江西退化红壤区3种森林恢复模式的枯落物和土壤表层水文功能研究

为探讨退化红壤区植被恢复对枯落物层及土壤层的水源涵养功能影响,进一步揭示退化生态系统植被恢复的功能效应,采用室内浸水法和环刀法分别测定了3种恢复模式(木荷纯林、马尾松纯林、马尾松间伐补木荷林)的枯落物层与0—20 cm土层的持水能力。结果表明:(1)马尾松纯林的枯落物层蓄积量最大(7.91 t/hm~2),持水能力最强(15.39 t/hm~2),但持水率不如木荷纯林(246.69%)。(2)马尾松纯林的枯落物层有效拦蓄量和最大拦蓄量均为最大(7.75,10.02 t/hm~2),木荷纯林的最小(3.83,5.36 t/hm~2)。(3)3种恢复模式的枯落物层持水量随浸水时间的变化均遵循对数函数Q=aln(t)+b,R~20.90,枯落物持水速率随浸水时间变化均符合幂函数:V=at~b,R~20.95,拟合效果均较好。(4)马尾松间伐补木荷林、马尾松纯林、木荷纯林0—20 cm土层的水分最大滞留量分别为10.49,9.83,8.28 mm;木荷纯林土壤最大吸持贮水量(38.39 mm)高于马尾松间伐补木荷林(31.13 mm)和马尾松纯林(30.35 mm)。从枯落物最大持水量、有效拦蓄量及土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度多个因素的计算综合推断可知,3种恢复模式中马尾松纯林的枯落物和土壤表层的水源涵养能力最佳,马尾松间伐补木荷林次之,木荷纯林第三。在水土流失较为严重的退化红壤区,种植合适密度的马尾松林,可以通过地表枯落物层有效减缓水土流失。     

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。     

四面山不同人工林枯落物储量及其持水特性研究

通过调查分析重庆四面山5种人工林的林下枯落物储量,研究了各林地枯落物持水特性。结果表明:5种人工林林下枯落物储量及其持水量均表现出:分解层>半分解层>未分解的变化趋势。在相同林龄条件下,石栎×木荷混交林林下枯落物储量最高(246.94 t/hm2),其次是杉木×马尾松混交林(202.79 t/hm2)和枫香×木荷×石栎×香樟×灌木混交林(191.82 t/hm2),杉木人工纯林(39.73 t/hm2)最低。试验研究的5种林地中,石栎×木荷混交林林下枯落物的24 h最大持水量最大,为254.28 t/hm2,杉木×马尾松混交林(191.72 t/hm2)和枫香×木荷×石栎×香樟×灌木混交林(168.21 t/hm2)次之,杉木人工纯林最小,仅为31.66 t/hm2。经统计分析,试验5种林下枯落物未分解层、半分解层和分解层三者持水量与浸泡时间之间均符合为W=aln(t) b,且三者的吸水速率与浸泡时间之间亦符合S=ktn的关系式。研究表明,石栎×木荷混交林林下枯落物是5种林地中持水性能最好的一种,而杉木人工纯林枯落物持水性能最差。     

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。     

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.     

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。     

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.     

三峡库区不同类型马尾松林枯落物层持水特性比较

为了研究三峡库区不同林分类型马尾松林的枯落物持水性能,采用野外调查和室内浸泡法,对马尾松纯林(Ⅰ)、马尾松+香椿混交林(Ⅱ)、马尾松+檫木混交林(Ⅲ)、马尾松+盐肤木混交林(Ⅳ)、马尾松+槲栎+檫木混交林(Ⅴ)、马尾松+光皮桦混交林(Ⅵ)、马尾松+木姜子混交林(Ⅶ)7种马尾松林分类型枯落物持水特性进行了研究。结果表明:三峡库区不同林分类型马尾松林枯落物储蓄量为5.39~11.77t/hm~2,枯落物总厚度变化范围为2.14~3.73cm,枯落物总蓄积量排列顺序为ⅢⅣⅥⅡⅤⅠⅦ,最大持水量变化范围为11.94~23.42t/hm~2,最大持水率变化范围为198.53%~266.17%,7种类型马尾松林枯落物有效拦蓄量范围为8.34~15.90t/hm~2,有效拦蓄率范围为135.79%~195.81%,不同类型马尾松林枯落物有效拦蓄量排序与最大持水量排序相一致,均表现为ⅢⅤⅣⅠⅡⅥⅦ。而枯落物有效拦蓄率排序除了类型Ⅶ和类型Ⅱ,其他类型大小顺序与最大持水率保持一致。7种类型马尾松林枯落物持水量随着浸泡时间延长呈对数形式增加,浸泡5min时,不同林分类型枯落物吸水速率最大,浸泡1h后,不同层次枯落物吸水速率均呈现缓慢下降。吸水速率V与浸泡时间t以幂函数拟合效果较好,吸水速率随着浸泡时间延长以幂函数形式降低。     

浙江省天台县不同森林类型枯落物及土壤水文特性

[目的]掌握浙江省天台县不同森林枯落物和土壤的持水能力,为该区域今后在森林水源涵养等方面提供科学依据。[方法]采用野外调查和室内浸泡法,对天台县8种森林类型(毛竹林、阔叶混交林、针阔混交林、针叶混交林、马尾松林、杉木林、黑松林、木荷林)枯落物及林下土壤持水性进行了研究。[结果] 8种森林类型的枯落物蓄积量在8.05～23.84 t/hm~2之间;最大持水量变化范围为14.59～35.15 t/hm~2,其大小排序为:木荷林针阔混交林阔叶混交林马尾松林杉木林黑松林毛竹林针叶混交林;8种森林类型林下枯落物持水量与浸泡时间之间变化规律基本一致,持水量与浸泡时间呈对数函数关系,不同森林类型林下枯落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系;各森林类型土壤容重介于0.83～1.21 g/cm~3,土壤持水力变化范围为200.74～575.70 t/hm~2,其大小依次为:黑松林针阔混交林木荷林杉木林毛竹林马尾松林阔叶混交林针叶混交林。[结论]阔叶林以及含有阔叶树种的森林类型枯落物以及林下土壤持水能力均较强,其中土壤持水能力最强的为黑松林。     

广西壮族自治区的台湾桤木混交造林水源涵养功能评价

[目的]研究台湾桤木混交造林的枯落物层和土壤层的水源涵养能力,为台湾桤木在广西壮族自治区的合理经营与利用提供理论依据。[方法]采用熵权法对台湾桤木×马尾松、台湾桤木×巨尾桉、台湾桤木×红锥及台湾桤木纯林的林分枯落物层和土壤层的水文效应相关因子进行综合评价。[结果]①枯落物最大持水量最大是台湾桤木×红锥(2∶1),台湾桤木×马尾松(1∶1)最少;台湾桤木×红锥(1∶2)的枯落物有效拦蓄率最大,台湾桤木×红锥(2∶1)的枯落物有效拦蓄量最大,台湾桤木×巨尾桉(2∶1)的枯落物有效拦蓄率和有效拦蓄量均最小。②台湾桤木混交林土壤容重均明显低于台湾桤木纯林,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、自然含水率、最大持水量和毛管持水量均是台湾桤木混交林大于台湾桤木纯林。③采用熵权法计算权重值占比例最大是枯落物最大持水量,最少是土壤毛管孔隙度;台湾桤木不同混交造林模式水源涵养能力综合评价排序为:台湾桤木×巨尾桉(1∶2)台湾桤木×红锥(2∶1)台湾桤木×马尾松(1∶2)台湾桤木×红锥(1∶1)台湾桤木×巨尾桉(1∶1)台湾桤木×马尾松(2∶1)台湾桤木×红锥(1∶2)台湾桤木×巨尾桉(2∶1)台湾桤木×马尾松(1∶1)台湾桤木纯林。[结论]台湾桤木与马尾松、巨尾桉和红锥混交造林的水源涵养能力均优于台湾桤木纯林。     

华南典型人工林的土壤物理性质及其水源涵养功能

对杉木、马尾松、湿地松、尾叶桉和马占相思林的土壤物理性质、凋落物持水量以及土壤贮水性能进行了研究。5种林分土壤的毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度均为上层大于下层,而土壤容重为上层小于下层。总体来看,5种林分中杉木和马占相思林土壤疏松、孔隙度大;尾叶桉林土壤紧实、孔隙度小,马尾松林和湿地松的土壤孔隙度中等。凋落物最大持水量呈现杉木林(18thm-2)>马占相思林(15thm-2)>尾叶桉林(14thm-2)>马尾松林(11thm-2)>湿地松林(10thm-2)。土壤是森林涵养水源的主体,其最大持水量占林地最大持水量的99%以上,顺序为杉木林地和马占相思林(2064和2061thm-2)>湿地松林(2041thm-2)>马尾松林(2032thm-2)>尾叶桉林(1941thm-2)。林地最大持水量的顺序为杉木林地(2082thm-2)>马占相思林地(2076thm-2)>湿地松林地(2051thm-2)>马尾松林地(2043thm-2)>尾叶桉林地(1955thm-2)。     

低效林改造对土壤理化性质及水源涵养功能的影响

 通过调查分析广西苍梧县低效马尾松、湿地松纯林经采取异龄混交荷木、大叶栎等阔叶树种的改造措施后土壤理化性状及水源涵养功能,表明:1)低效林改造后,林地土壤养分含量得到提高,土壤物理性状得到改善;2)林地土壤水分状况和渗透性能得到显著提高;3)与低效马尾松纯林（2166 t/hm2）和湿地松纯林（2 075 t/hm2）相比,马尾松+荷木、湿地松+荷木和湿地松+大叶栎林地土壤蓄水量显著提高,分别达到2 543、2506和2 483 t/hm2;4)0～20 cm土层土壤理化性状改善幅度大于20～40 cm土层。低效林混交荷木、大叶栎后,改造效果明显,是低效林改造措施之一。     

不同林地类型土壤水库蓄水特性研究

研究不同林地类型土壤水库的蓄水特性,以期加深对森林土壤水库削洪补枯机理的认识。以裸露地为对照,木荷林地、杉木林地和封山育林地为研究对象,对它们土壤水库的蓄水功能及其动态变化进行研究。结果表明:木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照土壤水库的年均蓄水量分别为381.1,368.7,336.9和243.6mm,分别占各自总库容的75.62%,78.18%,74.62%和59.57%。不同季节中不同林地类型土壤水库的月均蓄水量大小顺序均为多雨期>雨量中等期>少雨期,木荷林地、杉木林地和封山育林地土壤水库多雨期的月均蓄水量分别比对照的多124.8,121.9和85.0mm,少雨期的月均蓄水量也分别比对照的多141.0,129.2和91.0mm。     

枫香与杉木、马尾松混交林土壤水分物理性质的研究

本文研究了枫香分别与杉木、马尾松混交后土壤水分物理性质的变化。结果表明:采用枫香分别与杉木、马尾松混交后,改善了土壤的水分物理性质,表现在土壤最大持水量增加,毛管持水量、田间持水量得以提高,土壤有效持水量也有了较大幅度的提高。枫香分别与杉木、马尾松混交后土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度得到提高,并由此而改善了混交林土壤的渗透性能。     

重庆缙云山水源涵养林地土壤水文效应

土壤层是水源涵养林水文效应的第三活动层,对林分的水文效应起重要作用。以重庆缙云山不同配置模式水源涵养林的土壤为研究对象,分析了林分中具有代表性的马尾松×广东山胡椒混交林、四川大头茶×四川山矾混交林、毛竹×四川山矾×马尾松混交林、广东山胡椒×杉木混交林、马尾松×柳杉混交林对土壤水文生态效应的影响,以缙云山广泛分布的毛竹纯林作为参照。结果表明:总体上,随着土壤深度的增加,土壤容重呈增加的趋势,而孔隙度呈逐渐递减的趋势;各林分中以广东山胡椒×杉木混交林的土壤容重最小、孔隙度最大、最大持水量最大、渗透性能最好,马尾松×柳杉混交林次之,毛竹纯林最差。     

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。     

永嘉县四海山林场森林枯落物及土壤持水能力研究

为掌握永嘉县四海山林场不同森林枯落物和土壤的持水能力,采用野外调查和室内浸泡法,对该林场4种主要森林类型的枯落物及林下土壤持水性进行了研究,并对林地水源涵养功能进行了估算,结果表明:森林枯落物总储量大小为马尾松林>柳杉林>针叶混交林>针阔混交林,枯落物有效拦蓄量大小表现为柳杉林>马尾松林>针叶混交林>针阔混交林;柳杉林和针阔混交林0~10 cm土层土壤非毛管孔隙度、非毛管持水量显著高于马尾松林和针叶混交林;森林水源涵养能力大小表现为针阔混交林>柳杉林>针叶混交林>马尾松林;四海山林场林地水源涵养总量为7 530 343.4 t,经济价值量为6 174.8万元。     

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。     

江西信丰森林健康示范区主要林分类型土壤水源涵养功能

为了研究江西信丰森林健康示范区林下土壤的水源涵养功能,本文主要采用环刀法,比较分析了6种主要林分土壤孔隙度、持水量、渗透性等水文指标。结果表明:6种林分土壤最大持水量为880.88～1 007.36t/hm2,其大小顺序为:毛竹林>杉木林>常绿阔叶林>火炬松林>湿地松林>马尾松林;各林分土壤的入渗过程均可用Horton入渗模型进行较好拟合,各层土壤初渗和稳渗速率分别变动于0.163～4.433mm/min和0.112～1.788mm/min,毛竹林土壤渗透性较好,火炬松较差。6种主要林分土壤水源功能的大小顺序为:毛竹林>杉木林>湿地松林>常绿阔叶林>马尾松林>火炬松林。     

亚热带典型人工林土壤酸化特征及其生物学机理初步分析

对亚热带典型人工林土壤pH和酸化生物学机理的研究表明:荒草地种植马尾松和木荷20年以后土壤的pH发生了变化,在0 ～ 60 cm处降低了0.12～0.47个单位;垂直方向上在距离树干10 cm处马尾松0～20cm土层pH低于木荷,20～60 cm土层pH大于木荷;水平方向上随着与树干距离的增加土壤pH受树木影响的程度逐渐降低,距离树干20 cm处土壤pH受树木的影响最大.树干茎流雨可能是树干基部附近土壤加速酸化的重要因素,根系的分布及其对盐基阳离子的吸收是造成马尾松和木荷土壤剖面出现酸化差异的主导因素.