上犹县长防林不同森林植被类型土壤蓄水能力初探

通过2004和2009年两次对江西上犹长防林不同森林植被类型土壤持水特性的测定分析,结果表明:同一植被类型随着其生长发育,其土壤蓄水能力相应提高;各植被类型的土壤蓄水能力均明显高于荒山地;土壤容重、毛管孔隙度及非毛管孔隙度三者的综合特征对土壤蓄水能力有着重要影响;不同植被类型的土壤蓄水能力存在差异,针阔混交林的土壤蓄水能力优于杉木纯林、针叶混交林、湿地松纯林和马尾松纯林;2004、2009年各植被类型土壤蓄水能力分别在25200~40320 t hm-2和30240~63360 t hm-2之间,若蓄存1×108 m3的水则所需的相应森林面积分别在2480.2~3968.3 hm2和1578.3~3206.9 hm2之间,而荒山地则分别为7142.9 hm2和7440.5 hm2。     

冀北山地森林土壤水文效应研究

森林土壤水文效应是森林生态水文功能的基础.从森林土壤的容重、孔隙度、持水能力和入渗能力等方面,研究了冀北山地6种典型森林的土壤水文效应.结果表明:土壤容重方面,落叶松纯林最大(1.21 g/cm3),白桦纯林最小(1.00 g/cm3);土壤孔隙度方面,白桦纯林总孔隙度最大(50.75％),油松蒙古栎混交林总孔隙度最小(42.58％);土壤持水能力方面,油松纯林的有效持水量最大(241.00 t/hm2),落叶松纯林的最小(57.75 t/hm2).土壤入渗能力方面,油松纯林的稳渗速率最大(15.00 mm/min),落叶松纯林的稳渗速率最小(0.68 mm/min).     

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。     

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。     

东北黑土区各类水保林蓄水能力试验研究

针对黑土区主要水土保持林类型,选择落叶松纯林、樟子松纯林、白皮柳纯林、杨树纯林、樟子松与落叶松混交林、樟子松与杨树混交林6种林分进行林下枯落物层、林下土壤层蓄水能力和林下土壤入渗性能、孔隙度的试验和测定,研究不同林分改良土壤,涵养水源的能力。通过试验分析表明:6种林分枯落物层蓄水率为1.3～2.5倍,枯枝落叶数量多且枯落物比表面积大的落叶松和白皮柳枯落物层蓄水能力最强;针叶林及其混交林土壤层蓄水量最大;混交林改良土壤效果最好,林下土壤入渗能力高于纯林,毛管孔隙度大于纯林。建议在黑土区水土保持林建设中,根据立地条件,以混交林和针叶纯林为主。     

黄土丘陵区不同林分类型枯落物层及其林下土壤持水能力研究

研究了青海省黄土丘陵区13种林分类型的枯落物层持水能力,并以荒山荒坡作为对照样地研究其表层土壤物理性质与持水能力.结果表明:不同植被类型,枯落物层平均蓄积量为混交林>针叶林>阔叶林,而平均最大持水量为混交林>阔叶林>针叶林,枯落物层平均厚度和平均有效持水量呈现相同规律,为阔叶林>混交林>针叶林;其土壤表层的总孔隙度、非毛管孔隙度均与枯落物层平均蓄积量呈现相同规律,且有林地土壤有效持水量是对照样地荒山荒坡的2.47～4.07倍.     

生产建设项目弃土弃渣与林地土壤入渗特征分析

针对弃土弃渣物质组成复杂、结构混乱、养分含量较低的特点,采用野外双环入渗方法对不同堆置年限弃土弃渣水分入渗性能进行了研究。结果表明:与桑树林地相比,弃土弃渣土石混合不均匀导致其孔隙结构较差,土壤总孔隙度、毛管孔隙度均显著小于林地;桑树林地与弃土弃渣入渗过程最大的差异在于初始入渗阶段,此阶段弃土弃渣入渗率下降迅速并呈波动性减少趋势,且入渗特征与土体疏松多孔的结构特征、自然含水率和容重关系密切;最大持水量表现为桑树林地Ld(116.37 t/hm2)>堆置3年弃土弃渣L3a(106.77 t/hm2)>堆置1年弃土弃渣L1a(103.98 t/hm2),非毛管持水量表现为Ld(82.65 t/hm2)>L3a(51.74 t/hm2)>L1a(43.22 t/hm2),林地的水源涵养功能明显强于弃土弃渣,而L3a土壤持水性能要高于L1a。     

不同土地利用类型土壤贮水性能及入渗特征的对比研究

研究了不同土地类型土壤的贮水性能和入渗特征的变化趋势,研究结果表明:各土地利用类型土壤平均密度(0～100 cm)的变化范围为1.23～1.09 g/cm3,而土壤的总孔隙度逐渐增大,尤其是非毛管孔隙度的增大趋势更为明显,从大到小依次为杨树林地>柠条林地>农闲地>荒地,各种土地利用类型土壤总孔隙度从53.93%上升到59.54%,土壤贮水性能变化趋势与土壤孔隙状况变化趋势一致。1 m土层内饱和贮水量的大小依次为杨树林地(5 953.75 t/hm2)>柠条林地(5 950.53 t/hm2)>农闲地(5 638.72 t/hm2)>荒地(5 392.97 t/hm2),土壤滞留贮水量表现为杨树林地(5 762.91 t/hm2)>柠条林地(5 725.75 t/hm2)>农闲地(5 594.32 t/hm2)>荒地(5 372.99 t/hm2)。各土地类型土壤的入渗特性具有较大差异。植被对土壤的改善效果比较明显,以导致不同土地类型土壤稳定入渗率不同,通过对不同时段累计入渗量的分析,土壤内非毛管孔隙度是土体内维持高的入渗能力的重要原因之一。     

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).     

冀北山地蒙古栎天然林土壤物理性质及水源涵养功能研究

对冀北山地不同坡位的蒙古栎天然林土壤水分物理性质及水源涵养能力进行了初步研究.结果表明,0-40 cm土层土壤容重、非毛管孔隙度、有效持水量均表现为:坡中＞坡下＞坡上,土壤容重在1.0～1.1 g/cm3之间;土壤非毛管孔隙度和有效持水量均值为8.9％和347.6 t/hm2.土壤毛管孔隙度、总孔隙度、毛管持水量和最大持水量均表现为:坡下＞坡中＞坡上,其均值分别是38.5％,47.5％,1 521.50t/hm2和l 869.1 t/hm2.枯落物厚度、蓄积量和最大持水量表现为:坡下＞坡上＞坡中,其均值分别是48.7 cm,23.5 t/hm2和49.3 t/hm2,最大持水率表现为:坡上＞坡中＞坡下,变化范围为219.3％～231.8％.蒙古栎天然林林地蓄水能力表现为:坡下(1 996.0 t/hm2)＞坡中(1 930.0 t/hm2)＞坡上(1 829.3 t/hm2),平均蓄水量为1 918.4 t/hm2.由此可知,蒙古栎天然林蓄水能力受坡位影响较大.     

桐庐生态公益林主要森林类型水源涵养功能综合评价

 对浙江省桐庐县生态公益林中主要森林类型的水源涵养功能进行评价。选取林冠截留率、枯落物层蓄积量、枯落物层最大持水率、土壤稳渗速率、土层厚度、土壤总孔隙度和非毛管孔隙度为评价指标,构建森林水源涵养功能综合评价方法。结合实测数据,对研究区各森林类型水源涵养功能进行评价。结果表明:水源涵养功能为青冈林>杉木林>毛竹林>香樟林>马尾松林>板栗林;青冈林的水源涵养功能属较好等级,杉木林、毛竹林、香樟林为中等,马尾松林、板栗林较差。     

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6种林分类型土壤水分-物理性质变化

为改善冀北山地林地生态功能,提高该地区森林涵养水源的能力,选取冀北山地6种典型林分为研究对象,采用环刀法对土壤物理性质进行了分析比较。结果表明:(1)土壤容重与土层深度呈正相关,土壤容重均值排序为:华北落叶松林(1.20g/cm~3)蒙古栎林(1.14g/cm3)油松林(1.12g/cm~3)黑桦林(1.03g/cm~3)白桦林(0.98g/cm~3)山杨林(0.81g/cm~3);(2)土壤总孔隙度与土层深度呈负相关,土壤总孔隙度均值排序为:山杨林(57.6%)白桦林(51.4%)黑桦林(51.1%)油松林(49.1%)华北落叶松林(45.9%)蒙古栎林(44.8%);土壤毛管孔隙度均值山杨林最大(48.9%),油松林最小(35.1%);非毛管孔隙度均值为油松林最大(14.0%),白桦林最小(3.6%);(3)土壤持水量与土层深度之间存在负相关关系,土壤最大持水量均值为山杨林最大,华北落叶松林最小;(4)土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,稳渗速率油松林最大(15.00mm/min),华北落叶松林最小(0.68mm/min)。研究结果可为森林土壤资源可持续利用提供依据。     

陕北生态退耕区植被群落土壤贮水量与入渗特性

为了研究陕北生态退耕区土壤水文特性,对吴起县县城周边各植被群落土壤贮水与入渗特征进行了研究。结果表明:吸持贮水量和饱和贮水量之间、初渗率和稳渗率之间变化趋势基本相同,而滞留贮水量和饱和贮水量之间的相关性不大;土壤贮水量与入渗率在不同土地利用类型、地貌类型和坡向间变化;草本植被土壤水分入渗性能与坡度、坡向、株均高、容重、非毛管孔隙度、群落密度和海拔因子密切相关。     

不同经营年限山核桃林地枯落物和土壤的水文效应

为探讨山核桃(Carya cathayensis Sarg.)—常绿阔叶混交林转变为山核桃纯林过程中林地枯落物和土壤水文效应的变化,利用相邻样地比较采样法,研究了山核桃—阔叶混交林0,5,10,20a山核桃纯林的水源涵养能力差异。结果表明,林地枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间的关系分别符合对数函数和指数函数;0a林地的枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量显著高于5,10,20a的山核桃林地;随着经营年限的延长,林地枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量呈下降的趋势,与0a相比,分别下降了38.2%~54.6%,58.1%~69.7%,21.0%~33.2%;土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总毛管孔隙度及持水力等指标在不同经营年限山核桃林地之间的差异并不显著,与0a土壤的持水力(21 450.0t/hm2)相比,经过不同年限的经营,持水力分别下降了10.6%~20.4%。总体上,山核桃—常绿阔叶混交林转变为山核桃纯林后,降低了林地枯落物和土壤的水文效应。     

滦河上游不同密度油松林水源涵养功能研究

为了探知不同密度油松林人工林的水源涵养功能高低,选取木兰围场8个密度油松林的枯落物与土壤进行研究,利用水源涵养指数来比较各林分的水源涵养功能的高低,结果表明:（1）枯落物重量与有效拦蓄量变化趋势是随着密度的增加而增大,而枯落物最大持水量处于自身重量的2～4倍,最大持水率在250.61%～310.66%。（2）随着密度的增加土壤的最大持水量、非毛管孔隙度与非毛管蓄水量都是先是增加后减小,而最大持水量在1 800株/hm²达到了最大值为2 868.0 t/hm²;毛管孔隙度、毛管蓄水量与总孔隙度都没有明显的规律可言。（3）随密度的增加油松的水源涵养指数是呈现增加趋势的,其中的最大值是最小值的1.35倍,当密度处于1 500株/hm²时,指数趋于稳定,在1 500～1 800株/hm²时水源涵养指数较高。     

石灰岩瘠薄山地不同密度侧柏林保土效益

以临朐县石灰岩山地山坡上部营造的5种侧柏林造林密度为试验材料,系统研究侧柏林枯枝落叶层蓄积量、灌草植被生物量、土壤物理性状、渗透速率、土壤侵蚀量等保土功能指标。结果表明:(1)5种密度侧柏林的枯枝落叶层蓄积量造林密度最大的枯枝落叶层蓄积量最多,造林密度最小的枯枝落叶层蓄积量最少,林下灌草植被盖度和生物量随造林密度的减小而明显增加,密度为1 667株/hm2的侧柏林枯枝落叶量、灌木生物量和草本植物生物量总和最多,其次为2 500,1 111,5 000株/hm2的,最少的为833株/hm2。枯落物腐烂分解后可改善土壤物理性状,减小土壤容重,增加土壤孔隙度,特别是增加非毛管孔隙度,促进水分下渗。(2)5种密度侧柏林与对照相比减少的土壤侵蚀量以密度为1 667株/hm2的最大,为61.466t/hm2,其次是2 500株/hm2的,为61.092t/hm2,1 111株/hm2的为58.712t/hm2,最小的是5 000株/hm2和833株/hm2的,分别为56.664,55.2t/hm2。(3)通过对5种密度侧柏林的林分郁闭度、土壤总孔隙度、土壤非毛管孔隙度、枯落物蓄积量、土壤渗透速率、灌草生物量、灌草盖度、与对照相比减少的土壤侵蚀量等因子进行方差分析,均存在显著差异,按各项保土指标得分相加得出保土效益,计算结果显示,5种密度的侧柏林保土效益大小依次排序为:1 667株/hm2>2 500株/hm2>1 111株/hm2>833株/hm2>5 000株/hm2。     

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）。     

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。