吉林省辽河流域不同植被类型土壤水源涵养能力分析

选取吉林省辽河流域6种样地类型(阔叶林、针叶林、针叶混交林、灌木林、草地、农田),研究不同植被类型土壤在0～60 cm深度的结构特征、持水能力和渗透能力，并综合评价不同植被类型土壤的水源涵养能力，为营建水源涵养林提供支撑。结果表明：(1)除农田外其他样地类型土壤的容重随着土层深度的增加而变大，土壤总孔隙度和毛管孔隙度随着土层深度的增加而减小；(2)不同植被类型土壤的持水能力表现为阔叶林>针阔混交林>针叶林>灌木林>草地>农田，土壤渗透能力表现为针阔混交林>针叶林>灌木林>阔叶林>草地>农田；(3)不同植被类型土壤的水源涵养能力为阔叶林>针阔混交林>针叶林>灌木林>草地>农田，吉林省辽河流域内阔叶林的水源涵养能力最优，农田的水源涵养能力最差，退耕还林工程可以提高土壤的水源涵养能力。     

龙门山断裂带主要森林类型凋落物累积量及其持水特性

采用野外实地调查与室内控制浸提相结合的方法,对龙门山断裂带常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、常绿针叶林4种森林类型的凋落物储量、持水量、吸水速率进行了研究。结果发现,不同森林类型凋落物总储量大小顺序为:常绿针叶林(8.26t/hm2)落叶阔叶林(6.80t/hm2)针阔混交林(5.52t/hm2)常绿阔叶林(4.61t/hm2),且未分解层累积量所占比例均小于半分解层。不同森林类型不同分解程度凋落物的持水量和持水率与浸泡时间均呈对数关系,其吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系。研究区4种森林类型半分解层凋落物的持水能力均强于分解层,而落叶阔叶林和针阔混交林持水能力较强,其次是常绿针叶林,常绿阔叶林最低。研究表明,在该区森林植被恢复和重建过程中,应充分考虑半分解层凋落物对水土保持的作用,且宜优选落叶阔叶林和针阔混交林模式进行森林植被恢复。     

川西亚高山次生林恢复过程中土壤物理性质及水源涵养效应

川西亚高山原始针叶林遭受大规模采伐后自然恢复形成的次生林已成为该区域的主要森林类型之一,也是我国西南林区水源涵养林的重要组成部分。现有亚高山森林水源涵养功能研究主要集中在暗针叶林,对天然次生林关注较少。选择川西米亚罗林区亚高山次生林自然恢复演替序列上高山柳灌丛、次生桦木阔叶林、岷江冷杉桦木针阔混交林,以相邻岷江冷杉成熟林为对照,采用空间代替时间的方法,基于土壤容重、孔隙度、持水性能等测定,分析了次生林恢复过程中土壤物理性质变化及土壤水源涵养效应动态,结果表明:(1)次生林恢复过程中,土壤容重总体呈下降趋势,除灌丛与阔叶林、针阔混交林、暗针叶林间具有显著差异外,其余植被类型间无显著差异,随着土层的加深,土壤容重呈增加趋势;(2)不同恢复阶段土壤孔隙度具有显著差异,以针阔混交林0—30 cm土层总孔隙度(64.39%)和毛管孔隙度(50.49%)为最高,灌丛总孔隙度(41.25%)和毛管孔隙度(33.70%)为最低;而土壤非毛管孔隙度以暗针叶林(14.27%)为最高;随着土层的加深,土壤孔隙度大致呈现出递减的趋势;(3)随着林龄增加,次生林土壤0—30 cm土层最大持水量呈波动性增加趋势,在针阔叶混交林阶段达到最大(1 815.02 t/hm~2),到暗针叶林阶段有所下降(1 659.88 t/hm~2);土壤毛管持水量以针阔混交林(1 369.72 t/hm~2)为最高,而非毛管持水量以暗针叶林(534.95 t/hm~2)为最高,暗示针阔混交林树木生长所需有效水贮存量较大,亚高山暗针叶林具有较强的土壤水分调节能力和土壤渗透能力。从水源涵养功能角度,川西亚高山森林植被恢复应注重构建针阔叶混交林结构。     

缙云山不同林地类型土壤特性及其水源涵养功能

通过分析不同林地类型土壤特性及林地枯落物水文特性,对缙云山4种类型(针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林和灌木林)林地涵养水源功能进行了研究。结果表明,灌木林表土层有机质含量为楠竹林的3.75倍,针阔混交林有机质含量为楠竹林的2.22倍,常绿阔叶林有机质含量为楠竹林的1.53倍。枯落物蓄积量为16.21~32.42t/hm2,枯落物最大持水率次序为针阔混交林>灌木林>常绿阔叶林>楠竹林,最大持水量为灌木林>针阔混交林>常绿阔叶林>楠竹林。土壤非毛管持水量由大到小依次是灌木林(66.2 mm)>针阔混交林(57.52 mm)>常绿阔叶林(47.99 mm)>楠竹林(46.98 mm)。灌木林土壤饱和蓄水量最好,为266.48 mm;针阔混交林较好,为190.4 mm;常绿阔叶林次之,为186.8 mm;楠竹林最差,为1 74.8 mm。灌木林和针阔混交林较楠竹林有更好的涵养水源功能。在今后的森林经营中,应考虑营造灌木林和混交林。     

武夷山风景区不同林地类型土壤水分物理性质及土壤水库特性

对武夷山风景区6种林地类型的土壤容重、孔隙度、持水量及土壤水库容等性能进行了研究,结果表明,（1）0—60 cm土层土壤容重为杉木林〉马尾松林〉灌木林〉针阔混交林〉竹林〉常绿阔叶林。（2）6种林地土壤总孔隙度和最大持水量为常绿阔叶林〉竹林〉针阔混交林〉灌木林〉马尾松林〉杉木林;毛管孔隙度和田间持水量为竹林〉常绿阔叶林〉针阔混交林〉灌木林〉马尾松林〉杉木林;非毛管孔隙度为常绿阔叶林〉针阔混交林〉灌木林〉马尾松林〉杉木林〉竹林;毛管持水量为竹林〉常绿阔叶林〉灌木林〉针阔混交林〉马尾松林〉杉木林。（3）在0—60 cm土层内,常绿阔叶林和竹林的土壤总库容最大,针阔混交林、灌木林、马尾松林次之,杉木林的最小。竹林的储水库容最大,而通透库容最小。在相同的立地条件下,常绿阔叶林的土壤特性优于其它林分,最有利于涵养水源。     

不同林分类型土壤水分物理性质及其海拔效应——以浙江省凤阳山为例

以浙江省凤阳山常绿阔叶林和针阔混交林为例,通过野外调查和室内测定土壤容重、土壤孔隙度及土壤含水量等,研究了中亚热带主要林分类型的土壤水分物理性质及其海拔影响.结果表明,在0-60 cm土层中,随着深度的增加土壤容重逐渐增大,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、最小持水量逐渐减小.在海拔300～I 355 m高程范围随着海拔升高土壤容重平均值逐渐减小,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、最小持水量、土壤贮水量平均值均增大;土壤排水能力平均值为:海拔900 m＞海拔600 m＞海拔1 355 m＞海拔300 m.同一海拔4种林分类型土壤容重平均值:人工杉木林＞针阔混交林＞人工柳杉林＞常绿阔叶混交林;土壤总孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量、最小持水量、土壤贮水量平均值均表现为人工柳杉林优于其他3种林分类型;土壤排水能力平均值表现为:常绿阔叶混交林＞人工杉木林＞人工柳杉林＞针阔混交林.综合分析,同一海拔常绿阔叶林水源涵养及保持水土能力要高于人工柳杉林.     

珠江源头区几种主要林分类型下土壤的水分涵养功能研究

通过对珠江源头区几种主要的植被类型——云南松林、华山松林、云南松＋栓皮栎、云南松＋旱冬瓜林、早冬瓜林、滇石栎林、高山栎林等林分土壤的水源涵养功能进行研究，分别从土壤吸湿水分的能力、枯落物截留状况、渗透性能以及水土流失状况方面进行了分析．认为：阔叶林地表枯落物含量较多，分解速度也最快，土壤渗透功能及持水能力也最强，其次为针阔混交林，针叶纯林的持水保土功能最差。地表径流量以针阔混交林〈阔叶林〈针叶林依次递减．但其差异较大，地表径流最大的云南松针叶林是最小的高山栎灌丛的2．18倍，泥沙量最大的云南松林是最小的云南松＋栓皮栎林的25．65倍，而阔叶林与针阔混交林差异不大，研究表明针叶林下土壤的水分涵养功能较差，而针阔混交林和阔叶林则较强。     

重庆缙云山林地枯落物及土壤水文效应研究

 为了解中亚亚热带常绿阔叶林地的土壤状况,以重庆缙云山4种林分为研究对象,通过标准地调查、土壤物理性质及持水能力测定和入渗实验,对林地枯落物和土壤水分效应进行研究。结果表明:1)缙云山林地土壤具有较强的持水能力,1m深土壤持水能力为9.5013.17 mm。2)枯落物蓄积量为16.21～32.42t/hm2,枯落物持水率为针阔混交林>灌木林>常绿阔叶林>楠竹林,持水量为灌木林>针阔混交林>常绿阔叶林>楠竹林。3)菲利浦模型较好地反映研究地区不同类型林地土壤入渗过程。     

浑河上游水源地不同林型水源涵养功能分析

为定量评价浑河上游水源地保护区内不同林型的水源涵养功能,对浑河上游5种林型(阔叶混交林、红松人工林、落叶松人工林、阔叶红松混交林和阔叶落叶松混交林)林下枯落物的现存量、持水能力、有效拦蓄量和土层的物理性质、土壤入渗性能等开展研究,并采用综合评价法对不同林型的水源涵养功能进行评价。结果表明:不同林型枯落物现存量为16.10~37.70t/hm2,有效拦蓄量为36.31~83.39t/hm2;针阔混交林枯落物有效拦蓄量高于阔叶混交林、人工针叶林,针阔混交林的半分解枯落物现存量及持水量(持水率)所占比例明显高于人工针叶林、阔叶混交林,枯落物未分解层和半分解层持水量与浸泡时间关系符合对数函数方程W=Aln t+B;土壤入渗速率随着土层深度的增加而逐渐减小,各层土壤入渗速率和时间关系符合幂函数方程F=at-b;针阔混交林的土壤非毛管孔隙度、总孔隙度、非毛管蓄水量均高于阔叶混交林、人工针叶林;针阔混交林的总蓄水量(枯落物有效拦蓄量与土壤非毛管蓄水量)最高(1 025.28~1 341.59t/hm2),其次是阔叶混交林(823.36t/hm2),人工针叶林最低(422.41~609.06t/hm2)。综上所述,浑河上游水源地保护区内针阔混交林具有较好的涵养水源能力,建议在水源涵养林培育过程中将针阔混交林作为培育目标林分,并采取适当的结构调控措施,将现有人工针叶水源涵养林调整为针阔混交林,以充分发挥森林的水源涵养功能。     

浙江省天台县不同森林类型枯落物及土壤水文特性

[目的]掌握浙江省天台县不同森林枯落物和土壤的持水能力,为该区域今后在森林水源涵养等方面提供科学依据。[方法]采用野外调查和室内浸泡法,对天台县8种森林类型(毛竹林、阔叶混交林、针阔混交林、针叶混交林、马尾松林、杉木林、黑松林、木荷林)枯落物及林下土壤持水性进行了研究。[结果] 8种森林类型的枯落物蓄积量在8.05～23.84 t/hm~2之间;最大持水量变化范围为14.59～35.15 t/hm~2,其大小排序为:木荷林针阔混交林阔叶混交林马尾松林杉木林黑松林毛竹林针叶混交林;8种森林类型林下枯落物持水量与浸泡时间之间变化规律基本一致,持水量与浸泡时间呈对数函数关系,不同森林类型林下枯落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系;各森林类型土壤容重介于0.83～1.21 g/cm~3,土壤持水力变化范围为200.74～575.70 t/hm~2,其大小依次为:黑松林针阔混交林木荷林杉木林毛竹林马尾松林阔叶混交林针叶混交林。[结论]阔叶林以及含有阔叶树种的森林类型枯落物以及林下土壤持水能力均较强,其中土壤持水能力最强的为黑松林。     

环境水容量对黄家寨镇景观稳定性影响的研究

以青海省大通县黄家寨镇为研究对象，分析该小流域“水分平衡”状况，指出评价环境水容量承载力的指标体系，探讨环境水容量对景观稳定性的影响。在此基础上，为构建该区景观优化模式提供理论依据。     

岩溶山地不同土地利用土壤的水分特性差异

对北碚观音峡背斜岩溶低山不同土地利用方式下土壤的持水、供水、吸水和蒸发特征进行了研究。结果表明,土地利用方式的不同使低吸力段水分状况存在明显差异,样地1,7的供水性能较好,样地3和6持、供水能力都较好,样地9的持、供水性能差,样地4,10的持水性能较好但供水能力较差。样地2,3,5,9土壤比水容量达10-7数量级(ml/Pa·g)时在土水势-10～-30kPa范围开始出现,表明其土壤的保水供水性能相对弱;各样地土壤在土水势-30～-60kPa时比水容量达10-7数量级,表明岩溶山地土壤在脱水过程中,在还未达到理论上的BCM值时,实际就有可能因水分不足而对植物生长产生不利影响。通径分析表明,岩溶山地土壤的持水性能主要与有机质、>0.25mm水稳性团聚体有关,二者的效应大于粘粒的效应。     

内蒙古自治区多伦县不同林地枯落物持水性能研究

[目的]探讨多伦县不同林分类型的枯落物持水性能差异,为该区森林土壤持水性能提供基础数据理论。[方法]以内蒙古自治区锡林浩特市多伦县为研究区,选取代表性的10块林地,收集林地地表枯落物,测定其现存量、持水性能及拦蓄能力等,旨在分析不同林分类型下枯落物持水性能的差异及其对表层土壤(0—20cm)含水率的影响。[结果](1)乔木林的枯落物现存量、持水能力和拦蓄能力均高于灌木林。(2)天然林的枯落物现存量、持水能力和拦蓄能力均高于人工林。(3)各林地枯落物厚度显著影响表层土壤的含水率,即枯落层越厚,表层土壤含水率越高。[结论]由于树种组成、年龄、林分密度及立地条件的影响,不同林分类型的持水能力差异较大,但变化规律为基本一致,同时,林地对土壤水分的影响高于草地。     

Use of intensity and capacity measurements to assess the potassium supplying power of soils

Abstract

For depletions of soil exchangeable potassium of between 15 and 50%, potassium concentrations in ryegrass and strawberry leaf were linearly related to pAR^O _K√BC^O where AR^O _K is the equilibrium potassium activity ratio and BC^O is the slope, measured at AR^O _K of the curve relating the quantity of labile potassium and the activity ratio. Potassium supplying power as measured by pAR^O _K√BC^O could also be expressed as a function of the equilibrium activity ratio and the mineral component of the cation exchange capacity of the soil.     

湖泊水环境承载力研究

以博斯腾湖为实例研究湖泊的水环境承载力,从湖泊水环境承载力的承载媒介(水资源量和水体质量)入手,以湖泊水环境承载力的承载对象(人口、污染物质、人类活动等等)为基础,建立湖泊水环境承载力研究概念模型和量化模型,通过建立湖泊生态需水量模型、湖泊环境需水量模型,结合系统动力学法计算了博斯腾湖的水资源量承载力,结合二维水流——水质模型模拟了湖泊中的污染物质(BOD、TN、矿化度)浓度分布,通过各点浓度分布经过聚合得到整个湖泊不同水位、不同来水频率下的水环境容量、富营养化水平、矿化度水平,而博湖的有机污染加剧、富营养化、矿化度升高正是湖泊水质受损的重要因子,通过这些因子用多目标规划模型得到湖泊的水质承载力。最后,将水资源量承载力和水质承载力结合得到湖泊的水环境承载力,对于湖泊水环境承载力的研究具有重要意义。     

基于产能的耕地资源人口承载力研究

本文旨在探讨测算耕地人口承载力的科学方法,为新一轮土地利用规划修编中的资源区域配置和人口政策提供科学依据。首先,介绍了耕地理论产能和实际产能核算的方法,并在此基础上建立了未来耕地生产能力预测模型,形成了以Logistic生物模型和人口发展方程模型为人口预测方法,以宽裕型、小康型、富裕型3种消费水平为标准的耕地资源人口承载力计算方法。然后,以该方法为手段,以河北省卢龙县为例进行了实证研究,研究结果表明卢龙县2010年与2020年耕地生产能力分别为256 826.96 t和299 631.45 t,均可满足该县温饱型、小康型粮食消费需求,但未达到富裕型人口粮食消费需求,分别超载22 837人和56 617人。实证研究表明该方法测算结果符合当地实际发展情况,是一种较科学的人口承载力测算方法。     

红壤地区三种不同母质发育土壤的水分特性差异

对红壤地区玄武岩母质发育的红粘泥、第四纪古红土发育的黄筋泥以及与黄筋泥交叉分布的红砂土等 3种土壤在不同利用条件下的持水、供水特征进行研究 ,结果表明 ,土壤持水和供水的总体特征主要受土壤母质的控制 ;3种土壤对植物的最大有效水分含量差异明显 ,并且土壤种类之间的差异大于同一土壤不同利用方式下的差异 ;土壤利用方式的不同则使低吸力段水分状况存在明显差异 ,从而改变其旱作土壤的通气状况     

云南省水、陆面蒸发量计算方法的初步研究

采用本文提出的方法，计算了全省各站历年各旬的水面蒸发量、历年各月的陆面蒸发量。计算结果的精度能达到水文部门的乙级标准，表明文中所涉及的地面太阳总辐射量的计算、海拔高度对蒸发影响的订正、参数Ct的确定以及布德科公式适用范围的修改，在实际工作中具有应用价值。     

Estimating water retention curves of forest soils from soil texture and bulk density

Forest soils differ significantly from the arable land in their distribution of the soil bulk density and humus content, but the water retention parameters are primarily derived from the data of agricultural soils. Thus, there is a need to relate physical parameters of forest soils with their water retention characteristics and compare them with those of agricultural soils. Using 1850 water retention curves from forest soils, we related the following soil physical parameters to soil texture, bulk density, and C content: air capacity (AC), available water capacity (AWC), and the permanent wilting point (PWP). The ACs of forest soils were significantly higher than those of agricultural soils which were related to the low bulk densities of the forest soils, whereas differences in AWCs were small. Therefore, for a proper evaluation of the water retention curves (WRCs) and the parameters derived from them, further subdivisions of the lowest (< 1.45 g cm^‐3) of the three bulk density classes was undertaken to the wide range of low soil densities in forest soils (giving a total of 5 bulk density classes). In Germany, 31 soil texture classes are used for the estimation of soil physical parameters. Such a detailed classification is not required because of insignificant differences in WRCs for a large number of these classes. Based on cluster analysis of AC, AWC, and PWP parameters, 10 texture collectives were obtained. Using 5 classes of bulk densities, we further calculated the ACs, AWCs, and the PWPs for these 10 classes. Furthermore, “van Genuchten parameters” (θ r, θ s, α, and n) were derived which described the average WRC for each designated class. In a second approach using multiple regression analysis, regression functions for AC, AWC, and PWP and for the van Genuchten parameter were calculated.     

Depression of methane production potential in paddy soils by subsurface drainage systems

Abstract

Subsurface drainage systems (pipe/tile drain systems) in paddy fields have been used in Japan since the 1960s for appropriate water management to encourage rice growing. Water management using the drainage systems probably accelerates the aerobic decomposition of organic matter in the paddy soils, and the management using the systems also accelerates leaching of water-soluble fractions in the soils. To evaluate these side-effects of the drainage systems on methane (CH₄) production potential in the soils, soil samples taken from four pairs of paddy fields with or without drainage systems (D-soils and ND-soils, respectively) were compared. In general, total C and N, hot-water-extractable hexose, ammonification and Fe²⁺ production were lower in D-soils than in ND-soils. Decomposition of buried rice straw during a fallow period was also accelerated in D-soils. Hence, both electron acceptors, such as reducible Fe, and electron donors, such as easily decomposable organic matter, in D-soils decreased on a short-term and long-term basis. To compare the effect of decreased electron acceptors and donors on the same criterion (mg C_eq kg^?1 dry matter (d.m.)), the oxidative capacity (OxiC) and reductive capacity (RedC) in each soil were calculated from the soil chemical and biological properties. Both OxiC and RedC decreased in D-soils, but the rate of decrease in RedC was 2.7-fold higher than that of OxiC. As the soil conditions became relatively oxidative, CH₄ production potential in D-soils decreased by approximately 40%. Thus, the installation of subsurface drainage systems under poorly drained paddy fields relatively decreased RedC in soil, and that CH₄ production potential in the soil also decreased.