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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
2025,39(1):1-9, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.027
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，为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 区分成因或形态与侵蚀沟相近但非侵蚀沟的多种地貌，并基于侵蚀沟的规模、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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2025,39(1):10-20, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.021
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，为探究气候变暖背景下干旱地区的土壤水蚀现状。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年、2000年、2010年、2015年、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 1) 1990—2020年中国干旱半干旱区平均每年土壤水蚀量为4.71×1010 kg，土壤水蚀模数呈微弱上升趋势，速率为0.000 7 t/(hm2·a)。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趋势，土壤水蚀强度不变的区域面积占比处于下降趋势。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3个因子在研究期间交替为第1主导因子；在选取的因子中任意2个因子在进行交互作用时均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恶化趋势，在一系列治理措施实施时应同步考虑地形、降水特征及其他动态因子，从而更好地改善干旱区的土壤水蚀情况。
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2025,39(1):21-29, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.036
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、香椿和盐肤木进行监测，同时对气象因子进行监测，分析树木蒸腾变化特征与气象因子的关系。结果 1) 构树、栾树、乌桕、臭椿、苦楝树、香椿和盐肤木的日平均蒸腾量分别为(4 409.97±3 260.63)、(6 611.27±5 629.57)、(3 956.32±2 498.50)、(2 984.98±2 039.09)、(6 300.25±4 637.71)、(780.69±738.80)、(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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2025,39(1):30-37, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.013
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、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、全氮和体积质量随景观位置不同发生明显变化(p＜0.05)。坡地Ks与粉粒、砂粒、有机碳和全磷呈显著正相关(p＜0.05)，与黏粒和体积质量呈显著负相关(p＜0.05)；洼地Ks与体积质量呈显著正相关(p＜0.05)。通径分析表明，体积质量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坡地和洼地Ks的回归方程，其影响因素方差解释率分别为76.2%和32.6%。结论 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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2025,39(1):38-45, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.014
Abstract:
目的 明确冻结作用对沙丘土壤可蚀性及抗蚀性的影响，可加深黄河乌兰布和沙漠段冬季风沙入黄过程机理的认识，并为区域入黄沙量建模与估算提供重要科学依据。方法 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试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。结果 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。冻结后出现极细砂，粒径峰值为0.5~0.6 mm，沙粒发生黏结粗化，形成粒径更大的粗砂、极粗砂(52.02%)，沙物质易蚀颗粒质量分数降低至23%~36%，较难蚀颗粒质量分数升高至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波动增加趋势，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。结论 研究结果可为冻结期沙丘风蚀“裸斑”抗风蚀能力研究提供理论依据。
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2025,39(1):46-55, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.011
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；复杂形滞后的比例为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，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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2025,39(1):56-65, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.007
Abstract:
目的喀斯特区白云岩坡地植被恢复困难，石漠化治理难度大，其浅薄土层下伏的表层岩溶带深度参与生态系统过程，然而土壤与表层岩溶带二者的耦合发育关系尚不明确。方法选择典型白云岩山坡，在全坡面尺度上开展深入表层岩溶带强风化层底部的岩土探槽开挖试验，结合Kriging插值、地理加权回归分析等方法对土壤和表层岩溶带强风化层空间特征进行分析，初步探明白云岩坡地土壤与表层岩溶带强风化层间的空间耦合发育特征。结果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=18.88)显著高于上覆土壤层(C+C0=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呈显著正相关，说明土壤厚度的增加促进下伏表层岩溶带的风化，土壤和表层岩溶带强风化层间呈明显的耦合协同发育关系。结论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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李舒怡, 袁遥遥, 张晨晨, 乔江波, 朱元骏, 贾小旭, 邵明安
2025,39(1):66-72, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.017
Abstract:
目的为探明果园还耕后土壤饱和导水率(Ks)变化规律及影响因素。方法选取黄土塬区衰老期果园(AO)和果园不同还耕年限(2 a、4 a、6 a、10 a)农田为研究对象，纯农田(CK)作为对照，测定不同样地0~200 cm土层Ks和土壤基本性质，利用Pearson相关性分析，揭示黄土塬区Ks对果园还耕的响应特征及影响因素。结果随着还耕年限增加，农田0~200 cm土层黏粒和粉粒质量分数平均值呈减小趋势；砂粒质量分数平均值呈增大趋势。不同样地Ks平均值大小为(2.25±1.19) cm/h(6 a)＞(1.60±0.71) cm/h(AO)＞(1.49±0.29) cm/h(4 a)＞(1.46±0.44) cm/h(2 a)＞(1.40±0.40) cm/h(CK)＞(1.04±0.61) cm/h(10 a)，整体上随还耕年限的增加，Ks平均值呈先升高后降低趋势。随着土层深度增加，不同样地Ks均呈减小趋势。0~40 cm土层Ks影响因素是有机质质量分数，40~100、100~200 cm土层Ks影响因素是土壤体积质量和有机质质量分数。结论果园还耕显著影响Ks的时空分布特征，且不同深度影响因素不同，具有深度依赖性。研究结果可为黄土高原果园还耕后土壤水循环研究提供数据基础及理论依据。
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2025,39(1):73-83, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.023
Abstract:
目的为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年、2005年、2010年、2015年和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分析其主要驱动因子；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，叶面积指数(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的差异所主导。结论2000—2020年黄河中游地区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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郭义选, 李婧, 徐国策, 张译心, 陈曦, 谷丰佑, 王斌
2025,39(1):84-93,101, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.008
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，为探明桥山林区不同林分和坡位土壤水分对典型降雨的响应规律。方法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)不同土层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水分体积分数对典型降雨的响应特征。结果1) 研究期，降雨量主要集中在8月、9月、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水分体积分数季节性差异显著(p≤0.05)，不同土层的平均土壤水分体积分数均在夏季最低。2)中雨事件仅浅层土壤水分体积分数对降雨发生响应，针阔混交林土壤水对降雨的响应强度>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3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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2025,39(1):94-101, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.001
Abstract:
目的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。为明确土壤胞外酶活性计量特征对林火干扰后恢复过程的响应。方法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 a)、中龄林(30~40 a)和幼龄林(＜20 a)，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。结果土壤纤维素水解酶(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，其他酶活性无显著增加。相关性分析和冗余分析发现，土壤C、N质量分数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、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。结论林火干扰后森林土壤N转化相关胞外酶活性随恢复时间呈递增趋势，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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2025,39(1):102-112,119, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.035
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新的思路。
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朱君康, 叶桂萍, 丁维新, 樊剑波, 吴冰雪, 贺纪正, 林永新
2025,39(1):113-119, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.004
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 采集单施无机氮磷钾(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)5种长期施肥处理土壤，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 与I相比，IPM和IRS显著提高土壤有机质质量分数，而IPS和IR的影响相对较小。IPM还显著提高土壤pH、总氮和速效磷质量分数。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。线虫是旱地红壤质量分数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分别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、＜53 μm团聚体的多样性指数显著高于250~2 000、＞2 000 μm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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2025,39(1):120-129, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.020
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，为探究免耕覆盖对提升土壤水分利用和马铃薯产量的协同效应。方法 于2014—2016年连续3 a在秋作物收获后设置免耕覆盖秸秆(NJ)、免耕覆盖地膜(ND)、免耕不覆盖(NB)3种不同免耕覆盖模式，以翻耕不覆盖为对照(CK)，分析休闲期免耕覆盖模式对宁南旱区土壤蓄水保墒效果、降水利用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枯水年以ND处理最高，分别较CK提高7.60%和140.35%；平水年和枯水年均以NJ处理最高，分别较CK显著提高11.18%、65.43%、28.42%和122.72%。NJ处理在平水年、枯水年苗期-收获期及相对枯水年蕾期-收获期土壤蓄水量最高，分别平均较CK提高10.51%、12.89%、20.04%；ND处理在相对枯水年苗期土壤蓄水量较CK显著提高11.42%。免耕覆盖秸秆处理对相对枯水年马铃薯现蕾-膨大期100~140 cm土层，平水年40~100 cm土层、枯水年0~40、100~160 cm土层土壤蓄水效果最佳，免耕覆盖地膜处理对平水年和枯水年180~200 cm土层土壤蓄水效果最佳。在相对枯水年生育前期(播种-现蕾期)和枯水年生育中期(现蕾-膨大期)ND处理耗水量分别较CK显著提高22.26%和36.57%；NJ处理在相对枯水年和枯水年生育后期(膨大-收获期)、平水年生育中后期(现蕾-收获期)耗水量分别平均较CK显著提高1.21、7.14倍和13.91%。马铃薯产量在相对枯水年以NJ处理最高，较CK显著提高51.80%；平水年和枯水年ND处理分别较CK显著提高6.35%和71.36%。通过相关性分析发现，苗期-现蕾期耗水量对产量的形成起重要作用，块茎形成-收获期耗水量对提高产量和水分利用效率起至关重要作用。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枯水年以NJ处理效果较佳，分别较CK显著提高51.79%、51.80%和50.52%；ND处理在平水年和枯水年平均分别较CK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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2025,39(1):130-140,151, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.026
Abstract:
目的 为研究采煤塌陷区裂缝引发的优先流特征，为科学合理地开展矿区水资源管理及生态治理实践工作提供支撑。方法 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水分体积分数、孔隙度、饱和导水率大于非优先流区域，体积质量和田间持水量小于非优先流区域；2)降雨历时分别为10、20、30 min时，相应的基质流深度分别为5、8、10 cm；优先流发育深度分别为26.4、47.7、44.3 cm。降雨历时越长，基质流和优先流发育越深；3)各试验点染色面积比均随着土层深度增加呈减小趋势，形态上表现为S形状。当降雨历时较短时，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，随着土层深度增加，宽染色路径的数量在减少，细小染色路径数量增加，染色路径总数呈先增加后减小趋势。且降雨历时越长，相同深度处土壤染色路径越宽，宽路径数量越多。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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2025,39(1):141-151, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.034
Abstract:
目的 土壤质量是生态系统健康与可持续土地管理的重要指标。方法 通过主成分分析(PCA)筛选土壤质量的关键表征指标12个(有机质、全氮、速效氮、毛管孔隙度、pH等)，并采用最小数据集法(MDS)评估滇池流域5种典型人工林分的土壤质量指数(SQI)。结果 1) 滇青冈林和云南松林的土壤质量显著优于桉树人工林，其中滇青冈林水分保持能力最强，云南松林在养分供应和肥力维持方面表现突出; 混交林的有机质和速效氮质量分数最高，展现较强的养分积累潜力; 灌木林的土壤质量中等，有机质和全氮质量分数介于混交林与桉树林之间; 桉树林的SQI最低，表明单一树种经营对土壤结构和养分循环的不利影响显著。2)分层分析显示，表层(0~20 cm)云南松林的SQI最高，次表层(20~40 cm)滇青冈林表现最佳，深层(40~60 cm)滇青冈林和混交林优于其他林分。整体SQI平均值排序为滇青冈林(0.60)＞云南松林(0.54)＞混交林(0.47)＞灌木林(0.33)＞桉树林(0.20)。3)MDS分析结果与全面数据集(TDS)拟合良好(R2=0.69)，验证该方法在土壤质量评价中的有效性。结论 研究结果为滇池流域的土壤管理提供科学依据，建议在水源涵养区推广滇青冈与云南松的混交种植，同时改善桉树人工林的经营模式以恢复土壤质量。
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王嘉琦, 王勇, 张泽洪, 张一雄, 刘静依, 马真真, 辛旺, 秦伟, 许海超
2025,39(1):152-159,169, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.031
Abstract:
目的 为探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3 D激光扫描技术，探究2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“
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2025,39(1):160-169, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.025
Abstract:
目的 为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 采用二因素裂区设计，主区在小麦拔节期和开花期，0~40 cm土层土壤相对水分体积分数分别补灌至65%(W1)、75%(W2)、85%(W3)；副区分别设置施纯氮0(N0)、150(N1)、180(N2)、210(N3)kg/hm24个施氮量。在2022—2024年2个小麦生长季，测定分析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) 土壤相对水分体积分数补灌至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)。W2N2处理显著减少60~120 cm土层土壤硝态氮残留量，降低土壤氮素淋溶风险。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，且二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、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2年平均值降低13.02%~26.34%，氮肥利用率降低9.77%~23.64%，灌溉水利用效率降低2.88%~38.10%。结论 小麦拔节期和开花期0~40 cm土层土壤相对水分体积分数分别补灌至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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2025,39(1):170-177,188, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.002
Abstract:
目的酸解有机碳是土壤中重要的有机碳组分，其质量分数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)3种处理，在种植杉木3 a后采集不同土层(0~10、10~20 cm)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无显著影响。10~20 cm土层，RR和R处理下活性组分Ⅰ(LPⅠ)质量分数(7.2、6.8 g/kg)明显高于RB(4.7 g/kg)处理，RB处理活性组分Ⅱ(LPⅡ)和惰性组分(RP)质量分数(1.06、3.59 g/kg)显著低于R(1.32、7.79 g/kg)处理。RB处理0~10 cm土层土壤酸解有机碳组分质量分数均明显高于10~20 cm土层。2)0~10 cm土层RB处理微生物生物量碳质量分数(335.1 mg/g)显著低于RR和R(540，453.7 mg/g)处理，不同处理各土层土壤微生物生物量氮均无显著性差异。各土层RR处理土壤微生物生物量磷和总PLFAs质量分数都显著高于RB处理。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。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质量分数均呈正相关。结论保留采伐剩余物处理有利于将不同土壤有机碳组分质量分数维持在较高水平，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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2025,39(1):178-188, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.009
Abstract:
目的探究岩溶与非岩溶区土壤有机碳(SOC)的空间分异及其主控因素差异。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，调查研究文山市表层(0~20 cm)和深层(0~200 cm)土壤SOC质量分数和空间差异，并运用半变异函数和地理探测器分析外部环境要素对文山市SOC空间分异的影响。结果文山市表层和深层土壤SOC质量分数平均值分别为17.80、5.18 g/kg，总储量为3 770.89×104 t，其中，表层土SOC呈西部高、中北部低的分布格局，深层土SOC呈中西部高、东北部低的分布格局。在非岩溶区，表层和深层土壤SOC质量分数分别为20.88、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块金效应值为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，文山市SOC质量分数呈增加趋势；而岩溶区海拔较低，石漠化严重和植被生长相对较差，SOC质量分数总体低于非岩溶区。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质量分数，有助于维持深层土壤SOC的物理保护和稳定。结论研究结果将为西南岩溶地区SOC的精准评估和土壤碳库调控提供参考。
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2025,39(1):189-198, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.010
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、坡耕地和水田为对象，研究土壤细菌和真菌群落多样性、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质量分数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、活性有机碳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，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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刘平安, 胡晓敏, 陈思宇, 田野, 马雨彤, 罗心雨, 庄悦卓, 张敏, 张文睿, 冯志邦, 李泽丽, 陈琪, 刘之广, 张民
2025,39(1):199-207, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.018
Abstract:
目的控释氯化钾可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的测定，在成熟期进行玉米品质、农学效益等相关指标测定。结果1) CRK1、BBF1、CRK2和BBF2较K处理，产量分别提高9.82%、12.06%、7.13%、10.68%，地上生物量分别提高9.22%、10.44%、4.16%、6.09%，经济效益分别提高16.29%、28.37%、14.15%、21.12%。2) CRK1和BBF1伤流钾离子质量分数较K处理分别提高19.93%、13.89%；CRK1和BBF2叶绿素SPAD值较K处理分别提升7.32%、6.59%；CRK1叶面积指数LAI值较K提升7.04%；CRK1和CRK2净光合速率较K分别提升18.58%、18.66%。3)与K处理相比，CRK1、BBF1、CRK2和BBF2淀粉质量分数分别提升4.27%、2.51%、9.32%、7.16%，油脂质量分数分别提高5.65%、3.11%、6.63%、5.92%；CRK1和CRK2粗蛋白质量分数分别提升4.23%、1.06%。与K处理相比，CRK1、BBF1、CRK2和BBF2，淀粉产量分别提升14.73%、19.10%、17.56%、18.96%，粗蛋白产量分别提升14.47%、14.04%、8.27%、8.03%，油脂产量分别提升16.03%、19.67%、14.27%、17.23%。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，改善玉米的生长情况，优化玉米籽粒的品质性状，与普通氯化钾掺混施用后显著提高玉米产量及钾肥利用效率，降低肥料投入成本，并且实现减量不减产、品质不下降的目的。
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2025,39(1):208-216, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.016
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)。随着降雨历时增加，裂缝形状系数和密度呈下降趋势，而裂缝平均宽度增加。试验发现3种结皮裂缝的横向收缩类型，分别为贯穿式(PS)、镶嵌式(IS)和悬浮式(SS)。随着降雨历时增大，PS占比逐渐增大，IS、SS占比逐渐减小。随着土层深度增加，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。考虑到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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2025,39(1):217-228, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.024
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二者的关联特征。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39 675.06 km2。3)云南省碳储量先增后减，2000—2020年共减少2.257×107 t，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895.83 km2，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，空间分布主要以低-高和高-低聚集为主。结论研究结果根据云南省生态风险和碳储量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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刘兵, 刘煜, 郝卓, 展晓莹, 张晴雯, 杨洋, 陈红琳, 陈尚洪, 刘定辉
2025,39(1):229-238, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.019
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)6种处理，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、碳质量分数的变化特征。结果1) 降雨量＞30 mm，短时强降雨(16.1 mm/h)可促使地表径流的产出。碳源添加可显著减少地表径流量(p＜0.05)，与CK相比，T2、T3、T5减流效益分别达到38.64%、38.61%、62.95%。不同处理产沙量为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，占比为67.47%~90.43%。T2、T3、T5可有效减少有机碳迁移，较CK处理有机碳损失总量分别减少21.74%、19.40%、49.28%。T5处理可溶性有机碳(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。表明碳源添加可提升碳质量分数，减少碳迁移，但固存量却减少，需长期试验来验证。研究结果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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卢巧露, 方晰, 范世才, 孙龙, 孙百慧, 梁婷婷, 李毅
2025,39(1):239-248, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.037
Abstract:
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)质量分数及其化学计量比的改变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)]人工林作为研究对象，测定0~40 cm土层C、N、P质量分数，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1) 不同树种人工林显著影响土壤C、N、P质量分数，微生物生物量，胞外酶活性及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也高于其他树种人工林，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相关性不显著，仅有Cmic∶Nmic与EEAC∶N、Cmic∶Pmic与EEAC∶P呈显著负相关，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，Cmic∶Nmic∶Pmic与C∶N∶Pimb呈显著负相关，C∶Nimb和EEAC∶N呈显著正相关，证实土壤与微生物间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质量分数及Pmic、Cmic∶Pmic、Nmic∶Pmic、BG+CBH、NAG、EEAC∶P影响显著。结论不同树种人工林通过影响土壤C、N、P质量分数，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，验证资源分配理论。
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2025,39(1):249-261, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.028
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，为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，认识消落带养分循环及物种适应特征。方法通过对三峡消落带(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，分析植物各器官(根、茎、叶)及土壤中碳、氮、磷质量分数，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相互关系。结果1) 消落带土壤具有明显的“贫氮富磷”特征，且养分质量分数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C质量分数均呈降低趋势，而N、P质量分数自上游至下游则呈明显增加趋势，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质量分数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质量分数具有显著相关性，土壤N供应水平是制约狗牙根养分质量分数变化的关键因素；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背景下，狗牙根及土壤养分质量分数特征均呈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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2025,39(1):262-273, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.003
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3 175.99亿元，低于当年GDP，经济发展表现为不可持续增长，呈由北部、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，呈北部东部高低交错、中偏西南较为均衡的空间格局。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，人口密度为主导因素，决定度为0.38。结论研究不仅在理论上丰富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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秦健杰, 杨威, 张如鑫, 张雨迪, 任恩良, 季文涛, 屈忠义
2025,39(1):274-283,293, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.038
Abstract:
目的为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)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、速效钾质量分数分别增加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4 373 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4 438.3 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4 137.5 kg/hm2，较对照处理(2 968.7 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/hm2生物炭+225 kg/hm2微生物菌肥是最佳组合。此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新策略。
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2025,39(1):284-293, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.005
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有较大的优势，研究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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2025,39(1):294-302, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.022
Abstract:
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，设置作物、有糙度作物、有结皮作物、裸露、有糙度、有结皮6个小区坡面条件，分别记作A1、A2、A3、B1、B2、B3。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21.00%，有结皮作物小区平均减少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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焦远帆, 晏长根, 常洲, 贾卓龙, 章一博, 梁哲瑞, 张家辉
2025,39(1):303-315, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.030
Abstract:
目的为探讨生态护坡材料的长期服役耐久性。方法通过干湿循环条件下的力学试验和渗透试验，研究固化黄土宏观性能的演化规律，利用扫描电镜和图像处理技术，分析干湿循环对微结构形态的损伤规律，探讨生物胶改善黄土宏观性能干湿循环耐久性的微观机理，并基于宏观性能指标和微结构参数建立宏-微观演化特征函数，描述干湿循环条件下宏观性能与微观结构间的数值响应关系。结果生物胶抑制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，减缓颗粒损伤，生物胶增强黄土胶结作用，改变孔隙发育模式；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。生物胶的加入有利于改善黄土宏观性能的干湿循环耐久性；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＞32 μm的大孔隙率对渗透性能影响最大。结论研究结果可为生物胶固化土护坡技术的工程应用及后续改良提供理论依据。
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2025,39(1):316-325,337, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.032
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，其快速动态模拟可解决土壤水-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年和2020年子洲县山地苹果试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率定与验证，以评估耦合模型在黄土高原的适用性。结果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、0.64 mm/d降低到耦合模型的30.0%、33.2%和0.42、0.38 mm/d。同时，耦合模型可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水分体积分数和土壤温度的NRMSE分别为1.4%~32.9%和2.9%~9.5%，MAE分别为0.13~4.26 cm3/cm3、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，研究结果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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2025,39(1):326-337, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.015
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 a，突变强度沿河岸向外逐渐减弱；2) 各水电站周边植被NDVI整体呈上升趋势(0.000 2~0.002 8/a)，在建设前、建设中、运营后呈升(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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2025,39(1):338-347,358, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.033
Abstract:
目的针对典型西南岩溶山地特殊景观构建生态安全评价指标体系，开展文山市景观生态安全评价与治理研究，为区域生态保护和可持续发展提供科学依据。方法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2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1) 文山市水土流失、地质灾害和石漠化敏感性以轻度和中度敏感为主，占总面积的48.83%~59.13%，极敏感最少，占比5.92%~7.10%。2)文山市水源涵养和生物多样性保护重要性以轻度和中度为主，占总面积的67.42%~80.31%，土壤保持重要性以不重要为主，占比55.30%，极重要占比仅为2.06%~5.22%。3)文山市景观生态安全水平整体不高，1级、2级占比仅有4.82%和16.74%，集中分布在“文山老君山自然保护区”；3级面积最多，占比高达30.43%，主要分布在得厚镇、红甸乡、秉烈乡等地区；4级、5级占比分别为13.59%、25.62%，广泛分布在秉烈乡、东山乡、追栗街镇和开化镇等地。4)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，并针对各区域生态问题提出4项治理措施与建议。结论将生态敏感性和生态系统服务重要性有机结合综合评价文山市景观生态安全水平，并进行分区治理，为西南岩溶山地构建生态安全格局、区域生态保护和可持续发展提供基础理论支撑。
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2025,39(1):348-358, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.006
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。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，利用形态学空间格局分析(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年乡村聚落面积呈上升趋势，面积增加6.09 km2，数量由366增加至1 253。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1.90、1.51 km2，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，其面积分别增加1.07、1.15 km2。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增加趋势；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11.42、7.68、9.14 km2；核心是研究区内绝对优势类型，其面积分别增加4.02、2.60、3.14 km2，乡村聚落类型在空间尺度上呈集聚分布，并且生态保护情景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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2025,39(1):359-367, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.012
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及土壤侵蚀主控因子，掌握该地区土壤侵蚀状况，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，安顺市低强度土壤侵蚀分布在中部、东南部和东部地区，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改善趋势，大部分地区土壤侵蚀等级主要由高强度向微强度侵蚀转移，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，石漠化和土壤侵蚀变化趋势一致。土壤侵蚀随着石漠化强度增加呈先增加后减少趋势。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，总体来看，土壤侵蚀速率依次为林地＜草地＜耕地，耕地的水土流失风险较大。4)对土壤侵蚀驱动因子分析显示，植被覆盖与管理因子、水土保持措施因子和石漠化强度为主要驱动因子。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。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，高强度土壤侵蚀主要位于北部和西南部的人类活动较密集地区。植被覆盖、土地利用和石漠化强度是土壤侵蚀主要影响因素，而石漠化治理和水土保持措施能较好地增加植被覆盖，改善安顺市水土流失状况。
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2025,39(1):368-376, DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.029
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、Theil-Sen Median趋势、偏相关和最优参数地理探测器模型等方法，分析攀枝花市1990—2020年植被覆盖度特征，明晰其驱动因素。结果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。1990—2020年，FVC为0.635~0.792，退化区面积占比为17.70%，改善区面积占比为44.97%。FVC与降水、气温呈正相关，区域面积占比分别为61.87%、57.40%。土地利用类型、高程、气温是FVC空间分异的主要影响因素，影响力在0.20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43.00%；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1990—2020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。
2025年第39卷第1期
综述评论
基础研究
技术方法
数据科学
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黄土坡面细沟侵蚀形态特征及横断面分异性研究
Abstract:
[目的]为探究细沟侵蚀及其形态特征的变化规律和横断面分布特征。[方法]通过室内人工模拟降雨试验和三维激光扫描技术，分析不同降雨强度和坡度条件下细沟侵蚀产流产沙和细沟形态分布特征。[结果]（1）降雨强度增大时，坡面产流产沙增幅显著，90mm/h降雨强度时，细沟侵蚀量对总侵蚀量的贡献率可达90％以上。（2）细沟宽度、深度和细沟割裂度受降雨强度的影响明显，且均呈现不同程度的增加，细沟割裂度、细沟最大深度与细沟侵蚀量呈极显著的正相关关系。（3）细沟横断面沿坡向变化较大，沟壁崩塌现象明显，60 mm/h降雨强度时细沟横断面多呈“窄浅”型分布，90 mm/h降雨强度时，细沟总体表现为沟头和细沟下部横断面呈“窄浅”型，在细沟中部表现为“宽深”型，细沟中部侵蚀较为严重。（4）60 mm/h降雨强度时，细沟横断面指标总体为0.46～0.79，90 mm/h降雨强度时总体为0.41～0.85，90 mm/h降雨强度时，随着坡度的增加，细沟横断面指标波动性增强，表明细沟横断面空间分异性更加明显，细沟横断面的变化趋于不规则。[结论]该研究结果可为细沟侵蚀防治提供一定的理论支持。
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不同种植密度下草本植物根系生长对土壤侵蚀阻力的影响
Abstract:
[目的]植物根系对土壤侵蚀过程起到了关键性的阻控作用。为探讨不同种植密度下植物根系的固土减蚀效应，[方法]以黄土高原典型草本植物黑麦草（Lolium perenne）和紫花苜蓿（Medicago sativa）为研究对象，采用100、300和500株/m2三个种植密度，研究不同种植密度下植物根系生长对土壤侵蚀阻力的影响。[结果]试验期内，植物根系特征整体呈现先快速增长后缓慢下降的趋势，黑麦草和紫花苜蓿的根系特征分别在中、高密度种植样地的生长最佳。在根系生长驱动下，土壤有机质呈现不断增长的趋势，黑麦草和紫花苜蓿样地的土壤有机质分别在中、高密度种植下的的增量最大，分别增长了2.44 g/kg和1.84 g/kg。在根系和土壤特征变化的共同影响下，试验期内的土壤细沟可蚀性指数先快速减小后呈波动性变化，而土壤临界剪切力未表现出稳定的变化趋势。此外，黑麦草根系在中密度种植模式下的减蚀效果最佳，其土壤细沟可蚀性指数减少了18.86 s/m；紫花苜蓿根系在中、高密度种模式下的减蚀效果较好，其土壤细沟可蚀性指数分别减少了13.42 s/m和10.82 s/m。[结论]结合种植密度对根系及土壤特征的影响，中密度（300株/m2）和高密度（500株/m2）种植模式分别适合黑麦草和紫花苜蓿样地水土流失的综合防治。
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东北农牧交错带生态盈亏对土地利用变化的响应
Abstract:
[目的] 探讨多情景模拟下朝阳市土地利用变化对生态盈亏嬗变的影响，以期为东北农牧交错带的国土空间规划和生态环境保护提供参考依据。[方法] 以朝阳市2000年、2010年和2020年3期土地利用数据为基础，利用Markov-PLUS模型和生态足迹模型，分析并预测2000~2030年4种情景下朝阳市过去-未来的土地利用结构和生态盈亏的演化特征，并在此基础上借助生态弹性模型探究生态盈亏对土地利用变化的响应关系。[结果]（1）2000~2020年朝阳市土地利用变化较为剧烈，耕地和草地是朝阳市最主要的土地利用类型，二者占总土地总面积的80%以上。（2）2000~2020年朝阳市由生态赤字转为生态盈余，总体增量为273.07×104hm2，且在空间上呈现西高东低的分布格局。草地、林地和水域快速增长的生态承载力是朝阳市生态盈余增长的主要原因。（3）2020~2030年4种情景下，朝阳市生态盈余显著增加，生态优先(99.66×104 hm2)>耕地保护(98.93×104 hm2)>自然发展(98.02×104 hm2)>城镇发展(97.87×104 hm2)。生态盈余高值区自西向东迁移扩张，低值区集中分布在城镇中心。（4）朝阳市生态盈亏对土地利用变化富有弹性，且生态弹性系数呈增长态势。 [结论] 土地利用变化是影响生态盈亏损益的重要原因，优化土地利用结构可改善地区生态环境。
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赣江流域输沙时空变化特征及其影响因素分析
杨程高歌, 王海鹏, 田鹏, 谢梅香, 毕博, 赵广举, 耿韧, 周璐, 尤俊坚
Abstract:
［目的］探究赣江流域输沙时空变化特征，定量探讨气候变化及人类活动对流域泥沙变化的贡献，为赣江流域的水土流失防治和水沙资源治理提供参考。［方法］基于赣江流域上、中、下游15个主要水文站1960—2020年输沙监测数据及流域内降雨资料，采用线性趋势法、Mann-Kendall趋势检验和Pettitt突变检验法分析流域输沙时空变化特征，结合双累积曲线法量化驱动因素对河流泥沙变化的贡献。［结果］（1）赣江流域1960—2020年上、中、下游水文站年输沙量呈现极显著减少趋势（|Z|>2.58）。外洲站、峡江站和上游4站输沙减少速率依次为21.43万t/a、16.61万t/a、8.12万t/a，并分别于1994年、1992年、1998年发生年输沙量突变。（2）流域年平均输沙模数在空间分布上表现为南高北低，在时间变化上呈现上游先增后减，中游、下游减小趋势。较1960-1987年，2001-2020年上、中、下游平均输沙模数减幅分别为51.32%、104.95%、105.03%。（3）流域输沙时空变化受到地形、水土保持措施等影响，人类活动是赣江流域输沙量减少的主导因素。［结论］赣江流域侵蚀产沙量已显著减少，但上游仍是未来水土流失治理的重点区域。
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滇西北云龙县2000—2020年土壤侵蚀时空演变特征及影响因素
Abstract:
［目的］研究云龙县土壤侵蚀时空变化及影响因素对发展高山峡谷区特色农业、生态环境治理修复和防治水土流失工作都具有重要意义。［方法］通过GIS手段和RUSLE模型，模拟研究云龙县2000—2020年土壤侵蚀状况的时空演变特征，分析特色农业与土壤侵蚀的关系，综合海拔、坡度、植被覆盖度、多年平均降水量和土地利用类型等影响因子，应用地理探测器模型进行土壤侵蚀影响因素的研究。［结果］（1）2000—2020年云龙县每隔5年5期平均侵蚀模数分别为：1 644、1 085、878、661、467 t·km-2·a-1，土壤侵蚀模数呈减小趋势，总体从轻度侵蚀变为微度轻度；（2）2000—2020年云龙县土壤侵蚀得到改善的区域面积占比约为48.45%，土壤侵蚀程度加重面积占比为4.23%，整体呈现侵蚀等级下降好转的趋势；（3）云龙县土壤侵蚀相对集中在海拔2 000~2 500 m、坡度15°~25°区域内；（4）云龙县典型特色农业的水土保持能力总体表现为：泡核桃＞林下中药材＞生态绿茶＞麦地湾梨；（5）云龙县土壤侵蚀影响因子驱动力大小依次是植被覆盖度>海拔>坡度>多年平均降水量>土地利用类型，q值分别为0.401 0、0.142 0、0.117 5、0.115 9、0.046 6，植被覆盖度和坡度之间的交互作用驱动力最强为0.82。［结论］云龙县20 a内土壤侵蚀整体得到有效改善，研究期间随着植被覆盖度的提高，土壤侵蚀呈现减弱趋势，未来应重点关注云龙县海拔2 000~2 500 m和坡度15°~25°区域内土壤侵蚀变化趋势，做好特色农业发展和坡面微地形修复工作，降低土壤侵蚀恶化风险。
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湘江流域极端降水变化及其对输沙量影响
Abstract:
[目的]为了探究湘江流域极端降水的变化及其对输沙量的影响因素，[方法]收集湘江流域1965-2018年及其周边13个气象站的日降水数据，采用RClimDex模型进行选取并计算7个极端降水指数。空间分布特征通过线性拟合法和5年滑动平均法进行趋势分析,辅助计算各指数Cv值，Spearman相关系数、Kendall相关系数。时间特征从指数线性变化与5年滑动平均过程线初步观察，使用M-K突变检验法、Lee-Heghinian检验法、有序聚类法对湘江流域年均输沙量进行突变检验。双累积曲线定量分析极端降水指数对该时段输沙量变化的贡献率。[结果]结果如下：（1）流域各极端降水指标54年间年际变化趋势除CWD外均表现为增加趋势。极端降水事件历时延长，降水量与降水强度显著增加。（2）各降水指数的空间分布情况与地形特点基本一致，均为从流域西南部向东北部逐渐增加的趋势，7个指数均在南岳站出现最大值。（3）流域输沙量在1984年、1997年发生突变，1985-1997年期间，极端降水量指标R99P对流域输沙量减少的影响最大，贡献率为10.5 %，1998-2018年同样是极端降水量指标R95P对输沙量的减少有所改变，贡献率是18.1 %，但是整个变化期内各极端降水指数对输沙量减少的影响均小于20 %。[结论]综上，极端降水对流域输沙量的减少产生一定影响，但人类活动仍是导致输沙量减小的主要因素。
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三峡水库消落带泥沙淤积层水肥特性高程梯度分异
Abstract:
[目的] 研究水库消落带泥沙淤积层的水肥特性高程梯度分异可为水库科学管理提供依据。[方法] 以三峡水库消落带为研究对象，采集典型坡面不同高程位置淤积泥沙分层样品，测试颗粒(黏粒、粉粒和砂粒)组成、养分物质(总有机碳、全氮和全磷)含量和质量含水率，对比分析消落带不同高程位置泥沙的水肥特性差异。[结果] (1) 消落带淤积泥沙的颗粒较细，中值粒径范围和均值分别为6.1-13.5 和8.7 μm，不同高程位置的泥沙中值粒径差异不显著(P>0.05)。淤积泥沙的颗粒组成以粉粒为主，平均体积含量为82.7%，黏粒和砂粒的含量分别为14.2%和3.1%。(2) 消落带泥沙的平均总有机碳(TOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量分别为18.82、1.24和0.75 g/kg，碳氮磷生态化学计量比C/N、C/P和N/P分别为15.25、25.26和1.68。泥沙养分物质含量随高程的整体变化趋势存在差异，其中，TOC和TN含量随高程的升高而显著增加(P<0.05)，相比而言，TP含量的变化趋势不明显。泥沙碳氮磷生态化学计量比C/P和N/P 随高程的升高而升高，而C/N 的变化趋势不显著(P>0.05)。(3) 消落带泥沙的平均质量含水率为28.63%，且没有显著的高程梯度分异(P>0.05)。 (4) 消落带泥沙颗粒组成、养分物质含量和质量含水率在剖面内均呈高低交替成层的“纹理状”分布。[结论] 三峡水库消落带泥沙的养分物质含量存在明显的高程梯度分异，而颗粒组成和质量含量水率的空间分异不明显。
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喀斯特区出露基岩对土壤水分入渗过程的影响
Abstract:
[目的]碳酸盐岩强烈的可溶蚀性导致喀斯特地貌土壤和基岩在空间上镶嵌分布，基岩出露地表现象普遍存在，但其对水文过程的影响机制仍不明晰。[方法]为探明出露基岩对土壤水分入渗的影响，以距离岩石20 cm（岩脚）和100 cm（非岩脚）土壤为研究对象，通过单环入渗法测定出露基岩不同距离的土壤入渗速率，并采用亮蓝染色示踪试验探讨优先流特征。[结果]非岩脚土壤毛管孔隙度、有机质含量显著高于岩脚土壤（p<0.05），而土壤体积质量则显著偏小（p<0.05）。非岩脚土壤的入渗特征参数（初始、稳定和平均入渗率）均比岩脚土壤高。其次，随距离出露基岩变远，染色区域面积和优先流路径呈增加趋势。这些结果表明非岩脚土壤的水分入渗能力和优先流发生频率均强于岩脚土壤。岩面粗糙度是影响土壤水分入渗过程的重要因子，土壤入渗速率随岩面粗糙度增大而增大，且粗糙度与土壤入渗特征指标均呈极显著正相关关系（p<0.01）。考虑基岩出露影响的土壤水分入渗过程的最优拟合模型为Kostiakov模型（R2=0.89），其次是Horton模型（R2=0.80），最差为Philip模型（R2=0.72）。[结论]因此，本研究明确了出露基岩对喀斯特土壤入渗特征的影响，并强调岩面粗糙度的控制作用。
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石生植物生长影响因素及其适应策略:研究进展与展望
黄亚浩, 贾振江, 李王成, 吴洋洋, 马东祥, 吕航, 张一帆, 高素素
Abstract:
[目的] 系统梳理、总结、分析岩石-土壤-植物三者间协同作用的研究现状，重点探讨植物在石质化土壤环境下的适应机制,以期为石质生境植被生长及生态环境修复提供理论支撑和科学依据。[方法] 从内因岩石碎片含量及埋深、外因植被类型及降雨气候条件等不同维度，深入分析石质土壤对植物生长的综合效应，揭示石质化生境下植物在形态、生理及分子层面的适应策略。[结果] 石质土壤对植物生长的调控作用与岩石形状、含量、埋深以及气候条件、植物类型等因素密切相关。石质土壤中的植物受限因素主要是土壤水分和养分匮乏。在此情形下，植物会通过调节自身生长性状及生理代谢以更好应对环境胁迫。[结论] 未来相关研究可拓展和深化以下3方面：（1）石质土壤中不同属性微生物对植物生长发育的协同作用效果以及植物的遗传适应机制；（2）寻求石质土壤环境下适宜植物生长的最佳岩石碎片参数组合；（3）未来的研究应致力于特定区域适生植物的优化筛选，选取具备强抗逆性的植物品种，以促进区域植物稳定定植，进而逐步改良并提升生态环境质量。
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淮北平原作物根区土壤水分的来源及其量化研究
朱婉婷, 朱永华, 王启猛, 吕海深, 刘名文, 王怡宁, 陆玟, 彭宇杰, 许海婷, 方逸敏
Abstract:
【目的】探讨1990-2022年淮北平原作物根区土壤水分的来源与量化情况，为作物灌溉管理和水资源利用提供科学指导。【方法】文章首先结合皮尔逊相关性分析和多元回归计算得到降水、地下水对作物根区土壤水的贡献度，后利用多元线性回归及长短期记忆网络（LSTM）模型量化模拟根区土壤水。【结果】①夏玉米在0-10cm土层中，除出苗-拔节期降水贡献度为55%外，其余阶段地下水贡献度均可达到61%-68%；在10cm以下土层中，根区土壤水主要来自相邻上层土壤水，其占比可达74%以上。后期根系逐渐生长至100cm，尤其在40-80cm土层中，地下水对土壤水的贡献度明显增大，占到9%-22%。②冬小麦在0-10cm土层中，除播种-出苗期和返青-拔节期地下水贡献度为50%以上外，其余阶段降水贡献度均可达54%-73%；在10cm以下土层中，根区土壤水主要来自于相邻上层土壤水，占比可达63%以上。但在40-80cm土层中，地下水与降水贡献度相对来说均有增大。③LSTM模型在量化模拟土壤水方面比多元线性回归更加稳定和准确，模型评价指标可以达到R2＞0.6、MSE＜10，能够较好地反映土壤水分动态变化规律。淮北平原其他站点对上述模拟结果的应用也进一步验证了模型的可行性。【结论】夏玉米0-10cm土壤水主要来源为地下水，冬小麦0-10cm土壤水主要来源为降水；10cm以下土壤水的主要来源为相邻上层土壤水（包含降水、灌溉水等）。结合不同生育阶段根区土壤水的来源进行量化模拟，再通过作物根区土壤水分变化趋势对灌溉方案进行动态调节，有助于优化灌溉管理，提高水资源利用效率。
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黄土塬区土壤碳氮磷化学计量特征对果园还耕的响应及影响因素
刘入华, 李舒怡, 崔二亮, 乔江波, 贾小旭, 王云强, 朱元骏, 邵明安
Abstract:
黄土高原是我国最大的苹果优势产区,近年来,由于苹果树老龄化严重、品种结构单一以及粮食市场不稳定等因素,为保障国家粮食安全,黄土高原的老龄化果园改种玉米等粮食作物已成为普遍现象。为研究土壤生态化学计量特征对果园还耕的响应及影响因素,选取黄土塬区还耕0 a(30 a左右果园)、1 a、3 a和5 a的农田为研究对象,同时选取一直种植粮食作物的农田(CK)作为对照。测定0~100 cm不同土层(每10 cm一层,共10层)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,并计算其生态化学计量特征,同时分析其影响因素。结果显示:(1)随着还耕年限的增加,果园还耕后0~100 cm土壤中的SOC和TN均值呈现先下降再上升的趋势,但土壤中的TP均值处于一直降低的趋势,且均高于CK；土壤中的C:N无明显变化规律,但C:P和N:P逐渐增加,且还耕5年后农田的C:P和N:P均值均超过CK。(2)随着土层深度的增加,不同还耕年限农田土壤中的SOC、TN和TP整体均呈现下降趋势,C:P、N:P整体呈先增大后减小的趋势,而C:N无明显变化规律。(3)研究区中土壤颗粒组成是影响土壤SOC、TN和TP以及生态化学计量特征的主要因素,研究结果可为黄土塬区生态环境保护和可持续发展提供重要参考。
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调亏灌溉对鄂西柑橘果实膨大期和转色增糖期叶片养分、酶活性及根区土壤养分的影响
Abstract:
[目的] 探究调亏灌溉对鄂西柑橘果实膨大期（Ⅲ）和转色增糖期（Ⅳ）叶片养分（氮、磷、钾）、酶活性（SOD、POD、CAT）及根区土壤养分（硝态氮、有效磷、速效钾）的影响。[方法] 选择鄂西6年生“爱媛28”为研究对象，以充分灌水为对照（CK：III期和Ⅳ期的日灌水量分别为4L和2.5L），在III期IV期各设置4个亏水处理，即轻度亏水（LD：70%CK）、中度亏水（MD1：55%CK）、偏重度亏水（MD2：40%CK）和重度亏水（SD：30%CK），探究柑橘叶片养分、酶活性及根区土壤养分在不同生育期受水分胁迫的响应规律。[结果]（1）IV-MD1处理显著促进了叶片氮、磷、钾含量的提升，分别较对照增加5.27%、2.13%和12.42%，且该处理叶片养分的增长速率与积累量均达到最大。（2）III-MD1处理有效增强了柑橘树的抗氧化防御能力，其中超氧物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性均显著增强，分别提升63.3%和104.5%。（3）III-MD1处理显著提高了上、中层土壤硝态氮和有效磷含量，分别提升74.54%、17.61%和73.53%、43.58%；IV-MD1处理显著优化了土壤养分的纵向分布，减少了养分淋溶损失，其上、中层速效钾含量分别上升59.23%和51.67%。（4）典型性相关分析揭示了土壤与叶片营养元素之间的相互关系，其中叶片磷素和钾素含量均与土壤速效钾含量呈正相关，而与土壤硝态氮、有效磷及叶片氮素含量呈负相关。[结论] IV-MD1处理有利于土壤和叶片养分积累以及保护酶更好发挥作用，是鄂西柑橘种植较适宜的滴灌节水管理模式，研究结果可为优化柑橘灌溉制度和提高柑橘品质提供理论依据。
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绿肥间作对渭北果园土壤水分、养分及苹果产量的影响
Abstract:
[目的] 研究渭北苹果园不同种类绿肥间作及其结合地布覆盖在土壤蓄水保墒、养分供给以及果实产量提升方面的效应。[方法] 设置黑麦草（R），油菜（O），苜蓿（A）3种绿肥，不覆地布（NG），覆盖地布（G）2种方式，清耕为对照（CK）。不覆地布+绿肥间作为主处理，覆盖地布+绿肥间作为副处理。于主处理及对照各小区分别设置15N田间示踪微区。探究苹果-绿肥间作系统土壤水分、养分及果实产量的响应。[结果] 各处理土壤质量含水量均低于CK处理，GR处理下降幅度最小（1.7%）。主处理土壤水分差异率均为负值，其中NGR处理绝对值最低（0.5%），NGA处理最高（4.7%）。各处理作物蒸散量均大于CK，其中GR处理增幅最小（0.3%）。各处理0～60 cm硝态氮含量平均值均低于CK。与副处理相比，主处理硝态氮及铵态氮含量平均提升6.8%和5.4%。间作绿肥（NGR、NGO、NGA）平均减少了56.4%的15N损失（p < 0.05），苜蓿15N利用率最高（39.4%），黑麦草最低（19.7%）。与CK处理相比，黑麦草间作处理（NGR、GR）土壤有机质与全氮含量平均提升1.5%和0.2%，而苜蓿间作处理则分别降低15.2%和15.4%。黑麦草间作处理（NGR、GR）的果实产量与水分利用效率最高，分别较CK处理提升12.1%和8.8%（p < 0.05）。[结论] 综合考虑，在渭北苹果园内采用树下覆地布+行间间作黑麦草（GR）的二元覆盖模式有助于减少土壤水分消耗与养分损失，增加果实产量和水分利用效率。
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质地差异土壤的有效混合深度及其对溶质流失的影响
李梓涵, 王杰, 任少聪, 郑好, 王硕果, 连啟洁, 蔡崇法
Abstract:
【目的】有效混合深度是量化与预测溶质流失的重要参数,量化质地差异土壤的有效混合深度,探究土壤侵蚀产流产沙和溶质流失有效混合深度的响应对农业面源污染模型的研究具有重要意义。 【方法】以丹江口库区5个质地差异的旱耕地表土为研究对象,采用溴离子示踪法,根据溴不同的施放深度(0(表层)、0.5、1、2、5 cm),通过模拟降雨试验量化质地差异土壤的有效混合深度及其动态变化,测定土壤侵蚀产流产沙及溶质流失过程,分析其对有效混合深度的响应。 【结果】在本文设定试验条件下,随着粘粒含量的增加,降雨过程中有效混合深度分别分布在0.32-0.72、0.11-0.57、0.44-2.41、0.11-1.04、0.13-0.28 cm之间,土壤质地能显著影响有效混合深度(F=39.27, P<0.001),但因不同质地土壤入渗及产流过程的差异,两者间并未表现出明显线性关系。此外,有效混合深度在降雨过程中呈现动态变化,随降雨历时呈现明显的幂函数关系(R2 > 0.80)。不同有效混合深度下的土壤侵蚀产流产沙过程也存在显著差异(F> 12.068, P< 0.001)。回归分析表明,平均有效混合深度与土壤累计径流量和累计溴流失量呈显著线性关系(R2>0.92),与产沙率、泥沙浓度及累积产沙量呈显著指数函数关系(R2>0.94)。【结论】质地差异土壤的有效混合深度存在显著差异,并且有效混合深度与侵蚀产流产沙和溶质流失指标间存在显著的线性或指数函数关系,可通过侵蚀产流产沙特征对有效混合深度反演,以提高溶质流失模型预测精度。
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不同坡度条件下连续降雨及汇流对黑土坡面侵蚀的影响
Abstract:
[目的]为探究不同坡度及降雨径流条件下坡面细沟侵蚀特征，[方法]采用连续模拟降雨和上方汇流试验的方法，研究2种坡度（5°，10°）和3种降雨径流阶段（降雨、汇流、降雨＋汇流）下坡面侵蚀过程。[结果]坡面径流量和侵蚀量随坡度增加而增加，在5°坡度下降雨条件的坡面径流量和侵蚀量是汇流条件的1.06和2.23倍，而在10°坡度下其坡面径流量和侵蚀量是汇流条件的1.26和3.34倍。产流率随时间变化均呈现先增加后趋于平稳的变化特征，初始产流时间随降雨次数递增及坡度增加而不断提前，且稳定产流率和产沙率也同样增大。在同一坡度下，连续降雨条件下坡面径流量和坡面侵蚀量的贡献率均随降雨次数递增而不断降低；连续汇流条件下坡面径流量的贡献率中第1场次最大，为56.40%，而坡面侵蚀量的贡献率中第3场次最大，为87.50%。通过相关性分析发现，坡面径流量和侵蚀量与降雨汇流处理、坡度-降雨汇流处理的交互作用均呈极显著相关（p＜0.001）；通过方差分析发现，降雨汇流处理对坡面径流量和侵蚀量的影响极显著（p＜0.001），坡度对坡面径流量和侵蚀量的影响较显著（p＜0.01）。2种坡度下细沟侵蚀量分别占坡面侵蚀量的37.69%～85.45%和53.99%～90.65%，且细沟侵蚀量随坡度的提高而逐渐增加。[结论]研究结果有助于深入理解细沟侵蚀机理，对东北黑土区的水土流失防治具有重要意义。
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青檀生物炭强化吊兰修复铜铅复合污染土壤的效果研究
Abstract:
[目的]为探究施用青檀生物炭对吊兰修复Cu、Pb复合污染土壤的影响。[方法]以铜陵市老鸦岭铜尾矿周边Cu、Pb复合污染农田土壤为研究对象，采用盆栽种植试验方法设置添加不同质量比(1%、3%、5%、7%和10%)青檀生物炭的吊兰盆栽实验，以不添加青檀生物炭的处理为空白组，同时设置不种吊兰的处理为对照，研究不同质量比青檀生物炭对吊兰修复Cu、Pb污染土壤的影响，评价青檀生物炭强化吊兰修复Cu、Pb污染的潜力。[结果]施加青檀生物炭显著增加吊兰的株高、根长和地下部鲜重；显著提高土壤pH、有机质、全氮、速效磷和速效钾质量分数；显著降低土壤有效态Cu、Pb质量分数，显著提升吊兰对Cu、Pb的吸收量，其地上部和地下部对Cu和Pb的最大吸收量增幅分别为51.39%、15.62%和115.10%、99.34%；提高了吊兰的富集和转移系数，Cu和Pb的最大富集和转移系数分别为0.61、0.40和0.37、0.68；降低了土壤酸杆菌门和变形菌门的相对丰度，提高了绿弯菌门和拟杆菌门的相对丰度，促进了土壤养分代谢。[结论]青檀生物炭与吊兰联合应用修复效果更佳。
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微咸水灌溉下微生物菌肥施用量对盐碱土壤盐离子含量及枸杞生长的影响
Abstract:
为研究微咸水灌溉下微生物菌肥施用量对盐碱土壤盐离子含量和枸杞生长的影响及揭示土壤盐离子与枸杞生长指标之间的关系，在河套灌区中度盐碱土上，开展微咸水灌溉条件下不同微生物菌肥施加量（F1：45 kg·hm-2、F2：75 kg·hm-2、F3：105 kg·hm-2和F0：0 kg·hm-2）的田间试验。研究结果表明，随微生物菌肥施用量增加土壤盐离子含量降低，相较F0，F3处理土壤Na+、K+、Cl-含量在全生育期降幅最显著（p＜0.05），平均为49.22%、40.20%、47.80%。随微生物菌肥的增加枸杞株高、地径、冠幅和新枝生长速率显著增高（p＜0.05），其中F2处理最高。在生长敏感期（开花期）F2处理株高的生长速率较F0高3.27%；株高、冠幅和新枝的生长速率均在春梢生长期达到峰值，而地径的生长速率在果实膨大期达到峰值。F2处理时枸杞产量较F0高46.33%（p＜0.05），肥料偏生产力达0.61 kg·kg-1。相关性分析表明土壤Na+、K+和Cl-含量与枸杞生长指标呈负相关。综上，以改善土壤环境并促进枸杞生长为目标，河套灌区微咸水灌溉条件下盐碱土种植枸杞适宜的微生物菌肥施用量推荐75~105 kg·hm-2。
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出露基岩形态及空间分布对喀斯特坡地水土流失的影响
Abstract:
［目的］通过研究出露基岩形状及空间分布对喀斯特区坡地水土流失影响,有助于深化对喀斯特坡地自然降雨条件下侵蚀规律的认识,为喀斯特地区的石漠化治理提供参考依据。［方法］通过自然降雨监测,以喀斯特不同岩土覆被坡地为研究对象,研究自然降雨、出露基岩形状及空间分布对喀斯特坡地产流产沙的影响。［结果］(1)出露基岩形状改变能显著影响地表产流,且这种影响具有雨强依赖性。(2)出露基岩形状是壤中流动态变化的关键因素之一,基岩的空间分布显著影响不同雨强下的壤中流形成,其中聚集分布(R型)最有利于壤中流的产生。(3)基岩形状的改变主要在小雨和中雨条件下影响地下径流量,而在大型降雨事件(如暴雨、大暴雨)中,基岩的空间分布模式与地下径流的形成密切相关。(4)出露基岩的形状与空间分布等因素在极端降雨事件中对土壤侵蚀和泥沙运移有重要作用。［结论］出露基岩形状变化显著影响地表径流和壤中流趋势,随雨强而异；对地下径流则在小雨、中雨时较明显。其空间分布改变壤中流分布模式,对地下径流影响显著于暴雨、大暴雨时。地表泥沙量主要在大暴雨时受基岩形状与分布影响。总之,出露基岩形态及空间分布对水文过程和泥沙输移有复杂影响。
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运河对河湖水系连通网络水文连通性的影响机制研究—以环莱州湾为例
Abstract:
作为新建型河湖水系连通工程,运河改变了河湖水系连通网络的连通格局,影响着网络内物质、能量和风险的传递路径,但运河对河湖水系连通网络水文连通性的影响机制尚不清晰。以环莱州湾地区作为研究区,应用SWAT+模型和图论方法,分析有运河和无运河两种情景下河湖水系连通网络的水文连通性,探究运河对区域内不同流域、不同水体类型的影响机制。结果表明：运河对不同流域水文连通性的影响受流域河网结构、河流流量、运河连接数量和连接位置主导,潍河流域和弥河流域河网结构复杂,自身水文连通性较高,受运河影响程度较低,黄河-广利河流域以及大沽河-胶莱河流域运河连接密度较大,水文连通性受运河影响较大,其河流连通网络的抗退化风险能力和连通重要性程度指标值均提高了20余倍。针对不同水体类型,低流量河段的抗干扰能力最高,为湖泊水库和高流量河段平均值的3.4倍和1.5倍；但低流量河段对运河的敏感度最低,湖泊水库受运河的影响程度最高；运河对不同水体类型的影响受水体与网络中心水体的距离主导。在开展区域河湖水系连通网络规划时,应当考虑连通影响能力的“优先连接”和抗干扰能力的反“优先连接”增长机制,以更合理地规避水文连通性非预期增长所面临的风险。
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黄土坡面溶解性碳流失特征及其对水土保持措施的响应
Abstract:
[目的] 水土保持措施在有效控制水土流失的同时也显著减少了土壤碳库的流失。然而，对不同水土保持措施下碳的流失过程、通量特征及其影响因素还缺乏系统认识。[方法] 本研究以采用野外模拟降雨试验，对比分析了梯田、草地、上梯下草、上梯下裸等水土保持措施下黄土坡面溶解性有机碳与无机碳随降雨过程的流失特征及影响因素，量化了不同水土保持措施对坡面溶解性碳流失的拦蓄效益。[结果] 各水土保持措施下坡面溶解性碳浓度随降雨过程无显著变化，但溶解性碳流失通量均较裸地显著降低（P<0.05），且以溶解性无机碳流失为主，其贡献了碳流失量的79.5%~83.1%；草地、上梯下草、梯田和上梯下裸措施对坡面溶解性碳的拦蓄效益分别为76.9%、56.3%、47.6%和18.0%；坡面产流量是影响溶解性碳流失通量的决定因素，碳流失过程与产流过程呈显著正相关性。[结论] 本研究深化了对不同水土保持措施减少土壤碳流失过程的认识，为黄土高原坡面水土保持碳汇效益评估提供科学依据。
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基于OPGD模型的昆明市植被NPP空演变及驱动机制
Abstract:
[目的]厘清植被净初级生产力(NPP)演变规律及驱动因素对测算植被的固碳能力和支撑碳交易等具有重要的意义。[方法]基于MODIS-NPP数据,运用Tail-Sen中值趋势法和Mann-Kendall检验法分析了2001-2020年昆明市植被NPP的时空动态特征,并采用参数最优地理检测器(OPGD)模型揭示了气候、地形和人为因素对植被NPP的影响机制。[结果](1)昆明市植被NPP在空间上呈“西高-东低”的分布格局,并以7.08 g.C.m-2/a的速度显著增加；(2)植被景观破碎化程度加剧,在空间上破碎度与植被NPP错位分布,其对植被NPP时空分布有显著负向作用；(3)植被NPP变化是气候、人为活动和地形因素共同作用的结果,其中,核归一化植被指数(kNDVI)、地表温度、植被景观破碎度解释力强于气温、降水和坡度等因子,因子间交互作用能更好地解释植被NPP的时空变化。[结论]昆明市近20a植被NPP总体呈增加态势，但主城区少部分地区形势不容乐观，未来应综合统筹，科学推进生态保护与社会经济的协调发展。
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不同退化程度刺槐人工林树干液流对环境因子的响应
马军, 韩磊, 柳利利, 王娜娜, 马云蕾, 马世杰, 王苑
Abstract:
研究不同退化程度人工林树干液流特征及其对环境因子响应的差异性，有助于揭示林木退化机制，从而为区域人工林结构调整与经营管理提供科学依据。本文以宁夏河东地区刺槐（Robinia pseudoacacia）人工林为研究对象，于2023年5~10月监测不同退化程度刺槐的液流速率和环境变量，研究未退化刺槐人工林（NDPP）、中度退化刺槐人工林（MDPP）、重度退化刺槐人工林（HDPP）的液流速率与环境变量的响应关系。结果表明：（1）NDPP日均液流速率为2.32 cm?h-1、MDPP为0.84 cm?h-1、HDPP为0.45 cm?h-1；（2）随着退化程度加剧，刺槐液流速率对大气温度和饱和水气压亏缺的响应阈值提高，而对太阳辐射的响应阈值减小。不同退化程度刺槐液流速率对大气温度变化响应的临界阈值分别为29.6℃、30.3℃和32.7℃，对饱和水汽压差响应的临界阈值分别为1.14 kPa、1.93 kPa和2.39 kPa，对太阳辐射响应临界阈值分别为428 W?m-2、314 W?m-2和222 W?m-2；（3）刺槐液流速率随着土壤含水量的下降而显著下降，随着退化程度加剧，液流速率对土壤含水量变化的敏感性降低；（4）环境变量对不同退化程度刺槐液流速率的贡献并不相同，随着林地刺槐退化程度加剧，太阳辐射、饱和水汽压亏缺和土壤水分对液流速率影响的总效应减小。对于出现退化的刺槐林地，可以通过适当疏伐来降低林分蒸腾，改善根际土壤水分环境，进而提高林木对干旱环境响应的敏感性。
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近50年北洛河流域生态系统服务时空演变特征与权衡/协同关系
Abstract:
[目的]探究北洛河流域生态系统服务时空演变特征与权衡/协同关系，为该区资源的合理配置和可持续发展提供科学依据。[方法]基于1970-2020年6期土地利用/覆被数据、气象数据、土壤数据、数字高程模型（DEM）等多源数据，运用InVEST 和CSLE等模型，定量评估分析北洛河流域1970-1990年土地利用相对稳定期、2000年左右的过渡期和2010-2020年的生态恢复的不同时期内产水量、土壤保持和碳储量三种典型关键生态系统服务的时空变化特征及其权衡/协同关系。[结果] （1）流域总产水量表现出先增加后波动下降的趋势，2000年代降至最低。土地利用稳定期产水总量的年代际均值为10.16×108m3（37.75mm），过渡期降低了36.9%，而生态恢复期降低了25.53%。林、耕、草三种土地利用类型中，耕地产水总量和产水深始终最大，林地的产水深始终最小。（2）土壤保持总量整体呈波动增加趋势，2010年代达到最高值。土地利用稳定期内，土壤保持总量的年代际均值为305.62×106 t（113.57t/hm2），过渡期上升至364.52×106 t，生态恢复期显著增加至426.19×106 t（157.75t/hm2），相较于第一时期增加了38.9%。林地保持能力远高于耕地，梯田等工程措施的建设使耕地土壤保持功能大幅提升。（3）碳储总量呈先稳定后持续增加趋势，2000年代后开始显著增长，2020年代较1970年代增长了24.09%。林地是主要的碳库，其碳储量显著增加，而草地和耕地碳储量随面积减少而降低。（4）在空间格局变化上，产水量减少、土壤保持和碳储量增加的地区主要集中在高塬沟壑区和丘陵沟壑区。（5）在流域尺度上，1970-2020年间北洛河流域产水量与土壤保持、碳储量之间存在权衡关系，土壤保持与碳储量则呈协同关系。土壤保持与碳储量的协同度随时间降低，而产水量与其他两者的权衡关系相对稳定。[结论]随着植被恢复，流域产水，土壤保持和碳储量等生态系统服务功能具有明显的时间和空间变化特征，具有相对稳定的权衡协同关系，研究结果可为黄土高原生态系统服务综合效益的提升提供科学的依据。
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资源型城市土地绿色利用效率的动态演进、空间差异及收敛性研究
Abstract:
[目的]揭示资源型城市土地绿色利用效率的时空演变、分布动态、空间差异以及收敛特征，以期为其明晰土地利用状况，优化国土空间开发格局，实现经济社会发展的全面绿色转型提供参考。[方法]基于2006—2020年我国114个资源型城市的数据，在使用超效率SBM模型测度土地绿色利用效率的基础上，结合Kernel密度估计、Dagum基尼系数、变异系数以及固定效应模型，对资源型城市土地绿色利用效率的时空特征、分布动态、空间差异和收敛特征进行分析。[结果]（1）总体上，资源型城市土地绿色利用效率呈现波动上升态势，考察期内年均增长1.363%；分区域来看，土地绿色利用效率在绝大多数年份表现为东部>东北>中部>西部的区域差异格局；分成长阶段来看，呈现出再生型>成熟型>成长型>衰退型的梯度差异特征；从空间分布来看，大部分资源型城市土地绿色利用效率处于中低区间，且具有明显的空间集聚和非均衡性特征。（2）就动态演进而言，总体及各成长阶段城市的核密度曲线均在波动中右移，且主峰高度下降，宽度变大，右拖尾显著，多峰形态逐渐显现，表明土地绿色利用效率有所提升，但下行压力明显，不平衡性加剧，呈现一定的发散态势和极化现象。（3）从空间差异来看，总体及各成长阶段资源型城市内部及之间的土地绿色利用效率空间差异呈上升趋势，区域内差异以及超变密度是造成总体差异的两大主要来源。（4）由收敛检验可知，考察期内，总体及各成长阶段资源型城市的土地绿色利用效率未能出现 收敛，即地区差异在扩大。但同时，绝对 收敛与条件 收敛趋势显著存在，即土地绿色利用效率的增长速度趋同，逐渐向稳态发展。[结论]科学认识土地绿色利用效率的内涵范畴及现实价值，优化土地利用政策，统筹协调，因地制宜，全面提升资源型城市土地绿色利用效率。
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量化极端气候指数对秦巴山区植被净初级生产力动态的贡献
Abstract:
[目的]为深入了解极端气候事件对秦巴山地植被净初级生产力的影响。[方法]以秦巴山区为例证区，使用1960～2023年161个气象站点观测数据与2001～2020年MOD17A3数据集，应用拟合回归、岭回归等分析方法，研究两者时空演变和量化极端气候指数对NPP变化趋势的贡献量。[结果](1)研究区NPP总体发展向好，年均增长率为5.02 g/m2·a；(2)1960～2023年秦巴山区极端暖事件显著增加，极端冷事件显著减少，而极端降水事件变化不明显；(3)冷日持续日数、冰冻日数、冷夜日数、持续干期、中雨日数、大雨日数以及热夜日数的变化对NPP变化趋势产生积极影响，其中冷夜日数贡献量最大；5日最大降水量的变化对NPP变化趋势产生消极影响。[结论]研究可以为气候变暖背景下秦巴山区陆地生态保育以及应对极端气候事件提供数据或理论支撑。
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黄河上游地区水源涵养功能时空演变格局及其归因分析[*]
Abstract:
[目的]为评估黄河上游地区水源涵养能力，为黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据。[方法]以宁夏为案例区，基于InVEST模型、Hurst指数和地理探测器模型计算1990—2020年宁夏水源涵养功能的时空演变趋势，识别其关键影响因素。[结果]宁夏土地利用格局变化明显，除未利用地外，其余土地利用类型均呈现出不同程度的增加趋势；1990—2020年宁夏水源涵养量呈增加趋势，增加幅度约为0.009mm/年，空间上呈现出“北低南高”的分布格局，且具有显著的空间集聚特征；宁夏水源涵养服务变化不具有可持续性，未来面临退化风险；降水是影响宁夏水源涵养能力的主要因素，其次是海拔和坡度，而植被覆盖度和蒸散发的影响程度最低。[结论]研究期间宁夏水源涵养功能及其可持续性有所恢复，但仍需进一步强化水源涵养服务以应对未来的退化风险。研究结果可为黄河流域生态保护与高质量发展先行区建设提供科学依据。
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亚热带森林类型转换对土壤水文物理参数的影响
郑力轩, 吴福忠, 杨巧, 彭艳, 安南南, 江华玲, 郑俞辰, 岳楷
Abstract:
[目的]森林是重要的水源涵养地，也是水土保持的关键区域，将自然林转化为次生林或人工林在当今社会需求下成为一种普遍的发展模式，尤其在资源需求旺盛和土地压力大的地区，但是转化为次生林和人工林后对土壤水文物理参数的影响研究尚不全面。本研究旨在探讨森林类型转换对森林土壤水文物理参数的影响。[方法]以亚热带天然常绿阔叶林及由此转换来的天然次生林、米槠（Castanopsis carlesii）人工林和杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林为研究对象，对比分析森林类型转换后对土壤孔隙度、渗透性和土水势等水文物理参数的影响。[结果]（1）林型转换后，土壤总孔隙度在次生林土壤下层20~40 cm显著提高，相比天然林增加了4.3%，土水势在旱季杉木人工林中显著提高，相比天然林增加了5.01 kPa，但土壤渗透性无显著变化；（2）4种林型0~40 cm土层的土壤颗粒均以砂粒为主，但仅黏粒和粉粒与土壤总孔隙度之间呈现显著性相关，土壤颗粒组成并非林型转换下土壤持水指标的受控因子；（3）土壤持水指标的主要受控因子是土壤容重与土壤湿度，土壤容重和各持水指标显著性强，而森林转换会导致土壤容重与土壤湿度发生变化，进而引起土壤持水性能的改变。[结论]林型转换对亚热带地区土壤水文物理参数有显著影响，表现为天然林转换为次生林有利于水源涵养或水土保持，但转换为杉木人工林可能会降低土壤的水源涵养能力。这些研究结果为亚热带森林的可持续经营和水源涵养提供一定理论依据和数据支持。
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鄱阳湖枯水季湿地土壤碳氮磷生态化学计量特征及其影响因素
Abstract:
[目的] 探讨湿地土壤营养元素生态化学计量特征及其影响机制有助于深入了解土壤养分循环过程及其内部驱动机制。[方法] 以江西鄱阳湖国家级自然保护区内蚌湖（半控湖）和泗洲头（开放水域）湿地为研究对象，基于相关性分析和结构方程模型（structural equation model，SEM）研究2017—2019年表层土壤在不同水位高程下碳、氮、磷生态化学计量特征及其关键影响因子。[结果] 蚌湖湿地土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）和全磷（TP）质量分数平均值（9.33、1.18和0.43 g/kg）显著高于泗洲头湿地SOC、TN和TP质量分数平均值（2.65、0.31和0.19 g/kg；p<0.05），在相同水位高程梯度下均未随着年份变化而显著变化（p>0.05）。蚌湖湿地土壤C∶N平均值（9.24）显著低于泗洲头湿地（10.19），但C∶P、N∶P平均值（53.18、6.23）显著高于泗洲头湿地（40.90、4.05；p<0.05）。蚌湖和泗洲头湿地土壤C∶N值未受到水位高程的显著影响（p>0.05），C∶P和N∶P值随着高程梯度增加呈递增到递减的变化趋势，且相同水位高程下蚌湖C∶P值随着年份的变化发生显著变化（p<0.05）。蚌湖和泗洲头C∶P和N∶P均与地上生物量（AGB）、电导率（EC）呈显著正向关，与pH呈显著负相关（p<0.05）。湿地土壤碱解氮（AN）、氨态氮（NH4+-N）和AGB对蚌湖和泗洲头湿地土壤生态化学计量值产生直接影响，同时蚌湖土壤生态化学计量值还受土壤容重（BD）和pH的直接影响，泗洲头土壤生态化学计量值还受土壤水分体积分数（SWC）和EC的直接影响。蚌湖土壤中AGB为C∶N值的关键影响因子，AN为C∶P和N∶P值的关键影响因子；泗洲头土壤中NH4+-N是C∶N值的主控因子，同时AGB也是泗洲头湿地C∶P和N∶P值的关键影响因子。[结论] 鄱阳湖湿地植被生物量和土壤氮素对土壤碳氮磷生态化学计量特征具有重要影响，具有半控湖特征的蚌湖湿地土壤碳氮磷生态化学计量值主要受AGB和AN的影响，而开放水域泗洲头主要受NH4+-N和AGB的影响，未来可考虑通过湿地植被恢复与重建技术模式促进鄱阳湖湿地生态恢复与保护。
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棉秆不同还田量对土壤理化性质及棉花生长的影响
Abstract:
新疆干旱区土壤基础地力低、结构差、肥料利用率不高等因素严重影响新疆滴灌棉花的生长和产量。新疆棉花秸秆资源丰富,秸秆还田有助于改善土壤物理结构和化学特性,从而提高土壤肥力。本研究以棉花秸秆资源合理利用为背景,通过研究棉秆不同还田量对土壤理化性质、硝态氮淋洗、养分转化酶活性以及棉花生长的影响,为干旱区滴灌棉田土壤培肥和农业可持续发展提供一定的理论依据。试验设置4个处理:棉秆不还田(CK)、棉秆半量还田(50%ST)、棉秆全量还田(100%ST)和棉秆二倍量还田(200%ST)。与无还田处理比,棉秆不同还田量显著增加土壤大团聚体占比,增幅为90.1%~124.8%,显著提高团聚体平均质量直径和几何平均直径,增强了团聚体的稳定性；棉秆半量、全量和二倍量还田显著降低土壤容重,显著增加土壤孔隙度和含水量,其中,含水量增幅为22.8%~42.1%；棉秆还田显著增加土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量；棉秆全量、二倍量还田均显著降低0-100 cm土体硝态氮淋洗量；棉秆还田显著增加土壤脲酶和碱性蛋白酶活性；棉秆全量还田显著增加棉花株高、SPAD、Chl值、干物质重；棉秆半量、全量和二倍量还田则显著提高棉花氮素、磷素和钾素的吸收量,从而促进棉花的生长发育；棉秆还田显著增加籽棉产量和氮肥利用率,籽棉产量增幅为4.6%~12.6%,氮肥利用率增幅为7.4%~12.9%。棉秆还田通过提升大团聚体的占比,改善土壤物理结构,增加土壤养分含量,降低养分淋洗,进而增加土壤养分转化酶活性,促进棉花的生长和养分吸收,最终提高籽棉产量和氮肥利用率。
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河西走廊盐碱地4种典型植被类型土壤理化性质和酶活性特征
Abstract:
【目的】探究河西走廊荒漠盐碱地4种植被类型土壤理化性质和酶活性变化及其影响因素，为荒漠盐碱地土壤养分循环和调控机制提供理论依据。【方法】以河西走廊荒漠盐碱地土壤为研究对象，选取黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)单一群落(HH)、黑果枸杞和芦苇(Phragmites australis)群落(HL)、黑果枸杞和骆驼刺(Alhagi camelorum Fisch.)群落(HT)、黑果枸杞和柽柳(Tamarix chinensis Lour.)群落(HC)4种典型植被类型。每个植被类型设置3个重复样地，通过野外调查和室内分析相结合的方法，对该4种植被类型下土壤理化性质（有机碳、全氮，全磷）和酶活性（脲酶、碱性磷酸酶、硝酸还原酶，亚硝酸还原酶）进行测定，采用方差分析和冗余分析评估土壤理化性质和酶活性差异，并分析其影响因素。【结果】在河西走廊荒漠盐碱地4种不同植被类型中，土壤有机碳随土层深度的加深而增加，HC中最高， HH中最低，差异显著(p<0.05)；土壤全氮随土层深度的加深而减弱，HH中最高，HC中最低，差异显著(p<0.05)；全磷无显著变化(p＞0.05)。脲酶、碱性磷酸酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性随土层深度的加深呈下降趋势，表现出表聚现象。3种酶活性在不同植被类型间差异显著(p<0.05)，分别在HL、HH和HT中最高，在HT、HC和HH中最低。全氮与脲酶和硝酸还原酶活性呈显著正相关；在20~40 cm土层中，有机碳与脲酶和硝酸还原酶活性呈显著负相关。【结论】不同植被类型和土层变化引起土壤理化性质显著变化，进而调控土壤酶活性的变化及分布，其中土壤全氮和有机碳是影响土壤酶活性的关键因素，能够较好的解释其分布规律和变化特征。
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基于粒子群优化算法的东构造结滑坡清单建立与侵蚀速率估算
Abstract:
[目的]构建喜马拉雅东构造结地区大范围的多时相滑坡清单，量化滑坡侵蚀速率，揭示滑坡过程在该区域的地貌学意义。[方法]基于粒子群优化算法（PSO）进行遥感影像归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）的变化检测，构建1987—2021年间东构造结地区的多时相滑坡清单；根据滑坡面积-体积经验公式计算该区域的滑坡侵蚀速率；结合气候和地形等参数，探讨滑坡过程的诱发因素。[结果]研究区1987—2021年间共识别滑坡1 323次，其中2017—2021年间的滑坡数量最多，共389次；滑坡主要分布在雅鲁藏布江大拐弯附近的河谷两侧；研究区滑坡侵蚀速率为0～76.06 mm/a，平均值为0.44 mm/a，呈现以雅鲁藏布江大拐弯段为中心，向四周逐渐降低的变化趋势；滑坡侵蚀速率与地质尺度岩体的剥露速率及千年尺度流域平均侵蚀速率相近；研究区滑坡的发生与降雨过程和地震活动相关，主要发育在南向坡面上，并在1 500～3 000 m海拔范围和35o～45o 的坡度上聚集。[结论]滑坡是东构造结地区的主导侵蚀过程；降雨受迎风坡效应影响在南向坡面富集，驱动该坡向上滑坡的集中分布。此外，降水也通过促进河流下切，陡化边坡的方式诱发滑坡。
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土地利用及气候变化下洮儿河流域水文要素分析和径流预测
Abstract:
[目的]揭示洮儿河流域径流对土地利用及气候变化的响应特征，并预测流域径流的未来演变规律。[方法]以洮儿河流域为研究区域，基于SWAT模型，分别以CMIP6气候模式和PLUS模型驱动气象和土地利用变化，预测2025-2100年的发展情景，对流域的径流响应过程进行了定量分析。[结果](1) SWAT模型在率定期和验证期的R2均大于0.75，NSE均大于0.65；PLUS模型总体精度均大于0.85，Kappa系数大于0.80，2个模型在该流域的适用性较好；(2)相对于基准期(1990-2022年)，洮儿河流域在3种未来情景下的降水量均高于历史时期，表现为SSP126>SSP585>SSP245；在3种未来情景下的气温均高于历史时期，表现为SSP585>SSP245>SSP126；(3) 2025-2100年间，洮儿河流域内耕地、水域和未利用地面积显著增长，林地面积缓慢增加，而草地和建设用地面积持续减少；(4)未来期年均径流量在SSP126情景下将超过基准期水平，而在SSP245和SSP585情景下则低于基准期水平，3种情景下的多年平均径流量分别为11.17×108，9.00×108，9.34×108m3/s。[结论]洮儿河流域未来径流量变化呈现持续增长的趋势，在三个水平年内的年平均径流量达到最大值时，应提升防汛意识，研究结果为未来洮儿河流域的合理开发建设提供一定参考依据。
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内蒙古高原湖泊时空变化特征及影响因素研究
Abstract:
[目的]开展内蒙古高原湖泊面积变化研究对深入理解区域水资源演变具有重要意义。[方法]利用Google Earth Engine(GEE)平台和Landsat影像资料,获取1988年至2021年内蒙古高原逐年湖泊面积数据,采用趋势检验和层次分割等方法分析湖泊的时空变化特征及其影响因素。[结果](1)1988-2021年内蒙古的湖泊面积和数量经历了先减少后恢复的变化趋势,在年际尺度,2021年湖泊面积最大,达到4363.63 km2,2002年湖泊面积最小,为1915.61 km2。在湖泊数量方面,大于1 km2的湖泊由2002年的71个增加到2021年的458个。(2)2012年至2021年间,内蒙古高原湖泊面积逐渐恢复,主要集中于阿拉善盟、兴安盟和呼伦贝尔市。(3)内蒙古高原湖泊面积变化主要受气候和人类活动双重因素影响,其中在1988年-2012年,人类活动是湖泊面积变化的主要驱动力,湖泊面积变化与降水呈显著正向相关,与灌溉、放牧和煤炭产量呈显著负相关相关,在2012年以后,气候因素是影响湖泊面积变化的主要因素。[结论]研究结果解析了内蒙古高原湖泊面积变化与气候及人类活动之间的关系,为高原湖泊的生态保护与恢复提供科学依据。
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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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基于最小数据集的秦岭复垦区土壤健康评价
Abstract:
[目的]探讨不同植被类型对秦岭复垦土壤健康的影响，评估地上植物与土壤健康的关联，并构建土壤健康评价模型。[方法]研究选取杨树林（RY）、松树林（RP）、混合树种林（RM）、女贞林（RL）和葡萄园（CK）五种植被类型，采集不同土层（0-20cm和20-40cm）的土壤样品，利用最小数据集（MDS）法结合35项土壤理化和生物指标及4种重金属含量进行分析。[结果]（1）构建最小数据集（MDS）进行土壤肥力评价，8个指标即田间持水量（FMC）、物理性粘粒、pH、土壤有机碳（SOC）、细菌PLFA生物量、真核生物（Eukaryote）、氮获取酶（NAG）和微生物量氮（MBN）囊括生物指标和非生物指标。利用潜在生态风险指数（RI）计算四种重金属污染风险进行土壤环境风险评价。结合MDS和RI进行土壤健康评价。（2）RY土壤肥力显著高于RP和RM，较低的 SOC、NAG、FMC和Eukaryote显著限制了土壤肥力，对于CK较高的重金属污染风险严重限制了其土壤健康的评级。（3）不同深度的土壤健康差异明显，表征地表草本植物的多样性增加了土壤肥力和减少了土壤重金属污染，对土壤健康有显著影响。 [结论] 合理的复垦措施和增加地表植被多样性可显著改善土壤健康，复垦植被恢复有助于提高土壤肥力并减少重金属污染。建议未来复垦过程中加强草本植物的多样性，并增加施肥，以提升土壤生态系统功能和健康水平。
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喀斯特地区生态安全格局构建与演变分析——以珠江源区为例
Abstract:
[目的]以珠江源区这一典型喀斯特区域为研究对象,旨在构建合理的生态安全格局,分析近30年来生态安全格局的演变规律,为加强喀斯特地区生物多样性保护和生态修复提供科学支撑。[方法]基于生态系统服务重要性和生态敏感性评价,结合MSPA、MCR和重力模型等方法,构建1990-2020年珠江源区生态安全格局,并分析其时空演变特征。[结果](1)曲靖市南部及与文山州交界处生态源地集中分布,玉溪市西部、昆明市与曲靖市及红河州交界处、红河州南部及曲靖市东北部呈现散落分布。近30年来,生态源地面积呈现先增后减趋势,2000年达到最大。(2)综合阻力面呈现出明显的空间异质性,1990-2020年高阻力区面积和范围不断扩大。(3)1990年和2000年识别出55条生态廊道,2010和2020年减少至45条。重要生态节点主要分布在曲靖市、玉溪市和红河州交界处等生态敏感区。(4)珠江源区生态安全格局的整体结构与河流走向一致,但受人类活动影响,南盘江流域生态安全格局脆弱。[结论]城市化进程、土地利用变化和人类活动强度增加是影响珠江源区生态安全格局演变的主要因素。未来应重点关注关键生态源地保护、生态廊道修复与建设、发展生态友好型产业,以及建立完善的生态监测网络,以提高喀斯特生态系统的稳定性和可持续性。
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杨涛1,陈院华1,陈锋2,徐昌旭1,庄艳华3,涂香明4*,陈静蕊1*
杨涛, 陈院华, 陈锋, 徐昌旭, 庄艳华, 涂香明, 陈静蕊
Abstract:
【目的】摸清江西省设施菜地当前土壤养分累积现状及氮磷流失特征，可为准确评估其环境的污染风险提供全省设施蔬菜产业的健康发展及数据支撑。【方法】采用多点取样的方法对全省11个设区市不同种植年限下设施菜地0-100 cm土层的养分累积量情况进行了分析，并通过原位监测的方法收集了设施菜地氮磷流失的特征信息。【结果】（1）设施菜地土壤酸化严重，0-20 cm、20-40 cm土层pH分别仅有5.44和5.56；（2）0-20 cm土层土壤养分含量整体属中等肥力水平，且在种植年限≤10年时土壤养分随种植时间的延长而增加，在11-20 年种植年限时（速效磷除外）则开始下降；（3）设施菜地地表径流的发生主要受降雨的驱动，具有高流量、浓度低的特点；径流量发生最多的时间集中在每年的2-6月，该时段径流量占全年的75%以上，氮磷流失量均占全年60%以上。【结论】6-10 年可能是设施菜地耕层养分累积的时间“拐点”，种植年限达到10年后，过量的养分投入并不能扩大土壤的库容，反而会增加速效养分在耕层的累积量，进而增加环境的污染风险。设施菜地短时间高水量低浓度径流水的产生在当前沟塘调蓄净化功能严重退化的农田生态系统很难实现就地消纳，因此，构建设施菜地-单季稻复合农田模式可能是解决南方红壤区设施菜地面源的有效手段。
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阻沙固沙带不同治沙措施对土壤理化性质和酶活性的影响
Abstract:
[目的]为探究阻沙固沙带不同治沙措施对土壤理化性质和酶活性的影响及其相关关系，为措施选择及效益评价提供技术支撑。[方法]以流动沙丘+梭梭（CK）为对照组，以生态垫沙障+梭梭（ES）、尼龙网格沙障+梭梭（NS）、编织袋沙障+梭梭（WS）、草方格沙障+梭梭（GS）、黏土沙障+梭梭（CS）为试验组，对6种不同治沙措施0~60 cm深度内土壤的理化性质和酶活性进行分析。[结果]相较于CK治沙措施，其它5种治沙措施土壤理化性质和酶活性存在显著变化。（1）在0~60 cm深度内，土壤的pH变化不显著，土壤含水量（SWC）随土层增加而增加，土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）及全钾（TK）质量分数随土层的增加而降低，与CK治沙措施相比，其它5种不同治沙措施影响下土壤养分含量有明显增加，其中NS治沙措施增加最显著。（2）不同治沙措施下，NS措施的土壤酶活性最显著，GS次之，CS最小，0~60 cm深度内，土壤酶活性总体呈降低趋势。（3）土壤理化性质与土壤酶活性存在显著相关关系，不同治沙措施下土壤理化性质对土壤酶活性的贡献不同，土壤酶活性主要受TK、SOC及SWC的影响。[结论]5种不同治沙措施对土壤理化性质和酶活性均起到不同程度的促进作用，其中，NS治沙措施产生的生态效益最佳且具有长期稳定性。
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北方土石山区小麦与玉米秸秆还田年限对棕壤细沟侵蚀阻力的影响
张含玉, 李佳倩, 赵雅杰, 李靖江, 刘志华, 方怒放, 刘前进
Abstract:
[目的]研究不同秸秆还田年限对细沟侵蚀阻力的影响，可为秸秆还田坡地细沟侵蚀过程模拟与防治提供科学依据。[方法]以秸秆还田0年（CK）、3～4年（R1）、5～6年（R2）、7～8年（R3）、9～10年（R4）、15年（R5）和20年（R6）为研究对象，通过土样采集与分析，利用偏最小二乘回归分析，明确秸秆还田条件下土壤侵蚀阻力的主控因子。[结果]（1）随秸秆还田年限的增加，细沟可蚀性（Kd）呈先降低后增加再降低的趋势，R2、R3、R5和R6处理Kd均显著低于CK处理（170.38 cm3/（N s））；随秸秆还田年限的增加，土壤临界剪切力（τc）整体呈先增加后降低的趋势，表现为R1=R3>R2>CK>R4>R6>R5，但各处理间差异不显著；（2）与CK处理相比，不同秸秆还田年限均可降低土壤容重（BD）、湿筛>0.25mm团聚体（WG0.25）和交换性钠离子含量，增加土壤总孔隙度和含水量（SWC），但不同还田年限处理对土壤性质的影响具有差异；（3）土壤Kd随交换性镁离子、有机质、腐殖质、富里酸（FA）、胡敏素和交换性钙离子增加而降低，随WG0.25的增加而增加；土壤τc与FA、干筛>0.25mm团聚体和BD呈正比，与SMC和饱和含水量呈反比。 [结论]各处理间Kd和τc的差异表明，秸秆还田5~8年或15~20年显著降低了细沟可蚀性，有助于提高土壤侵蚀阻力，具有较好控制细沟侵蚀的效果。
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山地城市景观生态风险：时空动态及SSPs-RCPs流转情景 ——以重庆市为例
Abstract:
[目的] 重庆是位于西南丘陵腹地的特大都市区，人口集聚以及粗放的经济发展导致了城市景观的快速爬坡和蔓延，城乡二元及立体的空间结构，直接影响景观的结构、功能及可持续性，亟待开展生态风险的时空动态、坡谱特征及未来流转情景的预测。[方法] 基于1990-2020年及SSPs-RCPs的土地利用/覆被数据，整合景观生态风险评估模型，刻画重庆市的景观生态风险的时空动态及爬坡规律，预测2035及2050年SSPs-RCPs 5种情景的生态风险以及空间流转特征。[结果] （1） 重庆生态风险指数由1990年的0.14下降到2020年0.12，生境质量总体提升，呈自然景观（除林地）>人造景观的生态风险，其中城市景观随着城－乡的密度递减，生态风险呈递增趋势，草地的生态风险呈反向梯度； （2）渝东北和东南的大巴山以及武陵山生态屏障区的风险低，渝西南以及河谷丘陵区高，低和较低风险占全域面积90%以上；（3） 89.4%的景观分布于坡度≥5°的地区，分布于坡度>7.5°的生态屏障区的修复工程，显著地降低高坡度水土流失或石漠化等风险；（4）比较2035及2050年SSPs-RCPs的生态风险及空间流转情景，SSP1的发展路径最可持续，城市景观爬坡及蔓延区的生态风险将继续增加，长江沿岸消落带和武陵山、大娄山的陡坡区及矿山的治理及修复将有效地降低风险。[结论] 山地都市区的景观可持续亟待科学—实践—政策的协同治理、科学的景观的规划及管理以及跨部门及公众的协作。
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七一冰川融水径流中悬移质与推移质动态输沙特征研究
Abstract:
[目的] 冰川融水输沙不仅可以反映冰川侵蚀速率，而且是下游河流泥沙的重要来源之一，因此，认识青藏高原地区冰川融水径流中悬移质和推移质动态输沙特征对于冰川地貌演化预测和下游防灾减灾工作具有十分重要的意义。[方法] 基于2023年8月11日至24日七一冰川下游河道的水文泥沙实测数据，分别构建流量-水位、悬移质含沙量-流量和单宽推移质输沙率-水流剪切应力之间的相关关系，进而重建整个研究时段的流量、悬移质和推移质动态输沙过程。[结果] 七一冰川融水径流中悬移质含沙量和推移质输沙率受径流变化控制，日变化十分剧烈。悬移质含沙量每日最小值一般出现在10:00左右，最大值出现在16:00左右，中值粒径约为0.3 mm。推移质输沙过程与悬移质含沙量的日变化趋势基本相同，但推移质中值粒径远大于悬移质，约12 mm，而且在每日05:00至09:00时段，由于水流搬运能力的限制，没有推移质输沙。就输沙量而言，七一冰川融水输沙以悬移质泥沙为主，推移质日输沙量远小于悬移质日输沙量，约占悬移质日输沙量的1.73-2.81%。冰面温度是影响冰川融水径流量、悬移质含沙量和推移质输沙率的关键因素，随着冰面温度的增加，径流量和悬移质含沙量均呈线性增加趋势而推移质输沙率呈指数函数增加趋势。[结论] 在未来气候变化情景下冰川融水径流增加时，七一冰川融水径流中悬移质和推移质输沙均将会变得更加显著，值得更加重视。
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低分子量有机酸浸泡对紫色土金属阳离子释放和化学蚀变的影响
李华辉, 李雪, 王婷, 李琬婷, 李春培, 王雪瑶, 赵吉霞
Abstract:
低分子量有机酸(LMWOAs)在矿物的溶解和结构改变中起着重要作用,但LMWOAs对紫色土矿物风化的机理研究较少。采用有机酸浸提试验,研究了紫色土下的金属阳离子在低分子量有机酸(LMWOAs)的释放速率。结果表明：有机酸处理能显著提高紫色土风化产物的CIA值,增幅为7.25%~15.42%,在相同浓度下,柠檬酸较草酸更能加速风化过程；电子显微镜(SEM)扫描下有机酸促进紫色土的结构破坏,Matlab软件分析进一步表明有机酸促进土壤矿物表面孔隙的发育,降低土壤颗粒的均匀程度；不同浓度的低分子量有机酸(LMWOAs)对土壤金属阳离子释放具有显著影响,但随着浸提时间的持续,释放速率逐渐降低,对于Mg2+和Fe3+离子,在草酸处理下,随着浸提时间的增加,释放速率逐渐上升后下降。此外,伴随有机酸浓度升高金属阳离子释放速率提高。有机酸处理下离子释放总量整体呈现Fe3+ >Mg2+>Mn2+> K+> Ca2+>Na+。通过多元非线性回归建立了溶液酸度变化条件下的金属阳离子释放速率的定量分析模型,金属阳离子的释放速率与时间之间存在显著的指数函数关系。研究结果为紫色土的风化机制提供了新的见解。
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基于多源数据融合产品的黄河中游多沙粗沙区耕地时空动态变化研究
李舒畅, 郭正, 张风宝, 罗佳茹, 李玄添, 申楠, 杨明义
Abstract:
[目的]黄河中游多沙粗沙区是我国典型的生态脆弱区，准确量化该区耕地时空动态变化对评估区域粮食安全、生态修复效益、水土流失状况及黄河下游安澜等都具有重要意义。[方法]基于5种30 m高分辨率土地利用/覆被数据集产品（CNLUCC、GLC_FCS30、CLCD、AGLC-2000-2015、GlobeLand30），运用耕地利用动态度、偏差系数、转移矩阵、空间一致性分析等方法对比分析多源产品耕地在多沙粗沙区的时空特征，形成30 m分辨率高精度融合数据集产品，并对其进行验证，在此基础上基于融合产品分析近30年黄河中游多沙粗沙区耕地的数量、分布、结构特征。[结果]研究表明现有多源数据集产品之间耕地特征存在较大差异，而融合产品精度均优于单独使用5种现有产品。基于融合产品分析发现：近30年来耕地面积呈现先增加后波动式降低的趋势，退耕还林（草）工程实施为分界线；近30年耕地面积净减少3 170.59 km2，减少了17.63%，且＞15°的坡耕地面积占比逐年减少；耕地的动态转移类型主要为草地，其次为人工地表。退耕还林（草）等生态工程的实施和城镇化建设是导致耕地减少的主要原因。[结论]研究者可依据研究目的综合分析多源产品的优劣，探究有效的方法基于目标地类融合和解释多源数据，以深入研究某区域的地类特征从而获得更为精确的研究结论。
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基于流变学法研究植被恢复下土壤微结构稳定性
王新宇, 周琳, 孟静, 胡少杰, 吕银彦, 许晨阳, 胡斐南
Abstract:
[目的]为探究黄土高原植被恢复过程中土壤微结构稳定性的演变规律。[方法]选取子午岭林区4个不同植被演替阶段的土壤为研究对象，通过流变学方法振幅扫描测试方式测定不同基质势（0，-3，-10 kPa）下土壤抗剪切强度参数和粘弹性参数，并分析其与土壤理化性质之间的关系。[结果](1）土壤抗剪切强度和黏弹性随植被演替阶段的增加而增加，主要是由于植被恢复过程中土壤有机碳、交换性Ca2+、砂粒含量增加和Na+含量下降提高了土壤颗粒间的黏附力和摩擦力。（2）土壤抗剪切强度参数随基质势的降低而增加，在低基质势条件下，土壤抗剪切强度参数（G'LVE、τLVE和τmax）与交换性Ca2+、砂粒含量相关性不显著，而在高基质势条件下，土壤抗剪切强度参数与交换性Ca2+呈显著正相关（p < 0.05），τmax、G'LVE、τYP和G'YP均与砂粒含量呈显著正相关。(3）土壤黏弹性参数（γYP和Iz）随基质势的降低而降低；高基质势条件下土壤黏弹性参数与有机碳含量呈正相关，且随着基质势的降低，相关性逐渐减弱；不同基质势下黏弹性参数均与黏粒含量呈显著负相关。(4)土壤整体力学稳定性在0 kPa时与土壤Ca2+呈正相关关系，-3 kPa时与土壤粉粒、K+含量呈负相关关系，-10 kPa时与粘粒含量呈正相关关系。[结论]研究结果揭示了土壤在不同植被类型不同基质势下的力学稳定性变化规律以及影响机制，为理解黄土高原植被恢复过程中土壤特性的演变提供了重要依据，也为未来的土壤保护和生态恢复工作提供理论支撑。
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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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