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。     

密度调控对鲁北黄泛平原区人工林土壤物理性质及植物多样性的影响

[目的] 分析黄泛平原林分密度调控对不同林分土壤物理性质和植物多样性的影响,为优化林分生长,改良土壤物理性质和增加林下植被多样性提供理论依据。[方法] 以山东省东营市利津县王庄沙区林场相同立地条件下3种人工林（白蜡、旱柳、白榆）为研究对象,调查不同密度（株行距3 m×3 m,3 m×6 m）各林分土壤容重、孔隙度、持水量和植被生长情况。[结果] ①林分密度由3 m×3 m降至3 m×6 m,两种林分密度均可增加各林分的冠幅、胸径和树高;林下植物生物量及其多样性,与其他林分相比,白榆人工林的林分因子各指标增加最为显著。②林分密度3 m×6 m降低了同一土层非毛管孔隙度,增加了同一土层毛管孔隙度和总孔隙度。③林分密度3 m×6 m显著提高了白蜡、旱柳、白榆3种人工林0—20 cm土层的饱和持水量和毛管持水量（p<0.05）,显著提高了白榆人工林20—40 cm土层的土壤质量含水量（p<0.05）。[结论] 低林分密度调控,白榆人工林林下植物生物量、多样性的增加最明显;白蜡人工林林下土壤毛管孔隙度和总孔隙度提高最明显;白蜡、白榆、旱柳人工林0—20 cm土层的土壤饱和持水量和毛管持水量均显著提高,且白榆人工林20—40 cm土层的土壤质量含水量的提高显著。     

兴文县香椿人工林土壤物理性质研究

以柳杉人工林、柏木人工林及耕地为对照,研究了不同定植年限香椿人工林的土壤物理性质变化。结果表明:①香椿人工林土壤体积质量随定植年限的增长而减小,不同林分在0~40 cm土层中,土壤体积质量以定植4年香椿林为最大,柏木人工林最小,分别为1.58 g/cm3和1.31 g/cm3。②随定植年限增加,土壤孔隙度、持水量及贮水量均增大,各林地及耕地土壤孔隙度、持水量及贮水量均随土壤深度的增加而减小。③在0~40 cm土层中,柏木人工林的总孔隙度和非毛管孔隙度最大,香椿人工林次之,耕地最小;而毛管孔隙度香椿人工林最大,柳杉人工林最小。④在0~40 cm土层中,各林地及耕地土壤最大持水量、毛管持水量及田间持水量均为柏木人工林香椿人工林柳杉人工林耕地,土壤贮水量为香椿人工林柳杉人工林耕地柏木人工林。⑤香椿人工林土壤物理性质随林龄的增加而改善,明显优于柳杉人工林及耕地,仅某些指标较差于柏木人工林。     

江西大岗山3种林型土壤水分物理性质研究

对江西大岗山林区常绿阔叶林、杉木人工林和毛竹林土壤的容重、孔隙度、持水量和贮水量等物理性质进行了研究。结果表明：（1）常绿阔叶林、毛竹林和杉木人工林的土壤容重均随深度的增加而增加。在0～80cm的土层中,杉木人工林、常绿阔叶林和毛竹林的土壤容重分别为1．29g／cm^3,1．24g／cm^3和1．20g／cm^3。（2）随土层深度的增加,3种林型土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量和毛管持水量均逐渐降低。（3）在0～80cm的土层中,常绿阔叶林的土壤总孔隙度和非毛管孔隙度最大,毛竹林次之;而常绿阔叶林土壤的毛管孔隙度最小,毛竹林最大。（4）在0～80cm的土层中,3种林型土壤的饱和持水量、毛管持水量和非毛管持水量均为毛竹林〉常绿阔叶林〉杉木人工林。在0～80cm的土层中,3种林型土壤的现有贮水量和饱和贮水量均为常绿阔叶林〉杉木人工林〉毛竹林。（5）毛竹林在0～40cm土层中,土壤物理性质明显优于另外两种林分。     

江西大岗山3种林型土壤水分物理性质研究

对江西大岗山林区常绿阔叶林、杉木人工林和毛竹林土壤的容重、孔隙度、持水量和贮水量等物理性质进行了研究。结果表明:(1)常绿阔叶林、毛竹林和杉木人工林的土壤容重均随深度的增加而增加。在0~80 cm的土层中,杉木人工林、常绿阔叶林和毛竹林的土壤容重分别为1.29 g/cm3,1.24 g/cm3和1.20 g/cm3。(2)随土层深度的增加,3种林型土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量和毛管持水量均逐渐降低。(3)在0~80 cm的土层中,常绿阔叶林的土壤总孔隙度和非毛管孔隙度最大,毛竹林次之;而常绿阔叶林土壤的毛管孔隙度最小,毛竹林最大。(4)在0~80 cm的土层中,3种林型土壤的饱和持水量、毛管持水量和非毛管持水量均为毛竹林>常绿阔叶林>杉木人工林。在0~80 cm的土层中,3种林型土壤的现有贮水量和饱和贮水量均为常绿阔叶林>杉木人工林>毛竹林。(5)毛竹林在0~40 cm土层中,土壤物理性质明显优于另外两种林分。     

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。     

基于灰色关联分析的砒砂岩区不同林龄沙棘的改土效应

[目的]探究不同林龄沙棘对其下土壤的改良效果,为砒砂岩区人工沙棘林生态建设、恢复和重建提供理论依据。[方法]以内蒙古达拉特旗典型砒砂岩区不同林龄沙棘林为研究对象,利用灰色度关联分析法,对沟坡阳坡1～7 a沙棘林0—40 cm土层土壤物理性质(土壤含水量、土壤容重、土壤总孔隙度、土壤比重、土壤毛管孔隙度、土壤非毛管孔隙度、土壤饱和持水量、土壤最大毛管持水量)进行测定,并以周边荒坡作为对照(CK),对不同林龄沙棘林对砒砂岩土壤的改土效应进行分析。[结果]土壤含水量、土壤总孔隙度随沙棘林龄增加而增大,随土壤深度增加而减少,土壤容重与之相反;不同林龄沙棘能增强土壤持水能力,并且4～7 a沙棘持水能力大于1～3 a沙棘持水能力。[结论]在砒砂岩区营建人工沙棘林有利于土壤改良,不同林龄沙棘对土壤改良作用主要作用于0—10 cm和10—20 cm土层。     

冀北山地华北落叶松人工林水源涵养功能分析

以混交林为对照,对冀北山地35 a生的华北落叶松人工林枯落物持水量、土壤水分物理特性和土壤入渗特性进行研究.结果表明:与混交林相比,不同郁闭度林分枯落物有效拦蓄量、土壤总孔隙度、毛管蓄水量、非毛管蓄水量、总蓄水量、初渗速率和稳渗速率均小于混交林,并随林分郁闭度的降低有下降的趋势.林地枯落物最大持水量和有效持水量分别为4.45～48.02 t/hm2和3.19～35.97 t/hm2.林地总蓄水量随着郁闭度的增加呈现增加趋势,混交林最大,为1 262.08 t/hm2,土壤的贮水量占总蓄水量的96%以上,水源涵养功能以土壤层为主,表明华北落叶松人工林水源涵养功能低下.     

喀斯特山地翅荚木人工林水源涵养功能研究

为探明广西喀斯特山地翅荚木人工林的水源涵养功能,选择有代表性的17年生翅荚木人工林,对其林冠层、灌木层、草本层、枯落物层和土壤层的水源涵养能力进行了测定分析,结果表明:17年生翅荚木人工林林冠层最大持水量为7.23 t/hm^2,灌木层最大持水量为2.75 t/hm^2,草本层最大持水量为2.42 t/hm^2,枯落物层最大持水量为8.01 t/hm^2,土壤层最大持水量为978.12 t/hm^2,林分总持水量达998.53 t/hm^2,形成了巨大的“绿色水库”。     

帽儿山2种森林类型凋落物和土壤水文效应

为探讨帽儿山地区2种森林类型凋落物和土壤的水文效应,采用室内浸水法和环刀法分别研究红松人工林和蒙古栎天然林凋落物和土壤的持水特性。结果表明:红松人工林凋落物现存量(8.63t/hm2)显著大于蒙古栎天然林(6.42t/hm2)(P0.05)。2种森林类型的凋落物均以分解层为主,半分解层次之,未分解层最少。红松人工林凋落物最大持水率(286%)显著大于蒙古栎天然林(267%)(P0.05)。2种凋落物最大持水量为20.71~27.67t/hm2,持水深(WH)为2.07~2.77mm。红松人工林凋落物层的持水性能优于蒙古栎天然林凋落物层。凋落物的WH随浸水时间(t)延长而呈幂函数上升,而凋落物的持水率(WA)则随t延长而呈幂函数下降。浸水2h内,WH和WA增减最快;浸水8h后,两者保持相对稳定。凋落物现存量与有效拦蓄水量有显著正相关关系(r=0.88,P0.01),表明凋落物现存量与对降雨的有效拦蓄能力极相关。2种类型森林土壤容重均随土层厚度变深而增加,毛管孔隙度和总毛管孔隙度随土层厚度变深而减小,红松人工林土壤层有效持水能力大于蒙古栎天然林。综上,本区域内红松人工林的林地持水能力优于蒙古栎天然林,是该区域内重要的水分涵养林。     

不同林龄白桦次生林土壤特性及其水源涵养功能

以小兴安岭地区4个林龄的白桦次生林为研究对象,对其土壤特性、土壤贮水性能、凋落物持水量进行研究。结果表明：白桦次生林凋落物的蓄积量、最大持水量均以38 a为最大,70 a相对较低,凋落物蓄积量与最大持水量有显著正相关关系;土壤非毛管孔隙度随林龄变化呈波动性变化,38 a白桦次生林0-30 cm土层非毛管孔隙最大,有利于降水的下渗,而25 a白桦次生林0-30 cm土层非毛管孔隙最小,不利于水分下渗。土壤水源涵养功能大小排序为70 a（3 628.445 t/hm^2）〉56 a（3 524.015 t/hm^2）〉25 a（3 433.626 t/hm^2）〉38 a（3 275.820 t/hm^2）。     

太岳山不同郁闭度油松人工林枯落物及土壤水文效应

通过定位试验结合室内测定的方法,研究了山西太岳山不同郁闭度油松人工林枯落物及土壤水文效应。结果表明:(1)不同郁闭度林分枯落物储量变化范围为7.43~10.86t/hm2,随郁闭度增加枯落物储量增加;最大持水率变化范围为276.54%~311.33%,最大持水深为8.02~14.34mm,表现为(按郁闭度排序):0.70.60.80.5,郁闭度为0.7林分的枯落物持水效果最好;枯落物未分解层和半分解层持水量与浸泡时间呈明显对数关系(R0.87),持水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R0.94)。(2)不同郁闭度林分土壤容重变化范围为1.36~1.49g/cm3,总孔隙度均值变化范围为44.71%~48.75%,有效持水量变化范围为395.33~831.00t/hm2,表现为(按郁闭度排序):0.60.70.50.8;稳渗速率变化范围为1.00~3.47mm/min。     

冀西北山地华北落叶松和白桦林下枯落物水文特征

[目的]探讨冀西北山区不同人工林枯落物持水特性的差异,为该地区森林水文循环和森林开发管理提供基础依据。[方法]以冀西北张家口市崇礼山区的华北落叶松、白桦人工林为研究对象,在林下设置标准样地,测定枯落物层厚度和蓄积量,通过室内浸泡法测定持水特征。[结果]华北落叶松和白桦林下枯落物层厚度分别为4.2,3.4cm,枯落物蓄积量为10.90,4.92t/hm2;浸泡24h后华北落叶松枯落物(未分解层和半分解层)总持水量为4 228.5g/kg,白桦枯落物(未分解层和半分解层)总持水量为5 208.6g/kg,二者的有效拦蓄量分别为14.06,8.85t/hm2。在整个持水过程中,华北落叶松、白桦林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的变化规律基本一致,均在前4h内持水作用较强,4~8h后逐渐变缓,10h后其持水量基本达到饱和;枯落物持水量与浸水时间存在对数曲线关系,而吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系。[结论]森林枯落物层发挥水文功能由持水能力和蓄积量共同决定,在森林经营管理过程中应充分考虑包括树种组成和搭配、林分密度等因子的影响。     

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。     

北京市松山不同海拔油松林枯落物及土壤水文效应

以北京市松山4个海拔梯度(751,890,1 012和1 211m)的油松(Pinus tabuliformis Carr)天然林为对象,对其枯落物层及土壤层水文效应进行研究。结果表明:(1)枯落物总蓄积量、枯落物最大持水量和最大持水率均随海拔的升高先增大后减小;(2)枯落物的总储量为9.03~27.75t/hm2,最大持水量为26.66~90.54t/hm2,与浸泡时间呈明显的对数关系(R0.93);最大持水率为287.62%~296.73%,与浸泡时间呈明显的幂函数关系(R0.99);(3)土壤容重随海拔升高而减小,其变化范围为1.38~1.66g/cm3,总孔隙度随海拔升高先减小后增大;(4)土壤初渗速率相差较大,稳渗速率为1.95~7.06mm/min,入渗速率与入渗时间呈幂函数关系(R0.70)。综合分析得出,低海拔油松天然林水源涵养功能较强。     

关帝山不同林分结构华北落叶松林枯落物水文效应

为研究北方山区典型人工林水源涵养效应和更新状况,选取吕梁山脉落叶松纯林为研究对象,采用室内浸水法测定不同林分密度下枯落物的持水性能,用RDA冗余度分析法探究林分结构对枯落物厚度和拦蓄功能的相关关系。结果表明:(1)不同密度华北落叶松样地的枯落物厚度为0.84~4.50 cm,蓄积量范围为9.64~24.14 t/hm²,350株/hm²样地蓄积量最大,200株/hm²样地最小。(2)样地最大持水量范围为27.12~62.07 t/hm²,500株/hm²样地持水量最大,150株/hm²样地最小,持水率范围为213%~374%;有效拦蓄量为10.75~30.40 t/hm²,500株/hm²样地拦蓄能力最佳,150株/hm²样地最差,拦蓄能力与持水能力呈正相关。(3)枯落物的持水量与浸水时间呈显著对数函数关系,吸水速率与浸水时间呈幂指数函数关系。(4)枯落物拦蓄量与林分结构关系密切,影响排序为树高>密度>郁闭度>坡度>林龄>更新>抚育年限。其中,树高与枯落物的拦蓄量关系最为密切,林龄、苗木更新、抚育年限对枯落物拦蓄能力影响较小,海拔和林分平均胸径对枯落物拦蓄基本没有影响。研究结果可从水源涵养和水土保持视角为华北落叶松人工纯林的抚育管理提供一定的参考依据。     

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。     

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。