三峡库区3种林下枯落物储量及其持水特性

通过对三峡库区3种森林类型(松栎混交林、栓皮栎纯林、马尾松纯林)林下枯落物储量调查分析及其持水特性试验,得到不同森林类型林下枯落物储量、最大持水量、吸水速率等水文特征参数。结果表明,栓皮栎纯林林下枯落物储量最大(10．7t／hm^2),其后依次为松栎混交林(10．1t／hm^2)、马尾松纯林(5．8t／hm^2)。松栎混交林林下枯落物未分解层最大持水量为其风干重的310．4％,栓皮栎纯林为286．5％,马尾松纯林为221．1％。松栎混交林林下枯落物半分解层最大持水量为其风干重的252．7％,栓皮栎纯林为249．2％,马尾松纯林为201．5％。经分析拟合,得到林下枯落物未分解层和半分解层吸水速率与浸泡时间之间关系式为S=kt^n。研究结果还表明,在同为中龄林条件下,三峡库区针阔混交林林下枯落物持水能力大于阔叶树纯林或针叶树纯林林下枯落物持水能力．     

丹江口湖北库区不同林分类型枯落物储量及持水性能

对丹江口湖北库区马尾松林、柏木林、松柏混交林、针阔混交林、栎类林5种主要林分类型的枯落物储量、持水量、吸水速率进行研究。结果表明:不同林分类型枯落物现存量具有一定的差异,松柏混交林枯落物储量最大(29.26t/hm2),其次为马尾松林(24.49t/hm2)、针阔混交林(21.93t/hm2)、栎类林(6.56t/hm2),以柏木林枯落物储量最小(9.47t/hm2)。各林分不同层次持水量、吸水速率与浸水时间之间的动态变化规律基本相似,随着浸泡时间的增加,枯落物吸水速率具有差异,0～1h枯落物吸水最快,1～2h逐渐减缓,而到了2～10h枯落物吸水基本饱和,逐渐趋向于0。拟合回归发现,枯落物持水量与浸泡时间按指数方程Q=aln t+b增加,吸水速率与浸泡时间按幂函数V=ktn递减。同时,最大持水量均是半分解层>已分解层>未分解层,而吸水速率则是针叶林分半分解层>已分解层>未分解层,阔叶林为已分解层>半分解层>未分解层。     

不同龄组兴安落叶松林枯落物的水文效应

[目的]分析大兴安岭地区不同龄组兴安岭落叶松林枯落物蓄积量持水特性,为该地区森林水文效应研究提供理论基础和重要依据。[方法]选择不同龄组兴安落叶松天然林为研究对象,通过设置标准样地测定枯落物蓄积量,并采用浸水法测定枯落物持水特性,分析不同龄组兴安落叶松天然林枯落物水文效应。[结果]4个龄组兴安落叶松林枯落物蓄积量变化介于28.03~34.32t/hm2之间,最大持水量介于87.09~109.52t/hm2,最大持水量表现为随着林龄增加而增加的变化趋势,且半分解层的蓄积量都大于未分解层;经统计分析,试验4个龄组兴安落叶松林枯落物未分解层、半分解层的持水量与浸泡时间之间均符合对数关系,且吸水速率与浸泡时间之间也符合指数关系;枯落物对降水的拦蓄能力总体来看,半分解层对降雨的拦蓄能力较未分解层强。[结论]大兴安岭地区不同龄组兴安落叶松林枯落物蓄积量差异显著(除成熟林和近熟林之间),成熟林、近熟林和中林龄对于降水的拦蓄能力较幼龄林强。     

元阳梯田水源区优势树种枯落物水文特性

对元阳梯田水源区优势树种枯落物水文特性的研究,有利于进一步揭示森林的水源涵养功能。通过野外调查采样与室内试验分析,对元阳梯田优势树种枯落物储量、持水能力、拦蓄能力以及持水过程进行了研究。结果表明:枯落物总储量为6.06~8.2t/hm~2,半分解层的枯落物储量绝大多数要大于未分解层;枯落物总厚度为6.1~8.8cm,半分解层厚度大于未分解层;枯落物半分解层自然含水率要明显高于未分解层;枯落物半分解层最大持水量要大于未分解层最大持水量,但是优势不明显,总枯落物层最大持水率为132.1%~247.3%;枯落物总的有效拦蓄量为2.07~8.01t/hm~2,其中未分解层的有效拦蓄量要大于半分解层;枯落物层持水量与吸水速率随时间变化过程中,在0~2h时间段内变化较大,浸水8h后,持水量与吸水速率两者的变化曲线均比较平缓,变化幅度较小;枯落物层持水量与浸水时间存在显著的对数关系,枯落物吸水速率与时间存在显著的幂函数关系。     

半干旱黄土丘陵沟壑区几种不同人工水土保持林枯落物储量及持水特性研究

通过对土桥沟流域SW33-SW75坡向的4种类型人工水土保持林(油松纯林、刺槐纯林、侧柏纯林、油松刺槐混交林)林下枯落物储量的调查结合室内持水试验,运用数理统计的方法分别得到4种林分林下枯落物的储量、最大储水量、吸水速率等水文特征参数.结果表明:①4种林分的单位面积枯落物蓄积量2.35～3.32 t/hm2,其由大到小的排列顺序为:油松林＞油松刺槐混交林＞侧柏林＞刺槐林;②4种林分枯落物的最大持水量存在一定的差异.油松刺槐混交林、油松林、刺槐林、侧柏林的枯落物最大持水量分别相当于0.739,0.73,0.663,0.524 mm的降雨.这4种林分枯落物最大可吸收其自身重量2.11～2.90倍的降雨;③4种林分枯落物的未分解层和半分解层的持水量与时间呈线性相关.在浸水的前2 h内,吸水速度较快,随着时间的延长趋势逐渐变缓,当枯落物在水中浸泡8 h时,持水量基本上达到最大值;④枯落物未分解层和半分解层的吸水速率与时间之间存在一定的相关关系,在浸水的前0～2 h,吸水速率较快,4～6 h后下降速率逐渐减缓.     

白龙江上游5种典型灌木林枯落物蓄积量及持水特性

采用野外实地观测与室内浸水法,对白龙江上游5种典型灌木林(荚蒾、甘肃柳、中华柳、箭竹、绣线菊)林地枯落物的蓄积量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明:5种典型灌木林林地枯落物蓄积量大小依次为箭竹林甘肃柳林荚蒾林中华柳林绣线菊林。5种灌丛类型枯落物半分解层的持水量均高于未分解层,中华柳未分解层持水量最高,箭竹半分解层持水量最高,绣线菊未分解层和半分解层持水量都是最小,整个枯落层最大持水量大小为中华柳箭竹荚蒾甘肃柳绣线菊;5种典型灌丛林不同分解程度枯落物的持水量与浸水时间存在对数关系,其吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。     

宁夏森林枯落物储量与持水性能分析

采用野外实地调查与室内分析相结合的方法,对宁夏10种主要森林类型林下枯落物(未分解层和半分解层)储量、厚度、分解现状、持水率、吸水速率以及拦蓄量进行研究,并分析同一群落类型枯落物持水特性在不同区域的变化。结果表明:枯落物储量在1.06～76.49t/hm2之间,除辽东栎林外,针叶林蓄积普遍高于阔叶林;各森林类型枯落物的最大持水率,未分解层为117.82%～208.05%,半分解层为169.34%～302.85%,持水率随着浸泡时间的延长均按照对数方程增加;研究同一类型不同区域枯落物各层持水性能,发现宁夏范围内青海云杉林各层持水性能无明显差异,而小叶杨林下各层持水性能随区域、林龄的变化有显著变化,而华北落叶松林和油松林各样点都呈现未分解层差异显著,而半分解层差异较小的规律;各森林类型枯落物层的有效拦蓄量为0.11～10.27mm,且针叶林明显大于阔叶林。     

不同发育阶段日本落叶松人工林枯落物层微生物群落特征

为探寻日本落叶松人工林在中龄林或近熟林阶段地力衰退的机制，以分子生物学实验手段与常规实验分析方法结合，分别对不同发育阶段林分枯落物未分解层、半分解层以及全分解层微生物的数量、群落结构以及理化性质进行分析，并采用冗余分析法探索枯落物层微生物群落结构与理化性质的相关性。结果表明：枯落物储量及养分储量随林分发育呈倒“V”字型变化趋势，在近熟林阶段最大，微生物数量、均匀度指数在中龄林或近熟林最低。不同发育阶段林分优势细菌种类基本相同，但相对含量不同；优势真菌的种类明显不同，尤其是在近熟林半分解层。中龄林与近熟林未、半分解层受环境因素影响较大，主要受pH、有效磷、碱解氮、速效钾、全钾、C/N以及林下植被生物量影响。因此，日本落叶松纯林在中龄林与近熟林阶段需强化植被管理，适时开展修枝间伐等经营措施，促进林下植被发育、改善枯落物性质，加速养分循环，缓解地力衰退。     

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.     

林龄对马尾松人工林水源涵养能力的影响研究

通过对广西大化县带林村不同林龄段马尾松人工林凋落物层和土壤层的水源涵养能力进行研究,探讨了林龄对马尾松人工林水源涵养能力的影响。结果表明:马尾松人工林幼龄林阶段凋落物层最大持水系数年增长率最大,中龄林阶段最大持水量年增长率最大,到近熟林阶段凋落物层最大持水系数、最大持水量均达到最大值;研究期内各样地土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量变化表现为幼龄林阶段下降幅度较小、中龄林阶段下降幅度最大、近熟林阶段下降幅度又变小,其中近熟林阶段土壤速效氮、速效钾的含量甚至呈现增加的趋势;马尾松人工林近熟林阶段的土壤涵养水源能力明显高于幼龄林和中龄林阶段。     

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。     

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。     

冀北山区三种典型森林类型枯落物水文效应研究

枯落物层在森林生态功能中具有十分重要的作用。在冀北山区北沟林场搜集了3种典型森林群落枯落物,研究其储量和持水特性。结果表明：3种林分类型枯落物半分解层的储量均大于未分解层;枯落物最大持水量总和为：油松蒙古栎混交林（155.31t/hm2）〉山杨桦树混交林（105.62t/hm2）〉落叶松桦树混交林（88.17t/hm2）;枯落物有效拦蓄量半分解层均大于未分解层,排序为：油松蒙古栎混交林（128.15t/hm2）〉山杨桦树混交林（82.27t/hm2）〉落叶松桦树混交林（69.22t/hm2）;总的有效持水量为：油松蒙古栎混交林（132.01t/hm2）〉山杨桦树混交林（89.39t/hm2）〉落叶松桦树混交林（74.95t/hm2）;枯落物各层持水量与浸泡时间呈很好的对数关系。总之,油松蒙古栎混交林保持水土效果最佳。     

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。     

辽西低山丘陵区针叶林与阔叶林枯落物持水性对比

为对比分析辽西低山丘陵区针叶林与阔叶林枯落物的持水性差异,为辽西森林植被恢复提供科学依据和技术支撑,选取3个针叶林(红松林、油松林、兴安落叶松林)和3个阔叶林(榆树林、山杨林、紫椴林)下的枯落物作为研究对象,采用野外现场采样与室内浸水相结合的方法对枯落物的持水特性进行测定.结果表明:针叶林平均蓄积量大于阔叶林,其中针叶林蓄积量在14.65 ～ 17.75 t/hm2,阔叶林在8.44 ～ 16.92 t/hm2;针叶林枯落物平均厚度(2.79 cm)大于阔叶林(2.44 cm);针叶林最大持水率在148.88％ ～ 173.19％,阔叶林在145.42％ ～156.91％;针叶林有效拦蓄水量为19.47～25.59 t/hm2,阔叶林有效拦蓄水量为10.56～ 22.04 t/hm2,表现为针叶林下枯落物的拦蓄能力更强;针叶林半分解层拦蓄水量显著大于未分解层,阔叶林未分解层拦蓄水量大于半分解层;阔叶林未分解层吸水速率大于针叶林.     

冀北山地6种天然纯林枯落物及土壤水文效应

以冀北山区6种典型纯林为对象,对枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,结果表明:①枯落物总储量变化范围在3.44～23.97t/hm2之间,顺序为白桦纯林>油松纯林>山杨纯林>五角枫纯林>蒙古栎纯林>黑榆纯林,最大持水量的变化范围为5.16～45.11t/hm2,顺序为五角枫纯林>山杨纯林>蒙古栎纯林>白桦纯林>油松纯林>黑榆纯林,山杨纯林有效拦蓄能力最强,为35.45t/hm2,黑榆纯林的拦蓄能力最弱,为2.66t/hm2;②未分解层枯落物8h基本达到饱和,半分解层在6h已经达到饱和,持水量与浸泡时间呈明显对数关系;枯落物在浸水的0.5h内吸水速率最大,4h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系;③土壤容重均值变化范围为0.82～1.14g/cm3,总孔隙度的变动范围为44.43%～56.97%;④土壤层有效持水能力以五角枫纯林最强,为116.00t/hm2,白桦纯林持水能力最弱,为40.50t/hm2,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系。     

冀西北地区4种纯林枯落物及土壤水文效应

为改善冬奥会赛区(张家口市崇礼区清水河流域)水生态环境,提高(崇礼)赛区森林涵养水源功能,以崇礼区和平林场的云杉、白桦、山杨和华北落叶松4种纯林为研究对象,布设50m×50m样地,枯落物水文效应测定采用浸泡法,土壤层水文效应测定采用环刀法。结果表明:(1)枯落物总蓄积量最大为云杉林(38.46t/hm~2),各林分半分解层的蓄积量均大于未分解层;(2)枯落物最大持水量云杉林(3.03t/hm~2)最大,有效拦蓄量云杉林(2.57t/hm~2)最大,最大持水率山杨林(384.22%)最大,枯落物持水量与持水时间呈对数关系,枯落物吸水速率与持水时间呈幂函数关系;(3)土壤容重华北落叶松林(1.00g/cm~3)最大,山杨林(0.67g/cm~3)最小,土壤总孔隙度白桦林(67.14%)最大,山杨林(58.77%)最小。土壤入渗速率与入渗时间呈明显的幂函数关系。(4)林地总持水能力排序为:白桦林(887.45t/hm2)华北落叶松林(840.94t/hm~2)云杉林(800.03t/hm~2)山杨林(768.58t/hm~2),土壤层的持水能力占99%以上。综合分析得知,阔叶林涵养水源功能优于针叶林,土壤层的持水能力强于枯落物层。     

北京九龙山8种林分的枯落物及土壤水源涵养功能

为了阐明森林植被的水源涵养功能,对北京九龙山油松纯林、华北落叶松纯林、侧柏纯林、樟子松纯林、栓皮栎纯林、五角枫纯林、油松日本落叶松混交林、油松华北落叶松混交林等8种林分类型的枯落物和土壤持水性能进行研究.结果表明：各林分枯落物总储量变化范围为8.87 ～47.87 t/hm^2,其中未分解层储量大于半分解层储量;综合枯落物未分解层和半分解层最大持水量和有效拦蓄量的变化规律来看,油松纯林最大持水量最大（36.46t/hm^2）,其次为华北落叶松纯林（36.06 t/hm^2）,侧柏纯林最小（11.83 t/hm^2）;油松日本落叶松混交林的有效拦蓄量最大（23.51 t/hm^2）,其次为樟子松纯林（19.85 t/hm^2）,侧柏纯林最小（9.53t/hm^2）;综合考虑不同林分枯落物与土壤涵养水源能力发现,华北落叶松纯林和油松华北落叶松混交林具有良好的水源涵养功能;不同层次枯落物持水量、吸水速率与浸水时间均存在较好的函数关系;8种林分土壤容重均值在0.89～ 1.41 g/cm3之间变动,总孔隙度在39.43％ ～54.23％之间变动;林地土壤的入渗速率与人渗时间通过回归分析得出,二者呈幂函数关系,且R2值均在0.90以上.