氮沉降下滇中高原森林凋落物分解特征对其持水性的影响

研究模拟氮沉降下凋落物分解特征对其持水性的影响，旨在为氮沉降背景下森林生态系统养分循环和水分循环相关研究提供理论依据。以滇中高原常绿阔叶林和高山栎林为研究对象，在野外开展模拟氮沉降下凋落叶、枝原位分解研究试验，设置0(对照CK),10(低氮LN),20(中氮MN),25(高氮HN) g/(m²·a)N共4种处理，利用尼龙网袋法和室内浸泡法，探究不同处理下凋落叶、枝质量残留率、持水量和持水率及吸水速率变化特征。结果表明：(1) 2种林分凋落叶、枝质量残留率随分解时间延长而减少；与CK质量残留率相比，LN处理2种林分凋落叶、枝无显著影响(p>0.05),MN和HN处理使常绿阔叶林凋落叶分解第16,19,23,24个月和HN处理高山栎林凋落叶分解第16个月分别增加5.05%～7.45%,7.88%～8.62%,4.72%。(2)与CK分解95%所需时间相比，LN处理使常绿阔叶林凋落叶、枝和高山栎林凋落枝分别增加0.549,0.366,0.402年，高山栎林凋落叶则减少1.011年，MN和HN处理使2种林分落叶、枝增加0.236～3.638年。(3)分解时间和氮沉降...     

亚热带地区3种喀斯特林分凋落物组成对其持水性能的影响

[目的] 揭示亚热带不同喀斯特林分凋落物组成对其持水性能的影响，为丰富森林生态水文研究和加深凋落物层与水文功能关系的认识提供科学依据。 [方法] 收集亚热带喀斯特区的青冈林、青冈+光蜡树林、化香树+密花树林3种代表性林分的凋落物层，将其分为半分解、未分解枝、未分解叶和其他未分解凋落物4种成分，选择每种林分前3种主要成分分别按0%，20%，40%，60%，80%和100%比例混合成21组质量相同、组成比例不同的处理(3种林分共63组处理)。采用浸水法研究其持水性能。 [结果] ①3种林分类型不同组成凋落物的持水率和吸水速率分别与浸水时间呈对数函数关系(R²≥0.718)和幂函数关系(R²≥0.998)；在各浸水时段的持水率和吸水速率以化香树+密花树林纯未分解叶凋落物最大，青冈+光蜡树林纯未分解枝凋落物最小； ②凋落物的持水率和吸水速率均与未分解叶比例呈极显著正相关关系(p＜0.01)，与未分解枝的比例呈极显著负相关关系(p＜0.01)，与半分解凋落物的比例无明显关系； ③3种林分类型凋落物层的总蓄积量及其最大持水量无显著差异，但青冈林凋落物层的最大吸水速率显著高于化香树+密花树林。 [结论] 凋落物组成显著影响其持水性能。在凋落物生态水文效应研究中应综合考虑凋落物蓄积量及其组成的影响。     

燕山西部山地灌木群落凋落物积累量及其持水性能研究

对燕山西部山地常见的榛子灌丛和绣线菊灌丛两种灌木群落凋落物的积累量及其持水性能进行了研究.结果表明,榛子灌丛和绣线菊灌丛凋落物的积累量明显低于两种乔木林-白桦林和落叶松林,榛子灌丛又明显高于绣线菊灌丛;封育有利于提高绣线菊灌丛凋落物的积累量.凋落物最大持水率由高到低的顺序依次为:榛子灌丛(311.91%)落叶松林(288.54%)白桦林(232.89%)绣线菊灌丛(包括封育与未封育)(156.84%和155.44%).不同群落类型凋落物吸水速率与吸水时间之间可以用幂函数关系进行描述.榛子灌丛凋落物初始吸水速率最大,其次为白桦林和落叶松林,绣线菊灌丛最低.两种灌木群落凋落物的持水量明显低于白桦林和落叶松林,榛子灌丛又明显高于绣线菊灌丛.两种绣线菊灌丛凋落物持水量极低,但封育可以明显提高凋落物的持水量.     

龙门山断裂带主要森林类型凋落物累积量及其持水特性

采用野外实地调查与室内控制浸提相结合的方法,对龙门山断裂带常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、常绿针叶林4种森林类型的凋落物储量、持水量、吸水速率进行了研究。结果发现,不同森林类型凋落物总储量大小顺序为:常绿针叶林(8.26t/hm2)落叶阔叶林(6.80t/hm2)针阔混交林(5.52t/hm2)常绿阔叶林(4.61t/hm2),且未分解层累积量所占比例均小于半分解层。不同森林类型不同分解程度凋落物的持水量和持水率与浸泡时间均呈对数关系,其吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系。研究区4种森林类型半分解层凋落物的持水能力均强于分解层,而落叶阔叶林和针阔混交林持水能力较强,其次是常绿针叶林,常绿阔叶林最低。研究表明,在该区森林植被恢复和重建过程中,应充分考虑半分解层凋落物对水土保持的作用,且宜优选落叶阔叶林和针阔混交林模式进行森林植被恢复。     

长期氮沉降和地上凋落物处理对半干旱区沙质草地表层土壤碳氮组分的影响

为揭示半干旱区沙质草地生态系统中表层土壤C、N组分对长期氮添加和地上凋落物处理的响应特征,以科尔沁沙地西南部国家野外科学观测研究站建立的长期(9年)氮添加和凋落物处理样地为平台,测定并分析该样地表层土壤环境因子、铵态氮、硝态氮、总有机碳、不同碳氮组分。结果表明:(1)持续9年的氮添加和地上凋落物处理对表层土壤环境因子和不同碳氮组分无交互作用;(2)氮添加处理显著降低土壤pH(p<0.01),增加土壤中硝态氮的含量(p<0.05),其增长幅度为37.57%,并显著增加溶解性有机氮(DON)和易变活性氮(LON)的含量(p<0.01,p<0.05);(3)地上凋落物去除显著降低土壤总有机碳(TOC)、易变缓性碳(IOC)、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)含量(p<0.05);(4)经过9年氮添加和地上凋落物处理,半干旱区沙质草地表层土壤中不同碳氮组分与土壤环境因子间相关性并不密切。即长期氮添加和地上凋落物处理会改变表层土壤不同碳、氮组分的含量,但并未显著改变各碳、氮组分的比值。研究结果为揭示长期氮添加和地上凋落物处理对半干旱区沙质草地土壤C、N贮存和预测未来土壤生物地球化学元素动态研究提供参考资料。     

采煤沉陷区沙柳和小叶杨凋落物分解特征比较

[目的] 探究采煤沉陷区生态修复植物凋落物的分解特征及影响因素,为干旱气候条件下采煤沉陷区的生态修复提供理论依据。[方法] 采用野外分解袋试验的方法,选取沙柳(Salix psammophila)、小叶杨(Populus simonii)和沙柳与小叶杨混合凋落物3个处理,研究分析了在风沙土和黄土基质条件下,3种类型凋落物分解1 a后的残留量、有机碳(OC)、氮(N)、磷(P)、酸性洗涤纤维(ADF)和酸性洗涤木质素(ADL)的含量变化。[结果] ①沙柳凋落物年分解速率比小叶杨和混合凋落物高10%～15%;凋落物在黄土上的分解速率比在风沙土上的速率高13%～23%。②凋落物树种对凋落物OC,N和P含量有极显著(p＜0.01)影响,土壤类型对OC,N,P,ADF和ADL的含量均有显著(p＜0.05)或极显著(p＜0.01)影响,表明树种和分解土壤基质均是影响凋落物养分转化的重要因素。③不同凋落物处理之间,沙柳凋落物的OC,N含量高于混合和小叶杨,而沙柳凋落物的P含量在分解试验前4个月低于小叶杨和混合凋落物,随后接近该值。[结论] 相比沙柳,小叶杨凋落物分解较慢,在土壤上形成覆盖能够保持更长时,更适合作为内蒙古采煤沉陷区主要的修复植物。     

滨海沙地不同人工林凋落物现存量及其持水特性

为了研究滨海沙地沿海防护林凋落物水源涵养功能,采用野外调查和室内浸泡相结合,对滨海沙地4种典型人工林(木麻黄林、湿地松林、尾巨桉林和纹荚相思林)不同分解阶段的凋落物现存量、持水率、持水量和吸水速率进行研究。结果表明:相同林龄的4种人工林凋落物现存量表现为木麻黄林(19.12 t/hm~2)湿地松林(17.51 t/hm~2)尾巨桉林(10.90 t/hm~2)纹荚相思林(10.13 t/hm~2),半分解层凋落物储量占比高于未分解层;4种人工林最大持水率在140.55%～206.47%,为尾巨桉林纹荚相思林木麻黄林湿地松林,最大持水量在20.75～30.85 t/hm~2,为木麻黄林湿地松林尾巨桉林纹荚相思林,4种人工林凋落物最大持水率和最大持水量均为半分解层大于未分解层,不同分解阶段凋落物持水率和持水量与浸水时间呈对数关系;4种人工林不同分解阶段凋落物平均吸水速率在前0.25 h内差异较大,未分解层中尾巨桉林最大为2.05 mm/h,半分解层中湿地松林最大为4.32 mm/h,不同分解阶段凋落物吸水速率与浸水时间均存在幂函数关系;凋落物有效拦蓄深为木麻黄林(2.45 mm)湿地松林(2.04 mm)尾巨桉林(1.87 mm)纹荚相思林(1.72 mm)。综合来看,木麻黄林凋落物的持水能力最强,湿地松林次之,之后是尾巨桉林和纹荚相思林,说明从凋落物水源涵养能力来看,木麻黄林和湿地松林更利于滨海沙地的水源涵养。     

不同人工林凋落叶混合分解速率及其C,N释放动态

对岷江上游连香树、糙皮桦、云南松和云杉4种主要人工林凋落叶进行了凋落叶混合分解试验,探讨了凋落叶混合分解过程中的残留率以及分解过程中C,N含量和C,N释放率的动态变化,为试验区最佳混交树种的选择提供理论指导.结果表明,不同凋落叶分解速率存在显著差异.糙皮桦与云杉,糙皮桦与云南松,连香树与云南松凋落叶混合后对分解过程具有明显的促进作用,连香树与云杉凋落叶的混合对分解的促进作用不明显.放置于阔叶林地的针阔混合凋落叶分解速率较之放置于针叶林地快,且针阔混交有益于凋落叶的分解.在分解过程中凋落叶C含量呈减小趋势,但其释放率反之;N含量在分解过程中,连香树、云杉、云南松凋落叶表现为增加(富集)减小(释放)趋势,糙皮桦表现为减小—增大—减小的变化趋势.针阔林地凋落叶混合后促进了针叶林地凋落叶C和N的释放.     

贺兰山4种典型森林类型凋落物持水性能研究

采用野外实地观测与室内浸提法,对贺兰山4种典型森林类型(油松青海云杉混交林、油松山杨混交林、油松纯林和青海云杉纯林)林地凋落物的储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明:4种类型的林分凋落物储量大小依次为青海云杉纯林>油松云杉混交林>油松纯林>油松山杨混交林;油松纯林、油松云杉混交林、青海云杉纯林和油松山杨混交林的凋落物最大持水量分别为38.46,40.11,46.78,36.35t/hm2;最大持水率分别为152.56%、150.79%、144.43%和184.14%,各林分凋落物的持水量和持水率都随着浸泡时间的增加按照对数方程增加;吸水速率呈现油松山杨混交林>油松云杉混交林≥油松纯林>青海云杉纯林,且各林分的凋落物吸水速率随浸泡时间的增长按幂函数方程下降。有效拦蓄量林型间变化范围为10.7～15.73t/hm2,油松山杨混交林最大,为15.73t/hm2,油松纯林(14.05t/hm2)和油松云杉混交林(11.98t/hm2)次之,青海云杉纯林最小,仅为10.7t/hm2。     

单性木兰生存群落凋落物及土壤水文生态效应

[目的]分析广西壮族自治区木论自然保护区单性木兰成片分布区群落的凋落物和土壤水文效应,为更好地评价单性木兰生存群落的水文生态效应提供依据。[方法]在单性木兰成片分布区内,采用样方法,对单性木兰生存群落林下凋落物层和土壤层水文生态做定量研究。[结果]林分凋落物现存量为11.68t/hm2,最大持水总量为19.46t/hm2,有效拦蓄能力为13.87t/hm2;半分解层凋落物现存量远大于未分解层,占整个蓄积量的77.06%,其有效拦蓄量也占整个拦蓄量的75.56%。林分土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度分别为1.14~1.26g/cm3,51.36%~68.68%,41.58%~45.73%,8.80%~27.10%,土壤最大持水量和有效持水量分别为868.75~941.04,64.00~133.73t/hm2。林地总蓄水量变化范围79.75~148.74t/hm2。[结论]单性木兰成片分布区林地蓄水功能主要集中在土壤层中,林分密度对土壤容重和土壤有效持水量有显著影响。     

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。     

黄土丘陵区不同植被类型枯落物持水效能研究

选择陕北绥德县王茂沟流域5种不同退耕还林植物枯落物进行浸水试验,对其枯落物蓄积量、持水量与吸水速率进行了分析。结果表明:(1)5种植被类型枯落物贮量大小排序为苹果林油松林白羊草草地杏树林榆树林;枯落物层厚度与枯落物贮量存在对数关系:y=4.55ln(x)-8.74(R2=0.8);枯落物层贮量与枯落物水储量存在指数关系y=0.69e0.22x(R2=0.7);(2)枯落物层的最大持水量变化范围为1.57~5.79mm,有效拦蓄量变化范围为0.89~3.02mm,枯落物有效拦量表现为苹果林油松林白羊草草地榆树林杏树林;(3)不同植被枯落物吸水速率随时间的变化过程较为相似,在2h内吸水速率呈直线下降,24h各植被枯落物吸水速率基本为0,达到最大持水量。对不同植被类型枯落物持水效能的研究,可以为解决黄土高原生态水资源短缺及水土流失治理提供理论基础及科技支撑。     

江淮低丘林地水源涵养功能的研究

林地的水源涵养功能主要依赖于林下的凋落物和土壤的蓄水能力。对江淮低丘5种不同森林类型的凋落物蓄积量、凋落物持水性能及林地土壤蓄水性能进行了研究。结果表明,不同森林类型凋落物层和土壤层水源涵养功能差异明显。麻栎林凋落物蓄水能力最强,其最大持水量为123.7 t/hm²;纯茶园的凋落物蓄水能力最弱,其最大持水量33.5 t/hm²;马尾松和枫香混交林地的土壤蓄水能力最强,而麻栎和马尾松林地土壤蓄水能力较弱。从林地总蓄水量来看,凋落物层蓄水量仅占总蓄水量的较小比例1.9%～4.9%,而土壤层蓄水量占到总蓄水量的90%以上,因此林地总蓄水量是由土壤层蓄水量决定的。     

海南岛尖峰岭不同采伐方式热带雨林凋落物持水特性

以161个公里网格样地为基础,对尖峰岭热带雨林原始林和不同采伐方式(径级择伐和皆伐)下天然更新的次生林凋落物储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明,原始林、径级择伐林和皆伐林的凋落物储量分别为6.42,6.29和6.66t/hm2;最大持水量分别为9.55,10.49和11.17t/hm2。3类型森林凋落物最大持水率大小依次为皆伐林(169.2%)>径级择伐林(168.0%)>原始林(155.6%),经Kruskal—Wallis H检验表明,原始林、径级择伐林和皆伐林凋落物最大持水率间差异显著。凋落物持水量和凋落物持水率随着浸泡时间的增加符合W=alnt+b模型而变化,凋落物吸水速率随着浸泡时间的增加依W=at-b模型下降。     

东莞5种生态公益林枯落物及土壤水文效应

为了解东莞市内不同森林公园的森林地表枯落物和土壤水源涵养能力,于2020年7月选取东莞市5个森林公园5种30年的生态公益林作为研究对象,采用烘干法和浸水法对枯落物、土壤的持水能力及物理性质进行研究。结果表明:生态公益林林地枯落物层厚度变动为1.5～10.5 cm,生物量变化范围为0.32～5.73 t/hm~2,最大持水量、有效拦蓄力量均呈现湿地松-九节林马占相思-岭南山竹子林浙江润楠-豺皮樟林木荷-油茶林桉树-鹅掌柴林。通过回归拟合发现,累积持水量与浸水时间呈显著的对数关系,吸水速率与浸水时间呈显著的幂函数关系;累积失水量与失水时间呈显著的3次关系,失水速率与失水时间呈显著的倒数关系。不同类型林分土壤持水量与不同孔隙度的大小直接相关,土壤总孔隙度和毛管孔隙度越高,土壤的容重越小,土壤保水能力越强。研究结果可为该区森林可持续经营管理和生态效益评价提供参考。     

元阳梯田水源区优势树种枯落物水文特性

对元阳梯田水源区优势树种枯落物水文特性的研究,有利于进一步揭示森林的水源涵养功能。通过野外调查采样与室内试验分析,对元阳梯田优势树种枯落物储量、持水能力、拦蓄能力以及持水过程进行了研究。结果表明:枯落物总储量为6.06～8.2 t/hm²,半分解层的枯落物储量绝大多数要大于未分解层;枯落物总厚度为6.1～8.8 cm,半分解层厚度大于未分解层;枯落物半分解层自然含水率要明显高于未分解层;枯落物半分解层最大持水量要大于未分解层最大持水量,但是优势不明显,总枯落物层最大持水率为132.1%～247.3%;枯落物总的有效拦蓄量为2.07～8.01 t/hm²,其中未分解层的有效拦蓄量要大于半分解层;枯落物层持水量与吸水速率随时间变化过程中,在0～2 h时间段内变化较大,浸水8 h后,持水量与吸水速率两者的变化曲线均比较平缓,变化幅度较小;枯落物层持水量与浸水时间存在显著的对数关系,枯落物吸水速率与时间存在显著的幂函数关系。     

岷江源头区乔灌交错带地被物和土壤持水能力

通过野外调查和室内试验,定量评价了岷江源头区交错带云杉针叶林、云杉针叶林—山生柳灌丛交错区(乔灌)和窄叶鲜卑花灌丛3个林型的地被物(枯落物和苔藓)和土壤持水特征。结果表明:3个林型地被物储量差异显著,其大小顺序为乔灌(72.67t/hm~2)针叶林(43.87t/hm~2)灌丛(11.00t/hm~2);针叶林和乔灌的苔藓层的储量分别为27.00,44.71t/hm~2,占地被物总储量的61.5%以上。地被物层最大持水总量表现为乔灌(21.23mm)针叶林(11.33mm)灌丛(2.45mm);针叶林和乔灌枯落物层的最大持水量分别为7.45,12.12mm,均大于苔藓层的最大持水量;针叶林和乔灌枯落物层和苔藓层最大持水量分别是其储量的4.3~4.4,1.4~2.0倍。土壤容重随土层深度增加而增大,持水能力则随土层深度增加而降低;0—20cm最大持水量大小顺序为乔灌(153.70mm)灌丛(132.28mm)针叶林(128.25mm)。综合地被物持水和土壤持水,交错带生态系统的持水能力在不同林型间差异显著,其最大持水量表现为乔灌(174.93mm)针叶林(139.58mm)灌丛(134.73mm),其中,土壤层是生态系统持水能力的主导层,占综合持水量的87.9%以上。研究结果有利于全面认识岷江源头区生态水文效应。     

海拔和坡向对高寒灌丛草甸凋落物水源涵养功能的影响

以康定县折多山高寒山地灌丛草甸凋落物为研究对象，采用室外调查及室内测定结合的方法分析了凋落物蓄积量、持水及失水过程，以期探讨不同海拔和坡向凋落物水源涵养功能的差异。结果表明：（1）研究区凋落物的蓄积量在4.02~4.77 t/hm²波动，均表现出随着海拔的升高而逐渐降低，且半阴坡>半阳坡，海拔对凋落物蓄积量呈极显著影响（P<0.01）；（2）研究区凋落物最大持水量与蓄积量表现出一致的规律，有效拦蓄量最大为3 800 m半阳坡（5.95 t/hm²），最小为3 800 m半阴坡（2.53 t/hm²）；（3）枯落物持水量与浸水时间关系式为：W_t=aln （t）+b；枯落物吸水速率与浸水时间关系式为：V=ktⁿ；失水量与失水时间呈显著对数关系（R²>0.95，P<0.01），失水速率与失水时间呈显著幂函数关系（R²>0.99，P<0.01）。可见，该地区灌丛草甸凋落物的水源涵养功能在不同海拔和坡向间有明显分异特征，控制放牧减轻草甸退化和增加该生态系统的物种多样性能有效提高该区凋落物水源涵养功能。     

内蒙古自治区多伦县不同林地枯落物持水性能研究

[目的]探讨多伦县不同林分类型的枯落物持水性能差异,为该区森林土壤持水性能提供基础数据理论。[方法]以内蒙古自治区锡林浩特市多伦县为研究区,选取代表性的10块林地,收集林地地表枯落物,测定其现存量、持水性能及拦蓄能力等,旨在分析不同林分类型下枯落物持水性能的差异及其对表层土壤(0—20cm)含水率的影响。[结果](1)乔木林的枯落物现存量、持水能力和拦蓄能力均高于灌木林。(2)天然林的枯落物现存量、持水能力和拦蓄能力均高于人工林。(3)各林地枯落物厚度显著影响表层土壤的含水率,即枯落层越厚,表层土壤含水率越高。[结论]由于树种组成、年龄、林分密度及立地条件的影响,不同林分类型的持水能力差异较大,但变化规律为基本一致,同时,林地对土壤水分的影响高于草地。