元谋干热河谷典型植被枯落物持水能力研究

选取元谋干热河谷3种植被恢复典型人工纯林(印楝、新银合欢、桉树),通过对林下枯落物蓄积量的实地调查和室内持水过程试验,测定枯落物的持水能力和持水过程。结果表明:1)3种林分单位面积枯落物蓄积量由大到小依次为:新银合欢(5.751t/hm2)桉树(3.328t/hm2)印楝(2.041t/hm2)。2)3种林分枯落物持水能力存在显著差异。最大持水量、蓄水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量大小依次为新银合欢桉树印楝;自然持水量、自然持水率和最大持水率大小依次为印楝新银合欢桉树。3)将3种林分枯落物持水过程分析得出:枯落物持水量和吸水速率分别与浸水时间呈显著的对数关系和幂函数关系,枯落物在1h内持水量和吸水速率迅速增加,随着时间的延长,吸水速率逐渐下降,24h后基本达到饱和。     

赛罕乌拉国家级自然保护区不同植被类型水源涵养服务特征

通过测定内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区主要植被类型的土壤和凋落物的物理性质及持水量,研究不同植被类型的水源涵养服务。结果表明：① 不同植被类型土壤物理性质各异,天然植被对土壤物理性质的改善作用强于人工植被。0～60 cm土层平均容重白桦林的最小,农田的最大;土壤最大持水量白桦林最高,线叶菊草原最低;土壤非毛管持水量白桦林最高,农田最低。② 阴坡植被凋落物水源涵养能力高于阳坡植被,其中华北落叶松林凋落物水源涵养能力最强。③ 不同植被类型土壤、凋落物水源涵养服务不同。白桦林水源涵养量最高,显著高于线叶菊草原和农田,而与蒙古栎林、华北落叶松林、虎榛子灌丛及山杏灌丛的差异不显著。     

六盘山叠叠沟小流域4种植被土壤层水文调节功能的综合评价

深入认识和定量评价植被土壤层的水文调节功能,是干旱半干旱区生态工程建设和流域水土资源管理的重要科学依据。文中在宁夏六盘山北侧半干旱区的叠叠沟小流域,分析了4种典型植被(华北落叶松林、白桦林、沙棘灌丛和草地)100cm土层的土壤容重、持水能力和渗透性等土壤水文物理性质,运用坐标综合评定法定量评价了其土壤水文调节功能。结果表明:土壤容重(g/cm3)以沙棘灌丛(1.17)最高,白桦林、华北落叶松林和天然草地较接近(1.05~1.07);土壤总孔隙度表现为华北落叶松林(54.41%)>白桦林(53.30%)>天然草地(51.91%)>沙棘灌丛(50.11%);华北落叶松林和白桦林的蓄水性能和渗透性能要优于沙棘灌丛和草地。综合评价结果显示:白桦林地的土壤水文调节功能最强(0.0008),华北落叶松林地(0.0148)和沙棘灌丛(0.0678)次之,草地的土壤水文调节功能最差(0.2418)。     

兴安落叶松林型对土壤氮素含量的影响

为了揭示大兴安岭地区土壤氮素含量的变化规律,探讨草类-兴安落叶松林、杜鹃-兴安落叶松林、溪旁-兴安落叶松林、真藓-兴安落叶松林、柴桦-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林、赤杨-兴安落叶松林等7种林型对土壤氮素含量的影响,文中采用野外取样结合室内分析土壤全氮及碱解氮含量。结果表明:1)不同的森林类型中土壤的全氮及碱解氮含量具有明显差别,全氮含量以真藓-兴安落叶松林最大,其值为15.76g/kg,溪旁-兴安落叶松林最小,其值为6.83g/kg;碱解氮含量以赤杨-兴安落叶松林最大,其值为916.28mg/kg,杜鹃-兴安落叶松林最小,其值为475.27mg/kg。2)不同森林类型腐殖质层全氮含量与淀积层的比值也存在较大差异,以草类-兴安落叶松林最大,比值为4.49;真藓-兴安落叶松林最小,比值为1.08;其他类型的比值在1.14-4.45之间,兴安落叶松林土壤氮素含量随土壤深度增加而减少,且主要分布在腐殖质层中。3)生长在阴坡的真藓-兴安落叶松林等林型利于全氮的积累,而腐殖质层全氮含量与淀积层的比值较小,生长在阳坡的赤杨等林型利于全氮的分解,腐殖质层全氮含量与淀积层的差异较大。保护兴安落叶松赖以生存的冻土环境,对维持目前土壤氮素水平具有重要意义。     

六盘山北侧叠叠沟小流域几种典型植被群落的水文功能研究

在宁夏六盘山北侧的半干旱区,研究了华北落叶松林、沙棘灌丛、虎榛子灌丛、草地植被类型的冠层截留与再分配、枯落物持水及土壤蓄水等水文功能。结果表明,不同植被类型的冠层截留能力相差较大,其中,沙棘灌丛的截留率最高（24.80%）,华北落叶松林略低（21.40%）,虎榛子灌丛最低（9.25%）;与此相反,树干茎流率以虎榛子灌丛为最高（33.18%）,超出大多数干旱半干旱区灌木树干茎流范围（2%～10%）。从季节变化上看,不同植被群落的截留率均为6月份最大,7—9月份持续下降,10月份出现回升;但截留量均为7月份最大。枯落物持水性能以华北落叶松林样地为最高,其次为虎榛子灌丛、沙棘灌丛和草地,这与各植被类型枯落物层贮存量的大小排序一致。1 m土 层的土壤容重以虎榛子样地为最小(1.03 g·cm^-3),然后依华北落叶松(1.07 g·cm^-3)、草地(1.08 g·cm^-3)、沙棘(1.16 g·cm^-3)的顺序增大。土壤总孔隙度、最大持水量以华北落叶松林样地为最高,毛管孔隙度、毛管持水量以虎榛子样地为最高,非毛管孔隙度以草地为最高;这几项指标均以沙棘样地为最低。综上所述,从林冠截持、枯落物持水性、土壤物理性质等总体来看,华北落叶松人工林的土壤存蓄水、调水能力最强,其次为虎榛子灌丛和草地,沙棘灌丛最差。     

冀北山区6种人工林的林地水源涵养能力

通过野外调查取样和室内实验分析,对丰宁满族自治县京冀水源保护林项目工程区内6种林分的林地水源涵养能力进行研究。结果表明:杨树纯林的枯落物层最大持水量和有效拦蓄量最大(5. 31t/hm~2、4.25t/hm~2),侧柏×山杏混交林的最小(1. 93t/hm~2、1. 57t/hm~2)。油松×山杏混交林的土壤层最大持水量和有效持水量最大(936. 66 t/hm~2,165. 32 t/hm~2),杨树纯林的最小(782. 84 t/hm~2,63. 25 t/hm~2)。6种林分中油松×山杏混交林的林地持水量最大,杨树纯林的最小。油松×山杏混交林的林地水源涵养能力最强,当地造林时可作为优选配置。     

农牧交错带小流域防护林水源涵养功能研究

文中以内蒙古赤峰市敖汉旗大五家流域内防护林为研究对象,重点研究该流域内不同防护林涵养水源功能的现状,旨在评价不同植被类型水源涵养功能的差异,同时探寻低功能涵养水源型防护林更新改造途径。研究结果表明:不同防护林的土壤理化性质以及涵养水源功能差异明显,华北落叶松白榆混交、杨树柠条混交枯落物的现存量为3.4695~4.8536 t/hm2,最大持水量为64.225~66.125mm;华北落叶松白榆混交的植被类型具有良好的涵养水源能力,为164.563 t/hm2;灌木纯林和灌木混交林在实际调查中表现较差,在今后的森林经营中应考虑营造针阔混交林。     

子午岭主要森林类型土壤种子库研究

对子午岭天然油松林、人工油松林、人工落叶松林、人工刺槐林四种林分的土壤种子库特征初步研究结果表明 :人工油松林种子库储量平均为 675 .9粒 /m2 ,人工刺槐林为648.8粒 /m2 ,人工落叶松林为 839.4粒 /m2 ,天然油松林为 45 5粒 /m2 ,各林分土壤种子库储量属中等水平 ;本次调查的天然油松林种子库种子活力为零 ,人工油松林种子库活力种子占 0 .5 % ,人工落叶松林种子库活力种子占 4.2 % ,刺槐林种子库活力种子占 74.4%。除人工刺槐林种子库种子质量较高外 ,针叶林各林分种子库种子质量都较差 ;人工油松林林下油松幼苗的分布密度平均为 1～ 3株 /m2 ,人工刺槐林林下多见灌木幼苗 ,另两种林分林下幼苗较少 ,表明不同林分土壤种子库种子都具有一定的萌发能力 ;从各林分土壤种子库的组成看 ,主要树种的种子在种子库中所占比例都在 85 %以上 ,人工油松林土壤种子库物种多样性指数较高 ,而其它林分土壤种子库物种多样性指数均较小 ;土壤种子库中 80 %左右的种子集中分布在枯枝落叶层和 0 - 2 cm土壤层中 ,下层种子数量很少 ;方差分析表明 ,枯枝落叶层厚度、树高、郁闭度、胸径等因子变化对土壤种子库储量影响显著。综合分析认为 ,子午岭主要森林类型土壤种子库能够为林分的天然更新提供基本条件。     

科尔沁沙地南缘典型林分枯落物层与土壤层水源涵养能力研究

研究科尔沁沙地南缘人工林枯落物层与土壤层对该地区水文效应的影响，为该地区之后人工林的经营与恢复提供理论依据。以不同配置模式的人工林为研究对象，利用熵权法对不同配置模式的人工林水源涵养能力进行评估。对于不同配置模式中的枯落物持水量与浸水时间、枯落物吸水速率与浸水时间以及土壤入渗时间与入渗速率进行拟合，均呈现出显著的函数关系；针阔混交林模式在枯落物有效拦蓄量、土壤最大持水量、土壤有效持水量和毛管持水量中均为最大，灌木纯林最小，其它的配置模式在枯落物层和土壤层的水文过程中表现有所差异；运用相关性分析和主成分分析对林地涵养水源指标进行分析和因子筛选，最终筛选出9个指标对6种不同的配置模式进行枯落物层和土壤层水文效应进行综合评价，表明水源涵养能力最强的针阔混交林模式，并且不同配置模式中混交林在枯落物层与土壤层的整体表现都优于纯林。     

祁连山区沙棘人工林生态经济效益分析

通过对沙棘人工造林效果的调查,分析总结出了沙棘人工林的生长规律;沙棘地上生物量随年龄增长之间有Y=0. 0002X5 -0. 0658X4 +0. 686X3 -2. 5659X2 +2. 2501X+3.3027(R=0. 96)的规律;沙棘产果量与地上生物量之间有Y=-0. 0819+0. 2299X-0. 0018X2(R=0. 99)的规律;沙棘结实和经济系数有随着树龄的增大而增大,石砾河滩至生长10年以后开始逐渐下降的规律;进一步分析了沙棘人工林对改善土壤物理性质的作用和生态水文功能。结果表明:沙棘林可降低土壤容重,增加土壤含水量; 10年生沙棘林枯落物厚度平均在1~3cm,枯落物重22t/hm2,水容量为绝干重的2. 12 ~4. 25倍;蓄水量达13. 65 ~23. 37t/hm2;林冠郁闭度在0. 7~0. 8时,林冠对降雨的截留量为39. 3%;林地0 ~20cm土壤的初渗率为16. 165#/min是对照区的8. 7倍;稳渗率为2. 4#/min是对照区的2. 53倍。     

六盘山四种典型森林生态水文功能的综合评价

为合理评价水源涵养林垂直结构改变对其水文功能的影响,在对宁夏六盘山香水河小流域内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)林冠层、枯落物层、土壤层的结构指标和功能指标测定的基础上,采用层次分析法建立了林分生态水文功能的层次结构模型,并用综合评分法对4种典型林分进行了评价。结果表明:林冠层生态水文功能以华北落叶松人工纯林最优,枯落物层以华北落叶松+灌木复层林最优,土壤层以稀植乔木的天然灌丛林最优。不同林分生态水文功能整体表现为华北落叶松+灌木复层林(0.902)>稀植乔木的天然灌丛林(0.893)>华北落叶松人工纯林(0.782)>天然灌丛(0.708),说明复层林的综合生态水文功能要好于单层林,表明在六盘山营林区对华北落叶松人工纯林进行林下补植灌木和对退化的天然灌丛稀植乔木等措施有助于林分生态水文功能的发挥。     

内蒙半干旱低山丘陵区林下植物群落数量特征研究

林下植物群落的物种组成和结构不但影响森林生态系统的稳定和可持续发展,也影响着其服务功能的发挥。根据对内蒙半干旱低山丘陵区(武川县东坡林区)的人工及天然林研究表明:(1)当地林下植物一般以一年生植物、隐芽植物和地面芽植物种占绝对优势,3项合计占到所有植物种数的72~100%;(2)各种林地林下灌木层和草本层盖度都很低,分别为0~5.02%和1.94~17.56%;林下植物(灌木层+草本层)的总盖度大小顺序为:云杉林(55.02%)>小叶杨林(17.56%)>白桦林、白榆林和山杨林(5.45~8.40%)>荒草地对照(4.63%)>油松林、落叶松林和油松+落叶松林(2.10~4.09%);(3)各种林地林下优势植物种类差异不大,灌木层优势种类以绣线菊(Spiraea salicifolia)、蒙古荚蒾(Viburnum mongoli-cum)为主,草本层优势种类以羊胡子草(Carex rigescens)为主,其次有各种蒿类(Artem isia)、冰草(Agropyron cristatum)、灰藜(Chenopodium album)、苦菜(Mulgedium tataricum)和红芪(Hedysarum polybotrys)等;(4)林下灌木既少且物种多样性极低,林下草本层物种多样性指数也不大。各林地林下植物(灌木层+草本层)总的物种多样性指数和(丰富度指数、多样性指数、均匀度指数之和)大小顺序为:小叶杨林(5.83)>白榆林、油松林、油松+落叶松林(5.03~5.50)>白桦林、荒草地对照(4.48)>山杨林(3.28)>落叶松(2.89)>云杉林(1.13)。     

华北土石山区不同造林密度的油松林结构与功能研究

对北京八达岭林场32年生5种造林密度(2000株/hm2、1500株/hm2、1200株/hm2、1000株/hm2、800株/hm2)阴坡油松林生物多样性、碳密度、水源涵养等功能进行调查与实验,结果表明:随着林分密度的减小,林木生长状况良好,林下植被层各种生物多样性指数较其它林分高,并伴随着出现辽东栎等其它栎类更树种的生长;800株/hm2的阴坡油松林蓄积为108.19m3/hm2,是2000株/hm2油松林蓄积的1.22倍;不同密度油松林生态系统碳密度范围为107.43 t/hm2-174.30 t/hm2,平均碳密度为135.99 t/hm2,且随着密度增大而减小。油松林碳密度主要有三个部分组成:植被层、枯落物层和土壤层,其空间部分为土壤层>植被层>枯落物层,林地土壤的碳密度是相当可观大的,碳密度平均为90.34 t/hm2以上,地上部分碳密度与地下(包括土壤、树根和死地被物)碳密度之比平均为1?3.173;油松林地的稳渗速率、产流量随林分密度的增大而减小,这对增加该地区的径流水量、涵养水源能力具有重大意义。产沙量也随密度的增加而减少,这对选择油松800株/hm2作为最优林分密度是不利因素,但从北京的多年降雨来看,这种影响对我们选取油松在800株/hm2作为首选经营密度还是较小的。     

五台山两种林分不同层次对氮的截留效应初探

在氮(N)沉降不断增加和气候变化的背景下,为研究五台山典型亚高山林分各层次对N的截留效应,在五台山选择两种林分:华北落叶松林(HL)和云杉×华北落叶松混交林(YH),于2016年5月至9月,采集大气降雨、林内雨、枯落物渗滤液、地表径流,检验水体pH和TN、NH_4~+、NO_3~-浓度。结果表明:五台山降雨呈弱酸性(pH 6.89),HL林冠层及土壤层对水体pH缓冲效果优于YH。HL林冠层截留了降雨中TN、NH_4~+,YH林冠层则释放了TN、NH_4~+、NO_3~-。HL枯落物层截留了NO_3~-,YH枯落物层则拦截了NH_4~+。HL和YH土壤层都拦截TN、NH_4~+、NO_3~-,但HL林内雨、枯落物渗滤液和地表径流中TN、NH_4~+、NO_3~-浓度全部低于YH。因此,HL对水体中N的截留能力优于YH,且土壤层是改善水质的主要层次。     

山西太岳山31年生华北落叶松人工林碳汇功能的研究

人工林生态系统的固碳作用对缓解全球气候变化发挥着重大的作用.以山西太岳山31年生落叶松人工林为研究对象,通过野外调查和室内分析,对其生物量、各组分碳含量、碳储量及空间分布进行了测定.结果表明:1)华北落叶松单木生物量和胸径、树高之间存在紧密的相关关系.林分平均生物量为166.82t·hm-2.各层次按大小排列为:乔木层(111.95t·hm-2)＞枯落物层(36.67t·hm-2)＞草本层(17.85t·hm-2)＞灌木层(0.35t·hm-2).2)华北落叶松人工林生态系统各组分平均碳含量为(单位:gC·g-1):树干0.4846、树皮0.5030、树枝0.4753、树叶0.4732、根系0.4563、灌木层0.4161、草本层0.2898、土壤层(0～60cm)0.0176,随着土壤深度增加碳含量逐渐降低.3)华北落叶松人工林生态系统总碳储量为178.3t· hm-2,其中土壤层为最大碳库,储量为112.97t·hm-2,占总碳储量的63.36％.植被层总碳储量为59.06t·hm-2,占总碳储量的33.13％.按大小顺序排列为乔木层54.06t·hm-2、草本层4.85t· hm-2、灌木层0.15t· hm-2.枯落物层碳储量为6.26t·hm-2,占总储量的3.51％.4)华北落叶松人工林乔木层年净生产力为9.21t·hm-2·a-1,碳素年平均固定量为4.38t·hm-2·a-1.     

放牧对内蒙古典型草原枯落物积累及分解的影响

文中依托中国农业科学院草原研究所锡林浩特试验基地的放牧控制试验平台,测定了大针茅+羊草草原不同放牧强度下枯落物量及厚度,采用分解袋法测定了不同放牧小区内的枯落物残留率和分解速率,研究了短期放牧时间内,放牧强度对大针茅+羊草草原枯落物分解的影响。研究结果表明:1)不同放牧强度下枯落物现存量存在极显著差异(p <0. 01),且随放牧强度的增加而减少,极重度放牧下枯落物现存量比CK减少了95. 49%;2)不同放牧强度下枯落物厚度存在显著差异(p <0. 05),且随放牧强度的增加而减少,比CK减少了25. 93%~93. 22%;3)分解第一年,枯落物质量损失率最大,为45. 75%~53. 1%,尤其是分解的前90天(6~8月),水热条件较好,有利于土壤微生物的生长和繁殖,对枯落物的分解具有促进作用,枯落物质量损失率达到20%左右。分解第二年枯落物分解变慢,质量损失率为12. 55%~20. 8%。4)放牧不同程度的加快了枯落物的分解,轻度和中度放牧强度下分解速率最快,其次为重度和极重度放牧,围封对照区枯落物分解最慢,说明适度放牧更有利于枯落物分解。     

宁夏六盘山水源区华山松次生林的生长季水量平衡与产流特征

为揭示典型森林生态系统对水文过程和产流功能的调控机制,文中在宁夏六盘山区,选择了华山松次生林样地,观测了2011年生长季(5月24日至10月20日)的水文过程,分析了水量平衡与产流特征。结果表明:2011生长季总降水量为724.3mm;华山松林分冠层截留量(率)为102.3mm(14.13%);林下降水量(率)为622.0mm(85.87%);枯落物层渗漏水量(率)为424.3mm(58.59%);0-30cm土层渗漏水量(率)为275.9mm(38.09%)。华山松林的生长季总蒸散为477.1mm,各蒸散分量(mm)对总蒸散的贡献表现为林木蒸腾(222.9)>林下蒸散(151.9)>植被截持(102.3)。水量平衡计算表明,该年生长季降水量可充分满足华山松林蒸散耗水需要,林地产水量(0-30cm土层的净流出量)为252.7mm。     

人工种植红豆草对灰棕荒漠土改土效应的研究

在甘肃河西走廊的灰棕荒漠土上,进行了人工种植红豆草对灰棕荒漠土改土效应的研究,结果表明:3年生红豆草鲜草产量64.50 t/hm2,折干草22.57 t/hm2,产值为1.47万元/hm2;与CK比较,0～20 cm耕层田间持水量、团聚体、总孔隙度分别增加12.05%、18.33%和15.47%,容重、pH分别降低0....     

山西吕梁地区三种林分土壤养分与碳密度关系研究

通过在山西吕梁地区分别在山杨(Populus davidiana Dode)、落叶松(Larix principisrupprechtii)、油松(Pinus tabulaeformis)林内设置样地进行林分结构和土壤调查采样,测定了土壤有机碳密度和养分含量,分析了不同林分对土壤有机碳积累的差异性及其影响因素。结果表明:该研究区三种林地土壤有机碳密度山杨林(57.08kg/m2)>落叶松林(16.54kg/m2)>油松林(6.71kg/m2);油松林、落叶松林土壤有机碳密度随着土层深度递减,山杨林则在10-30cm土层土壤有机碳碳密度最低,土壤表层与深层都具有富集作用。土壤中的TN、TP和有机质的含量与土壤有机碳之间的差异变化规律基本相同,山杨林也表现出表层和深层含量较高的特点,相关分析结果说明三种林分类型土壤养分与土壤有机碳碳密度密切相关。     

大兴安岭北部兴安落叶松原始林倒木研究

倒木是森林生态系统的重要组成部分之一,在森林生态系统中发挥着许多重要、独特的生态功能。对大兴安岭北部兴安落叶松原始林倒木进行研究,发现平均每块样地共有兴安落叶松和白桦倒木32株,总材积为14.92m3,大约165m3/hm2,兴安落叶松占78%。研究认为,在大兴安岭兴安落叶松林生态系统,兴安落叶松的浅根性生理特征是影响倒木输入的内在原因;风和多年冻土是影响倒木输入的重要生态因子。由于大兴安岭林区低温高湿的环境,倒木分解非常慢,其中Ⅱ、Ⅲ级腐烂级倒木的现存量最多,兴安落叶松倒木的分解常数是0.0136/a(R2=0.9557),白桦为0.3508/a(R2=0.8789)。倒木的产生为森林经营管理提出了警示,预示达到成熟年龄的林分要及时进行抚育渐伐,避免树木心腐而浪费资源;同时,倒木的发生及其分解产生了很多重要作用和病虫害以及森林火灾隐患,应进行合理地管理利用。