沙质海岸不同植被类型土壤水源涵养功能的研究

对沙质海岸不同植被类型水源涵养功能进行研究．结果表明：不同植被类型改良土壤物理性质和涵养水源的能力有较大差异，混交林地比纯林和草甸具有更好的改良土壤作用和涵养水源功能。黑松紫穗槐混交林、黑松刺槐混交林、黑松麻栎混交林、黑松纯林和草甸的总贮水量分别为1973．97t／hm^2 ，1760．95t／hm^2，1727．44t／hm^2，1638．60t／hm^2和1413．04t／hm^2，其中土壤层贮水量占总蓄水量的97％以上，而其枯落物的最大持水量依次为15．3t／hm^2，22．15t／hm^2，43．42t／hm^2．11．27t／hm^2和9．4t／hm^2。因此，建议沙质海岸植被恢复以乔灌混交林为主。     

黄河三角洲不同刺槐混交林的土壤持水能力

在黄河三角洲盐碱地,以无林地作为对照,调查刺槐臭椿混交林、刺槐白榆混交林、刺槐白蜡混交林、刺槐纯林4种林分不同土壤层的盐碱度、容重和孔隙度、枯落物层和土壤持水能力等指标。结果表明:(1)除刺槐白蜡混交林土壤表层有一定的返盐现象外,其余林分均具有一定的压盐抑盐效果,且pH值多随土壤深度的增加而升高;(2)不同混交林的枯落物层总蓄积量范围为2.03～12.15t/hm2,半分解层大于未分解层,表现出造林地显著高于无林地,但是刺槐混交林略小于刺槐纯林;(3)不同林分的枯落物最大持水量与其蓄积量的趋势基本一致,在3.79～19.59t/hm2之间,有效持水量在2.74～13.48t/hm2之间,二者的变化趋势并不完全一致;(4)与无林地相比,林地的土壤容重显著减小,而土壤孔隙度增加,其中混交林好于纯林,其土壤饱和蓄水量、毛管蓄水量从大到小依次为刺槐白蜡混交林、刺槐白榆混交林、刺槐臭椿混交林、刺槐纯林、无林地。因此,为发挥刺槐在黄河三角洲盐碱地的改良土壤、涵养水源等方面的作用,建议营造混交林。     

黄浦江上游近自然混交林和人工纯林水源涵养功能评价

以上海黄浦江上游水源涵养林为研究对象,选择近自然混交林、香樟(Cinnamomum camphora)人工纯林和无患子(Sapindus mukorossi)人工纯林,对比了地上部分、枯落物层、土壤层三个垂直层次的持水量,综合评价了其水源涵养功能。结果表明:地上部分持水量近自然混交林与香樟纯林持平,大于无患子纯林,分别为16.36t/hm2,16.85t/hm2,12.54t/hm2;枯落物层最大持水量依次为近自然混交林(0.37t/hm2)无患子纯林(0.004t/hm2)香樟纯林(0.003t/hm2);土壤层最大持水量近自然混交林(2 657.02t/hm2)无患子纯林(2 526.81t/hm2)香樟纯林(2 474.80t/hm2)。土壤层对森林涵养水源功能的贡献最大,但同时离不开地上部分及枯落物层三者间的相互依存和影响。综合评价得到不同类型林分的总持水量为近自然混交林(2 673.73t/hm2)无患子纯林(2 539.35t/hm2)香樟纯林(2 491.65t/hm2)。由此可见,林分复杂、树种多样、林下植被丰富的近自然混交林涵养水源的能力最强,优于单一的无患子纯林,而香樟纯林最差。     

大兴安岭不同森林植被类型水文生态功能研究

从森林植被水文生态功能的角度,对大兴安岭4种森林植被类型水源涵养功能进行研究,研究结果表明:植被类型Ⅳ(乔灌混交林)0~20 cm土层最大蓄水量为1 548.91 t/hm2;类型Ⅰ(针阔混交林)0~20 cm土层最大蓄水量为1 140.82 t/hm2。土壤有效蓄水量(0~20 cm):类型Ⅳ(乔灌混交林)类型Ⅱ(针叶纯林)类型Ⅰ(针阔混交林)类型Ⅲ(针叶混交林)。枯落物层有效持水量从大到小的顺序为:类型Ⅳ(乔灌混交林31.49 t/hm2)类型Ⅱ(针叶纯林28.10 t/hm2)类型Ⅲ(针叶混交林27.21 t/hm2)类型Ⅰ(针阔混交林19.94 t/hm2)。在4种森林植被类型中,类型Ⅳ(乔灌混交林)的初渗系数、稳渗系数都是最高的。     

鲁中片麻岩低山丘陵针阔混交林蓄水保土效益研究

以山东省莱芜市雪野镇通天河小流域2003年3月营造的6种针阔混交林为研究对象,2013年10月采用样收获法测定枯落物蓄积量和灌草生物量,烘干法和环刀浸水法测定土壤物理性状和土壤水文效应,单环定量加水法测定土壤入渗速率,标尺法测定土壤侵蚀量,研究不同针阔混交林的蓄水保土效益。结果表明:(1)林下灌草盖度与生物量随林分郁闭度的增加而减少,而枯落物层蓄积量随林分郁闭度的增加而增加。(2)黑松刺槐混交林和侧柏刺槐混交林的土壤物理性状与土壤养分改良效果最好。(3)土壤蓄水性能以黑松刺槐混交林、侧柏刺槐混交林最好,其土壤渗透性能也较好。(4)减蚀量以黑松刺槐混交林、侧柏刺槐混交林最大。6种针阔混交林的蓄水保土效益以黑松刺槐混交林、侧柏刺槐混交林最大,黑松五角枫混交林、侧柏五角枫混交林、黑松麻栎混交林次之,侧柏麻栎混交林较差。     

矿区复垦植被土壤涵养水源功能的研究

从矿区复垦林地土壤的物理性状、蓄水性能及渗透性能和枯落物持水量等方面探讨了复垦矿区复垦植被的涵养水源功能.结果表明:随着复垦年限的增加,与新造地相比,土壤的物理性状都有很大的改善,而且植被对平台土壤的改善效应更明显;平台上土壤饱和蓄水量从大到小依次为刺槐×柠条>刺槐林>草地;斜坡上土壤饱和蓄水量依次为草地>刺槐林>柠条林.枯落物的持水量依次为草本>刺槐>油松.因此,乔灌草配置,针阏叶林混交,增加物种多样性,才能有效地改善土壤的保水蓄水能力,特别在复垦初期.     

黄土残塬沟壑区3种林地枯落物和土壤水源涵养功能

为了研究黄土残塬沟壑区典型林地枯落物和土壤水文特性,并对黄土残塬沟壑区造林树种的选择及功能导向型林分改造提供依据,于2017年在山西省吉县蔡家川流域选择刺槐林、油松林、刺槐×油松混交林为研究对象,分别采用浸泡法、环刀法对林地枯落物层和土壤层持水性能进行定量化研究,探究其水源涵养功能。结果表明:(1)3种林地枯落物总储量在105.49~148.38t/hm~2之间变动,且半分解层储量大于未分解层储量;油松×刺槐混交林地枯落物总厚度最大(3.8cm),刺槐林次之(3.6cm),油松林最小(3.4cm);(2)枯落物最大持水量(率)均为油松×刺槐混交林最大,刺槐纯林次之,油松纯林最小,分别为117.99t/hm~2(387.12%),106.19t/hm~2(324.31%),82.86t/hm~2(305.76%);(3)枯落物有效拦蓄量与持水量(率)表现一致,均为阔叶林优于针叶林,有效拦蓄量为83.66~195.72t/hm~2,有效拦蓄率为121.75%~292.21%;枯落物持水量、吸水速率与浸水时间分别符合对数函数和指数函数;(4)3种林地土壤容重均值在0.99~1.01g/cm~3浮动,总孔隙度为49.39%~50.09%,土壤有效持水量为32.99~81.73t/hm~2,林地土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数关系。综合3种林地枯落物层和土壤层的涵养水源能力表现为油松×刺槐混交林较高,油松纯林较差。建议在现有林分改造中,宜将刺槐纯林和油松纯林逐渐向混交林模式改进。     

华蓥市山区典型林分水源涵养功能评价

为研究南方丘陵山区典型人工林的生长现状和涵养水源能力,选取华蓥市6种林分作为研究对象,通过测定林下枯落物层和土壤层特征,分析比较不同林地枯落物和土壤的持水能力,对林地水源涵养能力进行评价。结果表明:杉木纯林(近自然经营)枯落物现存蓄积量最大,枯落物持水能力排序为杉木纯林(近自然经营)杉木纯林马尾松—檵木混交林(近自然经营)杉木—响叶杨混交林柏木纯林马尾松—杉木混交林;杉木纯林的土壤层总孔隙度、毛管孔隙度、有效持水量均为最优,分别达到67.67%,60.39%,138.11 t/hm~2;6种林地土壤有效持水量大小顺序为杉木纯林杉木纯林(近自然经营)马尾松—杉木混交林杉木—响叶杨混交林柏木纯林马尾松—檵木混交林(近自然经营);综合枯落物层和土壤层持水能力可知,杉木纯林(近自然经营)的水源涵养能力最强,为309.77 t/hm~2,马尾松—杉木混交林最弱。     

杉木取代阔叶林后林下水源涵养功能差异评价

为研究杉木人工林取代常绿落叶阔叶混交林后土壤水源涵养能力的变化,采用室内浸水法和环刀法分别研究杉木纯林和常绿落叶阔叶混交林的枯落物与土壤的持水特性。结果表明:(1)枯落物平均蓄积量表现为常绿落叶阔叶混交林(3.42 t/hm~2)杉木纯林(3.12 t/hm~2),枯落物平均厚度表现为杉木纯林(9.17 cm)常绿落叶阔叶混交林(5.42 cm)。(2)最大持水量表现为常绿落叶阔叶混交林(6.23 t/hm~2)杉木纯林(5.57 t/hm~2),最大持水率也表现出相同的规律,即常绿落叶阔叶混交林(184.40%)杉木纯林(179.50%);有效拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(4.48 t/hm~2)杉木纯林(4.13 t/hm~2),最大拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(5.41 t/hm~2)杉木纯林(4.97 t/hm~2)。(3)枯落物层的吸水量与浸水时间符合对数函数Q=aln(t)+b,而吸水速率与浸水时间符合指数函数V=at~b,常绿落叶阔叶混交林的蓄水能力强于杉木纯林。(4)土壤水分最大吸持贮水量表现为常绿落叶阔叶混交林(43.58 mm)杉木纯林(41.88 mm),可以看出常绿落叶阔叶混交林内的土壤可以更好地为植被提供良好的水分供其生长;土壤水分最大滞留贮存量表现为常绿落叶阔叶混交林(8.20 mm)杉木纯林(10.22 mm),即杉木纯林内的土壤具有更好的涵养水源能力。从枯落物最大持水量、有效拦蓄量以及土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度等多个因素的计算综合推断可知,杉木人工林水源涵养能力优于常绿落叶阔叶混交林。     

吉县蔡家川流域不同森林植被的林地水源涵养功能

林地(枯落物层和土壤层)是森林植被水源涵养功能的主体,在水土保持中具有举足轻重的作用。根据蔡家川流域林地枯落物和土壤的分析与测定,研究比较了晋西黄土区不同森林植被的林地水源涵养功能。结果表明,不同植被类型枯落物的最大有效拦蓄量的大小为:虎榛子林(2.85 mm)>沙棘林(2.38 mm)>刺槐林(1.88 mm)>油松×刺槐林(1.31 mm)>油松林(0.77 mm)。不同植被类型0~60 cm土层的林地土壤最大拦蓄量为:虎榛子林(248.2 mm)>油松×刺槐林(241.0 mm)>刺槐林(210.2 mm)>草地(209.8 mm)>油松林(198.1 mm)。晋西黄土区不同森林植被的林地水源涵养功能研究,为该区水土保持林的合理经营与利用提供了科学依据。     

东北东部山地主要林分类型土壤特性及其水源涵养功能

通过对东北东部山地主要林分类型土壤特性及水源涵养功能进行研究。结果表明：有机质含量和土壤总孔隙度从大到小的顺序均为：落叶松人工林〉天然次生林〉红松人工林〉针阔人天混交林。土壤容重为：针阔人天混交林〉天然次生林〉红松人工林〉落叶松人工林。0～40cm土层饱和蓄水量落叶松人工林最大，为2326．24t／hm^2；天然次生林较好，为2258.6t／hm^2；红松人工林次之，为2252．29t／hm^2；针阔人天混交林最差。为1851．11t／hm^2.落叶松人工林枯落物持水量最好，为136．63t／hm^2；针阔人天混交林较好，为56．08t／hm^2；红松人工林次之，为54.29t／hm^2；天然次生林最差，为40．1t／hm^2。水源涵养能力依次为：落叶松人工林（2462．87t／hm^2）〉红松人工林（2306.58t／hm^2）〉天然次生林（2298．87t／hm^2）〉针阔人天混交林（1907．19t／hm^2）。     

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).     

川西亚高山针阔混交林与针叶纯林苔藓凋落物层持水性能研究

采用野外实地观测和室内浸水法对川西亚高山地区针阔混交林与针叶纯林林下苔藓凋落物的持水能力进行了对比研究.结果表明:(1)混交林林下苔藓凋落物层储量为10.02 t/hm~2,最大平均持水量为54.96 t/hm~2,最大平均持水率为839.70%;苔藓储量为2.43 t/hm~2,最大平均持水量为11.47 t/hm~2,最犬平均持水率为472.23%,吸水速率经过24 h从7 683.2 g/(kg·h)下降为256.5 g/(kg·h);凋落物储量为7.59 t/hm~2,最大平均持水量为24.07t/hm~2.最大平均持水率为317.22%.吸水速率经过24 h从8 530.1 g/(kg·h)下降为321.4 g/(kg·h).(2)针叶纯林林下苔藓凋落物层储量为9.37t/hm~2,最大平均持水量为45.70 t/hm~2,最大平均持水率为766.05%;苔藓储量为2.13 t/hm~2,最大平均持水量为9.68 t/hm~2,最大平均持水率为454.85%.吸水速率经过24 h从6 444.4 g/(kg·h)下降为231.4 g/(kg·h);凋落物储量为7.24 t/hm~2,最大平均持水量为21.20 t/hm~2,最大平均持水率为292.68%,吸水速率经过24 h从7 004.9 g/(kg·h)下降为251.4 g/(kg·h).因此,无论是持水量、持水率,还是吸水速率,混交林都强于针叶纯林.两种林分下,苔藓、凋落物持水率随浸泡时间的增加而增加,持水率与浸泡时间呈对数关系;苔藓、凋落物的吸水速率随浸泡时间的增加而降低,吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系.     

桂西北光皮桦人工林水源涵养功能

为了研究广西西北部不同林龄光皮桦人工林的水源涵养功能,选择具有代表性的11,16年生光皮桦人工林、16年生杉木林,从林冠层、枯枝落叶层和土壤层3个层次及综合性的水源涵养能力进行了定量分析。结果表明:(1)11,16年生光皮桦人工林林冠层、灌木层、草本层持水量范围分别为12.54～21.06,2.15～3.05,1.27～1.52 t/hm~2,凋落物总储量为4.54～7.42 t/hm~2,最大持水量为12.55～16.00 t/hm~2,16年生均显著大于11年生(P0.05),凋落物吸水速率与浸水时间存在良好的线性关系(R~20.86,P0.05)。(2)土壤的孔隙状况表现为16年生光皮桦林11年生光皮桦林,均大于对照的16年生杉木林,0—20 cm显著大于20—40,40—80 cm土层。(3)11年生光皮桦土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量的变化范围分别为28.97%～60.55%,25.35%～47.21%,3.71%～13.34%,16年生的为29.06%～63.45%,25.63%～48.70%,3.34%～14.75%,均随着土层的加深而减少;11,16年生光皮桦林0—80 cm土壤层自然含水量范围分别为27.46～30.16,28.12～30.22 g/cm~3;总蓄水量分别为3 813.4,3 732.2 t/hm~2,均大于16年生杉木林(3 659.2 t/hm~2)。总体上,林龄较大的光皮桦人工林表现出较强的水源涵养功能,且优于同林龄的杉木人工林。研究结果可为该地区光皮桦人工林的经营管理提供科学依据。     

莲花湖库区水源涵养林水文效应的研究

对莲花湖库区流域人工林主要林型的降水截持效益、林地和荒草地枯落物层持水性能、土壤层物理性状及其蓄水效益进行了研究。结果表明:红松人工林、兴安落叶松人工林和杂木林林冠截留率分别为34.83%,13.05%,19.61%,树干茎流率分别为6.79%,0.58%,4.01%,穿透率分别为58.37%,86.18%,77.66%。林冠截留量、茎流量、穿透率与降水量均呈显著的正相关,并分别给出了它们之间的经验模型。枯落物层最大持水量变化范围为12.024.0 t/hm2,其大小顺序为红松林>兴安落叶松林>杂木林>荒草地。有效拦蓄量变化范围为2.9445.97 t/hm2,排序为红松林>兴安落叶松林>杂木林>荒草地。几种主要林型和荒草地有效拦蓄率变化范围为53.45e.95%,排序为红松林>杂木林>兴安落叶松林>荒草地。各林型土壤最大蓄水量变化范围为1 838.62 186.3 t/hm2,依次为兴安落叶松林>杂木林>红松林>荒草地。土壤非毛管蓄水量为16.2625.28 mm,依次为兴安落叶松林>红松林>杂木林>荒草地。林地土壤入渗速率显著高于荒草地。从土层厚度来说,土壤入渗速率随土层厚度的下移表现出逐步降低的趋势,即空间特征表现出土层上部>中部>下部。本试验为研究森林的水源涵养功能以及进一步综合评价该地区的森林生态功能提供了重要的科学依据。     

桂西北不同年龄阶段秃杉人工林的水源涵养功能

为探究秃杉人工林水源涵养功能及其变化趋势,以广西南丹县不同年龄阶段(9,17,25,37年生)秃杉人工林为研究对象,采用室内浸泡法和环刀法分别研究4种林分的林冠层、林下植被层、凋落物层和土壤层持水特性。结果表明:(1)秃杉人工林林冠层和林下植物层持水量分别为18.79～28.37,1.27～4.72 t/hm~2,其中林下植物层持水量随林龄增加而显著增大(P0.05);凋落物现存量为2.23～10.67 t/hm~2,最大持水量为5.95～34.15 t/hm~2,随林龄增加而显著增大(P0.05)。(2)不同林龄秃杉林土壤非毛管孔隙度和总孔隙度分别为5.60%～15.68%和48.27%～66.85%,其中0—20,20—40 cm土层非毛管孔隙度和总孔隙度均显著大于40—80 cm土层(P0.05),同时随林龄增加而增大;土壤层(0—80 cm)最大持水量和有效持水量分别为4 196.74～4 416.47,540.13～648.07 t/hm~2,其中0—20,20—40 cm土层最大持水量和有效持水量随林龄增加而增大。(3)9,17,25,37年生秃杉人工林林分的总持水量依次为4 222.43,4 272.55,4 355.29,4 484.32 t/hm~2,随林龄增加而增大。综上,秃杉人工林能够改善土壤结构和水分状况,增强林分水源涵养功能。     

川西亚高山次生林恢复过程中土壤物理性质及水源涵养效应

川西亚高山原始针叶林遭受大规模采伐后自然恢复形成的次生林已成为该区域的主要森林类型之一,也是我国西南林区水源涵养林的重要组成部分。现有亚高山森林水源涵养功能研究主要集中在暗针叶林,对天然次生林关注较少。选择川西米亚罗林区亚高山次生林自然恢复演替序列上高山柳灌丛、次生桦木阔叶林、岷江冷杉桦木针阔混交林,以相邻岷江冷杉成熟林为对照,采用空间代替时间的方法,基于土壤容重、孔隙度、持水性能等测定,分析了次生林恢复过程中土壤物理性质变化及土壤水源涵养效应动态,结果表明:(1)次生林恢复过程中,土壤容重总体呈下降趋势,除灌丛与阔叶林、针阔混交林、暗针叶林间具有显著差异外,其余植被类型间无显著差异,随着土层的加深,土壤容重呈增加趋势;(2)不同恢复阶段土壤孔隙度具有显著差异,以针阔混交林0—30 cm土层总孔隙度(64.39%)和毛管孔隙度(50.49%)为最高,灌丛总孔隙度(41.25%)和毛管孔隙度(33.70%)为最低;而土壤非毛管孔隙度以暗针叶林(14.27%)为最高;随着土层的加深,土壤孔隙度大致呈现出递减的趋势;(3)随着林龄增加,次生林土壤0—30 cm土层最大持水量呈波动性增加趋势,在针阔叶混交林阶段达到最大(1 815.02 t/hm~2),到暗针叶林阶段有所下降(1 659.88 t/hm~2);土壤毛管持水量以针阔混交林(1 369.72 t/hm~2)为最高,而非毛管持水量以暗针叶林(534.95 t/hm~2)为最高,暗示针阔混交林树木生长所需有效水贮存量较大,亚高山暗针叶林具有较强的土壤水分调节能力和土壤渗透能力。从水源涵养功能角度,川西亚高山森林植被恢复应注重构建针阔叶混交林结构。