阿什河上游小流域主要林分类型土壤水文功能研究

通过对阿什河上游小流域6种具有代表性的林分类型土壤特性及水源涵养功能的研究,结果表明:枯落物层厚度为2.8～5.5cm;总蓄积量为9.27～39.81t/hm2;最大持水量为25.65～136.83t/hm2;有效拦蓄量为17.17～67.00t/hm2。6种林分的枯落物层的水文功能排序为兴安落叶松林>针阔混交林>红松林>蒙古栎林>樟子松林>水曲柳林。土壤层容重均值的变化范围为0.97～1.26g/cm3;总孔隙度变动范围为50.16%～60.19%;土壤最大持水量为1 949.51～2 293.74t/hm2;有效持水量为234.66～438.56t/hm2;6种林分土壤层的水文功能排序为蒙古栎林>水曲柳林>兴安落叶松林>针阔混交林>樟子松林>红松林。地表层(包括枯落物层与土壤层)最大持水量变化范围在1 991.89～2 357.31t/hm2之间,排序为兴安落叶松林>蒙古栎林>水曲柳林>针阔混交林>樟子松林>红松林;有效持水量变化范围是264.80～455.73t/hm2,排序为水曲柳林>针阔混交林>兴安落叶松林>蒙古栎林>樟子松林>红松林。     

莲花湖库区水源涵养林水文效应的研究

对莲花湖库区流域人工林主要林型的降水截持效益、林地和荒草地枯落物层持水性能、土壤层物理性状及其蓄水效益进行了研究。结果表明:红松人工林、兴安落叶松人工林和杂木林林冠截留率分别为34.83%,13.05%,19.61%,树干茎流率分别为6.79%,0.58%,4.01%,穿透率分别为58.37%,86.18%,77.66%。林冠截留量、茎流量、穿透率与降水量均呈显著的正相关,并分别给出了它们之间的经验模型。枯落物层最大持水量变化范围为12.024.0 t/hm2,其大小顺序为红松林>兴安落叶松林>杂木林>荒草地。有效拦蓄量变化范围为2.9445.97 t/hm2,排序为红松林>兴安落叶松林>杂木林>荒草地。几种主要林型和荒草地有效拦蓄率变化范围为53.45e.95%,排序为红松林>杂木林>兴安落叶松林>荒草地。各林型土壤最大蓄水量变化范围为1 838.62 186.3 t/hm2,依次为兴安落叶松林>杂木林>红松林>荒草地。土壤非毛管蓄水量为16.2625.28 mm,依次为兴安落叶松林>红松林>杂木林>荒草地。林地土壤入渗速率显著高于荒草地。从土层厚度来说,土壤入渗速率随土层厚度的下移表现出逐步降低的趋势,即空间特征表现出土层上部>中部>下部。本试验为研究森林的水源涵养功能以及进一步综合评价该地区的森林生态功能提供了重要的科学依据。     

植被恢复模式对黑土贮水性能及水分入渗特征的影响

采用双环法对黑龙江省克山农场5种主要的人工林植被类型(水曲柳林、樟子松林、落叶松林、美青杨林和水曲柳落叶松混交林)土壤的贮水性能和渗透特征进行了对比研究。研究结果表明:所研究的5种林地土壤1 m土层范围内饱和贮水量在5 347.01~5 762.91 t/hm2之间,水曲柳和落叶松林地最大,其它3种林地间则差异较小;滞留贮水量在543.43~916.13 t/hm2之间,从大到小的顺序依次为落叶松林>水落混交林>美青杨林>水曲柳林>樟子松林;初渗速率的变化范围为14~33 mm/min,水落混交林最高,依次分别为落叶松林、美青杨林、水曲柳林、樟子松林;稳渗速率在1~8 mm/min之间;30 min累计入渗量水落混交林和美青杨树林地要远高于其它林地,水曲柳和落叶松林地次之,樟子松林地最小。采用的4种入渗模型都能较好地反映各种林分土壤的入渗过程,平均相关系数r在0.927 2~0.953 6之间,而考斯加可夫模型和Philip模型的拟合值更接近于实测值,更适用于描述本研究区森林植被下的土壤入渗特征。     

中俄原油管道敷设对沿线不同森林类型土壤Mn化学形态的影响

根据BCR连续提取法,对比分析漠河-大庆输油管道工程不同森林类型作业带和非作业带土壤Mn化学形态,研究管道敷设对大兴安岭森林土壤重金属Mn元素的影响。结果表明:(1)原油管道敷设后,大兴安岭不同森林类型作业带土壤全Mn含量均有极显著提高(P0.01),尤其对白桦次生林影响最大,0-20cm土层平均全Mn含量增加2.31倍,兴安落叶松林增加幅度最小,为0.53倍。(2)管道敷设后对Mn的化学形态有很大的影响,0-20cm土层白桦林EX-Mn含量增加最显著,为1.19倍,兴安落叶松林增加0.47倍;RED-Mn含量樟子松林变化最大,增幅高达7倍,兴安落叶松林增加1.40倍;OXI-Mn含量白桦林增幅最大,达5.11倍,樟子松林为3.20倍,兴安落叶松林为0.42倍;RES-Mn平均含量增加排序为白桦林(1.97倍)樟子松林(0.42倍)兴安落叶松林(0.17倍)。(3)管道敷设后白桦林、兴安落叶松林、樟子松林作业带土壤RES-Mn占全Mn含量比例分别降低了4.63%,10.99%,23.48%,RED-Mn则增加9.02%,12.38%,23.61%,白桦林,樟子松林作业带土壤OXI-Mn所占比例分别增加了5.46%,2.27%。由此可见,原油管道的敷设对大兴安岭森林土壤Mn含量影响很大,可溶性Mn含量的增加可能导致水资源水质的改变,影响生态环境。因此,需采取相应的防治措施,保证地区的生态安全。     

中俄原油管道敷设对沿线不同森林类型土壤Cu化学形态的影响

根据BCR连续提取法,对比分析漠河—大庆输油管道工程沿线不同森林类型作业带和非作业带土壤Cu化学形态,研究管道敷设对大兴安岭森林土壤重金属Cu的影响。结果表明:(1)原油管道敷设之后,大兴安岭不同森林类型作业带土壤全Cu含量均有显著提高(p0.05),尤其对樟子松林影响最大,0—20cm土层平均全Cu含量增加51.44%,白桦次生林增加幅度最小,为25.58%。(2)管道敷设后对Cu的化学形态也有很大的影响,0—20cm土层兴安落叶松林EX-Cu含量增加最显著,为1.45倍,对樟子松林影响相对较小,增加0.82倍;RED-Cu含量樟子松林变化最大,增幅达80.68%,兴安落叶松林影响相对较小,增加23.59%;OXI-Cu含量樟子松林增幅最大,达1.15倍,兴安落叶松林为0.50倍,白桦林为0.35倍;RESCu平均含量增加排序为兴安落叶松林(34.07%)樟子松林(18.35%)白桦林(9.29%)。(3)管道敷设后白桦林、兴安落叶松林、樟子松林作业带土壤RES-Cu占全Cu含量比例分别降低了12.91%,5.43%和21.65%;白桦林和樟子松林作业带土壤RED-Cu所占比例分别增加了25.56%和19.63%,OXI-Cu分别增加了7.83%和42.13%。由此可见,原油管道的敷设对大兴安岭森林土壤Cu含量影响很大,可溶性Cu含量增加可能导致水资源水质的改变,影响生态环境,因此,需采取相应的防治措施,保证地区的生态安全。     

植被恢复模式对黑土贮水性能及水分入渗特征的影响

采用双环法对黑龙江省克山农场5种主要的人工林植被类型（水曲柳林、樟子松林、落叶松林、美青杨林和水曲柳落叶松混交林）土壤的贮水性能和渗透特征进行了对比研究。研究结果表明：所研究的5种林地土壤1m土层范围内饱和贮水量在5347．01～5762．91t／hm^2之间,水曲柳和落叶松林地最大,其它3种林地间则差异较小;滞留贮水量在543．43～916．13t／hm^2之间,从大到小的顺序依次为落叶松林〉水落混交林〉美青杨林〉水曲柳林〉樟子松林;初渗速率的变化范围为14～33mm／min,水落混交林最高,依次分别为落叶松林、美青杨林、水曲柳林、樟子松林;稳渗速率在1～8mm／min之间;30min累计人渗量水落混交林和美青杨树林地要远高于其它林地,水曲柳和落叶松林地次之,樟子松林地最小。采用的4种人渗模型都能较好地反映各种林分土壤的人渗过程,平均相关系数r在0．9272～0．9536之间,而考斯加可夫模型和Philip模型的拟合值更接近于实测值,更适用于描述本研究区森林植被下的土壤人渗特征。     

莲花湖库区几种主要林型水文功能的分析和评价

对莲花湖库区流域人工林主要林型的降水截持效益、林地和荒草地枯落物层持水性能、土壤层物理性状及其蓄水效益进行了研究。结果表明：红松人工林、落叶松人工林和杂木林林冠截留率分别为34.83%,13.05%,19.61%,树干茎流率分别为6.79%,0.58%,4.01%,穿透率分别为58.37%,86.18%,77.66%。兴安落叶松林、红松林、杂木林和荒草地枯落物层最大持水率分别为278.2%,295.3%,260.3%,154.8%。莲花湖库区不同植被类型下枯落物持水能力为红松林最好,荒草地最差。各林型土壤最大蓄水量变化范围为1 838.6-2 186.3t/hm^2,依次为落叶松林〉杂木林〉红松林〉荒草地;从土层厚度来说,土壤入渗速率随土层厚度的下移表现出逐步降低的趋势,即空间特征表现出土层上部〉中部〉下部。以坡面径流观测场为观测手段,分析了4个径流小区产流产沙与降雨因子的相关关系,结果表明,场降雨产流量和产沙量与降雨量和雨强均呈良好的相关关系。     

中俄原油管道对不同类型兴安落叶松林土壤养分及重金属影响

以漠河-大庆输油管道工程所穿越的大兴安岭低山丘陵区地带性森林植被—兴安落叶松5种林型为研究对象,对比分析了管道敷设作业带与非作业带土壤养分及重金属的含量变化特征。结果表明,(1)原油管道敷设后,土壤pH值均升高,白桦-兴安落叶松林pH受影响最大,升高了1.0;土壤有机质含量均极显著降低(P0.01),白桦-樟子松-兴安落叶松林降幅达74.11%。(2)管道敷设后,5种类型兴安落叶松林的土壤养分含量均存在不同程度的变化,其中越桔-兴安落叶松林影响最大,土壤全氮、速效氮含量减少了93.42%和77.78%,全磷含量增幅为59.00%,全钾含量升高幅度达3.63倍,土壤速效钾含量减少了65.75%;5种林型土壤全氮、速效氮、速效钾含量降低均达极显著水平(P0.01)。(3)5种类型兴安落叶松林土壤Cu含量作业带较非作业带升高幅度均较小,说明施工对土壤Cu含量影响较小;土壤Mn、Zn、Pb含量均呈增加趋势,其中对白桦-兴安落叶松林的影响最大,其Mn含量增幅达1.77倍,Zn、Pb含量分别增加1.35和1.11倍。通过内梅罗综合污染指数评价,管道敷设造成了5种类型兴安落叶松林不同程度的土壤重金属污染,白桦-兴安落叶松林土壤受污染较为严重,综合污染指数达2.95。     

我国寒温带四种森林植被类型下土壤团聚体粒级组成及其稳定性比较研究

为了探明我国寒温带大兴安岭地区四种森林植被下土壤的结构和稳定性,于2018年5月至10月对兴安落叶松林、樟子松林、山杨林和白桦林进行土壤样品采集,对四种植被类型0～5 cm、5～10 cm和10～20 cm土层土壤水稳性团聚体粒级组成及其稳定性指标(MWD、GMD和分形维数)进行了研究。结果表明:樟子松林、山杨林和白桦林0～10 cm土层以及兴安落叶松林的0～5 cm土层土壤在生长季内以大团聚体(> 0.25 mm)占绝对优势,其他土层均以微团聚体(<0.25 mm)为主;且四种植被类型生长季中期三个土层的大团聚体含量均高于生长季初期和末期。0～5 cm土层四种植被类型土壤团聚体稳定性较高且相近,随土层加深土层团聚体稳定性降低。寒温带四种森林植被类型生长季内表层(0～5 cm)土壤水稳性大团聚体比例及土壤团聚体稳定性均高于下层(5～20 cm),且阔叶林大团聚体含量高于针叶林,但相对于国内其他研究地区较低。     

莲花湖库区水源涵养林林地产流产沙分析

对莲花湖库区主要植被类型红松林、兴安落叶松林、杂木林和荒草地土壤物理性状及渗透性能进行了研究，结果表明，各林型土壤最大蓄水量依次为落叶松林〉杂木林〉红松林〉荒草地；土壤非毛管蓄水量依次为落叶松林〉红松林〉杂木林〉荒草地。林地土壤初渗速率和稳渗速率均显著高于荒草地。以坡面径流观测场为观测手段，分析了4个径流小区产流产沙与降雨因子的相关关系，结果表明，场降雨产流量和产沙量与降雨量和雨强均呈良好的相关关系。林地与荒草地的降雨产流产沙差异显著，说明林地具有较好的保持水土功能。     

阿什河上游3种人工林土壤贮水量与入渗特征

 为了解水源地人工林生态系统土壤水分贮存与入渗特征,在阿什河上游光明沟小流域内,选取樟子松、红松、兴安落叶松3种人工林,采用环刀法对其土壤水分贮存量及入渗特征进行对比研究。结果表明:兴安落叶松人工林土壤密度较低,孔隙度和贮水能力较高,与红松人工林和樟子松人工林之间差异显著(P<0.05);10℃时的稳渗系数K10大小依次为兴安落叶松人工林(4.86mm/min)>红松人工林(0.63 mm/min)>樟子松人工林(0.57mm/min)。综合分析表明,兴安落叶松人工林土壤的涵养水源功能最强,樟子松人工林和红松人工林的较差。     

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.     

红松水曲柳纯林与混交林土壤水分性质分析

对红松、水曲柳纯林与混交林的土壤水分物理性质进行了观测和对比分析。结果表明,红松与水曲柳混交后,无论是从各土层还是整个土层的平均值看,混交林中土壤容重较红松纯林降低。土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、凋萎系数、有效含水量、贮水能力、渗透系数K10等均较红松纯林明显增加,就整个土层的平均值而言,分别增加19.17%,21.50%,12.17%,32.68%,24.29%,42.22%,19.72%,27.71%,12.17%和39.44%。研究结果表明,红松与水曲柳混交后土壤的孔隙状况得到了改善,混交林土壤保持水土,涵养水源的功能较红松纯林明显提高。     

东北东部山地主要林分类型土壤特性及其水源涵养功能

通过对东北东部山地主要林分类型土壤特性及水源涵养功能进行研究。结果表明：有机质含量和土壤总孔隙度从大到小的顺序均为：落叶松人工林〉天然次生林〉红松人工林〉针阔人天混交林。土壤容重为：针阔人天混交林〉天然次生林〉红松人工林〉落叶松人工林。0～40cm土层饱和蓄水量落叶松人工林最大，为2326．24t／hm^2；天然次生林较好，为2258.6t／hm^2；红松人工林次之，为2252．29t／hm^2；针阔人天混交林最差。为1851．11t／hm^2.落叶松人工林枯落物持水量最好，为136．63t／hm^2；针阔人天混交林较好，为56．08t／hm^2；红松人工林次之，为54.29t／hm^2；天然次生林最差，为40．1t／hm^2。水源涵养能力依次为：落叶松人工林（2462．87t／hm^2）〉红松人工林（2306.58t／hm^2）〉天然次生林（2298．87t／hm^2）〉针阔人天混交林（1907．19t／hm^2）。     

毛乌素沙地樟子松人工林恢复过程中土壤粒径演变特征

[目的]研究土壤颗粒分形维数与樟子松人工林恢复时间的关系,为评价毛乌素沙地植被恢复对土壤颗粒特征的影响提供数据支撑。[方法]以自然荒草地为对照,选择不同恢复年限樟子松人工林土壤为研究对象,分析了不同林龄樟子松林下土壤基本理化性质、颗粒粒径含量和分形维数,开展毛乌素沙地樟子松人工林恢复过程中土壤粒径演变特征研究。[结果] 3种不同林龄樟子松土壤中细砂粒含量最多,极粗砂粒含量最少,并且随着土层深度的增加细砂粒含量和粗砂粒含量呈增加的趋势,而黏粒含量、粉粒含量以及极细砂粒含量呈现减少的趋势。随着土层深度的增加土壤中全氮、全磷、有机质以及土壤含水率均呈现减小的趋势。不同林龄下樟子松土壤颗粒分形维数范围为2.27～2.71,均值大小顺序表现为50 a>60 a>40 a>CK;全氮含量和土壤含水率的均值大小顺序均表现为60 a>50 a>CK>40 a;全磷含量和有机质含量的均值大小顺序均表现为60 a>50 a>40 a>CK。全氮、全磷和土壤有机质含量与分形维数间呈正相关关系,相关系数分别为0.391,0.418,0.522。[结论]樟子...     

樟子松人工林土壤养分、微生物及酶活性的研究

对章古台不同林龄樟子松人工林土壤养分、微生物及酶活性进行了测定和分析,结果表明:各林地的土壤养分、微生物和酶活性均表现出差异。与健康林相比,出现生长衰退林地土壤样品的养分指标、微生物和酶活性均有显著程度的降低,表明土壤地力已出现严重衰退。土壤微生物数量、酶活性与土壤养分间呈显著相关关系,可作为评价土壤肥力的指标。解决当前人工林退化的主要措施是因地制宜进行间伐或轮伐,改善林地微生态条件,尽量避免营造人工纯林,建议营造混交林。     

樟子松林下土壤有机碳和全氮储量研究

本文通过调查分析我国最重要樟子松原产地—红花尔基的樟子松林下土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)及其机械组成，发现樟子松林下的土壤有机C和N含量与其机械组成呈显著相关，与粉粒含量相关系数高达0．7028和0．7209，与土壤容重呈现负相关，相关系数达0．5760和0．5937。樟子松林土壤平均C、N密度分别为19．5kg／m^2和1．8kg／m^2，比同地区的桦木林和农田土壤低。同时也发现，樟子松林土壤C、N含量与地形有关，一般阳坡高于阴坡，下坡高于上坡；天然樟子松林的土壤C、N密度随年龄先出现增长，到25年时达到最高值，30年以后有下降趋势，这与土壤质地的变化密切相关。在该地区，不同植物群落类型的土壤C、N含量的差异也主要受土壤质地变化的影响。     

黑龙江省东部山地樟子松人工林生态系统水化学特征

对黑龙江省东部山地樟子松人工林(P inus sy lvestr is var.m ongolica)生态系统的大气降水、穿透水、树干径流和枯透水中的pH值、溶解氧、浊度、电导率、氧化还原电位、钾、钠、钙、镁、铜、锌、锰、铁等水质指标进行了观测,结果表明:大气降水经过林冠层后,水化学特征发生了明显变化,pH逐层降低,经过枯枝落叶层后,水质的酸化得到了缓解,说明樟子松人工林的枯枝落叶层对水质酸化有很好的缓冲作用。穿透水、树干径流和枯透水的COND变化趋势相同,且各月树干径流和枯透水的COND平均值均高于穿透水和大气降水。枯透水各月ORP的平均值明显低于大气降水和树干径流,可见樟子松人工林的枯枝落叶层对ORP值的降低有很好的作用。樟子松人工林对于增强水中微量元素F e和M n含量也有很好的作用。