黔中喀斯特地区不同林型春季土壤呼吸研究

采用LI-6400便携式光合测定系统及土壤呼吸叶室6400-09对黔中喀斯特地区5种林型的土壤呼吸速率进行了测定和分析.结果表明,土壤呼吸速率日动态均呈单峰型;马尾松林土壤呼吸速率的昼夜变化值比阔叶林平均高0.91 CO2 μmol/(m2·s),其中凋落物部分平均高1.50 CO2 μmol/(m2·s);呼吸速率日均值为马尾松林(4.41 μmol/m2·s)>柏木林(3.55 μmol/m2·s)>阔叶林(3.49 μmol/m2·s)>灌木林(3.32 μmol/m2·s)>针阔混交林(3.05 μmol/m2·s);呼吸速率日极差与El呼吸速率平均值的比值为马尾松林(40.56%)>灌木林(23.91%)>针阔混交林(23.29%)>阔叶林(18.46%)>柏木林(13.70%);凋落物占土壤呼吸速率的比重为马尾松林>针阔混交林>灌木林>柏木林>阔叶林;土壤呼吸速率与5 cm土温关联较大;土壤湿度与土壤呼吸速率值呈负相关.     

重庆缙云山 4 种典型林分生长季土壤呼吸特征及其与环境因子的关系

2012年4-8月,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对重庆缙云山4种典型林分（常绿阔叶林、竹林、针阔混交林和针叶林）的土壤呼吸速率进行测定,并同步测定5和10 cm土壤温度、湿度及pH值,分析4种林分土壤呼吸变化特征及其与环境因子的关系.结果表明：1）4种典型林分土壤呼吸日变化规律不同,5月、7月针阔混交林和针叶林土壤呼吸速率日波动幅度大于常绿阔叶林和竹林;2）各林分土壤呼吸速率均表现出4-7月升高而7-8月降低的月变化规律;3）土壤呼吸速率与5 cm、10 cm土壤温度均呈指数关系,常绿阔叶林的温度敏感性（5 cmQ10=2.054,10cm Q10=2.117）大于其他3种林分;4）常绿阔叶林土壤呼吸速率与土壤湿度无显著相关性,而对其他林分呈二次相关关系;5）常绿阔叶林的土壤呼吸与5 cm、10 cm土壤pH值显著相关,竹林的土壤呼吸仅与5 cm土壤pH值显著相关,其他林分未表现出显著相关关系.     

不同植被恢复模式对矿区土壤性质的影响

为研究渝西废弃矿区不同植被恢复模式对土壤性质的影响,选择具有典型代表性的针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林和灌木林四种林地类型,设置标准样地采集土壤样品进行分析。结果发现,绿阔叶林地土壤毛管孔隙度显著低于楠竹林和灌木林,常绿阔叶林总孔隙度显著低于楠竹林和灌木林;四种林分类型土壤分形维数为2.53～2.61,表现为楠竹林灌木林针阔混交林常绿阔叶林;土壤分形维数与总孔隙度、毛管孔隙度呈正相关关系,与非毛管孔隙度呈负相关关系,与0.001～0.005 mm、0.001 mm土壤颗粒含量呈正相关关系,与0.25～1.00 mm粒径土壤颗粒含量呈负相关关系。废弃矿区不同植被恢复模式对土壤性质存在不可忽略的影响,在植被恢复过程中,不仅要考虑植被的成活情况,还要考虑植被对土壤的影响。     

喀斯特地区3种林型土壤呼吸及其影响因子

以黔中喀斯特地区的灌木林、阔叶混交林和针阔混交林3种林型为对象,采用LI-6400-09便携式土壤呼吸室对其土壤呼吸速率进行了连续定位观测.结果表明,3种林型土壤呼吸速率均呈现明显的季节性变化,表现出夏季>秋季>春季>冬季,土壤呼吸速率全年平均值分别为2.51,2.23,2.06μmol/(m2·s),变异幅度达5.99～7.32,但3种林型土壤呼吸速率差异不明显;3种林型的土壤呼吸速率均与5 cm,10 cm,15 cm处土温和林内气温具具很强的正相关关系,且均与5 cm,10 cm和15 cm处土温呈较高的指数正相关,从土壤呼吸速率与10cm处土温的回归方程的拟合度来看,模型的拟合表现为针阔混交林最好,阔叶混交林次之,灌木林相对较差;3种林型的土壤呼吸速率均与地表0-10 cm的土壤体积含水率呈负相关关系,且表现为灌木林(-0.686)>阔叶混交林(-0.646)>针阔混交林(-0.599),与10-20 cm和20-30 cm两层的关系表现各异,3种林型的土壤呼吸对温度的敏感系数(Q10值)存在差异,表现为阔叶混交林(3.19)>针阔混交林(2.69)>灌木林(2.02),且与其它森林生态系统Q10值相符.     

不同植被条件下土壤抗冲性及其影响因素

采用野外实地放水冲刷的方法,以刺槐林、混交林幼林、天然次生林、退耕岷江柏林、岷江柏幼林、灌木林地为研究对象,研究了土壤抗冲性变化特征及其影响因素。结果表明,不同植被条件下土壤径流量随冲刷时间的变化较明显,总体上表现为先增大后减小,呈单峰变化。对照裸地(CK)径流随时间变化量低于灌木林地,但高于其它植被条件。不同植被条件下土壤冲刷过程中含沙量呈先降低后趋于平缓的变化规律。退耕岷江柏林、灌木林和岷江柏幼林地在产流过程中径流含沙量随时间变化较平稳,其中退耕岷江柏林地径流含沙量最小。混交林地含沙量总体较小,趋于稳定的时间滞后于其它植被条件。不同植被条件下土壤抗冲指数由大到小依次表现为:退耕岷江柏林>岷江柏幼林>刺槐林>灌木林>天然次生林>混交林幼林>裸地(CK)。不同植被条件下,土壤容重与抗冲指数呈显著负相关,微团聚体组成中<0.001mm颗粒与土壤抗冲指数间呈显著正相关关系,其它粒级颗粒与土壤抗冲指数之间的相关性均未达到显著。土壤速效磷与抗冲指数呈显著负相关关系。     

沙质海岸植物蒸腾速率与环境因子的关系

蒸腾速率是衡量植物水分平衡的一个重要指数,揭示蒸腾速率的日变化规律,寻找影响植物蒸腾速率的生态因子,可为海防林的造林营林技术提供重要依据。笔者对日照沿海防护林几种主要木本植物和草本植物的蒸腾速率和环境因子的关系进行了研究,结果表明：8种植物日平均蒸腾速率和蒸腾速率日变幅各异;麻栎、紫穗槐和白茅的蒸腾速率日变换呈现出双峰式的变化规律,其它5种植物蒸腾速率表现为单峰式的变化规律;气孔导度影响着植物的蒸腾速率,温度（气温、地面温度）是影响植物蒸腾速率的主要因子;空气相对湿度和蒸腾速率表现为显著或极显著负相关,相关系数高达0.866。通过多元线性逐步回归方法,得到了影响沙质海岸蒸腾速率的主要环境因子,及其与土壤呼吸速率之间的多元回归模型。     

钱塘江源头主要植被类型土壤抗剪强度研究

对钱塘江源头地区6种不同林分类型及2个对照类型（茶园、农田）不同土层深度土壤抗剪强度及土壤理化性质和土壤根系特性进行了测定。相关分析结果表明:土壤有机质含量与土壤抗剪强度、土壤粘聚力和内摩擦角呈显著的正相关关系;土壤容重与土壤粘聚力呈显著的正相关关系;粉粒/粘粒与土壤抗剪强度、土壤粘聚力呈显著的负相关关系。抗剪强度与植物根系各指标之间是显著的正相关关系,其中与根体积和根表面积相关性达到极显著水平,与根长和根质量相关性达到显著水平。通过对研究区8种植被类型抗剪强度和影响因子聚类分析得出:毛竹林和灌木林土壤抗剪性能最强;马尾松林、针阔混交林、麻栎林和杉木林次之;茶园和农田土壤抗剪性能较弱。建立了不同等级土壤抗剪强度与影响因子的回归模型,精度达80%~85%。     

黔中喀斯特地区5种林型冬季土壤呼吸研究

以黔中喀斯特地区的柏木林、灌木林、阔叶混交林、针阔混交林和马尾松林5种林型为对象,采用LI-6400-09便携式土壤呼吸叶室对其冬季土壤呼吸速率进行了测定和分析.结果表明,土壤呼吸速率的日变化幅度大小因林型和月份而存在差异,以灌木林2月份的土壤呼吸日变幅最大1.65～2.37μmol/(m2·s),以柏木林12月的土壤呼吸日变幅最小0.41～0.53μmol/(m2·s),大部分林地不同月份最大土壤呼吸速率是最小土壤呼吸速率的1.2～1.5倍;5种林型的土壤呼吸速率基本表现为1月＜12月＜2月,最大土壤呼吸速率是最小土壤呼吸速率的1.46～2.85倍,且同一林型不同月份间和不同林型同一月份间的土壤呼吸速率差异显著;几种林型的冬季土壤呼吸速率均与5,10和15 cm处土温都呈较高的指数正相关;各林型的土壤呼吸速率与各土层的土壤体积含水率的关系较复杂;凋落物层对土壤呼吸的贡献率均表现为1月＜2月＜12月,占土壤总呼吸速率的比重为6%～36%.     

广西龙脊梯田区森林类型对土壤水力特性的影响

[目的] 研究不同森林类型土壤水力特性的变化特征,为区域生态景观建设与水源涵养功能提升提供科学依据。[方法] 以广西壮族自治区龙脊梯田区不同森林类型（竹林、杉木林、混交林）和梯田为研究对象,调查不同土层（10,20,40,60 cm）土壤物理特性,分析土壤水力性质差异及其影响因素。[结果] ①龙脊梯田土壤质地主要为粉砂质壤土;各层次土壤黏粒含量差异显著,而粉粒和砂粒含量差异不显著; ②杉木林和混交林各层次土壤容重差异性不显著,竹林与梯田下层土壤容重均显著大于上层;土壤毛管孔隙度、总孔隙度、田间持水量总体呈现：混交林>杉木林>竹林>梯田; ③竹林土壤渗透能力最强,杉木林和混交林次之,梯田最弱; ④相同土壤吸力下,混交林和杉木林土壤体积含水率大小相当,土壤持水能力均大于竹林和梯田。土壤容重、孔隙度（毛管孔隙度、总孔隙度）是土壤渗透性和持水性的主要影响因子,其中饱和导水率与土壤容重呈显著负相关,与孔隙度呈显著正相关;土壤水分特征曲线拟合参数θ_s与土壤容重、孔隙度（毛管孔隙度、总孔隙度）分别呈极显著负、正相关,α与土壤孔隙度呈显著正相关。[结论] 竹林土壤渗透性能最强,而土壤持水能力较弱,杉木林、混交林均具有较强的土壤持水能力,能发挥很好的水源涵养功能。     

滇池流域不同植被覆盖土壤的入渗特征及其影响因素

为掌握滇中高原滇池流域周边不同植被覆盖类型对土壤入渗性能的影响,选用双环入渗法探究土壤入渗特性。以滇池流域典型植被覆盖类型(华山松+云南油杉混交林、云南松纯林、旱冬瓜+麻栎混交林、桉树人工林、灌木林)为研究对象,通过野外调查和试验测定,揭示土壤入渗特性及影响入渗的特征因子。结果表明:(1)华山松+云南油杉混交林与云南松纯林、旱冬瓜+麻栎混交林、桉树人工林、灌木林相比,[JP]土壤容重最小,有机质含量最高,水稳性团聚体最多,孔隙度和非毛管孔隙度比例明显优于其他林地。(2)5种植被覆盖类型下入渗性能有明显差别,具体入渗性能表征为华山松+云南油杉混交林＞旱冬瓜+麻栎混交林＞灌木林＞云南松纯林＞桉树人工林。(3)选择Kostiakov公式、Horton公式、Philip公式,模拟5种典型植被类型覆盖下林地土壤入渗过程,Philip模型对滇池流域土壤入渗过程的拟合效果最佳。(4)5种典型植被类型覆盖下,林地土壤入渗特征与土壤容重均呈显著负相关(P＜0.05),初始入渗速率与非毛管孔隙度、＞5 mm水稳性团聚体、＞2 mm水稳性团聚体均呈极显著正相关(P＜0.01);土壤入渗的5个主要影响因子为＞2 mm水稳性团聚体、＞5 mm水稳性团聚体、容重、有机质、非毛管孔隙度。研究结果为该研究区水土流失治理和土壤侵蚀防治提供基础依据。     

森林演替和气候变暖对暖温带天然次生林植物根系呼吸的交互效应

为了揭示森林演替和气候变暖及交互过程对森林土壤自养呼吸和森林不同层次植物根系呼吸的影响,以关帝山不同演替阶段4种天然次生林(杨桦阔叶落叶林、油松针阔混交林、华北落叶松林和云杉林)为研究对象,于2016—2019年利用Li—6400便携式分析仪观测每种林型不同层次植物根系呼吸和土壤自养呼吸生长季的变化规律;同时采用温室加热法,模拟增温对土壤自养呼吸及各组分的影响。结果表明:(1)根系呼吸速率和土壤自养呼吸速率随演替的进行而降低。乔木层根系呼吸对土壤自养呼吸的贡献率随演替进行则显著上升,而灌木层和草本层的贡献率则显著下降。(2)增温显著提高了不同演替阶段自养呼吸速率,提高幅度为8.48%~8.76%,并随演替进行而升高。森林不同层次植物根系呼吸速率对增温的响应程度不同,其中增温显著提高了草本层和灌木层植物根系呼吸速率,提高幅度分别为10.88%~14.00%和8.37%~15.26%,而[JP]对乔木层植物根系呼吸速率作用则不显著。增温降低了土壤自养呼吸和乔木层根系呼吸的贡献率,则提高了草本层根系呼吸对土壤自养呼吸的贡献率。(3)增温和演替没有改变土壤自养呼吸及各组分在生长季变化规律,但演替和增温对土壤自养呼吸、草本层和灌木层植物根系呼吸有显著的耦合效应。综上所述,森林土壤自养呼吸和根系呼吸速率随演替进行具有降低的趋势,土壤自养呼吸速率、灌木层和草本层植物根系呼吸速率对增温响应程度显著,并且对演替和增温的交互过程有显著的耦合效应,为气候变暖背景下森林更新过程对森林土壤碳排放影响的研究提供数据支持和理论依据。     

基于结构方程的滇东石漠化地区土壤理化性质与酶活性研究

[目的]明确滇东石漠化地区不同恢复模式效果差异以及养分对酶的影响关系,为石漠化地区恢复措施提供理论依据。[方法]以土壤酶活性为恢复效果的衡量指标,采取基于模糊数学的土壤质量评价办法,得到不同模式下土壤酶指数,用以比较恢复模式的效果。基于土壤理化性质与酶活性相关性分析的结果,采取结构方程模型量化土壤理化环境和酶活性环境,进而分析不同土壤理化环境对不同酶环境的影响。[结果]酶活性大小排序为:灌草模式针阔混交林模式阔叶林模式针叶林模式裸地;由结构方程模型和有机质、全磷估计出的养分子环境对由脲酶活性、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性构成的酶活性环境存在显著正影响。[结论]灌草模式和针阔混交林模式对石漠化恢复有较好作用。养分环境对酶活性环境的影响系数为0.87。     

太行山区主要森林生态系统水源涵养能力

森林生态系统水源涵养功能是林冠层、枯落物层和土壤层对大气降水进行再分配的过程。本文通过文献收集整理太行山地区森林植被林冠一次降水截留量、枯落物层持水量和土壤层贮水量数据,分析该地区主要森林植被对降水的截留和贮蓄能力,采用综合蓄水能力法对森林植被的综合涵养水源能力进行评价,旨在为合理经营和管理森林生态系统提供依据。结果表明:1)土壤非毛管孔隙度与生态系统综合持水量呈正相关,且最大持水量占整个森林生态系统综合持水量的90%以上,表明土壤层作为森林生态系统水文效应最重要的一层,是整个森林系统水分循环的主要贮蓄库和调节器;2)针叶林中油松和侧柏的冠层一次降水截留量显著高于其他林型,其林冠结构更加适应该地区气象条件,林冠层降水再分配能力也优于其他林型;3)混交林郁闭度低,有利于林下灌、草丛的生长,其枯落物现存量比纯林和人工林更高,虽然林冠一次截留量低但林下具有丰富的枯落物层而更易涵养水源;4)天然林综合蓄水能力整体高于人工林,侧柏人工林和油松人工林综合蓄水能力仅次于刺槐、侧柏和油松天然林。综上可见,合理利用森林资源防止水土流失、天然林长期封育和合理控制优势树种密度及增加植被覆盖率对太行山地区植被恢复和生态建设具有重要意义。为提高该区综合水源涵养能力,可增加乡土树种油松和侧柏人工林的种植面积。     

The influence of thinning on the ecological conditions and soil respiration in a larch forest on Hokkaido Island

The effects of cutting on the ecological conditions and soil respiration in larch forests of Japan were studied. The cutting was found to significantly change the soil surface, resulting in the high spatial and temporal variation of the hydrothermal conditions and soil respiration. The influence of a stand’s thinning on the environment and soil respiration is considered using the example of the thinning of a ripening larch stand in the Tomakomai National Forest (Hokkaido Island, Japan). The changes in the hydrothermal conditions (the temperature and moisture of the mineral soil layers and litter) and some other factors (the root and litter density and the C/N ratio) after the thinning of the stands and their influence on the soil respiration were studied. The soil respiration in the thinned forest site did not differ from that on the control plot, whereas the soil temperature was much higher in the former. The moisture of the soil mineral layers and the litter was the same. Despite the latter fact, no significant relationships between the soil respiration and its temperature and moisture were found. In the area covered with the thinned forest, the water content of the litter turned out to be the main microclimatic factor affecting the soil respiration. There, the fine roots and litter density were 18 and 15 % less, respectively. The thinning of the stand induced high variation of the soil respiration and temperature, as well as of the fine roots and the litter density. On the whole, the soil respiration in the larch forest studied in Japan was determined by the litter stock and the C to N ratio.     

燕山北部山地典型植物群落水源涵养能力研究

对燕山北部山地常见的几种植物群落类型的水源涵养能力进行了比较研究。结果表明,凋落物截留量在地上植被层总截留量中占有最大比例,地上植被的截留量由高到低的顺序为:人工落叶松林(4.39mm)>天然次生杨桦林(3.81mm)>榛子灌丛(1.70mm)>绣线菊灌丛(0.18mm);土壤最大持水量及总孔隙度都以榛子灌丛为最大,其次分别为天然次生杨桦林、人工落叶松林和绣线菊灌丛。土壤渗透速率以天然次生杨桦林为最大,榛子灌丛与人工落叶松林相近,绣线菊灌丛最低;群落水源涵养总量由高到低的顺序为:榛子灌丛(272.52mm)>天然次生白桦林(239.61mm)>人工落叶松林(221.53mm)>绣线菊灌丛(194.85mm)。地上植被层截留量在水源涵养总量中所占比例较小,但截留量不能完全说明其对水源涵养功能的影响。说明在燕山北部山地,天然次生杨桦林和榛子灌丛具有良好的水源涵养能力,绣线菊灌丛水源涵养能力较差,需采取合理措施对该地区大面积分布的绣线菊灌丛进行改造,以提高其水源涵养能力。     

连作对杨树人工林土壤呼吸及各组分的影响

土壤呼吸是整个陆地生态系统碳循环的关键过程之一.以山东大汶河沿岸沙地不同连作代数杨树人工林(1代林、2代林和3代林)为研究对象,利用ACE自动土壤呼吸监测系统(UK),对3种林分一个生长季(4-10月)的土壤呼吸速率及温湿度进行测定,同时采用壕沟法对3种林分的土壤呼吸进行组分分离,并对土壤呼吸及各组分与土壤温湿度的关系进行模型模拟.结果表明:3种林分的土壤呼吸速率(RS)、自养呼吸速率(RA)和异养呼吸速率(RH)的月变化均为明显的单峰格局;生长季内,3种林分RA贡献率月差异明显,平均贡献率为40.04％;RS及其组分与5 cm处土壤温度存在显著指数关系,与土壤体积含水量没有相关性,土壤温度与土壤体积含水量的复合模型对土壤呼吸速率变化解释能力为80％ ～ 94％;3种林分生长季平均土壤呼吸速率分别为3.12、3.08和2.66μmol/(m2·s),3代林RS和RH均显著低于1代林和2代林.连作导致杨树人工林地土壤呼吸速率减弱,土壤理化性质和微生物量的差异是导致林分间土壤呼吸速率差异的主要原因.揭示连作对杨树人工林土壤呼吸及各组分的影响,以及作用机制,为全面探究杨树人工林连作效应及土壤碳循环,提供数据支撑.     

沙地柏人工林和天然林风沙土特性研究

为了深入了解固沙植被恢复对土壤理化性质的影响,以毛乌素沙地东南缘沙地柏人工林和天然林为研究对象,通过收集灌丛下5个土层(0-100 cm)的土壤样品,分析其土壤颗粒组成及8个理化指标,探讨了沙地柏生长对风沙土特性的影响。结果表明:研究区土壤粒度组成以砂粒(体积分数97.09%)为主,其次是粉粒和黏粒,并形成以中砂(50.26%)为主的单峰,土壤弱碱性,其养分含量整体水平低,且具有明显表层聚集现象。土壤养分含量与土壤粒度之间存在良好的相关性,表现为土壤有机质、速效钾和盐分含量与细沙物质(粒径<100μm)含量呈线性正相关,与粗砂物质(100~500μm)呈线性负相关。沙地柏生长对风沙土改良效果呈现出人工林16 a树龄优于7 a树龄,天然林地迎风坡优于背风坡。整体上,造林时间增加土壤颗粒的粗细分配趋于良好态势发展,土壤结构优化,土地荒漠化进程减缓。因此,沙地柏可作为毛乌素沙地生态恢复工程的优良灌木。     

坡面不同土地利用类型土壤抗剪强度影响因素分析

通过野外调查与室内试验相结合的方法,选取不同坡度(10°,15°,20°)的针阔混交林、灌木林、园地、坡耕地、荒地5种土地利用类型,观测土壤抗剪强度指标、含水率、容重、干密度、总孔隙度、有机质、土壤团聚体MWD值(干筛和湿筛),运用模糊贴近度法和逐步回归分析法分析影响不同土地利用类型土壤抗剪强度的因素。结果表明:相同土地利用类型土壤黏聚力随着坡度的增加先增大后减小;在针阔混交林中,团聚体湿筛MWD值与土壤黏聚力的贴近度最大,在荒地中则是有机质,而在其他3个土地利用类型中,容重与干密度对土壤黏聚力的贴近度较大;在针阔混交林、灌木林、荒地中,4种贴近度计算影响其土壤内摩擦角较大的因素为总孔隙度,而容重和干密度是影响园地和坡耕地土壤内摩擦角的重要因子;在针阔混交林中,建立基于干密度和容重的土壤抗剪强度方程(R2=0.865);在坡耕地中,建立基于干密度、容重和团聚体干筛MWD值的土壤抗剪强度预测模型(R2=0.964);在灌木林、园地、荒地中,对土壤抗剪强度影响显著的因子分别为干密度、团聚体干筛MWD值、容重。     

太子河源头水源涵养林不同植被类型矿质态氮流失特征及其对环境因子的响应

以太子河源头水源涵养林为研究对象,分析不同植被类型地表径流和壤中流的氮流失特征,运用冗余分析和偏冗余分析对氮流失特征与环境因子之间的关系进行分析,并对其主要影响因子进行定量分解,探寻太子河源头水源涵养林氮流失特征的关键影响因子。结果表明:不同植被类型地表径流和壤中流硝态氮是氮流失的主要形态,地表径流硝态氮的浓度是铵态氮浓度的1.5倍,壤中流硝态氮的浓度是铵态氮浓度的20.5倍。无论是地表径流还是壤中流铵态氮和硝态氮流失浓度的大小顺序均为人工林杂木林次生林。受径流量和壤中流量的影响,铵态氮流失量表现为次生林最大,硝态氮流失量表现为人工林最大。土壤物理性质和土壤化学性质是影响氮流失浓度的关键因子,分别能解释氮流失浓度总变异的46.36%和16.42%。地形水文因子和植被特征是影响氮流失量的关键因子,分别能解释氮流失量总变异的22.85%和15.09%。而地形水文因子、植被特征、土壤物理性质、土壤理化性质4者混合作用在对氮流失特征中也起到了重要影响,分别能解释氮流失浓度和流失量总变异的36.03%和51.36%。