不同植物截留特征的比较研究

为分析不同植物最大截留量,分别采用浸泡法和人工降雨法测定5种单株植物及其叶和茎的最大截留量,试验中用镊子夹住样本浸在水中30min,取出控水1min,待叶片不滴水时称重,或采用针孔降雨器模拟人工降雨,降雨强度是100mm/h,降雨历时为4min,最大截留量值为试验前后样本的重量差值,结果表明:(1)对于玉米、大豆、酸枣、刺槐、紫花苜蓿而言,人工降雨法测得单位叶面积最大截留量值高于浸泡法,而人工降雨法测量茎最大截留量值均低于浸泡法;(2)不同植物茎最大截留量与株高和杆粗乘积、单株植物最大截留量与植株干重均呈线性正相关关系;(3)对于大豆、玉米、紫花苜蓿及酸枣而言,叶片的截留量值明显高于茎,说明叶片截留在植物截留中起到主要作用;(4)浸泡法测定的不同植物叶和茎最大截留量值与人工降雨法测定值均呈很好的线性函数关系;(5)叶长、叶宽、叶周长、叶鲜重与叶片最大截留量的相关性均不显著,而叶面积及叶干重与叶片最大截留量均遵循很好的线性函数关系,且不同植物叶片最大截留量相差较大,浸泡法测定值在30.07~122.84g/m2之间,人工降雨法测定值在32.76~181.14g/m2之间,因此精确分析植物降雨截留量时应考虑物种差异。     

北京山区主要树种枯落物水文功能特征研究

为研究北京山区主要树种枯落物的水文功能,在妙峰山林场调查了栓皮栎（Quersus variabilis）林、油松（Pinus tabulaeformis）林、侧柏（Platycladus orientalis）林和刺槐（Robinia pseudoacacia）林的枯落物储量,并用两种方法测定枯落物的持水过程。研究结果表明:（1）栓皮栎林、油松林、侧柏林和刺槐林的枯落物厚度分别为10.5,4.0,3.8,2cm,储量分别为945g/m²,803.3g/m²,1 024.0g/m²和239.8g/m²。（2）采用室内浸泡法测定4种枯落物的最大持水率为230.3%,165.1%,161.9%和212.0%。其中0～2h是枯落物持水增加最快的阶段,2～6h枯落物持水增加减慢,6h以后趋于稳定。（3）采用人工降雨法测定4种枯落物的最大持水率为334.3%,331.1%,415.8%,259.9%,均大于相应的浸泡法测得的最大持水量。可将人工降雨法测定枯落物持水率随时间的变化分为4个阶段:第1阶段为迅速吸收阶段,第2阶段为缓慢吸收阶段,第3阶段为逐渐饱和阶段,第4阶段为饱和阶段。（4）枯落物有效拦蓄量可以更准确地反映枯落物截持实际降雨的能力。4种枯落物的有效拦蓄量大小为油松＞侧柏＞栓皮栎＞刺槐。其中油松的有效拦蓄量最大,为12.154t/hm²。实验发现,浸泡法测定枯落物持水过程存在一定缺陷,人工降雨法较好地弥补了这些不足。     

植物叶面自由能特征和水滴形态对截留降水的影响

采用浸水法和喷水法测定21种植物叶片的最大持水量,初步探讨叶面润湿性、表面自由能及其极性和色散分量对叶片最大持水量的影响,并分析2种方法测定叶片持水量不同的可能原因。浸水法和喷水法测定的叶片最大持水量物种间有显著差异(P<0.001),叶片的最大持水量变化范围分别为29.4～180.0g/m2,94.1～278.3g/m2。浸水法测定的叶片最大持水量与表面自由能、色散分量分别呈正相关(P=0.002,P=0.000),与极性分量呈乘幂关系(P=0.006),与叶接触角呈指数关系(P=0.004)。喷水法测定的叶片最大持水量与表面自由能、极性分量、色散分量、叶接触角的相关关系均不显著(P>0.05)。这可能是由于喷水过程中,在叶片表面自由能的作用首先在叶面上形成了小液滴,随着喷水过程的进行,液滴在水的表面张力和重力的作用下逐渐聚集形成大的液滴。     

陕北丘陵沟壑区常见树种叶片的吸水性能

为了比较不同树种叶片的吸水性能,在陕北黄土丘陵沟壑区采用浸水法测定刺槐、臭椿、小叶杨、新疆杨、河北杨、84K杨（银白杨×腺毛杨）6种常见树种叶片的吸水能力。结果表明：1）不同树种叶片的吸水量均随浸水时间的增加而增加,与浸水时间呈对数关系;吸水速率均随浸水时间的增加而降低,与浸水时间呈幂函数关系;叶片浸水后0～60min吸水速率较大,是叶片的主要吸水阶段。2）不同树种叶片吸水量、吸水速率表现为：新疆杨〉刺槐〉84K杨〉臭椿〉河北杨〉小叶杨,其中新疆杨叶片的吸水量为0．415g／g,小叶杨为0．179g／g。3）不同树种中,新疆杨的吸水量、吸水速率最大,新疆杨在树冠截留方面应具有更重要的作用。     

不同建植技术对露天煤矿排土场生态修复效果的影响及评价

为解决矿区排土场生态修复难和生态修复成本高的问题,提出了一种新的穴铺建植技术对排土场进行生态修复,并于2012—2015年期间选择4种建植技术对永顺煤炭有限公司矿区排土场开展生态修复工作。基于修复后（2015年）的植被生长状况和土壤改良效果,并通过对比分析的手段,对不同建植技术的生态修复效果进行了评价。结果表明:穴铺植生袋建植法（A）、旱梯田坡面建植法（B）、旱坡植生袋建植法（C）和沙柳围护建植法（D）4种不同建植技术中,在植被覆盖度方面表现为A（85%） > C（80%） > B（73%） > D（63%） > E（7%,裸地）;土壤容重方面表现为A（1.21 g/cm³） < C（1.27 g/cm³） < B（1.31 g/cm³） < D（1.43 g/cm³） < E（1.52 g/cm³）;土壤侵蚀模数方面表现为A[3 630 t/（km²·a）] < C[6 350 t/（km²·a）] < B[7 860 t/（km²·a）] < D[15 730 t/（km²·a）] < E[26 000 t/（km²·a）],均表明A技术在植被生长状况和土壤质地改良方面效果显著,有效解决了试验区人工建植植物群落稳定性差和水土流失量大等问题,成功完成了试验区的生态修复。穴铺植生袋建植技术在矿区排土场或类似区域的生态修复工程实践中具有良好的借鉴和参考作用。     

膜下滴灌不同灌水定额对玉米根系生长的影响

玉米根系的分布特征受多种因素的制约,其中影响最大的有土壤水分和生育期阶段等,通过分析不同灌水处理条件下,不同生育期,土壤深度与根长密度和根重密度的关系,研究膜下滴灌玉米各生育期根系在不同灌水定额处理下的分布规律,利用大田代表植株挖根试验得到的实测数据进行根长密度和根重密度计算。结果表明:根长在表层土壤中,随着水分的胁迫减轻,呈现增大趋势,深层反之,而且最大根深出现在80 cm处,在大喇叭期,处理1在20 cm土层根长密度最小（77.27 mm/cm³）,处理9最大（143.31 mm/cm³）,在40 cm土层,处理8的根长密度最小（16.11 mm/cm³）,处理1最大（24.89 mm/cm³）。根重密度与根长密度的规律基本一致,水分胁迫能促进根系向下伸长,在玉米拔节期,处理1在20 cm以上土层根干重仅占总根干重的67.9%,而处理9在20 cm则达到了90.2%。随着生育期的推进,表层根重密度随灌水量增大而增大,在大喇叭期,处理1的根重密度为8.16×10^-4 g/cm³,处理7为2.358×10^-3 g/cm³ 。水分胁迫使得根系深扎吸取水分来补偿亏缺,并且根变得较细较小,这说明根系自身会做出水分适应性环境调整,以达到重要机制的平衡。     

北京山地不同海拔人工油松林枯落物及其土壤水文效应

本文对北京山地4个海拔梯度（480,540,690,820 m）的人工油松（Pinus Tabuliformis）林枯落物层及土壤层水文效应进行研究,结果表明:枯落物总蓄积量、最大持水量、有效拦蓄能力均随海拔先升高而后减小,最大持水率随海拔升高先减小而后增大,枯落物总储量在10.63～31.42 t/hm²之间,最大持水量在17.27～37.17 t/hm²之间,有效拦蓄能力在6.72 ～28.71 t/hm²之间,最大持水率在164.32%～185.77%之间。枯落物持水量与浸泡时间呈明显的对数关系（R > 0.93）,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显的幂函数关系（R > 0.73）。土壤容重随海拔的升高而增大,变化范围为0.97～1.22 g/cm³,总孔隙度随海拔的升高而减小,土壤层有效持水量随海拔的升高而减小,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系（R > 0.96）。综合分析各项因子,低海拔地区的油松人工林水源涵养能力普遍高于高海拔。     

甘南白龙江上游小流域主要林分地被物层的持水特性分异

在甘南白龙江上游林区内,采用实地踏测和浸水法,对林区内主要的4种不同林分类型（冷杉原始林、云杉、落叶松和华山松人工林）林下地被物持水性能进行了研究分析。结果表明:（1）4种不同类型树种林下地被物的总蓄积量为11.75～28.96 t/hm²,其冷杉林（28.96 t/hm²）>落叶松林（16.17 t/hm²）>华山松林（14.36 t/hm²）>云杉林（11.75 t/hm²）;（2）不同林分类型地被物的持水量、吸水速率与浸泡时间之间的动态变化基本相似,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。（3）不同树种林下地被物的总有效拦蓄量为21.00～41.99 t/hm²,其中冷杉林最大,其次是落叶松林,最后是华山松林和云杉林;最大拦蓄量、最大持水量、有效拦蓄量和总有效拦蓄深的变化与总有效持水量变化一致。     

楠杆自然保护区不同植被类型土壤物理特性及涵养水源功能分析

为了研究楠杆自然保护区不同植被类型的土壤物理性质与涵养水源功能,选择了保护区6种典型的植被类型（落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林、灌木林、竹林和草坡）下的土壤物理性质、土壤蓄水能力和土壤渗透能力等进行了研究,运用综合评价法对不同植被类型进行了综合评价。结果表明:6种不同植被类型的土壤密度为0.97 1.55 g/cm³,土壤总孔隙度为35.73%～69.25%,最大持水量为357.32~692.45 g/kg。不同植被类型的土壤物理性质、土壤蓄水能力和渗透能力有明显差异。综合评价分析表明:在不同植被类型中,落叶阔叶林（∑P_i²=0.468）土壤水源涵养功能最好,其次是竹林（∑P_i²=0.784）、针阔混交林（∑P_i²=0.914）、针叶林（∑P_i²=0.984）、灌木林（∑P_i²=1.005）,没有植被覆盖的草坡（∑P_i²=1.431）上的土壤水源涵养功能综合能力相对较差。     

喀斯特城市石漠苔藓植物多样性及水土保持

喀斯特城市石漠现象已成为中国西南喀斯特地区不可忽视的突出环境问题之一,以贵阳市为例探究喀斯特城市不同石漠地区苔藓物种多样性及其成土保水能力。结果显示,该城市石漠环境记录藓类植物有11科23属45种,未见苔类和角苔类。苔藓小生境和生活型多样性较单一,物种多样性较低,与人为干扰频度、石漠化程度及生存环境有着密切关系。苔藓水土保持功能在不同生活型和同种生活型下均无显著性差异,三种优势藓类成土量和最大持水量分别为北地对齿藓（387.35 g/m²,1 899.53 g/m²） > 穗枝赤齿藓（164.35 g/m²,1 398.3 g/m²） > 土生真藓（111.45 g/m²,684.42 g/m²）,对植被恢复具有潜在意义,可作为喀斯特石漠化地区植被恢复及防治水土流失的优势物种。     

草海流域3种优势树种凋落物叶分解历程中的水文特征

采用凋落物分解网袋法对草海湿地流域森林优势植物青冈（Cyclobalanopsisglauca）、桤木（Alnus cremastogyne）和云南松（Pinus yunnanensis）凋落物叶分解特性展开研究,揭示凋落物叶分解过程中自然持水率、最大持水率、最大拦蓄率、有效拦蓄率及凋落物持水率规律等。结果表明:（1）凋落物叶自然持水率随分解时间的增加呈先增后降趋势。凋落物叶自然持水率在分解历程中存在极显著性差异（青冈:F=213.79,P < 0.01;桤木:F=77.53,P < 0.01;云南松:F=179.12,P < 0.01）。（2）凋落物叶持水率（R_t）与浸水时间（t）呈显著正相关关系（P < 0.05）,回归分析得到凋落物叶持水率（R_t）与浸水时间（t）符合对数函数方程R_t=a+blnt;凋落物叶持水速率（v）与浸水时间（t）呈显著负相关关系（P < 0.05）,持水速率（v）与浸水时间（t）符合幂函数方程v=at^-b。（3）凋落物叶最大拦蓄率、有效拦蓄率随分解时间的推移,呈逐渐增加趋势。     

花江喀斯特石漠化区不同经济型植物的土壤蓄水特征

选择贵州省花江喀斯特石漠化综合治理区分布广泛的几种典型生态经济型种植模式花椒、金银花、砂仁、火龙果、构树、花椒金银花混交林为研究对象,以荒草地为对照,对各植物的土壤物理性质和蓄水性能进行了对比研究。结果表明:（1）研究区土壤容重的浮动范围为1.09～1.40 g/cm³,并随土层深度增加而增加;孔隙度随土层深度增加而减小,上层土壤的蓄水性能和通透性能优于下层。（2）与荒草地相比,构树、火龙果、花椒金银花混交林、花椒、金银花的土壤容重和孔隙度状况都优于荒草地,只有砂仁比荒草地差。（3）从土壤含水量和0—30 m总蓄水量来看,混交林土壤含水量最大（37.69%）,分别比金银花、火龙果、构树、花椒、荒草地、砂仁高3.18%,4.33%,4.83%,7.49%,10.15%,13.18%;总蓄水量表现为花椒金银花混交林（1 769.54 t/hm²） > 火龙果（1 732.94 t/hm²） > 构树（1 722.14 t/hm²） > 花椒（1 698.43 t/hm²） > 金银花（1 655.58 t/hm²） > 荒草地（1 640.79 t/hm²） > 砂仁（1 428.75 t/hm²）。（4）相关分析表明土壤容重和毛管孔隙度与最大持水率及毛管持水率均呈极显著相关（p < 0.01）,相关系数分别为-0.931,0.897,-0.915,0.890。因此,在花江喀斯特石漠化植被恢复过程中应优先考虑以花椒金银花为代表的混交林与火龙果模式。     

Effects of foliage wetness on the dry deposition of ozone onto red maple and poplar leaves

The deposition of ozone onto hypostomatous red maple and amphistomatous hybrid poplar leaves was studied under controlled environments. Under similar environmental conditions, the ozone deposition was substantially greater onto poplar than onto maple leaves. Two kinds of surface wetness (simulating dew and raindrops) were artificially created on leaves to determine how deposition was affected. The ozone deposition onto wet maple leaves markedly increased almost immediately after water spraying. The increases were measured during both daytime and nighttime conditions. Nighttime measurements revealed that the enhanced ozone deposition onto wet maple leaves was largely controlled by the chemistry of the solution which eventually developed while leaves remained wet. Unlike maple leaves, small ozone deposition reductions were measured after poplar leaves became wet during daytime conditions. In addition, little ozone deposition was detected onto wet poplar leaves during the night, indicating that leaf water chemistry was less important for poplar than for maple leaves.     

玉米冠层对喷灌水量再分配影响的田间试验研究

为了确定喷灌水量通过作物冠层时的分配规律，定量评价作物冠层对喷灌水利用率的影响，该文采用水量平衡法对喷灌条件下的玉米冠层上部、棵间、茎秆下流及冠层截留水量进行了田间观测。试验结果表明，喷灌水经玉米冠层再分配后所形成的棵间和茎秆下流水量分别占冠层上部水量的45.4%和43.0%。截留水量空间分布变化较冠层上部、棵间和茎秆下流水量为大，均值为3.6 mm，变异系数Cv平均值为0.5。由相关分析知茎秆下流水量和棵间水量均随冠层上部水量的增加而线性增加，但茎秆下流水量与冠层上部水量的关系更为密切。冠层上部水量、叶面积和株高对截留量的影响较小。     

北京松山不同密度丁香天然林枯落物及土壤水文效应

以北京松山5个不同密度（784,1 024,1 210,1 616,1 872株/hm²）的丁香（Syzygium aromaticum）天然林为对象,对其枯落物层及土壤层水文效应进行研究。结果表明:枯落物总蓄积量、最大持水率、最大持水量随丁香天然林密度的升高而增大。枯落物的总储量在13.19～31.66 t/hm²之间;有效拦蓄能力在32.71～79.77 t/hm²之间;枯落物最大持水量在50.76～119.29 t/hm²之间,与浸泡时间呈明显的对数关系（R > 0.86）;枯落物最大持水率为385.72%～507.16%,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显的幂函数关系（R > 0.99）;同一密度土壤容重随土层深度的增加而增大,总孔隙度随密度的升高先增大后减小。初渗速率在37.50～54.55 mm/min之间,入渗速率与入渗时间存在较好的幂函数关系（R > 0.99）。中密度丁香天然林水源涵养功能较强。     

黄土丘陵区油松人工林和山杨林林冠对降水的再分配及其对土壤水分的影响

本文分析了人王油松（Pinus tabulaeformis）社和山杨（Populus davidiana）林内的年降水量和林冠的年截留量。得出林内降水量（pi）和林外降水量（p）呈直线正比例关系,人工油松林pi₁=0.928P-0.98;山杨林有叶期pi₂=0.889P-0.442;山杨林无叶期为pi₃=0.985P-0.278。林冠截留量（I）与林外降雨量（p）呈幂函数关系。人工油松林是I₁=0.711p^0.461,山杨林有叶期为I₂=0.521p^0.563。林内降水分布不均,最大处为林内平均降水量的1.34倍,最小处为林内降水量的80%。在雨后短时间内,林内土壤水分也分配不均。     

倭肯河上游两种林型枯落物和土壤持水特性

为探讨不同树种组成的林分持水特性,采用实地调查与室内浸泡法,对倭肯河上游杂木林和阔叶红松林枯落物的蓄积量和持水特性进行测定,采用环刀法对土壤持水量进行测定。结果表明:两种林型枯落物厚度约7.5 cm,蓄积量为8.07~9.85 t/hm²,最大持水量相当于可吸收2.0~2.5 mm的降水,有效拦蓄量相当于可吸收1.0 mm的降水。枯落物持水量与浸水时间呈对数函数关系(R 2>0.9843),吸水速率与浸水时间呈幂函数关系(R 2>0.9999)。两种林型土壤总孔隙度范围为50.32%~51.41%,非毛管孔隙度范围为3.00%~4.44%,土壤最大持水量范围为1509.74~1542.17 t/hm²,土壤有效持水量范围为89.96~133.32 t/hm²。阔叶红松林密度低,生产力高,枯落物层最大持水量、有效拦蓄量,土壤层最大持水量、有效持水量均高于杂木林,但各评价指标差异不显著(p>0.05)。两林地持水能力中等偏低,以提高森林水源涵养为目标时,可维持现有结构,进一步开展密度调整研究。     

AWRA-L模型估算区域林冠降雨截留量

目前模拟林冠截留的Gash模型的应用多是针对某一特定点或特定林分开展,而在区域范围内的应用国内尚无报道,在国外也仅见其在澳大利亚水资源评价系统AWRA.L模型中的应用。该研究介绍了AWRA-L(Australian water resources assessment-landscape)模型,并利用GI_。ASS LAI遥感数据结合浸水法获得的林冠持水量,使用该模型对试验点白桦(Betula platyphylla Suk.)天然次生林2013年的林冠截留进行模拟。结果显示,基于Van等改进过的Gash模型的AWRA.L模型和基于Gash(1979)模型的AWRA—L(1979)模型,对累积林冠截留模拟的绝对误差分别为-4.4和1.5 mm,相对误差分别为-8.7%和3.0%;对于单场降雨林冠截留的模拟结果显示,2模型的模拟误差值分别为(-0.15±1.64)和(-0.03±1.39)mm,模拟值与实测值之间无显著差异。研究结果说明结合GLASS LAI遥感数据,AWRA-L模型可以应用于区域范围林冠截留的模拟,模拟结果较好。