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2025,39(3):1-14, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.031
Abstract:
［目的］旨在探讨喀斯特水源涵养特点及功能，为深入理解其水源涵养内在过程并改进综合评估方法提供理论支持。［方法］回顾水源涵养的概念发展、生态功能及其评估与研究方法，针对喀斯特区域生态地质特点与水文过程，讨论喀斯特水源涵养特点及其生态功能，展望喀斯特水源涵养研究并提出建议。［结果］1）喀斯特水源涵养在岩土结构、水文地质条件、生态水文过程方面显著区别于非喀斯特区域。2）喀斯特水源涵养的主要功能包括储存、调节与供给。3）建议利用高精度地球物理探测技术，加强喀斯特地下结构的定量研究与探索，提升对喀斯特地下系统结构的认识，强化喀斯特地下结构对水文过程和水源涵养能力的作用研究，量化喀斯特地下结构对水源涵养的贡献。针对喀斯特地下结构特点和储水层空间发育规律，基于喀斯特长期流域实测数据优化现有模型并开发新的评估方法。提升对喀斯特地下水源涵养重要性的认识与重视，建议将喀斯特地区水源涵养同土壤保持功能提升到同等极重要等级。［结论］未来研究应聚焦喀斯特水源涵养中的地下水文过程，融合多学科方法，完善喀斯特水源涵养评估体系，以推动相关理论与应用的进一步发展。
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毛燕俊, 颜科宇, 陈正发, 段青松, 胡燕梅, 王道祥, 杨晓峰, 董辰晨
2025,39(3):15-26, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.038
Abstract:
［目的］探究耕作措施对红壤坡耕地土壤有机碳流失/淋失过程的影响及耦合协同机制，为红壤坡耕地通过优化耕作措施调控土壤有机碳流失/淋失提供科学依据。［方法］通过布设覆膜耕作（PM）、横坡垄作（RT）、顺坡垄作（DT）和传统耕作（CT）4种耕作措施试验小区，采用精细化室内人工模拟降雨的研究手段，并结合结构方程模型（SEM），探析降雨侵蚀过程不同耕作措施对红壤坡耕地有机碳流失/淋失的影响机制。［结果］地表径流和壤中流量大小关系分别为PM>DT>CT>RT、RT>CT>DT>PM，其中，PM、RT、DT和CT小区地表径流分别占总径流量的60.6%、34.9%、53.4%、45.8%，PM、DT产流形式以地表径流为主，RT、CT以壤中流为主。降雨过程产流产沙及有机碳流失/淋失均受耕作措施、生育期和降雨强度三者交互作用的显著影响（p<0.01），其中，DT侵蚀产沙总量最大，较其他耕作措施增大2.00~8.28倍（p<0.05），不同耕作措施和生育期的土壤有机碳流失/淋失总量关系分别为DT>CT>PM>RT，穗期>花粒期>苗期，RT可显著抑制有机碳流失/淋失，较其他耕作措施减少4.9%~52.8%（p<0.05）。地表径流、壤中流和侵蚀泥沙中有机碳流失/淋失量分别为总损失量的56.1%、18.1%和25.8%。SEM分析表明，耕作措施和降雨强度均可通过影响地表径流量、壤中流量及侵蚀泥沙量进而对土壤有机碳流失/淋失过程产生间接影响，其中通过地表径流量对土壤有机碳流失/淋失的影响系数最大，其次为侵蚀泥沙量和壤中流量。［结论］地表径流和侵蚀泥沙是红壤坡耕地土壤有机碳流失/淋失的主要途径，RT在减少红壤坡耕地地表径流量、侵蚀泥沙量及阻控土壤有机碳的流失/淋失方面表现出显著优势，可作为红壤坡耕地耕作管理中的优先推广措施。
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2025,39(3):27-33, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.032
Abstract:
［目的］通过解析东北典型黑土区小流域沟系特征和不同级别沟道形态差异，探索侵蚀沟和河道划分方法。［方法］选取黑龙江省宾县典型黑土分布区的小流域（14.59 km2），基于无人机影像及其生成高精度数字高程模型，利用Strahler河网分级法对永久性沟道进行分级。［结果］小流域沟道线密度为3.87km/km2，各级沟道数量随着等级增加呈指数递减趋势。1级沟道数量占比最高（64.60%），2级沟道的长度和面积占比最大（分别为37.62%和29.57%），4级以上沟宽明显增大，5~6级的沟长、沟宽和面积均明显高于低等级沟道，4~6级沟道沟深逐渐增加，1~3级沟道截面以“V”形和“V~U”形为主。1~3级沟道为切沟，5级和6级沟道均为河道，4级既有沟道也有河道。［结论］河网分级法可以用于划分黑土区小流域沟道级别，切沟和河道在形态上具有显著差异，研究结果可以为侵蚀分级分类提供参考。
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2025,39(3):34-40, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.023
Abstract:
［目的］为研究东北黑土区横垄坡耕地的融雪侵蚀特征及其影响因素，通过选择黑龙江省牡丹江市麻花沟小流域内相同坡度不同坡长坡耕地进行融雪过程观测，探讨不同坡长径流小区融雪侵蚀特征及变化规律。［方法］在春季融雪期间，研究3种坡长（5、20、100 m）横垄坡耕地的融雪侵蚀过程，分析融雪期间雪深、径流率、含沙量，以及径流总量和泥沙量的变化过程。［结果］1）积雪深度在融雪期间呈现明显的下降趋势，在融雪中期下降较快，在融雪初期与融雪末期下降相对缓慢，5、20、100 m坡长完全融化时间分别为5、6、6 d。2）融雪过程中，100 m坡长每日在9：30左右开始产流，17：30左右停止产流；5、20 m坡长产流时间较晚1 h左右，产流结束时间提前1 h左右。5、20、100 m坡长累计产流时间分别为5、6、7 d。各坡长径流率和含沙量呈先增大后减小的趋势，径流率和含沙量随着坡长的增加而增加，且含沙量峰值相对于径流率滞后约0~2.0 h。3）在融雪过程中，日径流总量和泥沙量大小为100 m>20 m>5 m，各小区径流总量和泥沙量变化呈先增大后减小的趋势。［结论］在融雪过程中，不同坡长条件下积雪深度、产流产沙过程变化规律相似。产流时间、坡面径流率、含沙量、径流总量和泥沙量均随着坡长的增加而增加。对不同坡长条件下横垄坡耕地融雪侵蚀过程的研究，可为东北黑土区坡耕地水土流失的治理提供一定的理论依据。
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李朋飞, 张丽媛, 胡晋飞, 唐柄哲, 严露, 丹杨, 赵广举
2025,39(3):41-52, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.024
Abstract:
［目的］为深入剖析三江源地区土壤侵蚀空间分布和主导因素，保障区域生态安全。［方法］利用区域尺度土壤侵蚀过程模型PESERA模拟1983—2022年4个时段（每10 a为1个时段）三江源地区的平均侵蚀速率，并采用最优地理探测器分析单因子对侵蚀速率的解释力及多因子间的交互作用。［结果］PESERA模型在三江源地区验证结果较好（NSE=0.53，R2=0.69）。三江源地区的侵蚀速率呈由南向北逐渐降低的空间分布特征，剧烈侵蚀［>150 t（∕hm2·a）］、轻度侵蚀［<5 t（∕hm2·a）］和微度侵蚀［5~25 t（∕hm2·a）］分别集中在研究区南部的澜沧江源地区、西北部的长江源地区和东部黄河源地区，其余侵蚀强度主要在三江源南部地区。单因子探测结果表明，地形起伏度和降水量对侵蚀速率的解释力最高，分别为0.43和0.35。在交互分析中，降水量与植被覆盖度的交互作用解释力最高为0.73，地形起伏度与其他因子的共同作用显著提高对侵蚀速率的解释力。［结论］1983—2022年三江源土壤侵蚀以轻度侵蚀为主，侵蚀速率产生先上升后下降的时间变化，地形起伏度、降水量、植被覆盖度为影响该区域侵蚀的主要因素。研究结果为三江源地区的土壤侵蚀防治和生态保护提供有益参考。
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舒胡佳, 扈晓碟, 肖海兵, 王剑, 史志华, 申梦雪, 郝宗宇, 张闯, 汪艳
2025,39(3):53-60, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.005
Abstract:
［目的］为明确降雨驱动下流域硝酸盐输出通量与模式的变化特征。［方法］以典型亚热带丘陵流域湖南省龙堰小流域为研究对象，高频监测流域径流与硝酸盐浓度的动态变化，并结合C-Q关系模型，明确不同降雨类型间流域硝酸盐输出通量与模式的差异。在此基础上，应用冗余分析与相关性分析，明确硝酸盐输出的关键影响因子。［结果］所有降雨事件的径流硝酸盐加权平均浓度为0.08~1.50 mg/L，其中，小雨事件的加权平均浓度仅为0.35 mg/L，大雨和暴雨事件的加权平均浓度分别是小雨事件的1.68、2.97倍。降雨事件流域硝酸盐输出通量为4.27~353.85 g/h；其中，中雨事件平均输出通量最低，仅为20.39g/h，而大雨和暴雨事件平均输出通量分别高达185.08、194.49 g/h。流域硝酸盐输出模式以富集模式为主，占比75%。随着事件强度增加，硝酸盐输出模式变异性减小。冗余分析和相关性分析结果表明，相较于降雨历时、降雨强度等因子，降雨量、前3 d降雨量、初始流量是影响流域硝酸盐输出的关键因子，对硝酸盐输出特征解释率分别为33.8%、17.1%、13.1%。其中降雨量与硝酸盐浓度、硝酸盐输出通量呈显著正相关（p<0.01和p<0.05），前3 d降雨量与硝酸盐输出模式呈显著正相关（p<0.05）。［结论］降雨量、前期降雨量和初始流量的共同作用改变硝酸盐输送源区与路径，使硝酸盐输出变得更为复杂。科学认识降雨驱动下流域硝酸盐输出的变化规律对指导流域面源污染防控具有重要科学意义。
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雷涵喆, 徐金忠, 杨庆楠, 张晓娅, 赵怡凯, 李雨, 张玉鹏, 付玉
2025,39(3):61-69,77, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.014
Abstract:
［目的］为探究间歇性降雨条件对黑土表层孔隙结构和团聚体周转的影响。［方法］以黑土表层土壤为研究对象，采用稀土元素示踪法+人工模拟降雨+CT扫描相结合的研究方法，阐明表层团聚体特征、表层团聚体的周转特征、表层土壤孔隙特征对降雨强度和降雨次数的响应。［结果］间歇性降雨条件下，孤立孔隙均集中于土壤表层。随着降雨次数的增加，雨强40 mm/h下连通孔隙度始终大于孤立孔隙度，雨强70 mm/h下连通孔隙度和孤立孔隙度交替出现最大值。对于大团聚体，随着降雨次数的增加，当连通孔隙度减小时，5~2 mm团聚体破碎成0.25~0.053 mm团聚体的能力变小，5~2 mm团聚体破碎成<0.053 mm团聚体的能力增大；当连通孔隙度增大时，则与之相反。对于小团聚体，随着降雨次数的增加，0.25~0.053 mm团聚体破碎成<0.053 mm团聚体的能力越强，而<0.053 mm团聚体聚集形成0.25~0.053 mm团聚体的能力逐渐减小。［结论］随间歇性降雨次数的增加，孤立孔隙集中出现在土壤表层，同时大团聚体逐渐破碎成小团聚体的能力逐渐增强，但小团聚体形成大团聚体的能力逐渐减小。
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2025,39(3):70-77, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.019
Abstract:
［目的］研究降雨强度对喀斯特区土石混合工程堆积体坡面产流的影响，以期为堆积体水文特性研究提供更加深入的科学依据，为堆积体生态修复提供理论参考。［方法］从研究区内典型的土石混合工程堆积体获取试验材料，通过室内模拟降雨试验的研究方法，研究典型坡度（30°）和典型砾石（体积分数30%）工程堆积体坡面在不同雨强（50、70、90、110 mm/h）下的产流特性。［结果］1）土石混合工程堆积体坡面产流包括地表、壤中及地下3种方式，且主要以壤中流及地下产流为主，地表产流比率随降雨强度增大而减小。2）工程堆积体坡面地表径流随降雨时间变化表现为先快速增大后逐渐减小再逐步趋于稳定的趋势，峰值多数在降雨开始后30 min左右出现。壤中流随降雨时间的增加先增大后趋于稳定，趋于稳定的时间点随雨强的增大而延迟，且相较于地表产流更为平缓。地下产流整体表现为先增大后减小趋势，转折时间点多数在降雨开始后70~90 min。3）降雨强度与工程堆积体坡面各径流类型产流之间呈极显著正相关（p<0.01），相关系数均在0.7以上。［结论］喀斯特区土石混合工程堆积体坡面产流方式包括地表、壤中及地下3种，其中壤中流及地下产流占主导地位。降雨强度的变化对堆积体坡面产流具有显著影响，各类型产流量均随降雨强度的增大相应增加。
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2025,39(3):78-87,96, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.034
Abstract:
［目的］为阐明连续降雨条件下坡面径流路径与微地形变化特征及其对侵蚀产沙的影响。［方法］以具有典型代表性的晋西黄绵土坡面为研究对象，开展室内人工模拟降雨试验，降雨强度为30、60、90 mm/h，坡长3 m，宽1 m，坡度15°。［结果］坡面产流速率随着雨强的增大由144.84 mL/（min·m2）增至978.02 mL/（min·m2），并且随降雨场次的增加增速加快，达到稳定的时间由24 min减小到15 min。产沙方面，不同降雨强度下产沙速率的变化趋势呈显著差异，30 mm/h的雨强下，场降雨平均产沙速率由最初的0.08 g/（min·m2）随产流历时延长逐渐增加后趋于稳定为0.13~0.42 g/（min·m2）；而在60、90 mm/h雨强下，场降雨平均产沙速率随产流历时分别由2.02、2.76 g/（min·m2）逐渐减少，后分别稳定在0.55~0.99、0.50~0.83 g/（min·m2）。30 mm/h条件下，坡面径流路径分布相对随机，而在90 mm/h条件下的第4场降雨后，形成1条长4.45 m的主要流路，并贯穿整个坡面，径流连通程度增加，流路稳定发展。地表粗糙度、切割度的值由坡面上部至下部依次增大，并且随着降雨强度的增加，高值区面积占比由33.09%、18.74%增至53.63%、30.80%。［结论］研究结果为连续降雨条件下晋西黄绵土坡面径流连通过程及微地形变化的深入理解及水土流失治理提供科学依据。
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明俊男, 王泉泉, 袁再健, 张宇婷, 于波, 黄斌, 廖义善, 郑明国, 姜世晗, 欧海东
2025,39(3):88-96, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.027
Abstract:
［目的］探讨粤北典型牛肝土坡耕地坡面侵蚀规律对当地水土保持工作与农业可持续发展具有重要意义。［方法］以粤北南雄盆地坡耕地牛肝土为研究对象，通过人工模拟降雨实验方法，设置3种坡度（5°、10°和15°）和5种雨强（80、90、100、110、120 mm/h），探讨次降雨事件牛肝土坡耕地坡面产流产沙特征，分析坡面侵蚀量与降雨、产流、坡度的关系。［结果］1）牛肝土较缓坡面（5°）的初始产流时间比较陡坡面（10°、15°）长2~10 s，且雨强对坡面初始产流时间的影响大于坡度；2）较陡坡面比较缓坡面的产流量大，3种坡度与5种雨强的坡面径流量为22.86~34.78 L，相同坡度不同雨强及相同雨强不同坡度下坡面产生的径流差异不大，且雨强对坡面径流量的影响大于坡度；3）牛肝土坡面在产流初期产沙率较高，之后趋于波动稳定，且在相同坡度情况下，雨强越大，坡面侵蚀产沙量越大；在相同雨强情况下，坡度越大，坡面侵蚀产沙量越大；在实际雨强119.5 mm/h与15°坡度的侵蚀泥沙量最大；4）牛肝土坡耕地坡面侵蚀受到降雨量、降雨强度、径流量和坡度等因素的影响，且坡面产沙量与径流量、降雨量呈显著正相关，决定系数R大于0.56。［结论］牛肝土坡耕地坡面初始产流时间与雨强和坡度均有关，坡面初始产流时间随雨强变大而变短，随坡度变大而变短；坡面产流量与产沙量均随坡度、雨强的增大而增加；可以用线性方程或二次函数方程拟合坡面产沙量与径流量、降雨量及雨强的关系，方程的决定系数较高。
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2025,39(3):97-104,115, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.003
Abstract:
［目的］大型水库群拦沙条件下，长江上游干流水沙关系出现累积变异，年径流量不存在显著变化而年输沙量持续减少。［方法］基于1950—2022年长江上游主要干支流年径流量、年输沙量观测值，采用改进的双累积曲线法，计算双累积曲线偏差序列并引入尺度缩放因子，分析长江上游流域水沙累积变异规律。［结果］长江上游水沙关系分别在1985年、1998年、2002年和2013年发生突变，年均含沙量由1.20 kg/m3依次下降为1.02、0.77、0.12、0.03 kg/m3。结合长江上游大型水库群时空分布，分析对长江上游水沙关系存在明显调控作用的大型水库发现，长江上游发生4次水沙关系突变分别对应宝珠寺和乌江渡水库、二滩和三峡水库、向家坝水库、溪洛渡水库的蓄水运用，由此导致长江上游年均输沙量减少5.15亿t，上游流域减沙率为97.17%。［结论］改进双累积曲线法可有效量化水沙关系累积变异，识别多时间尺度突变点。长江上游水沙关系突变受水库群拦沙主导，且支流与干流水库的时空叠加效应加剧了累积变异。研究成果可为流域水沙调控提供理论依据。
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2025,39(3):105-115, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.006
Abstract:
［目的］探究水稻秸秆生物炭对矿区压实土壤水分入渗和蒸发特征的影响，为秸秆废弃物的资源化利用和矿区土壤修复提供依据。［方法］在模拟1.2、1.3、1.4、1.5、1.6 g/cm3（T1.2~T1.6）压实处理下，设置4种生物炭施量（0、2%、4%、6%）进行室内土柱模拟试验。［结果］1）不同施用量生物炭均减缓不同压实土壤湿润锋向下运移速率，土壤水分累积入渗量随生物炭施用量的增加呈先增加后减少趋势。2%施量处理均增加不同压实处理的累积入渗量，其中T1.2、T1.3、T1.5和T1.6时，施生物炭较未施生物炭分别增加10.73%、2.99%、11.96%、2.39%（p<0.05）。当施量增加至6%时，各压实处理的累积入渗量均<2%施量处理。2）幂函数湿润锋模型对生物炭改良压实土壤的湿润锋运移拟合效果较好。Horton模型最适宜估算生物炭改良压实土壤的累积入渗。3）生物炭影响压实土壤蒸发过程的2个蒸发阶段，显著影响快速蒸发阶段（p<0.05），导致蒸发总量减少。不同压实度土壤的残余水分体积分数在各施量下较未施炭土壤均显著增加（p<0.05）。4）压实是影响土壤水分入渗和蒸发的主要因素，生物炭与压实交互作用下的F值相较于压实处理均减小。［结论］2%施量的生物炭对提高矿区压实土壤水分有效性最好，研究结果为生物炭改善矿区压实土壤水文过程和土壤修复提供科学依据。
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闫存杰, 张文奇, 唐志颖, 陈燕鸿, 司净池, 程立辰, 张英虎
2025,39(3):116-126, 134, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.035
Abstract:
［目的］土壤物理性质对优先流影响效应因研究区域不同，存在较大差异。为理清其影响机制，合理评估森林水文效应及森林资源可持续管理提供实践意义。［方法］在江苏省空青山选择3种典型林分（麻栎林、松树林、毛竹林），以降雨强度50 mm/h进行染色示踪试验，基于土壤物理性质测定、图像处理技术分析3种林分下土壤优先流发育规律。［结果］1）麻栎林、松树林和毛竹林土壤均存在明显的优先流现象，3种林分下不同土层染色面积比分别为41.54%~90.00%、9.27%~90.11%、18.19%~93.93%；土壤染色斑块分形维数分别为1.23~1.59、1.62~1.96、1.68~1.97；染色斑块数量分别为2~12、13~160、22~360，均存在显著差异（p<0.05）；土壤染色斑块宽度分别为2.50~3.27、0.47~3.24、0.37~2.59 cm，均存在显著差异（p<0.05）。麻栎林、松树林和毛竹林土壤的优先流百分比分别为91%±3%、27%±7%、51%±7%，均存在显著差异（p<0.05）；基质流深度分别为（14.5±7.3）、（17.9±3.9）、（16.8±3.8）cm。2）3个林分下土壤染色面积比与土壤体积质量呈负相关，与土壤总孔隙度呈显著正相关；染色斑块分形维数与土壤水分质量分数呈正相关；染色斑块数量与黏粒呈正相关（p<0.05）；染色斑块宽度与土壤水分质量分数呈负相关。3）优先流特征参数中的染色面积比和土壤染色斑块分形维数与土壤物理性质建立的多元线性方程拟合度较高，具有较高的参考性，与土壤体积质量和孔隙度的相对重要性较高。［结论］麻栎林、松树林和毛竹林在不同土层深度的土壤入渗性质有明显差异，土壤体积质量和土壤总孔隙度是驱动优先流发育的重要因素。
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2025,39(3):127-134, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.013
Abstract:
［目的］为明确试样尺寸、试样形状、试样类型等试样特征对花岗岩残积土抗剪强度的影响。［方法］对花岗岩残积土开展一系列大型直剪试验，基于剪应力-位移曲线、抗剪强度及其参数等指标，分析上述试样特征对花岗岩残积土强度特性的影响规律，并为实际工程中强度参数确定提供建议。［结果］花岗岩残积土的抗剪强度及其强度参数均随试样尺寸的增大而呈先减小后趋于稳定的变化规律，在最佳试样尺寸下所得到的土体强度能够较好地克服尺寸效应对试验结果的影响；正方形试样抗剪强度及其黏聚力小于圆柱形试样，而内摩擦角大于圆柱形试样，其应力分布的不均匀性加快正方形试样的破坏过程；花岗岩残积土原状样抗剪强度显著高于重塑样，而随着法向应力的增大，原状样与重塑样抗剪强度的差值逐渐减小；采用指数型函数可很好地描述试样强度与试样尺寸之间的关系。［结论］在实际工程应用中，尽量用大直径的试样或采用考虑抗剪强度误差的小直径的试样进行大型直剪试验，以获取较为符合工程实际的强度参数。
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2025,39(3):135-146,153, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.016
Abstract:
［目的］分析天山北坡土壤水分的时空变化特征及其影响因素，探讨耕地扩张对土壤水分的影响。［方法］基于2000—2020年的1 km日尺度土壤水分数据、土地利用数据、气象数据等数据，采用TheilSen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和Pearson相关系数分析，研究0~50 cm土层的土壤水分变化，并通过地理探测器模型探讨影响土壤水分的主要因素及其空间分异特征。［结果］2000—2020年，天山北坡0~50 cm土层土壤水分总体呈减少趋势，尤其在0~10 cm土层变化最显著。不同土地利用类型下，耕地土壤水分显著下降，而林地和未利用地的变化不显著，草地土壤水分呈轻微上升趋势；土壤水分平均值依次为林地>草地>耕地>未利用地。空间分布上，大部分地区土壤水分呈减少趋势，但北部、南部和东部山脉区域土壤水分则有所增加。不同海拔的土壤水分普遍呈下降趋势；随着海拔的升高，土壤水分逐渐增加。未利用地转为耕地时，各深度层次的土壤水分均有所增加，0~10 cm土层尤为显著。草地转为耕地后土壤水分减少幅度较小，而林地转为耕地则各深度层次的减少幅度较大，特别是在40~50 cm土层。植被类型、降水和潜在蒸散发对土壤水分的影响最大，影响力分别为0.63、0.57和0.51，其中降水与植被类型的交互对土壤水分空间异质性影响最为显著。［结论］天山北坡2000—2020年土壤水分呈下降趋势，80%以上区域土壤水分减少。耕地的土壤水分显著下降，林地、草地转为耕地时土壤水分下降。土壤水分变化主要受到降水与植被类型交互作用的显著影响。
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2025,39(3):147-153, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.001
Abstract:
［目的］为探究原位状态下海涂围垦区土壤强度特性与其孔隙特征之间的关系。［方法］以江苏省沿海滩涂不同围垦区土壤为研究对象，通过现场十字板剪切试验和CT扫描技术分析土壤结构与土壤原位抗剪强度（Cu）和灵敏度（St）之间的关系。［结果］滨海（BH）和如东（RD）处St为1.3~5.4，属于中敏感（2~4）至敏感（4~8）范围，但其扰动土的St在不同深度和围垦年限下无明显变化。相比之下，东台（DT）地区扰动土的St差异显著，其各土层深度的St值均高于BH和RD，其中DT1处St最高，BH3处最低。土壤力学性质分析表明，土壤体积质量（CD）、黏粒质量分数与Cu呈正相关（r=0.657，0.782，p<0.05），而土壤孔隙度与之负相关（r=-0.529，-0.414，p<0.05）。土壤灵敏度（St）与分形维数（FD）和孔隙数量（NOP）呈显著负相关（r=-0.611，p<0.05）。在回归分析中进一步揭示Cu与土壤孔隙度呈负相关且St与NOP符合对数递减关系。主成分分析中第1主成分（PC1）主要由孔隙数量、分形维数和黏土质量分数主导，PC2以Cu和CD为主，PC3则受孔隙度和土体抗剪强度共同驱动，这些指标共同强调土壤孔隙结构和物理性质在抗剪强度评价中的重要性。［结论］研究结果为深入理解海涂围垦区土壤特性提供科学依据，对滨海地区工程建设稳定性、边坡稳定性、土壤抗侵蚀能力评估和植物生长条件分析等研究提供重要参考，有助于推动沿海地区农业的可持续发展。
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2025,39(3):154-162, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.017
Abstract:
［目的］蓄水陶土作为一种新型土壤改良剂，其对黄土高原土壤的水力特性影响如何尚未得知。为此研究不同粒径和添加量的蓄水陶土对土壤水力特性的影响。［方法］通过选取山西省太原市西山耕层的粉壤土为供试土壤进行室内物理试验，设置2种蓄水陶土粒径（M：2~5 mm，L：5~10 mm）和4种蓄水陶土添加量（0、5%、10%、20%），测定土壤水分特征曲线和饱和导水率，分析不同粒径和添加量下土壤的水力特性参数的变化。［结果］1）与不添加蓄水陶土的CK相比，添加蓄水陶土能够增强土壤的渗蓄能力。随着添加量和粒径的增加，土壤持水性能的提升效果越好。2）粒径和添加量的不同对Van Genuchten模型各参数产生不同程度的影响。3）随着蓄水陶土添加量和粒径的变化，田间持水量由27.99%增加到31.49%，萎蔫系数由5.85%增加到12.66%，空气容量由19.15%增加到24.68%，饱和导水率增加96.56%~1 150.76%。4）比水容量提升效果大小为m20>L20>M10>L10>L5>M5>CK（M、L分别表示蓄水陶土粒径为2~5、5~10 mm，5、10、20分别表示蓄水陶土添加量的质量比为5%、10%、20%，CK表示不添加蓄水陶土的对照处理）。各处理不同级别孔隙含量规律表相同，均为存储孔>残余孔>传输孔>裂隙孔。［结论］研究结果以期为添加蓄水陶土改善黄土高原水土流失提供一定的理论支持。
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2025,39(3):163-171, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.008
Abstract:
［目的］旨在揭示黄土丘陵区混交人工林林下草本层植物的种类组成、群落结构及生长特征，探讨草本植物在林下对水分截留的影响，为该区域生态恢复及未来森林管理提供理论依据。［方法］通过野外调查与室内分析相结合，以陕西省吴起县为研究区，选择刺槐纯林作为对照组，研究5种不同的混交人工林模式下（刺槐×山杏、刺槐×山桃、刺槐×油松、刺槐×沙棘、刺槐×紫穗槐）的林下草本层植被特征及其对草本截留的影响。［结果］1）与刺槐纯林相比，混交人工林提高林下草本物种的丰富度，其中刺槐×油松的Margalef丰富度指数最高；混交降低林下草本物种的均匀度，其中刺槐×油松的Pielou均匀度指数最低，不同混交模式下林下草本植被的物种丰富度显著增加，但物种均匀度有所下降。2）在草本层盖度和叶面积指数方面，不同混交模式表现出显著差异，混交林的草本截留能力普遍低于刺槐纯林，尤其是刺槐与油松混交林的草本截留能力最低。3）草本层盖度与截留量呈显著正相关，盖度越高，截留能力越强，反映出较大的植被覆盖能够提供更有效的雨水拦截功能。［结论］混交林模式在提高草本物种多样性方面具有优势，但对水土保持能力的影响存在废水效应，尤其是在草本层的雨水截留能力方面。刺槐纯林在截留雨水方面表现出更高的潜力，为人工林的水土保持功能提供重要的管理参考。
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2025,39(3):172-181,190, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.011
Abstract:
［目的］构建合理的生态网络对维护区域生态环境可持续发展具有重要作用。［方法］基于主体功能区视角，针对三大主体功能区设置具有区域性差异的主体功能情景，利用PLUS模型模拟2035年主体功能情景和自然保护情景下的土地利用格局，耦合InVEST和MSPA模型综合识别生态源地，运用电路理论提取生态廊道，以此构建云南省2020年及2035年未来多情景生态网络，并对网络结构进行评价。［结果］1）主体功能情景下耕地、林地得到有效管控，建设用地区域性扩展力度加强，更能满足地区协调发展需求。2）各情景生态源地空间布局相似，呈现“西部多、东部少”的特征，其中重要生态源地占比均超过90%。3）2020年构建的生态廊道数为125条，2035年自然发展情景和主体功能情景构建的生态廊道数分别为113条和133条，廊道密度呈现从西南向东北递减态势。4）主体功能情景下生态网络结构指数均较优，基于该情景构建的生态网络较为理想。［结论］研究提出的基于主体功能战略开展生态网络构建的方法及应用，可为云南省国土空间优化和建设“生态文明排头兵”提供理论支撑和应用参考。
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2025,39(3):182-190, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.012
Abstract:
［目的］通过分析不同气候区自然植被的植被碳储量（VCS）和土壤碳储量（SCS）的变化趋势与环境要素对碳储量变化的驱动机制，以期为研究区制定适应气候变化的植被管理策略提供依据。［方法］通过构建基于LPJ-GUESS模型和随机森林方法的混合模型，模拟1851—2100年中国典型自然植被VCS和SCS的动态变化，结合Mann-Kendall趋势检验和Sen's斜率估计方法，分析碳储量动态变化与趋势特征。［结果］1）混合模型模拟自然植被的VCS和SCS的决定系数分别为0.83和0.61，均方根误差分别为2.42、3.73 kg/m2（以C计），可准确捕捉生态系统碳动态。2）与历史时期相比，本世纪末VCS，SCS和总碳储量（TCS，即VCS+SCS）在整个研究区分别增加44.8%~88.1%、7.5%~13.4%和10.4%~19.8%，在高原半干旱区增幅最大，不同SSPs气候情景下的增幅表现为SSP119
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2025,39(3):191-201, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.010
Abstract:
［目的］分析石漠化地区光伏阵列对气候-土壤的影响与机理，为石漠化地区“光伏＋”及生态修复提供科学依据。［方法］以云南石林光伏电站为研究对象，基于气象站观测与土壤性质测定，通过方差分析、Mantel test和偏最小二乘法结构方程模型（PLS-SEM），分析光伏阵列区与非光伏阵列区的微气候与土壤理化性质的干湿季动态变化，探究光伏组件对微气候-土壤的影响过程及机制。［结果］1）不同季节下，光伏阵列显著影响局地微气候因子和土壤理化性质（p<0.05），相较非光伏阵列区，雨季，光伏阵列区显著增加空气湿度（4%）、土壤温度（7%），降低风速（77%）、土壤湿度（10%）、光照强度（59%）、体积质量（21%）、SOC（55%）、TN（14%）、HN（52%），旱季，光伏阵列区显著增加AK（32%），减少风速（89%）、体积质量（11%）、SOC（27%）、HN（37%）。2）光伏阵列内主要通过光照强度、气温、风速、pH促进土壤水热与养分变化，光伏阵列对微气候、土壤水热、土壤养分皆具有直接积极影响，同时通过改善微气候、土壤水热条件对土壤化学性质造成间接改良作用。［结论］滇中石漠化地区光伏板的架设，能够消风遮光，增加空气湿度，维持土壤的温度和水分，增加土壤体积质量，提高速效钾质量分数，有助于改善生态系统稳定性。
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2025,39(3):202-214,223, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.015
Abstract:
［目的］探索大型生态工程对草原植被覆盖动态的影响，阐明植被变化对生态系统服务的约束效应，为区域可持续发展和生态恢复工程的改进提供可靠的科学依据。［方法］以地处干旱地带的新疆地区为例，采用趋势分析法，探析生态恢复工程对植被覆盖的影响，基于InVEST模型和CASA模型，评估其产水量、碳储存、土壤保持和净初级生产力（NPP）4种草原生态系统服务，揭示生态恢复工程下植被覆盖对4种草原生态系统服务的约束效应。［结果］1）在生态恢复工程驱动下，有79.2%的区域草原归一化植被指数（NDVI）残差为正值，草原植被覆盖度呈波动式上升。2）新疆地区草原生态系统服务整体呈上升趋势。产水服务与土壤保持服务均在2010年达最高值，随后降低，高值区均集聚于伊犁河谷、阿尔泰山脉北侧；碳储存服务与NPP呈上升趋势，高值区空间分布均匀。3）植被NDVI与4种生态系统服务之间呈现3种约束关系，分别为左抛物线状、驼峰状、右抛物线状；植被NDVI与碳储存服务、NPP间阈值分别为0.49、0.35。［结论］2000—2020年，草原植被生长季NDVI呈上升趋势，且草原生态恢复工程对植被覆盖改善具有显著效果，植被覆盖对生态系统服务阈值为0.3~0.5时，草原综合生态系统服务能达到最优，未来生态恢复政策可依据区域草原植被覆盖度阈值进行相应改进。
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2025,39(3):215-223, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.007
Abstract:
［目的］探究植被恢复短期内矿区土壤有机碳变化规律及驱动因素，以期为快速提高矿区土壤有机碳提供理论依据。［方法］以贵州省典型铝土矿区为研究区，分析植被恢复短期内（恢复年限为当年、1 a、2 a、3 a）土壤环境、有机碳及其活性有机碳组分（颗粒有机碳POC、易氧化有机碳ROC、轻组分有机碳LFOC）、碳库管理指数（CPMI）及驱动土壤有机碳及其活性有机碳组分变化的因子。［结果］1）铝土矿区土壤有机碳含量低，为13.781~24.566 g/kg，易氧化有机碳占总有机碳比例随着恢复年限增加而增大；2）与恢复当年相比，植被恢复短期显著提高碳库管理指数，具体数值大小为3 a（39.46）>1 a（38.88）>2 a（32.26）>当年（16.65）；3）冗余分析结果显示，土壤pH和细菌群落丰富度对有机碳及其活性有机碳组分含量的解释量分别达到40.2%和22.8%。［结论］铝土矿区植被恢复短期内易氧化有机碳是土壤碳库的重要指标，植被恢复短期提高碳库管理指数，影响土壤有机碳及其活性有机碳组分含量变化的主要因子为pH和细菌丰富度。
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2025,39(3):224-234,246, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.026
Abstract:
［目的］构建合理的生态风险评价方法，对于生态安全格局构建和国土空间优化具有重要意义。［方法］基于2000年、2010年、2020年3期土地利用数据，采用PLUS模型模拟2030年自然发展情景下土地利用，并利用InVEST模型评估产水、碳储、水土保持、生境质量4项生态系统服务功能，分别提取生态退化度、转移概率、服务变化、权衡协同指数4个生态风险指标，构建生态风险评价模型开展评价，结合云南省生态安全格局探讨风险防范对策措施。［结果］1）云南省2030年自然发展情景下的土地利用变化虽有不同，但变化程度均一致，耕地、林地、草地间的转换较为明显，建设用地仍然呈扩张趋势。在空间分布上，自然发展情景与历史土地利用数据分布具有相似性，生态用地退化区域主要分布在开发建设的城市周边或农耕区域。2）云南省生态系统服务功能整体呈现“东低西高”的格局，滇西北和西南为高值区，滇中及东北为低值区，且整体服务功能呈下降趋势。怒江、保山、德宏和西双版纳生态服务功能呈增强趋势，滇中和滇东北权衡与协调指数较高，生态系统服务间功能冲突明显。3）2020—2030年云南省的潜在生态风险存在显著的空间差异。高风险区主要分布在滇中城市群，低风险区分布在滇东南与滇西南，风险区的形成受自然因素如地形、土地利用分布影响，以及人类活动如城市开发和建设的影响，需针对区域间特异性差异采取生态保护措施以促进可持续发展。［结论］研究成果不仅能更准确掌握云南省潜在的生态风险，为生态安全格局构建和生态修复提供基础决策信息，也可以为生态风险评价方法拓展提供思路。
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2025,39(3):235-246, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.028
Abstract:
［目的］“双碳”目标下，探究土地利用碳强度与生态系统服务的时空变化特征及二者的时空互动相关性能够为区域内碳减排及生态-经济协同高质量发展提供决策参考。［方法］以鄱阳湖生态经济区为研究对象，分析2000—2020年县域尺度“地均-人均-经济”碳强度与生态系统服务时空变化，借助脱钩指数测算碳强度与生态系统服务的互动关系，以“三维魔方”模型综合评判各维度碳强度与生态系统服务的互动分区。［结果］1）2000—2020年鄱阳湖生态经济区“地均-人均”碳强度呈现持续上升的趋势，而“经济”碳强度逐渐下降。各项生态系统服务也存在不同程度下降现象。2）碳强度与生态系统服务之间存在时空互动相关性，“地均”碳强度与生态系统服务由脱钩向负脱钩转变，而“人均-经济”碳强度与生态系统服务经过负脱钩变化后已重回理想的脱钩状态。3）现阶段以“地均”碳强度一维不理想互动区数量最多，占47.4%，主要集中于南昌市、九江市。三维理想互动区与二维理想互动区的数量有小幅上升，分别占15.8%、2.6%，衰退型脱钩为主要的理想互动关系。［结论］研究结果揭示鄱阳湖生态经济区碳强度与生态系统的时空互动关系，明确生态-经济协同发展的关键问题，为区域经济发展与生态保护政策的制定提供科学依据。
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2025,39(3):247-255, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.021
Abstract:
［目的］探讨坝上地区不同退化程度小叶杨蒸腾特征及其对气象因子的响应。［方法］以坝上地区不同退化程度小叶杨（Populus simonii）为研究对象，利用热扩散式边材液流探针技术对不同退化程度小叶杨的树干液流进行监测，并同步监测光合有效辐射（PAR）、降雨量（P）、气温（T）、风速（W）、饱和水汽压差（VPD）和相对湿度（RH）等气象因子，研究不同退化程度小叶杨蒸腾耗水规律及其与气象因子的关系。［结果］1）不同退化程度小叶杨生长季蒸腾速率呈昼高夜低的单峰型变化趋势，且未退化和轻度退化小叶杨启动时间早于中度退化和重度退化小叶杨，未退化小叶杨生长季蒸腾速率峰值显著高于其他3种退化小叶杨。2）不同退化程度小叶杨生长季日耗水量表现出先增大后减小的季节变化趋势，日耗水量大小总体表现为未退化>轻度退化>中度退化>重度退化。未退化小叶杨日耗水量峰值为（197.19±38.99）L，分别是轻度退化（82.43±5.30）L、中度退化（60.06±6.79）L、重度退化小叶杨（51.02±7.00）L的2.4、3.3、3.9倍。退化使得小叶杨生长季缩短，中度退化和重度退化小叶杨生长季为5—9月。3）不同退化程度小叶杨生长季蒸腾速率和日耗水量与光合有效辐射、风速、气温、饱和水汽压差和相对湿度呈极显著相关（p<0.01），未退化和轻度退化小叶杨生长季日耗水量与降雨量显著负相关。不同退化程度小叶杨生长季晴天蒸腾速率与日耗水量对气象因子的响应存在差异，多气象因子共同控制小叶杨蒸腾速率与日耗水量。［结论］研究成果可为水分平衡下坝上地区小叶杨人工林生态需水估算和林分合理密度选择提供理论依据。
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朱锦奇, 熊媛巧, 易扬, 王玉杰, 刘敏, 张桂莲, 徐淑蕾, 张娜, 郑博福
2025,39(3):256-267,277, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.020
Abstract:
［目的］准确评估区域森林碳储量和固碳量的数值、分布特点、构成和影响因素，是科学制定森林管理及相应调控政策的重要依据。［方法］选择隶属于亚热带典型森林区域的生态型县域作为研究对象，选取97个不同树种及不同龄组的样地开展地上、地下碳储量和固碳量的实测，分析碳储量的构成及其与立地因子的相互关系，并将实测固碳量值与CASA模型计算值比较，以期为亚热带森林碳储量和固碳量评估提供参考。［结果］1）2020年研究区森林平均碳密度、总碳储量、植被层总固碳量分别为158.05 t/hm2、4.07×107 t、28.41×105 t/a。其中碳密度最大的为桦树，碳储量和植被固碳量最高的均为硬阔类栲属及其他常绿阔叶林，碳储量最高的龄组为幼龄林。碳密度总体分布规律为土壤层（56.19%）>植被层（42.94%）>枯落物层（0.87%）。2）立地因子中土层厚度与土壤碳密度呈显著正相关，与枯落物密度呈显著负相关。3）除灌木林外，CASA模型估算固碳量值与样地实测测算出的固碳值差异大，样地实测值高出96.49%以上。［结论］在典型亚热带森林中，桦树在植被碳密度上具有显著优势，土壤层的碳储量是森林碳储量占比最大的部分，土层厚度是影响土壤碳密度和枯落物碳密度最主要的驱动因素。同时，除灌木林外，模型计算值低估研究区的森林固碳量。
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2025,39(3):268-277, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.040
Abstract:
［目的］雅鲁藏布江泽当宽谷流域是沙化土地难以治理的区域之一，建立科学的防沙治沙模式是解决该问题的关键。［方法］基于遥感影像识别沙化土地空间分布及其时空演变特征，采用地理探测器评价影响土地沙化原因，提出治理分区和模式，并制定未来治理区域优先级。［结果］1）沙化土地主要沿雅鲁藏布江两岸分布，北岸沙化严重程度明显高于南岸，2020年土地沙化面积为407.20 km2，相比2000年减少47.13 km2，防沙治沙取得一定成效。2）土地沙化主要影响因素是年平均风速、年平均气温、年蒸发量和海拔，社会经济因素对局部土地沙化影响较大。3）依据海拔、坡度、人类活动等因素将泽当宽谷划分为中低海拔缓斜坡固定半固定沙地、流动沙地、机场附近山体沙地等8种治理分区，提出防风固沙林、人工封育抚育、沙产业发展等8种治理模式，设定未来优先治理区、重要治理区与次要治理区。［结论］研究结果可为雅江宽谷流域未来防沙治沙提供借鉴。
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2025,39(3):278-287,302, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.036
Abstract:
［目的］深入理解河口湿地生态系统土壤酶活性特征及微生物养分限制状况。［方法］以闽江河口湿地盐沼（芦苇沼泽、短叶茳芏沼泽）、光滩、红树林湿地和退养还湿地4种典型生境为研究对象，探讨不同生境下土壤胞外酶活性及酶化学计量特征的变化与差异。［结果］1）芦苇沼泽、短叶茳芏沼泽及红树林湿地的土壤β-1，4-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-1，4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶（NAG）活性显著高于光滩及退养还湿地（p<0.05）；不同生境土壤酶活性均随土层深度增加而降低，并在50 cm以下趋于稳定。2）不同生境土壤酶矢量角度（VA）均<45°，表明研究区土壤微生物可能受到氮的限制。相比无植被的光滩和退养还湿地，芦苇、短叶茳芏沼泽及红树林湿地的酶矢量长度（VL）更大，暗示着其可能面临较强的碳限制。3）冗余分析结果表明，表层土壤（0~40 cm）土壤酶活性主要受土壤有机质、温度、电导率和pH的调控，而底层土壤（40~100 cm）主要受土壤体积质量和铵态氮的影响。［结论］闽江河口湿地土壤酶活性在不同生境和土层深度存在显著差异，且表层和底层土壤酶活性受到的调控因子不同，区域土壤微生物在总体上受到氮和碳的双重限制。研究结果加深对河口湿地复杂土壤微环境的理解，为湿地生态保护与恢复提供数据支撑。
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2025,39(3):288-302, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.029
Abstract:
［目的］为研究不同耕作模式对松嫩平原黑土区大豆根系生长发育和根系分泌物分泌速率的影响，明确不同耕作模式通过改变土壤理化性质和根系性状影响作物产量的差异性传递过程。［方法］以东北黑土区大豆品种为试验材料，设置免耕秸秆覆盖（no-tillage straw mulch，NTS）、免耕（no-tillage，NT）、深耕（seep tillage，DT）和常规耕作（conventional tillage，CK）4种耕作模式，研究其对土壤理化性质、大豆根系型态及作物产量的影响。［结果］1）NTS和DT处理通过外源秸秆添加提高土壤氮、磷养分水平，与CK处理相比，NTS处理无机氮和有效磷分别提高35.8%和42.1%，DT处理无机氮和有效磷分别提高26.3%和33.7%。2）土壤养分水平和土壤紧实度共同决定大豆植株根系形态特征指标，土壤紧实度对根系形态的直接影响（路径系数为0.89）大于土壤养分对根系形态的直接影响（路径系数为0.86）。与CK处理相比，NTS处理在高土壤养分高土壤紧实度情况下对大豆根系生长发育起到促进作用；NT处理在低土壤养分高土壤紧实度的情况下对大豆根系生长发育起到抑制作用；DT处理在高土壤养分低土壤紧实度情况下对大豆根系生长发育起到促进作用。3）在不施加肥料的条件下，根系分泌物的分泌速率与根系长度、根表面积呈显著正相关，与土壤养分浓度呈显著负相关。4）耕作模式对大豆品质特征的解释作用为81%，与CK处理相比，NTS、NT、DT处理产量分别提高24.7%、14.8%、36.2%。［结论］NTS处理在保证产量的同时，减少耕作，提高土壤抗性，促进土壤有效养分的恢复与固存。
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2025,39(3):303-314, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.033
Abstract:
［目的］为明确水肥管理和设施间作等措施对蔬菜土壤微生态及黄瓜、芹菜品质的影响。［方法］通过连续3 a的田间试验，采用连续水肥（CF，continuous fertilization in irrigation）和隔水一肥（AF，alternating fertilization in irrigation）2种水肥模式，结合黄瓜单作（CU，cucumber monoculture）、芹菜单作（CE，celery monoculture）、黄瓜与芹菜间作（CC，cucumber and celery intercropping）3种种植模式，系统评估不同处理对作物品质、土壤理化性质和微生物群落的影响。［结果］CCCF处理显著提升黄瓜和芹菜的维生素C含量（提升16.6%~200%），而CUCF处理则在可溶性糖积累方面表现出优势。XGB模型分析揭示，速效钾和pH分别是调控维生素C和可溶性糖含量的关键因子。微生物组分析显示，间作处理富集特异性ASVs（7 371~7 526个），显著提高Steroidobacter、Flavobacterium等促生菌的丰度，同时抑制病原真菌的生长。功能预测表明，水肥管理主要影响氮循环功能，间作则增强甲烷营养功能。微生物网络分析进一步揭示，CF形成紧密的细菌互作网络，AF提高网络模块性，而CC则在保持高连接性的同时维持适度模块性。［结论］不同水肥和种植管理措施通过调控土壤理化性质、微生物群落结构和生态网络，对作物品质产生差异化影响。其中，CCCF和CUCF分别适合提升维生素C和可溶性糖含量，为设施农业精准调控作物品质提供新思路。
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曾祥, 孔雪琴, 刘强, 程红岩, 李世清, 岳善超, 沈玉芳
2025,39(3):315-324, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.018
Abstract:
［目的］从旱地土壤磷生物有效性的角度，探究不同施磷量与施磷方式对土壤磷生物有效性及冬小麦磷吸收利用的影响，为黄土旱塬冬小麦合理施磷提高产量及磷效率提供理论依据。［方法］以“长旱58”小麦品种为供试材料，设置0（P0）、60（P60）、120 kg/hm2（P120）3个施磷（P2O5）量和撒施（S）、条施（T）2种施磷方式，研究施磷量与施磷方式对土壤各形态磷、冬小麦产量、生物量、磷吸收量及磷肥利用效率的影响，分析土壤磷生物有效性变化对产量形成和磷肥效率的影响。［结果］2种施磷方式下，随着施磷量增加，冬小麦产量、生物量和磷吸收量均显著增加。撒施方式下，与P0处理相比，P120处理产量、生物量和磷吸收量分别显著增加22.69%、29.57%和157.06%；与P60处理相比，分别显著增加15.56%、14.92%和31.84%。条施方式下，与P0处理相比，P120处理产量、生物量和磷吸收量分别显著增加38.77%、43.57%和133.54%；与P60处理相比，分别显著增加17.98%、23.67%和34.26%。不同施磷量下，与S处理相比，T处理增加冬小麦产量、磷肥偏生产力和磷肥农学效率，P120处理下分别增加13.11%、13.24%和128.71%，差异均达显著水平。施磷显著增加土壤全磷（TP）、有效磷（AP）、盐酸提取态磷（HCl-P）、酶提取态磷（Enzyme-P）、氯化钙提取态磷（CaCl2-P）和微生物量磷（MBP）质量分数；相较于S和T处理显著增加Enzyme-P和MBP，且均以P120处理质量分数最高。与S相比，T处理的土壤有效磷分布更符合冬小麦根系生长区域。相关分析表明，冬小麦产量与AP呈显著正相关，与TP、MBP、HCl-P、Enzyme-P呈极显著正相关。［结论］施用磷肥可显著提高土壤磷质量分数和磷有效性，且以条施土壤磷有效性和有效磷分布更利于小麦养分吸收，显著提高冬小麦产量、磷吸收量和磷肥利用率，条施磷120 kg/hm2可获得最高的籽粒产量和磷肥农学效率，是较高效的施磷方式。
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2025,39(3):325-334, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.030
Abstract:
［目的］为探究作物覆盖坡面地表微地形特征提取的可能性，实现作物覆盖条件下微地形三维建模与动态监测。［方法］采用SfM-MVS（structure from motion with multi-view stereo）方法，以玉米覆盖坡面为研究对象，裸坡作为对照，开展以裸坡及模拟微地形的标志物为基准，玉米覆盖条件下地表微地形构建提取和精度评估研究。［结果］1）玉米覆盖坡面控制点误差<0.002 m，稀疏点云与密集点云数量分别为裸坡的2.1、2.6倍。2）基于C2C（Cloud to Cloud）的结果表明，玉米覆盖坡面与裸坡点云85.12%距离<0.001 m；DOD（DEM of Difference）的结果表明，玉米覆盖坡面与裸坡DEM有96.07%高差绝对值<0.003 m，整体精度可达毫米级。3）裸坡标志物微地形提取更接近实际值，各方向标志物长、宽、深精度均在98%以上；玉米覆盖坡面标志物虽因植被叠加导致横向标志物精度有所下降，但精度仍在97%以上。［结论］基于SfM-MVS的测量法，可应用于玉米覆盖坡面微地形起伏特征的提取。
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2025,39(3):335-344,351, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.004
Abstract:
［目的］坡面植被在水流冲刷或风力等外力作用下，易发生不同程度的倒伏，为探究植被倒伏角度对坡面薄层流水动力特性及侵蚀冲刷过程的影响。［方法］利用亚克力圆柱体模拟植株茎秆，开展室内水槽冲刷试验，设置6组倒伏角度（45°、75°、90°、105°、135°、150°）与3组流量条件（0.23、0.52、0.76 L/s），采用高频粒子图像测速系统（particle image velocimetry，PIV）捕捉流场图像并进行流场绘制，分析不同茎秆倒伏角度对流场特性、紊动特性与涡旋结构特征的影响。［结果］1）茎秆存在导致其上游对称面处的水流流速发生改变，在近床面区域形成沿床面向上游与沿茎秆向下的负向流动区（x/D=-0.1至x/D=-0.4，y/D=0至y/D=0.4），且茎秆前倾与后倾均会削弱水流的负向流动。2）随水深增加，垂向流速的紊动强度先增大后减小，紊动强度最大值出现的位置均位于y/D=0.2附近，说明该区域涡旋微结构作用强烈。3）茎秆存在导致上游对称面处的马蹄涡（horseshoe vortex，HV）结构产生。由于茎秆前倾与后倾对下降流的削弱作用，随倾斜角度的增加，马蹄涡系统变得明显，涡量增大且逐渐向柱体靠近，在达到90°后继续倾斜，马蹄涡系统强度反而减弱。HV1的涡量随柱体倾角变化总体呈先增大后减小的“抛物线型”变化规律，涡量最大值90°>105°>75°>135°>45°>150°。［结论］综合表明，在坡面水流发展初期，倾斜植株茎秆能够在一定程度上减弱茎秆底部水流的逆向流动，抑制下降流的产生，削弱马蹄涡结构，进而减轻薄层流对床面的侵蚀，且茎秆倾斜程度越大，对土壤侵蚀的抑制效果越好。
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2025,39(3):345-351, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.022
Abstract:
［目的］火后泥石流是一种具有普遍共性特征的特殊泥石流类型，起源于大型及特大型森林火灾。发现火后泥石流存在烧猪皮效应，其核心是山火对下垫面植被及岩土介质的火煅作用。［方法］采用数值模拟方法分析下垫面火煅作用，揭示山火灾害发生后下垫面温度传导过程及温度应力变化规律。［结果］山火对下垫面的影响深度可达到3 m，温度应力可达到405 MPa，易使下垫面岩土体发生热裂分解；提出火后物源概念，建立火后物源结构模型，包括火山灰烬层和火煅层2部分，前者是火后泥石流初期的主要物源，后者是火后泥石流中后期的主要物源。基于火后物源，探讨火后泥石流形成机理，即针对灰烬物源的面洗演化阶段和针对火煅层的沟蚀演化阶段，前者出现在山火后2 a左右时间内，后者出现的时间跨度大，可及千年至万年时间尺度；从火后泥石流烧猪皮效应角度，探讨开展火后泥石流防治思路问题。［结论］研究成果对于火后泥石流形成机制研究及靶向治理有积极意义。
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李奇奇, 徐其静, 李亦然, 王震, 侯磊, 汪丽, 王克勤
2025,39(3):352-360, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.009
Abstract:
［目的］等高反坡阶（CRT）是阻缓坡耕地水土流失的生态工程措施，探明并评价CRT措施对坡面红壤质量的改善效果，为该地区选择适宜的水土保持措施和改善坡耕地土壤质量提供参考依据。［方法］以云南松华坝迤者流域坡耕地为研究对象，通过测定16项土壤指标，分析CK和CRT坡耕地土壤物理、化学和生物学性质的差异，并建立最小数据集评价坡耕地土壤质量。［结果］1）与CK相比，CRT坡耕地土壤水分体积分数、几何平均直径、总团聚体分别提高79.30%、11.36%和11.43%（p<0.05），土壤体积质量降低15.09%（p<0.05）。2）相较于CK坡耕地，CRT坡耕地土壤全氮、硝态氮、全磷和总有机碳质量分数分别提高33.34%、112.58%、25.86%和66.14%（p<0.05），坡耕地布设CRT有较好的截留养分效果。3）坡耕地布设CRT后，土壤总球囊霉素（T-GRSP）、易提取球囊霉素（EE-GRSP）、亮氨酸氨基肽酶（S-LAP）和β-1，4-N-乙酰葡萄糖苷酶（S-NAG）分别提高17.45%、111.11%、92.57%和307.36%（p<0.05）。4）土壤质量评价最小数据集由高活性易氧化有机碳（H-EOC），S-NAG和EE-GRSP构成。5）土壤质量整体表现为CRT>CK，CRT坡耕地土壤质量指数较CK提高146.28%~266.34%（p<0.05）。［结论］CRT使坡耕地阶下土壤结构优于阶上，阶下土壤质量由较低水平提升为高水平。综上所述，坡耕地布设CRT措施后土壤质量改善效果显著，坡耕地生产力水平提升。
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2025,39(3):361-370, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.039
Abstract:
［目的］为探究太湖流域汛期和非汛期水质对不同空间尺度土地利用和景观格局的响应关系。［方法］基于太湖流域江苏片区2020—2023年31个断面的水质数据和2020年土地利用数据，选取高锰酸钾、溶解氧、氨氮、总磷、总氮及浊度6个水质指标和水质污染指标并提取多尺度圆形缓冲区（100、300、500、1 000、1 500、2 000 m）内土地利用和景观格局特征。结合冗余分析方法，确定汛期和非汛期下解释水质的最佳空间尺度和关键影响因子。［结果］研究区汛期水质整体上优于非汛期，但溶解氧在非汛期显著高于汛期（p<0.05）。研究区水质空间分布呈现太湖湖区内及其周边水质相对较好，而东部和南部地区水质较差的整体格局。可能与区域经济活跃度呈现的“南高北低、东强西弱”的发展特征密切相关。300 m缓冲区为汛期和非汛期景观指数对水质解释能力最强的空间尺度，并且汛期解释率强于非汛期，达到55.9%。类型水平中建设用地的聚合度、耕地的面积占比和破碎度及景观水平中蔓延度、香农多样性指数和边缘密度是影响太湖流域江苏片区水质的主要影响因子。在最佳缓冲区300 m范围内，平均斑块面积、建设用地的聚合度及耕地的面积占比与高锰酸钾、总氮、总磷浓度和浊度呈负相关，表明景观越破碎，建设用地斑块越分散，耕地不存在优势斑块时，更容易导致水质的恶化。［结论］研究结果为科学制定土地利用规划和景观格局优化策略提供理论支撑，有助于提升水质管理的科学性与针对性。特别是在不同季节条件下，动态调控措施的实施可有效改善水体水质。
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朱啟莲, 方发永, 余万洋, 韩珍, 毛天旭, 罗松平, 赵龙山
2025,39(3):371-380,391, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.002
Abstract:
［目的］探讨乌江流域贵州段长时间序列下生境质量的时空变化，为区域绿色化高质量发展提供理论参考。［方法］以1990年、2000年、2010年、2020年4期土地利用数据为主，通过移动窗口法、InVEST模型和地理探测器对乌江流域贵州段景观格局与生境质量进行计算和驱动因素分析。［结果］1）1990—2020年，景观格局在上游南部距干流30 km以内区域破碎度和斑块形状复杂度加深，斑块优势度和景观连通性降低；在中游南部距干流30~60 km处景观破碎度和斑块形状复杂度减弱，景观连通性增强。2）生境质量多年平均值为0.67，高等生境面积增加1.67%，较低和低等生境面积分别增加0.17%和1.46%。其中上游高等生境和中游较低与低等生境的比例增幅最大。距干流<30 km处高等生境和30~60 km处较低与低等生境的比例增幅最大。3）生境质量空间异质性驱动因素中土地利用强度为主要因素，温度和降雨为次要因素。［结论］乌江流域贵州段生境质量总体较高，局部地区表现为由生态保护和经济发展权衡关系造成的明显变化。
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2025,39(3):381-391, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.025
Abstract:
［目的］探究土地利用效益的时空格局演变及其耦合协调关系，关乎到资源的均衡配置和土地利用方式的转变，对实现安徽省土地利用效益的高质量提升与加快新质生产力发展具有重要意义。［方法］选取2011—2020年安徽省16个地级市的面板数据，综合熵值法与TOPSIS模型完成各地级市土地利用效益测度，分析综合效益的空间分异特征和子系统效益的变化情况。并针对土地利用效益的时空格局和演变趋势，以及子系统效益的耦合协调发展水平采用空间自相关与耦合协调度模型开展实证分析。［结果］1）2011—2020年安徽省土地利用综合效益表现出“南高-北低，中心高-边缘低”的空间格局。经济、社会效益提升幅度不同且地域差异性突出，多数地区的生态效益在一定范围内波动起伏。2）各地级市土地利用效益呈现负的空间自相关，趋异集聚显著。3）子系统效益耦合协调空间差异明显，呈现以合肥市为中心，芜湖市、阜阳市为副中心，耦合协调度向四周递减的空间格局。安徽省限制耦合协调发展水平因素以复合因素的影响为主，2020年受复合因素影响的地级市高达14个。［结论］基于时空格局演变趋势完成土地资源的针对性配置，实现社会、经济、生态效益统筹协调与可持续发展，构建区域间的联动协同布局，是今后全面提升安徽省土地利用效益和成为高质量发展强省的关键。
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2025,39(3):392-402, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.03.037
Abstract:
［目的］探究不同时间尺度下红河流域极端气候变化对植被的影响，对气候变化背景下流域生态系统保护和适应性管理具有重要意义。［方法］基于1982—2022年NDVI数据和38个气象站点的实测日气象数据，使用RClimDex模型计算16个极端气候指数，并运用趋势分析和相关分析探讨NDVI在年、季、月尺度下对极端气候事件的响应特征。［结果］1）红河流域NDVI年平均值为0.68，总体呈显著上升趋势，变化幅度为0.035/（10 a）（p<0.01、R2=0.78）；空间上呈“南高北低、西高东低”的分布格局。2）极端高温事件趋多趋强，极端降水指数中仅连续湿润天数以0.42 d/10 a的速率显著下降，流域整体呈暖干化态势。3）极端暖指数的增加对植被生长具有显著的促进作用，极端冷指数的增加对植被生长具有显著的抑制效应，而DTR则表现出短期尺度上对NDVI的正向促进作用和长时间尺度下对NDVI的反向抑制作用；大部分极端降水指数与NDVI在年尺度上呈显著正相关，而在季节和月尺度上多表现为负相关。［结论］不同时间尺度下植被NDVI对极端气候指数的响应存在显著差异。总体来看，气温对植被的动态变化起主导作用，极端气温对植被NDVI变化的贡献率高于极端降水，而植被对极端降水事件表现出良好的适应性。
2025年第39卷第3期
综述评论
基础研究
技术方法
数据科学
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东北典型厚层黑土区坡耕地侵蚀对土壤质量的影响研究
梁瑞, 郑粉莉, 王雪松, 莫帅豪, 王伦, 盛佳盈, 杨新月
Abstract:
[目的]阐明东北黑土区土壤侵蚀-沉积对坡耕地土壤质量的影响,可为黑土资源保护和可持续利用提供重要科学依据。[方法]选取黑龙江省克山县的两块厚层黑土区的坡耕地,采用137Cs示踪技术估算土壤侵蚀速率,基于最小数据集方法构建土壤质量评价指标,分析典型厚层黑土区土壤侵蚀-沉积对坡耕地土壤质量的影响。[结果]1)研究区坡耕地土壤侵蚀-沉积速率在-1563.2~7916.1 t/km2/a之间,平均侵蚀速率为2669.0 t/km2/a。且土壤侵蚀速率在坡面空间分布上均表现为坡中下部侵蚀强烈,坡顶和坡上部为轻度-中度侵蚀,坡脚50 m坡段出现沉积,坡面土壤侵蚀最严重部位分布在120~170 m坡段。2)构建了包含土壤粘粒(Clay)、土壤有机碳(SOC)、全磷(TP)、有效氮(AN)、微生物量碳(MBC)和β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)的土壤质量评价最小数据集,且基于最小数据集和全数据集计算的土壤质量指数(SQI)之间存在显著的线性正相关关系(p<0.001),说明最小数据集可以替代全数据集,较真实地反映研究区耕地的土壤质量状况。3)研究区在侵蚀区的SQI与土壤侵蚀速率呈显著的负相关关系(p <0.01),而在沉积区的SQI与沉积速率呈不显著的正相关关系,两块样地侵蚀区的SQI较沉积区平均减少了13.3%,且SQI的空间分布与土壤侵蚀速率的空间分布呈现相反的变化趋势。[结论]研究区土壤侵蚀是导致坡耕地土壤质量退化的关键驱动力。
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黄土高原切沟汇水区植被恢复模式对土壤饱和导水率的影响及机制
Abstract:
[目的]土壤饱和导水率(Ks)是反映土壤水分和溶质运移能力的关键参数,对于理解和预测土壤水分 运动和土壤侵蚀等过程至关重要。研究黄土高原切沟汇水区不同植被恢复模式下Ks的变化规律及影响因素,对区域水土流失改善具有重要意义。[方法]选取纸坊沟小流域38个典型植被恢复样地(5个裸地、3个旱地、8个乔木林地、3个其他林地、5个灌木林地和14个其他草地)为研究对象,测定不同样地0-10cm土层Ks、土壤理化性质和根系特征,利用Spearman相关性分析、偏最小二乘回归(PLSR)和多元逐步回归分析揭示植被恢复模式对Ks的影响机制,并建立Ks预测模型。[结果]不同植被恢复模式下Ks差异显著(P<0.05),平均Ks大小为灌木林地(1.46 mm/min)>其他林地(1.36 mm/min)>其他草地(1.23 mm/min)>乔木林地(1.04 mm/min)>旱地(0.65 mm/min)>裸地(0.15 mm/min)。Spearman相关性分析和PLSR模型表明砂粒、粘粒、容重、最大持水量、非毛管孔隙度、根体积密度、根质量密度、1-2mm径级根质量密度、0-1mm径级根质量密度是影响Ks的重要因子。逐步线性回归显示加入根系指标后,预测模型解释力得到显著提升,表明中等根系通过扩张孔隙网络与抵消压实效应显著优化Ks。[结论]植被恢复通过根系与土壤相互作用,通过改善孔隙结构显著提升Ks。研究结果为黄土高原生态恢复工程的配置优化及水文模型参数化提供科学依据。
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1990-2020年中国东北地区土地利用变化和土壤类型对SOC含量及储量影响
Abstract:
[目的]土地利用变化是影响土壤碳储量变化的重要驱动因素，为了进一步探讨土地利用和覆盖变化（Land Use and Cover Change，LUCC）对东北地区特定土壤类型碳储量的影响。[方法]本研究获取了土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）含量及储量空间分布，利用土地覆盖等数据分析1990至2020年东北地区土地利用变化与土壤类型关系，并探讨其对SOC储量的影响机制。[结果]结果表明：（1）土地利用变化以耕地和湿地面积减少，林地和草地面积增加为主（1535～4213 km2）。（2）耕地面积的减少主要转化为草地（64%）和其他用地（29%）。其中草甸土、暗棕壤和黑钙土是主要的土壤类型。湿地减少的区域主要分布在黑土和草甸土地区。其他土地利用类型转化为林地和草地时，主要涉及的土壤类型为暗棕壤（15%-41%）和草甸土。（3）在过去30年中，研究区总体处于碳源状态，SOC储量减少了0.046 Pg。具体来看，耕地和湿地的SOC储量分别减少了0.111 Pg和0.007 Pg，其他土地利用类型的SOC储量下降了0.313 Pg，而草地和林地的SOC储量分别增加了0.102 Pg和0.283 Pg。（4）长期耕作（主要土壤类型草甸土、风沙土和白浆土）导致SOC储量损失0.341 Pg；天然土地（林地和草地）开垦使得SOC分别损失5.79%和4.32%。[结论]综上所述，东北地区SOC的负储量主要由广泛的土地类型转换和长期耕作共同造成。未来应重点关注长期耕地（主要为草甸土）的恢复和自然土地的保护。
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工程堆积体坡面侵蚀过程及水动力指标对入流形式的响应
Abstract:
摘要：[目的]工程堆积体作为生产建设项目水土流失的重要策源地，具有独特的“平台-陡坡”构成，平台汇流以不同的入流形式引发严重的坡面侵蚀，然而，关于坡面侵蚀过程对入流形式响应制尚不明确。[方法]基于人工模拟入流冲刷试验，试验设计2种入流形式（股流、面流）和3种入流量（4、8、12 L/min），以期揭示不同入流形式对坡面侵蚀产沙及其水动力学特性的影响。[结果] 1）股流和面流下，坡面产流产沙过程基本一致，产流过程均呈现从跃变到稳定，产沙过程呈现先快速降低再波动减小；而相比面流，土壤侵蚀率在股流下表现出更强的波动性，其变异系数高达71.49%~111.94%。2）坡面平均流速在股流下显著高于面流（p< 0.05），其幅度高达28.15%~52.85%。3）股流和面流下，坡面流型一致，均为过渡流和紊流并存，而坡面流态存在显著差异，股流下呈急流，面流下呈稳流。4）2种入流形式下，土壤侵蚀速率与雷诺数、阻力系数、径流剪切力、径流功率、径流单位能量均存在极显著正相关（p< 0.01）。但最佳水动力学指标存在差异，面流下为径流功率（R2= 0.68），而股流下为径流剪切力（R2= 0.80）。5）相比面流，股流下坡面土壤可蚀性指标Kτ、Kω和Kε分别增加了166.67%，81.25%和113.86%，对应的临界水动力阈值（τ0、ω0、ε0）分别增加了19.78%，40.70%，42.11%。[结论]入流方式为股流表现出更强的紊动性，具有更高的侵蚀能量，引发严重的水土流失。本研究有助于揭示入流形式对坡面侵蚀过程的影响机理，对不同入流方式下坡面侵蚀预测模型的建立提供重要的理论依据。
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基于生态系统服务供需视角的安徽省生态安全格局的构建
韩月侠, 董斌, 朱若晴, 张维栋, 朱培桢, 屈建伸, 王昊
Abstract:
[目的]在全球气候变化与人类社会经济活动强度持续增强的双重驱动下，探索安徽省生态系统服务供需失衡问题，为区域生态安全建设提供可靠依据。[方法]研究选取安徽省作为研究区，集成InVEST模型与热点分析方法，系统评估了安徽省2003-2023年产水、生境质量、碳储存及土壤保持四项关键服务的供需能力及其综合冷热点分布格局；并借助电路理论，构建安徽省生态供需格局。[结果] 1）2003-2023年，产水量呈先减少后上升的趋势，在空间上呈“南多北少”分布；碳储量呈现持续减少趋势；生境质量呈现“南高北低”且逐年下降的趋势；土壤保持数量上呈现出先减少、后增大的趋势，总体呈上升的趋势。2）2003-2023年，产水服务需求量、固碳服务需求量及生境需求总体呈上升的趋势；安徽省土壤保持服务需求（土壤侵蚀）量总体呈显著下降趋势。3）安徽省生态系统服务综合供给热点呈现出“南部及西南部高，北部低”的特点；综合需求热点呈现出西北部高-东南部低的特征；综合供需比整体呈现“南高-北低”的特征。4）研究共识别供给源地40个，需求源地36个；供给廊道93条，需求廊道96条；形成“南屏北联，江河流域贯通”的生态供需格局。[结论]研究从供需关系视角出发，构建多目标协同的生态供需网络，为区域资源优化配置与可持续生态系统管理提供科学依据，形成兼具理论价值与实践指导意义的决策支撑体系。
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耦合气候与土地利用变化的洱海流域径流预测及影响机制
Abstract:
[目的]探究未来气候和土地利用对湖泊流域径流预测及影响机制研究，有助于探究流域水文响应规律、优化水资源配置以及制定适应性管理策略。[方法]以洱海流域为研究对象，结合CMIP6气候数据和土地利用数据，耦合PLUS模型和SWAT模型，构建未来气候和土地利用变化情况下洱海流域径流预测分析框架。该框架基于不同共享社会经济路径（SSP1-1.9、SSP2-4.5、SSP5-8.5）3种气候情景和未来土地利用变化的耦合情景对洱海流域径流量进行预测，并利用最优参数地理探测器揭示影响洱海流域径流的主要驱动因素及其相互作用。[结果] 1）洱海流域耕地、林地、草地为长期主导类型。2010—2020年，城镇化驱动建设用地扩张，占用耕地与林地；至2030年，建设用地预计达18 396 hm2，新增建设用地面积1 427 hm2，主要来自耕地的转化，反映人口增长与基建需求压力。 2）2030年洱海流域的径流量在3种情景下表现出一定的差异。SSP5-8.5情景下的径流量最高，为19.592 m3/s；SSP1-1.9情景次之，为18.013 m3/s；SSP2-4.5情景最低，为17.387 m3/s。尽管在不同排放情景下径流量存在一定的变化，但整体趋势相对稳定。 3）地理探测器结果表明，风速在多数年份中表现出较强的独立解释能力，降水与其他因子的组合在各年份中均展现出极为显著的交互解释能力。[结论]洱海流域2030年的径流量在不同情景下均处于较为稳定的状态，年平均径流量呈SSP5-8.5>SSP1-1.9>SSP2-4.5的趋势，2030年3种情景下均是风速对洱海流域径流量的影响最大，2030年3种情景下均是降水和其他因子结合对径流量的影响优于其他组合。
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珊瑚砂剖面结构与水文条件对坡面水文与砂输移的影响
王林华, 俞梦笑, 王森浩, 李志鹏, 李旭, 刘菊秀, 闫俊华
Abstract:
[目的]与天然形成的热带珊瑚岛相比，新成珊瑚岛因其建成过程中水力冲填和沉积而导致剖面分布有致密层。为探明珊瑚砂剖面结构水力性质和水文条件对坡面水分入渗、壤中径流等水文过程与珊瑚砂颗粒输移影响。[方法]以新成珊瑚岛剖面致密层为研究对象，通过珊瑚岛原位剖面调查和取样，分析珊瑚砂剖面的质地类型及其水文物理性质。结合室内珊瑚砂模拟降雨试验，分析均质和致密层分布的坡面在不同水文条件下水文与珊瑚砂流失过程特征。[结果]粗质珊瑚砂具有较强导水能力，而致密层导水能力较差，饱和导水率仅为其他质地类型珊瑚砂的8%。均质珊瑚砂坡面降水全部入渗淋溶，无地表径流。而致密层可延滞水分向深层迁移，坡面以壤中径流为主，约占总降水量的87%，导致珊瑚砂体内出现颗粒输移流失。同时，水文条件从自由入渗、水分饱和到渗流的改变可促进壤中径流量和珊瑚砂流失量，但导水能力低的致密层能削减渗流条件下珊瑚砂流失量。[结论]致密层可明显改变珊瑚砂淡水水文和砂颗粒流失，导致局部区域淡水循环浅层化、溶蚀裂隙发育等潜在效应。研究结果对理解珊瑚岛淡水循环过程和建设生态岛均具有重要意义。
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麻砂泥田与鳝泥田土壤团聚体分布特征及其对镉吸附与形态的影响
贺汝婧, 龙坚, 范海津, 肖子曼, 张坤, 侯颖珊, 侯红波, 彭佩钦
Abstract:
[目的]为揭示土壤各粒级团聚体组分理化性质及其对镉（Cd）赋存形态的影响机制，研究了典型水稻土团聚体分布特征以及不同粒径团聚体对Cd环境行为的影响。[方法]选取Cd污染水稻土麻砂泥田（花岗岩发育）与鳝泥田（板页岩发育），通过湿筛法将土壤团聚体分为4个粒级：大团聚体（2~8 mm）、中间团聚体（0.25~2 mm）、微团聚体（0.053~0.25 mm）和粉黏粒（<0.053 mm），分析不同粒径团聚体去除有机质与游离态氧化铁对Cd的吸附作用。[结果]两种土壤均以大团聚体为主，鳝泥田团聚体结构较麻砂泥田稳定，其平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）均高于麻砂泥田。麻砂泥田小粒径团聚体占比较高，结构疏松，稳定性差，主要受母质中有机质和游离氧化铁含量偏低影响。随着粒径减小，团聚体有机质、游离氧化铁以及阳离子交换量均显著升高。团聚体对外源Cd吸附能力均随粒径减小而增强，粉黏粒对Cd的吸附能力最强；去除有机质后团聚体对Cd吸附能力显著下降，而去除游离氧化铁下降幅度较小。[结论]不同土壤类型引起的团聚体组分和结构稳定性差异，将会显著影响其对Cd的吸附及赋存形态，所得结果为揭示稻田重金属污染演变规律及制定修复策略提供了科学依据。
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基于NEX-GDDP-CMIP6的不同温升情景下中国气候要素变化
Abstract:
[目的] 全球温升对气候系统持续影响，理解不同温升情景下气候要素的变化趋势和空间分布，为差异化气候适应策略制定提供科学依据。[方法] 利用NASA Earth eXchange Global Daily Downscaled Projections（NEX-GDDP）CMIP6高分辨率数据，评估了全球温升1.5 ~ 5 °C情景下中国气候要素的变化，重点分析了6个关键气候变量的趋势和空间分布。[结果] 中国陆地增温速率超全球均值，且温升幅度相对于全球温升呈现加剧趋势。当全球温升1.5 °C时，中国年平均气温上升约1.3 °C，温升5 °C时升幅达5.92 °C，最低气温增幅更高，达6.21 °C，东北、华北和青藏高原地区增温尤为显著。降水量随温升显著增加，全球温升3 °C时，70%的地区年降水量增幅超过50 mm，青藏高原和西北地区增幅超100 mm。伴随温升，极端高温和极端降水事件的频率和强度可能加剧。风速和相对湿度呈下降趋势，可能影响风能资源利用和区域水汽循环；全球温升1.5 °C时，风速下降约0.15 ?m/s，温升5 °C时下降至0.32? m/s，降幅较1.5 °C情景翻倍。相对湿度在温升5 °C时较基准期下降0.34%，但模式间存在较大不确定性。[结论]研究结果为中国区域气候变化的适应与减缓政策提供了科学依据，强调了控制全球温升的重要性，以应对气候变化带来的潜在挑战并减少未来的气候风险。
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青藏高原草甸土微生物活性对不同冻融循环次数的非线性响应
Abstract:
[目的] 青藏高原草甸土对气候变化引起的季节性冻融频次改变尤为敏感，亟需揭示草甸土微生物活性对不同冻融循环次数的响应规律。[方法] 选取青藏高原地区季节性冻融作用频繁的高寒草甸土为研究对象，通过非冻融与1、3、5、7、9次冻融循环模拟，对比分析典型土壤可溶性碳氮、微生物碳氮以及气体碳氮的响应特征。[结果] 1）与未冻融土壤相比，9次冻融循环后土壤微生物生物量碳显著降低23.64%，可溶性有机碳质量分数则显著提升10.7%，而CO2和N2O累积释放量也分别增加71.10%和321.40%；2) 随着冻融循环次数增加，可溶性有机碳、β-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶等活性呈现先减小后增大的非线性变化特征，均于第5次冻融循环后达到最低值；同时CO2释放速率在前2次冻融循环后最高（为非冻融土壤的1.83倍），而N2O释放速率则在第5次冻融循环后激增，达非冻融土壤的8.01～25.43倍；3）多次冻融循环后，土壤微生物生物量氮变化不显著，但NO3-N质量分数和乙酰氨基葡萄糖苷酶活性稳步增多，而NH4-N则稳步下降。[结论] 多次冻融循环对土壤微生物的影响并非单次冻融作用的简单重复。高寒草甸土5次冻融循环后，土壤水冻胀作用带来的孔隙结构变化和微生物死亡已基本趋于稳定，而存活微生物群落则逐渐适应新的温度条件，在进一步的冻融循环中恢复活性，这为深入理解高寒草甸土微生物越冬机理提供新理论和新数据。
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丛枝菌根真菌接种对喀斯特石漠化人工林土壤特性的影响
Abstract:
【目的】阐明丛枝菌根真菌（AMF）接种对土壤养分水分供给不足的削减机制，支撑喀斯特脆弱生态系统的可持续恢复。【方法】基于湖南省邵阳县典型喀斯特石漠化区人工林样地的原位接种试验，分别采集上、中、下坡0～15、15～30 cm土层细根和0～15、15～30、30～50 cm土层土壤样品测定AMF侵染状况、群落组成和土壤理化性质，明确关键微生物添加对土壤养分水分等特性的影响。【结果】结果表明：接种提升根系AMF侵染强度和侵染率；属水平上，类球囊霉属、球囊霉属和双型囊霉属是AMF群落的优势属，其相对丰度在接种后变化较大，且在不同坡位和土层间存在差异。接种后，Simpson多样性指数在0～15 cm土层各坡位、15～30 cm土层中坡、30～50 cm土层中下坡皆有所增加，但差异不显著；Chao1丰富度指数皆呈增加变化，但仅在0～15 cm土层上坡差异显著；Pielou均匀度指数在0～15 cm土层上中坡、15～30 cm土层中坡、30～50 cm土层各坡位皆呈增加变化，差异皆不显著。各土层碱解氮质量分数皆呈减少变化，速效磷质量分数仅在15～30 cm土层有所下降，土壤有机碳质量分数在0～15、15～30 cm土层呈减少变化，但差异皆不显著；水分体积分数在各土层皆极显著增加，毛管孔隙在0～15、30～50 cm土层有所增加，pH和交换性Ca2+在各土层皆有所降低，但差异皆不显著。速效养分氮磷比在0～15、15～30 cm土层呈降低趋势，表明接种AMF可在一定程度缓解土壤养分磷的限制。土壤特性间相关性和冗余分析表明，接种后微生物群落组成的变化会直接或间接影响养分水分等理化性状。【结论】研究结果厘清石漠化人工林土壤特性对AMF接种的响应特征，明确养分水分变化及其驱动因素，有助于突破土壤生态功能恢复滞后瓶颈，提升脆弱生态系统服务功能。
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不同秸秆还田方式对川南紫色土坡耕地产流产沙及氮磷流失的影响
曾谢伟, 李仁宇, 丁炜锋, 胡邦友, 胡怀舟, 李天阳, 何丙辉
Abstract:
[目的]为探究不同秸秆还田方式对川南紫色土坡耕地产流产沙及氮磷流失的影响。[方法]在坡度15°的典型紫色土坡耕地建立径流小区，设置5种处理方式：无秸秆覆盖（CK）、低量秸秆覆盖（T1：3744 kg/hm2）、高量秸秆覆盖（T2：7488 kg/hm2）、低量秸秆覆盖+腐熟剂（T3：3744 kg/hm2+1.5 kg/hm2）和高量秸秆覆盖+腐熟剂（T4: 7488 kg/hm2+3 kg/hm2）。监测次降雨产流、产沙及氮磷流失特征，分析径流与养分流失的关系。[结果]（1）相比CK径流深，T3处理的水土保持效果最佳，显著降低了径流深（减少40.2%）和泥沙流失量（减少55.3%），并有效减少氮磷流失。（2）相关性分析显示，氮磷流失主要受径流控制（p<0.01），但径流TN浓度均随时间增长而增加，使秸秆还田的阻控氮流失的效果随时间增长而减弱。（3）所有处理的径流TN/TP比值均小于22，表明该区坡耕地以氮限制为主。[结论]适量秸秆覆盖并添加腐熟剂可有效改善川南紫色土坡耕地的水土保持和养分利用，为优化农业管理提供科学依据。
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微生物菌剂对华北地区小麦土壤养分及细菌群落结构的影响
Abstract:
为探究小麦-玉米轮作系统小麦季拔节期施用不同菌剂类型对土壤性状的影响。于2022-2024年布设田间试验,共设清水对照(CK)、施用生长素微生物菌剂(T1)、施用微生物菌剂(T2)、施用生防微生物菌剂(T3)4个处理,研究不同菌剂对土壤化学性状、细菌群落结构及小麦产量的影响。研究表明:两个试验年份,0-20 cm土层,施用各菌剂较CK可显著改善土壤化学性状,T2处理提升土壤碱解氮和有效磷含量效果最为显著,分别提高22.60%-29.61%和21.63%-37.51%,同时pH值显著降低,速效钾含量各处理无显著差异。20-40 cm土层,T2处理有效磷含量较CK显著提升22.05%,各处理pH值、有机质、碱解氮、速效钾含量无显著差异。与CK相比,施用各菌剂均有利于提高根际土壤细菌α多样性指数,显著提高2.98%-4.04%。施入菌剂后对土壤细菌优势菌门相对丰度有显著影响,在施入90天后,与CK相比,T1、T2、T3处理变形菌门的相对丰度分别显著提升2.70%、5.42%、3.71%,T2处理芽单胞菌门的相对丰度显著降低4.75%。各施用菌剂处理根际土壤中具有生防、促生功能的细菌相对丰度高于CK处理,而具有诱病作用的致病菌类诺卡氏属(Nocardioides),在15天和90天相对丰度均显著降低。与CK相比,施用菌剂处理小麦产量2022-2023和2023-2024年分别显著提高8.28%-20.43%和5.70%-16.23%,其中T2处理效果最显著。综上所述,小麦拔节期施用菌剂在活化土壤养分,提升细菌多样性、生防/促生功能菌丰度及小麦产量方面具有较好效果,其中施用胶冻样类芽孢杆菌PM12效果最佳。
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基于MOP-PLUS对湖南省未来十年三生空间和生境质量动态模拟
Abstract:
[目的]湖南省是长江经济带重要节点省份，探究三生空间未来发展以及对未来生境质量评价，兼顾经济、生态发展，对国土空间资源配置和生态安全管理起着重要的作用。[方法]基于1990-2020年土地利用数据，通过土地利用转移矩阵和动态度分析湖南省30年间三生空间构成，使用多目标规划模型构建不同发展情景，利用PLUS、InVEST模型预测和分析不同发展情景土地利用变化。[结果]①1990-2020年湖南省生态空间占比最大，约为69.44%，生产空间次之约占28.74%，生活空间占比最小；生产空间和生态空间转换频繁，生活空间转换面积虽小，变化幅度最大。②四种情景均存在生产和生态空间减少，生活空间增加的趋势；生产和生活空间优先发展情景下生活空间增长最快，经济效益最大，是2020年的1.23倍；生态空间优先发展和自然发展情景下生态空间面积降幅小，生态效益较2020年降幅分别为0.098%、0.150%，但经济效益较低；三生空间均衡协调发展情景保护生态空间的同时满足区域发展的需求，兼顾生态效益和经济效益。③1990-2020年湖南省优等级生境质量占比最大，整体生境质量较好，波动不大，有下降态势。模拟得到的2030年生境质量均有小幅度下降。[结论]湖南省2030年生境质量变化不大，三生空间均衡协调发展情景兼顾经济、生态效益，适合地区未来发展。
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东北黑土区坡面侵蚀-沉积过程对土壤有机碳组分的影响
Abstract:
[目的]旨在探讨土壤侵蚀-沉积过程对土壤有机碳组分的影响及其相互作用机制，以加深对东北黑土区耕地碳库管理策略及土壤有机碳响应机制的理解。[方法]以东北薄层黑土区（宾县）和厚层黑土区（克山县）典型坡耕地为对象，采用137Cs示踪技术定量评估土壤侵蚀强度，明晰不同土壤侵蚀强度对坡面土壤有机碳组分特征的差异及其变化趋势，揭示土壤侵蚀对土壤有机碳组分的影响机制。[结果]薄层黑土区年平均土壤侵蚀模数为2 822.99 t/(km2·a)，厚层黑土区年平均土壤侵蚀模数为2 174.74 t/(km2·a)。土壤侵蚀-沉积速率是驱动土壤有机碳组分变化的主要因素，随着土壤侵蚀速率的增加，土壤有机碳组分显著减少，且二者间呈显著负相关。不同有机碳组分流失速率依次为EOC＞POC＞MBC＞DOC。[结论]总氮（TN）是影响土壤有机碳及组分分布的关键因子，而C/N比值、黏粒和砂粒质量分数对有机碳组分的分布也具有显著影响。
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河床质对浑水入渗-堵塞过程影响与入渗模型改进
Abstract:
[目的] 河床物理堵塞是季节性河流的常见问题，对地下水补给和河流生态修复具有重要影响，分析季节性河流的入渗和堵塞特征，预测河床脱节后的入渗速率，为后续河流生态修复和补水方案优化提供科学依据。[方法]以永定河下游为参考河段选择5种河床质（中值粒径d50为50、100、150、300、600 μm）为介质，利用6 g/L的浑水开展一维土柱下渗模拟试验，分析河床堵塞特征与饱和流-非饱和流转化规律，研究建立考虑物理堵塞影响的河床入渗过程预测模型。[结果]1) 中值粒径为50 μm的细颗粒河床未发生明显堵塞，100～600 μm河床发生堵塞的深度为0～5 cm，渗透系数较初始值分别下降86%、68%、93%、94%。2) 50 μm河床入渗全程为饱和渗流，100～600 μm河床大约在2.6～51.2 h之间由饱和渗流转化为非饱和渗流，入渗速率降幅约为15%～30%。3）构建了基于达西定律与粗颗粒渗流公式的考虑堵塞影响的河床入渗模型，模型验证表明，4种粗颗粒（100～600 μm）河床入渗速率的相对误差分别为8.6%、14.7%、22.1%、36.6%，其随中值粒径的增大而增大。[结论]浑水中细泥沙对粗质地河床堵塞影响较大，河床质地越粗，越容易转为脱节河床。科学认识细泥沙在不同质地河床的下渗-堵塞规律，对后续优化生态补水方案具有重要意义。
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基于生态系统服务流的水生态安全格局构建 --以辽河干流为例
Abstract:
水生态安全格局的构建对流域的生态保护修复和可持续发展具有重要意义。本文以辽河干流流域为例，选择产水量、水质净化及土壤保持三项具有水文传导特征的水生态系统服务，基于“源-流-汇”理念框架，采用InVEST模型定量评估水生态系统服务供需关系以识别源和汇，采用电路理论识别以水流为媒介的生态廊道以及生态夹点、障碍点，最终构建流域水生态安全格局。结果表明：综合三项水生态系统服务的“源”面积为1.22万平方公里，“汇”面积为0.49万平方公里；“流”形成树状网络状服务流287条，主要沿着干河流向支流延伸；生态夹点79个，生态障碍点111个。研究结果可为流域生态修复的分区分类、关键区识别、修复工程布局等提供依据和策略。
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藏东南干旱河谷土壤有机碳组分和稳定性变化特征及其影响因素
褚保森, 张帅发, 刘峰, 张鹏程, 张智勇, 陆子淳, 周金星
Abstract:
[目的]探究干旱河谷区土壤有机碳组分及其稳定性变化特征,明确土壤有机碳组分及其稳定性的影响因素,为生态脆弱区固碳减排的系统管理提供依据。[方法]选择西藏波密干旱河谷区不同坡向(阴坡、阳坡、半阴坡、半阳坡)和不同坡位(坡下、坡中、坡上)下0~30cm土壤为研究对象,测定理化性质、土壤有机碳及其组分含量。[结果](1)阴坡土壤有机碳含量为11.37~34.74g/kg,相较于半阴坡、半阳坡、阳坡分别提高了55%、138%、292%。沿坡位分布为坡下(17.29g/kg)>坡中(13.42g/kg)>坡上(9.73g/kg)。(2)随着阳坡向阴坡转变,土壤颗粒有机碳、易氧化有机碳、矿质结合态有机碳、可溶性有机碳含量均表现增加的趋势。而在坡位梯度上则呈随坡位升高而降低的趋势。(3)阴坡土壤有机碳稳定性为54.3%~62.1%,相较于半阴坡、半阳坡和阳坡提高了6%、12%和30%。而各坡位土壤有机碳稳定性大小为坡下(38.1%~62.1%)>坡中(36.9%~59.9%)>坡上(37.6%~58.7%)。(4)相关分析表明,土壤全氮、碱解氮和粒径组成显著影响土壤有机碳组分含量,土壤全氮、矿质结合有机碳和可溶性有机碳显著影响土壤有机碳稳定性。冗余分析表明土壤碱解氮、碳氮比和粘粒含量是影响不同坡向和坡位下土壤有机碳组分及其稳定性的主要因子。[结论]结果表明坡向和坡位对土壤有机碳组分及其稳定性均有显著影响,而土壤氮含量及粒径组成为主要影响因素,对深入开展干旱河谷科学管理和区域碳中和战略实施提供科学依据。
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生物炭配施硝化/脲酶抑制剂及秸秆覆盖对红壤茶园氮磷淋失影响
廖启元, 李粤丰, 詹慧秀, 童成立, 方贤滔, 王聪, 吴金水, 沈健林
Abstract:
为探究生物炭协同硝化/脲酶抑制剂配施以及秸秆覆盖等管理措施在野外原位条件下对茶园氮磷淋失的影响，以期为茶园的氮磷淋失阻控提供科学依据。[方法] 以亚热带地区红壤丘陵茶园为研究对象，通过设置不施肥(CK)、常规施肥(CON)、生物炭添加(BC)、生物炭＋硝化/脲酶抑制剂(BNI)和秸秆覆盖(RS)共5个处理。在1 a的观测期间内监测土壤理化性质变化及自然降雨条件下各处理淋溶液氮磷流失。[结果] 观测期间，相较于CON处理，BNI处理土壤铵态氮和硝态氮质量分数最高且分别高出2.8%和72.8%。BNI处理土壤铵态氮和硝态氮质量分数高促进了淋溶液总氮浓度的提高。各处理土壤氮磷淋溶主要发生于春夏多雨时期，BC处理淋溶系数最高，为24.3%，RS处理淋溶系数最低，为8.3%。对于淋溶液总氮流失量，BNI处理（275.0 kg/hm2）最高，RS处理（65.9 kg/hm2）最低；对于淋溶液总磷流失量，其流失形态以颗粒态磷为主，BC处理（201.5 g/hm2）最高，RS处理（32.4 g/hm2）最低。相较于CON处理，RS处理淋溶液总氮流失量减少了43.6%；BNI和RS处理淋溶液总磷流失量分别降低了39.1%和77.2%。[结论] 结合茶园土壤植物可利用养分含量以及氮磷淋失的阻控能力，秸秆覆盖是减少茶园氮磷流失有效的管理措施。
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不同生长阶段的香根草-红土复合体混合物法则本构关系建模
Abstract:
[目的]构建适用于不同生长阶段香根草根土复合体的本构模型，以精确模拟和预测根土复合体力学行为。[方法]本研究选取三个不同生长阶段（20d、40d和60d）的香根草-红土复合体作为研究对象，通过三轴试验获取力学参数。基于混合物法则，分别采用邓肯-张模型和线弹性模型计算土体和植物根系的本构关系，并按照体积分数进行叠加。[结果] （1）基于混合物法则理论所构建的两相叠加本构模型在模拟根土复合体的力学行为方面表现出色（R2>0.89）。该模型的应力-应变曲线能够准确地反映根土复合体在三轴试验中的抗剪强度以及应力-应变关系在不同生长阶段的变化趋势。（2）将邓肯-张模型与线弹性模型分别作为基本相与加筋相的本构关系模拟，能够根据两种材料的特性差异，有效模拟并准确反映两者各自在剪切过程中的应力-应变响应特征。（3）香根草根系能够有效加固土体。在生长周期内，随着香根草种植时间的延长，根系的数量、直径、体积逐渐增大，弹性模量逐渐减小。根系加固作用逐步增强，根土复合结构体抗剪强度也逐渐提升。[结论]该模型不仅能够全面描述根土复合体的应力-应变关系，还能够通过根系数量、单根弹性模量、根系体积等参数，精确评估不同生长阶段植物根系的土壤加固作用，为边坡稳定性分析和生态护坡技术的应用与规划提供了科学的理论支持。
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苏打盐碱退化湿地淹水恢复对土壤有机碳储量的影响
Abstract:
[目的]为科学评价内陆退化盐碱湿地恢复后的生态环境效应，分析恢复后土壤有机碳含量及储量的变化规律。[方法]选择松嫩平原西部盐碱区域典型沼泽湿地退化多年地块(碱斑地、羊草地)和经淹水恢复的芦苇沼泽地为研究样地，基于样地植被地上-地下生物量、地下1 m土壤剖面理化性质、养分含量等指标的测定，分析探讨退化盐碱湿地恢复过程中SOC含量及储量的变化规律及影响因子。[结果]恢复后芦苇湿地植被生物量和植被碳库分别为8446.54 g·m-2、1.90 kg·m-2，较羊草地分别增加了422.68%、216.67%，碱斑地植被生物量和植被碳库为0，羊草地植被生物量和植被碳库分别为1616.00 g·m-2、0.60 kg·m-2，退化湿地淹水恢复促进了植被生物量和碳储量的增加；恢复后芦苇沼泽湿地地下1 m土壤剖面有机碳储量为17.38 kg·m-2，较碱斑地、羊草地分别增加了64.12%、4.45%，碱斑地为10.59 kg·m-2，羊草地为16.64 kg·m-2，退化湿地淹水恢复促进了土壤有机碳储量的增加；退化与恢复后的湿地深层土壤有机碳含量均高于表层，植被生长提高了土壤有机碳含量，土壤颗粒之间的空隙和淹水促进了有机碳向深层迁移；SOC含量及储量与土壤含水率呈显著正相关(p＜0.05)，与总氮、总磷、电导率、氮磷比呈显著负相关(p＜0.05)，且碱斑地、羊草地、芦苇湿地土壤理化性质彼此之间均存在显著差异(p＜0.05)，退化湿地恢复过程中SOC含量受土壤环境条件的影响，土壤环境的改善，有利于SOC的积累。[结论]研究成果表明对苏打盐碱退化湿地进行淹水恢复有利于“双碳”目标的实现。
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2000-2023年巢湖流域植被时空演化及其影响因素的空间异质性研究
Abstract:
[目的]监测巢湖流域的植被覆盖度(FVC)并分析其影响因素的空间异质性,为巢湖流域环境保护、水资源调配等方面提供科学依据。[方法]本研究利用GEE平台计算巢湖流域2000—2023年的FVC,使用Theil-Sen Median斜率估计、Mann-Kendall趋势检验、变异系数和Hurst指数分析其变化特征及趋势,使用地理探测器和多尺度地理加权回归(MGWR)探讨植被时空变化及其影响因素的空间异质性并实现可视化。[结果](1)巢湖流域FVC>0.4的面积占比为60.96%；二十四年间FVC总体呈上升趋势,整体改善区域占比58.21%,但未来FVC可能面临由改善转为退化的风险。(2)地理探测器因子探测表明,各影响因素与FVC均显著相关；交互探测显示,双因素交互作用显著增强了对FVC的解释能力。(3)MGWR结果显示,不同影响因素对于巢湖流域植被的作用出现明显的空间差异。(4)各影响因素对巢湖流域FVC表现出不同的作用尺度,其中GDP、日照时长和高程为全局变量,其余影响因素为局部变量。[结论]本研究有效揭示了不同影响因素在空间上的异质性,为巢湖流域的生态保护提供了量化依据和理论支持,促进区域内的可持续发展。
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基于遥感评估的福建省森林生态系统服务价值 特征和时空格局研究
Abstract:
森林生态系统作为地球上最重要的自然生态系统之一,具有供给服务、支持服务、调节服务、文化服务等多重服务价值,福建省森林资源丰富,更是生态文明建设的先行示范区。本文基于地理学的时空视角,以福建省2000年、2003年、2008年、2013年、2018年和2023年的森林生态系统服务价值为研究对象,运用价值当量法,并进行三次系数修正,测算对应年份的福建省森林生态系统服务价值,最后运用ArcGIS重心模型、空间分析等模型方法分析其时空格局的演变。结果表明:(1)福建省森林生态系统覆盖面广,总面积呈先增长后降低趋势,分布较为均衡。但森林生态系统逐渐呈分散化趋势,破碎化程度加深。(2)福建省森林生态系统服务价值呈波动变化趋势,总值略有下降,但变化程度较小,调节服务价值是森林生态系统服务价值的主体,变动趋势与森林生态系统服务价值的变动趋势基本一致。此外,不同阶段的森林生态系统服务价值等级空间地域性分布规律明显,不同时期各区县的级别分布存在差异。(3)福建省森林生态系统服务价值空间分布格局呈现“东北—西南”的空间分布态势,分布重心大体向西南方向移动,逐渐偏离福建省的几何中心,标准差椭圆的覆盖面呈较为稳定态势,空间分布均衡性逐渐加强。(4)福建省森林生态系统服务价值呈现高高集聚或低低集聚的空间分布特征,且森林生态系统服务价值高—高、低—低类型的空间集聚效果比较显著,低—高、高—低类型的空间集聚效果并不明显。研究结果对摸清森林生态系统家底、整合空间配置对福建省制定科学合理的生态保护和管理政策,促进区域可持续发展具有重要现实意义。
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常绿阔叶林土壤团聚体有机碳化学分子结构对氮磷添加的响应
王萍秀, 张天海, 郑志宇, 刘俏, 王方超, 陈伏生, 祖奎玲
Abstract:
[目的]土壤有机碳（SOC）不仅有助于维持土壤健康，而且在调节全球气候变化中具有重要作用。目前，氮（N）和磷（P）添加对土壤团聚体碳的影响及其内在机制尚不明确。揭示亚热带常绿阔叶林N/P添加对土壤团聚体碳的影响及其内在机制，对掌握亚热带常绿阔叶林中土壤有机碳稳定性及生态系统碳循环均具有重要意义。[方法]在常绿阔叶林布设长达6年的N、P添加试验平台（对照，100 kg N hm-1 a-1，50 kg P hm-1 a-1，100 kg N hm-1 a-1+50 kg P hm-1 a-1），分析土壤团聚体粒径分级、磷组分和有机碳化学分子结构组成，探究不同粒径土壤有机碳对N沉降和P添加的响应。[结果]氮（N）添加处理显著提高了大团聚体（>2mm）和粘、粉粒（<0.053mm）SOC含量，显著降低了大团聚体（>2mm）和小团聚体（0.25-2mm）土壤有机碳分解程度（SD）。氮磷（N+P）同施处理显著提高了大团聚体（>2mm）中多糖和醇酚含量，显著降低了小团聚体（0.25-2mm）SD，显著提高了除微团聚体（0.25-0.053mm）以外的各粒径土壤易分解态磷中的树脂（Resin-P）含量。冗余分析表明，NaOHs-Pi和残余磷分别是>2mm团聚体和<2mm团聚体化学分子结构主要驱动因子。[结论]N沉降通过提高难分解态P的形成从而增强土壤团聚体化学分子结构稳定性，加速了土壤C的固存。
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Al2(SO4)3-稻草改良对苏打盐碱土氮转化机制的影响
Abstract:
[目的]研究Al2(SO4)3联合有机物料对盐碱地氮转化机制的影响，揭示不同配施比例对土壤氮库的影响。[方法]以吉林省西部苏打盐碱土为研究对象，设置3个Al2(SO4)3梯度占土重0.2%A0.2、占土重0.1%A0.1、占土重0%A0与3个稻草梯度占土重1%S1、占土重0.6%S0.6、占土重0%S0，分别测定施氮肥与不施氮肥两条件下土壤NH4+-N含量、NO3--N含量、脲酶和蛋白酶活性。[结果]Al2(SO4)3引入提高了平均净矿化速率和硝化速率，表现为A0.2S0>A0.1S0，随着培养时间矿化作用与硝化作用逐渐降低；稻草的加入不利于土壤氮矿化作用与硝化作用，施入尿素后平均净矿化速率与硝化速率增长了分别17.34倍、3.61倍，但仍为抑制作用。Al2(SO4)3联合稻草（A0.1-0.2S0.6-1）添加进一步抑制了土壤氮素转化，土壤中铵态氮在高量稻草（S>0.6）中引入Al2(SO4)3加速了土壤NH4+-N与NO3--N的下降，施入氮肥后缓解了下降幅度，且随着Al2(SO4)3的增加铵态氮与硝态氮含量的变化幅度增加，表现为：A0.2S1>A0.2S0.6>A0.1S1。Al2(SO4)3和稻草的交互作用在不施尿素条件下对脲酶、蛋白酶活性、土壤全氮、土壤NH4+-N含量和NO3--N含量有显著影响，在施加尿素后呈极显著影响。土壤中的脲酶和蛋白酶活性与总氮含量之间，NH4+-N与NO3--N之间，以及土壤的净矿化速率与硝化速率之间，均表现出显著的正相关性。[结论]Al2(SO4)3与高量稻草联合施用保留了更多的氮源于土壤中，氮素利用效果较好的处理为A0.2S1处理。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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六盘山华北落叶松林坡面土壤储水时空变化特征及其影响因素
Abstract:
摘要：[目的] 受气象条件、植被特征、土壤性质和地形因子等差异影响，坡面土壤水分沿坡面分布的差异导致土壤储水量有明显空间变异，但目前对森林坡面不同坡位土壤水分动态及其影响因素的解析还不系统。[方法] 以六盘山半湿润区华北落叶松林典型坡面为研究对象，于2023年5至10月监测了坡上、坡中和坡下3个坡位0～80 cm土层土壤水分体积分数变化，并同步观测气象条件、植被结构和土壤水文物理性质等。[结果]（1）土壤储水量存在坡位差异，其平均值表现为坡中＞坡下＞坡上，但土壤储水量的波动在坡中最大；（2）在时间上，各坡位单场降雨事件0～80 cm土层土壤储水量增量变化均属强变异，不同土层间，0～10和10～20 cm土层土壤储水量增量的变异较小；影响土壤储水量增量时间变化的主要因素为降雨量和降雨时长；各坡位单个无雨时段0～80 cm土层土壤储水量减少量变化均属强变异，不同土层间，10～20 cm土层变异最小；影响土壤储水量减少量时间变化的主要因素为潜在蒸散和无雨天时长。（3）在坡位间，土壤储水量增量大小表现为坡中＞坡下＞坡上，主要与土壤体积质量和饱和导水率有关；土壤储水量减少量大小表现为坡中＞坡上＞坡下，主要与林地蒸散、石砾体积分数和总孔隙度有关。[结论] 研究结果对于深入理解坡面水分再分配机制及科学指导半湿润区山地的林水管理有重要价值。
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桂东南崩岗侵蚀区崩壁龛穴的形态及空间分布特征
Abstract:
崩壁龛穴的形成与发育加剧崩岗溯源侵蚀，威胁土地资源与生态环境。本研究通过调查典型崩岗侵蚀区龛穴的空间分布与形态特征，探明其分布规律和演化过程，结果表明：（1）龛穴主要赋存于崩壁下部，占45.83%，90.28%发育在砂土层，角度以30~50°为主（50.69%）。（2）龛穴形态参数变异性强，90.97%的龛穴扁率>0.1，主要表现为椭圆形与极椭圆形，70.80%的龛穴长深比与短深比同步＞1， 22.20%的长深比＞1且短深比＜1，反映其平面形态以垂向延展为主，演化阶段受水平拓宽影响。（3）龛穴长轴、短轴与内凹深度三者之间呈现极显著的正相关关系（P<0.01），且长深比与短深比可相互间接影响，共同驱动龛穴的形态发育。本研究揭示了崩壁龛穴的发育特点及空间分布特征，为崩岗侵蚀防治提供理论依据。
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长三角地区城市土地绿色利用效率与高质量发展互动关系及协调效应研究
Abstract:
[目的] 探究城市土地绿色利用效率和城市高质量发展二者互动关系及协调效应,为促进城市土地绿色利用转型,实现区域高质量发展提供科学支撑。[方法] 以长三角地区41个地级市为对象,构建评价指标体系,分别运用非期望产出Super-EBM、熵值-TOPSIS模型测算2008-2022年城市土地绿色利用效率与高质量发展指数,采用PVAR模型揭示二者交互关系,借助修正后的耦合协调模型、GM(1,1)灰色预测模型探究二者耦合协调时空特征及未来趋势。[结果] (1)长三角地区城市土地绿色利用效率为“M型”波动上升态势,呈现“西退动东进-泛均质化”的空间特征；高质量发展非线性增长特征明显,“极化辐射-干线延伸”空间格局突出。(2)二者存在双向因果交互关系,并同时受自身和对方的双重冲击,但更多受自身结构影响,具有惯性依赖特征,并且高质量发展对城市土地绿色利用效率的提升作用更大。(3)两大系统耦合协调水平稳步增长,上海市>江苏省>浙江省>安徽省,总体呈现“南高北低、东高西低、中部隆起”的空间特征,以发达城市为核心的“Z字型”轴线格局逐渐明晰；未来协调水平持续改善,但“核心-边缘”分布态势得到巩固。[结论] 通过紧扣“五大发展理念”,更新土地利用管理方式,统筹二者交互共生,从而促进区域协调发展。
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南方典型第四纪红黏土物理结皮发育过程和结构特征
Abstract:
[目的]客观量化土壤物理结皮厚度，明确红黏土物理结皮的发育过程和孔隙结构特征。[方法]通过开展人工模拟降雨试验获取不同降雨历时下的土壤物理结皮样品，基于CT扫描和土壤孔隙度阈值方法量化结皮厚度，并将其作为物理结皮发育特征的分析指标，揭示红黏土物理结皮的发育过程。通过提取结皮土样的二维和三维孔隙指标，探究不同发育程度结皮土样的结构特征。[结果]（1）红黏土物理结皮发育具有不同的阶段，可总结为初期颗粒溅散填充土壤孔隙阶段、中期雨滴压实土体阶段、后期稳定阶段和末期侵蚀阶段。在降雨1、10、30、60、90、120 min时，红黏土物理结皮厚度均值分别为7.75、8.07、10.83、11.53、11.49、6.35 mm，除最后1个数值外，表现出先增大后稳定的趋势，发育过程（1～90 min）可用一元三次方程y=10.17-4.69x+2.49x2-0.30x3拟合(R2=0.882 3)；（2）不同发育阶段，红黏土物理结皮表现出不同的二维和三维结构特征。在中期发展阶段，二维指标总体上表现为孔隙数量、孔隙度、当量孔径逐步降低，成圆率逐渐增大的趋势。三维指标呈现出分形维数先增大后稳定、孔隙表面积和连通密度先增大后减小的趋势；各指标在不同的结皮发育阶段均具有不同程度的显著差异。（3）“CT扫描+孔隙阈值”的方法能够客观量化物理结皮厚度，依据结皮厚度和孔隙结构的变化特征明确物理结皮的发育过程。[结论] 研究结果为土壤板结严重区水文过程研究和侵蚀模型精确模拟提供基础和依据。
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雅鲁藏布江流域生态系统服务功能权衡与协同关系研究
Abstract:
[目的]雅鲁藏布江流域生态环境脆弱,揭示流域生态服务功能时空变化及主导功能权衡协同关系,可为流域生态保护修复提供科技支撑。[方法]应用InVEST模型对雅鲁藏布江流域生境质量、产水、土壤保持、固碳、粮食供给5种生态系统服务进行量化评估,并且使用Spearman非参数相关分析和地理加权分析,揭示生态系统服务功能在海拔和时空尺度上的时空变化以及它们之间的权衡与协同变化。[结果](1)2000-2020年雅江流域5种生态系统服务供给量高值主要集中雅江流域下游地区,雅鲁藏布江流域生境质量较高,碳储量增长面积较大。随着雅鲁藏布江流域的降水逐年降低,产水量在2000-2020年均减少了1.26%,土壤保持量上升了12.43%,生境质量值普遍在0.8左右。(2)2000-2020年雅鲁藏布江流域生态系统服务生境质量、土壤保持量、碳储量显著增加面积(p<0.05),分别占研究区总面积为30.24％、42.58%、65.40%,生境质量、产水、土壤保持、碳储量在海拔阈值大于4800m、3800m、3800m、2800m时呈现出随海拔升高生态系统服务降低的态势。(3)从数量上(p<0.05),雅鲁藏布江流域粮食供给和产水在2000、2010、2020年呈低协同上升的趋势,土壤保持和产水呈现高协同在2000、2010、2020年协同度分别是0.82、0.84、0.83,粮食供给和生境质量呈现权衡关系。从空间上(p<0.05),碳储量-生境质量协同区面积占比最大,为31.12%,碳储量-生境质量权衡区的面积占总面积的1.05% 。[结论]研究结果揭示了雅鲁藏布江流域生态系统服务功能供给能力和随海拔变化的态势,以及从数量和空间上生态系统服务之间的权衡协同度,为未来制定生态恢复政策和水土保持措施提供依据。
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北京市山区森林生态系统健康评估及驱动因素分析
Abstract:
[目的]:揭示北京山区森林生态系统2005—2020年健康状况时空演变特征,分析区域差异及影响因子解释力。[方法]:构建以“地理环境-植被结构-生态压力-植被功能”为准则层的森林生态系统健康评价模型,应用熵权-TOPSIS法,计算指标权重并评价北京山区逐年森林生态系统健康,分析2005年、2010年、2015年、2020年森林生态系统健康变化特征。在此基础上,利用空间自相关分析和K-means聚类分析探究生态系统健康的空间聚集和区域差异,利用地理探测器中的单因子探测和交互探测模块,量化各指标因子对森林生态系统健康空间分布的解释力。[结果]:(1)2005-2020年北京山区森林生态系统健康水平为呈逐年上升趋势,现阶段北京山区森林生态系统以中等健康和较好健康为主,二者面积占比分别为41%,48%,空间上呈现出远城区高、近城区低的空间分异格局。(2)北京山区森林生态系统健康状况逐年向好,2015年至2020年变化尤为明显,优等健康地区占比从2.43%升至18.65%。研究区莫兰指数在2005-2020年期间呈先降后升的趋势,表现出显著的全局空间自相关和局部空间自相关集聚特征,显著性空间类型以正相关为主,HH型和LL型分别为41.8%和30.8%,占显著性类型总数的79.6%。(3)以乡镇为单位展示了北京山区森林生态系统健康的空间差异性,结果表明怀柔、密云和延庆地区的生态健康水平较高,而丰台、海淀和石景山区的森林健康状况相对较差。(4)土壤保持、LAI、NDVI、乔木盖度、人口密度为北京山区森林生态系统健康的主导因子,各因子之间的交互作用表现为非线性增强和双因子增强；北京山区森林生态系统健康2005由GDP和保持土壤主导,2010—2015年由LAI和保持土壤主导,2020年由保持土壤与空气净化主导。[结论]:2005—2020年北京山区森林生态系统健康状况不断好转,仍有27.27%的区域生态健康处于较差等或中等,有一定的提升空间。健康状况较差的地区和低-低集聚区空间分布基本一致,应加强森林带生态保护和修复工程建设,以保障地区森林生态健康。生态服务功能在森林生态系统健康中的影响力逐渐显现,在今后森林经营和管护中,需要充分考虑森林生态系统服务功能的提升及维护。
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黄芩渣有机肥对沙地连作马铃薯农田土壤细菌多样性与功能的影响
Abstract:
[目的]探究黄芩渣有机肥对马铃薯连作土壤基础特性和微生物群落多样性与功能的影响,可为黄芩渣资源化利用和连作马铃薯土壤改良提供理论参考。[方法]以大宗药材黄芩渣和羊粪(质量比为1:4)为基料,构建3种有机肥体系,分别为菌剂添加量3%(F1)、菌剂添加量5%(F2)、菌剂添加量10%(F3),结合田间控制试验,解析了3种黄芩渣有机肥体系对连作马铃薯薯表土壤的化学性质、土壤细菌多样性和群落结构的影响。[结果](1)与对照组相比,F1~F3均能显著提高成熟期土壤的有效磷(AP)、有效钾(AK)含量,分别提高8.12~12.00 mg.kg-1、65.63~88.36 mg.kg-1；(2)F1和F2处理均提高了马铃薯薯表土细菌菌群总数量,提高幅度分别为60.96%和23.19%,且富集了鞘氨醇单胞菌属、假黄色单胞菌属和黄杆菌属等有益菌属；(3)LEfSe分析结果显示,施入黄芩渣有机肥后抑制了土壤中果胶杆菌属等病原细菌的绝对丰度,富集更多绝对丰度显著高的具有土壤碳氮循环功能的有益细菌群落；(4)F1~F3均能改变土壤细菌介导的碳氮循环功能,提高土壤菌群对有机质的分解潜力。[结论]施用黄芩渣有机肥能够提高土壤速效磷钾养分含量、有益菌属丰度和细菌功能活性。
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雷达探测分析广西丘陵坡耕地整地措施对土壤水分的影响
倪晓庆, 陈晓冰, 张详曙, 义轩, 刘雍鑫, 杨婷, 许昊
Abstract:
[目的]整地是丘陵山区农业生产中的关键措施，明确整地后土壤属性的变化与田间土壤水分空间变异特征的响应关系，对于提升农业生产效益具有重要意义。[方法]以广西丘陵山区水平和反坡2种典型整地措施为研究对象，将野外雷达探测试验与室内土壤分析试验相结合，利用图像解析、统计分析等方法，深入探讨整地措施对坡耕地田间土壤水分变异特征的作用。[结果]在相同外部供水条件下，水平整地后的土壤水分空间变化显著发生在0～30 cm土壤深度范围，反坡整地集中在20～40 cm土壤深度范围，坡耕地贯穿整个0～50 cm土壤深度范围。水平整地的田间土壤水分空间分布变化程度最强（平均偏离程度0.0519），反坡整地变化程度最弱。水平整地的田间土壤水分空间运动稳定(反射系数0.33，瞬时功率变化速率8.41×1011 dB/ns)且相对均匀(雷达结构相似性指数0.78)，而反坡整地与坡耕地的田间土壤水分运动程度均相对剧烈，空间运动状态变化较大。坡耕地的土壤水分空间变异最大（综合指数1.45），其次为反坡整地（综合指数1.53），水平整地的土壤水分空间变异最小（综合指数1.57），土壤水分环境相对最稳定。相较于坡耕地，整地后的土壤粉粒质量分数对土壤水分空间变异影响最大。[结论]在相同外部供水环境下，水平和反坡整地后田间土壤属性和土壤水分状况均相对于坡耕地起到了调控作用，且水平整地下的田间土壤水分蓄存状况相对更好。
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菌根对土壤呼吸影响的研究进展
郑 翔, 柳思博, 何莹莹, 姜姜, 蔡延江, 张萍, 田佳, 邱开阳
Abstract:
菌根作为连接植物与土壤之间的桥梁,在土壤碳(C)库收支平衡中扮演着关键角色。菌根通过吸收土壤中的矿物营养物质以交换植物光合作用固定的C,同时也通过呼吸作用造成土壤C损失。尽管人们对菌根在土壤碳输入、分解和固持方面的作用已有较深入的了解,但关于菌根对土壤呼吸的影响仍相对有限。本文综述了菌根对土壤呼吸的影响及其调控因子。通过网格排除法,学者们成功分离并量化了菌根呼吸,发现其平均占土壤呼吸的16.8%。具体而言,丛枝菌根呼吸和外生菌根呼吸对土壤呼吸的贡献分别为18.4%(2.5%-32.0%)和15.1%(3.0%-62.1%)。与无菌根植物相比,接种菌根的植物平均增加了26.0%土壤呼吸。菌根呼吸对土壤温度和土壤湿度的响应在不同生态系统中存在差异,菌根呼吸似乎对土壤湿度的变化更加敏感。土壤养分有效性通过影响植物的养分获取策略,从而调控菌根与植物的共生关系,进而调控菌根呼吸。植物细根生物量、根外菌丝长度密度以及植物供应的底物等生物因子也对菌根呼吸有显著影响。菌根呼吸是土壤呼吸和自养呼吸的重要组成部分,引起的土壤C损失不容忽视,需要更先进的方法分离和量化菌根呼吸，并将菌根呼吸纳入全球碳模型，以便更准确地评估土壤碳循环动态，为全球碳管理和缓解全球气候变化提供科学依据。
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川西高山峡谷区不同种植模式坡面微地形变化及其对细沟发育的响应
Abstract:
细沟侵蚀是坡耕地的重要侵蚀方式,为明晰不同种植模式对细沟形态变化特征的影响,以期获得适宜区域的种植模式。该文以裸坡为对照,以花椒树+李树+鹤草、花椒树+樱桃树+五月艾、花椒树+豆角、李树+黄豆等主要种植模式的坡耕地为研究对象,采用原位径流小区冲刷试验与运动恢复(SfM)技术相结合的方法,开展不同冲刷流量下(6,10,14 L.min-1)坡面细沟侵蚀演化及形态参数变化特征研究。结果表明：(1)细沟侵蚀条件下,不同种植模式坡面侵蚀区面积、南坡向栅格占比均小于裸坡。中小流量下,地表粗糙度均呈下降趋势,坡面微坡度15°~25°栅格占比均上升,60°~90°栅格占比均下降。(2)与裸坡相比,不同种植模式坡面汇流形态均呈树枝状,且具有明显的分形特征。除10 L.min-1流量外,花椒树+李树+鹤草模式的坡面分形维数 D 最大,有较好的减沙效果。各种植模式坡面细沟密度均大于裸坡,除10 L.min-1冲刷流量下花椒树+豆角、李树+黄豆模式外,细沟宽深比均小于裸坡,表现为“宽浅式”。(3)相较于微坡向和微坡度,不同种植模式坡面地表粗糙度与细沟形态关系更为密切(P＜0.01),逐步回归分析发现地表粗糙度是影响不同种植模式坡面细沟宽深比、细沟密度和分形维数的关键因素。研究结果可为高山峡谷区坡耕地水土保持措施合理配置与水土流失有效防控提供理论依据。
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面向SDGs的安徽省碳生态补偿空间网络与分区治理
Abstract:
［目的］在“双碳”目标与可持续发展背景下，探究区域碳生态补偿机制对平衡土地开发利用过程中经济发展与生态保护之间矛盾具有重要意义。［方法］以安徽省为研究对象，构建了“时空分异-网络关联-补偿分区”的系统框架，结合网络分析法、碳生态补偿模型和熵权-TOPSIS等方法，通过K-means算法建立了基于可持续发展目标（SDGs）下的差异化碳补偿方案。［结果］1）研究期内安徽省土地利用碳排放显著增长且空间差异显著，整体表现为“北高南低、东高西低”的空间分布特征。2）区域碳关联网络逐步形成了以合肥为核心，芜湖、马鞍山和淮南为主要节点的“核心-边缘”结构且整体网络特征在持续增强。3）碳补偿价值空间差异明显，总计碳支付、碳受偿金额分别为109.89×108元与25.23×108元，确定了7个支付区、10个受偿区。4）结合城市的可持续发展，最终形成7类碳综合生态补偿管理分区，并针对每一类型区提出了“梯度补偿-协同治理”的差别化碳生态补偿建议。［结论］研究结果为协调区域碳公平、推动“双碳”目标与SDGs协同发展提供借鉴，对完善跨区域生态补偿政策具有参考价值。
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盐碱土与非盐碱土团聚体差异、改良影响及启示
Abstract:
［目的］团聚体是土壤肥力的重要指标，其稳定性会直接影响土壤物理、化学和生物特性。在盐碱化条件下，团聚体受到土壤高盐分或强碱性的影响，易导致土壤结构退化和功能降低，严重限制了农业生产。［方法］本文旨在总结盐碱土与非盐碱土团聚体的差异，分析盐碱化条件下影响团聚体形成和稳定性的因素，探讨改善盐碱土团聚体结构的方法与策略以及非盐碱土团聚体研究对盐碱土的启示。［结果］综合分析发现，盐碱环境破坏了土壤结构，降低了微生物多样性和活性，导致大团聚体数量减少，微团聚体比例上升，团聚体稳定性较差。非盐碱土大团聚体和微团聚体数量均较高，且分布层次分明，生物多样性丰富，团聚体稳定性较高主要得益于丰富的有机质含量和活跃的微生物活动。［结论］为了改善盐碱土团聚体结构，需要综合运用水利、物理、化学和生物措施来降低土壤盐碱含量、调节pH、改善土壤结构、提高水分保持能力和增加养分有效性。未来研究应着重于开发新的技术手段评估团聚体结构，优化改良技术，整合多尺度数据等，促进盐碱土特性的逐步改善和农业的可持续发展。
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典型岩溶县域土壤有机碳的空间分异及主控因素研究
Abstract:
[目的]我国西南地区岩溶与非岩溶区交错分布，空间异质性强烈，从县域尺度评估该地区土壤有机碳（SOC）的空间分异及其储量，对于实现区域“双碳”目标具有重要意义。[方法]以滇东南典型岩溶县域云南省文山市为例，采用网格采样法，调查研究了文山市表层土（0—20 cm）和深层土（0—200 cm）SOC含量和储量的空间差异，并运用半变异函数和地理探测器分析了外部环境要素对文山市SOC空间分异的影响。[结果]文山市表层土和深层土SOC含量均值分别为17.80 g/kg和5.18 g/kg，总储量3770.89×104 t，其中，表层土SOC呈西部高、中北部低，深层土SOC呈中西部高、东北部低的分布格局。在非岩溶区，表层和深层土SOC含量分别为20.88 g/kg和6.12 g/kg，比岩溶区高27.94%和32.75%（P<0.01）。半变异函数模型显示，SOC块金效应值在14.62%~59.93%，表明结构性影响因素主导文山市SOC的空间分异。地理探测器分析表明，气温和海拔是影响岩溶区表层土SOC的主控因素；随着温度降低、海拔升高，文山SOC含量呈增加趋势；而岩溶区海拔较低，石漠化严重和植被生长相对较差，SOC含量总体低于非岩溶区。在深层土，降水是影响岩溶区SOC的主控因素，其产生的淋溶作用可能使溶解性钙与有机质结合形成腐殖酸钙，促进深层土SOC累积；地层年代在非岩溶区起主导作用，二叠系玄武岩母质发育的土壤可能具有较高的土壤黏粒和大团聚体含量，有助于维持深层土SOC的物理保护和稳定。[结论]研究将为西南岩溶地区SOC的精准评估和土壤碳库调控提供参考。
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湘中丘陵区4个树种人工纯林土壤-微生物-胞外酶C:N:P化学计量特征
卢巧露, 方晰, 范世才, 孙龙, 孙百慧, 梁婷婷, 李毅
Abstract:
摘要：[目的]不同树种人工林因养分吸收利用策略的差异导致土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）含量及其化学计量比的改变会显著影响土壤微生物活性，土壤微生物是否通过调整自身生物量和胞外酶化学计量比适应土壤的变化仍不明确。为了探究不同树种人工林对土壤微生物生物量和胞外酶活性的影响，研究土壤—微生物—胞外酶C:N:P化学计量比之间的协变性。[方法]以湘中丘陵区土壤发育、经营历史一致，不同生活型的4个树种[针叶树马尾松（Pinus massoniana）、落叶阔叶树枫香（Liquidaar formosana）、常绿阔叶树木荷（Schima superba）和杜英（Elaeocarpus decipiens）]人工林为研究对象，测定0—40 cm土层C、N、P含量，微生物生物量碳（Cmic）、氮（Nmic）、磷（Pmic）和微生物获取C（β-1,4-葡萄糖苷酶+β-纤维二糖苷酶，BG+CBH）、N（β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶，NAG）、P（酸性磷酸酶，ACP）资源的相关胞外酶活性（EEA）。[结果]不同树种人工林显著影响了土壤C、N、P含量，微生物生物量，胞外酶活性以及Cmic:Nmic:Pmic和EEAC:N:P；马尾松林、枫香林Cmic:Pmic显著高于木荷林和杜英林，微生物与植物竞争土壤有效P，土壤P利用率低，特别是枫香林；木荷林NAG及EEAN:P最高，微生物受N限制明显；杜英林ACP较高，且EEAC:N、EEAC:P也高于其它树种人工林，而EEAN:P最低，微生物受C、P限制最为严重；（2）土壤C:N:P与微生物生物量、胞外酶C:N:P不存在显著相关性，仅有Cmic:Nmic与EEAC:N，Cmic:Pmic与EEAC:P呈显著负相关关系，表明土壤C:N:P与微生物生物量C:N:P不存在协变性；而土壤C:N:P与C:Pimb呈显著正相关关系，Cmic:Nmic:Pmic与C:N:Pimb呈显著负相关关系，C:Nimb和EEAC:N呈显著正相关关系，证实了土壤与微生物之间C、N、P的差异对胞外酶化学计量比的影响。（3）凋落物层现存量对土壤C、N、P含量以及Pmic、Cmic:Pmic、Nmic:Pmic、BG+CBH、NAG、EEAC:P有显著的影响。[结论]不同树种人工林通过影响土壤C、N、P含量，进而影响微生物生物量和胞外酶活性，微生物主要通过调整自身生物量C:N:P及产生特定胞外酶适应不同养分的限制，验证了资源分配理论。
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采伐剩余物不同处理方式对杉木林土壤酸解有机碳及土壤微生物群落的影响
Abstract:
[目的] 酸解有机碳是土壤中重要的有机碳组分,其含量变化将影响土壤微生物群落组成,为探讨土壤酸解有机碳和微生物群落对森林采伐剩余物不同处理方式的响应。[方法] 对福建三明格氏栲自然保护区杉木成熟林的采伐剩余物进行清除(R)、火烧(RB)和保留(RR)三种处理,在种植杉木三年后采集不同土层(0-10 ,10-20 cm)的土壤,对土壤酸解有机碳组分(活性组分Ⅰ、Ⅱ及惰性组分)和微生物群落进行研究。[结果](1)采伐剩余物处理对0-10 cm土层土壤酸解有机碳组分没有显著影响(P>0.05)。10-20 cm土层中,RR和R处理下活性组分Ⅰ(LP Ⅰ)含量(7.2 ,6.8 g·kg-1)明显高于RB(4.7 g·kg-1)处理,RB处理活性组分II (LP II)和惰性组分(RP)含量(1.06 ,3.59 g·kg-1)显著低于R(1.32 ,7.79 g·kg-1)处理(p<0.05)。 RB处理0-10 cm土层土壤酸解有机碳组分含量均明显高于10-20 cm土层(p<0.05)。(2)0-10 cm土层RB处理微生物生物量碳含量(335.1 mg·g-1)显著低于RR和R(540 ,453.7 mg·g-1)处理(P<0.05),不同处理各土层土壤微生物生物量氮均没有显著性差异(p>0.05)。两土层RR处理土壤微生物生物量磷和总PLFAs含量都显著高于RB处理(p＜0.05)。0-10 cm土层RB处理F:B显著高于RR和R处理,RR处理GP:GN显著高于RB和R处理(p<0.05)。(3)土壤酸解有机碳组分与总微生物生物量及各微生物类群PLFAs含量均有明显的正相关关系(p＜0.05)。[总结]保留采伐剩余物处理有利于将不同土壤有机碳组分含量维持在较高水平，并对土壤微生物生物量和土壤微生物群落组成具有积极作用。 研究结果对于采取合理的杉木林经营措施和提高土壤生产力有重要意义。
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黄土塬区土壤饱和导水率对果园还耕的响应特征
Abstract:
[目的]黄土高原作为中国最大的苹果优势产区,近年来面临苹果树老龄化和品种单一化的问题,加之为了确保国家粮食安全,黄土高原地区的许多果园已经重新转换成农田。为探明果园还耕后土壤饱和导水率(Ks)的变化规律及影响因素。[方法]选取黄土塬区成熟龄果园(AO)和果园不同还耕年限(2a、4a、6a、10a)的农田为研究对象,原生农田(CK)作为对照,测定不同样地0-200 cm的Ks和土壤基本性质,利用Pearson相关性分析和结构方程模型,明析黄土塬区Ks对果园还耕的响应特征及影响因素。[结果]随着还耕年限的增加,农田0-200 cm土壤含水量、黏粒和粉粒含量平均值呈减小的趋势；砂粒含量平均值呈增大的趋势。不同样地的Ks平均值大小顺序为2.25±1.19 cm/h(6a)＞1.60±0.71 cm/h(AO)＞1.49±0.29 cm/h(4a)＞1.46±0.44 cm/h(2a)＞1.40±0.40 cm/h(CK)＞1.04±0.61 cm/h(10a),整体上呈现随还耕年限的增加,Ks平均值先升高后降低的趋势。随着土层深度的增加,不同样地Ks均呈现减小的趋势。Ks的直接影响因素是土壤容重和有机质含量,间接影响因素是还耕年限和土层深度。[结论]研究结果可为黄土塬区土壤水分运动对土地利用变化的响应规律提供理论支撑,为该区域促进水土流失的防治及土地的合理利用提供科学依据。
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自然降雨下紫色土坡耕地碳源添加对碳迁移及固碳的影响机制
刘兵, 刘煜, 郝卓, 展晓莹, 张晴雯, 杨洋, 陈红琳, 陈尚洪, 刘定辉
Abstract:
[目的]紫色土土壤退化形势严峻，水体流失严重，土壤增碳固碳困难，为探究碳源添加对紫色土坡耕地碳固存的影响。[方法]以四川紫色土坡耕地为对象，在10°紫色土坡耕地设置6种处理:不施肥（CK）、化肥+秸秆还田（T1）、化肥+秸秆生物炭（T2）、化肥+牛粪（T3）、化肥+有机改土基质（T4）、化肥+生物炭牛粪菇渣堆肥（T5），每种处理重复3次。分析降雨量及不同碳源处理下径流、泥沙、碳含量的变化特征。[结果]结果表明：（1）降雨量>30mm，短时强降雨（16.1mm·h-1）可促使地表径流的产出。碳源添加可以显著（p＜0.05）减少地表径流量，与CK相比，T2、T3、T5减流效益分别达到38.64%、38.61%、62.95%。不同处理产沙量呈现:T1>T4>CK>T2>T3>T5，最高较CK降低58.99%。（2）地表径流有机碳流失主要以泥沙有机碳为主，占比范围67.47~90.43%。T2、T3、T5可有效减少有机碳的迁移，较CK处理有机碳损失总量减少21.74%、19.40%、49.28%。T5处理各碳组分（可溶性有机碳（DOC）、可溶性无机碳（DIC）、可溶性总碳（DTC）、泥沙有机碳）迁移通量较CK分别减少70.88%、70.92%、37.52%、60.07%。（3）PLS-PM表明，降雨是碳迁移的主要驱动因子，降雨特征、土壤理化性质、不同碳源添加均不同程度地影响土壤有机碳固存。[结论]碳源添加（T2、T3、T5）使有机碳损失总量减少。T5处理有机碳固存量提升，T2和T3减少了地表径流各碳组分的流失，而其有机碳固存量减少。表明碳源添加可以提升碳含量，减少碳迁移，但固存量却减少，需长期实验来验证。本研究对提升紫色土土壤肥力、维持土壤碳平衡和缓解土壤碳迁移具有重要意义。
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黄土高原作物C因子新方法研究:以谷子地为例
Abstract:
摘要：[目的]为探究不同作物覆盖与管理措施下坡面土壤流失率、作物覆盖与管理因子的响应机制，以便更精准地评价作物覆盖与管理措施对土壤侵蚀的抑制作用。[方法]以谷子为研究对象，采用人工模拟降雨，设置6个小区坡面条件（A1：作物，A2：有糙度作物，A3：有结皮作物，B1：裸露，B2：有糙度，B3：有结皮）。通过Matlab数值模拟得到SLR估算模型，结合降雨侵蚀力分布曲线计算不同C因子值。[结果]地表糙度、土壤结皮均能进一步减弱作物小区的水土流失，与作物小区相比，有糙度作物小区SLR平均减少了21.00%，有结皮作物小区平均减少了16.50%。得到的作物、有糙度作物、有结皮作物小区土壤侵蚀率模型3种土壤侵蚀率模型，结合降雨侵蚀力分布情况可以计算全生育期C因子值。经淳化野外数据验证，作物、有糙度作物、有结皮作物小区土壤侵蚀率模型均可达到较精确的预测效果，其全生育期估算C因子值分别为0.30，0.25，0.25，纳什系数分别为0.96，0.87，0.75。[结论]研究结果为开展全国性的Ｃ因子研究提供一定参考依据。
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多源降水产品在天山典型流域的评估及径流模拟研究
Abstract:
[目的]为探究不同降水产品在天山高寒流域的特征差异及水文模拟应用潜力。[方法]结合不同统计指标及HBV水文模型，对比分析5套降水产品（基于站点插值的格点化数据CN05.1、卫星降水数据GPM、亚洲地区高质量高时空分辨率降水数据集AIMERG、再分析数据CMFD和ERA5）在玛纳斯河源区的降水时空分布特征，评估不同产品精度，研究不同降水产品在径流模拟中的适用性。[结果]5套降水产品的年降水均呈现从北到南先增加后减小的空间特征，仅有AIMERG和CMFD可捕捉到冰川区降水高的特征；不同产品的降水年内变化特征一致，但夏季降水量差异显著，ERA5的夏季平均降水量达CN05.1的2倍，GPM降水量最低；GPM降水产品低估观测月降水，且在春季和冬季低估最为严重（64%～76%），而CMFD、ERA5和AIMERG 3套降水产品整体高估观测月降水，其中ERA5高估最为严重，尤其在夏秋季（134%～206%），CMFD对月降水略有高估。AIMERG与站点月降水的相关性较高，在雨季和非雨季也呈现出较高的日降水成功指数；基于AIMERG、CMFD及CN05.1的日径流模拟效果相近且精度高于其他数据集，纳什效率系数为0.81～0.82，相对误差低于6%，前2套降水产品对径流极值的模拟能力总体高于CN05.1。[结论]AIMERG和CMFD在玛纳斯河源区径流模拟中呈现较大的优势，成果可为气象资料匮乏的天山地区的径流模拟及水土流失预防研究提供数据参考。
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喀斯特坡地次生林常见树木蒸腾特征及其对气象因子的响应
Abstract:
[目的]探究喀斯特坡地次生林常见树木蒸腾特征及其对气象因子的响应规律。[方法]采用热扩散探针法(TDP)对中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站内构树、栾树、乌桕、臭椿、苦楝树、香椿和盐肤木进行了监测，同时对监测气象因子进行监测，分析树木蒸腾变化特征与气象因子的关系。[结果](1) 研究发现构树、栾树、乌桕、臭椿、苦楝树、香椿和盐肤木的日均蒸腾量为：(4 409.97±3 260.63)g/d，(6 611.27±5 629.57)g/d，(3 956.32±2 498.50)g/d，(2 984.98±2 039.09)g/d，(6 300.25±4 637.71)g/d，(780.69±738.80)g/d，(2 320.73±1 717.18)g/d(2) 构树、栾树、乌桕、臭椿、苦楝树、香椿和盐肤木的液流速率在晴天最大，其次是阴天，最小是雨天。(3) 在晴天条件下，大气温度(T)和饱和水汽压差(VPD)的变化对于构树、栾树、乌桕、臭椿、苦楝树、香椿和盐肤木液流速率的影响最大，相对湿度(RH)次之，而总辐射照度(Eg)的影响相对较低。[结论]喀斯特坡地次生林常见树木的蒸腾量因特殊的水分环境受到限制，不同落叶乔木拥有着不同的水分利用策略，液流速率主要受到VPD和Eg的影响。
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孟良崮小流域径流与磷素传输动态关系分析
Abstract:
[目的] 为探讨不同降雨类型下径流-磷素流失滞后关系特征。[方法] 以北方土石山区孟良崮小流域为研究对象，利用2010~2012年的32场降雨实测数据，通过C-Q（浓度-流量）环路和Pearson相关分析方法进行分析。[结果]（1）暴雨条件下土壤饱和后释放大量磷素使磷素浓度峰值晚于径流峰值；大雨条件下溶解性磷素从近源释放，颗粒态磷素从远源迁移到径流中；中雨条件下DIP（溶解性无机磷）、PP（颗粒性磷）和TP（总磷）输移主要受地表径流影响，DP（溶解性总磷）输移受到土壤和沉积物影响；小雨条件下表现出较快的溶解态磷素输移和较慢的颗粒态磷素输移。（2）磷素输移的C-Q环路在径流过程中呈现多种类型，其中，PP和TP多为顺时针滞后，占18%~23%，主要受地表径流的强烈冲刷；逆时针滞后在各组分磷素中出现的比例相近为12%~18%，源于土壤磷素缓慢释放和河道沉积物再悬浮；DP流失多表现为正“8”字形滞后，占比16%；DIP流失表现为逆“8”字形滞后，占比19%；线形滞后出现的频次较少；复杂形滞后的比例在31%~45%。（3）暴雨和大雨条件下，DIP和DP与径流（Q）呈弱相关或负相关关系，源于强烈径流快速冲刷地表，而溶解性磷被土壤吸附未能同步释放或被径流稀释；中雨时，适中的径流冲刷力增强了溶解性磷的释放；小雨时，径流主要迁移附着在松散土壤颗粒上的颗粒性磷。在不同降雨类型下，PP和TP始终高度相关，表明TP的主要来源是PP。[结论] 孟良崮小流域需要针对不同的降雨情况防范磷素流失。
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喀斯特地区安顺市土壤侵蚀时空变化特征及驱动因素
Abstract:
[目的]探索西南喀斯特地区安顺市土壤侵蚀时空演变规律、驱动因子以及驱动因子相互间交互作用,有助于该地区石漠化治理和水土资源管理。[方法]采用优化后的RUSLE模型估算2005-2020年安顺市土壤侵蚀,同时利用随机森林模型(RF) 揭示土壤侵蚀的驱动因子,并估算驱动因子相互作用对2005-2020年安顺市土壤侵蚀的影响。[结果] (1)2005-2020年安顺市土壤侵蚀总体上呈现低强度土壤侵蚀分布在中部、东南部和东部地区,而高强度土壤侵蚀分布在北部和西南部地区。从时间上来看,安顺市土壤侵蚀整体上呈现改善趋势,大部分地区土壤侵蚀等级主要由高向微强度侵蚀转移,但局部地区存在侵蚀加剧现象。(2)石漠化对于安顺市土壤侵蚀有较大的影响。安顺土壤侵蚀强度与石漠化呈正相关区域占总面积59.3%,具有高度相关性。土壤侵蚀随着石漠化强度增加呈现先增加后减少的趋势。(3)安顺市发生土壤侵蚀最主要的土地利用类型为林地、耕地和草地,总体上来看土壤侵蚀速率依次为林地<草地<耕地。(4)对土壤侵蚀驱动因子分析显示,植被覆盖与管理因子对研究区土壤侵蚀时空动态变化解释力最强,其次是水土保持措施因子、石漠化强度。驱动因子交互作用结果表明,植被覆盖与管理因子与水土保持措施因子交互作用为主导因素,而排名靠前的交互作用中均有植被覆盖与管理因子参与。[结论]2005-2020年安顺市土壤侵蚀强度整体呈好转趋势,但部分地区存在侵蚀加剧现象。植被、石漠化强度和土地利用对安顺市土壤侵蚀影响最强。因此,未来水土治理过程中需要重点关注植被覆盖、石漠化强度和土地利用变化。
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峰丛洼地石漠化区乡村聚落的形态学特征及空间演变规律
Abstract:
[目的]为探究峰丛洼地石漠化区乡村聚落的形态学特征及空间演变规律,对乡村聚落空间布局优化及推进城乡统筹可持续发展具有重要意义。[方法]基于PLUS模型预测2035年经济发展情景、自然发展情景和生态保护情景下的乡村聚落分布,利用形态学空间分析(MSPA)方法识别乡村聚落的形态学特征,采用景观格局指数、景观综合动态度和Ｒipley K函数方法,实现对乡村聚落过去—现在—未来的形态学特征及空间演变规律分析。[结果](1)1990—2022年乡村聚落面积呈现上升趋势,面积增加6.09km2,数量由366增加至1253。核心与边缘是研究区内的优势乡村聚落类型,其面积分别增加1.90km2和1.51km2,主要分布在研究区中部,孤岛和分支等主要分布在北部和东北部,其面积增加1.07km2和1.15km2。(2)乡村聚落类型的复杂性,丰富程度和破碎化程度整体上呈现增加的趋势；乡村聚落类型1990—2000年发育最为平缓,2010—2022年发育最为剧烈,乡村聚落类型扩张主要发生在兴街村和老街村及周边地区；乡村聚落类型在研究尺度内都表现出集聚趋势,随着空间尺度的增加乡村聚落空间分布的聚集特征减弱且城镇化过程空间尺度缩小。(3)3种情景下,乡村聚落面积均呈上升趋势,其面积分别为11.42km2、7.68km2和9.14km2；核心是研究区内绝对优势类型,其面积分别增加4.02km2、2.60km2及3.14km2,乡村聚落类型在空间尺度上呈现集聚分布,并且生态保护情景会抑制乡村聚落的扩张。[结论]研究区乡村聚落处于快速发展阶段,乡村聚落的扩张主要表现在核心扩张上,而孤岛的扩张则是加剧了乡村聚落空间分布的复杂性,并且城镇化过程中乡村聚落逐渐聚集在较小的空间尺度。
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长期施用包膜氯化钾对土壤肥力及玉米产量、品质的影响
刘平安, 胡晓敏, 陈思宇, 田野, 马雨彤, 罗心雨, 庄卓锐, 张敏, 张文睿, 冯志邦, 李泽丽, 陈琪, 刘之广, 张民
Abstract:
[目的] 控释氯化钾可以实现钾离子缓慢释放与作物吸收相同步,同时保证钾离子在土壤中的有效性,满足作物生育后期对钾素的需求,显著提高钾肥利用率。探究长期施用控释氯化钾及其掺混肥料对玉米产量及品质的影响,为实现玉米高质量生产提供技术支持。[方法]基于控释氯化钾应用于夏玉米(Zea mays L.,郑单 958)的田间长期定位试验(始于2014年),设不施钾肥 (CK)、常量普通氯化钾(K)、常量聚氨酯包膜氯化钾(CRK1)、减钾量1/3聚氨酯包膜氯化钾(CRK2)、常量掺混氯化钾 (BBF1)、减钾量1/3掺混氯化钾 (BBF2) 共6个处理,在抽雄期进行玉米生长、土壤供钾水平、吸钾能力、光合作用等相关指标定,在成熟期进行玉米品质、农学效益等相关指标测定。[结果] (1)BBF1处理的玉米产量、地上生物量、经济效益最高,分别为12157 kg/hm2、19954 kg/hm2、19183 元/hm2,等钾条件下较其他施钾处理分别显著提高了5.68%~16.06%、1.11%~10.44%、10.39%~28.37%。BBF2相比BBF1处理钾肥利用率显著提高9.44%。(2)CRK1和BBF1伤流钾离子含量较K分别显著提高19.93%、13.89%,较CRK2和BBF2显著提高16.05%和19.03%。减量1/3后,CRK2和BBF2较K并不显著。CRK1较K显著提升SPAD值7.32%,LAI值7.04%,净光合速率较18.58%。减量1/3后,CRK2较CRK1和K并不显著。(3)与K处理相比,CRK1处理分别提高了玉米籽粒粗蛋白、淀粉、油脂含量4.23%、4.46%、5.65%；减钾量1/3后,CRK2较K处理仍提高了玉米籽粒粗蛋白、淀粉以及油脂含量。控释氯化钾与普通氯化钾掺混施用(BBF1)较K处理进一步提高了单位面积玉米籽粒粗蛋白、淀粉以及油脂含量,较CRK1处理差异不显著；减钾量1/3后,BBF2处理的单位面积玉米籽粒淀粉以及油脂含量与CRK1、BBF1处理差异不显著。[结论]控释氯化钾可满足玉米生长及品质形成对钾素的需求,改善了玉米的生长情况,优化了玉米籽粒的品质性状,与普通氯化钾掺混施用后显著提高了玉米产量及钾肥利用效率、降低了肥料投入成本,并且实现了减量不减产、品质不下降的目的。
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变化环境下黄河中游土壤湿度时空格局及其影响因素
Abstract:
[目的] 识别黄河中游土壤湿度的主要驱动因子，分析土地覆盖和气候变化对黄河中游土壤湿度变化的影响，为区域生态环境保护和高质量发展提供理论依据。[方法] 使用SiB2模型模拟黄河中游2000、2005、2010、2015和2020年的表层土壤湿度（SSM）与根区土壤湿度（RZSM），分析其时空分布格局；结合地理探测器、随机森林、SHAP析其主要驱动因子；使用情景设置法分析土地覆盖与气候变化对SSM和RZSM变化的贡献。[结果] （1）参数校准后的SiB2模型可以较好地模拟黄河中游的土壤湿度。（2）黄河中游土壤湿度整体呈现出南高北低的空间分布特征，SSM和RZSM在不同生态分区、不同季节和不同土地覆盖类型下分布特征存在差异。（3）降水、土壤类型和向下短波辐射是黄河中游SSM的主要驱动因子，降水、土壤类型和土地覆盖类型是黄河中游RZSM的主要驱动因子，不同生态分区土壤湿度的驱动因子存在差异。（4）黄河中游土地覆盖类型的转换对RZSM的影响具有区域差异性，LAI升高导致RZSM降低是主要的变化方向。（5）相较于2000年，2020年SSM和RZSM的下降分别由气候变化的差异和土地覆盖变化所主导。 [结论] 2000—2020年黄河中游地区的土地覆盖变化导致根区土壤水分下降，降水量对土地覆盖类型转换后土壤湿度的变化有重要影响。
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1990-2020年攀枝花市植被覆盖度时空变化及其驱动因素研究
Abstract:
[目的]探究攀枝花市植被覆盖度时空变化特征及驱动因素，为攀枝花市制定区域生态环境保护方案、维护区域生态平衡提供理论依据。[方法]基于Landsat-EVI数据，结合自然和社会经济数据，借助像元二分模型、Sen+MK趋势、偏相关和最优参数地理探测器模型等方法，分析了攀枝花市1990—2020年间植被覆盖度特征、明晰其驱动因素。[结果]（1）攀枝花市植被覆盖度（FVC）呈“南低北高”的空间分布特征，以高等级植被覆盖为主。近30年，FVC介于0.635-0.792之间，退化区面积占比为17.70%，改善区面积占比为44.97％。（2）FVC与降水、气温呈正相关区域面积占比分别为61.87%、57.40%。（3）土地利用、高程、气温是FVC空间分异的主要影响因素，影响力在0.2以上；因子间的交互作用大多表现为增强，其中，坡向和气温耦合后，影响力可提升到43%；各驱动因子对研究区植被生长的影响均有其适宜的范围。[结论]近30年，FVC整体呈上升趋势，但部分区域植被退化明显，未来区域植被建设需要在优化土地利用格局时注重地形分布规律及气候变化，以应对环境演变下植被生态系统可持续发展面临的挑战。
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喀斯特峰丛洼地小流域不同景观位置土壤饱和导水率特征及其影响因素
Abstract:
[目的]峰丛洼地是重要的喀斯特地貌类型之一，探明不同景观位置对Ks的影响规律可为深入理解该区水文过程提供参考。[方法] 通过测定2种景观位置不同土层的Ks和土壤理化性质，采用方差分析、回归分析和通径分析等方法研究不同景观位置Ks的分布特征及其影响因素。[结果]景观位置和土层对Ks分布有显著的影响（p<0.05），景观位置的影响主要体现在0—10 和20—30 cm土层，土层的影响主要发生在坡地，而土地利用的影响不显著（p>0.05）。景观位置对土壤颗粒组成和全磷影响不明显（p>0.05），而有机碳、全氮和容重随景观位置不同发生明显变化（p<0.05）。坡地Ks与粉粒、砂粒、有机碳和全磷显著正相关（p<0.05），与黏粒和容重显著负相关（p<0.05）；洼地Ks与容重存在显著正相关（p<0.05）。通径分析表明容重和有机碳是影响坡地和洼地Ks的主要因素。利用多元逐步回归建立了坡地和洼地Ks的回归方程，其影响因素的方差解释率分别为76.2%和32.6%。[结论]研究结果表明地貌特征分异对土壤水文参数分布有重要影响，可为喀斯特峰丛洼地小流域水土过程研究提供科学依据。
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金沙江中游水电站对植被时空变化 的影响
Abstract:
[目的] 探究水电站群对植被时空变化的影响，阐明植被变化对水电站建设和气候因子的响应关系，为区域可持续发展和水电站可持续运营提供可靠的科学依据。[方法]本文利用归一化植被指数(NDVI)来反映植被变化，以谷歌地球引擎（GEE）为运算平台，耦合ModTrendr算法、Theil Sen-MK、贡献度分析、偏相关分析方法探究2000—-2022年金沙江中游水电站对植被时空变化的影响，并分析气候在其中的效应。[结果]（1）负向突变集中于2011-2014年，突变区域集中于集水区。正向突变集中于2015年和2017年，突变区域集中于河岸5 km缓冲区范围内。植被产生积极响应的时间为蓄水后1—4年，突变强度沿河岸向外逐渐减弱；（2）各水电站周边植被NDVI整体呈现上升趋势（0.0002-0.0028/a），在建设前、建设中、运营后呈现升（平缓）—-降—-升趋势；（3）区域植被变化主要受到人类活动（水电站建设）与气候变化的共同作用，可解释度达69.12%，人类活动的贡献度远高于气候变化的贡献度。（4）温度、降水与NDVI偏相关系数分别为-0.28和-0.29，温度、降水在水电站不同阶段偏相关系数差别较大，表明水电站会影响区域气候。[结论]水电站在修建期间对植被造成消极影响，运营后对植被产生积极影响。，水电站建设对植被的影响高于气候变化的影响，且水电站的修建可能会影响局部气候，温度和降水与植被NDVI整体相关性降低。
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桥山林区不同林分和坡位土壤水分对典型降雨的响应
郭义选, 徐国策, 张译心, 李婧, 陈曦, 谷丰佑, 王斌
Abstract:
[目的]降雨是土壤水分补给的主要来源，直接影响着土壤水分的分布特征，进而影响植被的生长状况。[方法]本研究以黄土高原南部桥山林区为研究对象，通过对典型林分（阔叶纯林和针阔混交林）不同深度土壤水分和降雨的监测，探究不同植被覆盖和坡位条件下的各层土壤含水量对典型降雨的响应特征。[结果]（1）研究期间降雨量主要集中在8，9和10月，其中9月的降雨量最大为251.7 mm。各样点同一土层的土壤含水量季节性差异显著（p≤0.05），不同土层的平均土壤含水量均在夏季最低。（2）中雨事件仅浅层土壤含水量对降雨发生响应，针阔混交林土壤水对降雨的响应强度大于阔叶纯林。（3）大雨事件土壤水对降雨的响应为针阔混交林大于阔叶纯林，不同坡位的响应关系为：浅层坡下>坡中>坡上，深层坡上>坡中>坡下。（4）暴雨事件土壤水对降雨的响应为阔叶纯林大于针阔混交林，不同坡位的响应关系为：浅层坡下>坡中>坡上，深层坡上>坡中>坡下。（5）在三场降雨中针阔混交林的补给量分别为纯阔叶林的1.55、1.65、1.00倍。[结论]探究桥山林区土壤水分对降雨的响应和浅层土壤水运动的过程，对桥山林区坡面降雨资源的优化配置和森林生态系统可持续恢复具有重要意义。
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黄河三角洲城市景观生态风险测度及影响因素研究
Abstract:
[目的]黄河三角洲作为典型生态脆弱区，其景观生态风险受多重因素影响，表现尤为突出。系统认知景观风险不仅是优化景观格局的基础，更是有效应对生态风险的关键。[方法]以黄河三角洲典型城市东营市为研究区，构建生态系统服务价值和“胁迫度—脆弱度—韧性”的景观生态受损概率评估框架。采用ESDA和地理探测器模型，从网格尺度探究城市景观生态风险的空间异质性及影响因素。[结果]（1）东营市景观生态风险平均值为0.15，呈现“北部东部高，中偏西南低”的空间格局。生态系统服务价值约为3175.99亿元，占GDP的93%，经济发展表现为不可持续增长，呈现由北部、东部沿海向西南部逐步递减的空间格局。生态受损概率为0.43，呈现“北部东部高低交错，中偏西南整体较低”的空间格局。（2）景观生态风险呈显著的空间集聚特征，全局Moran’s I指数为0.747。高风险区主要集中在东营市北部和东部沿海，占风险区面积的32.48%。（3）东营市景观生态风险主要受社会经济基础和环境区位条件影响。在全市范围内，海岸线距离是主导因素，决定度为0.43；在城镇区域，人口密度为决定性因素，决定度为0.38。[结论]研究不仅在理论上丰富了景观生态风险评估方法，也为黄河三角洲生态保护和风险管理提供实证支持。
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有机替代和团聚化对红壤微型动物群落的影响
朱君康, 叶桂萍, 丁维新, 樊剑波, 吴冰雪, 贺纪正, 林永新
Abstract:
[目的]红壤是我国南方典型的地带性土壤，有机替代是改善红壤理化性质的重要途径。为探究不同有机替代方式和团聚化过程对红壤微型动物群落的影响。[方法]本研究采集了5种长期施肥处理土壤：单施无机氮磷钾（NPK）肥（I）、NPK+花生秸秆（IPS）、NPK+水稻秸秆（IRS）、NPK+萝卜菜（IR）和NPK+猪粪（IPM）。对土壤进行团聚体分级，利用高通量测序测定团聚体中微型动物群落。[结果]和I相比，IPM和IRS显著提高土壤有机质含量，而IPS和IR的影响相对较小。IPM还显著提高土壤pH值、总氮和速效磷含量。有机替代对土壤微型动物多样性无显著影响，但显著影响其群落结构。线虫是旱地红壤含量最丰富的土壤微型动物，在I处理中的相对丰度为93.0%，IPM和IRS显著降低其相对丰度至62.2%和70.0%，而IPS和IR的影响较小。团聚体粒径显著影响土壤微型动物Shannon和Chao1指数，53～250和<53 μm团聚体的多样性指数显著高于250～2 000和>2 000μm团聚体，表明粒径越小越有利于提高土壤微型动物多样性。团聚体粒径同样显著影响土壤微型动物群落结构，但其影响程度弱于有机替代。[结论]有机替代和团聚体粒径均可显著影响土壤微型动物群落，猪粪和水稻秸秆的影响效果大于花生秸秆和萝卜菜，而团聚化过程降低红壤微型动物多样性。
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林火干扰下亚热带森林土壤胞外酶化学计量特征
Abstract:
森林火灾作为亚热带森林生态系统主要的自然和人为干扰过程,严重影响土壤生物化学循环过程。然而,土壤胞外酶活性计量特征对林火干扰后恢复过程的响应尚不明确。本研究以亚热带次生林林火干扰后不同恢复阶段的土壤为研究对象,采用空间替代时间序列的方法选取7个次生林恢复阶段的亚热带森林土壤,并将其分为老龄林(60-70年)、中龄林(30-40年)和幼龄林(<20年),通过测定土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)相关的转化酶活性,揭示林火干扰下亚热带森林土壤胞外酶活性及其化学计量特征的演替规律。研究结果显示,土壤纤维素水解酶(CBH)和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性随演替时间显著增加,其它酶活性无显著变化。相关分析和冗余分析的结果发现,土壤C、N含量是影响土壤胞外酶活性变化的关键因子。此外,幼龄林、中龄林和老龄林土壤胞外酶C、N、P计量比分别为1:0.94:1.53、1:1.02:1.63和1:0.99:1.47,表明亚热带地区森林土壤微生物生长受到P限制,且随着林火干扰后恢复年限增加逐渐改善。综上,林火干扰后森林土壤胞外酶活性随着恢复时间呈现递增趋势,土壤胞外酶化学计量逐渐趋于稳定,表明亚热带森林土壤健康状况随着林火干扰恢复过程逐渐改善。
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云南省土地利用生态风险与碳储量时空关联分析与预测
Abstract:
[目的]探究土地利用生态风险与碳储量的关联性，以提高区域生态风险防范和固碳能力，从而有效地指导环境管理政策的制定。[方法]利用景观格局指数、PLUS和InVEST模型，对自然发展、经济发展和生态保护情景下云南省土地利用生态风险和碳储量时空变化进行分析和预测。利用Spearman相关性分析和空间自相关分析探讨两者的关联特征。[结果]（1）云南省土地利用以林地为主，超过总面积的57%。（2）2000—2020年云南省生态风险缓慢下降，较低和中风险面积超过50%，空间分布相对稳定，风险变化主要发生在相邻等级之间，高等级风险区向低等级风险区转移39675.06km2。（3）云南省碳储量先增后减，20年间共减少2.257×107t，林地的碳储量贡献最大，耕地、草地和林地大面积转变为建设用地是造成碳储量减少的主要原因。（4）2030年3种情景下云南省生态风险和碳储量均下降。生态保护情景下，林地面积较2020年增加了895.83km2，较高和高生态风险面积显著减少，碳储量的减少得到抑制，说明该情景是云南省今后发展的最优情景。（5）研究区生态风险与碳储量呈负相关关系，空间分布主要以低－高和高－低聚集为主。[结论]研究根据云南省生态风险和碳储量的空间聚集特征提出不同建议，可为云南省生态风险防范和提升碳储量提供科学依据。
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水氮运筹对土壤氮代谢酶活性和小麦氮素利用的影响
Abstract:
[目的]探究在测墒补灌条件下，水氮运筹对土壤氮代谢相关酶活性和小麦氮素利用的影响。[方法]采用两因素裂区设计，主区为3个灌溉水平：小麦拔节期和开花期0—40 cm土层土壤相对含水量均分别补灌至65% (W1)、75% (W2)和 85% (W3)；副区为4个施氮量：施纯氮0 (N0)、150 (N1)、180 (N2)和210 (N3) kg/hm2。在2022—2024年两个小麦生长季，测定分析了土壤氮代谢相关酶活性、植株氮素积累转运、氮素营养指数、硝态氮残留量、籽粒产量和水氮利用效率。[结果]（1）相对含水量补灌至75%水平协同施氮180 kg/hm2（W2N2处理）能够显著提高小麦开花期土壤脲酶和蛋白酶活性，降低土壤硝酸还原酶活性，有利于土壤氮素向作物可吸收形态转化。由方差分析结果可知，灌溉水平、施氮量及其交互作用对土壤氮代谢酶活性的影响均达到极显著水平（p<0.01）。此外，W2N2处理显著减少了60—120 cm土层土壤硝态氮残留量，降低了土壤氮素淋溶风险。（2）W2N2和W2N3处理均能够显著提高小麦营养器官氮素积累量、氮素转运量和籽粒氮素积累量，同时，具有最佳的氮素营养指数，能够满足小麦的氮素需求。灌溉水平、施氮量及其互作效应对小麦氮素营养指数、氮素积累和转运的影响均达到极显著水平（p<0.01）。（3）W2N2处理能够获得最高的籽粒产量，继续增加水氮投入对小麦产量无显著影响。不同灌溉水平和施氮量对小麦籽粒产量具有显著影响，且两因素的交互作用达到极显著水平（p<0.01），灌溉水平和施氮量对籽粒产量的决定系数分别为0.313和0.485。（4）W2N2处理具有较高的水氮利用效率，继续提高灌溉水平和施氮量，易造成小麦水氮利用效率的显著降低。灌溉水平、施氮量及其互作效应对小麦水氮利用效率的影响均达到极显著水平（p<0.01）。相较于W2N2处理，W2N3、W3N2和W3N3处理氮肥农学效率两年均值降低了13.02%~26.34%，氮肥利用率降低了9.77%~23.64%，灌溉水利用效率降低了2.88%~38.10%。[结论]小麦拔节期和开花期0—40 cm土层土壤相对含水量均分别补灌至75%，协同施氮180 kg/hm2能够显著提高小麦籽粒产量、水氮利用效率、营养器官氮素积累与转运量和籽粒氮素积累量，同时，具有最佳的土壤氮代谢酶活性和氮素营养指数，是黄淮海地区小麦高产高效的最优水氮运筹方式。
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不同降雨历时下采煤塌陷区土壤优先流特征研究
Abstract:
[目的]开展采煤塌陷区裂缝引发的优先流特征研究，可为科学合理的开展矿区水资源管理及生态治理实践工作提供支撑。[方法]本文在神府-东胜煤田采煤塌陷区选取3条同一宽度（3 cm）的裂缝，开展相同降雨强度、不同降雨历时的染色示踪试验。采用Adobe Photoshop 2020、Image Pro Plus 6.0、SketchUp Pro 2019、Auto CAD 2019等处理软件，分析不同降雨历时下的裂缝优先流特征。[结果]（1）神府-东胜采煤塌陷区优先流发生区域的土壤体积含水量、孔隙度、饱和导水率大于非优先流区域，容重和田间持水量小于非优先流区域区；（2）降雨历时分别为10min、20min、30min 时，相应的基质流深度分别为5 cm、8 cm和10 cm；优先流发育深度分别为26.4 cm、47.7 cm和44.3 cm。降雨历时越长，基质流和优先流发育越深；（3）总体上，各试验点染色面积比均随着土层深度增加呈现减小趋势，形态上表现为S形状。当降雨历时短时，染色面积比随着土层深度变化的幅度较小；当降雨历时较长时，染色面积比曲线波动增大。（4）总体上，随着土壤深度的增加，宽染色路径的数量在减少，细小染色路径的数量增加，染色路径总数呈现出先增加后减小的趋势。且降雨历时越长，相同深度处土壤染色路径越宽，宽路径数量更多。[结论]研究成果可为煤炭矿区土地复垦和生态治理提供科学依据。
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湘西北土壤微生群落多样性、结构和功能潜力对原始林转换的响应
Abstract:
[目的]探明原始林转换对土壤微生物多样性、结构和功能的影响，为科学保育土壤健康提供理论参考。[方法]选取中亚热带典型的原始常绿阔叶林及其转换而来、毗邻分布的人工林、果园、坡耕地和水田为研究对象，研究了土壤细菌和真菌群落的多样性、结构和预测功能对原始林转换的响应规律。[结果]原始林转为耕地，土壤细菌多样性增加29%~34%，而转换为园地，土壤真菌多样性降低42%~49%。土壤细菌、真菌预测功能对原始林转换的响应大小和方向取决于特定功能指标和转换后的土地利用方式。与原始林相比，园地和耕地土壤细菌的全局和概述图谱、碳水化合物代谢、辅助因子和维生素代谢功能的相对丰度增加9%~25%，但是土壤跨膜运输、信号传导和原核生物细胞群落功能的相对丰度则降低11%~27%。坡耕地土壤内生真菌?凋落物腐生菌?土壤腐生菌相对丰度比原始林低32%~42%，而土壤动、植物病原菌的相对丰度比原始林高10%~397%。与原始林相比，人工林超过半数的土壤细菌、真菌功能潜力的相对丰度无显著差异。土壤水分与活性有机碳含量是调控细菌的潜在功能的关键因子，而土壤真菌功能主要受土壤pH值、活性有机底物数量和养分有效性的调控。[结论]原始常绿阔叶林转换为杉木人工林相对有利于维持土壤微生物的功能健康，而转为坡耕地，可能增加作物遭受土传病害的风险，这可为准确预测区域土壤健康演变和土地合理规划提供理论依据。
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三峡库区消落带狗牙根及土壤生态化学计量特征的空间分异及相关性研究
Abstract:
[目的]狗牙根(Cynodon dactylon)是当前三峡库区消落带植物群落的建群种，研究狗牙根与土壤生态化学计量特征的空间分异格局及关联关系，对认识消落带养分循环以及物种适应特征具有重要意义。[方法]本研究通过对三峡消落带(巴南-秭归段)16个断面分布的狗牙根及其覆盖区的土壤进行野外采样，分析了植物各器官(根、茎、叶)以及土壤中碳、氮、磷含量，探究狗牙根及其实生土壤生态化学计量特征的空间分异规律及其相互关系。[结果](1)消落带土壤具有明显的“贫氮富磷”的特征，且养分含量及其计量比具有强烈的空间分异，土壤有机碳、全氮、全磷、碳氮比、碳磷比等自上游向下游呈升高趋势，而氮磷比(N/P)相对稳定；(2)从库区上游至下游，狗牙根各器官的C含量均呈一定的降低趋势，而N、P含量自上游至下游则呈明显增加趋势，这与下游消落区沉积增强导致的土壤养分供应水平提高有关；其中，叶片N含量表现出一定的空间稳定性，土壤贫N条件下狗牙根具有高效的N吸收效率并优先保障其叶片N需求的能力；(3)狗牙根各器官化学计量比空间分异总体较弱，但根、茎的C/N、C/P的变异性强于叶片，表明狗牙根形成了优先维持叶片生理功能稳定的适生策略；(4)狗牙根与土壤的养分含量具有显著的在相关性，土壤N供应水平是制约狗牙根养分含量变化的关键因素；然而，二者的化学计量比相关性不显著，表明水淹和植物内稳性共同调节下，狗牙根与实生土壤之间并未形成相对一致的化学计量特征；(5)内稳性指数表明，消落带狗牙根内稳性总体较好，但上游向下游趋于减弱。[结论]在水淹格局变化的背景下，狗牙根及土壤养分含量特征均呈现明显的空间分异及协同关联，土壤养分的空间演化对狗牙根生态化学计量特征有重要影响；狗牙根化学计量比空间分异相对较弱，能够通过调节自身养分需求策略提高其对变异性的消落带土壤的适生能力；狗牙根与土壤化学计量比之间的互馈关系在周期性水淹胁迫下可能尚未稳定。
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青藏高原侵蚀沟分类初探
李建军, 焦菊英, 陈一先, 曹雪, 陈同德, 程玉卓, 刘祖艳, 章志鑫, 王颢霖, 林红, 陈玉兰, 税军锋
Abstract:
[目的]传统的侵蚀沟分类体系集中在农业景观，青藏高原人类活动少，侵蚀沟主要发生在自然景观中，因此有必要提出一套因地制宜的、适应自然景观的青藏高原侵蚀沟分类体系。[方法]通过对一江两河地区、藏东南地区、藏北高原、三江源地区、河湟谷地、柴达木盆地、祁连山地等青藏高原典型地区开展大量的野外调查，并结合亚米级高分辨率遥感影像开展室内判读。[结果]区分了成因或形态与侵蚀沟相近但非侵蚀沟的多种地貌，基于侵蚀沟的规模、成因、所处地貌、形态等多个依据对其进行了分类。根据侵蚀沟的规模将其划分为小型沟、中型沟、大型沟和巨型沟等；根据成因划分为降雨径流沟、融雪泥流沟、冰川沟、冻土热融沟和人类活动沟等；根据发育所处的地貌划分为陡坡沟、谷底沟、缓坡沟、悬沟、阶地沟、塬边沟和塬面沟等；根据形态划分为直线沟、弯曲沟、勺状沟、条状沟、拓宽状沟、窄长沟、宽短沟、放射状沟、平行状沟和树状沟等。[结论]初步提出了一套适合青藏高原特点的多依据侵蚀沟综合分类原则，并建议以规模作为与黄土高原等其他地区侵蚀沟分类对比的主要依据，为青藏高原土壤侵蚀研究和生态环境保护提供支撑。
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白云岩坡地土壤与表层岩溶带强风化层耦合结构特征
Abstract:
基于在典型白云岩全坡面尺度上开展深入到基岩底部的岩土探槽开挖试验，结合野外实测数据，初步探明了白云岩坡地土壤与表层岩溶带强风化层之间的空间耦合发育特征。结果表明：（1）白云岩坡地土壤和表层岩溶带强风化层厚度沿坡向下逐渐增加，坡地尺度上表层岩溶带强风化层平均厚度为50 cm，平均体积为0.47 m3/m2，占土壤全剖面总体积的43.9%，说明喀斯特区表层岩溶带的生态功能极其重要；（2）白云岩坡地岩土结构呈现出极强的空间异质性，下伏表层岩溶带强风化层空间异质性（C+C0为18.88）显著高于上覆土壤层（C+C0为15.84）；（3）土壤总厚度，尤其是土壤B层厚度，与表层岩溶带风化程度显著正相关，说明土壤厚度的增加促进了下伏表层岩溶带的风化，土壤和表层岩溶带强风化层之间呈现出明显的耦合协同发育关系。喀斯特地区土壤和表层岩溶带强风化层协同演化，土壤层下伏的表层岩溶带可能是支撑喀斯特生态系统的重要介质，喀斯特水土资源的评估需要考虑除土壤以外的基岩风化层。土壤厚度及土壤发生层B层厚度可能成为预测喀斯特坡地表层岩溶带厚度的关键参数。
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不同降水年型下休闲期免耕覆盖对土壤水分及马铃薯产量的影响
Abstract:
[目的]针对宁夏南部山区春旱与春寒并重、土壤有效耕层浅等问题。[方法]于2014—2016连续三年在秋作物收获后设置三种不同免耕覆盖模式：免耕覆盖秸秆(NJ)、免耕覆盖地膜(ND)、免耕不覆盖(NB),以翻耕不覆盖为对照(CK),分析宁南旱区不同降水年型下休闲期免耕覆盖模式对土壤蓄水保墒效果、降水利用特征和马铃薯产量的影响。[结果]休闲期土壤蓄水量和蓄水效率均在相对欠水年以ND处理最高,分别较CK提高7.60%和140.35%；平水年和欠水年均以NJ处理最高,分别较CK显著提高11.18%、65.43%和28.42%、122.72%。NJ处理在平水年、欠水年苗期—收获期及相对欠水年蕾期-收获期土壤蓄水量最高,分别平均较CK处理提高10.51%、12.89%和20.04%；ND处理在相对欠水年苗期土壤蓄水量较CK显著提高11.42%。土壤贮水减少量在相对欠水年生育前期(播种—现蕾期)和欠水年生育中期(现蕾—膨大期)ND处理分别较CK处理显著提高22.26%、36.57%；NJ处理在相对欠水年和欠水年生育后期(膨大—收获期)、平水年生育中后期(现蕾—收获期)分别平均较CK处理显著提高1.21倍、7.14倍、13.91%。马铃薯产量在相对欠水年以NJ处理最高,较CK处理显著提高51.80%；在平水年和欠水年ND处理分别较CK处理显著提高6.35%和71.36%。通过相关性分析发现,块茎形成到块茎—膨大期土壤贮水减少量对马铃薯产量、产量构成及水分利用效率起重要作用。年降水利用效率、生育期降水利用效率及水分利用效率均在相对欠水年以NJ处理效果较佳,分别较CK显著提高51.79%、51.80%和50.52%；ND处理在平水年和欠水年平均分别较CK处理显著提高35.14%、36.14%和21.61%。[结论]免耕结合覆盖措施能有效改善休闲期和生育期土壤蓄水保墒效果,显著提高马铃薯产量及降水利用效率,以免耕覆盖秸秆模式可实现马铃薯持续增产和水分高效利用。
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基于叶面积指数动态参数化的果园蒸腾与土壤水热研究
Abstract:
[目的]叶面积指数（Leaf Area Index，LAI）作为生态系统水循环过程模拟研究的关键参数，其的快速动态模拟可以解决土壤水-汽-热-气耦合模型STEMMUS（Simultaneous Transfer of Energy，Mass and Momentum in Unsaturated Soil）只能使用固定或实测LAI作为输入参数的局限性。[方法]本文将EPIC模型中的“植物叶面积发育子模块”与STEMMUS模型耦合，采用2019和2020年子洲县山地苹果实验示范基地苹果生长条件下实测的果树蒸腾、土壤水分和土壤温度数据对模型进行了率定与验证，以评估耦合模型在黄土高原的适用性。[结果]结果表明：通过优化植物生长参数，耦合叶面积发育子模块后的STEMMUS模型对苹果树蒸腾耗水过程的模拟精度显著提高，率定年和验证年的归一化均方根误差（NRMSE）和平均绝对误差（MAE）分别从原模型的40.2%、61.9%和0.52 mm d-1、0.64 mm d-1，提高到耦合模型的30.0%、33.2%和0.42 mm d-1、0.38 mm d-1。同时，耦合模型可以较好地模拟苹果园的土壤水热动态过程，在率定期和验证期模拟土壤含水量和土壤温度的NRMSE分别介于1.4%~32.9%和2.9~9.5%，MAE分别介于0.13~4.26 cm3 cm-3和0.34~1.49℃。[结论]模拟值与实测值吻合度较高，表明耦合模型可以准确描述黄土高原苹果园果树叶面积动态生长和生态水文过程，该研究可为黄土区果园生态水文过程的研究提供技术支撑。
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土壤物理结皮裂缝发育规律
Abstract:
[目的]土壤物理结皮是裸露地表常见的一种障碍现象，伴随土壤干燥化将形成干缩裂缝，直接影响土壤水分的蓄存与利用。为明确土壤物理结皮裂缝的发育规律。[方法]通过人工模拟降雨模拟不同类型物理结皮形成，在干燥过程中形成裂缝，采用石蜡填充方法，对裂缝面积、周长、长度和宽度等参数进行测定，定量分析了不同条件下沉积结皮和结构结皮裂缝的几何特征和空间变化。[结果](1)沉积结皮裂缝(DC)在裂缝几何参数方面显著高于结构结皮裂缝(SC)。(2)随着降雨历时的增加，裂缝形状系数和密度呈下降趋势，而裂缝平均宽度增加。(3)发现了三种结皮裂缝的横向收缩类型，贯穿式(PS)、镶嵌式(IS)、悬浮式(SS)。随着降雨历时增大，PS占比逐渐增大，IS、SS占比逐渐减小。(4)随着土壤深度增加，沉积结皮裂缝在不同降雨历时表现出阶梯式下降和短暂增加的现象，而结构结皮裂缝则表现为先剧烈后平缓的下降趋势。[结论]结皮类型及结皮降雨历时对裂缝发育具有重要影响。本研究考虑了结皮因素对裂缝发育的影响，及时进行田间管理，改变降水的入渗与水分蒸发，为田间管理提供技术支持。
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中国干旱半干旱区1990—2020年土壤水蚀时空变化及动态驱动力
Abstract:
[目的]我国干旱半干旱区生态环境脆弱、土壤流失问题严重，在气候变暖背景下，研究干旱地区的土壤水蚀现状有重要意义。[方法]基于修正通用土壤流失方程(Revised Universal Soil Loss Equation, RUSLE)模型计算中国干旱半干旱区1990、2000、2010、2015、2020年的各模型因子和土壤水蚀模数，并进行精度验证(R2=0.60)；在此基础上利用最优参数地理探测器分析其单因子及交互因子动态驱动力大小和变化。[结果]主要结论如下：(1)1990—2020年中国干旱半干旱区平均每年土壤水蚀量为4.71×1010kg，土壤水蚀模数呈现微弱的上升趋势，速率为0.0007 t·hm-2·a-1。(2)中国干旱半干旱区的土壤水蚀强度多以微度和轻度侵蚀为主。土壤水蚀强度上升和下降的区域面积占比均处于上升的趋势，土壤水蚀强度不变的区域面积占比处于下降的趋势。(3)坡度、降水、降水侵蚀力因子是中国干旱半干旱区1990—2020年土壤水蚀的主要单因子驱动力，且三因子在研究期间交替为第一主导因子；在选取的因子中任意两因子在进行交互作用时均会增加对中国干旱半干旱区土壤水蚀的解释力，其中，坡度与降水侵蚀力因子交互时解释力在研究期间一直为第1主导交互因子。[结论]中国干旱半干旱区土壤水蚀状况正处于微弱的恶化，在一些列治理措施实施时应同步考虑地形、降水特征以及其他动态因子，从而更好的改善干旱区的土壤水蚀情况。
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西南高山峡谷区人为耕作扰动对典型坡耕地坡面坡形和微地形的影响
王嘉琦, 王勇, 张泽洪, 张一雄, 刘静依, 马真真, 辛旺, 秦伟, 徐海超
Abstract:
[目的]为查明西南高山峡谷区长期不同耕作扰动方式对耕地坡面地形特征的影响。[方法]选取该区域典型坡耕地（坡度为15°，坡长为20 m）为研究对象，通过顺坡耕作与等高耕作方式连续耕作50次，结合测针法与3D激光扫描技术，探究两种长期耕作扰动方式下坡面坡形和微地形特征的变化。[结果]连续顺坡耕作50次后，坡形逐渐由线性坡向“”型复合坡演化，而等高耕作向“”型复合坡演化。连续耕作后，顺坡耕作和等高耕作导致上坡侵蚀范围分别占整个坡面的15%和11%，堆积范围分别占整个坡面的13%和6%。两种耕作扰动方式均引起坡面地表粗糙度和地形起伏度发生显著变化，且常规顺坡耕作变化程度大于等高耕作。顺坡耕作与等高耕作方式下土壤平均流失厚度分别为1.17和0.45 cm/次。耕作次数对土壤流失量直接影响效应最大，而耕作方式对土壤流失量的间接影响效应最大。[结论]耕作频次与耕作方式均是影响坡形和微地形变化的重要因素，随着耕作频次增加，土壤流失量逐渐增大。
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冻结对沙丘土壤抗风蚀能力的影响
Abstract:
为探究冬季土壤冻结对乌兰布和沙漠沿黄段土壤可蚀性及抗蚀性的影响。通过流动沙丘迎风坡表层干沙、湿沙及冻结土层的沙粒粒径筛分实验和不同水分冻结前后的土壤进行抗剪强度测试，研究沙丘土壤冻结后抗风蚀能力。沙丘不同坡位沙粒在水分的黏结作用下粒径增加，粒径峰值由0.15～0.2●mm向0.3～0.355●mm集中，约35.12%细砂颗粒黏结在一起形成较大的中砂颗粒。冻结后出现极砂，粒径峰值出现在0.5～0.6●mm，沙粒发生黏结粗化，形成了粒径更大的粗砂、极粗砂（52.02%），沙物质易蚀颗粒含量降低至23%～36%，较难蚀颗粒含量升高至53%～63%，难蚀颗粒升高至2%～17%。随着沙丘土壤水分增加，冻结后土壤的黏聚力显著增大（p<0.05），沙丘土壤内摩擦角呈现波动增加的趋势差异不显著（p>0.1），抗剪强度和抗蚀性呈极显著增加（p<0.01）。冻结使得沙丘土壤沙粒黏结发生粗化，较难蚀和难蚀颗粒升高（占70%），抗剪强度提高0.14%～13.07%，抗蚀性增大0.6%～2.2%。冻结可有效提高沙丘土壤抗蚀性，抑制风蚀。研究结果可为冻结期沙丘风蚀“裸斑”抗风蚀能力，提供理论依据。
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干湿循环效应固化黄土宏-微观演化特征函数
焦远帆, 常洲, 晏长根, 贾卓龙, 章一博, 梁哲瑞, 张家辉
Abstract:
干湿循环是造成黄土边坡浅层病害的重要因素,为揭示生物胶固化黄土坡面防护在自然环境中长期服役的耐久性,通过开展干湿循环条件下生物胶固化黄土的直剪、渗透和微观试验,研究固化黄土宏观性能的演化规律及微观结构的损伤机理,基于宏观指标和微观参数建立宏-微观演化特征函数,描述干湿循环下宏观性能与微观结构之间的关系。试验结果表明：生物胶抑制了固化黄土力学性质劣化,抑制效果与生物胶掺量呈正相关,生物胶增大了固化黄土的渗透性能变化,变化幅度与掺量呈负相关；干湿循环造成黄土胶结作用失效,颗粒损伤,孔隙增大,生物胶增强了黄土胶结作用,减缓了颗粒损伤,改变了孔隙发育模式；演化特征函数预测效果良好,超过95%的预测点落在均方误差线以内,特征函数的敏感性分析表明孔隙率对力学性能影响最大,孔径>32μm的大孔隙率对渗透性能影响最大。
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西南岩溶山地景观生态安全评价与分区治理研究
Abstract:
文山市是典型的西南岩溶山地地貌,是我国重点生态功能区,生态环境脆弱,生态变异敏感度高。本文从岩溶山地景观特征出发,建立目标-综合-项目-指标层的景观生态安全评价指标体系,基于几何平均数和InVEST模型对生态敏感性和系统服务重要性两个综合层进行评价,进而完成生态安全目标层评价并划分生态功能区,提出差异化治理措施。结果表明:(1)水土流失、地质灾害和石漠化敏感性较高的区域主要分布东部和南部地区；水源涵养、土壤保持和生物多样性保护功能整体较差,重要性等级较高的区域主要集中分布在西南部地区。(2)综合生态敏感性和系统服务重要性结果都显示为西南部地区生态质量高于其他地区；景观生态安全等级整体水平偏低,总体趋势呈西南高,东部、南部低,北部一般。(3)将文山市生态功能分区划分为石漠化生态功能修复区、城镇生态协调建设区、生物多样性功能保护区和水源涵养与土壤保持功能提升区等4类生态功能区,并结合各区域生态问题提出合理治理措施与建议。
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基于改进稳定映射法的云南省土壤侵蚀强度变化轨迹及其驱动因素分析
Abstract:
[目的] 揭示云南省1990——2022年土壤侵蚀强度的变化轨迹，分析其变化类型及驱动因素，为制定有效的土壤侵蚀防治策略提供科学依据。 [方法]基于RUSLE模型定量评估云南省土壤侵蚀强度状况，并引入年际变化速率捕捉其动态特征；采用改进的稳定映射法（STD），结合变化速率和变化频率，识别土壤侵蚀变化轨迹土壤侵蚀强度变化轨迹类型；利用随机森林模型分析驱动因素的贡献度，并比较不同轨迹类型分区的驱动因子特征。 [结果] （(1)） 云南省土壤侵蚀年际变化趋势以基本稳定为主，大幅减少和大幅增加区域面积变化显著；（(2)） 土壤侵蚀强度变化轨迹呈现显著空间分异，周期型轨迹占比最高（53.90%），其次为非连续阶梯型（14.78%）和波动型（14.08%）；（(3) ）降水、坡度、人口密度、GDP和植被覆盖度是影响土壤侵蚀强度轨迹变化的主要驱动因素，贡献度分别为17.92%、14.56%、12.52%、12.67%和9.41%；（(4) ）不同轨迹类型分区的驱动因素存在差异，周期型轨迹和非连续阶梯型轨迹分区降水量和坡度较大，阶梯型轨迹分区农田覆盖比例高、森林覆盖比例低。 [结论] 云南省土壤侵蚀强度的轨迹变化特征显著，驱动机制具有空间异质性。因此，土壤侵蚀防治策略应体现区域差异化和针对性，并针对不同区域的特点采取因地制宜的措施。基于变化速率的STD轨迹分区方法可有效刻画土壤侵蚀的动态变化过程，为土壤侵蚀的监测、预警和分区防治提供了新的思路。
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生物炭与菌肥联用改良盐碱地的减排增产效应
秦健杰, 杨威, 张如鑫, 张雨迪, 任恩良, 季文涛, 屈忠义
Abstract:
[目的] 探讨生物炭和微生物菌肥联合施用对盐碱地覆膜滴灌葵花田土壤温室气体排放和葵花产量的影响。[方法] 通过设置生物炭（0、7.5、15 t/hm2）和微生物菌肥（0、112.5、225 kg/hm2）的不同施用量组合，在内蒙古河套灌区盐碱地开展田间试验。利用静态暗箱-气相色谱法监测温室气体排放，分析土壤理化性质变化、综合增温潜势(GWP)以及葵花产量。[结果] (1)与对照处理(0 t/hm2 生物炭+0 kg/hm2 微生物菌肥)相比，7.5 t/ hm2生物炭+225 kg/ hm2微生物菌肥处理下，土壤有机碳、速效磷、速效钾含量分别增加63.9%、155.7%和46.8%。(2) 与对照处理相比，7.5 t/hm2 生物炭+225 kg/hm2 微生物菌肥处理下，CO2累积排放量由4373 kg/hm2 降至-394.3 kg/hm2，CH4累积排放量由-0.08 kg/hm2 增至0.1 kg/hm2，N2O累积排放量由0.23 kg/hm2 降至-0.09 kg/hm2，GWP由4438.3 kg/hm2 降低至-417.2 kg/hm2。(3) 15 t/hm2生物炭+225 kg/hm2微生物菌肥处理下，葵花产量达到4137.5 kg/hm2，较对照处理(2968.7 kg/hm2)增加39.4%。(4) Mantel test分析显示，葵花产量与土壤理化性质呈极显著相关(p < 0.01)；CO2排放与铵态氮、含水率，N2O排放与硝态氮，CH4排放与硝态氮均呈显著或极显著相关(p < 0.05)。 [结论] 生物炭和微生物菌肥联合施用能够同时改良盐碱土壤、减少温室气体排放和提高葵花产量，其中7.5 t/ha生物炭+225 kg/ha微生物菌肥是最佳组合。这一技术为盐碱地农业生产中的温室气体减排和作物增产提供了新策略。
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基于MDS的滇池流域五种典型林分土壤质量评价
Abstract:
土壤质量是生态系统健康与可持续土地管理的重要指标。滇池流域作为中国南方高原的关键生态区域,近年来因土地利用方式的变化,土壤质量面临威胁。本研究旨在评估该流域五种典型土地利用类型的土壤质量,并探讨不同植被类型对土壤理化性质的影响。采用最小数据集法(MDS)和主成分分析(PCA)进行数据处理,以识别关键土壤质量指标。研究结果表明：(1)通过对滇池流域五种典型林分的土壤理化性质进行比较,发现混交林、云南松纯林和滇青冈纯林的土壤质量显著优于桉树人工林。混交林的有机质和全氮含量较高,滇青冈纯林具有较强的水分保持能力,云南松纯林在养分供应和肥力维持方面表现良好。灌木林的土壤质量介于优质林分和桉树人工林之间,具备中等水平的有机质和全氮含量。(2)使用MDS评估不同林分类型在三层土壤中的土壤质量指数(SQI)。结果表明,0-20cm层,云南松纯林的SQI最高；20-40cm层,滇青冈纯林的SQI最高；40-60cm层,滇青冈纯林与混交林的SQI较高。整体SQI的平均值为：滇青冈纯林(0.60)>云南松纯林(0.54)>混交林(0.47)>灌木林(0.33)>桉树人工林(0.20)。(3)MDS分析结果与全面数据集(TDS)的拟合表现出良好相关性(R2=0.69),证实了MDS在土壤质量评价中的有效性。研究结果为滇池流域的土壤管理提供了科学依据,建议在水源涵养区和土壤退化严重地区推广滇青冈混交种植,以保持土壤有机质和改善水分保持能力。建议对桉树人工林实施混交种植和合理灌溉措施,以恢复土壤质量。提升灌木林的覆盖物和水土保持能力,维护土壤肥力和生态功能。
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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
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
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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2000-2020年陕西省陆地生态系统NPP时空变化与潜力研究
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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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