河北雾灵山不同密度油松人工林枯落物及土壤水文效应

以河北雾灵山自然保护区内4种不同密度(881,940,1 252,1 400株/hm2)的油松人工纯林为研究对象,对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究。结果表明:枯落物总储量变化范围为29.11~47.14t/hm2,且在一定林分密度内,随密度增加枯落物储量增加,最大持水量的变化范围为63.79~108.18t/hm2,有效拦蓄能力在43.25~81.44t/hm2之间,以1 252株/hm2有效拦蓄能力最强;枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系(R0.90),枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R0.99);土壤容重均值变化范围为0.88~1.26g/cm3,总孔隙度的变化范围为46.00%~62.27%;土壤层有效持水能力以密度为1 400株/hm2时最强,有效持水量为66.17t/hm2;土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系(R0.84)。综合分析可知,密度为1 400株/hm2的油松林水源涵养能力最强。     

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。     

辽河源典型森林群落下枯落物的水文特性

以辽河源自然保护区典型森林群落为对象,对其下枯落物储量和持水量等水文特性进行了研究。结果表明:(1)研究区枯落物总储量变化范围为7.92~15.56t/hm2,60a林龄油松纯林储量最大,华北落叶松纯林最小;(2)研究区最大持水率变化范围为164.12%~333.06%,最大持水率大小排序为:杨桦混交林华北落叶松纯林50a油松纯林60a油松纯林40a油松纯林;(3)研究区最大持水量变化范围为21.31~38.13t/hm2,最大持水量大小依次为:杨桦混交林60a油松纯林50a油松纯林华北落叶松纯林40a油松纯林;(4)对枯落物持水过程进行回归分析,各群落枯落物未分解层和半分解层持水量与浸水时间之间均服从对数函数回归关系(R0.87),持水速率与浸泡时间之间均符合幂函数关系(R0.87)。     

云南高原金沙江流域森林枯落物层和土壤层水文效应研究

以金沙江流域4种典型纯林为对象,对枯落物层和土壤层的水文效应进行初步研究.结果表明:①枯落物层总蓄积量为4.24～14.10 t/hm2;最大持水量为11.49～41.02 t/hm2;有效拦蓄量为9.92～41.71t/hm2;4种林分枯落物层的水文功能排序为银荆林＞云南松林＞桤木林＞滇杨林.②半分解层枯落物浸泡8h已基本达到饱和,而未分解层10 h基本达到饱和,持水量与浸泡时间呈明显对数关系;枯落物在浸水的0.5h内吸水速率最大,2h后速率明显减缓.枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系.③土壤层容重的变化范围为1.04～1.33 g/cm3;总孔隙度变动范围为45.08％～55.28％;土壤有效持水量为201.65～246.40 t/hm2;4种林分土壤层的水文功能排序为滇杨林＞银荆林＞云南松林＞桤木林;利用幂函数对入渗速率与入渗时间进行拟合,R2＞0.96.     

北京西山6种天然纯林枯落物及土壤水文效应

选取北京西山6种天然纯林为研究对象,对其林下枯落物层和土壤水文效应进行研究。结果表明,(1)枯落物总储量变化范围为4.42~9.72t/hm2,大小排序为油松纯林栓皮栎纯林栾树纯林杨树纯林侧柏纯林银杏纯林;最大持水量变化范围为10.95~25.79t/hm2,其大小排序为油松纯林栓皮栎纯林栾树纯林杨树纯林银杏纯林侧柏纯林;(2)未分解层枯落物浸泡时间达到6h后,其持水量基本达到最大值,而半分解层出现在浸泡12h左右;在0.5h内吸水速率较高,之后急剧下降,4h后下降速度有所减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系;(3)土壤容重介于0.91~1.41g/cm3之间,总孔隙度介于43.47%~55.1%;(4)土壤有效持水量均值介于14.00~45.67t/hm2之间,最大为银杏纯林,最小为栓皮栎纯林;(5)土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,6种不同林地土壤稳渗大致在20~25min之间,其中侧柏纯林渗透性最高。     

丹江口湖北库区不同林分类型枯落物储量及持水性能

对丹江口湖北库区马尾松林、柏木林、松柏混交林、针阔混交林、栎类林5种主要林分类型的枯落物储量、持水量、吸水速率进行研究。结果表明:不同林分类型枯落物现存量具有一定的差异,松柏混交林枯落物储量最大(29.26t/hm2),其次为马尾松林(24.49t/hm2)、针阔混交林(21.93t/hm2)、栎类林(6.56t/hm2),以柏木林枯落物储量最小(9.47t/hm2)。各林分不同层次持水量、吸水速率与浸水时间之间的动态变化规律基本相似,随着浸泡时间的增加,枯落物吸水速率具有差异,0～1h枯落物吸水最快,1～2h逐渐减缓,而到了2～10h枯落物吸水基本饱和,逐渐趋向于0。拟合回归发现,枯落物持水量与浸泡时间按指数方程Q=aln t+b增加,吸水速率与浸泡时间按幂函数V=ktn递减。同时,最大持水量均是半分解层>已分解层>未分解层,而吸水速率则是针叶林分半分解层>已分解层>未分解层,阔叶林为已分解层>半分解层>未分解层。     

滦河典型林分枯落物层与土壤层的水文效应

[目的]研究滦河上游典型林分的枯落物层与土壤层的水文效应,为森林健康监测和评价提供依据。[方法]对滦河上游3种林分的枯落物层未分解层与半分解层进行调查研究。[结果](1)油松林的枯落物生物量为12.03t/hm2,最大持水量为19.4t/hm2,有效拦蓄量为23.52t/hm2;落叶松林的枯落物生物量为9.51t/hm2,最大持水量为11.9t/hm2,有效拦蓄量为17.03t/hm2;落叶松白桦混交林的枯落物生物量为5.54t/hm2,最大持水量为13.0t/hm2,有效拦蓄量为13.7t/hm2。(2)半分解层枯落物浸泡8h已基本达到饱和,而未分解层需浸泡10h。枯落物在浸水的前0.5h内吸水速率最大,6h左右时吸水速率明显减缓。(3)落叶松白桦混交林土壤层持水能力最强,为375.92t/hm2;油松林土壤层的持水能力最差,为248.04t/hm2。利用幂函数对入渗速率与入渗时间进行拟合,其相关系数R2均在0.98以上。[结论]油松林枯落物层的生物量、最大持水量、有效拦蓄量都最大,而落叶松白桦混交林枯落物的土壤持水能力最强。     

河北雾灵山不同海拔油松人工林枯落物及土壤水文效应研究

对雾灵山4个海拔梯度(820,995,1 080,1 270m)的油松(Pinus tabuliformis)人工林枯落物层及土壤层水文效应进行研究。结果表明:枯落物总蓄积量、最大持水量、有效拦蓄能力均随海拔升高先减小而后增大,最大持水率随海拔升高而减小,枯落物总储量在29.11~47.14t/hm2之间,最大持水量在61.13~128.31t/hm2之间,有效拦蓄能力在41.00~106.74t/hm2之间,最大持水率在192.50%~252.02%之间。枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系,R0.95,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系,R0.99。土壤容重随海拔升高而增大,变化范围为0.66~0.95g/cm3,总孔隙度随海拔升高而减小,土壤层有效持水量随海拔升高而减小,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,R0.96。由此可知,低海拔油松人工林水源涵养能力普遍高于高海拔。     

倭肯河上游两种林型枯落物和土壤持水特性

为探讨不同树种组成的林分持水特性,采用实地调查与室内浸泡法,对倭肯河上游杂木林和阔叶红松林枯落物的蓄积量和持水特性进行测定,采用环刀法对土壤持水量进行测定。结果表明:两种林型枯落物厚度约7.5 cm,蓄积量为8.07~9.85 t/hm²,最大持水量相当于可吸收2.0~2.5 mm的降水,有效拦蓄量相当于可吸收1.0 mm的降水。枯落物持水量与浸水时间呈对数函数关系(R 2>0.9843),吸水速率与浸水时间呈幂函数关系(R 2>0.9999)。两种林型土壤总孔隙度范围为50.32%~51.41%,非毛管孔隙度范围为3.00%~4.44%,土壤最大持水量范围为1509.74~1542.17 t/hm²,土壤有效持水量范围为89.96~133.32 t/hm²。阔叶红松林密度低,生产力高,枯落物层最大持水量、有效拦蓄量,土壤层最大持水量、有效持水量均高于杂木林,但各评价指标差异不显著(p>0.05)。两林地持水能力中等偏低,以提高森林水源涵养为目标时,可维持现有结构,进一步开展密度调整研究。     

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。     

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。     

城市水源地5种森林枯落物水文效应特征

[目的]探讨云南省蒙自市菲白城市水源地5种主要森林类型林下枯落物的持水效应特征,为菲白水源地营造水土保持林、水源涵养林提供理论依据。[方法]利用样方调查法、烘干法、浸泡法对其枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量等进行了研究。[结果]各林分总蓄积量相差较大,依次为:杉木林华山松+杉木人工柏树林青冈栎+云南松人工桉树林;不同森林类型枯落物最大持水量变化范围7.85~13.91t/hm2,最大持水率为165.85%~242.45%,最大拦蓄量为7.48~12.62t/hm2,有效拦蓄量为6.53~11.03t/hm2;5种森林枯落物持水量与时间呈较显著的对数函数关系,各层与浸水时间之间存在着显著的幂函数关系。[结论]综合比较5种森林类型的持水性能,杉树的持水能力较好,能够很好地涵养水源。     

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。     

晋西黄土区不同密度刺槐林枯落物层水文生态功能研究

为对比分析林分密度对枯落物层水文生态功能的影响,以晋西黄土区6种不同密度(475,900,1 200,1 575,1 825,2 350株/hm~2)刺槐(Robinia pseucdoacacia)人工林为对象,采用样地调查与室内试验相结合的方法,对其枯落物层总厚度、总蓄积量、最大持水量、有效拦蓄量、枯落物持水量与浸水时间的关系、枯落物吸水速率与浸水时间的关系等水文特征进行研究,以期从中提出该区刺槐林经营的合理密度,为充分发挥水土保持功能、实现功能导向型植被调控与优化配置提供理论依据。结果表明:(1)研究区6种密度刺槐人工林枯落物总厚度变化范围为28.67~54.33mm,总蓄积量为2.98~10.65t/hm~2,且在一定范围内,随林分密度增大,枯落物蓄积量出现先增加后减少的变化趋势,6种密度枯落物蓄积量由大到小依次为1 575株/hm~21 825株/hm~21 200株/hm~2900株/hm~22 350株/hm~2475株/hm~2;(2)枯落物最大持水率的变动范围为295.35%~427.84%,无明显的规律性;最大持水量为11.16~37.01t/hm~2,在一些林分间差异显著,表现为随密度的增加呈先增大后减小的趋势,密度为1 575株/hm~2的林分枯落物持水性能表现最好,达37.01t/hm~2;半分解层枯落物持水量均高于未分解层;不同密度刺槐林枯落物的吸水速率与密度关系不显著;(3)各林分枯落物有效拦蓄量为7.22~23.64t/hm~2,其中以1 575株/hm~2的有效拦蓄能力最强,为23.64t/hm~2;(4)枯落物持水量与浸水时间之间存在明显的对数函数关系:Q=aln t+b,R20.95;枯落物吸水速率与浸水时间之间存在明显的幂函数关系:V=ktn,R20.99。综上所述,在本研究范围内,林分密度在1 575株/hm~2时枯落物层表现出较好的水文生态功能,当密度低于1 200株/hm~2,枯落物层水文效应急剧下降;从枯落物水文功能角度,建议今后研究区刺槐林的经营密度以1 200~1 800株/hm~2为适宜调控范围。     

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。     

晋西黄土区典型林分枯落物层水文生态特性研究

选择山杨栎类次生林（以下简称次生林）、刺槐林、侧柏林、油松林为研究对象，通过样地调查，结合室内浸泡方法，对比分析枯落物（未分解层、半分解层）的水文特征指标，研究典型林分枯落物层水文生态特性。结果表明：（1）枯落物厚度为3.93~4.95 cm，刺槐林最大，油松林最小；蓄积量为次生林最大（19.28 t/hm²），侧柏林（18.03 t/hm²）和刺槐林（17.57 t/hm²）次之，油松林最小（14.73 t/hm²），未分解层蓄积量小于半分解层。（2）枯落物最大持水量（率）为30.92~61.31 t/hm²（197%~320%），次生林最大，依次为刺槐林、侧柏林，最小为油松林。（3）枯落物有效拦蓄存在显著差异（P>0.05），表现为次生林（31.29 t/hm²） > 刺槐（22.20 t/hm²） > 侧柏（18.19 t/hm²） > 油松（13.94 t/hm²），有效拦蓄率为107%~173%。（4）在浸水2 h内，枯落物持水量和吸水速率变化以次生林与刺槐林最为迅速，半分解层较未分解层变化迅速；持水过程中，两者与时间分别呈对数函数（R²>0.89）和幂函数关系（R²>0.99）。在4种林地中，次生林林下枯落物水文生态潜力最优，油松纯林最差，表现为次生林 > 刺槐 > 侧柏 > 油松。刺槐是除次生林外的3种人工林中最优林种。建议研究区内合理优化恢复树种配置，以提高水文生态功能。     

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。     

园林废弃物覆盖垫的持水性能及抗压效果研究

为探究园林废弃物制成的覆盖垫是否适用于覆盖城市裸露土壤,采取室内试验方法,对不同施胶量(胶黏剂添加质量分别占园林废弃物质量的20%,25%,30%,35%和40%)不同粒径(小粒径0～1 cm,大粒径1～3 cm)10种覆盖垫的抗压性能、透水性能和持水性能进行测试,以期选出合适施胶量合适粒径的覆盖垫。结果表明:随着施胶量的增加,不同覆盖垫的抗压性均显著增强,且泡水前优于泡水后。小粒径覆盖垫在施胶量不高于30%时透水能力相对较好,施胶量高于30%时的透水能力显著变差,渗透系数为1.09～9.35 cm/s。大粒径覆盖垫的透水能力基本不受施胶量的影响,透水性能良好,渗透系数整体为0.25～0.33 cm/s。覆盖垫的持水量与浸泡时间呈显著对数关系:Q=aln(t)+b,R~20.95;覆盖垫吸水速率与浸泡时间呈显著幂函数关系:V=kt~n,R~20.99。最大持水量(率)和有效拦蓄量(率)均随施胶量的增加呈现先增大后减小的趋势,小粒径覆盖垫的有效拦蓄量为120.78～142.21 t/hm~2,有效含蓄率为93%～113%;大粒径覆盖垫的有效拦蓄量为71.71～83.35 t/hm~2,有效含蓄率为54%～65%。综上,该结果可为城市裸土覆盖提供理论依据和实践支持。