黄土高原沟壑区阳坡侧柏集水造林集蓄比试验研究

按照水量平衡原理,采用水平阶整地的方式,对黄土高原沟壑区阳坡在不同集蓄比时的土壤水分分布规律,树木耗水规律、成活率、生长量和投入费用等进行了研究,汛期是黄土高原沟壑区土壤水分盈余最大的时段,休眠期是土壤水分亏缺最大的时段。通过集水造林整地,汛期可最大限度地集蓄有效降水,提高土壤含水率,缓解春季和汛前土壤水分亏缺,提高苗木成活率并促进林木正常生长。黄土高原沟壑区阳坡造林适宜的集蓄比为4∶1,适宜的造林密度为1 000株/hm2。     

黄土高原径流林业技术研究

以降水资源环境容量为基础控制林分密度,试验了不同集水技术对林地土壤水环境的改善作用,对林木生长的影响及集水技术的适用性.10年试验研究和大面积示范结果表明,在年降水量410mm左右地区造林,林地坡面经过不同的防渗处理,当每株树具有8m~2的集水面时,可使2m~2的植树带内收集到570～1270mm降水,造林成活率最高达到98%,林木生长量可提高40%～80%.     

渭北黄土区人工刺槐林生长与生物量效应

通过比较黄土区不同立地条件刺槐人工林各器官生长指标及126株解析木生物量实测资料,分析不同密度刺槐人工林的生长与生物量状况,揭示林分不同径级的密度变化特征,拟合单株生物量与胸径、树高的生长模型.结果表明:在撂荒地、坡耕地和荒坡地营造刺槐林后,随林龄的增长和密度的变化,单株总生物量均表现为平均树干占47.1％,树枝和根系分别占22.22％和25.41％,树叶和果实的比例最低,而且高密度林分内林木的树干生物量均小于低密度林分.同时,30年撂荒地造林密度为1 050株/hm2时,24 cm径级树干生物量占65.5％;35年坡耕地造林密度950株/hm2时,24 cm径级树干生物量占58.39％;30年荒坡地造林密度1 410株/hm2时,24 cm径级树干生物量占51.6％.另外,30年中小径级的树木占林分总密度的67.62％,35年中径级的树木占林分总密度的52.84％.从刺槐生长状况分析结果看,黄土区刺槐人工林的适宜密度为950 ～1 050株/hm2,并应对该区生长30～35年的中径级刺槐林进行合理间伐利用,方可获得较高的生物产量.     

黄河三角洲重盐碱地白刺造林技术的研究

白刺是野生灌木,抗性强,能够在重盐碱地上生长;抗干旱,有很好的水土保持效果。选择白刺在黄河三角洲重盐碱地上进行了耐盐能力及其栽培技术的试验。结果表明白刺耐盐能力很强,在土壤含盐量达2 5%时,造林成活率仍可达90%以上,并具有明显的抑盐改土作用。整地能够提高白刺造林成活率,促进生长。造林成功的关键技术措施是在土壤含盐量0 6%以上的造林地上,以两耕两耙法进行整地,造林密度以1665～2505株/hm2为宜,在雨季进行容器苗栽植,控制杂草生长。不同种源的白刺造林结果表明,大义路种源表现最好。     

青海云杉造林密度与水源涵养功能的响应关系

以青海省大通县安门滩小流域7种造林密度的青海云杉人工林为研究对象,利用浸水法、环刀法测定林下枯落物、草本层及0—60cm土壤层的持水量,定量评价不同密度的青海云杉人工林水源涵养功能。结果表明:(1)不同造林密度下的林分枯落物最大持水量变化范围为1.97～7.60m3/hm2,枯落物持水量最大的造林密度为1 725株/hm2,造林密度为2 300株/hm2的枯落物持水量最小;不同造林密度的林下草本层持水量变化范围为1.97～7.17m3/hm2,林下草本层持水量最大的造林密度为1 575株/hm2。(2)0—60cm土层的水源涵养功能与土壤物理性质、土壤渗透性及贮水性密切相关,土壤容重的变化范围为1.20～1.43g/cm~3,土壤总孔隙度变化范围为46.53%～53.30%,土壤容重与土壤总孔隙度随造林密度变化趋势呈负相关,密度1 575株/hm~2的林地具有最小的土壤容重和最大的土壤总孔隙度;土壤渗透性能主要取决于土壤的非毛管孔隙度,二者呈显著性相关,密度为1 575株/hm~2的土壤渗透性能最强,密度为2 300株/hm2的林分土壤渗透性最差;0—60cm土层的饱和蓄水量变化范围为2 792.50～3 197.90m3/hm2,造林密度为1 575株/hm2的土壤饱和蓄水量最大。(3)利用林地总贮水量评价水源涵养功能,林地总贮水量大小依次为D1575(3 207.37m3/hm2)D2300(3 164.67m3/hm2)D1900(3 157.17m3/hm~2)D1650(3 141.12m3/hm2)D1475(3 105.91m3/hm2)D1725(2 998.32m3/hm2)D1350(2 803.68m3/hm2)。研究结果说明造林密度为1 575株/hm2的青海云杉林水源涵养能力较好,这与当地2m×3m的造林规格相匹配,为青海黄土高原高寒区的青海云杉人工林可持续经营提供理论依据。     

北京山区不同密度油松结构与功能研究

对北京八达岭林场32 a生5种造林密度阳坡油松林生物多样性、蓄积量、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;1200株/hm2的油松林蓄积最大为95.53 m3/hm2,但从单株蓄积量来看,不同密度的油松林单株蓄积随着油松林密度的减小而增大,油松800株/hm2的单株蓄积为0.101 7m3/hm2,是2 000株/hm2单株蓄积的3.17倍.不同密度油松林生态系统碳密度范围为78.87～142.13 t/hm2,平均碳密度为119.14 t/hm2,且随着密度增大而减小.油松林碳密度主要有3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,林地土壤的碳密度平均为79 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1/3.30;油松林地的稳渗速率、产流量随林分密度的增大而减小,这对增加当地的径流水量、涵养水源能力具有重要意义.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,这种影响对选取油松在800株/hm2作为首选经营密度还是较小.     

不同造林密度对尾巨桉生长的影响

对不同造林密度的尾巨桉林分生长指标进行分析,结果表明:不同密度下的尾巨桉其林木的胸径以及单株材积都有较大的差异,同时对树高也有一定的影响,但差异不显著。不同造林密度对尾巨桉胸径和单株材积的影响为:林分平均胸径和单株材积随着密度的增大而变小,单株材积和平均胸径达到最大时的造林密度为1110株/hm2;当造林密度为3 086株/hm2时,林分的蓄积量最大。     

不同密度樟子松固沙林土壤水分特征

[目的]探讨樟子松固沙林合理栽植密度,为进一步深入分析樟子松固沙林水量动态平衡、衰退原因及林分稳定性评价提供参考。[方法]以科尔沁沙地南缘3种密度(400,600和800株/hm2)的33a樟子松固沙林为研究对象,连续监测了生长季降雨、0—200cm土壤含水量、200cm以下渗漏量,分析了3种密度下土壤水分特征及差异。[结果](1)3种密度下土壤水分时空变化趋势基本一致,0—30cm为降雨影响剧烈层,60cm以下受40mm降雨影响,降雨结束后均表现蒸渗型水分消退特征,之后转换为蒸散型;(2)0—200cm土壤体积含水量大小为:400株/hm2600株/hm2800株/hm2,且差异显著(p0.05);(3)200cm以下均有水分渗漏,其中800株/hm2最低,为0.4mm。[结论]丰水年3种密度林分基本能够维持水量平衡,但正常降水或极端降水年份会增加土壤蓄存水消耗,可能出现水分亏缺或衰退现象。建议生产中樟子松固沙林适宜密度应控制在400株/hm2左右。     

青海大通退耕还林地林分水分生产力研究

 为了解青海东部黄土高原寒区退耕还林地人工林的水分生产力水平,2001—2003年对青海省大通县退耕还林的人工林进行了群落蒸散测算、标准地生物量调查和解析木分析,并研究了青杨灌木混交林、白桦紫果云杉混交林、华北落叶松纯林、紫果云杉纯林、白桦纯林等11种林分类型退耕还林人工林的林木水分生产力。结果表明:1)3 000株/hm2左右密度的林分是该区较为适宜的造林密度标准;2)在目前的技术经济水平条件下,2 1003333株/hm2密度的青杨灌木混交林成林、白桦纯林、紫果云杉纯林和白桦紫果云杉混交林水分生产效率居所有林分之首,其水分生产力指标可作为该地区常规造林技术条件下乔木成林的水分生产力标准;3)3000株/hm2左右密度的青杨灌木混交林、白桦紫果云杉混交林、紫果云杉纯林和白桦纯林成林的水分生产潜力基本达到了目前当地林木的最大生产能力。表明上述林分类型的造林模式可作为今后退耕还林工程和林业生态工程建设的发展方向。     

干旱半干旱地区先进造林技术与效益分析

黄土高原干旱半干旱地区土壤肥力低 ,水土流失严重 ,严重制约了生态环境的建设 ,长期以来造林成活率低、保存率不高 ,并且林木生长缓慢。在该地区采用ABT生根粉蘸根、吸水剂浸根、根宝泡根或喷树干等措施进行造林试验示范 ,结果表明 ,几种新技术造林比对照提高成活率 14 7%～ 33 5 % ,保存率稳定在 95 %以上 ,幼林生长量 (树高 )增加13 %～ 136 4% ,节约造林经费 12 9～ 36 9元 /hm2 ,效果显著。该项造林技术应在黄土高原地区水土保持生态环境建设中广泛应用和推广     

土工织物保土保水试验研究

土工织物作为陡坡植树的集水、保水、蓄水材料,尤其适用于水平沟、鱼鳞坑植树,可有效集蓄降水、防止蒸发、提高造林成活率。土工网垫包裹种植土和种子,直接放置在鱼鳞坑或陡坡上(不用挖坑),可达到蓄水造林的目的。试验结果表明:土工织物水平沟内刺槐、侧柏的成活率在95%以上,土工网垫鱼鳞坑内树木成活率达80%,土工网垫坡面放置树木成活率为40%,均比对照成活率高;土工织物网垫兼有土工织物和营养土的优点,抗剪强度高、渗透率高、包装运输和施工方便、利于机械化作业、工程成本低。土工织物覆盖虽然短期内投资较大,但可有效集蓄降水,节省上水工程投资,从长远来看,投资效益高,极具推广应用价值。     

黄土高原水土保持对未来地表水资源影响研究

水土保持是生态环境建设的核心。据《全国水土保持建设规划》 ,2 0 0 1～ 2 0 5 0年 ,黄土高原将新增基本农田12 45万hm2 、骨干坝 2万座、林草地 2 965万hm2 。水土保持措施将对地表水资源量产生重大影响 ,林草措施年减少径流量2 2 2 3亿m3 ,水平梯田年拦蓄径流量 3 7 4亿m3 ,坝地年拦蓄 60 0 0万m3 。水土保持措施将给黄河下游年减少 7～ 8亿t泥沙 ,但也要年减少约 60亿m3 径流量。介绍了各种水土保持措施的水文效应。     

林下植被对半干旱区不同密度刺槐林地土壤水分环境的指示作用

 研究林下植被对不同密度林地土壤水分环境的指示作用,可以为造林营林中的密度调控、提高林分生产力和林分稳定性等,提供理论根据。为此,对山西黄土丘陵沟壑区的14年生人工刺槐(Robiniapseudoacacia)林6种造林密度(1.5m×2m、1.5m×3m、1.5m×4m、1.5m×5m、1.5m×6m、1.5m×7m)林分的土壤水分、林下光照强度等环境因子进行观测,同时,采用样方调查法,对不同密度林内的树木生长情况和林下植物的类型、数量、分布及发育状况进行了研究。结果表明:密度小的林分内,各小环境指标均优于密度大的林分,其中土壤水分、光照强度有显著的随林分密度增大而减小的趋势,刺槐林地内随着林分密度的增大,渐渐出现干旱、半干旱地区成龄人工林土壤干化的现象,林下植被的种类和数量相应减少,物种丰富度和物种多样性指数也降低,且逐步由以鹅观草(Roegneriakamoji),小菅草(Themedaminor)为典型的中生植物,向以角蒿(Incarvilleasinensis),灰绿藜(Chenopodiumglaucum)为典型的旱生植物过渡,反映出林分内的小环境条件随林分密度变化的特征。因此,在半干旱区造林和营林中,密度不可过大,以便提高林分生产力和林分稳定性。     

半干旱区径流调控工程林草间作模式土壤水分及效益研究

为解决林地土壤干化问题,安定区退耕还林(草)工程实施了以隔坡水平阶为主体的径流调控工程。对隔坡水平阶不同部位2 m土层内土壤水分含量和不同植物措施的保存率、产出效益的调查分析表明,在退耕地实施的隔坡水平阶,大旱之年2 m土层内土壤含水率平均达到6.95%,其中产流区达到7.05%、蓄水区达到6.63%;侧柏林保存率达到92%,多年生紫花苜蓿鲜草产量达到22 417 kg/hm2。以径流调控工程为依托的退耕还林(草)工程实施后,全区森林覆盖率由9.8%提高到11.2%,林草覆盖率达到19.45%,取得了显著的生态、经济、社会效益。     

西北半干旱区林地土壤水分动态研究

研究结果表明,影响半干旱区林地土壤水分的主要因素为降水量及树种适宜性。土壤有效水日益降低,土层不断干化,其程度与林木生长发育状况呈负相关。林分对土壤水的消耗量大于自然补偿量,灌木林适应性较乔木强,生育状况较乔木好。对土壤水的消耗和干化程度亦较乔木严重。各土层含水量随降水而波动,波动幅变随深度增加而变小,林地土壤含水高峰在9～4月,低峰在7～8月。西北半干旱区造林应选择抗旱灌木,发展聚流灌溉,降低造林密度,除个别树种外,成林密度在200株(丛)/亩以下。     

活动式坡地集雨及滴灌系统研究

雨水利用是干旱半干旱地区农业发展的生长点，该文依据干旱半干旱地区自然降水特征、农耕地分布特点、农业种植制度、作物需水与土壤水分动态变化规律，提出了“上坡春季种粮，秋季覆膜集雨，地边打窖贮水，补灌下部作物”的坡地活动式集雨及灌溉系统，并对其集雨效率、农田水分效应和系统产出效益进行了试验研究。研究结果表明，该系统具有集水效率高、保水效果好和增产效益明显的优点，是一种适合于干旱半干旱地区的集雨灌溉农业模式。     

不同植被恢复模式土壤水分生态效应研究

采用野外调查、定点观测与室内分析相结合的方法,对渭北旱塬丘陵沟壑区不同植被恢复模式(A组为刺槐林1和荒坡,B组为封育和未封育,C组为刺槐林2和农田)土壤水分的变化规律进行了研究。结果表明,不同植被恢复模式土壤水分的季节动态变化趋势基本一致,近似于抛物线形,但也存在一定的差异。10月份以前,A、B两组植被恢复模式的土壤含水量均小于对照,此后较对照明显提高,说明在降水较少的月份,尤其是旱季,保水效果好;C组中,刺槐林2土壤含水量表现出和农田基本相似的变化趋势,且土壤含水量始终较农田高。3组不同植被恢复模式土壤水分平均值总体上随土层深度的增加而逐渐增加,当年降水对土壤水分的补偿作用均较好;其变异系数总体上随着土层的增加而逐渐减小;3组不同植被恢复模式不同层次土壤水分的变化幅度差异较大,随着土层深度的加大,土壤水分含量随时间的变化幅度呈减少趋势。     

黄土高原清水河流域降水-径流的响应关系

宁夏清水河流域地处黄土高原干旱、半干旱地区,选取清水河流域出口泉眼山水文站及气象站1989—2019年逐日径流和降水数据,并通过Chapman-Maxwell法对清水河流域径流时间序列进行基流分割,并将基流分割的结果应用于径流事件的分离,来探究径流事件对降水的响应特征。结果表明：(1)宁夏清水河流域降水量、径流量和基流量整体上均呈现上升趋势,经Mann—Kendall检验未发现突变显著的时间点,日降雨量10 mm以下的降水呈现增加趋势,年内降水主要分布在5—9月,占比达81.72%。(2)基于日径流时间序列,在清水河流域近30年间共分离出58次径流事件。在旱季降水总量与降雨强度显著相关,在土壤湿度和流域内水量存储条件的影响下,干旱时期的径流过程对事件前期降水响应较为敏感;在雨季,降水总量和降水强度是径流量的主要影响因素。(3)土壤水分对径流事件特征的影响具有阈值的变化,当前10天降水量未达5 mm时,峰值流量对其响应敏感。     

黄土丘陵沟壑区鱼鳞坑雨季土壤水分状况

在黄土高原半干旱地区,降水是限制植被生长的主要限制因子。鱼鳞坑作为一种集水措施在人工造林中被普及推广。为研究鱼鳞坑雨季的集水功能,对样地鱼鳞坑内部、上部及侧面坡面典型部位的土壤水分进行了连续性监测,结果显示：7—8月,鱼鳞坑内的平均土壤含水量维持在低于鱼鳞坑外部坡面的水平;鱼鳞坑内20～40 cm土层是土壤水分的主要利用层,鱼鳞坑的集雨效果表现在40～60 cm土层上;单个鱼鳞坑的集雨效果存在差异性,这种差异性主要表现在有径流产生的降雨期。单个鱼鳞坑的集雨效果受鱼鳞坑的布置模式、施工工艺等因素的影响。     

黄土高原不同规格鱼鳞坑土壤水分状况研究

鱼鳞坑是坡面水土保持的一项工程治理措施,同时又是一种坡面植树造林的整地方法。由于鱼鳞坑施工简单,在拦蓄地表径流,保持水土,促进林木生长等方面作用比较显著,因此得到广泛应用。为了研究不同规格鱼鳞坑的土壤水分变化,采用固定点监测方法对陕北黄土区4种规格的鱼鳞坑土壤水分进行了对比研究。结果表明,在半阳向陡坡和极陡坡上,4种规格鱼鳞坑土壤含水量表由大到小表现为：中规格〉大规格〉较小规格〉小规格〉对照,而在半阴向缓坡和阴向缓坡上,4种规格鱼鳞坑土壤含水量由大到小依次为：大规格〉中规格〉较小规格〉小规格〉对照。