之和显著负相关(P<005),多年生幼苗存活率与生物邻体变量无显著相关性,而与土壤有效钾和全磷含量等非生物环境因素显著正相关(P<005);在物种水平上,幼苗个体存活的影响因素表现出种间差异,水曲柳幼苗存活率与异种幼苗邻体个体数显著正相关(P<005),色木槭的幼苗存活率与同种大树邻体胸高断面积之和显著负相关(P<005),紫椴幼苗在土壤有效钾含量较高的生境中存活率更高,而红松幼苗偏好有效氮和有效磷含量较低的土壤环境。【结论】密度制约和生境过滤共同影响乔木幼苗存活,但其相对重要性随年龄和树种而变化。当年生幼苗存活主要受邻体的影响,而生境因素对多年生幼苗存活影响更显著。密度制约效应在吉林蛟河针阔混交林群落中得到验证,与土壤养分条件相关联的生境过滤作用对幼苗存活影响显著。在林分更新过程中需综合考虑幼苗个体存活影响因素的种间和龄级差异,在主要树种育苗及林下补植中需结合考虑不同树种偏好的生境因素进行适当管理。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 米爽  宋子龙  秦江环  孟令君  张春雨  赵秀海  何怀江  
【目的】探究不同抚育采伐强度下吉林蛟河针阔混交林幼苗更新状况,为进行科学合理的森林经营提供理论依据和科学指导。【方法】以吉林蛟河4 hm~2采伐样地为基础,将100个2 m×2 m的幼苗样方中所有乔木树种幼苗作为研究对象,基于2018年7月至9月每月上旬的幼苗监测数据,比较不同采伐强度下样地内幼苗的物种组成、数量特征以及月际动态,采用单因素方差法分析抚育采伐对林下幼苗更新的影响。【结果】(1)调查期间共监测到幼苗948株,隶属10科12属19种。对照、轻度、中度和重度采伐下样地的物种丰富度分别为8、13、14、16,采伐后样地内幼苗的物种丰富度、辛普森指数、香农-威纳指数和均匀度指数都有显著提高。(2)不同采伐强度下样地内幼苗数量差异较大,轻度采伐样地和重度采伐样地的幼苗数量明显高于对照样地和中度采伐样地。采伐后幼苗不同龄级和高度级上数量的分布趋于均匀,随着采伐强度的增大,较大龄级和较大高度级上幼苗数量的比重逐渐增多。(3)采伐后样地内幼苗死亡率降低,增补率上升。不同采伐强度下幼苗的死亡率和增补率存在较大差异,其中重度采伐样地内幼苗的死亡率较低,轻度和中度采伐样地内幼苗的增补率较高。【结论】抚育采伐影响了林下幼苗更新。采伐后物种多样性指数显著提高。从林下幼苗更新数量来看,轻度采伐和重度采伐下幼苗更新数量较多。从林下幼苗生长状况来看,重度采伐下幼苗龄级分布和高度级分布更均匀,生长较好。
[期刊] 林业科学  [作者] 姜俊  赵秀海  
种间联结性是指不同物种在空间分布上的相互关联性,是植物群落重要的数量和结构特征之一(邓贤兰等,2003),是群落形成、维持和演替的基础(王文进等,2007)。种间联结能有效量化群落中物种相互作用和物种在环境中的配置情况(周先叶等,2000),对于正确认识群落的结构组成、功能和群落演替动态具有重要意义,能为森林经营、森林植被恢复和生物多样性保护提供理论依据
[期刊] 浙江农林大学学报  [作者] 邓宏兼  李卫忠  曹铸  王庆  王广儒  
物种多样性是描述群落组成结构的重要指标,其空间格局及成因是物种多样性研究的基础和重要内容。利用陕西省黄龙山林区油松Pinus tabulaeformis针阔混交林1 hm2样地数据,对物种多样性随尺度的变化趋势,不同尺度下各功能层物种多样性特征,乔木层结构与林下植被物种多样性的关系进行了研究,得到以下结论:1丰富度指数、Simpson指数及Shannon-Wiener指数均随尺度增大先快速增大后趋于平缓,丰富度指数空间变异呈现为不规则变化,Simpson指数及Shannon-Wiener指数空间变异则随尺度增大先减小后趋于稳定,Pielou均匀度指数随尺度增大先急剧减小后趋于稳定,其空间变异则...
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 李鹏  李卫忠  王庆  
为了解秦岭南坡针阔混交林乔木层地上生物量的空间分布规律,采用样地调查与异速生长方程相结合的方法,从林分结构与地形因子两方面对研究区森林生物量空间分布特征进行了分析。结果表明:(1)研究区森林生物量表现出明显的空间异质性,变化范围为36.78~114.15 t/hm2,总平均生物量为70.62 t/hm2,并且生物量在不同坡向、海拔等级下差异显著(P<0.05);(2)不同林分结构的生物量水平差异明显;(3)生物量水平和各地形因子具有显著的相关性,并分析了各地形因子对生物量空间分布的影响,为研究区森林生态系统的恢复和重建提供科学依据。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 左强  何怀江  张春雨  赵秀海  张君  李金功  
为分析不同采伐强度下土壤呼吸速率的差异及土壤温湿度对土壤呼吸速率的影响,于2013—2015年5—10月,在吉林省蛟河红松阔叶混交林地表无雪期间,使用LI-8100土壤CO2全自动通量测量仪器测量定不同采伐强度土壤呼吸速率及土深5 Cm处温、湿度,采伐强度分别为:对照0%、轻度采伐15%、中度采伐25%、重度采伐50%。结果表明:采伐使土壤温度增加、土壤湿度降低。不同采伐强度处理样地的土壤呼吸速率值均显著大于对照样地,在研究的第1年与第2年,轻度采伐与重度采伐样地的土壤呼吸速率之间无显著差异(P>0.05),而中度采伐样地的土壤呼吸速率要显著高于轻度采伐处理和重度采伐处理的土壤呼吸速率(P<0...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)  [作者] 马洪婧  陈信力  史珑燕  关庆伟  
【目的】了解不同演替时期落叶阔叶林空间结构和稳定性的差异以及两者之间的关系。【方法】利用混交度、角尺度和大小比数3个空间结构参数及稳定度指数方法,分析侧柏栎树混交林(PQM)、栎树混交林(PM)和黄连木栎树混交林(QPM)3种处于不同演替时期的森林群落的空间结构和群落稳定性特征。【结果】1)PQM、PM和QPM 3种森林群落的混交度分别为0.506,0.790和0.678,PM属于极强度混交,PQM和QPM属于强度混交;角尺度分别为0.459,0.522和0.447,PM属于团状分布,PQM和QPM属于均匀分布;大小比数分别为0.430,0.501和0.507,3种群落的生长都处于优势状态。2...
[期刊] 林业科学  [作者] 万盼  刘文桢  刘瑞红  王鹏  王宏翔  惠刚盈  
【目的】研究结构化经营对栎松混交林林分空间结构一元、二元分布特征及稳定性的影响,为结构化经营技术在栎松混交林中的实施和评价提供科学依据。【方法】以甘肃小陇山自然保护区百花林场大干子沟天然栎松混交林为研究对象,2012年设置1块50 m×50 m、2块30 m×30 m固定样地,实施结构化经营;同时设置3块20 m×20 m固定样地,不实施经营措施,作为对照; 2017年对所有样地进行复测。采用角尺度、大小比数和混交度对比经营样地和未经营样地林分空间结构5年前后的变化,并通过最优林分状态的π值法则评价林分稳定性。【结果】1)经营样地在经营前林分水平分布格局接近团状分布,实施结构化经营5年后林分水平分布格局为随机分布;未经营样地林分水平分布格局始终为团状分布。实施结构化经营5年后林分混交度较经营前增加10. 4%,未经营样地5年后林分混交度较5年前仅增加5. 5%。2)实施结构化经营5年后的林分中,处于高度混交且为随机分布、高度混交且为中庸到优势的林木(优势微结构)比例较经营前分别增加21. 63%和13. 84%;未经营样地5年后的林分中,处于高度混交且为随机分布、高度混交且为中庸到优势的林木(优势微结构)比例较5年前仅分别增加3. 75%和3. 35%。实施结构化经营5年后的林分中,处于中庸到优势且为随机分布的林木比例较经营前降低6. 79%;未经营样地5年后的林分中,处于中庸到优势木且为随机分布的林木比例较5年前降低8. 10%。3)林分状态单位圆分析表明,林分状态评价值在实施结构化经营5年后较经营前提高27. 09%,状态由较差到良好,林分稳定性增强;未经营样地林分状态评价值在自然生长5年中提高13. 24%,状态仍为较差。【结论】结构化经营可使林分水平分布格局合理、混交度大幅度增加,优势微结构(高度混交且为随机分布、高度混交且为中庸到优势)林木比例得到明显提高,林分稳定性增强。
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 王倩  王云琦  马超  王彬  李一凡  
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CO_2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),CO_2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。
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