中国水土保持科学
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中国水土保持科学
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2012年 10卷 6期
刊出日期 2012-12-31
1
谭贞学, 王占礼, 王莎, 刘俊娥
黄土坡面细沟侵蚀过程
采用具有定流量放水组合小区模拟降雨试验方法，对黄土坡面细沟侵蚀过程进行模拟试验。结果表明：不同坡度和不同降雨强度下，细沟侵蚀率都呈现随径流变化过程的递增而增大的趋势，并且幂函数方程可以较好地模拟出其变化过程，同时在径流变化过程中，不同坡度下细沟侵蚀率随径流过程变化的递增速率总体上大于不同降雨强度下的递增速率；细沟侵蚀模数随坡度及降雨强度的增大皆增大，可分别用对数方程及指数方程很好地描述，坡度及降雨强度对细沟侵蚀模数的综合作用可用二元幂函数方程很好地描述；试验条件下，水流切应力是细沟侵蚀过程发生发展的动力根源。
2012 Vol. 10 (6): 1-5 [
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6
刘铁辉
近16年来黄土丘陵沟壑区土地利用动态变化及驱动因素分析——以陕北黄土高原的子长县为例
在RS和GIS技术支持下，以子长县1990、1999和2006年3期TM/ETM卫星影像为基础数据，结合野外实地调查资料，应用土地利用动态度、年变化率、土地转移矩阵等方法对子长县过去16年间的土地利用变化特征及其驱动因素进行分析。结果表明：1）1990—2006年，子长县土地利用变化表现为耕地和未利用地显著减少、牧草地和林地显著增加、水域先减后增以及建设用地持续增加的总体特征；2）耕地、牧草地、林地和未利用地的面积变化较为剧烈，且几乎所有用地类型在1999—2006年的年变化率较1990—1999年更为明显；3）耕地和未利用地的减少在各土地类型中最为明显，二者的减少是因为林草地面积大量增加，坡耕地等成为林草地面积增加的主要来源；4）社会、经济、政策等人文因素对子长县的土地利用变化起着重要作用，而政策因素则是导致土地利用结构发生变化的最主要驱动力。
2012 Vol. 10 (6): 6-11 [
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12
王佩将, 戴全厚, 丁贵杰, 程富东
喀斯特地区植被恢复过程中土壤渗透性能及其影响因素
采用空间代替时间的方法，选取喀斯特地区大湾小流域不同植被恢复阶段样地和不同经果幼林样地，以烤烟坡耕地和柳杉人工林作为对照，研究喀斯特地区植被恢复过程中的土壤渗透性能及其影响因素。结果表明：1）土壤渗透性能由高到低的顺序为李树+金银花>刺梨+猕猴桃>李树+刺梨>枣树+玉米，乔木疏林>灌木林>灌草>乔灌过渡林>草坡>柳杉人工林；2）烤烟坡耕地土壤平均入渗速率与稳定入渗速率均次于乔木疏林地，烤烟坡耕地土壤入渗性能较好；3）考斯恰柯夫方程是比较适宜于描述喀斯特地区植被恢复阶段土壤入渗特征的模型；Philip模型和Horton模型对经果幼林的土壤渗透性能模拟效果较好，Horton模型的初始入渗速率和稳定入渗速率与实测值较为接近，适宜于描述喀斯特地区的土壤入渗过程；4）土壤的渗透性能与>0.05mm砂粒质量含量呈显著正相关关系（P<0.05），与0.05～0.001mm粉粒质量含量呈极显著负相关关系（P<0.01）；土壤渗透性能的影响因素主要是土壤>0.05mm砂粒质量含量和0.05～0.001mm粉粒质量含量。
2012 Vol. 10 (6): 12-18 [
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19
严丽, 王飞, 穆兴民
坡面水土保持措施的减沙水代价分析
水土保持措施在减少土壤侵蚀的同时也会减少地表径流，减沙水代价可以直观说明不同措施同步影响径流和泥沙的差异。根据黄土高原沟壑区西峰、天水的农地径流场多年观测资料，统计分析不同耕作措施及生物措施的减沙水代价。结果表明：不同耕作措施和生物措施减沙水代价受最大30min降雨强度（I30）和坡度影响较大，呈显著负相关；对于耕作措施和生物措施，当I30分别大于0.29和0.48mm/min时，坡度与措施减沙水代价表现出较好的指数函数关系；耕作措施减沙水代价表现为防冲沟>浅耕>深耕，防冲沟较深耕高33.8%；各生物措施减沙水代价表现为低秆作物和高秆作物玉米/黄豆间作>单作低秆作物扁豆>中高秆作物冬小麦/荞麦轮作。
2012 Vol. 10 (6): 19-24 [
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25
李钢, 梁音, 曹龙熹
次生马尾松林下植被恢复措施的水土保持效益
通过采集江西省赣县花岗岩区次生马尾松纯林地不同植被恢复措施坡面径流小区2010—2011年的降雨产流产沙资料，分析不同模式的水土保持功能及其植被恢复的水土保持效益。结果表明：1）次生马尾松稀疏纯林地水土流失严重，年产流系数为0.50~0.60，侵蚀模数在2700~6000t/(km2·a)之间。2）植被恢复可以降低林地土壤侵蚀强度，但植被恢复的水土保持效益与林冠结构和地表覆盖度密切相关，当形成乔草或乔灌复合层时，可以起到50%~60%的年蓄水效益和65%~70%的年固土效益。3）植被恢复的水土保持效益亦受植被和降雨类型的影响，百喜草蓄水效益随降雨量先增后减，暴雨是蓄水效益变化的转折点，而胡枝子蓄水效益变化规律不一；植被恢复措施固土效益随降雨量的增加而降低，特别是在大暴雨情景时急剧下降。
2012 Vol. 10 (6): 25-31 [
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32
张俊, 牛文全, 张琳琳, 史丽艳
微润灌溉线源入渗湿润体特性试验研究
为探明微润灌溉线源入渗水分运移规律，通过室内土箱试验对微润灌溉土壤水分分布进行研究，分析土壤质地和土壤密度对湿润体特性的影响。结果表明：微润灌溉湿润体是以微润带为轴心的柱状体，黏壤土为近似圆柱体，砂土湿润体横剖面为“倒梨”形，黏壤土R∶X∶H（R为水平运移距离，X为垂直向上运移距离，H为垂直向下运移距离）平均为1.00∶0.90∶0.99，砂土为1.00∶0.81∶0.95。湿润锋水平和垂直（向上和向下）运移距离均与灌水时间呈显著的幂函数关系，土壤密度和质地是影响湿润体特性的主要因素；微润带流量小，单位长度流量不超过210mL/(m·h)，可适应土壤含水率变化自动调整，累计入渗量与灌水时间呈线性关系；湿润体内含水率以微润管带为轴心呈同心圆面分布，大部分土壤含水率介于田间持水量的80%～90%之间，微润灌溉均匀度高，达95.62%。因此，微润灌溉技术节水效果显著，适宜旱区作物用水需求。
2012 Vol. 10 (6): 32-38 [
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毕超, 周玉喜, 赵云杰, 杨晓晖
库布齐沙漠半固定沙丘上2种草本植物的分布格局
采用空间点格局分析方法，对库布齐沙漠中典型半固定沙丘的沙地旋覆花、沙米2种主要草本植物的分布格局进行研究。结果表明：多年生植物沙地旋覆花在沙丘不同部位的分布数量变异较一年生植物沙米要大；沙丘上2种草本植物的总体分布格局基本上呈现群聚状态，并从沙丘上部到沙丘下部逐渐减弱，2种间相互关系从沙丘上部到沙丘下部基本表现为从相互促进转变为相互竞争的趋势。沙米作为流沙上的先锋植物，在沙丘从流动到固定过程中作用至关重要，建议在人工促进流沙固定的措施中，可以结合其他工程措施（如沙障等）进行人工沙米种子的撒播，以加速植被的恢复。
2012 Vol. 10 (6): 39-44 [
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45
蒋冲, 王飞, 穆兴民, 李锐
气候变化对秦岭南北植被净初级生产力的影响（Ⅱ）——气候变化对秦岭南北植被净初级生产力的影响
根据秦岭南北54个气象站1960—2011年逐日数据，采用周广胜—张新时模型、Penman-Monteith模型、气候倾向率、相关分析和Spline插值等方法分析近52a气象要素的时空变化特征及其对植被净初级生产力的影响。结果表明：1）秦岭南北多年平均植被净初级生产力由北向南逐步上升，排序为巴巫谷地>汉水流域>秦岭南坡>秦岭以北，各子区植被净初级生产力变化趋势不一，植被净初级生产力上升的站点占本区站点总数的比例顺序为汉水流域>秦岭南坡>巴巫谷地>秦岭以北，秦岭以南地区增加更为明显，生态区23个站点中植被净初级生产力年际波动并不大，介于1.34～1.89之间；2）植被净初级生产力与湿润指数、降水量和相对湿度呈显著水平(P<0.01)的正相关关系，相关系数排序为降水量>湿润指数>相对湿度，降水的增多会促进植被净初级生产力的累积，水分是主要制约因素；3）植被水分利用效率由南向北递减，排序为巴巫谷地>汉水流域>秦岭南坡>秦岭北坡，绝大部分地区呈现不显著的上升趋势，近52a来，水分利用效率普遍呈上升趋势，但并不显著，整体上维持相对稳定水平。
2012 Vol. 10 (6): 45-51 [
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52
罗婷, 李宏伟, 詹松, 李建明, 王文龙
神府东胜煤田不同下垫面侵蚀特征野外试验
采用野外放水冲刷试验，对神府东胜煤田不同下垫面（原始地面、扰动地面、非硬化路面、弃土坡面、沙少石多弃渣坡面和沙多石少弃渣坡面）上的侵蚀特征进行分析。结果表明：1）在不同下垫面上，侵蚀量与径流量及径流剪切力都呈正相关关系，原始地面、扰动地面和非硬化路面侵蚀量与径流量呈较好的幂函数相关，弃土坡面和沙多石少弃渣坡面侵蚀量与径流量呈线性相关，沙少石多弃渣坡面侵蚀量与径流量呈指数函数相关；原始地面、扰动地面、非硬化路面、弃土坡面和沙多石少弃渣坡面侵蚀量与径流剪切力呈较好的对数函数相关，沙少石多弃渣坡面侵蚀量与径流剪切力呈较好的线性关系；2）与原始地面对照，弃土弃渣坡面更易遭受侵蚀，其中弃土坡面的平均侵蚀量最大，为22.68kg，是原始地面侵蚀量的45.27倍，其次为沙多石少弃渣坡面和沙少石多弃渣坡面，侵蚀量分别为原始地面的19.61和10.61倍，扰动地面、非硬化路面侵蚀量为原始地面侵蚀量的4.35和4.41倍。
2012 Vol. 10 (6): 52-57 [
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杨永辉, 李宗军, 武继承, 李学军, 何, 杨先明
不同水分条件下保水剂对土壤持水与供水能力的影响
为探明水分条件对保水剂作用效果的影响，采用盆栽实验，测定冬小麦生长结束后不同水分条件下保水剂不同用量（T1：0、T2：27mg/kg、T3：54mg/kg、T4：81mg/kg）处理的土壤持水、供水及导水性能等。结果表明：保水剂的施用均提高了土壤持水、供水、导水能力及土壤有效水含量。轻度胁迫条件下，以T3处理的持水能力、有效水含量及导水能力最强，而供水能力以T4处理为佳；充分供水条件下，随保水剂用量的增加，土壤持水能力、供水能力、有效水含量及导水能力均提高，但T3和T4处理间差异不显著。与轻度胁迫相比，充分供水条件下各处理的持水能力、供水能力及导水能力均较高，而有效水含量以轻度胁迫条件下的T3处理较高，较对照增加18.6%。从经济的角度考虑，2水分条件下以T3处理（54mg/kg）效果为佳。
2012 Vol. 10 (6): 58-63 [
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胡喜生, 洪伟, 吴承祯
基于CVM的闽江河口湿地生态系统非使用价值评价
以东亚—澳大利西亚候鸟迁徙路线上重要的驿站——闽江河口湿地为例，运用支付卡式条件价值评估法（CVM），对该湿地生态系统的支付意愿进行面对面的问卷调查。共发放支付卡式CVM问卷500份，回收有效问卷482份，估算出闽江河口湿地生态系统的算术平均支付意愿值为151.16元/a，累计频度中位数为56.36元/a，支付意愿值相对分布频度曲线基本呈单调递减分布；考虑到本文目的是核算闽江河口湿地生态系统的经济价值，并为相关部门提供科学决策，因此，采用算术平均值计算其非使用价值，其值为5.01亿元/a；Spearman秩相关系数分析表明支付意愿与收入水平、受教育程度、年龄、性别和职业呈显著相关关系。
2012 Vol. 10 (6): 64-70 [
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71
格日乐，额尔敦花，宋想斌，孙保平
6种水土保持植物枝条的数量特征
植物枝条生物力学特性是研究植物地上部分防风抗蚀作用的基础。以内蒙古准格尔露天煤矿排土场平台和边坡上栽植的柠条、沙棘、紫花苜蓿、沙打旺、杨柴、草木犀6种常见水土保持植物的地上部分枝条为研究对象，研究枝条数量特征，确定其代表枝，从而为几种植物枝条生物力学性质的研究提供基础数据和相关参数。代表枝的确定将枝条以0.5mm为1个径级进行分级，分别计算每个径级组的累计枝数量比例、累计枝长比例、累计枝表面积比例和累计枝干质量比例4方面，取这4个值相对较大的径级组作为各自的代表枝。结果表明：柠条代表枝径级为0.5～1和1～1.5mm，沙棘为1～1.5和1.5～2mm，杨柴为0～0.5和0.5～1mm，紫花苜蓿为0.5～1mm，沙打旺为0.5～1和1～1.5mm，草木犀为1～1.5mm。因此，在内蒙古准格尔采煤矿区及相似地区，在植物防风抗蚀生物力学性质的研究中，建议上述6种水土保持植物以其代表枝径级为主要研究范围。
2012 Vol. 10 (6): 71-76 [
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卜楠, 俞丽蓉, 马万里, 王铁娟, 周鸿升, 毕建瓴, 孙克
不同水分条件下沙漠豆生理指标的变化
运用常规的植物生理抗旱性测定方法，对引种植物沙漠豆在不同土壤水分梯度下叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸以及过氧化氢酶(CAT)活性，超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)3种保护酶等指标的变化进行研究。结果表明：1）脯氨酸含量随干旱胁迫程度的增强逐渐升高，可溶性蛋白质先降低后升高，二者之间存在相互补偿关系,可溶性糖含量呈现先升高再降低的变化趋势，表现出渗透调节物质对干旱的调节作用；2）3种保护酶活性在不同水分处理过程中变化不同，CAT活性表现为升高，SOD在中度干旱水分条件下升高，至重度干旱水分条件下则降低，POD活性的变化与SOD活性变化相反，保护酶之间相互配合协同作用维持了沙漠豆叶片细胞膜的完整性；3）丙二醛浓度随干旱胁迫程度的增强而升高，表明沙漠豆随水分不足可以通过增加渗透调节物质含量、增强保护酶活性、提高抗氧化能力，来减轻干旱胁迫的伤害。
2012 Vol. 10 (6): 77-81 [
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82
邓艳霞
北京通州区“7.21”特大暴雨灾害与城市水土保持
2012年7月21日发生在北京市的“7.21”特大暴雨引起了社会的广范关注,北京通州区作为北京重点发展新城之一,在这次特大暴雨中也遭受了严重的灾害。通过分析通州区“7.21”特大暴雨灾害发生的原因，根据水土保持新法规，提出通州区城市建设从源头控制水土流失、提高城市雨水管网利用率，综合利用渣土资源、提高土石方利用率，减少地面硬化率、提高植被覆盖率以及充分利用雨洪资源、提高城市建设雨洪利用率等水土流失防治对策，以期为城市建设防灾减灾提供参考。
2012 Vol. 10 (6): 82-85 [
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化党领, 张诗卉, 王瑞, 刘卫群, 赵颖, 霍光
施氮量对植烟土壤不同土层无机氮质量含量的调控
为研究不同施氮量对土壤各层次和烤烟各生长期土壤中无机氮质量含量的影响，大田试验中设置5个氮肥施用量并分配在基肥、苗肥和追肥时期施用，烟苗移栽后第5周开始分7次钻取3个土层样，样品冷藏贮存并用流动注射分析仪测定硝态氮和铵态氮质量含量。结果表明：各施氮处理在移栽后第6周前0～20cm土壤中硝态氮质量含量大于铵态氮质量含量，施用氮肥越多，土壤中无机氮质量含量提高幅度越大，施氮肥对0～20cm土壤中无机氮质量含量的影响在烟株生育前期要远大于对20～40cm土壤中无机氮质量含量的影响,同一时期不同深度比较，0～20cm土层中硝态氮质量含量略大于20～40cm和40～60cm土层的硝态氮质量含量；烟株移栽7周后，0～20cm土层中硝态氮被极大耗竭。各施氮量在各土层铵态氮质量含量变化幅度远大于硝态氮质量含量变化幅度，铵态氮质量含量从第6周即开始上下波动，并在50mg/kg附近上下变动，第8周土壤各层铵态氮质量含量有一个上升峰，而硝态氮质量含量在第7周停止快速下降后进入0～100mg/kg范围的较平稳波动阶段。结果认为，不同施氮量对于生育前期和0～20cm土层硝态氮质量含量影响深刻，但促进烤烟打顶前足量吸收并形成健壮烟株的合适施氮量还需结合烟草产量与品质而定；铵态氮调控是调节后期氮供应的关键。
2012 Vol. 10 (6): 86-91 [
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陈志成, 王志伟, 王荣荣, 张永涛, 杨吉华, 任利刚
土壤水分对柿树光合光响应特性的影响
采用CIRAS-2便携式光合仪测定不同土壤水分条件下2年生柿树叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度等光合生理参数的光响应过程，探讨柿树光合光响应特性对土壤水分的响应规律。结果表明：土壤水分对柿树的光合生理参数影响显著，随着土壤水分的降低，净光合速率、表观量子效率先升后降，光补偿点先降后升，光饱和点呈下降趋势；维持柿树高光合作用和高水分利用效率的适宜土壤相对含水量为48.8%~76.7%，适宜的光照强度为800~2000μmol/(m2·s)；柿树对强光利用能力较强，而对弱光的利用效率较低；在土壤相对含水量为48.8%时，柿树光合作用主要受气孔限制，而土壤相对含水量降低到25.5%时，柿树光合作用转变为非气孔限制，通过对气孔、非气孔因素的判定，可知柿树是一种抗旱性非常强的植物。研究结果可为柿树的节水高产栽培提供理论依据。
2012 Vol. 10 (6): 92-97 [
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邱学礼，李军营，李向阳，胡万里，段宗颜，付斌，鲁耀
云南曲靖烤烟坡耕地不同农作处理的水土流失特征
通过对云南红壤坡耕地一年内产流降雨的监测，研究不同农作处理下烤烟坡耕地的水土流失特征。结果表明：1）顺坡垄作处理条件下，施肥量的差异造成地表植被覆盖率的差异，影响了水土流失量和养分流失量；2）破膜提土处理条件下，相比未破膜处理，破膜后可增加地表土壤的保水能力、减少水土流失量，其中秸秆覆盖在揭膜后对减轻水土流失效果更好；3）烤烟生长前期，农作处理方式是影响水土流失和养分流失的主要因素，烤烟生长后期，地表植被覆盖率成为影响坡耕地水土流失和养分流失的主要因素；4）氮、磷养分流失途径相比较，总磷流失相对于总氮流失受径流流失影响更大。
2012 Vol. 10 (6): 98-103 [
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叶功富, 高伟, 殷亮, 王亨, 黄石德
海岸基干林带木麻黄蒸腾速率和水分利用效率的动态变化特征
采用Li6400便携式光合系统，观测福建东山岛海岸基干林带木麻黄的蒸腾作用和水分利用效率在不同时间尺度上的动态变化，结果表明：1）基干林带木麻黄的蒸腾速率日动态为单峰曲线，湿季峰值出现在12:00，干季峰值出现在14:00，日均值湿季（1.33mmol/(m2·s)）＞干季（1.022mmol/(m2·s)），湿季蒸腾速率的日变化与气温和光合有效辐射呈显著正相关，干季与气温和气孔导度呈显著正相关；2）蒸腾速率的季节动态为单峰曲线，6月最高，1月最低，不同季节蒸腾速率的平均值为夏季（1.74mmol/(m2·s)）＞春季（1.28mmol/(m2·s)）＞秋季（1.24mmol/(m2·s)）＞冬季（1.06mmol/(m2·s)），蒸腾速率的季节变化与气温、光合有效辐射和叶面水气压亏缺呈显著正相关；3）水分利用效率日动态为单峰曲线，湿季日变化较小，干季日变化较大，干季上午的水分利用效率高于湿季，水分利用效率的季节变化为双峰曲线，峰值分别为9月和1月。可见，在水分条件较好时，木麻黄具有较高的蒸腾作用和水分利用效率，在水分条件较差时，木麻黄可通过降低蒸腾作用，提高水分利用效率来维持生长，对水分变化具有较强的适应性。
2012 Vol. 10 (6): 104-109 [
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李镇, 张岩, 姚文俊
切沟侵蚀监测与预报技术研究述评
切沟侵蚀作为一种常见的土壤侵蚀现象，不仅破坏土地资源，也是河流泥沙的主要来源之一；但是，由于切沟侵蚀机制复杂，研究手段欠缺，切沟侵蚀研究进展缓慢。切沟侵蚀监测技术是研究切沟不同发育阶段侵蚀速率和构建切沟预报模型的基础。近年来，高精度GPS、三维激光地形测量以及RS和GIS等切沟侵蚀监测技术取得了新进展，尤其是高分辨率遥感的应用为较大时空尺度的切沟侵蚀监测提供了可能性。世界范围的切沟侵蚀监测成果表明不同地区切沟侵蚀速率主要为0.16~15m/a。切沟侵蚀预报技术进展缓慢，现阶段还没有广泛应用的切沟侵蚀预报模型。利用高分辨率航空和卫星影像及三维激光测量等新技术，开展较大尺度的切沟侵蚀监测是近期的研究热点和主要发展趋势，而从长远来看，发展切沟发育和侵蚀的经验和机制模型、进行不同时间尺度的切沟侵蚀预报是切沟研究领域的发展方向。
2012 Vol. 10 (6): 110-115 [
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吴海龙, 余新晓, 师忱, 张艳, 张振明
PM2.5特征及森林植被对其调控研究进展
随着工业化进程的加快，人类活动对自然环境的影响越来越大，大气中PM2.5对人类健康的威胁逐步加剧，如何减轻PM2.5对人类的危害已经成为一个迫切需要解决的问题。通过分析国内外学者对PM2.5的研究成果，总结PM2.5的时空分布特征、组成特性、来源分类，以及世界主要国家、地区对PM2.5的监测标准，并基于森林植被对PM2.5的调控作用，指出通过合理建设森林植被达到有效调控PM2.5、降低PM2.5对人类的危害的目的。
2012 Vol. 10 (6): 116-122 [
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