重庆缙云山水源涵养林地土壤水文效应

土壤层是水源涵养林水文效应的第三活动层,对林分的水文效应起重要作用。以重庆缙云山不同配置模式水源涵养林的土壤为研究对象,分析了林分中具有代表性的马尾松×广东山胡椒混交林、四川大头茶×四川山矾混交林、毛竹×四川山矾×马尾松混交林、广东山胡椒×杉木混交林、马尾松×柳杉混交林对土壤水文生态效应的影响,以缙云山广泛分布的毛竹纯林作为参照。结果表明:总体上,随着土壤深度的增加,土壤容重呈增加的趋势,而孔隙度呈逐渐递减的趋势;各林分中以广东山胡椒×杉木混交林的土壤容重最小、孔隙度最大、最大持水量最大、渗透性能最好,马尾松×柳杉混交林次之,毛竹纯林最差。     

重庆北部水源区水源涵养林构建模式对土壤养分的影响

为探讨不同模式水源涵养林与土壤肥力的关系,以便从营林的角度探讨如何合理利用土壤,以最大限度保持土壤肥力和发挥森林的水源涵养功能,提高水源涵养林对重庆市水源区的水源涵养效益.对重庆北部水源区6种不同构建模式的水源涵养林地土壤有机质、活性酸(pH)、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾和土壤阳离子交换量(CEC)进行了分析,并用主成分分析方法对土壤肥力状况进行了综合评价.结果表明:构建模式对土壤养分特征具有显著的影响作用,各模式林地土壤养分特征差异显著,不同层次土壤有机质含量、pH、CEC、全P、全N、速效P、速效N、速效K存在极显著或显著差异,不同层次土壤全K含量间差异不显著;土壤有机质含量、CEC、全P、全N随土壤深度按照幂函数递减,土壤速效P、速效N、速效K深度按照指数函数递减,土壤活性酸(pH)与土壤层次之间无明显相关性.土壤肥力由高到低依次为:广东山胡椒×杉木混交林地＞马尾松火烧迹地＞楠竹×四川山矾×马尾松混交林地＞马尾松×广东山胡椒混交林地＞楠竹纯林＞四川大头茶×四川山矾混交林地.广东山胡椒×杉木混交组合模式对于提高土壤养分含量,改善土壤状况具有明显效果.     

华蓥市山区典型林分水源涵养功能评价

为研究南方丘陵山区典型人工林的生长现状和涵养水源能力,选取华蓥市6种林分作为研究对象,通过测定林下枯落物层和土壤层特征,分析比较不同林地枯落物和土壤的持水能力,对林地水源涵养能力进行评价。结果表明:杉木纯林(近自然经营)枯落物现存蓄积量最大,枯落物持水能力排序为杉木纯林(近自然经营)杉木纯林马尾松—檵木混交林(近自然经营)杉木—响叶杨混交林柏木纯林马尾松—杉木混交林;杉木纯林的土壤层总孔隙度、毛管孔隙度、有效持水量均为最优,分别达到67.67%,60.39%,138.11 t/hm~2;6种林地土壤有效持水量大小顺序为杉木纯林杉木纯林(近自然经营)马尾松—杉木混交林杉木—响叶杨混交林柏木纯林马尾松—檵木混交林(近自然经营);综合枯落物层和土壤层持水能力可知,杉木纯林(近自然经营)的水源涵养能力最强,为309.77 t/hm~2,马尾松—杉木混交林最弱。     

闽北不同类型毛竹林水源涵养功能研究

以中亚热带杉木纯林(Ⅰ)和常绿阔叶林(Ⅴ)为对照,对闽北地区竹杉混交林(Ⅱ)、毛竹纯林(Ⅲ)、竹阔混交林(Ⅳ)3种不同类型毛竹林的林冠层截留、枯落物持水性能、土壤渗透性能及蓄水能力进行了研究。结果表明,各林分林冠截留率排序为Ⅴ(31.33%)>Ⅱ(28.17%)>Ⅳ(23.48%)>Ⅲ(22.88%)>Ⅰ(22.29%);枯落物持水能力排序为Ⅰ(26.8 t/hm2)>Ⅴ(12.1 t/hm2)>Ⅱ(11.3 t/hm2)>Ⅳ(11.1 t/hm2)>Ⅲ(9.2 t/hm2);土壤总蓄水量大小顺序为Ⅴ(1 125.67 t/hm2)>Ⅳ(1 064.30 t/hm2)>Ⅱ(1 050.60 t/hm2)>Ⅲ(1 015.13 t/hm2)>Ⅰ(1 008.87 t/hm2);土壤渗透性优劣次序表现为Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。并采用Topsis法对不同林分的水源涵养功能进行综合评价,水源涵养功能优劣顺序为Ⅴ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ,表明常绿阔叶林的涵养水源综合能力最好,毛竹混交林优于杉木纯林,而毛竹纯林最差。     

四面山不同林地类型土壤特性及其水源涵养功能

通过对四面山不同林地类型土壤特性及水源涵养功能进行研究.结果表明:(1)在0-60 cm土层,杉木×马尾松混交林、木荷×石砾混交林和杉木×马尾松×木荷混交林的土壤容重分别为1.10 g/cm~2,1.03 g/cm~3,1.24 g/cm~3.(2)3种林地的土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均随深度的增加而减低.在0-60 cm土层,杉木×马尾松混交林、木荷×石砾混交林和杉木×马尾松×木荷混交林的土壤总孔隙度分别为42.32%,48.87%和39.82.而三者的土壤毛管孔隙度分别为33.53%,38.22%和33.97%,土壤非毛管孔隙度分别为8.79%,10.65%和5.86%.(3)木荷×石砾混交林饱和蓄水量最大,为2 932.4 t/hm~2;杉木×马尾松混交林.为2 539.2 t/hm~2;杉木×马尾松×木荷混交林最差,为2 389.6 t/hm~2.术荷×石砾混交林土壤贮蓄水分和调节水分的潜在能力比杉木×马尾松×木荷混交林高122.7%.(4)木荷×石砾混交林枯落物的总蓄积量最大为246.94 t/hm~2.而杉木×马尾松×木荷混交林林枯落物的总蓄积量最小为64.47 t/hm~2.枯落物最大持水率相差较大.变动范围为229%～327.5%之间.枯落物的最大持水量依次为:木荷×石砾混交林(254.28 t/hm~2)>杉木×马尾松混交林(191.72 t/hm~2)>杉木×马尾松×木荷混交林(60.35 t/hm~2).     

御道口牧场不同类型防护林的枯落物水文效应

以承德市围场县御道口牧场4种不同类型(落叶松、樟子松、落叶松和樟子松混交林、樟子松和榆树混交林)防护林为研究对象,采用样地调查和室内浸泡法,对其枯落物的水文效应进行研究。结果表明:各种类型防护林的枯落物蓄积量的范围为5.42～24.59 t/hm~2,其中落叶松蓄积量最大,为24.59 t/hm~2,樟子松和榆树混交林蓄积量最小,为5.42 t/hm~2,且4种林分类型的半分解层蓄积量均大于未分解层;平均最大持水量规律为落叶松(16.61 t/hm~2)樟子松和落叶松混交林(14.80 t/hm~2)樟子松(10.22 t/hm~2)樟子松和榆树混交林(9.99 t/hm~2);平均最大持水率大小依次为落叶松(427.02%)樟子松和榆树混交林(396.30%)樟子松和落叶松混交林(360.88%)樟子松(303.13%);有效拦蓄量规律为樟子松和落叶松混交林(74.65 t/hm~2)落叶松(71.21 t/hm~2)樟子松(48.82 t/hm~2)樟子松和榆树混交林(17.66 t/hm~2);有效拦蓄率规律为落叶松(344.99%)樟子松和榆树混交林(326.66%)樟子松和落叶松混交林(286.27%)樟子松(215.49%)。综合结果表明落叶松的枯落物层持水能力最好,该地区落叶松防护林的枯落物层涵养水源功能优于其他类型的林分。     

杉木取代阔叶林后林下水源涵养功能差异评价

为研究杉木人工林取代常绿落叶阔叶混交林后土壤水源涵养能力的变化,采用室内浸水法和环刀法分别研究杉木纯林和常绿落叶阔叶混交林的枯落物与土壤的持水特性。结果表明:(1)枯落物平均蓄积量表现为常绿落叶阔叶混交林(3.42 t/hm~2)杉木纯林(3.12 t/hm~2),枯落物平均厚度表现为杉木纯林(9.17 cm)常绿落叶阔叶混交林(5.42 cm)。(2)最大持水量表现为常绿落叶阔叶混交林(6.23 t/hm~2)杉木纯林(5.57 t/hm~2),最大持水率也表现出相同的规律,即常绿落叶阔叶混交林(184.40%)杉木纯林(179.50%);有效拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(4.48 t/hm~2)杉木纯林(4.13 t/hm~2),最大拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(5.41 t/hm~2)杉木纯林(4.97 t/hm~2)。(3)枯落物层的吸水量与浸水时间符合对数函数Q=aln(t)+b,而吸水速率与浸水时间符合指数函数V=at~b,常绿落叶阔叶混交林的蓄水能力强于杉木纯林。(4)土壤水分最大吸持贮水量表现为常绿落叶阔叶混交林(43.58 mm)杉木纯林(41.88 mm),可以看出常绿落叶阔叶混交林内的土壤可以更好地为植被提供良好的水分供其生长;土壤水分最大滞留贮存量表现为常绿落叶阔叶混交林(8.20 mm)杉木纯林(10.22 mm),即杉木纯林内的土壤具有更好的涵养水源能力。从枯落物最大持水量、有效拦蓄量以及土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度等多个因素的计算综合推断可知,杉木人工林水源涵养能力优于常绿落叶阔叶混交林。     

西南亚热带典型林分枯落物层对酸沉降的响应

通过模拟酸雨实验,研究了缙云山马尾松×四川大头茶×四川杨桐混交林(林分Ⅰ)、广东山胡椒×四川山矾混交林(林分Ⅱ)、毛竹林(林分Ⅲ)、四川山矾×杉木混交林(林分Ⅳ)、马尾松林(林分Ⅴ)、灌丛(林分Ⅵ)枯落物淋滤液的化学性质。结果表明:①6种典型林分的枯落物淋滤液pH值均随模拟酸雨pH的降低而减小;林分Ⅴ的枯落物层对模拟酸雨pH值的缓冲效果最好。②6种典型林分枯落物淋滤液中的盐基离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH+4)浓度随模拟酸雨pH值的降低而增加。在pH值2.7和3.5的强酸雨作用下,林分Ⅴ枯落物淋滤液中的盐基离子浓度均是最高的,达到了0.143 6 mmol/L和0.074 0mmol/L,在pH值4.5的酸雨作用下,林分Ⅱ枯落物淋滤液的盐基离子浓度是最高的,达到了0.138 9mmol/L。③在模拟酸雨pH值为2.7时,6种典型林分淋滤液中Al3+、Fe、Mn、Zn急剧增加,且林分Ⅴ枯落物淋滤液中Al3+(0.018 2 mmol/L)、Fe(0.004 4 mmol/L)、Mn(0.010 7 mmol/L)、Zn(0.002 5 mmol/L)均高于其他林分,林分Ⅴ更易受到这几种元素的毒害。     

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。     

三峡库区不同类型马尾松林枯落物层持水特性比较

为了研究三峡库区不同林分类型马尾松林的枯落物持水性能,采用野外调查和室内浸泡法,对马尾松纯林(Ⅰ)、马尾松+香椿混交林(Ⅱ)、马尾松+檫木混交林(Ⅲ)、马尾松+盐肤木混交林(Ⅳ)、马尾松+槲栎+檫木混交林(Ⅴ)、马尾松+光皮桦混交林(Ⅵ)、马尾松+木姜子混交林(Ⅶ)7种马尾松林分类型枯落物持水特性进行了研究。结果表明:三峡库区不同林分类型马尾松林枯落物储蓄量为5.39~11.77t/hm~2,枯落物总厚度变化范围为2.14~3.73cm,枯落物总蓄积量排列顺序为ⅢⅣⅥⅡⅤⅠⅦ,最大持水量变化范围为11.94~23.42t/hm~2,最大持水率变化范围为198.53%~266.17%,7种类型马尾松林枯落物有效拦蓄量范围为8.34~15.90t/hm~2,有效拦蓄率范围为135.79%~195.81%,不同类型马尾松林枯落物有效拦蓄量排序与最大持水量排序相一致,均表现为ⅢⅤⅣⅠⅡⅥⅦ。而枯落物有效拦蓄率排序除了类型Ⅶ和类型Ⅱ,其他类型大小顺序与最大持水率保持一致。7种类型马尾松林枯落物持水量随着浸泡时间延长呈对数形式增加,浸泡5min时,不同林分类型枯落物吸水速率最大,浸泡1h后,不同层次枯落物吸水速率均呈现缓慢下降。吸水速率V与浸泡时间t以幂函数拟合效果较好,吸水速率随着浸泡时间延长以幂函数形式降低。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

再生水水质对斥水和亲水土壤水分特征曲线的影响

为探求再生水灌溉对斥水和亲水土壤水力特性的影响,该文选用有代表性的斥水黏壤土和亲水黏壤土、斥水砂土和亲水砂土,测定其在自来水、再生水和其他4种生活污水条件下的土壤水分特征曲线,采用主成分分析法得到不同水质综合指标,分析水质综合指标对不同土壤水分特征曲线的影响,采用van Genuchten-Mualem模型对黏壤土土-水曲线的参数进行拟合,并分析水质综合指标对黏壤土累积当量孔径分布、比水容量和水分常数的影响。结果表明:在相同基质吸力情况下,黏壤土含水率随水质综合指标增加(水质变差)而减小,砂土的含水率随水质变化不大;在低吸力段,斥水和亲水黏壤土的比水容量随水质综合指标的增加而增加;土壤进气值与水质综合指标呈显著负线性相关关系(R~2分别为0.94和0.78);相同水质条件下,斥水土壤的进气值比亲水土壤小;随着水质综合指标的增加,斥水和亲水黏壤土的极微孔隙降低,而中等孔隙和大孔隙增加,小于某当量孔径的累积百分比增加;随着水质综合指标的增加,斥水和亲水黏壤土的田间持水率、凋萎系数、有效水和易利用水比例均减小,但再生水对田间持水率和易利用水比例降低作用不显著。研究结果可为大面积再生水灌溉及其管理提供一定的理论依据。     

磁化—去电子水对盐渍化土壤水盐运移特征影响

磁化与去电子等活化水处理技术在农业灌溉领域的应用受到人们广泛的关注,为了阐明磁化—去电子水入渗对土壤水盐运移的影响机制,利用自来水、去电子水、磁化水(0.4 T)、以及磁化—去电子水开展一维垂直入渗试验,研究了磁化—去电子活化水对土壤水盐运移特征及盐分淋洗效率的影响。结果表明:与对照相比,磁化—去电子活化处理能够有效促进土壤水分入渗,增加土壤含水率,降低土壤含盐量,提高灌溉水盐分淋洗效率,并且磁化—去电子水在入渗能力、土壤含水率、土壤含盐量、盐分淋洗效率较磁化或去电子方法有不同程度的提高,与去电子水相比,磁化—去电子水累积入渗量增加了28.0%,到达入渗终点用时减少了25.7%,15 cm深度土层的土壤含水率增加了7.9%,整体土壤脱盐率增加了13.9%;与磁化水相比,磁化—去电子水累积入渗量增加了6.7%,到达入渗终点用时减少了12.2%,15 cm深度土层的土壤含水率增加了3.2%,整体土壤脱盐率增加了4.7%。磁化—去电子水对土壤盐分淋洗有显著促进作用,并且比磁化水或去电子水的促进作用更明显,有利于为作物生长创造良好的水盐环境,为合理利用磁化-去电子水提供了参考。     

新增可供水量的评价方法

新增可供水量是对区域水资源开发利用潜力的评价,也是区域需水量增长可行性的依据。尤其是现有工程供水能力挖潜、节水、再生水回用、供水优化配置等措施获得新增可供水量的合理评价,对加强水资源管理和供水能力建设具有积极的意义。文中给出了相应的计算方法。     

基于区域投入产出模型的甘肃省水资源状况分析

基于投入产出分析法,以甘肃省2007年行业经济及用水数据为基础,构建了地区水资源投入产出表。通过对甘肃省行业用水系数、用水乘数、用水量等指标的分析,研究了甘肃省各行业对经济系统的水资源消耗间接拉动效应。在此基础上进一步研究了经济系统内部行业间虚拟水的转移,分析了经济系统内部虚拟水的流向,并通过计算甘肃省虚拟水的进出口量对经济系统间虚拟水的流向进行了分析。分析结果表明,种植业用水系数、用水量在该省行业中处于最高,对经济系统水资源的间接拉动影响较小,是主要的虚拟水输出行业。其中一部分虚拟水流向制造业,经由制造业流向建筑业与服务业等行业,另一部分流向省外。在构建节水型经济系统的过程中,由于行业间水资源消耗的关联性,考虑到其他行业对种植业的间接拉动,在采取缩小种植业规模提高种植业节水效率及调整区域产业结构的情况下,应将减少消费端的物质消费因素考虑进去。     

水土流失对东平湖水质的影响研究

东平湖作为南水北调东线工程中重要的水利枢纽 ,其水质状况和生态环境对整个工程产生着重要的影响。水土流失是产生水污染的一个重要因素。以东平湖为例 ,分析了东平湖水土流失的现状及其对水质产生的影响 ,探讨了有效防治湖泊水污染的水土保持措施     

保水剂对注水播种玉米土壤水分运移及水分生产效率的影响

通过大田免储水灌注水加保水剂播种玉米灌溉试验,分析了保水剂对土壤水分扩散规律及变化动态、玉米耗水量、水分生产效率和产量等指标的影响效果。结果表明,保水剂施量为2.5 g/m2的注水播种玉米（YB2.5）在全生育期都具有良好的保水效果,是既增产又节水的最佳处理;保水剂施量为1.5 g/m2和保水剂拌种处理只在播后101 d内可有效增加土壤含水率,之后保水效果逐步衰减;施量为0.5 g/m2处理与不施加保水剂处理相比,土壤含水率无明显提高,说明保水剂施量过小时,保水效果不明显。     

水资源管理与可持续发展

从当前国内外水资源状况的角度入手,分析了我国水资源利用管理上存在的主要问题,通过水资源和可持续发展的关系阐述了可持续水资源管理的概念和基本对策,并对未来可持续水资源管理提出了几点设想与建议.     

不同类型水源保护林水资源保护功能的分析和评价

针对北京市密云县密云水库上游清水河流域现有水源保护林类型现状,对油松林、刺槐林、板栗林及混交林4个林分类型的截留降雨、枯枝落叶容纳雨量、林地土壤蓄水、减少地表径流及净化水质能力进行了分析、比较和评价。结果表明,在最小消耗水资源和有利于水资源积累的前提下,水源保护林中的油松水资源消耗较少,混交林次之,刺槐林、板栗林最多。因此建议水源保护林营造应加大耗水能力小和净化水质的树种比例。     

植被恢复对青海省北川河流域水循环演变趋势的影响

[目的] 研究植被恢复对流域水循环的影响,明确植被恢复条件下流域水资源的演变趋势,为指导干旱半干旱地区开展科学的植被恢复工作提供数据支撑。[方法] 结合青海省北川河流域植被覆盖变化及长序列气象、水文数据,分析流域尺度水循环要素的演变趋势,分析植被恢复对关键水循环要素演变的影响作用。[结果] 20世纪80年代以来,北川河流域丘陵山区植被覆盖快速增加,仅2000—2019年期间平均增幅14.98%,最大增幅52.2%。1956—2019年,流域年降水量相对平稳,但年径流量呈不显著衰减趋势,平均降幅1.60×10⁷ m³/10 a,流域生态用水量增加是造成径流衰减的主要原因;植被恢复改变了流域大气降水的时空分配,在空间上更多降水用于流域内部生态消耗,减小了对下游的水源供给量,在时间上更多降水参与土壤水—地下水循环,延长了向流域外的排泄周期;地表风速、水面蒸发量、干旱指数等气象要素显著降低。[结论] 植被恢复影响下,北川河流域生态用水量增大,径流量衰减,降水—土壤水—地下水循环过程的水量比例增加,流域水源涵养能力不断提高,半干旱的气候条件有所改善。