鲁中南砂石山区不同林分类型保土功能及其效益

以临朐县辛庄水土保持试验站营造的6种林分为研究对象,研究不同林分类型的保土效益。结果表明：刺槐、麻栎、五角枫、黄连木等阔叶树种林分的枯落物多,林下草本植物盖度大,吸持和拦蓄地表径流能力强,枯落物腐烂分解后改善土壤理化性状良好,土壤渗透速度快,0-20 cm草本植物根系生物量大,固持土壤免遭地表径流的冲刷,保土功能强;而黑松、侧柏等针叶树种林分相应的保土功能较弱。6种林分类型与对照相比减少的土壤侵蚀量：以刺槐林最大,为43.22 t/hm^2;麻栎林、五角枫林和黄连木林的次之,分别为41.85,39.74,38.39 t/hm^2;而黑松林和侧柏林的较小,分别为31.32,29.41 t/hm^2。通过对不同林分类型的枯落物层蓄积量、土壤总孔隙度、土壤非毛管孔隙度、土壤有机质含量、土壤渗透速率、林下草本植物生物量、减少土壤侵蚀量等进行方差分析,均存在显著差异,计算结果显示,6种林分类型保土效益大小排序为刺槐林〉麻栎林〉五角枫林〉黄连木林〉黑松林〉侧柏林。     

不同林分枯落物的持水性能及对表层土壤理化性状的影响

对刺槐林、麻烁林、五角枫林、黄连木林、油松林、赤松林、侧柏林、刺槐麻烁混交林的枯落物持水性能及枯落物层下的表层土壤理化性状进行了研究。结果表明：枯落物的持水性能大小顺序为刺槐林＞黄连木林＞刺槐麻烁混交林＞五角枫林＞麻烁林＞侧柏林＞赤松林＞油松林;表层土壤理化性状的优劣顺序为黄连木林＞刺槐林＞刺槐麻烁混交林＞五角枫林＞麻烁林＞侧柏林＞赤松林＞油松林。     

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。     

石灰岩山地不同整地组合对侧柏林蓄水保土功能的影响

以新泰市汶南镇洞山小流域石灰岩山地山坡上部采取6种整地组合营造的六年生侧柏林为研究对象,系统研究不同整地组合侧柏林的蓄水保土功能。结果表明:(1)6种整地组合侧柏林的林木保存率、林木生长量和枯落物层蓄积量以整地深度和面积最大的侧柏林的林木保存率和林木生长量最大,枯落物层蓄积量最多;林下灌草植被生物量随着林分郁闭度的减小而增加。枯落物分解后改善了土壤物理性状,增加了土壤孔隙度,减小了土壤容重,提高了土壤渗透速率,增加了土壤蓄水量。(2)6种整地组合侧柏林与对照相比减少的土壤侵蚀量以水平阶整地2最多,为39.161t/hm2,穴状整地1的较小,为34.153t/hm2。(3)对不同整地组合侧柏林的林分郁闭度、枯落物蓄积量、土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、土壤渗透速率、增加的土壤饱和贮水量、减少的土壤侵蚀量、灌草生物量、灌草盖度和有机质含量等进行方差分析,可知均存在显著差异,按各项指标得分相加得出蓄水保土效益,不同整地组合侧柏林的蓄水保土功能排序为水平阶整地2>鱼鳞坑整地2>水平阶整地1>鱼鳞坑整地1>穴状整地2>穴状整地1。     

江西大岗山不同密度杉木林枯落物持水与土壤贮水能力研究

对江西大岗山地区不同密度杉木林枯落物层和土壤层水文功能进行研究,结果表明:(1)枯落物总厚度、蓄积量以及土壤总孔隙度、饱和蓄水量大小均表现为N3500>N4700>N2700>N1700>N900,土壤容重大小顺序与之相反。(2)N3500林分枯落物最大持水量最大,为12.60t/hm2;N1700林分枯落物最大持水率最高,为254.98%。N2700林分最大持水量、持水率均最小,分别为9.69t/hm2,229.07%。各林分枯落物层有效拦蓄量在5.18～6.35t/hm2之间,大小排序为N3500>N4700>N1700>N900>N2700。(3)不同密度杉木林未分解层和半分解层持水率同浸泡时间呈显著对数关系(Q=aln t+b),吸水速率与浸泡时间呈显著幂函数关系(V=ktn)。(4)N3500林分毛管孔隙度、毛管蓄水量均最大,分别为40.04%,3 153.16t/hm2,N900林分最小,分别为38.56%,3 059.76t/hm2;土壤非毛管孔隙度为N4700>N3500>N2700>N900>N1700,变化范围为9.42%～11.33%,有效蓄水量表现为N3500>N4700>N2700>N900>N1700,大小在721.93～894.70t/hm2之间。(5)不同密度杉木林土壤稳渗速率在1.34～3.52mm/min之间。综上,林分密度在3 500株/hm2左右表现出很好的水源涵养能力,建议在今后的森林经营中选择合理的造林密度,以便更好地发挥森林水源涵养功能。     

晋西黄土丘陵沟壑区刺槐人工林枯落物水文特性

通过对山西省方山县土桥沟流域不同密度、不同林龄刺槐人工林枯落物蓄积量及其持水性能的研究,得出了不同林分枯落物的蓄积量、持水量、吸水速率等特性参数.结果表明,各林分枯落物总蓄积量在1.89～9.30 t/hm2之间,其中9a刺槐林蓄积量＞15 a刺槐林＞20 a刺槐林.枯落物最大持水量及最大持水率均为20a＞15a＞9 a,密度为3333株/hm2时持水量最大,密度为1111株/hm2时持水量最小.枯落物未分解层和半分解层在前0.25 h吸水速率最大,在前2 h内降低幅度最大,以后逐渐减弱,浸水24 h时吸水速率趋近于零.从人工林水文生态功能的角度分析,晋西半干旱黄土丘陵沟壑区刺槐人工林的适宜密度为1667株/hm2.     

赤水河下游不同林地类型土壤物理特性及其水源涵养功能

对赤水河下游地区毛竹林、杉木林和马尾松林的土壤容重、孔隙度、枯落物累积量与持水量以及林地土壤贮水性能等进行了研究.结果表明,不同林分类型的土壤容重和土壤孔隙度差异明显,且土壤容重均随土壤深度的增加而不断增加,土壤总孔隙度与毛管孔隙度均随土壤深度的增加而不断减小;杉木林(1.52 g/cm3)与马尾松林(1.54 g/cm3)平均土壤容重是毛竹林(1.18 g/c,3)的约1.3倍,土壤总孔隙度为:毛竹林>马尾松林>杉木林,非毛管孔隙度为:毛竹林>杉木林>马尾松林;枯落物持水量表现为杉木林(18.01 t/hm2)>马尾松林(14.04 t/hm2)>毛竹林(10.59 t/hm2);土壤平均最大蓄水量为:毛竹林(878.92 t/hm2)>马尾松林(652.80 t/hm2)>杉木林(643.18t/hm2),非毛管蓄水量为毛竹林(49.32 t/hm2)>杉木林(34.65 t/hm2)>马尾松(33.77 t/hm2),平均土壤稳渗速率为:毛竹林>杉木林>马尾松林;根据林地总贮水量的大小,水源涵养能力依次为:毛竹林(889.51 t/hm2)>马尾松林(666.84 t/hmz)>杉木林(661.19 t/hm2).在相同的立地条件下,毛竹林的水源涵养功能最好.     

河北省太行山区3种人工水土保持林枯落物及土壤水文效应

[目的]揭示人工水土保持林林下枯落物以及土壤持水特征,为太行山区水土保持林的建造和规划提供理论依据。[方法]运用烘干法,室内浸泡法,环刀法等得出不同林分林下枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量,比较了不同林分枯落物和土壤的持水能力。[结果]枯落物总储量范围为9.96~19.19t/hm2,表现为栓皮栎林总储量最大,荒坡总储量最小。枯落物最大持水量变化范围为23.76~66.72t/hm2,栓皮栎—侧柏混交林最大,荒坡最小。栓皮栎—侧柏混交林有效拦蓄量可达51.50t/hm2,在各林分中最大;荒坡有效拦蓄量为19.55t/hm2,在各林分中最小。枯落物持水量、吸水速率均与浸泡时间呈相关关系,前者为对数关系(R0.97),后者为幂函数关系(R0.98)。各林分土壤容重均值介于1.14~1.55g/cm3,总孔隙度介于38.62%~43.76%。各林分土壤有效持水量表现为:刺槐林栓皮栎—侧柏混交林栓皮栎林荒坡,其中刺槐林最大(为106.85t/hm2),荒坡最小(为89.37t/hm2)。[结论]水土保持林持水能力远大于荒坡。     

不同密度马尾松人工林枯落物输入对土壤理化性质的影响

为研究不同密度马尾松人工林枯落物输入对土壤理化性质和林分生长影响,选择适宜的人工林经营措施提供参考。以2 500,3 300,4 500,6 000株/hm²(分别记为M1、M2、M3和M4)4种造林密度的马尾松人工林为研究对象,利用结构方程探究不同密度马尾松林枯落物输入对土壤性质的影响。结果表明:林分密度对枯落物和土壤理化性质均具有显著影响,其中枯落物总蓄积量和持水量表现为M2密度最大,显著高于其他密度;同时M2密度中枯落物碳、氮、磷、钾养分储量最大,以有机碳为主,占总储量的96.98%。随土层深度的增加,土壤理化性质差异性减少,枯落物层对土壤表层理化性质影响较大,土壤持水性、孔隙度、pH、全磷、碱解氮和速效磷均在M2中最大,有机质和全氮呈现M4>M2>M3>M1,渗透性、全钾和速效钾在M1中最大。枯落物蓄积量和养分储量与土壤粉粒、持水性、孔隙度、有机质、全磷和碱解氮呈显著正相关。结构方程显示,枯落物总蓄积量对土壤理化性质均具有显著正相关,而持水性对土壤化学性质具有显著负相关;土壤化学性质对林分蓄积量具有显著正相关,而枯落物养分储量对林分蓄积量具有显著负相关。综上,M2密度下马尾松林枯落物总蓄积量和养分储量较多,能够起到减少地表径流,增加土壤持水性和孔隙度,并减少速效养分流失,促进根系伸展和延伸,是比较科学的马尾松营林措施。     

河北太行山丘陵区不同林分类型枯落物与土壤持水效益

为揭示太行山丘陵区不同林分类型水土保持效益规律,选取毛白杨林,侧柏林,杂木林和灌丛这4种典型林分的林下枯落物和林地土壤作为研究对象,分别采用室内浸水法和环刀法对4种林分林下枯落物和林地土壤的持水特性进行研究。结果表明:4种林分枯落物蓄积量表现为侧柏林(10.55t/hm2)毛白杨林(7.25t/hm2)灌丛(6.93t/hm2)杂木林(6.39t/hm2)。灌丛枯落物的最大持水量最大,为17.28t/hm2,而杂木林的最小,为12.50t/hm2。林下枯落物的持水量与持水时间呈对数关系:Q=aln(t)+b,枯落物的吸水速率与持水时间呈幂函数关系:V=ktn。4种林分枯落物有效拦蓄量灌丛最大,为13.55t/hm2,杂木林最小,为9.95t/hm2。0—40cm的土壤层中土壤容重均值最大的是侧柏林,为1.53g/cm3,最小的是灌丛,为1.48g/cm3。土壤总孔隙度最大的是侧柏林,为43.69%,最小的是毛白杨林,为40.40%。土壤的毛管孔隙度均值表现为侧柏林(32.45%)灌丛(30.36%)毛白杨林(29.72%)杂木林(28.19%)。侧柏林土壤的最大持水量最大,为570.01t/hm2,毛白杨林最小,为527.58t/hm2。分析4种林分林下枯落物和林地土壤的持水能力,得出侧柏林(583.01t/hm2)灌丛(567.12t/hm2)杂木林(557.17t/hm2)毛白杨林(542.94t/hm2)。综合4种林分枯落物层和土壤层的持水特性,得知侧柏林的持水能力最大。     

黄土丘陵区退耕地土壤水分有效性及蓄水性能--以陕西省吴旗县柴沟流域为例

对退耕还林还草区具有代表性的乔木(山杏和刺槐)、灌木、农田的土壤水分有效性和蓄水能力进行了测定和对比研究。结果表明,不同植被类型的土壤有效水含量变化范围为1.92%~15.73%,林地比农田增加约75.31%。0—40 cm土层土壤蓄水量为228.30~251.07 t/hm2,林地比农田增加约8%。刺槐林地的蓄水性能好于山杏。研究成果对于科学地评价退耕还林还草的土壤改良效应具有重要的意义。     

苏北山丘区典型性次生林下土壤蓄水能力分析

次生林下土壤蓄水能力作为水源林生态系统的重要组成部分,是发挥森林水文生态功能的主体之一。研究采用"每木调查法",以苏北山丘区现存的赤松林、黑松林、侧柏林、栎类林、杂木林、刺槐林6种典型次生林作为主要对象,通过对林下植被土壤各个层面水文特性的研究,比较分析其林下土壤的蓄水能力。结果表明:6种次生林下土壤蓄水能力范围为280.8～451.2t/hm2,各次生林下土壤的蓄水能力与土壤容重呈负相关,与土壤毛管孔隙度呈正相关,其蓄水能力的大小顺序为:刺槐林>栎类林>杂木林>侧柏林>赤松林>黑松林。     

黄土高原不同植被复合边界土壤水分分布及影响域研究

 将中子水分仪与烘干法相结合,对陕西淳化县泥河沟流域典型农果复合边界（冬小麦苹果）和针阔叶林复合边界（油松—刺槐）土壤水分进行测定,分析土壤水分在不同水平位点及垂直方向上的变化规律,并用移动窗口法确定了两种植被复合边界上的土壤水分影响域。结果表明:农地土壤含水率要高于果园土壤含水率,刺槐林地土壤含水率普遍高于油松林地土壤含水率;复合边界上的土壤水分影响域主要受植被根系分布的影响,且随着土层深度的不同而异;苹果与冬小麦复合边界上的影响域在0～60cm土层内麦地为8m,果园为6m,80～120cm土层内麦地为8m,果园为2m,140～200cm土层内麦地为4 m,果园为4m;油松与刺槐复合边界上的影响域在080cm土层内油松为6m,刺槐为8m,100160cm土层内油松为4m,刺槐为6m。     

水土保持林生长过程及碳密度的动态变化

刺槐是黄土高原主要的水土保持树种之一,对刺槐生长过程与碳密度动态变化的研究,是正确评价黄土高原水土保持林生态服务功能中亟待解决的关键问题.以山西吉县红旗林场马莲滩刺槐水土保持林为研究对象,采用样方(面积400 m2)调查和树干解析法,研究刺槐的生长过程,提出刺槐的树高生长模型、胸径生长模型、生物量与胸径的关系,并在此基础上模拟计算刺槐水土保持林生物量及碳密度的动态变化.结果表明:1)树龄12 a以前为刺槐树高和胸径的快速生长期,树高的平均生长速率可达0.63 m/a,胸径平均生长率为0.53 cm/a,树龄12a时树高可达6.9m、胸径5.19 cm、生物量10.18 t/hm2;2)利用建立的生物量预测模型得出,当树龄达到20 a时,刺槐水土保持林生物量的连年生长量最大,达2.99 t/hm2,树龄35 a时生物量的连年生长量曲线与平均生长量曲线相交,成为成熟林,总生物量达72.79 t/hm2,碳密度为35.52 t/hm2,对树龄35 a以上的刺槐水土保持林应该及时更新与改造.     

泰山典型林分的林冠截留特征

 应用相关分析方法对泰山罗汉崖林场9个典型林分类型的林冠截留特征进行研究。结果表明:林内降雨量与林外降雨量呈很好的线性关系,林冠截留量与林外降雨量呈较好的对数关系;9个典型林分类型对降雨的截留能力为五角枫>麻栎+黑松>15 a麻栎>刺槐>50 a麻栎>黄连木>黄连木+刺槐>侧柏>黑松;7个典型林分类型形成树干径流的能力为15 a麻栎>50 a麻栎>黄连木>五角枫>黑松>刺槐>侧柏;各林分类型总体产生林内降雨的林外降雨量临界值为6.28 mm。     

黄土高原南部人工林林冠对降雨特征的影响分析

林冠降雨特征是森林水文作用的重要机制,同时也是植被在水土保持作用中的重要内容。以黄土高原南部常见乔木刺槐、元宝枫、桉树为研究对象,以滤纸色斑法为基本实验原理,观测了该地区天然降雨15场,分别取得3种乔木冠下雨滴谱200份。通过对比分析林冠内外降雨特征,得到以下结论：林冠降雨特征与林外降雨特征有显著区别;林下雨滴分布呈现近似的正态分布,大雨滴数量较林外明显增多;林冠下雨滴中数直径（D50）受降雨强度的影响很小,且在降雨强度小于0.1 mm/min时,林冠下D50大于林冠外,当雨强大于0.1 mm/min,林外D50有大于林内的趋势;降雨动能与雨滴中数直径有着相似的变化趋势。     

晋西黄土区主要造林树种林地土壤水分生态条件分析

黄土高原地区植被建设引起的土壤水分效应问题愈来受到关注,林地的水分生态条件分析成为构建结构稳定的森林植被的前提,本研究以晋西黄土区主要造林树种刺槐、油松和侧柏的坡面林地为研究对象,通过林地土壤水分特征曲线测定及土壤水分动态变化监测,探讨了其生长的水分生态条件,结果表明：本区人工林地的土壤持水力较高,土壤含水率随水势降低而递减的速度较慢;研究区主要造林树种中,刺槐及其混交林分的土壤水分利用范围最大,抗旱能力最强;无论丰水年或枯水年,坡面各林地土壤水分有效利用性大,土壤含水量在生长季都高于无效水临界值,林地土壤水分利用状况好,林分生长稳定。     

黄河三角洲盐碱地刺槐混交林对土壤脲酶活性的影响

以黄河三角洲盐碱地26年生刺槐＋臭椿混交林（RA）、刺槐＋白榆混交林（RU）和刺槐＋白蜡混交林（RF）为研究对象,以刺槐纯林（RP）和无林地（CK）为对照,研究刺槐混交林对土壤脲酶活性的影响。结果表明：1）同一林分中,土壤脲酶活性随土层深度的增加而减小;2）不同林分之间表现为刺槐混交林〉刺槐纯林〉无林地,RP、RU、RF、RA的脲酶活性分别是CK的4．02、4．74、5．08和5．01倍;3）在影响土壤脲酶活性的土壤因子方面,刺槐混交林较其纯林表现为降低了土壤密度、pH值和含盐量,增大了总孔隙度,增强了蓄水性能,增加了全氮、碱解氮和有机质的质量分数,增加了细菌和固氮菌的数量;4）总孔隙度、细菌、固氮菌、全N和有机质等土壤因子对刺槐混交林土壤脲酶活性的影响较大,建议用这些土壤因子作为评价刺槐混交林土壤脲酶活性的主要指标。     

黄土丘陵半干旱区典型人工林土壤水分特征

在黄土丘陵区选取不同林龄典型人工乔木林刺槐,灌木林沙棘、柠条,并以经过30 a多自然演替形成的荒坡草地作为对照,研究了人工林地土壤水分特点.结果表明,(1)人工林地总体持水能力较差,不同类型林地土壤持水能力顺序:刺槐林>沙棘林>柠条林,随着林分的生长,土壤持水能力均有增强的趋势;(2)土壤的导水能力随着林龄的增加有明显提高,林龄较接近时,刺槐林较沙棘林和柠条林饱和导水率大;(3)随着林分生长,林地土壤饱和含水量值增大,林地蓄水能力增强;(4)与荒坡对照相比,人工林改善土壤持水、导水能力的效果不一定有生态系统自我修复作用形成的植被群落好.