北京九龙山自然保护区典型林分枯落物水文效应研究

在北京九龙山自然保护区内选取有代表性的4种林分类型,测定各林分枯落物的蓄积量,采用室内浸泡法对其水文效应进行研究,旨在为该区森林植被枯落物生态水文功能评价提供一定的参考。结果表明:（1）4种林分枯落物层蓄积量大小依次为:黄栌油松混交林（29.65 t/hm²） > 黄栌纯林（22.78 t/hm²） > 黄栌侧柏混交林（16.87 t/hm²） > 侧柏纯林（12.17 t/hm²）;（2）同一浸水时间下黄栌油松混交林的枯落物持水量最大,黄栌纯林、黄栌侧柏混交林次之,侧柏纯林最小,枯落物层的持水量与浸泡时间为对数函数关系,持水量历时过程呈现出迅速吸水、缓慢吸水、逐渐饱和、饱和4个阶段;（3）4种林分枯落物层的吸水速率与浸水时间为幂函数关系,其过程可分为迅速下降、缓慢下降、趋于稳定的3个阶段。     

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。     

不同灌木林分枯落物层与土壤层水源涵养能力研究

为探究不同灌木林分枯落物层水源涵养能力,选择了3种灌木林分作为研究对象,利用室内浸泡法与双环刀法分别对3种灌木林分枯落物层与土壤层水源涵养相关指标进行了测定。结果表明:(1)枯落物层水源涵养3个重要因子蓄积量、最大持水量与有效拦蓄量由大到小排序是一致的,荆条胡枝子三裂绣线菊。(2)在0.25 h枯落物持水量与持水速率大小排序为荆条胡枝子三裂绣线菊,枯落物层持水量与浸水时间具有较好的函数关系,关系式为Q=alnt+b(R~20.97),枯落物层持水速率与浸水时间进行函数拟合,具有较好的幂函数关系,表达式为V=Kt~n(R~20.99)。(3)土壤有效持水量大小排序为:荆条三裂绣线菊胡枝子;林分初渗速率、稳渗速率大小排序一致,荆条三裂绣线菊胡枝子;林分土壤入渗时间和入渗速率有较好的函数关系,表达式为y=a·x~b(R~20.94)。枯落物层与土壤层水源涵养能力最强的为荆条灌木林分。     

4种灌木林地根系分布特征及其固持土壤效应的研究

研究了石灰岩山区的黄栌、连翘、绣线菊和黄荆4种灌木林地根系分布特征及其固持土壤效应。结果表明：4种灌木林地根系的分布特征存在极显著差异,黄栌林地根系的生物量和长度均最大,各径级根系中直径〈1 mm的根系生物量最大;连翘林地根系的生物量和长度均较小,各径级根系中直径≥5 mm的根系生物量最大;黄荆林地根系的生物量和长度较高,主要分布在0～20 cm土壤层;绣线菊林地根系生物量最小,主要分布在0～20 cm土壤层。4种灌木林地土壤的抗侵蚀性能明显高于荒坡地,且与0～20 cm层根系生物量和根系长度显著相关,根系固持土壤效应从强到弱依次为：黄栌林〉黄荆林〉绣线菊林〉连翘林。     

河北太行山丘陵区不同林分类型枯落物与土壤持水效益

为揭示太行山丘陵区不同林分类型水土保持效益规律,选取毛白杨林,侧柏林,杂木林和灌丛这4种典型林分的林下枯落物和林地土壤作为研究对象,分别采用室内浸水法和环刀法对4种林分林下枯落物和林地土壤的持水特性进行研究。结果表明:4种林分枯落物蓄积量表现为侧柏林(10.55t/hm2)毛白杨林(7.25t/hm2)灌丛(6.93t/hm2)杂木林(6.39t/hm2)。灌丛枯落物的最大持水量最大,为17.28t/hm2,而杂木林的最小,为12.50t/hm2。林下枯落物的持水量与持水时间呈对数关系:Q=aln(t)+b,枯落物的吸水速率与持水时间呈幂函数关系:V=ktn。4种林分枯落物有效拦蓄量灌丛最大,为13.55t/hm2,杂木林最小,为9.95t/hm2。0—40cm的土壤层中土壤容重均值最大的是侧柏林,为1.53g/cm3,最小的是灌丛,为1.48g/cm3。土壤总孔隙度最大的是侧柏林,为43.69%,最小的是毛白杨林,为40.40%。土壤的毛管孔隙度均值表现为侧柏林(32.45%)灌丛(30.36%)毛白杨林(29.72%)杂木林(28.19%)。侧柏林土壤的最大持水量最大,为570.01t/hm2,毛白杨林最小,为527.58t/hm2。分析4种林分林下枯落物和林地土壤的持水能力,得出侧柏林(583.01t/hm2)灌丛(567.12t/hm2)杂木林(557.17t/hm2)毛白杨林(542.94t/hm2)。综合4种林分枯落物层和土壤层的持水特性,得知侧柏林的持水能力最大。     

黄土丘陵区不同林分类型枯落物层及其林下土壤持水能力研究

研究了青海省黄土丘陵区13种林分类型的枯落物层持水能力,并以荒山荒坡作为对照样地研究其表层土壤物理性质与持水能力.结果表明:不同植被类型,枯落物层平均蓄积量为混交林>针叶林>阔叶林,而平均最大持水量为混交林>阔叶林>针叶林,枯落物层平均厚度和平均有效持水量呈现相同规律,为阔叶林>混交林>针叶林;其土壤表层的总孔隙度、非毛管孔隙度均与枯落物层平均蓄积量呈现相同规律,且有林地土壤有效持水量是对照样地荒山荒坡的2.47～4.07倍.     

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。     

河北太行山典型水土保持经济林枯落物持水特性

选取河北太行山区典型坡面经济林板栗、苹果与立地条件相近的荒坡的枯落物蓄积量与持水能力进行研究。结果表明:枯落物总蓄积量范围为6.62~15.83 t/hm²,表现为板栗林总蓄积量最大,荒坡总蓄积量最小。枯落物最大持水量变化范围为13.41~53.9t/hm²。板栗林有效拦蓄量可达42.23 t/hm²,在各林分中最大;荒坡有效拦蓄量为19.55 t/hm²,在各林分中最小。枯落物持水量、吸水速率均与浸泡时间呈相关关系,前者为对数关系（R>0.97）,后者为幂函数关系（R>0.98）。综合分析各林分枯落物层的持水能力,可知水土保持经济林持水能力远大于荒坡。     

北京十三陵不同林分枯落物层和土壤层水文效应研究

对北京十三陵林场4种林分枯落物层及土壤层进行了初步研究.结果表明:①侧柏林枯落物的总蓄积量为3.67 t/hm2,最大持水量为8.54 t/hm2.有效拦蓄量为9.83 t/hm2;油松林枯落物的总蓄积量为12.44 t/hm2,最大持水量为20.45 t/hm2.有效拦蓄量为26.75 t/hm2;黄栌林枯落物的总蓄积量为12.29 t/hm2,最大持水量为21.81 t/hm2,有效拦蓄量为26.67 t/hm2;黄栌、油松混交林枯落物的总蓄积量为13.27 t/hm2,最大持水量为21.10 t/hm2,有效拦蓄量为27.29 t/hm2;②未分解层枯落物10 h基本达到饱和.半分解层在8 h已经达到饱和,持水量与浸泡时间的关系为Q=aln(t)+6;枯落物在浸水的0.5 h内吸水速率最大,4 h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间的关系为V=ktn.③油松林土壤层持水能力最强,为206.9 t/hm22,黄栌、油松林土壤层的持水能力最差,为130.2 t/hm2,并利用幂函数对入渗速率和入渗时间进行拟合.     

北京土石山区4种典型林分的水文效应研究

以北京土石山区4种典型林分的林冠层、枯落物层、土壤层3个水文作用层为研究对象,采用浸水法等传统测量方法,测定了不同林分的冠层截留量、树干径流量、穿透降雨量以及土壤和枯落物层的水力学参数,并分析了其水文效应。结果表明:不同林分的林冠截留能力相差较大,其中侧柏—黄栌混交林的冠层截留率最大为29.1%,其余依次为侧柏林、油松纯林和元宝枫纯林,油松纯林的树干径流量占降雨比例最大（5.8%）,其余依次为侧柏—黄栌混交林、元宝枫纯林和侧柏林,各项林冠截留率与大多数在干旱半干旱地区取得结果较为一致。从月份尺度的变化趋势来看,不同林分的截留量均为6月最大,7月、8月、9月、10月和5月依次减小,即截留量与降雨量呈正比关系。4种林分枯落物总蓄积量范围为26.3～246.0 t/hm²,其中油松纯林的枯落物储量显著大于其他林分类型（p < 0.05）,侧柏纯林、侧柏—黄栌混交林、元宝枫纯林依次次之,不同林分枯落物的最大持水量和有效持水量的大小排序与之一致。受土壤的物质构成、机械组成、根系的发育状况等因素影响,侧柏纯林的土壤孔隙度和饱和入渗速率（Ks）依次大于侧柏—黄栌混交林、油松纯林和元宝枫纯林。     

不同灌木树种蒸腾速率时空变异特征及其影响因子的研究

在测定4个水土保持灌木树种不同时期蒸腾速率及其影响因子的基础上,对不同树种蒸腾速率的时空变异特征进行了研究,并对蒸腾速率与其影响因子的关系进行了相关分析和多元回归分析。研究结果表明,4种灌木蒸腾速率日变化总趋势为清晨较小,在中午12:00左右基本达到峰值,至18:00左右降至低谷,不同树种日变化有一定差异;旱季4种灌木蒸腾速率的大小顺序为黄荆>黄栌>连翘>绣线菊;雨季4种灌木蒸腾速率的大小顺序为黄荆>绣线菊>连翘>黄栌。4种灌木蒸腾速率的季节变化趋势基本相同,均在5月份呈降低趋势,从6月初又逐渐回升,在7月中旬达到最大值后回落。蒸腾速率在空间上的变化特征是上部最大,中部次之,下部最小。4种灌木的蒸腾速率均与光合有效辐射、气温、空气相对湿度以及气孔导度4个因子呈极显著相关。     

京西百花山区6种植物群落凋落物持水性能研究

于2006年7~8月通过对京西百花山区6种植物群落凋落物的不同分解层次的蓄积量、自然含水率、最大持水率、吸水速度以及有效拦蓄水量进行测定。研究结果表明:凋落物蓄积量油松(Pinus tabulaef ormis)群落最高达到18.5 t/hm2,杂类草凋落物最低只有3.9 t/hm2,同一植物群落凋落物不同层次蓄积量未分解层低于半分解层,自然含水率未分解层低于半分解层,不同层次自然含水率差值最大的青杨(Populuscathayana)凋落物差值为97.1%;同一植物群落凋落物不同层次持水能力,半分解层高于未分解层,从中证明凋落物的持水能力与其分解程度有关;研究结果还表明,所有的凋落物按其吸水速度的快慢都可将其吸水过程分为3个阶段:快速吸水阶段(0~1.0 h)、缓慢吸水阶段(1.0~5.0 h)、停滞吸水阶段(24.0 h);不同植物群落凋落物层对降雨的有效拦蓄量由高到低的排列顺序依次为青杨>刺槐>油松>野艾蒿>荆条>杂类草,相关分析得出凋落物对降雨的有效拦蓄量与凋落物蓄积量、最大持水率成正相关关系,特别是与最大持水率相关系数(0.839 6)达极显蓍水平。     

小流域水土保持生态修复区森林枯落物的持水性能

 在山东省邹城市刘庄小流域水土保持生态修复区内,对5种森林植被类型的枯落物持水性能进行了研究。结果表明:①枯落物层具有明显的蓄水、保水作用。不同森林类型枯落物最大持水率为850%～1982%,其中阔叶林明显高于针叶林;但由于针叶林具有较大的枯落物蓄积量,因此,针叶林仍能维持较高的蓄水功能。不同森林类型枯落物最大持水量为154～253mm,其中针阔混交林和针叶林高于阔叶林,具体顺序为麻栎+侧柏>侧柏>赤松+侧柏>麻栎>刺槐。②不同森林类型枯落物持水量和吸水速率,随时间的动态变化规律基本相似。随浸水历时的延长,枯落物持水量呈增加趋势,但当枯落物在水中浸泡8h时,持水量达到较大值,之后增加浸泡时间 ,持水量增加幅度较为平缓。不同森林类型枯落物吸水速率,在前4h内变化最快,以后逐渐变缓,24h时吸水基本停止。③不同森林类型枯落物有效拦蓄水深为0 61～143mm,针阔混交林>阔叶林>针叶林;具体顺序为麻栎侧柏>刺槐>麻栎>侧柏>赤松+侧柏。     

北川河流域退耕还林不同配置模式的水文效应

对青海大通北川河流域山地退耕还林不同配置模式的水文效应进行了研究，结果表明，不同配置模式植冠层截留量、枯枝落叶层的容水量、土壤总持水量随着林分植冠层生物量和枯枝落叶层现存量的增加呈上升趋势，同时，在林分总蓄水量中，土壤持水量所占比值较大（〉97％），而土壤稳渗速率随着土壤总孔隙度的增大而增大。其中：（1）在浅山区，植冠层截留量和枯枝落叶层的容水量以模式D（中国沙棘）最大，分别为1．43mm，1．87mm；土壤持水量和林分总蓄水量以模式C（青杨＋枸杞）最大，分别为327．88mm，329．07mm，稳渗速率则以模式A（川赤芍）最大，为4．8mm／min。（2）在脑山区．植冠层截留量、枯枝落叶层容水量、土壤总持水量、林分总蓄水量和稳渗速率均以模式F（青海云杉）最大，依次为2．37mm，6．24mm，323．3mm，331．91mm，6．8mm／min。     

辽西半干旱低山丘陵区人工林地表层土壤水文效应

以荒山为对照,对辽西半干旱低山丘陵区人工林地表层土壤水文效应进行了初步研究。结果表明,林地土壤容重以荆条纯林的最小,杨树纯林的最大;林地土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度均是以荆条纯林的最大,杨树纯林的最小;林地表层土壤蓄水容量、有效蓄容、毛管持水量均高于荒山,以荆条纯林的最大,杨树的最小,其中蓄水容量位于701.8~1 328.4 t/hm2之间,有效蓄容位于41.2~411.6 t/hm2之间,毛管持水量位于660.6~916.8 t/hm2之间;林地表层土壤入渗能力较强,以荆条纯林的最大,杨树的最小,稳渗率位于0.03~6.11 mm/min之间,并与总孔隙度、非毛管孔隙度均呈显著正相关关系,林地表层土壤入渗速率与入渗时间存在良好的幂函数关系;林地表层土壤涵养水源和保持水土功能大小顺序为荆条纯林>山杏荆条混交林>樟子松封育纯林>华北落叶松纯林>油松荆条混交林>沙棘纯林>杨树纯林。     

北京门头沟采石场废弃地造林树种生长状况调查

矿山废弃地生态恢复是环境建设的一项重要工作,为了探讨不同矿山废弃地植被恢复措施,作者对门头沟采石场不同植被恢复措施中实施6年后的乔木、灌木树种生长状况进行了调查,在建立树种适应性指数的基础上,对11种树种在门头沟采石场废弃地适应性进行了评价。结果表明：1）灌木类型适应性普遍高于乔木树种类型,各乔木、灌木适应性差异显著;2）乔木适应性表现为黄栌〉银杏〉油松〉火炬〉侧柏〉桧柏＋侧柏混交林〉杜仲〉国槐,灌木适应性表现为桃树〉丁香〉连翘。     

太行低山区荆条耗水特征及其与参考作物蒸散量的关系

荆条是太行低山区常见的典型灌木，因其具有抗逆性强、耐贫瘠等特点，在水土保持、生态修复、山区绿化等方面广泛应用。研究荆条耗水变化规律不仅可以揭示其耗水机制，还能为植被恢复重建与管理提供理论依据。本研究采用大型称重式蒸渗仪搭配自动气象站的方法，对太行低山区乡土灌木荆条的耗水及气象因子进行观测，同时利用FAO-56 Penman-Monteith公式结合相关气象因子计算参考作物蒸散量（ET0），揭示不同时间尺度下荆条的耗水特征及其与ET0的关系。结果表明：（1）日内尺度上，荆条耗水表现为单峰曲线，与太阳辐射（Ra）、气温（Ta）及饱和水汽压亏缺（VPD）趋势一致，而与相对湿度（RH）相反，荆条耗水峰值出现时间略滞后于Ra。日尺度上，荆条耗水表现为“弱−强−弱”的趋势，即生长季前期与后期日耗水强度较小（分别为1.50mm和2.00mm）、中期较大（4.00mm），生长季内最大和最小日耗水分别出现在8月29日和10月9日，大小分别为6.38mm和0.20mm。月尺度上，荆条耗水表现为8月>7月>9月>10月>6月>5月，主要生长季节荆条共消耗水分513.5mm，同期降水526.6mm，整体上降水可满足荆条耗水需求，但5−6月降水较少，荆条易遭受季节性干旱。（2）荆条具有较强的环境适应性与生态可塑性。在雨季，荆条生长旺盛，水分传输率高，耗水量大；在干旱季节，荆条启动自适应机制，减少水分消耗。（3）荆条日耗水与日ET0之间关系表现为：干旱季节（5−6月）二者相关性较差，降水充沛的季节（7−10月）二者表现为很好的对数关系（R2=0.7431）。利用建立的拟合方程对荆条耗水进行估算，并与实测值进行对比，发现估算值与实测值具有较好的一致性，误差小，说明在降水充沛的季节可利用拟合方程对荆条耗水进行估算。     

滇中城市水源地不同林型水源涵养功能评价

森林枯落物层和土壤层持水能力监测是评价森林水源涵养功能优劣与否的两个重要环节。为了更直观、简便、科学、合理地对滇中城市水源地不同林型水源涵养功能进行评价,以森林不同林型枯落物持水量、土壤层理化特性及土壤持水能力研究为基础,选取影响林地枯落物层和土壤层持水功能的17个代表性评价指标,建立滇中城市水源地不同林型水源涵养功能评价指标体系。运用欧式贴近度的概念及模糊物元模型,构建基于欧式贴近度的模糊物元模型,并以楚雄市九龙甸水源地4种不同林型（混交林、人工桉树林、灌木林、青冈栎林）为例进行实证研究,得到欧式贴近度大小顺序为:R_混交林 > R_青冈栎林 > R_灌木林 > R_{人工桉树林},表明混交林综合水源涵养功能最好,其次为青冈栎林和灌木林,人工桉树林最差。