黄土半干旱区刺槐林地土壤蒸发特性研究

对黄土半干旱区刺槐林内的土壤蒸发状况,进行比较系统的试验研究。试验采用微型蒸发器（Micro-lysimeters,MLS）,人为控制土壤水分梯度,对不覆盖、枯枝落叶物覆盖和苔藓覆盖3种处理的林地土壤蒸发进行了分析。结果表明,在不同土壤水分条件下,利用枯落物覆盖减小林地土壤蒸发效果晴天好于多云天,枯落物覆盖、苔藓覆盖与无覆盖相比,分别减少了20.15%～52.46%和11.11%～36.72%的土壤蒸发,枯落物覆盖效果好于苔藓;林地土壤蒸发量随土壤水分的增加呈上升趋势,当土壤含水量增加到一定临界值以后,林地土壤蒸发量由上升变为下降,表现出土壤水分对林地土壤蒸发具有明显的阈值反应,土壤含水量的临界值分别为14.2%（枯落物覆盖）和16.8%（不覆盖）;基于林地土壤蒸发量（E1）与水面蒸发量（E0）的观测数据,利用STATISTICA软件统计分析,建立林地土壤蒸发模型,可用于林地土壤蒸发量的估算,为林地土壤水分管理提供理论依据。     

川南天然常绿阔叶林人工更新后枯落物层持水特性研究

对川南林区天然常绿阔叶林及其人工更新成檫木林、柳杉林和水杉林后林下枯落物层蓄积量、自然含水量和持水过程进行研究。结果表明：枯落物层蓄积量天然常绿阔叶林（25．68t／hm^2）〉水杉林（18．14t／hm^2）〉檫木林（9．95t／hm^2）〉柳杉林（1．13t／hm^2）。天然常绿阔叶林枯落物层自然含水量分别是檫木林、柳杉林和水杉林的3．18倍、41．33倍和1.53倍。在整个持水过程中．前2h内各林分枯落物层持水作用较强。林下枯落物层持水量与浸泡时间之间的关系式为Q=alnt＋b．吸水速率与浸水时间之间的关系式为V=kt＂。枯落物层最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量均是天然常绿阔叶林〉水杉林〉檫木林〉柳杉林。因此，保护天然常绿阔叶林及其选择适宜的树种进行更新对于提高林下地表枯落物层水文生态功能具有重要的作用和意义。     

甘肃省兴隆山天然林下苔藓凋落物蓄积量及持水特性

2010年,采用野外实地观测与室内浸水法,对甘肃兴隆山青杄林、青杄—白桦林林下苔藓和凋落物的累积量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明:(1)青杄—白桦林和青杄林下苔藓及凋落物层总厚度7.10~8.30cm,总重量24.66~30.69t/hm2,青杄—白桦林均高于青杄林;(2)苔藓层最大持水率明显高于凋落物层,但凋落物层最大持水量是苔藓层的11.15倍;(3)苔藓层和凋落物层持水率在开始浸水时增加较快,0.5h后增幅逐渐减慢,浸水10h后基本趋于某一稳定值;(4)凋落物层最大拦蓄量、有效拦蓄量分别是苔藓层的10.41和10.27倍;凋落物层在对降水二次分配及在吸持降水过程中发挥着重要作用,并且位于主导地位。     

西藏色季拉山急尖长苞冷杉林下苔藓持水性能研究

西藏色季拉山为典型的高原山地原始暗针叶林,面积较大的急尖长苞冷杉林为原始暗针叶林的主体。其林分生长良好,林下植被丰富,特别是林下苔藓层发育很好。采用野外观测法和室内浸泡法对西藏色季拉山不同坡向不同海拔急尖长苞冷杉林下的苔藓进行种类鉴定并进行持水能力研究。结果表明:调查地内共有苔藓9科13属14种,其中羽藓科锦丝藓属锦丝种为优势种,各海拔段均有分布;色季拉山阴坡各海拔段苔藓厚度均要高于阳坡;无论是天然持水量还是最大持水量,阴坡均要高于阳坡,两个坡向的3 800 m海拔段持水量最大;苔藓在浸水后0.5～1 h内持水量迅速上升,1 h后慢慢增加并稳定。结果表明苔藓在降雨1 h内对降雨的吸持有重要作用;苔藓持水量与浸泡时间可用对数函数拟合。     

祁连山青海云杉林苔藓枯落物分布与水文特性

对祁连山中段青海云杉林苔藓枯落物分布与水文特性能进行了试验研究。结果表明,试验流域苔藓枯落物层分布与组成存在明显差异,15个样地平均厚度8.2 cm,厚度最大达13.7 cm,最薄仅1.5 cm,相差近10倍;苔藓枯落物中未分解成分较多,占总量的42.8%;半分解和已分解成分较少,分别占23.8%和33.4%。其最大持水率在271.1%~418.2%之间变化,平均为319.8%,青海云杉林区苔藓枯落物层的最大持水量约为其自身干重的3倍左右;最大持水量变化范围在7.6~59.1 mm,平均为36.4mm。经2004年测定,青海云杉样地内苔藓枯落物层平均厚度约9.7 cm,总降水量为178.7 mm,截留量为57.8 mm,占穿透降水的32.34%。     

南方红壤丘陵区人工林地水文效应研究

通过对几种人工林枯枝落叶的周年变化，水文效应及林冠层截留降雨规律的研究，结果表明，林区枯枝落叶的周年变化出现2次高峰期（7月和12月），常绿的毛竹林，杉木林及柑橘林的落叶高峰以7月为主，而混交林落叶高峰期以12月为主，各林区枯枝落叶的持水量及持水率的周年变化规律与落叶规律相一致，当降雨量小于10mm时林冠层的横向截留量随距主干基部距离的增加相对减少，当降雨量大于20mm时随距主干基部距离的增加截留量相对增加，纵向截留具有推迟林内降雨开始的时间，延长林内降雨结束时间，降低开始I30雨强和减小降雨量的特点，林冠面截留具有饱和性，动态性，时间间隔性。     

金沙江干热河谷新银合欢人工林枯落物层持水特性研究

通过对金沙江干热河谷新银合欢人工林内枯落物层持水特性的试验研究,总结出林内枯落物层的持水特性。结果表明,新银合欢林内枯落物全年凋落总量为7.03 t/hm2,月平均为0.59 t/hm2,枯落物层的厚度为2.14.5cm,其中12月凋落最盛。枯落物的自然含水量月平均为25.27%,最大月出现在8月,与该区域的降水有较好的拟合关系,但存在滞后效应。持水速率在0.5 h内迅速增大,在浸泡48 h后基本达到最大值,在0.5 h内林内枯落物可以吸收1.2 mm的降水,当降水<11.72 mm时新银合欢林内不会产生径流。饱和持水率变化范围在66.94%-182.86%,最大持水量为自重的2倍以上,自然含水量与饱和持水率的关系在雨季呈正相关,而在旱季相关关系不明显。     

喀斯特森林近地表层覆盖对碳酸盐岩红土蒸发过程的影响

蒸发是西南喀斯特地区薄层土壤水分损失的主要途径,浅层土壤水分的存蓄对喀斯特地区农业生产和生态恢复至关重要。以西南喀斯特森林碳酸盐岩红土为研究对象,基于室内蒸渗试验设置4个苔藓生物量(0,0.32,0.64,0.95 kg/m~2)和3个松针生物量(0,0.32,0.64 kg/m~2)共12种处理,分析森林近地表层覆盖对碳酸盐岩红土蒸发过程及表层温度时空分布的影响规律,并对比3种蒸发模型(Black、Rose、空气动力学蒸发模型)在喀斯特森林碳酸盐岩红土的适用性。结果表明:苔藓和松针覆盖显著降低累积蒸发量和蒸发速率(P0.05),接种苔藓0.95 kg/m~2和覆盖松针0.64 kg/m~2处理比裸土累积蒸发量小36.9%;苔藓和松针导致土壤含水量显著增加(P0.05);苔藓和松针增加了表层土壤的平均温度,松针对土壤温度的提升作用强于苔藓;Black、Rose和空气动力学模型均能较好地模拟碳酸盐岩红土蒸发过程,Black蒸发模型的拟合精度高于Rose和空气动力学蒸发模型。研究结果能为西南喀斯特地区的水量平衡分析提供理论支撑并加强对喀斯特森林地表水文过程的认知。     

黄土丘陵区油松人工林温度效应的研究

通过研究黄土丘陵区油松人工林内空气温度和土壤温度的变化规律后认为，白天林内气温低于林外，夜间高于林外，晴天，林内外气温差异较大，阴天则较小，生长季林内平均气温高于林外，其最大差值出现在6月，最小差值出现在10月，林内气温梯度变化明显，日平均气温，日最高气温平均和日最低气温平均，林冠层中部均比林地表层和林冠表层大，林分和枯枝落叶层覆盖对土壤温度的影响主要表现在2个方面，即降低林内土壤温度和土壤温度的较差，日平均土壤温度，东坡较西北坡高0．48℃。     

沙漠人工植被区生物结皮类土壤的蒸发特性——以沙坡头沙漠研究试验站为例

沙漠人工植被区的建立有助于生物结皮的形成和发育，它将显著改变植被区土壤的持水性能和蒸发过程。利用室内蒸发法研究了流沙和沙漠植被区生物结皮类土壤的蒸发特性。结果表明，随固沙年限的延长生物结皮层及其下的亚土层逐年增厚、容重下降、土壤持水能力增加，且苔藓结皮优于藻类结皮。当土壤样品完全饱和后，生物结皮土壤的蒸发量明显高于流沙，苔藓结皮高于藻类结皮，并随固沙年限的延长而增加；但是蒸发过程表现出明显的阶段性（P〈0．05）。在蒸发的第一阶段（速率稳定阶段），与流沙相比生物结皮的存在有利于蒸发；但在蒸发的第二阶段（速率下降阶段）生物结皮却抑制蒸发。分析后认为，正是生物结皮具有较高的持水能力，在蒸发的第一阶段增加了水分被蒸发的可能性；当土壤干旱时，结皮可以将水分束缚在土壤中从而抑制了蒸发。     

基于RS与GIS的内蒙古武川县退耕还林生态成效监测

为监测半干旱地区退耕还林工程实施的效果,基于MODIS NDVI时间序列数据及土地利用数据,该文对内蒙古武川县的土地利用变化及植被覆盖变化进行了研究。结果表明:1)2000-2013年,武川县植被覆盖呈增加趋势发展的面积占33.55%,呈减少趋势发展的面积占30.15%,无显著变化的占36.30%,植被覆盖变化的空间差异明显,植被退化的区域重点集中于武川县的西北部。2)1999-2010年间,研究区耕地面积净减少18 809.29 hm2,耕地转为草地13 873.48hm2,转为林地5 429.81 hm2,草地转为林地13 554.25 hm2;结合地形特征,退耕地重点分布于2°~15°坡度与1 500~2 000 m海拔范围,并随着坡度与海拔的增加,退耕的幅度越来越大。3)退耕区中,植被覆盖下降的面积占20.98%,植被覆盖增加的面积占43.89%;在非退耕区,植被覆盖下降的区域面积占29.40%,植被覆盖增加的占34.14%。整体来看,退耕区植被的改善程度要高于非退耕区。4)进一步分析发现,退耕区中,耕地-草地的植被呈退化趋势发展,退化区域集中于2°~15°坡度与1 500~2 000 m海拔范围;在耕地-林地与草地-林地区域,其整体植被覆盖均显著提高,其中,耕地-林地的植被改善区域集中于2°~6°坡度与1 500~1 750 m海拔范围,草地-林地的植被改善区域重点分布于6°~15°、2°~6°及15°~25°坡度范围与1 500~2 000 m海拔范围。在非退耕区,耕地保持区、林地保持区与林地-草地区域的植被覆盖整体增加,而草地保持区、草地-耕地与草地-沙地区域的植被覆盖整体下降。     

托木尔峰自然保护区台兰河上游森林植被水源涵养功能

为定量评价托木尔峰自然保护区森林的水源涵养能力,利用综合蓄水能力法,对台兰河上游雪岭云杉森林生态系统的林冠层截留量(C)、枯枝落叶层持水量(L)、土壤层蓄水量(S)及综合水源涵养能力进行估算和分析。结果表明:(1)研究区4样地中,林冠层截留量表现为中海拔云杉林(29.94mm)较高海拔云杉林(20.56mm)高海拔云杉林(11.72mm)低海拔云杉杨树混交林(5.84mm),而茎流量则与之相反。(2)除中海拔云杉林外,各样地枯枝落叶未分解层平均厚度均大于半分解层;其中,未分解层的平均蓄积量中高海拔云杉林最大(79.32t/hm~2),半分解层为中海拔云杉林最大(59.47t/hm~2)。整体来看,枯枝落叶层的最大持水量大小依次为中海拔云杉林(32.55mm)高海拔云杉林(31.05mm)较高海拔云杉林(30.78mm)低海拔云杉杨树混交林(12.84mm)。(3)4样地平均土壤容重变动范围为0.73~1.06g/cm~3;土壤孔隙度的平均值大小均为中海拔云杉林较高海拔云杉林高海拔云杉林低海拔云杉杨树混交林;林下土壤自然含水率随海拔高度的增加呈不断上升趋势。不同样地30cm深土层的非毛管孔隙持水量表现为:中海拔云杉林(37.6mm)较高海拔云杉林(30.7mm)高海拔云杉林(25.73mm)低海拔云杉杨树混交林(13.92mm)。(4)研究区森林生态系统的水源涵养能力在171.27~280.84mm之间,低海拔云杉杨树混交林的总持水量最小,中海拔云杉林最大。土壤层水源涵养贡献率最大,占比在77.75%~89.10%之间;总有效蓄水量虽远小于总持水量,但能够很好地发挥水源涵养功能和水土保持作用。     

太行山不同林型枯落物持水性及生态水文效应研究

研究了太行山不同林型枯落物物持水性及生态水文效应,结果表明:（1）灌丛和混交林未分解层占总厚度的一半以上,阔叶林和针叶林半分解层占总厚度的一半以上;枯落物总蓄积量大小排序为针叶林>混交林>阔叶林>灌丛,不同林型半分解层蓄积量均占总蓄积量一半以上,表明了高海拔枯落物分解速度比低海拔枯落物分解速度快。（2）不同林型枯落物半分解层和未分解层最大持水量、最大持水率、有效拦蓄率、有效拦蓄量和自然含水率随海拔的增加而增加,基本表现为针叶林>阔叶林>混交林>灌丛,并且未分解层高于半分解层;针叶林枯落物有效拦蓄能力最强,灌丛最弱,即高海拔拦蓄能力较强,低海拔较弱。（3）土壤容重随着海拔的增加而降低,依次表现为灌丛>混交林>阔叶林>针叶林;土壤总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度随海拔的增加而降低,其中毛管孔隙度在不同林型差异均不显著（p > 0.05）;土壤饱和含水量、有效调蓄空间、最大持水率、最大持水量和有效持水量随海拔的增加而增加,依次表现为针叶林>阔叶林>混交林>灌丛。（4）不同林型初渗速率与稳渗速率存在较好的幂函数关系,相关性分析结果显示土壤渗透性能与总孔隙度和非毛管孔隙度均为极显著正相关关系（p < 0.01）,其中,非毛管孔隙状况对土壤渗透性的影响更为显著。综合分析表明:太行山森林水源涵养能力随海拔的增加而增加。     

基于CSLE模型的神木市土壤侵蚀模数计算

基于GIS、RS平台,采用CSLE模型,依据全国气象站网2001—2017年日降雨数据、1∶50万神木市土壤属性空间分布图及工程措施数据、10 m分辨率DEM数据、土地利用现状和植被覆盖度数据、Landsat影像,对神木市2010、2015、2017年土壤侵蚀模数变化特征进行分析。结果表明:3期神木市土壤侵蚀模数分别为1252.5、1216.68、1976.07 t/(km²·a),呈先减少后增加的趋势;随植被覆盖度增加,3期不同植被覆盖度区域土壤侵蚀模数和侵蚀量均呈先增后减的趋势;随海拔升高,3期不同高程带内土壤侵蚀模数均呈逐渐减小的趋势;随坡度增加,3期不同坡度级别区域土壤侵蚀模数均大致呈增加的趋势;此外,暴雨是导致神木市土壤侵蚀增加的重要原因,在水土保持工作中应增加应对暴雨的措施。     

闽西红壤区植被覆盖及管理因子与水土流失强度关系分析

以福建省西部的武平县中山镇为例,运用RS和GIS等相关技术软件提取土地利用、坡度、植被覆盖度、经营管理措施等信息,通过GIS空间叠加分析,获取当地水土流失斑的强度分布特征。研究发现：当地水土流失强度分布特征除了与当地植被覆盖度有关,更与植被后期管理经营密切相关;在一些高植被覆盖度地区如马尾松林地、水源涵养林地等区域,由于经营管理不当也分布相当程度的水土流失。     

山区植被覆盖度变化的地形分异特征——以贵州开阳县为例

植被覆盖度是生态恢复的重要指示器,研究其变化特征可为资源合理利用、生态恢复提供科学参考。以贵州省开阳县为研究区,基于landsat4-5 TM,Landsat8 OLI遥感影像,获取2002年、2019年30 m分辨率植被覆盖度数据,从阴坡与阳坡视角研究山区植被覆盖度变化和地形分异特征。结果表明:(1)2002—2019年阴坡与阳坡植被覆盖度总体呈南高北低分布,期间阴坡与阳坡植被总体处于恢复趋势。(2)研究时段内阴坡与阳坡植被覆盖度随海拔上升表现为增加趋势; 海拔小于600 m的地区阳坡和阴坡植被覆盖度差距最大; 2019年二者植被覆盖度在海拔小于600 m的地区下降明显,高于800 m的地区均有较大提升。(3)阴坡和阳坡植被覆盖度随坡度增加总体呈上升趋势,坡度大于35°后二者差异增强; 植被覆盖度增量随坡度增加总体表现为上升—下降特点。(4)阴坡和阳坡植被覆盖度随地形起伏度增加呈上升趋势。2002年阳坡各等级地形起伏度的植被覆盖度总体高于阴坡,2019年二者植被覆盖度差异性随地形起伏度上升而增强。综上,阴坡和阳坡植被覆盖度与海拔、坡度、地形起伏度呈正相关关系,二者在不同等级地形梯度上具有较大差异性。地形因子对山区阴坡、阳坡植被覆盖度的影响是多方面的,不仅从海拔和坡向上影响水热组合条件,也从坡度和地形起伏度上影响人类对山区林地资源的开发利用。     

北京山区森林景观格局与环境关系的CCA研究

根据北京山区森林资源调查二类数据,在ArcGIS的支持下,采用网格样方的采样方法,进行典范对应分析(CCA),对北京山区的森林景观格局与环境因子关系进行了分析研究。结果表明,在北京山区,坡向、坡位和土壤厚度与森林景观类型的空间分布相关性较低,森林景观类型的空间格局更多地受到海拔和坡度的影响,海拔是控制森林景观类型空间分布的主要因素,其次是坡度;森林景观在总体上表现为人工林分布在低海拔地区,天然林分布在高海拔地区,这与景观类型在CCA排序图上的分布一致。     

延河流域不同植被带土地利用方式的土壤水分分析评价

以延河流域不同植被带上的三个小流域为研究对象,引用土壤湿度综合指数作为土壤水分评价指标,结合不同植被带土地利用分布特征与相应土壤含水量对延河流域土壤水分进行评价分析,为该区域不同植被带水土资源的合理利用提供科学依据。结果表明:三个植被带均处于极干旱状态,土壤湿度森林草原带 > 森林带 > 草原带;其中森林带以林地为主,森林草原带以林地和草地共同起主导作用,草原带以草地为主;不同植被带土壤含水量差异显著,森林带最高,其次为森林草原带,草原带最低;对不同植被带土壤水分的剖面变化分析表明,0—200 cm土层中土壤含水量随着深度增加呈现增长趋势。4种土地利用方式中,耕地的土壤含水量显著高于其他三种土地利用方式,这主要是与耕地坡度较小和修建梯田有关,同时还与农作物的耗水量相对较小有关。林地和草地土壤含水量无显著差异,灌木地土壤含水量最小。     

半湿润半干旱过渡区洮河流域植被盖度变化特征

[目的]通过对半湿润半干旱过渡区洮河流域较高空间分辨率植被盖度变化分析,为新一轮退耕还林还草政策落实,流域生态文明建设和可持续发展决策等提供参考。[方法]以1993年Landsat 5TM,2001年Landsat 7ETM+,2015年Landsat 8OLI和ASTER GDEM为数据源,先用像元二分模型反演植被盖度,再用流域分区、高程、坡度及坡向分级所得基础单元,统计分析各单元内的植被盖度均值和植被盖度变化面积比例。[结果]1993—2015年洮河流域植被盖度均值增加了17.52%,正向变化面积比占62.24%,负向变化面积仍占有6.41%;3期数据均表明,高程2 500m以下植被盖度最低,高程4 000m以上无明显变化与负向变化面积比例之和最大;坡度0°~5°,10°~15°之间植被盖度均值最低但增幅最大,无明显变化和负向变化面积比例之和随坡度增加而增加,并在60°以上达到最大;坡向对植被盖度分布的限制作用逐渐减弱。[结论]洮河流域植被地形分异特征明显,植被盖度总体呈现增加趋势,但还存在一定的负向变化;未来应重视高程2 500m以下,坡度20°以下,坡向为平地、西坡、南坡的植被恢复;加强4 000m以上,坡度45°以上和东坡、东北坡现有植被生态保护。     

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。