不同林龄华北落叶松人工林枯落物储量及持水特性研究

对3种不同林龄阶段的华北落叶松人工林林下枯落物储量及其持水特性进行分析的结果表明:枯落物储量幼龄林、中龄林、近熟林分别为42.23、57.11、65.00t/hm2;各林龄林下枯落物最大持水量均是未分解层小于半分解层,未分解层最大持水量是其风干重的280%～374%,半分解层最大持水量是其风干重的408%～466%;3种林龄按林下枯落物未分解层持水量大小排序为近熟林>幼龄林>中龄林,按半分解层持水量大小排序为近熟林>中龄林>幼龄林。各林龄各层枯落物持水量与浸水时间之间的最佳拟合关系式为W=alnt+b;各林龄各层次枯落物吸水速率与浸水时间之间的关系式为S=ktn,在0—1h内吸水速率急剧下降,1h以后下降平缓,吸水作用逐渐减小。     

贵阳市不同林龄马尾松林凋落物储量及持水特性

以贵阳市花溪区孟关林场不同林龄马尾松人工林为研究对象,采用时空替代法,选取不同林龄样地依次为林窗（对照）、幼龄林、中龄林、成熟林、过熟林5个样地,通过野外调查和室内分析的方法,对贵阳地区不同林龄马尾松林凋落物的储量及持水特性进行了研究。结果表明:不同林龄马尾松人工林凋落物储量及其持水特性存在显著差异（p < 0.05）,呈现先增后减的趋势,均表现出成熟林最大,幼龄林最小,其中,成熟林凋落物储量、最大持水量、最大持水率、有效拦蓄量分别为:35.29 t/hm²,84.48 t/hm²,239.49%,38.31 t/hm²;幼龄林凋落物储量、最大持水量、最大持水率、有效拦蓄量分别为:10.19 t/hm²,12.33 t/hm²,120.38%,6.71 t/hm²;吸水速率开始0.25 h内最快,表明马尾松凋落物可在短时间发挥截水作用。通过对贵阳市不同林龄马尾松凋落物储量及持水性的对比得到:贵阳市马尾松成熟林具有最佳的生态水文特性。     

滨海沙地不同人工林凋落物现存量及其持水特性

为了研究滨海沙地沿海防护林凋落物水源涵养功能,采用野外调查和室内浸泡相结合,对滨海沙地4种典型人工林(木麻黄林、湿地松林、尾巨桉林和纹荚相思林)不同分解阶段的凋落物现存量、持水率、持水量和吸水速率进行研究。结果表明:相同林龄的4种人工林凋落物现存量表现为木麻黄林(19.12 t/hm~2)湿地松林(17.51 t/hm~2)尾巨桉林(10.90 t/hm~2)纹荚相思林(10.13 t/hm~2),半分解层凋落物储量占比高于未分解层;4种人工林最大持水率在140.55%～206.47%,为尾巨桉林纹荚相思林木麻黄林湿地松林,最大持水量在20.75～30.85 t/hm~2,为木麻黄林湿地松林尾巨桉林纹荚相思林,4种人工林凋落物最大持水率和最大持水量均为半分解层大于未分解层,不同分解阶段凋落物持水率和持水量与浸水时间呈对数关系;4种人工林不同分解阶段凋落物平均吸水速率在前0.25 h内差异较大,未分解层中尾巨桉林最大为2.05 mm/h,半分解层中湿地松林最大为4.32 mm/h,不同分解阶段凋落物吸水速率与浸水时间均存在幂函数关系;凋落物有效拦蓄深为木麻黄林(2.45 mm)湿地松林(2.04 mm)尾巨桉林(1.87 mm)纹荚相思林(1.72 mm)。综合来看,木麻黄林凋落物的持水能力最强,湿地松林次之,之后是尾巨桉林和纹荚相思林,说明从凋落物水源涵养能力来看,木麻黄林和湿地松林更利于滨海沙地的水源涵养。     

不同发育阶段杉木人工林凋落物的生态水文功能

对福建三明莘口教学林场不同发育阶段杉木人工林进行凋落物现存量、持水特性及失水特性研究。结果表明:不同发育阶段杉木人工林凋落物的现存量表现为老龄林(3.47t/hm2)>中龄林(2.24t/hm2)>幼龄林(1.53t/hm2)。凋落物持水量表现为老龄林>中龄林>幼龄林;最大持水量表现为老龄林(11.8t/hm2)>中龄林(7.73t/hm2)>幼龄林(4.24t/hm2);最大持水率表现为中龄林(477.48%)>幼龄林(376.57%)>老龄林(291.98%);最大失水量表现为老龄林(4.29t/hm2)>中龄林(2.91t/hm2)>幼龄林(1.71t/hm2);最大失水率表现为中龄林(129.90%)>老龄林(124.15%)>幼龄林(112.04%)。凋落物层吸水速率均表现在前0.5h内最快,说明凋落物层具有快速拦截地表径流的作用。凋落物的持水量、持水率、失水量、失水率与时间之间的最佳拟合关系式为W=a+bln t;吸水速率、失水速率与时间之间的最佳拟合关系式为V=atb。老林龄杉木凋落物层具有现存量大、持水量大、吸水速率强等特点,具有较强的生态水文功能。     

黔中不同龄组柳杉人工林枯落物水源涵养能力综合评价

为了解不同林龄柳杉人工林枯落物的水源涵养能力,为森林水土保持措施的确定和实施提供依据,于2018年10月选取平坝区大坡林场5个龄组柳杉人工林作为研究对象,采用烘干法和实验室浸水法对枯落物的持水性能进行研究,并采用熵权法对柳杉人工林5个龄组枯落物水源涵养能力进行综合评价。结果表明:(1)随着柳杉人工林的生长发育,枯落物储量及持水特性呈现先增加后减小的趋势,表现出成熟林最大,幼龄林最小。其中成熟林枯落物厚度为7.40cm,蓄积量为2.21t/hm^2,最大持水量为6.46t/hm^2,最大持水率为265.14t/hm^2,有效拦蓄量为3.94t/hm^2,有效拦蓄率为175.74%。(2)利用熵权法计算出柳杉人工林5个龄组枯落物的水源涵养能力为成熟林(11.46)>近熟林(10.79)>过熟林(8.26)>中龄林(4.83)>幼龄林(3.94),柳杉成熟林具有最佳的水源涵养能力。     

江淮低丘林地水源涵养功能的研究

林地的水源涵养功能主要依赖于林下的凋落物和土壤的蓄水能力。对江淮低丘5种不同森林类型的凋落物蓄积量、凋落物持水性能及林地土壤蓄水性能进行了研究。结果表明,不同森林类型凋落物层和土壤层水源涵养功能差异明显。麻栎林凋落物蓄水能力最强,其最大持水量为123.7 t/hm²;纯茶园的凋落物蓄水能力最弱,其最大持水量33.5 t/hm²;马尾松和枫香混交林地的土壤蓄水能力最强,而麻栎和马尾松林地土壤蓄水能力较弱。从林地总蓄水量来看,凋落物层蓄水量仅占总蓄水量的较小比例1.9%～4.9%,而土壤层蓄水量占到总蓄水量的90%以上,因此林地总蓄水量是由土壤层蓄水量决定的。     

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。     

南亚热带杉木林改造对土壤及凋落物持水能力的影响

对杉木林进行改造,是提高林分质量和生态效能的重要措施。该文研究了杉木林改造前期对土壤及凋落物持水能力的影响。结果表明,在杉木林改造前期,不同林龄段试验林间土壤容重、孔隙度和土壤持水量差异不显著（P > 0.05）,但随林龄的增加呈上升趋势,土壤涵养水源能力有所增加。凋落物量及其持水能力随改造林龄的增加呈上升趋势,9～11 a林龄试验林凋落物及持水能力显著高于3～5 a林龄试验林（P < 0.05）,而其凋落物持水能力与5～7 a林龄试验林差异不显著（P > 0.05）。浸水试验表明,凋落物持水率随浸泡时间的增加呈对数曲线增长,吸水速率与浸泡时间呈反函数关系。凋落物最大持水量远小于土壤最大持水量,仅为土壤的0.18%,0.11%和0.08%,土壤为森林涵养水源的主体。通过分析试验林土壤和凋落物持水能力发现,杉木+米老排+阴香+山杜英+枫香、杉木+火力楠+米老排+阴香+红荷和杉木+木荷+山杜英+香椿+山黄麻改造模式对土壤和凋落物持水能力影响效果较好,其水文功能较高。     

南亚热带5种典型人工林凋落物水文效应

以广西国有高峰林场的5种不同人工林(马尾松林、杉木林、桉树林、米老排林、红锥林)为研究对象,结合野外调查和室内浸水法,对各人工林凋落物层的水文效应进行定量分析。结果表明:(1)5种林分凋落物蓄积量范围在1.96～9.05 t/hm~2,大小顺序为红锥林杉木林马尾松林桉树林米老排林。(2)5种林分凋落物中,杉木林最大持水量最大,为14.23 t/hm~2,马尾松林最小,为6.26 t/hm~2;米老排林凋落物最大持水率最大,为577.98%,红锥林最小,为135.46%。(3)杉木林凋落物的有效拦蓄量最大,为10.18 t/hm~2,马尾松林最小,为4.07 t/hm~2;米老排林凋落物有效拦蓄率最大,为463.35%,红锥林最小,为92.38%。(4)回归分析表明,凋落物持水量与浸水时间的关系符合对数函数关系(Q=aln t+b(R~20.773)),凋落物吸水速率和浸水时间的关系符合幂函数关系(V=kt~n(R~20.997))。持水过程中,各林分凋落物均表现为在1 h内持水量迅速增加,1 h后增加速度变慢,在10～12 h之后,吸水基本停止。综上,杉木林、米老排林凋落物层水源涵养功能较强。     

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。     

植被变化对人工林地蓄水功能的影响

为探讨混交林改为桉树人工林后土壤层和凋落物层水量调蓄功能的变化规律,采用室内试验与野外监测相结合的方法,研究了尾巨桉林和马尾松×杉木混交林0—30 cm土壤层和凋落物层的蓄水功能。结果表明,3年生尾巨桉林0—15和15—30 cm土层土壤容重分别比马尾松×杉木混交林的低8.8%和4.6%,尾巨桉林土壤饱和持水率显著大于混交林;混交林改为尾巨桉林后,0—30 cm土壤层最大蓄水量没有发生显著变化,但土壤水分蒸发速率加快,非降雨天气下尾巨桉林土壤蓄水量显著低于混交林;改为尾巨桉林后林地凋落物现存量和潜在蓄水量显著减少,但随着林龄增加,尾巨桉林地凋落物现存量和潜在蓄水量逐渐回升,凋落物最大持水率逐渐降低;降雨条件下人工林凋落物层比土壤层易于达到其理论最大蓄水量。     

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。     

大兴安岭林区落叶松林地不同发育阶段土壤肥力演变与评价

 以大兴安岭林区不同发育阶段兴安落叶松人工林和天然次生林为研究对象,采用野外调查和定量分析相结合的方法,对林地土壤有机质、土壤腐殖质组成、土壤酸度指标及其主要养分含量的变化进行测定和分析。利用主成分分析的方法,以各主成分特征贡献率为权重,加权计算各林地土壤肥力综合指标值。结果表明:随着林龄的增长,不同发育阶段落叶松人工林土壤酸度总体呈现升高的趋势,土壤有酸化的迹象;全磷和速效钾呈现降低的趋势;有机质、水解氮、胡敏酸和胡敏素含量在近熟林略有升高,但总体呈现降低的趋势。土壤肥力评价结果为:天然林>幼龄林>近熟林>中龄林>成熟林,即随着林龄的增长,土壤肥力迅速下降,其主要原因是林地凋落物分解缓慢。因此,建议通过适度提高林地抚育强度,调整群落结构,增加林地光照,诱导天然阔叶树种进入,形成针阔混交林的调控措施,调节落叶松人工纯林凋落物分解与积累的矛盾,以维持地力平衡和提高林地生产力。     

辽河源不同林龄油松林水源涵养能力研究

为定量评价不同林龄油松林的水源涵养能力,采用水量平衡法和综合蓄水量法,对辽河源地区3种不同林龄油松林的降雨再分配、凋落物持水能力、土壤蓄水能力以及林分水源涵养能力进行研究。结果表明:(1)观测期间,共观测到112次降雨,累计降雨量902.2mm,平均降雨量8.1mm;小雨、中雨、大雨和暴雨分别占总降雨量的25.2%,35.5%,26.4%和12.9%;(2)不同林龄油松林的林冠截留、林内降雨和树干茎流占总降雨量的比例分别为24.1%,72.9%和3%;林内降雨与林外降雨呈显著正线性关系;随着林龄的增加,林冠截留能力增加,而树干茎流先增加后减少;(3)凋落物的最大持水量、最大吸湿比和有效拦蓄量均随着林龄的增加而增加;(4)随着林龄的增加,土壤容重减小,总孔隙度增加,土壤入渗速率提高,蓄水能力增加;(5)不同林龄油松林水源涵养能力表现为成熟林近熟林中龄林。在不同林龄的油松林中,随着演替的进行,林分对降雨的分配与截流能力、水源涵养能力逐步增强。     

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。     

黄土残塬沟壑区不同林龄与坡向人工刺槐林生态系统服务协同关系

[目的] 通过权衡关系的研究探索不同林龄与坡向人工刺槐林多项生态系统服务间的差异及动态变化关系，为黄土残塬沟壑区人工刺槐林的经营管理提供理论依据。[方法] 按照不同林龄阶段和坡向共设置36个样地，对所选林分的涵养水源、土壤碳储量、土壤氮储量、年均生产力、生物多样性5个方面的生态系统服务进行测算，利用均方根偏差（RMSD）对该区人工刺槐林生态系统服务的权衡与协同关系进行研究，对生态系统服务与林分因子进行冗余分析。[结果] ①不同林龄、坡向人工刺槐林的生态系统服务差异显著（p<0.05）；随林龄增加，涵养水源量和年均生产力从幼龄林到中龄林增加达到最大值，随后逐渐减小；而生物多样性则呈先增后减趋势，在成熟林时期最高；土壤碳、氮储量随林龄增加呈逐渐增加趋势；阴坡的各生态系统服务价值均高于阳坡。②林龄是引起生态系统服务权衡关系变化的主导因子（p<0.05），坡向对生态系统服务权衡关系的影响不显著（p > 0.05），土壤碳固存与土壤氮固存呈协同关系，涵养水源与其他生态系统服务的权衡关系相比程度较高。③人工刺槐林5项生态系统服务与盖度、郁闭度、凋落物厚度呈现不同程度的正相关，与坡度呈现不同程度的负相关。[结论] 人工刺槐林生态系统服务在中龄林和过熟林时期权衡度高，不利于整体生态系统服务效益的发挥。应在中龄林时期引入耐旱灌木或乡土草本，在过熟林经营过程中，在满足涵养水源的前提下，合理控制林分密度，促进其他生态系统服务的作用，提高整体效益。     

安徽老山亚热带常绿阔叶林不同林龄阶段土壤特性及其水源涵养功能的变化

对安徽老山自然保护区亚热带常绿阔叶林不同林龄林分的土壤特性、凋落物持水量以及林地土壤蓄水性能等方面进行了研究.结果表明,不同林分的土壤性质及其水源涵养功能差异明显.在森林植被恢复过程中,随着林分生长,林地凋落物层逐渐发育,土壤性质得到明显改善,土壤水文功能逐渐提高.依据林地总蓄水量和有 效蓄水量的大小,不同林分的水源涵养功能依次为:65年生(2 415.645 t/hm2)＞48年生(2 407.634 t/hm2)＞36年生(2 273.562 t/hm2)＞幼龄林(2 079.462 t/hm2).高龄林分土壤的水源效应显著高于幼龄林分.     

荒漠草原人工柠条林重建的土壤养分效应

采用时空互代方法,构建了由天然草地和7,12,27a柠条林组成的序列,对其下土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷进行了研究。结果表明:(1)0—200cm土壤剖面上的有机质含量由草地、幼龄林、中龄林、老龄林依次增加,有机质含量增加的显著程度随着林龄的增加在更深土层上体现。(2)全氮含量由草地到幼龄林阶段显著增加,由幼龄林到中龄林再到老龄林依次减少。幼龄林、中龄林、老龄林之间全氮含量减少的最大幅度随林龄增加向土壤深层移动。碱解氮与全氮具有一致的规律。(3)整个土壤剖面上有效磷含量依次为:老龄林<幼龄林<中龄林<草地。(4)3个不同林龄的柠条林的有机质、全氮、有效磷在柠条行内和行间的空间差异均不显著。柠条行内与行间的有机质和全氮相关程度很高,有效磷相关性不显著。     

不同林龄马尾松人工林土壤水土保持功能北大核心CSCD

以宜宾高县5个林龄马尾松人工林为对象,对林地土壤持水性、团聚体水稳定性及抗蚀性进行研究。结果表明：土壤容重随林龄增长先增加后减小,中龄林最大,表层和亚表层分别为1.293g/cm3,1.448g/cm3,与总孔隙度、毛管孔隙度呈极显著负相关;林龄对土壤肥力作用显著,中龄林及近熟林养分低于其他林龄;林地以DR0.5、DR0.25为主,含量为51.910%-85.770%,63.334%-86.780%;     

赤水河上游主要森林类型水源涵养功能评价

以赤水河上游10种主要森林类型为对象,定量评价其土壤层、枯落物层和林冠层的水源涵养能力。结果表明,枯落物储量为3.24~16.13t/hm2,有效拦蓄深为0.66~2.38mm,最大失水深为0.14~0.88mm,分解越彻底则蓄水能力越强。土壤层有效持水深为14.35~54.41mm,表现为阔叶林、针阔混交林优于针叶林,并随土层深度增加而降低。土壤层与枯落物层的持水速率均大于失水速率,在1~2h下降快,后期下降慢,与时间呈幂函数关系。阔叶林林冠截留率高于针叶林,可用林外降雨量和林内穿透雨量预测林冠截留量。水源涵养能力主要受枯落物储量、有效拦蓄深、最大失水深和土壤容重、饱和持水量影响,据此将10种森林类型划分为低持水(柏木林、撑绿竹林和火棘+荚蒾林)、中低持水(杉木林、马尾松+杉木林)、中持水(马尾松+柏木林、马尾松-白栎林)和高持水(丝栗栲林、白栎林和马尾松林)4种类型。综合分析表明恢复森林水源涵养功能的核心是调整林冠组成和结构。