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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王树力 梁晓娇 马超 周健平
为弄清羊柴灌丛与沙地土壤之间的耦合关系,以浑善达克沙地为对象,选择保育状况良好的羊柴种植沙地,构建了样地位置—羊柴灌丛—沙地土壤物理性质—沙地土壤化学性质的结构方程模型。结果表明:沙地恢复15年后,羊柴灌丛的盖度与密度、土壤物理性质和土壤化学性质均表现出不同程度的空间异质性;羊柴植被的盖度与密度对010 cm、1020 cm、2040 cm土层土壤的物理性质和化学性质多有正影响,总路径系数分别为0.01、0.42、0.50和-0.07、0.49、0.79;010 cm、1020 cm和2040 cm土层土
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
梁椿烜 马景永 杨睿智 吴雅娟 田赟 贾昕 查天山 杨林
【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,R2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。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
周健平 王树力
为探讨林分上下层间结构与树木多样性的关系,以阿什河流域天然次生杂木林为对象,构建了立地条件-林分上层结构-林分上层树木多样性-林分下层结构与树木多样性的结构方程模型。结果表明:立地条件(ξ1)对林分上层结构(ξ2)具有直接正影响,影响系数为0.59;对林分上层树木多样性(ξ3)具有正影响,总影响系数为0.75,直接影响系数为0.43;对林分下层结构与树木多样性(ξ4)具有负影响,总影响系数为-0.58,直接影响系数为-0.12。林分上层结构(ξ2)对林分上层树木多样性(ξ3)具有直接正影响,影响系数为0.55;对林分下层结构与树木多样性(ξ4)具有负影响,总影响系数为-0.55,直接影响系数为...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王树力 周健平
为探讨林分生长与影响因素的关系,以阿什河流域天然次生杂木林为例,构建了立地条件--林分结构--树木多样性--林分生长的结构方程模型。结果表明:对三大硬阔(水曲柳、黄波萝和胡桃楸)蓄积量影响最大的因素是立地条件,总影响系数为0.541,直接路径系数为0.597;其次为林分结构,总影响系数为0.402,直接路径系数为0.451;树木多样性对三大硬阔蓄积量存在负影响,直接路径系数为-0.190,无间接影响。对全林分蓄积量影响最大的因素是林分结构,总影响系数为0.776,直接路径系数是0.720;其次为立地条件,总影响系数为0.394,直接路径系数为0.153;树木多样性、三大硬阔蓄积量对全林分蓄积量...
[期刊] 林业科学
[作者]
刘鹏 贾昕 杨强 查天山 王奔 马景永
【目的】探究毛乌素沙地半干旱区典型油蒿灌丛生态系统土壤呼吸速率特征,揭示土壤温湿度对土壤呼吸速率的影响,以期为预估半干旱区土壤碳排放提供科学依据。【方法】在宁夏盐池选取典型油蒿群落,采用切根法剖分土壤呼吸组分,于2014年4—10月利用自动气室法对切根处理与对照样地的土壤呼吸速率进行连续观测,采用指数方程拟合土壤呼吸组分对土壤温度的响应,并运用线性回归分析温度响应函数残差(观测值/预测值)与土壤含水率间的关系。【结果】在日尺度、自养呼吸速率最大值出现时间(11:00)早于土壤温度最大值出现时间(15:00),而异养呼吸速率最大值出现时间基本与土壤温度最大值出现时间一致;在生长季中期(6—8月),土壤总呼吸速率,自养呼吸速率和异养呼吸速率的温度敏感性(Q10)分别为1.51,1.40和1.88;自养呼吸速率对温度的响应受水分的影响,当土壤含水率小于8%时,土壤温度仅能解释自养呼吸速率季节变异的36%(Q10=1.10),自养呼吸速率的温度响应函数残差随土壤含水率升高而增加(R2=0.59,P0.65);自养呼吸贡献率(自养呼吸速率/土壤总呼吸速率)在日尺度上存在中午降低的现象;在季节尺度,RA/RT呈现出明显的季节性波动,在5—8月平均为54%,9—10月平均为69%。【结论】在日尺度,自养呼吸速率受土壤温度的影响较小,而异养呼吸速率主要受土壤温度调节;在季节尺度,异养呼吸速率主要受土壤温度调节,其Q10高于自养呼吸速率;而自养呼吸速率对温度的响应受水分的调节,其Q10随土壤含水率升高而增大;自养呼吸贡献率在日尺度与季节尺度的动态变化很可能来源于呼吸组分对环境因子的差异响应。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
文明 岳永杰 郭景怡 钟淇涵 赵恺 崔莹
【目的】分析科尔沁沙地东部31个人工林林分的生态稳定性状况,总结相应改善措施,为科尔沁沙地生态恢复提供一定的理论和技术支撑。【方法】以科尔沁沙地东部地区31个人工固沙林林分为研究对象,以生物学稳定性、抵抗稳定性、功能稳定性为准则层,以沙地人工固沙林生态稳定性为目标层,建立科尔沁沙地东部人工固沙林生态稳定性评价指标体系。采用传导机制建立结构方程模型后,确定人工固沙林生态稳定性指标权重。基于K-means聚类分析和等距划分法,确定人工固沙林生态稳定性等级划分标准。【结果】生物学稳定性、抵抗稳定性、功能稳定性所占权重分别为0.386、0.275、0.339。科尔沁沙地东部人工固沙林生态稳定性划分为高、中、低3个等级。林分综合得分值在3.261~4.10范围内为高,在2.421~3.261范围内为中,在1.581~2.421范围内等级为低。31个人工固沙林林分中13个林分生态稳定性处于高度稳定水平状态,13个林分处于中度稳定水平状态,5个林分处于低度稳定水平状态。【结论】樟子松×小叶杨×小叶锦鸡儿林等林分生态稳定性高,生态修复效果好。在适地适树的原则下,推荐该类树种搭配模式广泛应用。
[期刊] 经济地理
[作者]
李慧 王继军 郭满才
黄土丘陵区生态环境脆弱,农民增收与生态恢复是该区域的2大主要需求。商品型生态农业能够使满足这2个需求的"行为过程"有机结合,实现产业与资源的耦合。商品型生态农业系统要素之间存在复杂的耦合关系,为此引入"结构方程模型"。通过对典型流域(村)124户农户资料的分析与建模,结果表明:农业产业对商品型生态农业系统耦合态势具有直接影响作用,即农业产业构成了农户商品型生态农业建设的主体,而"耦合态势"却决定了农户对生态环境和社会发展的认识;在"系统运行过程中",农业资源、农户环境与农业产业具有两两相关性,且农业资源与农户环境的变化通过产业的发展传递并影响到农户生态经济系统耦合态势。这一结果与商品型生态农业的理念相吻合。为此,必须提高农户对社会经济发展的感知程度,合理、有效的利用农业资源,促进产业与农业资源的优化耦合。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
董雪 郝玉光 辛智鸣 段瑞兵 张冉浩 马媛 刘芳
[目的]研究荒漠草原区出现灌丛化现象后,灌丛沙堆在退化生态系统中发挥的保育功能和防风固沙作用。[方法]该研究以浑善达克沙地3种典型荒漠草原灌丛长柄扁桃(Amygdalus pedunculata)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)为研究对象,通过测定分析3种灌丛形态参数、沙堆形态参数和灌丛下土壤颗粒分形维数,探讨其沙堆形态发育和土壤颗粒组成特征,以及与植物灌丛形态特性和固沙能力的关系。[结果]表明:3种典型灌丛沙堆均为圆锥状,其沙堆高度随沙堆半径的增加呈对数曲线增加,即在沙堆形态较小时,随着沙堆半径的增大,沙堆高度增加较快,而随着沙堆底面积不断增大,沙堆高度变化就会趋于稳定且增加速度降低,整个沙堆在水平方向的延伸速度大于垂直方向;沙堆形态参数之间以及与灌丛形态参数间表现出显著相关性,随着灌丛地上生物量的增加,沙堆高度、半径、底面积和体积均呈显著增加(P<0.05),3种灌丛沙堆体积和固沙率差异性显著(P狭叶锦鸡儿>长柄扁桃;灌丛使降尘等细粒物质拦截或聚集在灌丛下,土壤颗粒分形维数与粒径(狭叶锦鸡儿(2.259)>长柄扁桃(2.149)>裸沙地(2.057)。[结论]灌丛越大,沙堆体积越大,灌丛下沉积细物质越多,土壤分形维数越大,植物固沙能力越强。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘进辉 王雪芹 马洋 谭凤翥
以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲西部过渡带为研究区,从风沙地貌的角度详细研究了柽柳灌丛沙堆—丘间地系统土壤粒度空间异质性变化规律。结果表明,研究区以极细沙为主,其次为粉沙和细沙,属于风力有效搬运的粒径范围。随着植被总盖度从30%→15%~20%→10%→
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘进辉 王雪芹 马洋 谭凤翥
以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲西部过渡带为研究区,从风沙地貌的角度详细研究了柽柳灌丛沙堆—丘间地系统土壤粒度空间异质性变化规律。结果表明,研究区以极细沙为主,其次为粉沙和细沙,属于风力有效搬运的粒径范围。随着植被总盖度从30%-15%~20%-10%-<5%降低,0~10cm土层平均粒径从74.41-77.28-86.29-92.71微米变化,并伴随着黏粒消失和粗沙出现。相同植被条件下,以灌丛下土壤平均粒径最小、沙堆边缘和风影区次之、丘间地最大,分选性则以丘间地最好而灌丛下最差。过渡带植被可截获相当部分远程输送的悬移质,使表土物质组成细化;灌丛沙堆明显的细粒富集效应及丘间地土粒相对粗化与风...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
郝竹林 闵涛 谷明礼 冯民权
【目的】对污染物在土壤环境中的运移分布规律进行模拟,并对模型中的主要参数进行反演。【方法】以土壤中的硝酸盐氮和氨氮为研究对象,建立一维数学耦合模型,用建立的模型对不同时间和不同深度土壤的硝酸盐氮和氨氮含量变化进行分析,并给出其求解的有限元过程。在此基础上,采用微分进化算法对建立的一维耦合模型的多个参数进行反演。【结果】构建了土壤污染一维耦合模型,用该模型对不同时间和不同深度土壤的硝酸盐氮和氨氮含量变化进行分析,结果表明,污染物在土壤中的含量达到一定值后会趋于稳定或降低,说明污染物在土壤中先有一个积累过程,然后有一个释放过程。采用微分进化算法反演得到的一维耦合模型的主要参数值与真值较为接近。【结...
关键词:
土壤污染 有限元方法 微分进化 参数反演
[期刊] 西南农业学报
[作者]
杨邵文 沈强 夏可 胡青青 张世文
【目的】本文旨在探究矿业复垦土壤有机质含量的快速估测方法,为矿业复垦土壤质量快速监测提供技术参考。【方法】以湖北省某矿业复垦区作为研究对象,对复垦土壤光谱反射率进行了3种光谱变换;以全波段和显著性波段(与有机质含量的相关系数通过P=0.05检验)为2种建模数据,采用偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)、随机森林回归(Random Forest Regression,RFR)以及支持向量机(Support Vector Machine, SVM)3种方法,建立并优化遴选土壤有机质含量反演模型,并基于优化模型进行算术平均值二次估测。【结果】对于PLSR与SVM模型,采用显著性波段建模R~2和RPD整体上更高,而RFR模型采用全波段建模R~2和RPD较高;基于显著性波段建立的一阶微分PLSR模型稳定性与预测能力最好,R~2和RPD分别为0.77和2.14;与传统的单一模型相比,采用算术平均值二次估测能够在一定程度上提升估测精度,尤其是标准正态变换方式下提升空间更大,表现出了较好的稳定性与预测能力。【结论】建模数据的选取是影响模型精度的重要因素;对光谱数据进行一阶微分变换后,可以使模型拥有更好的估测效果;基于优化模型耦合算术平均的二次估测模型较单一模型效果更佳,在标准正态形式下的PLSR(全波段)+RFR(全波段)模型反演效果相对较好。
关键词:
高光谱 土壤有机质 反演模型 显著性波段
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李春友 龚元石 陆光明
根据冬小麦生长发育与土壤水分条件关系的机理研究,建立了田间条件下的土壤水分运动与作物生产耦合机理模型。该模型包括土壤水分运动子模型和作物生长发育子模型,分别模拟了棵间蒸发、根系吸水、生育期、光合、呼吸、同化物分配、根系生长、叶面积增长、产量形成等过程。用1995-10~1996-06的田间试验资料对模型进行验证,结果表明该模型能较好地模拟土壤水分运动与作物生长发育过程的耦合关系。
[期刊] 林业科学
[作者]
刘任涛 朱凡
【目的】调查不同林龄灌丛地面节肢动物群落特征,分析柠条灌丛林固沙过程对地面节肢动物多样性与功能群结构的影响规律,并以周围封育草地为对照,基于地面节肢动物多样性与功能群结构辨析柠条灌丛对流动沙地的固定恢复效果,为生物多样性恢复、人工灌丛林管理、沙漠化防治提供科学依据。【方法】在宁夏盐池选择流动沙地,以6,15和36年生柠条灌丛林为研究样地,以周围邻近封育草地为对照,利用陷阱诱捕法,调查不同林龄灌丛样地地面节肢动物群落组成与结构特征,结合功能群划分分析不同林龄灌丛样地间地面节肢动物功能群结构(捕食性和植食性)的变化规律。【结果】1)地面节肢动物优势类群包括蠼螋科、拟步甲科和鳃金龟科,其个体数占总个...
[期刊] 资源科学
[作者]
朱新玉
在湿地生态系统恢复重建过程中,湿地土壤质量变动与景观类型的相互关系及其耦合机制的研究,已成为国内外学者研究的热点问题。本文以豫东黄河故道湿地为研究对象,利用主成分分析、线性回归分析和典型相关分析等方法,研究故道湿地景观类型与土壤质量因子之间的关系,探讨景观类型与土壤生态过程之间的耦合关系。结果显示:1主成分分析(PCA)和典型相关分析(CCA)表明,主成分与湿地景观类型密切相关;主成分P1(土壤有机质与微生物活性)与山杨林地的相关性最大;主成分P2(土壤总磷与容重)与莎草沼泽的相关性最大;主成分P3(土壤p H值)与碱蓬滩地的相关性最大;2土壤性质的改变能够很好地响应湿地景观类型,各景观类型从...
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