• 2025年第2期文章目次
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    • 2025年 39卷 2期 封面目录

      2025, 39(2).

      摘要 (26) HTML (0) PDF 18.90 M (25) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >综述评论
    • 石生植物生长影响因素及其适应策略:研究进展与展望

      2025, 39(2):1-11. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.010

      摘要 (31) HTML (0) PDF 1.95 M (44) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 系统梳理、总结、分析岩石-土壤-植物三者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] 从内因岩石碎片体积分数及所处位置、外因植被类型与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、体积分数、埋深及气候条件、植物类型等因素密切相关。石质土壤中植物生长受限的主要因素是土壤水分流失和养分匮乏。在此情形下,植物通过调节自身生长性状及生理代谢以更好地应对环境胁迫。[结论] 未来相关研究可从3个方面拓展和深化: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,选取具有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。

    • >基础研究
    • 不同坡度条件下连续降雨及汇流对黑土坡面侵蚀的影响

      2025, 39(2):12-20,29. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.016

      摘要 (24) HTML (0) PDF 1.56 M (28) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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的增加而增加,在5°坡度下降雨条件的坡面径流量和侵蚀量分别是汇流条件的1.06、2.23倍,而在10°坡度下其坡面径流量和侵蚀量分别是汇流条件的1.26、3.34倍。产流率随时间变化均呈先增加后趋于平稳的变化特征,初始产流时间随降雨次数的递增和坡度的增加不断提前,且稳定产流率和产沙率也呈增大趋势。同一坡度下,连续降雨坡面径流量和坡面侵蚀量的贡献率均随降雨次数的递增不断降低;连续汇流条件下坡面径流量的贡献率第1场次最大,为56.40%,而坡面侵蚀量的贡献率第3场次最大,为87.50%。相关性分析表明,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);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升高而逐渐增加。[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。

    • 出露基岩形态及空间分布对喀斯特坡地水土流失的影响

      2025, 39(2):21-29. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.023

      摘要 (22) HTML (0) PDF 2.30 M (36) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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的影响,为进一步认识喀斯特坡地自然降雨条件下侵蚀规律提供科学依据。[方法] 以喀斯特不同岩土覆被坡地为研究对象,通过自然降雨监测,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)基岩形态在雨中降雨强度下对地表径流影响显著,小雨、中雨条件下K型格局(2.01、4.79 L)>L型格局(1.75、3.34 L),大雨及以上降雨时,此趋势出现反转;空间分布对地表产流无明显影响。2)基岩形态在5种降雨条件下对坡地壤中流影响显著,呈K型格局>L型格局;5种雨强条件下,空间分布对壤中流影响为R型格局>M型格局>L型格局。3)基岩形态对地下径流的影响中,小雨、中雨下K型格局L型格局;空间分布在暴雨、大暴雨2种雨强条件下地下径流量L型格局(2.31、2.5 L)、R型格局(2.95、2.36 L)>M型格局(0.47、1.21 L)。4)大暴雨条件下出露基岩的形态及空间分布变化均能显著影响地表侵蚀产沙量(p<0.05),产沙量为L型格局(11.17 t/hm2)>R型格局(8.99 t/hm2)>M型格局(7.93 t/hm2)、L型格局>K型格局(7.06 t/hm2)。[结论] 出露基岩形态及空间分布对喀斯特坡地产流产沙有显著影响,且该影响受到降雨类型的调控。今后在水土流失防治中应根据不同降雨类型进行重点治理。

    • 黄土坡面细沟侵蚀形态特征及横断面分异性

      2025, 39(2):30-39,47. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.033

      摘要 (19) HTML (0) PDF 2.34 M (29) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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,90 mm/h降雨强度时,细沟侵蚀量对总侵蚀量的贡献率达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正相关。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,细沟横断面形态的变化趋于不规则。[结论] 研究结果为细沟侵蚀防治提供一定理论支持。

    • 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

      2025, 39(2):40-47. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.027

      摘要 (19) HTML (0) PDF 1.44 M (32) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 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、500株/m2 3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先快速增长后缓慢下降趋势,黑麦草和紫花苜蓿的根系特征分别在中、高密度种植样地生长最佳。在根系生长的驱动下,土壤有机质呈不断增长趋势,黑麦草和紫花苜蓿样地的土壤有机质分别在中、高密度种植下增量最大,分别增长2.44、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。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18.86 s/m;紫花苜蓿根系在中、高密度种植模式下的减蚀效果较好,其土壤细沟可蚀性指数分别减少13.42、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。

    • 黄土坡面溶解性碳流失特征及其对水土保持措施的响应

      2025, 39(2):48-56,64. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.017

      摘要 (12) HTML (0) PDF 3.48 M (27) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 为系统认识不同水土保持措施下土壤碳的流失过程、通量特征及其影响因素。[方法] 采用野外模拟降雨试验,对比分析梯田、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明显变化规律,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,碳流失量与产流量呈显著正相关。[结论] 研究结果深化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。

    • 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

      2025, 39(2):57-64. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.001

      摘要 (16) HTML (0) PDF 1.61 M (29) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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土层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,其他5种治沙措施土壤理化性质和酶活性均存在显著变化。1)在0~60 cm土层土壤的pH变化不显著,土壤水分体积分数(SWC)随土层的增加而增加,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,其他5种治沙措施影响下土壤养分明显增加,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高,GS次之,CS最小,0~60 cm土层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。

    • 土壤质地对有效混合深度及溶质流失的影响

      2025, 39(2):65-73,81. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.015

      摘要 (10) HTML (0) PDF 3.15 M (22) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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] 在设定的试验条件下,随着黏粒质量分数的增加,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,土壤质地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,二者并未表现出明显线性关系。有效混合深度在降雨过程中呈动态变化,随降雨历时呈明显的幂函数关系(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。

    • 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

      2025, 39(2):74-81. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.002

      摘要 (15) HTML (0) PDF 1.64 M (23) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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 a(CK)、3~4 a(R1)、5~6 a(R2)、7~8 a(R3)、9~10 a(R4)、15 a(R5)和20 a (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体积质量(BD)、湿筛>0.25 mm团聚体(WG0.25)和交换性钠离子质量分数,增加土壤总孔隙度和水分质量分数(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>0.25 mm团聚体和BD呈正比,与水分质量分数呈反比。[结论] 各处理Kdτc的差异表明,秸秆还田5~8 a或15~20 a显著降低细沟可蚀性,有助于提高土壤侵蚀阻力,具有较好控制细沟侵蚀的效果。

    • 设施菜地养分累积现状及氮磷流失特征

      2025, 39(2):82-91. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.003

      摘要 (22) HTML (0) PDF 1.54 M (27) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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,为准确评估其环境的污染风险及全省设施蔬菜产业的健康发展提供数据支撑。[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设施菜地0~100 cm土层的养分累积量情况进行分析,并通过原位监测的方法收集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、20~40 cm土层pH分别为5.44和5.56。2)0~20 cm土层土壤养分整体属中等肥力水平,且在种植年限≤10 a时土壤养分随种植时间的延长而增加,在11~20 a种植年限时(速效磷除外)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、低浓度的特点;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的60%以上。[结论] 6~10 a是设施菜地耕层养分累积的时间“拐点”,种植年限达到10 a后,过量的养分投入并不能扩大土壤的库容,反而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就地消纳。因此,构建设施菜地-单季稻复合农田模式是解决南方红壤区设施菜地面源污染的有效手段。

    • 内蒙古高原湖泊时空变化特征及影响因素

      2025, 39(2):92-101,110. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.004

      摘要 (13) HTML (0) PDF 2.69 M (26) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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—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4 363.63 km2,2002年湖泊面积最小,为1 915.61 km2。在湖泊数量方面,>1 km2的湖泊由2002年的71个增加到2021年的458个。2)2012—2021年,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—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相关,与灌溉、放牧和煤炭产量呈显著负相关;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的关系,为高原湖泊的生态保护与恢复提供科学依据。

    • 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

      2025, 39(2):102-110. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.040

      摘要 (14) HTML (0) PDF 1.85 M (23) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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。碱性磷酸酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原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,能够较好地解释其分布规律和变化特征。

    • 淮北平原砂姜黑土区典型作物根区土壤水分的来源及其量化

      2025, 39(2):111-124. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.014

      摘要 (14) HTML (0) PDF 1.80 M (23) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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特征,为作物灌溉管理和水资源利用提供科学指导。[方法] 采用皮尔逊相关性分析与多元回归法计算降水、地下水对根区土壤水的贡献度,并利用多元线性回归和长短期记忆网络(LSTM)模型进行土壤水量化模拟。[结果] 1)夏玉米在0~10 cm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10 cm以下土层中,根区土壤水主要来自相邻上层土壤水,占比可达74%以上。后期根系逐渐生长至100 cm,尤其在40~80 cm土层,地下水对土壤水的贡献度明显增大,占9%~22%。2)冬小麦在0~10 cm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10 cm以下土层中,根区土壤水主要来自相邻上层土壤水,占比可达63%以上。但在40~80 cm土层中,地下水与降水贡献度均有提高。3)LSTM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模型的可行性。[结论] 夏玉米0~10 cm土层土壤水主要来源为地下水,冬小麦0~10cm土层土壤水主要来源为降水;10 cm以下土层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。

    • 亚热带森林类型转换对土壤水文物理参数的影响

      2025, 39(2):125-134. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.032

      摘要 (15) HTML (0) PDF 3.00 M (24) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 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5.43%,土水势在旱季杉木人工林中显著提高,与天然林相比增加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体积质量和土壤湿度,土壤体积质量与各持水指标显著相关,森林转换导致土壤体积质量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降低土壤的水源涵养能力。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的理论依据和数据支持。

    • 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

      2025, 39(2):135-143,154. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.018

      摘要 (19) HTML (0) PDF 12.23 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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,研究二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,年平均增长率为5.02 g/(m2·a)(以C计)。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] 研究可为气候变暖背景下秦巴山区陆地生态保育及应对极端气候事件提供数据或理论支撑。

    • 喀斯特区出露基岩对土壤水分入渗过程的影响

      2025, 39(2):144-154. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.011

      摘要 (15) HTML (0) PDF 4.54 M (24) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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,为探明出露基岩对土壤水分入渗的影响。[方法] 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、有机质质量分数显著高于岩脚土壤(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(初始入渗率、稳定入渗率和平均入渗率)均比岩脚土壤高。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,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的增加而增大,且岩面粗糙度与土壤入渗特征指标均呈极显著正相关(p<0.01)。基岩出露影响土壤水分入渗过程的最优拟合模型为Kostiakov模型(R2=0.89),其次为Horton模型(R2=0.80),最差为Philip模型(R2=0.72)。[结论] 研究结果明确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。

    • 东北农牧交错带生态盈亏对土地利用变化的响应

      2025, 39(2):155-166. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.009

      摘要 (13) HTML (0) PDF 7.06 M (26) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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。[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273.07×104 hm2,且在空间上呈现西高东低的分布格局。草地、林地和水域生态承载力的快速增长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,表现为生态优先情景(99.66×104 hm2)>耕地保护情景(98.93×104 hm2)>自然发展情景(98.02×104 hm2)>城镇发展情景(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] 土地利用变化显著影响生态盈亏,优化土地利用结构,可有效改善地区生态环境。

    • 运河对河湖水系连通网络水文连通性的影响机制

      2025, 39(2):167-178,190. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.031

      摘要 (15) HTML (0) PDF 6.69 M (27) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 作为新建型河湖水系连通工程,运河改变河湖水系连通网络的连通格局,影响河湖水系连通网络内物质、能量和风险的传递路径,但对河湖水系连通网络水文连通性的影响机制尚不清晰。[方法] 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2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] 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20倍。针对不同水体类型,低流量河段的抗干扰能力最高,分别为湖泊水库和高流量河段平均值的3.4、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。[结论] 在开展区域河湖水系连通网络规划时,应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。

    • 湘江流域极端降水变化及其对输沙量影响

      2025, 39(2):179-190. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.022

      摘要 (19) HTML (0) PDF 2.51 M (24) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 为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。通过线性拟合法和5 a滑动平均法进行空间分布特征趋势分析,辅助计算各指数Cv值、Spearman相关系数和Kendall相关系数。时间特征从指数线性变化与5 a滑动平均过程线初步观察,使用M-K突变检验法、Lee-Heghinian检验法和有序聚类法对湘江流域年平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] 1)流域各极端降水指标54 a年际变化趋势除CWD(连续有雨日数)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,均呈流域西南部向东北部逐渐增加趋势,7个指数均在南岳站出现最大值。3)流域输沙量在1984年和1997年发生突变,1985—1997年,极端降水量指标R99P(极强降水量)对流域输沙量减少的影响最大,贡献率为10.5%;1998—2018年,极端降水量指标R95P(强降水量)对输沙量的减少有所改变,贡献率为18.1%,但整个变化期内各极端降水指数对输沙量减少的影响均<20%。[结论] 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。

    • 宁夏水源涵养功能时空演变格局及其归因分析

      2025, 39(2):191-199. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.029

      摘要 (12) HTML (0) PDF 4.70 M (18) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 科学评估黄河上游地区水源涵养能力,为黄河流域生态保护和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0.009 mm/a,空间上呈“北低南高”的分布格局,且具有显著的空间集聚特征;宁夏水源涵养功能变化不具有可持续性,未来面临着较大的退化风险;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能力以应对未来的退化风险。研究结果可为黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设提供科学依据。

    • 赣江流域输沙时空变化特征及其影响因素分析

      2025, 39(2):200-208,217. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.019

      摘要 (17) HTML (0) PDF 4.12 M (16) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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极显著减少趋势(|Z|>2.58)。外洲站、峡江站和上游4站输沙速率减少依次为21.43万、16.61万、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。

    • 三峡水库消落带泥沙淤积层水肥特性高程梯度分异

      2025, 39(2):209-217. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.028

      摘要 (16) HTML (0) PDF 1.58 M (23) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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)质量分数和质量含水率,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,中值粒径为6.1~13.5 μm,平均值为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,平均体积分数为82.7%,黏粒和砂粒的体积分数分别为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)分别为18.82、1.24、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、1.68。泥沙养分物质随高程的整体变化趋势存在差异,其中,TOC和TN随高程的升高而显著增加(p<0.05),TP的变化趋势不明显。泥沙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%,无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质量分数存在明显的高程梯度分异,而颗粒组成和质量含水率的空间分异不明显。

    • 喀斯特地区生态安全格局构建与演变分析

      2025, 39(2):218-229. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.005

      摘要 (10) HTML (0) PDF 11.62 M (24) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 以珠江源区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1990—2020年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散落分布。1990—2020年,生态源地面积呈先增后减趋势,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年和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。

    • 干旱区棉秆不同还田量对土壤理化性质及棉花生长的影响

      2025, 39(2):230-237,249. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.034

      摘要 (22) HTML (0) PDF 1.49 M (23) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 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理论依据。[方法] 以新疆灰漠土为研究对象,试验设置4个处理:无还田(CK)、棉秆半量还田(50% ST)、棉秆全量还田(100% ST)和棉秆2倍量还田(200% ST),比较各处理对土壤养分、土壤酶活性及产量的影响。[结果] 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88.44%~126.80%,显著提高团聚体平均质量直径和几何平均直径,增强团聚体的稳定性;棉秆半量、全量和2倍量还田显著降低土壤体积质量,显著增加土壤孔隙度和水分体积分数,其中,水分体积分数增幅为22.83%~42.06%;棉秆还田显著增加土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾质量分数;棉秆全量、2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2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,增幅分别为4.61%~12.59%和7.41%~17.52%。[结论] 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,降低养分淋失,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。

    • 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

      2025, 39(2):238-249. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.036

      摘要 (16) HTML (0) PDF 1.49 M (17) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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 a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4.0、2.5 L),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处理显著促进叶片氮、磷、钾质量分数的提升,其质量分数分别较对照增加8.05%、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处理显著提高上、中层土壤硝态氮和有效磷质量分数,其质量分数分别提升74.54%、17.61%和73.53%、43.58%;Ⅳ-MD1处理显著优化土壤养分的纵向分布,减少养分淋溶损失,其上、中层速效钾质量分数分别上升59.23%和51.67%。4)典型性相关分析揭示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均与土壤速效钾呈正相关,而与土壤硝态氮、有效磷及叶片氮素呈负相关。[结论] Ⅳ-MD1处理有利于土壤和叶片养分积累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。

    • 绿肥间作对渭北果园土壤水分、养分及苹果产量的影响

      2025, 39(2):250-259. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.039

      摘要 (16) HTML (0) PDF 3.86 M (25) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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、养分供给和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种绿肥和不覆地布(NG)、覆盖地布(G)2种覆盖方式,以清耕为对照(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。在主处理和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率均低于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硝态氮平均值均低于CK。与副处理相比,主处理硝态氮及铵态氮平均提升6.8%和5.4%。间作绿肥(NGR、NGO、NGA)平均减少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。

    • 气候变化情景下刺槐人工林潜在适生区变化及固碳潜力

      2025, 39(2):260-268. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.035

      摘要 (12) HTML (0) PDF 1.84 M (19) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 刺槐(Robinia pseudoacacia)作为我国主要的水土保持造林树种,对改善生态和增加碳储量具有重要作用,预测未来不同排放情景下刺槐林适生区分布和碳储量时空变化,并分析其固碳潜力,为区域人工林发展规划和可持续经营提供科学依据。[方法] 基于最大熵模型,预测未来气候变化情景下刺槐的潜在地理分布,定量研究刺槐未来受威胁的潜在地理分布区域和面积,通过分析综合环境因子变量贡献率及置换重要性,明确制约刺槐人工林潜在地理分布的影响因子;采用蓄积量-林龄模型,结合材积源-生物量法,估算并分析2090s刺槐林碳储量空间分布。[结果] 1)温度因子是影响刺槐潜在适生区分布的最关键气候因素,贡献率达到64.4%,其次为降水量因子。2)在当前气候条件下,刺槐的潜在适生区主要分布于黄河流域及淮河流域和长江上游地区,高适生区主要分布在我国北方地区,约占国土总面积的4.2%。未来气候变化下,SSP245和SSP370情景刺槐丧失区集中性增强,主要位于四川盆地;扩张区主要分布于稳定区周边区域,呈分布破碎化特点。3)未来4种气候情景下刺槐林碳储量及碳密度增加,到2100年,SSP585情景下碳储量达到最大。[结论] 在高排放情景下,碳储量中高值区向西北移动,集中分布于我国西北地区东部。

    • 不同退化程度刺槐人工林树干液流对环境因子的响应

      2025, 39(2):269-278. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.025

      摘要 (13) HTML (0) PDF 2.54 M (23) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 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。[方法] 以宁夏河东地区刺槐(Robiniapseudoacacia)人工林为研究对象,于2023年5—10月利用TDP热扩散茎流计测定不同退化程度刺槐的树干液流速率,同时监测环境变量,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)的树干液流速率与环境变量的响应关系。[结果] 1)NDPP日均液流速率为2.32 cm/h,MDPP为0.84 cm/h,HDPP为0.45 cm/h。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,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、32.7℃,对饱和水汽压差响应的临界阈值分别为1.14、1.93、2.39 kPa,对太阳辐射响应的临界阈值分别为428、314、222 W/m2。3)刺槐液流速率随着土壤水分体积分数的下降而显著下降,随着退化程度加剧,液流速率对土壤水分体积分数变化的敏感性降低。4)环境变量对不同退化程度刺槐液流速率的贡献不同,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。[结论] 对于出现退化的刺槐林地,通过适当疏伐来降低林分蒸腾,改善根际土壤水分环境,提高林木对干旱环境响应的敏感性。

    • 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

      2025, 39(2):279-288. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.037

      摘要 (11) HTML (0) PDF 2.15 M (20) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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梯度下碳、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、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、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未受到水位高程梯度的显著影响(p>0.05),C∶P和N∶P随着水位高程梯度的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随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)呈显著正相关,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体积质量(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的关键影响因子,AN为C∶P和N∶P的关键影响因子;泗洲头土壤中NH4+-N是C∶N的主控因子,同时AGB也是泗洲头湿地C∶P和N∶P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。

    • 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

      2025, 39(2):289-297,308. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.012

      摘要 (12) HTML (0) PDF 3.20 M (22) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 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。[方法] 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,同时选取种植粮食作物的农田(CK)作为对照。测定0~100 cm土层(每10 cm为1层,共10层)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)质量分数,并计算其生态化学计量特征,同时分析其影响因素。[结果] 1)随着还耕年限的增加,果园还耕后0~100 cm土层土壤中的SOC和TN平均值呈先下降再上升的趋势,但土壤中的TP平均值一直处于降低趋势,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 a后农田的C∶P和N∶P平均值均超过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整体均呈下降趋势,C∶P、N∶P整体呈先增大后减小趋势,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及生态化学计量特征的主要因素。[结论] 研究结果揭示了不同林龄果园在还耕后土壤C、N、P的变化规律,可为黄土塬区生态环境保护和可持续发展提供重要参考。

    • 基于OPGD模型的昆明市植被NPP时空演变及驱动机制

      2025, 39(2):298-308. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.024

      摘要 (10) HTML (0) PDF 11.84 M (26) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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Theil-Sen Median趋势法和Mann-Kendall检验法分析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/(m2·a)(以C计)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2001—2020年植被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。

    • 增温和放牧对河西盐渍化草地土壤理化性质及酶活性的影响

      2025, 39(2):309-317,347. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.030

      摘要 (19) HTML (0) PDF 1.65 M (29) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 为探究全球变暖背景下,放牧遗留效应对冻结期盐渍化草地土壤酶活性的影响。[方法] 以河西走廊盐渍化草地为研究对象,设置对照(CK)、放牧(FCK)、增温(W)和增温+放牧(FW)4种处理方式,探究不同处理下土壤酶活性变化规律及空间分布特征。[结果] 与CK相比,FCK处理显著提高土壤水分体积分数和全氮质量分数,降低土壤有机碳质量分数;W处理降低土壤水分体积分数,提高土壤有机碳和全氮的97.61%和16.89%;而FW处理均显著提高土壤水分体积分数、有机碳和全氮质量分数,全磷质量分数显著低于对照40.81%。FCK处理显著提高β-葡萄糖苷酶、淀粉酶、脲酶和磷酸酶活性,W处理显著提高淀粉酶、脲酶、亚硝酸还原酶活性,而FW处理提高β-葡萄糖苷酶、淀粉酶、脲酶和硝酸还原酶活性。W和FW处理相较于其他处理土壤酶化学计量比显著增加。通过矢量分析发现,研究区受氮限制较为显著。[结论] 增温和放牧处理通过土壤理化性质直接或间接影响土壤酶活性,其中SOC是影响河西盐渍化草地土壤酶活性的关键因子之一。

    • 微咸水灌溉下微生物菌肥对盐碱土盐离子及枸杞生长的影响

      2025, 39(2):318-324. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.021

      摘要 (13) HTML (0) PDF 1.43 M (20) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 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。[方法] 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/hm2;F2:75 kg/hm2;F3:105 kg/hm2;F0:0 kg/hm2)的田间试验。[结果] 随着微生物菌肥施用量增加,土壤盐离子质量分数降低,相较F0,F3处理土壤Na+、K+、Cl-在全生育期降幅最显著(p<0.05),平均分别降低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提高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提高46.33%(p<0.05),肥料偏生产力达0.61 kg/kg。相关性分析表明,土壤Na+、K+和Cl-质量分数与枸杞生长指标呈负相关。[结论] 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/hm2

    • 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

      2025, 39(2):325-337,377. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.038

      摘要 (14) HTML (0) PDF 4.98 M (26) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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波动上升态势,考察期内年平均增长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其之间的土地绿色利用效率空间差异呈上升趋势,区域内差异及超变密度是造成总体差异的主要来源。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σ收敛,即地区差异在扩大。但同时,绝对β收敛与条件β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] 应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,以全面提升资源型城市土地绿色利用效率。

    • >技术方法
    • 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

      2025, 39(2):338-347. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.008

      摘要 (15) HTML (0) PDF 10.68 M (28) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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(particle swarm optimization,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年共识别滑坡1 323次,其中2017-2021年的滑坡数量最多,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,并在海拔1 500~3 000 m和坡度35°~45°聚集。[结论] 滑坡是东构造结地区的主导侵蚀过程;降雨受迎风坡效应的影响在南向坡面富集,驱动该坡向上滑坡的集中分布。降水促进河流下切,以陡化边坡的方式诱发滑坡。

    • 基于最小数据集和风险指数的秦岭复垦区土壤健康评价

      2025, 39(2):348-356. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.007

      摘要 (14) HTML (0) PDF 1.44 M (23) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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] 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)5种植被类型,采集不同土层(0~20、20~40 cm)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,包含田间持水量(FMC)、物理性黏粒、pH、土壤有机碳(SOC)、微生物总PLFA、真核微生物PLFA、氮获取酶(NAG)和微生物量氮(MBN)等8个生物指标和非生物指标。利用潜在生态风险指数(RI)计算4种重金属污染风险,并进行土壤环境风险评价,同时结合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 PLFA显著限制土壤肥力,对于CK较高的重金属污染风险严重限制其土壤健康的评级。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土壤肥力和减少土壤重金属污染,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。

    • 青檀生物炭强化吊兰修复铜铅复合污染土壤的效果

      2025, 39(2):357-364,377. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.020

      摘要 (21) HTML (0) PDF 2.86 M (29) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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试验,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,地上部的Cu和Pb最大增幅分别为51.39%和59.77%,地下部的Cu和Pb最大增幅分别为15.63%和45.46%;提高吊兰的富集和转移系数,Cu的最大富集和转移系数分别为0.61和0.40,Pb的最大富集和转移系数分别为0.37和0.68;降低土壤酸杆菌门和变形菌门的相对丰度,提高绿弯菌门和拟杆菌门的相对丰度,促进土壤养分代谢。[结论] 青檀生物炭与吊兰联合应用修复效果更佳。

    • >数据科学
    • 1970—2020年北洛河流域产水、保土、固碳生态系统服务时空演变特征与权衡/协同关系

      2025, 39(2):365-377. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.026

      摘要 (16) HTML (0) PDF 10.48 M (26) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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年生态恢复期的不同时期内产水量、土壤保持和碳储量3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)流域总产水量表现为先增加后波动下降的趋势,2000年降至最低。土地利用稳定期产水总量的年代际平均值为10.16×108 m3(37.75 mm),过渡期降低36.9%,而生态恢复期降低25.53%。林、耕、草3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年达到最高值。土地利用稳定期内,土壤保持总量的年代际平均值为305.62×106 t(113.57 t/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(157.75 t/hm2),相较于第1时期增加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年后开始显著增长,2020年较1970年增长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的减少而降低。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,而产水量与其他二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依据。

    • 滇西北云龙县2000—2020年土壤侵蚀时空演变特征及影响因素

      2025, 39(2):378-389. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.013

      摘要 (20) HTML (0) PDF 16.92 M (32) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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的特色农业、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 a 5期平均侵蚀模数分别为1 644、1 085、878、661、467 t/(km2·a),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%,整体呈侵蚀等级下降好转趋势。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为植被覆盖度>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2000—2020年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。

    • 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

      2025, 39(2):390-400. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.02.006

      摘要 (19) HTML (0) PDF 7.15 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:[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模型驱动气象及土地利用变化,预测2025—2100年的发展情景,对流域的径流响应过程进行定量分析。[结果] 1)SWAT模型在率定期和验证期的R2均>0.75,NSE均>0.65;PLUS模型总体精度均 > 0.85,Kappa系数 > 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,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)未来期年平均径流量在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、9.34×108 m3/s。[结论] 洮儿河流域未来径流量变化呈持续增长的趋势,在3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。