黄土丘陵区不同林龄人工刺槐林下植被及土壤系统演变特征

[目的]研究黄土丘陵区人工刺槐林生长过程中土壤—植被系统演变特征,揭示刺槐林对草地生态系统恢复产生的生态效应。[方法]以陕西省黄土地区5,10,15,20年生人工刺槐林为对象,通过调查每个样地的土壤性质和地表植被特征,分析黄土丘陵区人工刺槐林生长过程中土壤—地表植被的变化。[结果]随着人工刺槐林的发育,刺槐的冠幅、树高、分枝数和基径显著增加(p0.05),但20a刺槐林有所降低;林下地表草本植物物种数目、盖度和高度均显著降低,林下地表草本植物密度在不同林龄之间差异不显著(p0.05);土壤电导率和容重呈先增加后降低趋势,土壤pH值在不同林龄之间差异不显著(p0.05),土壤总孔隙度显著降低(p0.05);土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮和有效磷含量显著增加(p0.05),但20a刺槐林有所降低,并且土壤全磷含量在不同林龄之间差异不显著(p0.05);不同林龄人工刺槐林土壤养分均表现出明显的"表聚性",相同土层内土壤养分表现为15a20a10a5a,局部有所波动。相关分析表明,土壤养分含量和刺槐形态特征是影响地表植被物种数、个体数和盖度分布的主要因素。[结论]黄土丘陵区人工刺槐林能够改善土壤养分含量和地表草本植被恢复,以15a人工刺槐林改善土壤养分含量效果最佳,但随着林龄的增加,其改善效果有所降低,这种改善效果并没有影响土壤养分含量的垂直分布特征;随林龄的增加,人工刺槐林对地表草本植被的影响滞后于对土壤养分含量的影响。     

黄土丘陵区典型植被类型草本层生态学特性与环境解释

在野外调查的基础上研究黄土丘陵区4种典型植被类型（达乌里胡枝子群落、白羊草群落、人工刺槐林、人工柠条林）草本层生态学特性,通过室内土壤养分和水分含量测定分析群落间环境因子的差异,并对群生态学指标和环境因子进行相关分析。研究结果表明:（1）豆科、禾本科、菊科植物重要值在4种群落中均很高,群落间各科物种重要值差异显著。（2）群落物种多样性表现为:人工刺槐林 > 人工柠条林 > 达乌里胡枝子群落 > 白羊草群落;群落盖度表现为人工刺槐林 > 白羊草群落 > 达乌里胡枝子群落 > 人工柠条林;草本群落地上生物量表现为:白羊草群落 > 人工刺槐林 > 达乌里胡枝子群落 > 人工柠条林。（3）土壤有机质、全氮、速效氮和速效钾含量表现为:工刺槐林 > 白羊草群落 > 达乌里胡枝子群落 > 人工刺槐林,达乌里胡枝子群落和白羊草群落土壤全磷、速效磷含量较高。（4）土壤水分含量表现为:白羊草群落（8.43%） > 达乌里胡枝子群落（7.60%） > 人工柠条林（6.43%） > 人工刺槐林（5.85%）。（5）群落盖度、草本群落地上生物量与土壤养分指标正相关,物种多样性与土壤养分的关系相对复杂;群落盖度及物种多样性均与土壤水分含量负相关,草本群落地上生物量与土壤水分含量相关性不显著。     

陕北安塞退耕恢复15年刺槐林与自然植被的物种组成与群落特征

为探讨陕北黄土丘陵沟壑区退耕恢复15年后刺槐人工林及自然植被的恢复特征,对安塞县三个流域"退耕还林"后栽植的15年左右刺槐林与林下植被及对应的自然恢复植被进行了调查与分析。结果表明:刺槐林下发现植物60种,隶属于27个科,49个属,以禾本科、菊科、豆科、蔷薇科植物居多;自然植被样地发现植物62种,隶属于21科49属,菊科、豆科和禾本科植物最多;无论刺槐林下还是自然植被,生长型多为一年生草本和多年生草本,水分生态型以旱生和旱中生植物为主,生活型方面地面芽植物占据优势地位;刺槐林下以狗尾草、赖草、牻牛儿苗、铁杆蒿、阿尔泰狗娃花及长芒草等为优势群落,而自然坡面以白羊草、达乌里胡枝子、铁杆蒿、阿尔泰狗娃花、长芒草及草木犀状黄耆等为优势群落;在阳坡自然恢复植被的群落盖度、地上生物量及物种多样性指数显著高于刺槐人工林(p0.05),而在阴坡二者差异不显著;认为在黄土丘陵沟壑区,阳坡刺槐林的植被恢复应考虑到林木生长对林下层的抑制作用,对现存郁闭度过高的林分应及时进行间伐管理以促进下层植被生长,合理进行乔、灌、草的配置,丰富群落层次结构,提升刺槐林生态功能。     

黄土高原不同林型植被对土壤活性有机碳及腐殖质的影响

为了探讨植被恢复与重建措施对土壤有机碳作用机制的影响,选取延河流域森林区5种典型林型植被作为研究对象,研究黄土高原辽东栎(Quercus liaotungensis)、侧柏(Platycladus orientalis)、丁香(Syzygium aromaticum)、三角槭(Acer buergerianum)和人工刺槐林(Robinia pseudoacacia)植被0-10cm和10-20cm土层土壤活性有机碳组分和土壤腐殖质特征。结果表明,不同林型植被土壤微生物量碳(MBC)含量表现为辽东栎、丁香和侧柏人工刺槐林三角槭。5种林型植被下,丁香群落土壤表层微生物量碳/有机碳(MBC/SOC)最高(0.034 5),其余依次为人工刺槐林、侧柏、辽东栎,三角槭最低(0.003 5),相比于其他林型植被,丁香更有利于土壤碳积累和碳素的有效利用。土壤易氧化有机碳(EOC)含量表现为辽东栎、侧柏三角槭丁香人工刺槐林。土壤有机碳活度即EOC/(SOC-EOC)表现为侧柏、辽东栎三角槭、丁香人工刺槐林,表明人工刺槐林土壤有机碳稳定性较强。人工刺槐林土壤腐殖化度和聚合度显著高于其余4种植被,其0-10cm,10-20cm土层的(HA/SOC)分别是其他植被的4.75~5.7倍和2.57~3.6倍。     

岷江上游山地森林/干旱河谷交错带不同植被恢复模式对根际土壤微生物量碳氮及固氮菌群落结构的影响

以岷江上游山地森林/干旱河谷交错带5种植被恢复模式的根际与非根际土壤为研究对象,对土壤微生物生物量碳、氮和土壤固氮菌群落结构的影响进行了初步研究。结果表明,5种不同植被根际与非根际土壤的微生物生物量存在显著差异且根际土壤含量大于非根际土壤,依次为:青冈次生林>灌木林>刺槐林>人工幼林>针阔混交林;DGGE图谱显示,5种植被根际与非根际土壤固氮类群有一条明显的共有条带,其中刺槐林和灌木林的固氮菌多样性最高;多样性指数、群落丰富度分析表明,灌木根际土壤固氮菌的群落种群结构最丰富,其次为刺槐;聚类分析结果显示,不同植被恢复的10种供试土壤样品分为4大类群。总之,自然恢复(青冈林和灌木林)效果好于人工林(刺槐林、人工幼林、针阔林);3种人工林相比较,刺槐林比其它两种人工林更有利于提高微生物生物量及土壤固氮菌群落结构多样性;在人工幼林地采取的封禁措施也有利于植被恢复。     

陕北黄土高原小流域土壤有效铜分布特征

对黄土丘陵沟壑区不同密度的刺槐林、榆树林、油松林、侧柏林、油松刺槐混交林等林下草本层物种组成及多样性进行了研究,目的是为人工林生态功能恢复评价和植被建设提供理论依据。研究结果表明,该区林下草本植物共有36种,多以阳性植物为主;由于林分树种组成和密度不同,林下草本物种差异较大;林下植被演替大多处于植被演替初级阶段,针阔混交林在物种数量和建种群落上表现最好,其次是油松纯林和刺槐纯林,榆树纯林生境条件最差;无论是丰富度指数还是多样性和均匀度指数,针阔混交林表现最好,其次为刺槐、油松纯林,表现最差的为榆树、侧柏纯林。     

陕北安塞不同林龄刺槐林下幼苗更新的动态变化特征

为了探讨黄土丘陵沟壑区刺槐林下幼苗更新的动态变化特征,进而为黄土高原地区人工刺槐林生态恢复与功能提升提供参考依据,在陕北安塞纸坊沟流域不同林龄(10 a,20 a,30 a,40 a)的刺槐林下共设置8个典型样地作为研究对象,调查分析林下幼苗的物种组成、密度及月动态变化特征。结果表明:(1)幼苗和地上植物间相似性系数表现为10 a>20 a>40 a>30 a,都以菊科、禾本科、豆科为主,生活型以多年生草本和一年生草本植物为主。(2)4—10月间,不同林龄林下均有大量刺槐幼苗萌发; 随林龄增加,林下幼苗更新过程各异,10 a林以狗尾草、猪毛菜幼苗为主,20 a林以猪毛菜、臭草、狗尾草、裂叶堇菜幼苗为主,30 a林以长芒草、裂叶堇菜幼苗为主,40 a林以翠雀、榆树幼苗为主。(3)随林龄增加,幼苗物种数与密度均呈降低趋势; 幼苗种类在4月、6月、9月较多; 幼苗密度在4月和6月相对较高。(4)林下草本植物幼苗大多数存活时间短; 在刺槐林恢复初期(10年),田旋花幼苗容易建植成功; 在刺槐林恢复的中、后期(20 a,30 a,40 a),裂叶堇菜、臭草、长芒草幼苗容易建植成功。因此,在陕北黄土高原丘陵沟壑区,根据刺槐林的恢复时期及林下不同物种幼苗存活特性对幼苗进行合理地抚育管理,促进林下植被的恢复与更新。     

兰州市南北两山5种典型人工林土壤的渗透特性

[目的] 探讨不同树种组成的人工纯林和混交林在生长过程中对土壤渗透特性的改良程度,为该区域人工林营建过程中树种选择及现有林分的抚育管理提供科学依据。[方法] 采用双环渗透法对甘肃省兰州市南北两山5种典型人工林分类型（侧柏林、新疆杨林、刺槐林、侧柏+刺槐混交林和新疆杨+刺槐混交林）的土壤渗透特性（土壤初渗速率、稳渗速率、平均渗透速率和渗透总量）进行了研究。[结果] 随土层深度（0—80 cm）的增加,土壤渗透性逐渐降低。不同林分类型土壤渗透性均表现为：新疆杨+刺槐混交林 > 侧柏+刺槐混交林 > 刺槐林 > 侧柏林 > 新疆杨林,混交林大于纯林;通用经验方程对各林分土壤渗透性的拟合效果最好,比较适合于描述研究区5种人工林土壤水分入渗过程,Horton方程次之,Kostiakov方程最差。土壤渗透性与土壤初始含水率、总孔隙度、有机质含量、全氮、无机氮呈极显著正相关,与毛管孔隙度、非毛管孔隙度呈显著或极显著正相关,与土壤容重呈极显著负相关。[结论] 在今后兰州市南北两山植被重建过程中,应营造不同树种所组成的混交林人工植被,不宜大面积营造人工纯林植被类型。     

刺槐萌生林与实生林的生长比较

刺槐是我国重要用材树种和生态公益林树种。针对刺槐萌生林生长状况出现下降等问题,在山东省沂山林场(E 118°36’,N 36°10’)和泰山药乡林场(E 117°19,N 36°17’),选取具有代表性的刺槐实生一代林和萌生二代林林分为研究对象,对林分结构特征、立木生长进程、干形等因子进行调查分析。结果表明:1)刺槐萌生二代林树高在前22年、材积总生长量和材积平均生长量在前17年、材积连年生长量在前14年均大于实生一代林,但随后各个指标生长量均小于实生一代林。2)刺槐实生一代林树干通直,而刺槐萌生二代林绝大部分树干弯曲,难以成材。3)提出用树干弯曲指数描述干形弯曲程度,并根据干形弯曲指数大小,将刺槐萌生二代林立木干形弯曲程度划分为无弯曲、极小弯曲、轻度弯曲、中度弯曲、重度弯曲5级。发现,刺槐萌生二代林中,树干中度和重度弯曲林木约占整个刺槐林的34.8%;树干无弯曲的树木极少,只占0.86%;树干极小弯曲的树木占33.8%。通过分析讨论刺槐连续无性更新林分生长迟缓、干形不良、不能成材成林的原因,认为刺槐无性更新问题是一个值得引起关注和研究的重要问题。     

黄土丘陵区不同退耕模式林下草本变化特征

通过对黄土丘陵区纸坊沟流域退耕37a不同退耕模式的油松+紫穗槐混交林(PA)、油松林(PT)、刺槐林(RP)、柠条林(CKK)及对照样地撂荒地(CK)草本植被进行调查与采样,研究物种多样性、草本盖度、枯落物量、地上及根系生物量、根冠比、根长密度等植被的变化特征。结果表明:1)物种多样性撂荒地最高,柠条林最低,顺序为CK>PA>PT>RP>CKK;2)草本盖度、地上生物量均为撂荒地最高,油松林最低,大小顺序分别为CK>CKK>RP>PA>PT和CK>RP>CKK>PA>PT,方差分析结果显示,植被盖度差异不显著,地上生物量差异极显著(P<0.01);3)样地枯落物量、草本根系生物量均为油松+紫穗槐混交林最高,刺槐林最低,大小顺序分别为PA>CKK>PT>CK>RP和PA>CKK>CK>PT>RP,方差分析结果表明,枯落物量未达显著差异,根系生物量差异显著(P<0.05);4)草本根冠比、根长密度均为油松+紫穗槐混交林最高,撂荒地最低,大小顺序分别为PA>PT>CKK>RP>CK和PA>CKK>RP>PT>CK,且均达显著性差异水平(P<0.05);5)土壤分层地下生物量与植被地上各指标达极显著相关(P<0.01),且呈y=xa幂指数关系。     

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.     

晋西黄土高原水土保持林适宜密度研究

黄土高原区水土流失严重,由于降水、温度等自然气候的限制因素,关于适宜的林分密度的研究至关重要.从林分生长状况,林下枯落物蓄水能力,林下草本植物多样性和林地土壤物理特性等方面,对山西省吉县蔡家川流域不同密度的人工林进行了研究.结果表明,从林分生长状况,恢复地表草本植物多样性,改良土壤物理性质的角度出发,该地区营造刺槐林时密度以1 325株/hm~2为宜,油松林的密度以1733株/hm~2为宜,侧柏刺槐混交林的密度以2 089株/hm~2为宜.从增加林地枯落物的蓄水能力考虑,该地区营造刺槐林时密度以2 133株/hm~2为宜,油松林的密度以2222株/hm~2为宜,侧柏刺槐混交林的密度以2 356株/hm~2为宜.刺槐、油松、侧柏刺槐混交林中,侧柏刺槐混交林地草本植物多样性指数和均匀度指数最高,刺槐林地土壤的非毛管孔隙度最大,土壤涵养水源能力最强.     

Genetic diversity and spatial distribution of rhizobial bacteria nodulating on black locust (Robinia pseudoacacia) rhizospheres

Black locust (Robinia pseudoacacia L.) is an economically and ecologically important tree in Japan. The species is widely used for afforestation because of its symbiotic relationship with nitrogen-fixing rhizobia. In this study, genetic diversity of rhizobia isolated from black locust nodules and spatial distribution of their genotypes were examined. From a coastal forest, six black locust saplings including the whole root systems were collected and positions of nodules on the roots were recorded. Bacteria were isolated from each nodule and then genotyped by Polymerase Chain Reaction (PCR)-Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) and sequencing analysis of the 16S rRNA gene. Dendrogram analysis based on PCR-RFLP and sequencing analysis indicated that Mesorhizobium species dominantly colonized black locust roots in this forest, occupying at least 77% of living nodules. Positions and PCR-RFLP genotypes of the nodules revealed that rhizobia isolated from neighbouring nodules tended to have the same genotype in some cases. Statistical analysis has supported this fact. The clustering distribution of nodules in the same RFLP groups should be considered to contribute to the large genetic diversity of rhizobia.     

太行山区不同土地利用方式保水防蚀能力研究

从植被和土壤状况两个方面对太行山区常见的不同土地利用方式的保水防蚀能力进行了研究。研究表明,栓皮栎林、刺槐林和矮刺槐林具有较好的层次结构、较大的枯落物积累量及根系数量,保水防蚀能力较强;板栗林因为人为干扰较为强烈,层次结构单一,保水防蚀能力弱于另外3种林地;撂荒地具有较高的植被盖度和数量较多的草本植物根系以及枯落物的积累,其保水防蚀能力优于农田。农田层次结构单一,枯落物的积累和根系数量少,保水防蚀能力最弱。该地区大部分土壤都具有较大的非毛管孔隙度和较好的渗透性,但抗蚀性较差,植被有提高土壤抗蚀性的作用。     

黄前库区流域植被水源涵养功能及植被类型选择的研究

通过对黄前库区流域现有植被类型的调查和主要类型的涵养水源保持水土作用分析,从生态效益和经济效益两方面对各种植被类型进行了综合评价。结果表明,在黄前库区植被的建设中,从生态和经济效益两方面全面考虑,远山、陡坡和山上部可以刺槐林等水源涵养林为主;山坡中部和管理不便的立地条件较好的远山可以柿树、板栗、枣树等干果林为主;近山中下部土壤条件较好,樱桃和杏树等经济林具有较大的发展潜力。     

黄河小浪底水库滩地蝗灾综合防治对策

简述了黄河小浪底水库滩地蝗灾发生现状,提出以林为主综合开发利用滩地,改善滩地生态环境,抑制蝗灾发生的综合防治对策。     

库区主要经济林水源涵养功能分析

以刺槐林和灌丛草地为对照,研究了黄前库区流域主要经济林类型柿树林和板栗林对降水的截留和分配作用,研究结果表明:4种植被类型的涵养水源,保持水土功能总体比较为刺槐林>柿树林>板栗林>灌丛草地,即经济林的涵养水源,保持水土作用介于森林和灌丛草地之间。     

基于不同林分类型下土壤碳氮储量垂直分布

以辽东大伙房水库周边防护林典型林分针阔混交林(落叶松-油松-刺槐混交林)、油松林、落叶松林、刺槐林为研究对象,对其土壤养分含量进行测定,研究了不同林分土壤剖面上有机碳、全氮、有机碳储量的分布规律。结果表明:随着土层深度的增大,4种林分的土壤有机碳、全氮含量均逐渐降低;4种林分土壤剖面有机碳含量大小顺序为落叶松林(24.16g/kg)刺槐林(23.07g/kg)针阔混交林(16.06g/kg)油松林(15.76g/kg);全氮含量大小顺序为刺槐林(5.23g/kg)落叶松林(4.57g/kg)油松林(3.45g/kg)针阔混交林(2.42g/kg);C/N平均值大小顺序为落叶松林(7.36)针阔混交林(6.51)油松林(4.67)刺槐林(4.57);4个林分0-40cm土层的有机碳储量大小为落叶松林(112.94t/hm~2)刺槐林(107.40t/hm~2)针阔混交林(105.42t/hm~2)油松林(89.89t/hm~2);4种林分土壤pH无明显差别,各土层土壤pH随土层深度增加而增大;4种林分土壤容重由高到低顺序依次为针阔混交林(1.73g/cm~3)油松(1.65g/cm~3)落叶松(1.64g/cm~3)刺槐(1.56g/cm~3)。4个林分土壤有机碳含量与土壤全氮含量互相间均存在极显著正相关关系,土壤有机碳、全氮含量与C/N之间则没有明显相关关系;在针阔混交林中,土壤容重、土壤全氮含量和土壤pH与土壤有机碳之间存在线性数量关系,而其他纯林则没有这种关系。     

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。     

陇东半干旱地区刺槐水保林合理密度分析与探讨

通过对陇东半干旱地区水保林的调查研究，结合现有资料及有关科技文献，以土壤动力水文学理论为依据，以不同阶段林木生长发育所需的水分营养面积为基础，根据林地土壤水分动态平衡方程，分析计算了陇东半干旱地区幼林初植密度和成龄林的合理经营密度．