湖南紫鹊界梯田区森林土壤涵养水源功能初步研究

通过对湖南紫鹊界梯田区森林土壤物理性质与土壤持水量、枯落物持水率、土壤水分入渗进行分析,初步探讨了紫鹊界梯田区森林土壤水源涵养功能,为研究森林生态功能提供科学依据,为梯田的可持续发展服务。结果表明:(1)各土层土壤容重、孔隙度、通气孔隙度与土壤持水量、入渗速率均大于荒坡土壤,且通过方差分析可知其差异明显;(2)该区森林土壤涵养水源指标与物理性指标存在一定相关性。土壤持水量与土壤容重、孔隙度、通气孔隙度关系密切,疏松、结构良好、孔隙多、通气良好的土壤持水量高。枯落物的持水率表面上与土壤物理性质关系不大,但土壤容重、孔隙度等通过影响土壤团聚体结构、林下微环境和枯落物的分解状况,进而影响枯落物蓄水性能。土壤的渗透性能受林地土壤物理性质影响较大,主要表现是土壤容重和孔隙度,林地土壤孔隙度大,土壤结构良好,质地疏松,入渗速率高。     

红松阔叶混交林不同演替阶段土壤肥力与林木生长的关系

运用对比和统计分析方法，研究小兴安岭红松阔叶混交林进展演替系列4个阶段（形成阶段、发展阶段、稳定阶段和顶级群落阶段）的土壤肥力、林木生长以及土壤肥力与主要树种生长的关系。结果表明：随着林分演替进展，林分中针叶树种（红松、云杉和冷杉）树高、胸径、蓄积量增加，白桦、山杨等阔叶树种蓄积量则不断减小；土壤物理性状得到改善，土壤渗透性、饱和持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度增大；土壤有机质、全氮、硝态氮和铵态氮含量逐渐增加；表层（0—10cm）土壤pH值逐渐减小。红松阔叶混交林各演替阶段土壤密度、pH值与林木树高、胸径呈负相关；土壤饱和持水量、毛管持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、有机质、铵态氮、硝态氮、全氮均与林木平均树高、平均胸径呈正相关。相关性因树种不同而有所差异。运用主成分分析方法证明。土壤饱和持水量、毛管孔隙度、有机质和硝态氮是影响林木生长和不同演替阶段土壤肥力的主要因子。不同演替阶段土壤肥力排序为原始林〉稳定阶段〉发展阶段〉形成阶段。土壤肥力向着良性发展。     

云南省元阳梯田水源区森林土壤入渗特性研究

利用双环法于2010年5—6月对云南省元阳梯田水源区几种林分的土壤入渗特性及影响因子?桤木林1(Ⅰ),桤木林2(Ⅱ),杉木林(Ⅲ),五桠果林(Ⅳ),杉木+苦栎林(Ⅴ),元江栲林(Ⅵ)?进行原位试验。结果表明:(1)土壤渗透性与土壤理化性质、枯落物持水能力等存在相关性。土壤渗透性与土壤非毛管孔隙度、土壤通气度、非毛管持水量呈极显著正相关,与土壤总孔隙度、饱和持水量呈显著正相关,与土壤容重、毛管孔隙度、毛管持水量呈显著负相关;与土壤有机质、全N、全K、水解N呈显著正相关;与枯落物持水量呈显著正相关。(2)各林分土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率存在较大差异,土壤初始入渗率变化呈:Ⅵ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>荒坡;土壤稳定入渗率及平均入渗率变化趋势较为一致,呈:Ⅴ>Ⅲ>Ⅵ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>荒坡。说明了元阳梯田区森林土壤渗透性能较好,各林分土壤渗透性指标均大于荒坡;各林分入渗性能比较可知,杉木+苦栎林和杉木林土壤渗透性能最好。     

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.     

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。     

三种不同林分的保护水土功能分析

以系统生态学原理,探讨了湖南省邵东县红壤上3种不同类型水土保持林的保护水土功能。结果表明:每公顷水土保持林的植被层的持水能力是相同面积的荒坡地的植被层持水能力的7.55~7.93倍;20cm深土壤非毛管孔隙度比荒坡地多23.53%~43.82%,总孔隙度大17.20%~25.27%;20cm深土层土壤含水率比荒坡地高10.55%~15.60%;土壤毛管持水量是荒坡地1.11~1.21倍;荒坡地最大持水量只有水土保持林的82.83%~92.69%;水土保持林地表径流系数只有荒坡地的51.49%~59.41%,土壤侵蚀模数比荒坡地减少了33.78%~46.35%;水土保持林都具有较好的水土保持功能,相互比较,阔叶树种混交林的水土保持功能优于针阔混交林。     

科尔沁沙地南缘不同植被对土壤物理性质改良作用研究

试验选取科尔沁沙地南缘樟子松林地、柠条林地、狗尾草草地、裸沙地(对照)4种典型立地类型为研究对象,通过测定各研究地土壤容重、土壤含水率、最大持水量、毛管持水量、田间持水量及沙粒粒径等物理指标,研究分析不同植被对沙地土壤物理性质的改良作用。研究表明:3种植被都对土壤物理性质都有一定改良作用。(1)柠条和樟子松对沙地土的保水效果较差,1m深处的土壤含水率仅为2.1%和2.6%,低于裸沙地,而狗尾草草地1m深处的含水率达到7.4%,为裸沙地1m深处的1.6倍。(2)通过分析0—30cm各物理指标平均值,得出3种植被下,土壤容重都小于裸沙地;狗尾草草地毛管持水量和田间持水量都最高,分别为21.7%和18.2%。其次为柠条林地和樟子松林地,裸沙地最小;柠条林地最大持水量最高,为24.6%,其次为狗尾草草地和樟子松林地,裸沙地最小。(3)通过对不同土层深度物理指标分析得出:3种植被对0—10cm和10—20cm的土壤容重、最大持水量、田间持水量有显著影响,而对毛管持水量没有显著影响;对20—30cm的土壤各指标都有显著的影响。(4)三种植被对土壤颗粒分布异质性改良效果的大小顺序依次为狗尾草樟子松柠条,其间接反映了土壤粒径分布范围的均匀程度,其由高到低依次为狗尾草樟子松柠条。综上,与裸沙地相比,种植各植被土壤的物理指标明显好于裸沙地,表明植被能明显改善当地土壤的物理性质。     

海南省两种人工林林下物种多样性与土壤水分物理性质的关系

通过测定和比较分析海南桉树人工林和橡胶人工林的林下植物多样性、土壤水分物理特性以及林下物种多样性与土壤水分物理性质的关系,结果表明:(1)桉树林下植物种类共有22种,分属14科20属,橡胶林下植物种类共有25种,分属15科22属。(2)两种森林的土壤容重总体表现为表层小于底层,表土层中桉树林的土壤容重均大于橡胶林,而中下层的土壤容重是前者小于后者;土壤总孔隙度均随深度增加呈减小趋势,在表土层中,橡胶林土壤总孔隙度大于桉树人工林,而在底土层中两种林型接近;橡胶林的毛管孔隙度随土层增加呈递减趋势,桉树林是先减小后增加;在表土层,两种林型的土壤非毛管孔隙度表现为橡胶林大于桉树林,在底土层两种林型基本一致。两种森林的土壤毛管持水量、最大持水量、土壤田间持水量、土壤排水能力均为:橡胶林大于桉树林。(3)与橡胶林相比,桉树林植物多样性与土壤物理特性相关性较小,而负相关程度较高;土壤毛管孔隙度、排水能力对桉树林下物种多样性起促进作用,而非毛管孔隙度、田间持水量起抑制作用;橡胶林物种多样性与毛管孔隙度及非毛管孔隙度呈正相关,与最大持水量、田间持水量及排水能力呈负相关。因此,橡胶林下物种多样性、土壤水分物理特性均优于桉树林,控制两种人工林林下物种多样性大小的土壤水分因子是不同的。     

六盘山林区四种植被类型对土壤物理性质的影响研究

植被恢复是改善土壤物理性质、保持水土的重要措施。为研究不同植被类型对土壤物理性质的影响,以六盘山林区华北落叶松、白桦、虎榛子和沙棘4种植物为研究对象,分别测定了不同层次的土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、土壤含水量、最大持水量、毛管持水量和田间持水量等指标,并进行了分析。结果表明:4种植被类型的土壤容重,均表现出随着土层的增厚而增加的趋势;土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤含水量、最大持水量、毛管持水量和田间持水量,均表现随着土层的增厚而降低的趋势。植被恢复更有利于提高土壤总孔隙度和非毛管孔隙度,改善土壤结构,提高土壤透气透水性和涵养水源的能力。沙棘和虎榛子在提高土壤总孔隙度方面更为有效,虎榛子更有利于改善土壤表层的土壤含水量、毛管持水量和田间持水量。     

不同造林模式对铁尾矿地土壤性质的影响

为了了解不同造林模式对尾矿地物种多样性的影响以及对土壤物理、化学和生物性质的影响,采用空间替代时间的研究方式,分别调查未造林尾矿地、紫穗槐纯林、沙棘纯林以及沙棘—紫穗槐—桑树人工混交林下土壤的物理、化学及生物性质。结果表明:(1)与裸尾矿相比,紫穗槐纯林、沙棘纯林以及混交林林下土壤容重、田间持水量、毛管持水量以及毛管孔隙度均有不同程度的下降,土壤饱和持水量、总孔隙度及非毛管孔隙度有所上升,且混交林林下土壤物理性质的变化最大,土壤容重、田间持水量、毛管持水量与毛管孔隙度较裸尾矿分别下降了12.07%,3.49%,4.66%,3.67%,土壤饱和持水量、总孔隙度及非毛管孔隙度分别增加了6.44%,9.29%,12.96%;(2)与裸尾矿相比,紫穗槐纯林、沙棘纯林以及混交林林下土壤有机质含量及各种养分元素含量明显增加,土壤pH值下降,尤以混交林的变化最为明显;(3)造林后土壤主要微生物类群的数量及主要酶活性均有所上升,且以混交林上升最明显。由此可以看出,在尾矿地进行人工造林可以在一定程度上改善尾矿土壤的性质,且营造混交林模式对尾矿土壤的改良效果最佳。