生态景观林10种林分枯落物的水文效应

[目的]对北京市大兴区生态景观林主要造林树种林下枯落物层的持水能力进行定量研究,为森林生态建设和水土保持工作的开展提供理论依据。[方法]以研究区生态景观林中10种不同林分的枯落物层为研究对象,采用室内浸泡法对其水文效应特征进行分析研究。[结果]该区枯落物总蓄积量在2.37~5.33t/hm~2之间,顺序依次为:毛白杨油松千头椿刺槐国槐银杏金叶榆元宝枫旱柳紫叶李;最大持水量为5.56~24.92t/hm~2,最大持水率为208.64%~481.62%,最大拦蓄量为5.37~24.24t/hm~2,有效拦蓄量为4.54~20.51t/hm~2;10种林分不同枯落物层的持水量与浸泡时间呈较显著的对数函数关系,其吸水速率与浸泡时间则存在着较显著的幂函数关系。[结论]综合比较10种林分枯落物的持水性能,认为毛白杨的持水能力较好,能够较好地涵养水源。     

黄土高原水蚀风蚀交错区沙地枯落物的水源涵养功能

[目的] 明确黄土高原水蚀风蚀交错区枯落物对沙地水文效应的影响,为该地区退耕还林后生态水文效益的评估提供理论依据。[方法] 以小叶杨（Populus simonii）、柠条（Caragana korshinskii）和白羊草（Bothriochloa ischaemum）枯落物覆盖样地为研究对象,并以裸沙地作为对照,利用熵权法探究枯落物覆盖对沙地水源涵养功能的影响。[结果] ①枯落物最大持水率、最大拦蓄率、有效拦蓄率和最大吸湿比均表现为：白羊草>小叶杨>柠条,但枯落物持水量和拦蓄量则表现为：小叶杨>柠条>白羊草。②枯落物覆盖降低了土壤容重,提高了总孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和平均入渗速率。③水源涵养功能综合评价值表现为：柠条枯落物覆盖样地（0.889）>小叶杨枯落物覆盖样地（0.484）>白羊草枯落物覆盖样地（0.228）>裸沙地（0.038）。④稳渗速率、土壤有效持水量和土壤非毛管孔隙度的水源涵养功能权重比例最高,分别为15.3%,14.8%和14.8%。[结论] 枯落物有效地改善了沙地水文效应,在优化水源涵养功能的条件下,建议适宜种植灌木,可搭配种植乔木和草本植物。     

城市水源地5种森林枯落物水文效应特征

[目的]探讨云南省蒙自市菲白城市水源地5种主要森林类型林下枯落物的持水效应特征,为菲白水源地营造水土保持林、水源涵养林提供理论依据。[方法]利用样方调查法、烘干法、浸泡法对其枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量等进行了研究。[结果]各林分总蓄积量相差较大,依次为:杉木林华山松+杉木人工柏树林青冈栎+云南松人工桉树林;不同森林类型枯落物最大持水量变化范围7.85~13.91t/hm2,最大持水率为165.85%~242.45%,最大拦蓄量为7.48~12.62t/hm2,有效拦蓄量为6.53~11.03t/hm2;5种森林枯落物持水量与时间呈较显著的对数函数关系,各层与浸水时间之间存在着显著的幂函数关系。[结论]综合比较5种森林类型的持水性能,杉树的持水能力较好,能够很好地涵养水源。     

黄土丘陵沟壑区典型灌木林地枯落物的蓄积特征及持水性能

[目的]对黄土丘陵区不同植被枯落物层持水效能进行研究,为该区植被恢复和水土流失防治提供理论基础。[方法]以柠条、沙棘、狼牙刺、杠柳4种典型灌木林地枯落物层为研究对象,采用室内浸泡法对其水文效应特征进行分析。[结果]①沙棘林地地表枯落物蓄积量最大(1.048 kg/m~2);沙棘林地土壤中枯落物量最大(0.674 kg/m~2);土壤中枯落物占枯落物总蓄积量的20.15%～68.75%,其中柠条和狼牙刺土壤中枯落物高于地表枯落物。②地表枯落物和混入土壤枯落物的持水量均随浸泡时间呈极显著对数函数关系(R~2≥0.745,p0.01),地表枯落物5 min持水量可以达到最大持水量的40%,且与最大持水量存在显著的幂函数关系(R~2=0.38,p0.01),可以通过5 min持水量来拟合最大持水量,而混入土壤枯落物并没有呈现这一规律。混入土壤枯落物的持水量显著大于地表,其中地表枯落物有效持水量杠柳最大(2.13 g/g),土壤中枯落物有效持水量柠条最大(1.90 g/g)。③地表枯落物有效拦蓄量沙棘林地最大,为21.16 t/hm~2;土壤中枯落物有效拦蓄量柠条林地最大,为10.01 t/hm~2;土壤中枯落物拦蓄量的校正系数变化范围在0.18～0.42之间。[结论]土壤中枯落物不容忽视,其混入量占枯落物总蓄积量的1/5甚至2/3以上;柠条总有效持水量最大,而受枯落物类型和积累量的影响,沙棘总拦蓄能力最大,具有较强的水源涵养和水土保持功能。     

冀北山地天然次生林枯落物层水文生态功能对不同林分密度的响应

为研究冀北山地天然次生林枯落物层水文生态功能对不同林分密度的响应,以该地区5种密度天然次生林作为研究对象,采用室内浸泡法对枯落物层水文生态效应进行了定量测定。结果表明:(1)枯落物厚度范围为45.34～60.70 mm,蓄积量为11.56～19.64 t/hm~2,依次排序为930株/hm~21 190株/hm~2780株/hm~2520株/hm~2280株/hm~2,即随着林分密度增加呈现先增长后减小的变化规律。(2)枯落物层最大持水量变化范围为23.26～44.67 t/hm~2,枯落物最大拦蓄量范围为21.15～39.56 t/hm~2,枯落物有效拦蓄量范围为17.66～32.86 t/hm~2,大小排序均为:930株/hm~21 190株/hm~2780株/hm~2520株/hm~2280株/hm~2。(3)枯落物持水量与浸水时间呈明显对数函数关系(R~20.93),持水速率与与浸水时间呈幂函数关系(R~20.99)。(4)综合枯落物层持水能力与拦蓄能力表明密度为930株/hm~2的林分生态水文效应最强,而其他密度水文生态功能相对较差,因此在该地区内针对密度过高或过低的天然次生林进行有效抚育措施有利于增加林分的水源涵养能力。     

接坝山区陡坡地段阔叶林改造对水文生态环境的影响

[目的]研究接坝山区陡坡地段引针入阔进行阔叶林改造以后对水文生态环境的影响,为该区造林与改善水文生态环境提供一定的科学依据。[方法]以研究区3种典型植被类型作为研究对象,采用室内浸泡法、环刀法分别对枯落物层与土壤层水文生态效应进行定量测定。[结果]①枯落物蓄积量依次为:油松—山杏混交林山杏林绣线菊灌丛;有效拦蓄量依次为:油松—山杏混交林山杏林绣线菊灌丛;枯落物持水量、枯落物持水速率与浸水时间存在较好的函数关系。②3种植被类型有效持水量依次为:油松—山杏混交林(69.00 t/hm~2)山杏林(60.87 t/hm~2)绣线菊灌丛(55.60 t/hm~2);3种植被类型中油松—山杏混交林初渗速率最大为29.78 mm/min,绣线菊灌丛初渗速率最小为22.38 mm/min;3种植被类型土壤入渗速率与入渗时间存在较好的幂函数关系(R~20.97)。[结论] 3种不同植被类型中油松—山杏混交林水源涵养功能最强,而绣线菊灌丛水源涵养能力最差,说明在陡坡地段进行阔叶林改造在一定程度上增强了林分水源涵养能力,改善了林分水文生态环境,因此从增强涵养水源的角度出发,建议在该地区灌木林与阔叶林中引入适当密度油松,从而改善该地区水文生态环境。     

赣南丘陵区典型林分水源涵养功能评价

[目的]明确不同林分类型整体水源涵养能力的差异性,为赣南丘陵区水源涵养功能和生态系统服务的恢复提供理论依据。[方法]以赣南丘陵区江西省赣州市崇义县境内两种主要天然林(楠木和毛竹),以及两种典型人工经济果林地(脐橙和茶)为研究对象,利用水浸法和双环法对林分的枯落物层与土壤层的持水性进行测定,同时利用熵权法对枯落物层和土壤层的相关指标进行综合评价。[结果]①4种林分枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量范围分别为9.19~16.70,13.43~31.02,6.99~14.08 t/hm²;土壤非毛管孔隙度、有效持水量和最大持水量均值范围分别为5.80~10.05%,57.98~100.50,447.76~580.17 t/hm²,均为楠木林最大,茶林最小。②4种林地土壤初渗速率与稳渗速率变化趋势相一致,排列顺序为:毛竹林>楠木林>茶林>脐橙林。③在4种林分水源涵养能力综合评分中,两种天然林要高于两种经济果林。④土壤稳渗速率是影响林分整体水源涵养能力最显著的指标,其次为枯落物最大持水量和有效拦蓄量,而土壤容重的影响最低。[结论]赣南丘陵区两种天然林水源涵养能力高于两种经济果林,而该区域人工经济果林水源涵养能力的大幅度降低将进一步导致土地退化,加速水土流失,是区域可持续发展的重要生态风险隐患之一。     

滦河典型林分枯落物层与土壤层的水文效应

[目的]研究滦河上游典型林分的枯落物层与土壤层的水文效应,为森林健康监测和评价提供依据。[方法]对滦河上游3种林分的枯落物层未分解层与半分解层进行调查研究。[结果](1)油松林的枯落物生物量为12.03t/hm2,最大持水量为19.4t/hm2,有效拦蓄量为23.52t/hm2;落叶松林的枯落物生物量为9.51t/hm2,最大持水量为11.9t/hm2,有效拦蓄量为17.03t/hm2;落叶松白桦混交林的枯落物生物量为5.54t/hm2,最大持水量为13.0t/hm2,有效拦蓄量为13.7t/hm2。(2)半分解层枯落物浸泡8h已基本达到饱和,而未分解层需浸泡10h。枯落物在浸水的前0.5h内吸水速率最大,6h左右时吸水速率明显减缓。(3)落叶松白桦混交林土壤层持水能力最强,为375.92t/hm2;油松林土壤层的持水能力最差,为248.04t/hm2。利用幂函数对入渗速率与入渗时间进行拟合,其相关系数R2均在0.98以上。[结论]油松林枯落物层的生物量、最大持水量、有效拦蓄量都最大,而落叶松白桦混交林枯落物的土壤持水能力最强。     

小兴安岭不同森林类型枯落物储量及其持水特性比较

[目的]对小兴安岭主要森林类型林下枯落物蓄积量进行调查分析和持水特性研究,为该区森林生态服务功能评价提供重要依据和理论基础。[方法]选择6种典型森林类型设置样地测定枯落物现储量,并采用浸水法对枯落物持水特性进行测定,计算其最大拦蓄量和有效拦蓄量。[结果]主要森林类型枯落物蓄积量介于13.53~29.48t/hm2,大多是半分解层蓄积量高于未分解层。不同森林类型最大持水率与最大持水量表现不一致,其中最大持水率为243.19%~524.0%,最大持水量为56.81~106.90t/hm2。不同森林类型的最大拦蓄量与有效拦蓄量的表现也略有差异,最大拦蓄量为33.43~64.42t/hm2,有效拦蓄量为24.91~48.38t/hm2。枯落物层的持水率与浸泡时间呈显著对数关系,而吸水速率与浸泡时间呈显著幂函数关系。[结论]受树种特性、枯落物储量、分解速率及林龄的影响,该区不同森林类型林下枯落物储量及其持水特性差异显著。     

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。     

黄土高原生态系统服务功能的重要性与恢复对策探讨

黄土高原在环境脆弱与经济发展低下的双重胁迫下，如何探索既适合环境保护又适应当地经济发展需求的战略对策至关重要。以黄土高原生态系统服务价值分析为基础，提出了该地区以农户单元、流域单元和区域尺度的生态系统服务恢复与重建对策。研究表明，尽管长期以来被人们所忽视，在生态环境脆弱区的生态系统服务价值依然是客观存在的，但是这些服务功能远不足以维持系统的自我循环，导致生态环境恶化趋势日趋严重。为此，必须科学分析该地区生态系统服务的现状与不足，并采取科学合理可行的生态系统恢复对策，为生态一经济系统的协调可持续发展提供生态保障。     

重庆四面山森林生态系统服务功能价值的初步评估

采用机会成本法、市场价格替代法等手段对重庆四面山地区典型亚热带常绿阔叶林生态系统 的涵养水源、保持土壤、净化空气、固定CO2、休闲游憩等生态系统功能进行了初步估 算.最后得出该地区森林生态系统的涵养水源价值为1.035亿元、保持土壤价值为0.279 7亿元、固定CO2价值为0.837 9亿元、净化空气价值为0.687 0亿元、休闲游憩价值为1.90 0 4亿元.该地区森林生态系统服务功能的总价值为4.74亿元 .     

Effect of spatial scale of soil data on estimates of soil ecosystem services: Case study in 100 km2 area in France

Over the last decade, the ecosystem services (ESs) framework has been increasingly used to support mapping and assessment studies for sustainable land management purposes. Previous analysis of practical applications has revealed the significance of the spatial scale at which input data are obtained. This issue is particularly problematic with soil data that are often unavailable or available only at coarse scales or resolutions in various part of the world. In this context, four soil-based ecosystem services, namely biomass provision, water provision, global climate regulation, and water quality regulation, are assessed using three conventional soil maps at the 1:1,000,000, 1:250,000 and 1:50,000 scales. The resulting individual and joint ES maps are then compared to examine the effects of changing the spatial scale of soil data on the ES levels and spatial patterns. ES levels are finally aggregated to landforms, land use, or administrative levels in order to try to identify the determinants of the sensitivity of ES levels to change in the scale of input soil data. Whereas the three soil maps turn out to be equally useful whenever ESs levels averaged over the whole 100 km² territory are needed, the maps at the 1:1,000,000 and 1:250,000 induced biases in the assessment of ESs levels over spatial units smaller than 100 and 10 km², respectively. The simplification of the diversity and spatial distribution of soils at the two coarsest scales indeed resulted in local differences in ES levels ranging from several 10 to several 100%. Identification of the optimal representation of soil diversity and distribution to obtain a reliable representation of ESs spatial distribution is not straightforward. The ESs sensitivity to scale effect is indeed context-specific, variable among individual ESs, and not directly or simply linked with the soil typological diversity represented in soil maps. Forested and natural lands in the study area appear particularly sensitive to soil data scales as they occupy marginal soils showing very specific ESs signatures.     

生态系统恢复工程对康平地区生态系统格局的影响

为了对自1999年起辽宁省沈阳市康平县实施的生态系统恢复工程的成效进行评估,利用多期Landsat影像解译了康平地区陆表生态系统时空分布特征;利用气候要素回归分析、生态系统转移矩阵以及生态系统综合人类扰动指数等研究方法,对康平地区自1984年以来的陆表生态系统格局进行了研究,特别是对生态系统恢复工程实施20年来的生态系...     

甘肃祁连山森林生态系统服务功能及价值评估

 为引起各界对森林生态系统的重视,推进西北地区生态环境建设,采用影子工程法、市场价值法、替代花费法、机会成本法、收益资本化法等,对祁连山森林生态系统服务功能进行评估,得出祁连山每年森林生态系统服务功能总价值为2430亿元。其中涵养水源为930亿元,保育土壤为564亿元,固碳制氧为269139万元,净化空气为741亿元,保护生物多样性151亿元,森林景观与游憩价值168750万元。     

中国森林生态系统服务价值评估指标体系初探

 随着人类对生态系统功能不可替代性认识的不断深入,生态系统服务价值研究逐步受到人们的重视。森林作为陆地生态系统的主体,在全球生态系统中发挥着举足轻重的作用。如何对其服务价值进行评估,建立一套科学、合理、具有可操作性的评估标准和指标体系,便成为当前迫切需要研究解决的问题。在充分考虑森林生态系统服务价值机制的基础上,采用频度分析法和专家咨询法,尝试构建了我国森林生态系统服务价值评估指标体系。     

中国森林生态系统保护土壤的价值评价

 针对我国森林保护土壤的生态价值,用机会成本法、影子价格法和替代工程法,对我国森林生态系统在减少土地废弃、土壤养分流失及泥沙淤积等方面的价值进行了估算。结果表明:我国森林每年减少土地废弃的总经济价值为6亿2414万元;每年减少的土壤N、P、K损失的经济价值为4538亿7240万元;每年减少淤积泥沙的经济价值为13亿7545万元。以森林为主的森林生态系统每年减少土壤侵蚀的总经济价值为4558亿7200万元。我国主要森林生态系统保护土壤服务功能价值大小顺序为:亚热带>热带>温带草原>寒温带>温带>温带荒漠>暖温带>青藏高原。我国亚热带土壤保持量最大,为32亿8704万t/a;温带荒漠最小,为2亿6214万5000t/a。     

河北北戴河区农田生态系统服务功能价值测算研究

农田生态系统是支撑与维持地球生命支持系统的重要组成部分,既具有直接供给农产品功能,又具有调节、支持、文化服务等间接功能。研究选取河北省北戴河区农田生态系统为研究对象,以生态系统服务功能为切入点,运用生态经济学方法,综合测算研究区农田生态系统服务功能价值。研究表明,2014年研究区农田生态系统服务功能所产生的间接价值为直接价值的1.09倍,说明农田生态系统不仅具有高效的、直接的生产功能,而且具有极其重要的生态环境支撑功能。鉴于此在北戴河区农业结构调整过程中,要对其生态系统服务功能给予足够的重视。农田生态系统服务功能的各项指标价值量由大到小排序为农田生产供给价值休闲旅游价值固碳释氧价值废弃物处理价值涵养水源价值社会保障价值土壤形成与保护价值秸秆还田价值净化大气价值。因此,研究认为:北戴河区在加快现代农业园区建设过程中,要大力发展生态休闲农业,全力推进农作物秸秆综合利用,积极发展生态循环农业,合理调整农田利用方式,应注重提高调节、支持、文化服务功能价值,使农田生态系统服务功能价值达到最优化。通过对北戴河区农田生态系统服务功能价值测算,为北戴河区有效保护和永续利用农田生态系统提供决策基础和科学支撑。     

休牧对草原生态系统影响研究进展

对退化草地进行合理休牧已成为当前退化草地生态恢复与重建的有效措施之一。退化草地通过实施休牧措施,对草地地上植被和凋落物及对地下植物根系和土壤等方面产生直接的影响。从植物群落特征变化看,群落高度、密度、盖度随休牧时期的延长主要有3种变化趋势:增加;先增加后降低;先显著降低后显著升高、再显著降低。从群落生物量看,休牧可显著提高草地生产力,地上生物量随季节的变化呈"S"型增长曲线,凋落物量呈"W"型动态变化,对植物地下生物量的增加有促进作用。随着休牧年限增加,禾本科、豆科植物等优良牧草显著增加,菊科植物、杂类草、藜科、有毒有害植物在草群中的比重有所下降。休牧对土壤的恢复效果明显,土壤表层粘粒和粉粒比例总体呈上升趋势,容重随休牧年限的延长先降低后升高,含水量增加,土壤有机质、全氮、全磷、全钾及速效氮、磷、钾含量均有所提高;土壤脲酶、磷酸单酯酶、脱氢酶、蛋白酶活性均有不同程度的增加,氧化酶-多酚氧化酶和过氧化氢酶活性则降低;微生物量提高;草原土壤种子库植物种类和数量增加;从休牧对草地碳储量影响来看,休牧使土壤有机碳含量有明显的增加。但休牧时间过长,也不利于植被的正常发育和更新。为了能够更好地为制定科学的草原休牧策略服务,建议今后应加强休牧对退化草地植物多样性和生产力的影响,休牧对退化草地土壤种子库影响,不同类型、不同退化程度以及不同利用方式草地合理休牧季节、休牧期长短和休牧年限的研究。