重庆四面山几种人工林地土壤抗蚀性分析

选择重庆四面山张家山林场5种人工林为研究对象,通过浸水实验,对林地表层土壤的抗蚀性能及其与土壤理化性质关系进行了研究,结果表明:(1)不同人工林地土壤抗蚀性能差异显著,土壤抗蚀指数表现为木荷石栎混交林地最大(87.2%),其后依次为枫香木荷石栎香樟混交林地(83.5%)、杉木纯林地(73.3%)、杉木马尾松混交林地(69.0%),杉木马尾松木荷混交林地最小(52.5%).(2)林地土壤抗蚀性能随土壤深度和浸水时间的增加而降低,表现为土壤抗蚀指数0-10 cm土层为10-20 cm土层的1.1～1.6倍,土壤抗蚀指数与土粒浸水时间成二次多项式函数关系,林地土壤抗蚀指数与其理化性质存在显著的线性关系.     

珠江流域中游主要森林类型凋落物持水特性

采用野外实地调查与室内分析相结合的方法,对珠江流域中游苍梧县的5种森林类型的凋落物累积量和持水量、持水率、吸水速率等持水特性进行了研究。结果表明:不同森林类型凋落物总储量为湿地松(Pinus elliottii)+荷木(Schima superba)混交林(40.18t/hm~2)桉树(Eucalyptus)林(11.77t/hm~2)马尾松(Pinus massoniana)林(10.97t/hm~2)红锥(Castanopsis hystrix)林(8.75t/hm~2)大叶栎(Quercus griffithii)林(7.71t/hm~2),且半分解层累积量所占比例均大于未分解层,马尾松林则相反;5种森林类型不同分解程度的凋落物持水量和持水率与浸泡时间均呈对数关系,吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系;凋落物最大持水量为13.12~77.09t/hm~2,湿地松+荷木混交林最大,红锥林最小;最大持水率为150.8~187.9%,大叶栎林最大,红锥林最小;有效拦蓄量为8.26~49.31t/hm~2,大小顺序为湿地松+荷木混交林大叶栎林红锥林桉树林马尾松林。综合考虑,研究区5种森林类型中湿地松+荷木针阔混交林持水能力最强,且优势明显,因此,水源涵养林宜优先选择针阔混交林模式。     

江西退化红壤区3种森林恢复模式的枯落物和土壤表层水文功能研究

为探讨退化红壤区植被恢复对枯落物层及土壤层的水源涵养功能影响,进一步揭示退化生态系统植被恢复的功能效应,采用室内浸水法和环刀法分别测定了3种恢复模式(木荷纯林、马尾松纯林、马尾松间伐补木荷林)的枯落物层与0—20 cm土层的持水能力。结果表明:(1)马尾松纯林的枯落物层蓄积量最大(7.91 t/hm~2),持水能力最强(15.39 t/hm~2),但持水率不如木荷纯林(246.69%)。(2)马尾松纯林的枯落物层有效拦蓄量和最大拦蓄量均为最大(7.75,10.02 t/hm~2),木荷纯林的最小(3.83,5.36 t/hm~2)。(3)3种恢复模式的枯落物层持水量随浸水时间的变化均遵循对数函数Q=aln(t)+b,R~20.90,枯落物持水速率随浸水时间变化均符合幂函数:V=at~b,R~20.95,拟合效果均较好。(4)马尾松间伐补木荷林、马尾松纯林、木荷纯林0—20 cm土层的水分最大滞留量分别为10.49,9.83,8.28 mm;木荷纯林土壤最大吸持贮水量(38.39 mm)高于马尾松间伐补木荷林(31.13 mm)和马尾松纯林(30.35 mm)。从枯落物最大持水量、有效拦蓄量及土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度多个因素的计算综合推断可知,3种恢复模式中马尾松纯林的枯落物和土壤表层的水源涵养能力最佳,马尾松间伐补木荷林次之,木荷纯林第三。在水土流失较为严重的退化红壤区,种植合适密度的马尾松林,可以通过地表枯落物层有效减缓水土流失。     

亚热带2种针叶林土壤碳氮磷储量及化学计量比对混交的响应

针叶林混交阔叶树是改善土壤肥力、增强林地养分循环的重要措施,而混交效应受到针叶树种自身特性的影响,马尾松(Pinus massoniana)和湿地松(P.elliottii)是亚热带地区广泛种植的针叶树种,但目前2种针叶林对阔叶树混交的响应特征还不清楚。选取马尾松、湿地松纯林以及木荷(Schima superba)补植后形成的马尾松—木荷和湿地松—木荷混交林为研究对象,采集剖面土壤样品,测定土壤容重、有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,计算碳氮磷储量及化学计量特征,比较不同森林类型间的异同。混交阔叶树显著增加了马尾松林0—60cm各土层OC含量,而湿地松纯林与其混交林间OC含量无显著差异。同时,混交增加了2种针叶林土壤TN含量。马尾松林混交后0—60cm土层碳储量显著增加95.8%,而混交阔叶树对湿地松林土壤碳储量无显著影响。混交阔叶树后马尾松和湿地松林0—60cm土壤总氮储量分别增加了15.8%和28.4%,但混交对土壤磷储量无显著影响。混交显著增加了马尾松林0—40cm各土层C/N,而降低了湿地松林0—10cm土层C/N。混交阔叶树后马尾松林0—20cm土层C/P和0—10cm土层N/P显著增加,而混交仅增加湿地林0—10cm土层N/P。混交阔叶树增加了针叶林土壤氮储量,但对磷储量无显著影响,同时混交改变了土壤碳氮磷生态化学计量特征。与湿地松林相比,马尾松林土壤养分含量、储量及其化学计量特征对混交的响应更敏感。     

四面山不同林地类型土壤特性及其水源涵养功能

通过对四面山不同林地类型土壤特性及水源涵养功能进行研究.结果表明:(1)在0-60 cm土层,杉木×马尾松混交林、木荷×石砾混交林和杉木×马尾松×木荷混交林的土壤容重分别为1.10 g/cm~2,1.03 g/cm~3,1.24 g/cm~3.(2)3种林地的土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均随深度的增加而减低.在0-60 cm土层,杉木×马尾松混交林、木荷×石砾混交林和杉木×马尾松×木荷混交林的土壤总孔隙度分别为42.32%,48.87%和39.82.而三者的土壤毛管孔隙度分别为33.53%,38.22%和33.97%,土壤非毛管孔隙度分别为8.79%,10.65%和5.86%.(3)木荷×石砾混交林饱和蓄水量最大,为2 932.4 t/hm~2;杉木×马尾松混交林.为2 539.2 t/hm~2;杉木×马尾松×木荷混交林最差,为2 389.6 t/hm~2.术荷×石砾混交林土壤贮蓄水分和调节水分的潜在能力比杉木×马尾松×木荷混交林高122.7%.(4)木荷×石砾混交林枯落物的总蓄积量最大为246.94 t/hm~2.而杉木×马尾松×木荷混交林林枯落物的总蓄积量最小为64.47 t/hm~2.枯落物最大持水率相差较大.变动范围为229%～327.5%之间.枯落物的最大持水量依次为:木荷×石砾混交林(254.28 t/hm~2)>杉木×马尾松混交林(191.72 t/hm~2)>杉木×马尾松×木荷混交林(60.35 t/hm~2).     

四面山不同人工林枯落物储量及其持水特性研究

通过调查分析重庆四面山5种人工林的林下枯落物储量,研究了各林地枯落物持水特性。结果表明:5种人工林林下枯落物储量及其持水量均表现出:分解层>半分解层>未分解的变化趋势。在相同林龄条件下,石栎×木荷混交林林下枯落物储量最高(246.94 t/hm2),其次是杉木×马尾松混交林(202.79 t/hm2)和枫香×木荷×石栎×香樟×灌木混交林(191.82 t/hm2),杉木人工纯林(39.73 t/hm2)最低。试验研究的5种林地中,石栎×木荷混交林林下枯落物的24 h最大持水量最大,为254.28 t/hm2,杉木×马尾松混交林(191.72 t/hm2)和枫香×木荷×石栎×香樟×灌木混交林(168.21 t/hm2)次之,杉木人工纯林最小,仅为31.66 t/hm2。经统计分析,试验5种林下枯落物未分解层、半分解层和分解层三者持水量与浸泡时间之间均符合为W=aln(t) b,且三者的吸水速率与浸泡时间之间亦符合S=ktn的关系式。研究表明,石栎×木荷混交林林下枯落物是5种林地中持水性能最好的一种,而杉木人工纯林枯落物持水性能最差。     

红壤区植被恢复团聚体POC变化归因分析

研究植被恢复条件下土壤水稳性团聚体颗粒有机碳的分布特征及影响因素,为退化红壤区生态系统重建与土壤质量改善提供理论依据。在江西省泰和县植被恢复与重建基地,选取立地条件基本一致的马尾松纯林、湿地松纯林、木荷纯林、马尾松补植木荷、湿地松补植木荷、湿地松—木荷原始混交林6种恢复模式,于2019年通过调查取样和试验分析,探索不同植被恢复模式土壤各粒级水稳性团聚体颗粒有机碳(POC agg)、土壤物理化学性质变化特征及相互关系。结果表明:(1)退化红壤以水稳性大团聚体(>0.25 mm)为主(百分比含量为87%),木荷纯林、马尾松补植木荷林土壤大团聚体含量最低。表层(0—10 cm)土壤POC agg受恢复模式影响最显著(P<0.05),以湿地松纯林POC agg含量为最高(14.44 g/kg);(2)土壤物理化学性质因恢复模式的不同而呈显著性差异,其中湿地松补植木荷林下土壤有机质(SOM)、木荷纯林下土壤全氮(TN)、湿地松纯林下土壤全磷(TP)含量分别为最高;(3)人工针叶纯林中团聚体组成对POC agg影响最大,团聚体组成、SOM和TN是影响POC agg的重要因素(P<0.01),且土层越深关联度显著增加(P<0.01);其中微团聚体(<0.25 mm)POC agg受其直接或间接效应均较高,TN在<0.053 mm粒级团聚体POC agg的影响最大。木荷纯林能明显改善土壤结构和肥力,且湿地松对林下土壤养分尤其是POC agg固持能力较高。结合退化红壤区生态修复实践,以湿地松纯林作为先锋树种进行植被恢复,抚育过程中补植木荷可能会更好地改善土壤性质。     

川南马尾松低效林不同改造措施对土壤碳、氮特征及其碳稳定性的影响

为探明马尾松低效林改造初期土壤碳、氮及碳稳定性变化特征,选取皆伐团状混交和林窗2种改造措施,以马尾松纯林为对照,分析3种模式土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)、全氮(TN)、碳氮比(C/N)以及Kos变化。结果表明:(1)SOC、TN、ROC含量均表现出随土层深度的增加而降低的趋势。(2)0—40cm土层,SOC、TN、ROC含量均表现为对照林高于皆伐团状混交和林窗改造,0—20cm土层均表现出对照林小林窗大林窗皆伐团状混交,表明表层SOC、TN、ROC含量随人工干扰面积的增大而减少。(3)人工改造对土壤TN的影响主要表现在0—20cm土层,林窗改造与皆伐团状混交改造改变了土壤C/N的格局,0—20cm土层对照林高于林窗和皆伐团状混交,季节变化不同,林窗与皆伐块状混交含量变化不同。(4)0—20cm土层Kos表现为皆伐团状混交林窗对照,整个生长季节对照林Kos最低,稳定性最差。20—40cm土层有机碳氧化稳定性较0—20cm土层高,呈现由上到下稳定性增加的趋势,表明下层有机碳稳定性高于上层。     

华家岭低效防护林带改造对林地土壤蓄水性能的影响

为探讨华家岭低效防护林带改造对林地土壤蓄水性能的影响,在华家岭防护林分布区选取生长不良的低效杨树纯林和改造后的云杉纯林、云杉×杨树、云杉×油松、云杉×落叶松混交林5种典型林带类型,对其土壤物理性状和蓄水性能进行对比研究,结果表明:(1)0—100cm,5种林型土壤含水量均呈随着土层深度的增加而降低的趋势,平均土壤含水量表现为云杉纯林(25.10%)云杉×杨树林(24.13%)云杉×油松林(21.80%)云杉×落叶松林(21.42%)杨树纯林(18.20%);(2)0—40cm,云杉纯林及其混交林的平均土壤非毛管蓄水量、毛管蓄水量、总蓄水量均高于杨树纯林。亚表层(20—40cm),云杉纯林、云杉×杨树林、云杉×油松林、云杉×落叶松林的毛管蓄水量较杨树纯林增加15.96%,6.65%,17.89%,10.83%,总蓄水量较杨树纯林增加14.33%,13.78%,19.57%,16.28%;(3)云杉纯林及其混交林的土壤含水量和总蓄水量与土壤容重的相关性好于杨树纯林,表明杨树低效林改造对提高黄土高原丘陵沟壑区林地土壤的蓄水性能具有积极影响。     

红壤丘陵区典型植被群落根系生物量及碳储量研究

采用标准地法和"WinRhizo根系分析系统"平面扫描,研究了红壤丘陵区六种典型植被群落的根系特征、生物量、固碳量及土壤碳储量.结果表明:(1)根系特征值随土壤深度增加呈递减趋势,马尾松、杉木混交林和马尾松、木荷混交林土壤表层根系分布密集,特征值较大,马尾松低效林根系分布稀疏,特征值最小;(2)不同植被群落,0-40 cm土层的根系生物量所占比例在58.89%～84.88%.0-20 cm土层的土壤碳储量所占比例在35.89%～48.67%;(3)该区乔木混交林的根系生物量大于纯林和火烧迹地,植被群落的灌草覆盖度是影响根系生物量的主要因素.马尾松、木荷混交林根系净生产力最大,为6.74 t/(hm~2·a),马尾松低效林最小,为1.28t/(hm~2·a);(4)马尾松、木荷混交林的根系固碳量和土壤碳储量最大,分别为60.66 t/hm~2和9086.32 t/hm~2,马尾松低效林最小,分别为15.97 t/hm~2和1 683.75 t/hm~2,根系固碳量只占土壤碳储量的极少部分,但根系通过改良土壤结构,对增强碳源汇集和贮存、积累碳素具有重要的影响.     

不同林分土壤养分、微生物与酶活性的研究

研究了尾叶桉、马占相思、柚木、落羽杉纯林及黎蒴栲和湿地松、红荷和湿地松、黎蒴栲和加勒比松针阔混交林的土壤养分含量、微生物数量和酶活性。结果表明 :与马尾松纯林相比 ,马占相思、柚木、落羽杉纯林及针阔混交林能显著增加有机质和土壤养分 ,而尾叶桉纯林的效果随养分种类而异。黎蒴栲×湿地松混交林地及尾叶桉林地的微生物数量小于马尾松纯林地 ,其余林地的微生物数量大于后者。除了尾叶桉林地和马占相思林地外 ,其他林地的酶活性大于马尾松纯林地。总的来看 ,尾叶桉纯林改良土壤效果不佳 ,其他 6种人工林可以提高土壤肥力 ,防止地力衰退。     

赣南山地水土保持生物措施效益研究

为查明崇墩沟小流域生物措施治理效益,采用径流小区及水文测站方法,对不同生物措施的水土保持效益进行监测。结果表明：马尾松低效林中,木荷补植、灌木补植、草本补植措施减水、减沙、保肥效果都显著,木荷补植效果最显著;封山育林和阔叶树荒山造林,林木生长较快,覆盖较高,径流量和侵蚀量少,在研究区内,减水、减沙、保肥效益最显著。种植黄栀子生物埂果园的径流量和侵蚀量逐年减少,但果园保水保肥明显比封山育林和阔叶树荒山造林差。崇墩沟小流域2007年径流量比2006年径流量少12．92％,减沙1万367t,生物措施治理水土流失效益显著。     

亚热带典型人工林土壤酸化特征及其生物学机理初步分析

对亚热带典型人工林土壤pH和酸化生物学机理的研究表明:荒草地种植马尾松和木荷20年以后土壤的pH发生了变化,在0 ～ 60 cm处降低了0.12～0.47个单位;垂直方向上在距离树干10 cm处马尾松0～20cm土层pH低于木荷,20～60 cm土层pH大于木荷;水平方向上随着与树干距离的增加土壤pH受树木影响的程度逐渐降低,距离树干20 cm处土壤pH受树木的影响最大.树干茎流雨可能是树干基部附近土壤加速酸化的重要因素,根系的分布及其对盐基阳离子的吸收是造成马尾松和木荷土壤剖面出现酸化差异的主导因素.     

红壤侵蚀区水土保持植物配置模式

 为探索中国南方红壤侵蚀严重区水土流失快速治理的方法和途径,在江西省的修水、宁都、石城等县花岗岩发育的红壤侵蚀区,对16种水土保持植物配置模式的植物生长状况、蓄水保土效益、改土增肥效益、经济效益4方面进行观测,通过建立评价模型,对不同人工植物群落配置模式的水土保持效益进行综合定量评价。结果表明:修水试验区马尾松+木荷+胡枝子+黄栀子、马尾松+木荷+泡桐+胡枝子,宁都试验区马尾松+木荷+胡枝子,石城试验区湿地松+枫香+胡枝子+硬骨草、湿地松+胡枝子+硬骨草和湿地松+胡枝子+百喜草配置模式各种效益表现优良,可以在同类地区大力推广。     

红壤侵蚀地生态修复后水源涵养功能研究

在江西省泰和县老虎山小流域内采用5种模式进行人工森林重建,即设置强烈干扰马尾松林分(模式A)、封育马尾松林分(模式B)、竹节沟马尾松林分(模式C)、种草竹节沟马尾松林分(模式D)、竹节沟湿地松林分(模式E)5种林分,对其林冠层和林下植被层截留、凋落物层持水量以及林地土壤层渗透及贮水性能进行了研究。结果表明:模式E的林冠层及林下植被层截留量最大,模式A最小;模式D的凋落物层持水量最大,其次是模式C,模式B和E相等,为最小;模式B土壤渗透性能最好,其次为模式D,模式E的初渗速率最小,模式A的稳渗速率最小;土壤贮水性能以模式D最大,其次为模式B,模式E最差。试验表明选择适宜的生态修复模式,保护和改良土壤结构,提高土壤层涵蓄水分的能力和土壤渗透性,是提高红壤严重侵蚀地水土保持林水源涵养功能的关键。     

华南典型人工林的土壤物理性质及其水源涵养功能

对杉木、马尾松、湿地松、尾叶桉和马占相思林的土壤物理性质、凋落物持水量以及土壤贮水性能进行了研究。5种林分土壤的毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度均为上层大于下层,而土壤容重为上层小于下层。总体来看,5种林分中杉木和马占相思林土壤疏松、孔隙度大;尾叶桉林土壤紧实、孔隙度小,马尾松林和湿地松的土壤孔隙度中等。凋落物最大持水量呈现杉木林(18thm-2)>马占相思林(15thm-2)>尾叶桉林(14thm-2)>马尾松林(11thm-2)>湿地松林(10thm-2)。土壤是森林涵养水源的主体,其最大持水量占林地最大持水量的99%以上,顺序为杉木林地和马占相思林(2064和2061thm-2)>湿地松林(2041thm-2)>马尾松林(2032thm-2)>尾叶桉林(1941thm-2)。林地最大持水量的顺序为杉木林地(2082thm-2)>马占相思林地(2076thm-2)>湿地松林地(2051thm-2)>马尾松林地(2043thm-2)>尾叶桉林地(1955thm-2)。     

宁夏六盘山几种典型水源涵养林林分结构与水文功能的关系简

为量化水源涵养林林分结构与其水文功能之间的关系,以宁夏六盘山香水河小流域内的4种典型结构林分（华北落叶松＋灌木复层林、华北落叶松纯林、稀植乔木的天然灌丛林、天然灌丛林）为对象,在生长季内定位观测各林分的结构特征、冠层和枯落物截持及林下蒸散量的变化.结果表明：1）林冠截留率的大小表现为天然灌丛林（25.92％）＞华北落叶松纯林（23.38％）＞华北落叶松＋灌木复层林（22.81％）＞稀植乔木的天然灌丛林（22.07％）.2）林下枯落物层的持水性能表现为华北落叶松＋灌木复层林（26.49 t/hm2）＞华北落叶松纯林（23.06 t/hm2）＞稀植乔木的天然灌丛林（16.89 t/hm2）＞天然灌丛林（14.45 t/hm2）.3）林下日均蒸散量以稀植乔木的天然灌丛林最大（1.09 mm/d）,其次为华北落叶松＋灌木复层林（0.96 mm/d）,而华北落叶松纯林（0.88 mm/d）和天然灌丛林较小（0.69 mm/d）.4）回归分析表明：冠层截留量随着林分叶面积指数的增加而增加,在不同降雨强度条件下（除暴雨外）,二者的关系可以很好地用指数函数来表达（P＜0.01）;在排除林外气象因子变化对林内环境的干扰外,林下蒸散量随着林分叶面积指数的增加而呈对数函数的下降趋势（R2=0.639,P＜0.01）.     

三种阔叶林凋落物的持水特性

对火力楠、荷木和黎蒴的凋落物的储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明，火力楠、荷木和黎蒴林地的凋落物干重分别为10488，5159，5583kg／hm^2。浸泡2h前凋落物持水量呈现火力楠林地〉黎蒴林地〉荷木林地，浸泡2h后为黎蒴林地〉火力楠林地〉荷木林地。3种林分中黎蒴林地的凋落物最大持水量在居首位，达17709kg／hm^2，火力楠林地居中，为16576kg／hm^2，荷木林地较小，为13374kg／hm^2。不同浸泡时间段的凋落物持水率均呈现黎蒴林地〉荷木林地〉火力楠林地。火力楠、荷木和黎蒴林地的凋落物最大持水率分别为158％，258％和309％。凋落物持水量和凋落物持水率随着浸泡时间的增加按照对数关系增加。凋落物吸水速率呈现黎蒴林地〉荷木林地〉火力楠林地。各林分的凋落物的吸水速率随浸泡时间的增长按反曲线关系下降。