南方红壤区林下水土流失成因及其治理措施

经查阅相关资料和实地考察,发现南方红壤区林下水土流失主要分布在马尾松林、杉木林、桉树林及山地茶果园,而树种结构单一、林下植被匮乏、人为干扰频繁是当前造成林下水土流失的主要原因。针对南方林下水土流失的特点及原因,总结了复合经营、人工补植、施肥改良等林下水土流失治理措施。     

水土保持林生长过程及碳密度的动态变化

刺槐是黄土高原主要的水土保持树种之一,对刺槐生长过程与碳密度动态变化的研究,是正确评价黄土高原水土保持林生态服务功能中亟待解决的关键问题.以山西吉县红旗林场马莲滩刺槐水土保持林为研究对象,采用样方(面积400 m2)调查和树干解析法,研究刺槐的生长过程,提出刺槐的树高生长模型、胸径生长模型、生物量与胸径的关系,并在此基础上模拟计算刺槐水土保持林生物量及碳密度的动态变化.结果表明:1)树龄12 a以前为刺槐树高和胸径的快速生长期,树高的平均生长速率可达0.63 m/a,胸径平均生长率为0.53 cm/a,树龄12a时树高可达6.9m、胸径5.19 cm、生物量10.18 t/hm2;2)利用建立的生物量预测模型得出,当树龄达到20 a时,刺槐水土保持林生物量的连年生长量最大,达2.99 t/hm2,树龄35 a时生物量的连年生长量曲线与平均生长量曲线相交,成为成熟林,总生物量达72.79 t/hm2,碳密度为35.52 t/hm2,对树龄35 a以上的刺槐水土保持林应该及时更新与改造.     

荒漠草原区不同年限柠条林表层土壤碳分布及影响因素

沙化草地种植人工林可以固定截存大气中的C而增加土壤C含量和储量,但在荒漠草原区固沙柠条(Caragana intermedia)林发育过程中表层土壤C分布规律及影响因素,尚不清楚.通过调查6 a,15a,24 a,36 a固沙柠条林下、林间表层土壤C含量和储量分布特征,结合土壤机械组成和地表植被特征调查,分析了柠条林发育过程中表层土壤C分布规律及其与环境因素之间的关系.结果表明:(1)随着柠条林生长,林下表层土壤C含量和储量以及C/N均与林龄呈现单调线性回归关系(P＜0.05).从6 a到36 a的林地,林下表层土壤C含量和储量呈现单调递增趋势,而土壤C/N呈单调递减.24 a生林地林下表层土壤C含量和储量开始显著高于林间(P＜0.01).(2)随着林龄增加,林间表层土壤C分布变化未达到显著水平(P＞0.05).但是柠条林发育生长对林间具有一定辐射作用,从24 a到36 a的林地,林间表层土壤C含量和储量开始明显增加,林间和林下表层土壤C分布差异性逐渐降低.(3)林下小尺度表层土壤C分布决定了整个林地表层土壤C分布.随着林龄增加,林地表层土壤有机碳含量和储量逐渐增加;同时表层土壤全氮的快速积累,导致土壤C/N无显著变化.(4)在荒漠草原区,柠条林发育在增加林下表层土壤C分布的同时,对林间表层土壤C分布具有一定的辐射效应.在柠条林生长过程中,该林地表层土壤C含量和储量呈现增加趋势.     

晋北风沙区人工林土壤水分及粒度特征

以位于晋北风沙区右玉县贾家窑6种人工林地(11 a油松林、21 a油松林、23 a华北落叶松林、17 a油松+柠条混交林、柠条林和沙棘林)为研究对象,通过测定土壤含水量及粒度、计算粒度参数等分析比较不同林地土壤水分和粒度的变化及分布。结果表明:1)在0~100 cm深度,6种林地平均土壤含水量由大到小依次为:沙棘林11 a油松林柠条林17 a油松+柠条混交林23 a华北落叶松林21 a油松林;0~20 cm土层土壤含水量相对较低,较深土层土壤水分受植物蒸腾耗水、根系分布深度及密度等因素影响;2)6种林地的粒度组成以极细砂和粉粒为主。7个粒级中,柠条林和沙棘林粉粒占比最大,其他林地极细砂含量占比最大;3)在0~100 cm深度,6种林地土壤平均粒径大小依次为:23 a华北落叶松林11 a油松林21 a油松林17 a油松+柠条混交林沙棘林柠条林;4)沙棘林和柠条林有较强的水土保持能力,在晋北风沙区植被恢复过程中可以优先选择沙棘和柠条进行造林;5)研究区经过多年植被恢复,人工林耗水量增加。认为有必要根据土壤水分状况结合植被耗水特性和生长阶段开展人工林的科学管护,如适当调整植被盖度,加强林下草本和枯落物保护。     

辽西土石丘陵区水土保持林模式研究与评价

水土保持林是辽西土石丘陵区水土保持防治体系的重要组成部分。但过去因缺少科技支撑,造林和营林方面存在造林树种单一、纯林多、林种结构不合理等弊端,导致其保持水土、防风固沙等综合效益未能充分发挥。选择辽西土石丘陵区几种主要的水土保持林种—油松×山杏混交林、油松×刺槐混交林、油松纯林,进行水土保持效益测试分析与评价。其研究结果:油松×山杏混交林、油松×刺槐两种混交林的油松树高、胸径均高于油松纯林;林下生物多样性混交林多于纯林;林下土壤理化性状混交林优于纯林;水土保持效益混交林强于纯林。油松×山杏、油松×刺槐是辽西土石丘陵区水土保持林建设中值得推广的模式。     

基于熵权法的林下土壤抗蚀性评价及影响因素分析

针对南方红壤区林下水土流失的特征,以浙江省瓯江流域源头区为研究区域,经过2a近2 000km~2的野外考察,选择5种主要林地类型的林下土壤为评价对象,在系统采集土壤样品和多指标测试分析计算的基础上,建立了包含11项指标的评价体系,应用熵权法计算了各评价指标的权重,最后综合研究了试验区内不同林地林下土壤的抗蚀性差异和主要影响因素。结果表明:(1)5类林地林下土壤抗蚀性强弱的排序为灌木林松树林材用竹林经济林茶园;(2)影响林地林下土壤抗蚀性的主要因素为土壤机械组成的结构性、水稳性团聚体含量和有机质含量;(3)11项评价指标中的结构性颗粒指数、土壤团聚度和土壤结构体破坏率等指标能够很好的衡量土壤抗蚀性强弱。因此提出了在水源区控制经济林和茶园地面积、提高地上植被多层性结构、合理调控土壤机械组成的结构比例等有利于提高土壤抗蚀性能的建议。     

洋派河小流域龙门口水保监测点水土流失因子分析

以姚安县典型生态修复代表区内洋派河小流域上的龙门口水保监测点近5 a来的观测资料为基础,对干扰荒草地、水土保持林、自然恢复和坡改梯径流小区的水土流失因子进行分析,进一步研究了在不同植被治理措施情况下的水土流失因子的变化规律.该研究可为以后小流域的水土流失治理提供一定的理论参考.     

南方红壤丘陵区林下水土流失防治研究进展

林下水土流失是南方红壤丘陵区种典型的水力侵蚀现象,不仅造成林地土壤质量下降,影响林地生产力,而且破坏了当地生态环境,阻碍了区域经济发展。首先分析了南方红壤丘陵区林下水土流失的成因,总结了当前林下水土流失防治研究进展,深入探讨林下水土流失防治措施在水土保持、提高土壤肥力和促进植被生长方面的作用和适用范围,进而指出当前红壤丘陵区林下水土流失防治研究存在的不足,最后对未来林下水土流失防治进行了展望。建议创新林下水土流失治理模式,形成综合性防治技术体系,加强对林下水土保持措施实施的技术指导,构建林下水土流失防治措施综合评价指标体系,为南方红壤丘陵区的林下水土流失防治措施的筛选和应用提供科学依据。     

华西雨屏区5种坡地利用方式产流产沙与养分流失特征

选择5种坡地利用方式,分别是裸地、农耕地(玉米)、荒草地、巨桉林地Ⅰ与巨桉林地Ⅱ,建立人工径流小区,对2006年6～11月各小区产流产沙及养分流失进行对比研究.结果表明:(1)5种坡地利用方式产流产沙差异显著(P＜0.05),径流深依次是裸地(250.9 mm)＞农耕地(232.9 mm)＞荒草地(175.4 mm)＞巨桉林地Ⅰ(170.5 mm)＞巨桉林地Ⅱ(141.3 mm);产沙量大小依次为:农耕地(313.63 t/km2)＞裸地(176.80 t/km2)＞荒草地(94.45 t/km2)＞巨桉林地Ⅰ(90.58 t/km2)＞巨桉林地Ⅱ(36.37 t/km2).(2)5种坡地利用方式养分流失差异显著(P＜0.05),其流失量大小顺序均为钾素＞磷素＞氮素.其中,氮素与磷素流失以水溶态为主,平均为96.16%与69.45%;钾素以颗粒态(与泥沙结合态)为主,平均为74.93%.(3)不同坡地产流产沙主要影响因素不同,裸地与农耕地受降雨影响较大,而荒草地与巨桉林地受人为干扰因素较大.(4)调整农事活动、改善经营措施与减少人为干扰对防止坡地产流产沙以及养分流失具有重要作用.     

浙江临安市水土流失现状及生态修复对策

临安市由于土地利用方式不合理以及开发建设项目等原因造成水土流失严重、生态环境恶化。全市水土流失总面积为467.7 km²,以中度土壤侵蚀为主。水土流失主要发生在林地,面积占水土流失总面积的79.50%,尤以山核桃林为主。本文在介绍临安市水土流失现状特点、危害及成因的基础上,提出了该区进行水土保持生态修复的对策,特别是山核桃林下水土流失防治措施,以期促进当地经济与生态环境建设可持续发展。     

不同植被类型下草本群落与土壤因子的关系

[目的]在黄土高原大规模植被恢复重建的背景下,揭示贴地草本群落与耕作层土壤理化性质的协同发育及相互关系对恢复植被的可持续性发展尤为重要。[方法]以陕北绥德辛店沟小流域不同植被恢复类型下草本群落为研究对象,通过野外布设样方采集土壤标本,测定群落盖度,物种信息等指标,辅以室内试验和统计分析的办法,分析了不同植被类型下草本群落特征、土壤因子及其响应关系。[结果](1)陕北小流域不同植被恢复类型下草本层的Margalef丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数四项指数总体差异显著,荒地、灌丛地>乔灌混交林>人工草地、乔木林(p<0.05)。(2)土壤因子与草本群落生物量、群落盖度、叶功能性状呈现出显著相关关系(p<0.05),且在不同植被类型下草地样方的响应中南坡优于北坡。(3) RDA排序分析发现,土壤有机碳、全氮、全磷含量、土壤容重和土壤最大持水量是影响草本群落生长发育的关键因子。[结论]灌丛地、乔灌混交林和荒地中草地生态稳定性及水土保持功能性优于其他植被恢复模式。     

东莞5种生态公益林枯落物及土壤水文效应

为了解东莞市内不同森林公园的森林地表枯落物和土壤水源涵养能力,于2020年7月选取东莞市5个森林公园5种30年的生态公益林作为研究对象,采用烘干法和浸水法对枯落物、土壤的持水能力及物理性质进行研究。结果表明:生态公益林林地枯落物层厚度变动为1.5～10.5 cm,生物量变化范围为0.32～5.73 t/hm~2,最大持水量、有效拦蓄力量均呈现湿地松-九节林马占相思-岭南山竹子林浙江润楠-豺皮樟林木荷-油茶林桉树-鹅掌柴林。通过回归拟合发现,累积持水量与浸水时间呈显著的对数关系,吸水速率与浸水时间呈显著的幂函数关系;累积失水量与失水时间呈显著的3次关系,失水速率与失水时间呈显著的倒数关系。不同类型林分土壤持水量与不同孔隙度的大小直接相关,土壤总孔隙度和毛管孔隙度越高,土壤的容重越小,土壤保水能力越强。研究结果可为该区森林可持续经营管理和生态效益评价提供参考。     

河北省太行山区3种人工水土保持林枯落物及土壤水文效应

[目的]揭示人工水土保持林林下枯落物以及土壤持水特征,为太行山区水土保持林的建造和规划提供理论依据。[方法]运用烘干法,室内浸泡法,环刀法等得出不同林分林下枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量,比较了不同林分枯落物和土壤的持水能力。[结果]枯落物总储量范围为9.96~19.19t/hm2,表现为栓皮栎林总储量最大,荒坡总储量最小。枯落物最大持水量变化范围为23.76~66.72t/hm2,栓皮栎—侧柏混交林最大,荒坡最小。栓皮栎—侧柏混交林有效拦蓄量可达51.50t/hm2,在各林分中最大;荒坡有效拦蓄量为19.55t/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(R0.97),后者为幂函数关系(R0.98)。各林分土壤容重均值介于1.14~1.55g/cm3,总孔隙度介于38.62%~43.76%。各林分土壤有效持水量表现为:刺槐林栓皮栎—侧柏混交林栓皮栎林荒坡,其中刺槐林最大(为106.85t/hm2),荒坡最小(为89.37t/hm2)。[结论]水土保持林持水能力远大于荒坡。     

红壤丘陵区坚果林不同水土保持措施的效益——以浙江省临安山核桃林为例

[目的]分析红壤丘陵区坚果林下布设不同水土保持措施下水土保持效益,为该区生态恢复建设提供支持。[方法]在浙江省临安市建立山核桃试验区,布设不同的水土保持措施野外定位观测试验小区与监测设施,研究山核桃林采取不同水土保持措施后的水土保持成效。[结果]从蓄水保土效益来看,表现为:茶树缓冲带套种杨桐空白对照小区。因此,山核桃林林下布设截、排水沟等措施,结合套种杨桐、栽植茶树缓冲带等经济作物,蓄水保土效益显著,既防治了水土流失,又增加了经济效益。[结论]实施各项水土保措施的山核桃林均具有很好的蓄水保土效益,且布设截水沟工程措施的蓄水保土效益尤其显著。     

吉林省东部低山丘陵区4种林分类型林地的土壤肥力分析

根据吉林省东部低山丘陵区汪清林业局金仓林场中4种主要林分类型(长白落叶松天然林、长白落叶松人工林、天然针阔混交林和天然阔叶混交林)的土壤肥力调查数据,分析和比较了4种林分类型林地的土壤物理和化学性质,并采用主成分分析评价了其土壤肥力状况。(1)随土壤深度增加,土壤容重和土壤pH值增大,而土壤含水量、阳离子交换量和养分含量减少,但其在不同林分下的变化程度不同;(2)林分类型对部分土壤化学性质(如土壤CEC、有机质、全氮和速效钾)影响显著。其中,天然针阔混交林的土壤含水量、土壤pH值、阳离子交换量、有机质含量及全氮、磷、钾含量均为最高;(3)采用主成分分析法对不同林分类型的林地土壤肥力状况进行了评价,结果发现土壤肥力状况为:天然针阔混交林>长白落叶松天然林>长白落叶松人工林>天然阔叶混交林。建议在经营现有的林分时,考虑近自然育林,及时进行林下补植更新,并营造针阔混交林,以改善该区林地土壤的肥力状况。     

黄河三角洲退化刺槐林不同改造方式对土壤酶活性及理化性质的影响

采用野外典型抽样调查和室内分析测定相结合的方法,选取黄河三角洲重度退化刺槐林的4种改造方式,即棉田、白蜡林、白蜡+刺槐(混交林)、白蜡+棉花(农林间作),以未改造的重度退化刺槐林地作为对照,对改造5a后的土壤酶活性、土壤容重、孔隙度、盐碱状况及养分含量进行了测定分析。结果表明:(1)4种改造方式都不同程度地增加了土壤磷酸酶、脲酶活性,降低了多酚氧化酶活性。过氧化物酶虽有增加趋势,但差异不显著。多酚氧化酶和脲酶活性排序均为:混交林>白蜡林>农林间作>棉田;混交林、农林间作、白蜡林、棉田改造方式下的磷酸酶活性分别是对照的3.5,3.2,1.7,1.6倍。(2)改造林地的土壤容重、含盐量均表现降低趋势,其均值大小均表现为:混交林<农林间作<白蜡林<棉田,分别比对照下降14.5%,12.3%,9.0%,7.7%和35.3%,27.9%,13.2%,7.4%;总孔隙度表现为增大趋势,棉田、白蜡林改造方式表现出一定的增碱负效应。(3)改造后土壤养分增加显著,土壤有机质及有效N,P,K总体表现为混交林改造方式下最高,农林间作高于白蜡林,棉田波动较大。混交林和农林间作改造方式对土壤酶活性及理化性质的总体改善效果较好,建议作为重度退化刺槐林的主要改造方式进行推广。     

冀北山地不同林分枯落物及土壤的水源涵养功能评价

以冀北山地6种典型林分为对象,对其凋落物及表层土壤的水源涵养功能进行了初步研究。结果表明,各林分枯落物有效拦蓄量排序为：山杨林（32.32 t/hm2）〉白桦林（28.59 t/hm2）〉蒙古栎林（20.26t/hm2）〉油松蒙古栎混交林（19.49 t/hm2）〉华北落叶松林（13.53 t/hm2）〉油松林（13.23 t/hm2）;各林分土壤最大持水量排序为：山杨林（1 709 t/hm2）〉油松蒙古栎混交林（1 551 t/hm2）〉白桦林（1 549 t/hm2）〉油松林（1 547 t/hm2）〉华北落叶松林（1 357 t/hm2）〉蒙古栎林（1 303 t/hm2）;各林分土壤渗透性能排序为：油松蒙古栎混交林〉山杨林〉白桦林〉油松林〉蒙古栎林〉华北落叶松林。采用层次分析法确定指标权重,对评价指标值进行计算分析,比较不同林分综合水源涵养功能,结果认为,油松蒙古栎混交林的综合水源涵养功能最好,其次为山杨林、白桦林、蒙古栎林、油松林,华北落叶松林最差。     

不同利用方式红壤坡地土壤水分分配及水肥流失研究

研究南方红壤坡地3种典型利用方式（休闲荒地、常规农作和茶园）的土壤水分分布特征及水肥流失情况。结果表明:①不同土地利用方式下的土壤水分含量变化与降雨量变化密切相关,土壤水分含量高低顺序为休闲荒地>茶园>常规农作。②常规农作产流不稳定,产流量明显高于休闲荒地和茶园,休闲荒地和茶园的产流无差异。③随径流损失的养分以氮素损失为主,养分损失量高低顺序为:常规农作>茶园>休闲荒地。从涵养水源、水土保持及经济效益综合考虑,南方红壤坡地利用以茶园利用为宜。     

哈尼梯田水源区不同景观类型土壤水分的入渗特性及影响因子

[目的]揭示不同景观类型土壤水分入渗特性及影响因子的差异,为红河哈尼梯田世界遗产的保护及持续发展提供参考。[方法]选择草地、林地、旱地和茶园等景观类型的7个样地,用Hood IL-2700土壤水分入渗仪测定样地土壤水分入渗参数,并分析枯落物持水性能和土壤物理性质因子对土壤水分的影响。[结果]在人为影响程度不同的森林和草地生态系统内部,土壤水分入渗能力表现为:原始林次生林人工林,荒草地蕨草地。在研究区的4种景观类型水平上,土壤水分入渗能力表现为:园地(翻耕)草地森林耕地(未翻耕),说明人为活动对土壤水分入渗效率影响显著。不同景观类型的土壤水分入渗特征值与影响因素的相关分析显示,除园地外的其他景观类型土壤水分入渗值与土壤枯落物特征、土壤物理性质中的多个指标具相关性。[结论]人为活动影响下的4种景观类型的土壤入渗能力差异明显,枯落物特性和土壤物理性质是关键因素。     

红壤区不同水土保持措施对土壤抗蚀性的影响

[目的] 研究南方红壤区不同水土保持措施下土壤抗蚀性的变化特征，为该地区的土壤抗蚀性研究和水土流失治理提供理论依据。 [方法] 以江西水土保持生态科技园内柑橘园试验区的裸地对照、柑橘净耕、柑橘+全园植草、柑橘+水平梯田处理为研究对象，通过野外采样和室内试验相结合的方法，研究不同处理、不同深度下土壤抗蚀性。 [结果] 0-20 cm土层，柑橘+全园植草的土壤抗蚀性最强，柑橘+水平梯田和柑橘净耕次之且二者无显著差异，裸地对照最差；20-40 cm土层，柑橘+全园植草和柑橘+水平梯田的土壤抗蚀性最强且二者无显著差异，柑橘净耕次之，裸地对照最差；相同处理下0-20 cm土层的土壤抗蚀性显著大于20-40 cm土层。 [结论] 水土保持措施能显著提高土壤抗蚀性，柑橘+全园植草的处理下土壤抗蚀性最强。建议在该区域采用林草复合的措施提高植被覆盖度，以加强土壤抗蚀性。