祁连山水源涵养林枯枝落叶层水文生态功能

通过对祁连山水源涵养林凋落物及其分解过程以及蓄积量随时间变化的分析,研究了枯枝落叶层的持水、截留作用和蓄水保土效益,认为祁连山水源涵养林枯枝落叶层的水文生态功能最终体现在水土保持和水源涵养效能上,为综合评价祁连山水源涵养林生态功能提供了科学依据.     

祁连山森林枯落物水文作用的研究

通过对祁连山寺大隆林区主要森林类型凋落物累积量、枯枝落叶持水能力以及截留作用测定分析，研究了枯落物层的蓄水防蚀效能，结果表明，祁连山寺大隆林区主要森林类型年凋落物累积量为２．７￣３．７ｔ／ｈｍ＾２，其累积量随时间变化符合Ｙ＝ａ＋ｂｔ＋ｃｔ＾２＋ｄｔ＾３方程 。     

大通退耕地植物群落植冠层截留性能和枯落物容水性能研究

通过对青海省大通县退耕还林人工林标准地调查和分析,研究了青海云杉、华北落叶松、沙棘、白桦、青杨等植物群落的降雨截留量和枯枝落叶层容水量.结果表明,植物群落植冠层截留量随退耕年限的延长而增大,青海云杉群落植冠层截留量与退耕年限之间呈线性相关;青海云杉乔木层与群落植冠层截留量呈幂函数相关;枯落物容水量与林龄、枯落物厚度、枯落物干重相关性极显著.     

祁连山东端封山育林涵养水源作用初步分析

对祁连山东端8块具有代表性的封育区与周围未封育对照区的森林凋落物、苔藓枯枝落叶层及其容水量、土壤含水率进行了对比分析,结果表明,封山育林可以显著提高水源涵养效能。可作为培育祁连山水源涵养林的一种有效途径。     

祁连山青海云杉林冠层水文功能研究

在祁连山水源林生态系统长期定位研究的基础上,利用数理统计原理和数学模型对实测资料进行综合分析,阐述了青海云杉林冠层引起大气降水量变化和质变的水文功能,模拟出了青海云杉林冠截留降水模型.结果表明林内透过雨量随降雨量的增加而增加,二者之间的呈良好的线性关系;在一定的降雨量范围内林冠截留量随降雨量的增加而增加;青海云杉林冠层平均截留降水率为29.4%,它随降雨量和降雨强度的增大而减小,随郁闭度的增加而增大;林冠截留降雨量比降雪量约少10%～30%,实测平均少11.7%;降雨对林冠的淋溶作用使林内透流雨中离子总量比林外雨中增加1倍,因林冠截留而输入林地矿质元素的增加量为61.042 4 kg·hm-2·a-1.     

青海云杉林林冠截留与大气降水的关系

基于长期定位观测数据,研究了青海云杉林林冠层截留量及其与大气降水量的关系,模拟出了青海云杉林林冠截留降水模型。结果表明:在一定降雨量范围内,青海云杉林林冠截留量随降雨量的增加而增加;青海云杉林林冠层平均截留降水率为29.4 %,它随降雨量和降雨强度的增大而减小,随郁闭度的增加而增大。     

森林凋落物层水文生态功能研究

凋落物层作为森林生态系统独特的结构层次,不仅在森林土壤的发育、生态系统物质循环和能量流动过程中具有重要的作用,而且其水文生态效应显著.研究结果表明,凋落物层具有很强持水能力,最大持水率变化为178.4%～332.1%;凋落物层对降水的年截留率为5.7%～12.7%,截留量27.9～93.6 mm.阻滞径流速度的效应显著,坡面流速(V)与径流深度(q)、坡度(α)、凋落物层厚(L)之间的关系为:油松(Pinus tabulaeformis)凋落物层V=17.2q0.346α0.365L0.050;山杨(Populus davidiana)凋落物层V=18.2q0.365α0.360L0.048.林地凋落物层的分解,增加了土壤的有机质含量、改善了土壤结构和理化性质,提高了孔隙率,增强了土壤入渗性能,从而可以明显削减地表径流和冲刷量.林地去除凋落物层后,油松林地径流量比原林分增加了1.96倍,冲刷量增加了2.87倍;山杨林地径流量比原林分增加了1.67倍,冲刷量增加了8.15倍.     

雾灵山自然保护区不同森林类型枯落物水文作用研究

枯枝落叶层是森林结构中重要的组成部分,在森林水文功能中具有十分重要的意义,通过对雾灵山主要森林类型的枯落物现存量及其持水性能的调查分析,总结出不同森林类型的枯落物现存量及最大持水量的大小排序。雾灵山自然保护区不同森林类型枯落物现存量排序:油松林、针叶混交林、落叶松林、针阔混交林、桦木林、杂木林、山杨桦林、栎林、山杨林。不同森林类型枯落物最大持水量排序,因林分类型、枯落物构成及生物量大小不同而变化。保护区内各森林类型枯落物最大持水量排序为:桦木林、针阔混交林、落叶松林、落叶阔叶杂木林、山杨桦木林、山杨林、栎林、针叶混交林、油松林。为研究森林枯落物层的水土保持、水源涵养功能以及进一步综合评价该区的森林生态服务功能提供了科学依据。     

不同林分类型凋落物的蓄水功能

采用野外实地观测与室内分析相结合的方法，对5种不同林分林型下凋落物的水文效应进行的研究表明：凋落物的存储量动态变化幅度为4．1549－10．1863t/hm^2，其排列顺序为：樟子松林＞落叶松林＞蒙古栎林＞水曲柳林＞白桦林；凋落物持水率动态变化幅度为311．49％－682．60％，排列顺序为：水曲柳林＞蒙古栎林＞白桦林＞落叶松林＞樟子松林；同一林型不同郁闭度条件下，凋落物的数量及持水量随着郁闭度的增加相应增大，但持水率降低；阔叶林的持水量及持水率以半分解层为最大，而针叶林以全分解层持水功能为最强。     

森林凋落物层水文生态功能研究

凋落物层作为森林生态系统独特的结构层次,不仅在森林土壤的发育、生态系统物质循环和能量流动过程中具有重要的作用,而且其水文生态效应显著.研究结果表明,凋落物层具有很强持水能力,最大持水率变化为178.4%～332.1%;凋落物层对降水的年截留率为5.7%～12.7%,截留量27.9～93.6 mm.阻滞径流速度的效应显著,坡面流速(V)与径流深度(q)、坡度(α)、凋落物层厚(L)之间的关系为:油松(Pinus tabulaeformis)凋落物层V=17.2q0.346α0.365L0.050;山杨(Populus davidiana)凋落物层V=18.2q0.365α0.360L0.048.林地凋落物层的分解,增加了土壤的有机质含量、改善了土壤结构和理化性质,提高了孔隙率,增强了土壤入渗性能,从而可以明显削减地表径流和冲刷量.林地去除凋落物层后,油松林地径流量比原林分增加了1.96倍,冲刷量增加了2.87倍;山杨林地径流量比原林分增加了1.67倍,冲刷量增加了8.15倍.     

祁连山西水林区主要森林类型土壤水文功能研究

在对祁连山西水林区5种主要森林类型的枯落物现存量及持水性能、土壤水分物理性质、蓄水性能、渗透性能以及土壤水分的动态变化进行定位观测分析基础上,对各森林类型土壤层的水文特征进行了综合比较。结果表明,青海云杉林和高山灌丛林地土壤水源涵养能力最强,低山灌丛林和祁连圆柏林次之,草地最差。加强对祁连山森林资源的保护,提高灌丛在当地林木植被资源中的比例,加强现有林分的结构调整与抚育管理,是提高当地森林植被系统涵养水源功能的有效途径。     

青海高寒黄土区典型水源涵养林健康评价

青海高寒黄土区水源涵养林的健康状况直接影响到该地区退耕还林（草）工程生态效益的发挥。以青海省大通回族土族自治县塔尔沟林场的青海云杉Picea crassifolia林,华北落叶松Larix principis-rupprechtii林,白桦Betula platyphylla林,青海云杉-华北落叶松混交林以及青海云杉-白桦混交林等5种典型水源涵养林为研究对象,采用森林健康相关理论和专家咨询法,构建森林健康评价指标体系,利用熵权法确定评价指标权重,最后根据综合指数法进行水源涵养林健康指数计算并分析比较。结果表明:青海云杉-白桦混交林为优质林,白桦林为健康林,青海云杉林和青海云杉-落叶松混交林为亚健康林,华北落叶松林为不健康林。健康评价指标体系中,森林火险等级、叶面积指数和病虫害程度等3项指标的权重较大,依次为0.242 3,0.128 8和0.122 2,是影响森林健康的重要因子。总体上看,混交林健康程度优于纯林,阔叶林健康程度优于针叶林,青海云杉-白桦混交林是相对较好的水源涵养林树种配置模式。     

文峪河中游主要森林类型水文效应比较研究

通过对山西文峪河中游三道川林场油松天然林、油松封育林、山杨天然林、白桦天然林、灌木林、华北落叶松人工林等6种主要森林类型枯落物层和土壤层的野外调查与室内实验,比较分析了6种林分的枯落物层和土壤层水文效应,并就6类水源涵养林水文效应影响因素进行了分析。研究表明:(1)针叶林枯落物层持水能力较阔叶林和灌木林强,人工林枯落物层持水能力较天然林强;(2)各林分土壤最大持水量从大到小的顺序为:华北落叶松人工林灌木林山杨天然林白桦天然林油松天然林油松封山育林;(3)白桦和山杨天然林土壤持水特性指标在各层之间差异表现显著,而其他林分各土壤层之间并没有表现出较大的差异;(4)6种林分类型枯落物及土壤的水文效应表现为:华北落叶松人工林最大,其次为灌木林,山杨天然林,白桦天然林和油松天然林,而油松封山育林最小。(5)处于不同演替时期的林分枯落物层和土壤层具有不同的水文效应不同,营造演替中期的混交林群落将有助于提高林分的水文效应。     

川西亚高山典型森林生态系统截留水文效应

截留是水文循环的一个重要过程,水文功能是森林生态系统功能的重要方面,林冠和枯落物截留实现对大气降水的二次分配过程.为深入认识生态系统截留的水文效应,采用野外观测和人工降雨模拟试验相结合的方法,研究了2008年和2009年5-10月贡嘎山亚高山峨眉冷杉中龄林、峨眉冷杉成熟林和针阔混交林的冠层枯落物截留能力.结果表明,峨眉冷杉中龄林2008年林冠截留率为20.9％,针阔混交林2008年和2009年林冠截留率分别为23.0％和23.6％,林冠截留率的年际间变化不大,林冠截留主要受到降雨特征影响.3种林型枯落物饱和持水能力分别为5.1、5.1和5.7 mm,显著高于林冠的饱和持水能力,但由于冠层的截留蒸发速率较高,林冠截留蒸发仍是生态系统截留蒸发的主要组成部分.     

降雨过程中不同密度枯落物对各土层含水率动态影响

目的以晋西黄土区典型油松林及刺槐林为研究对象, 对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,以期为该区建设水源涵养林及水土保持林提供一定的借鉴依据。方法分别选取对应林分3种密度枯落物后进行野外人工降雨,并对其覆盖下0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm、80~100 cm、100~120 cm 6个土层含水量实时监测。结果(1) 在同一雨量级别下,当枯落物覆盖密度增加时,其在降雨过程中的截留量以及枯落物最终达到饱和截留量的时间也随之增加;此外,随着降雨试验的进行,截留率随之减小,且其随枯落物的密度增加而升高。(2)降雨过程中,随着枯落物密度的增加,两种林地上层土壤(0~60 cm)的含水率均呈现逐渐减小的趋势;其中0~20 cm土层含水率对降雨的响应最为直接和迅速,而20~40 cm与40~60 cm土层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,较深层(60~120 cm土层)土壤含水率对降雨过程几乎无响应过程。(3)降雨结束后,各深度土层的含水率均表现出随时间的持续缓慢减小;降雨结束24 h内,裸地及各密度枯落物覆盖下的土壤含水量最高均出现在0~20 cm层;当入渗48 h后,裸地土壤含水量最高则出现在20~40 cm土层,但是对于有枯落物覆盖的土壤,0~20 cm土层含水率在降雨结束48 h内始终最高,并且随着密度的增加其随时间延续而减小的幅度越小。结论截留量、截留率与降雨历时(降雨量)均符合幂函数关系(R2>0.9);在降雨前后及过程中,不同密度枯落物对其覆盖下的土壤含水率有较大影响;不同深度土层含水率对降雨响应差异显著。      

晋西黄土区典型林分水源涵养能力评价

目的评价晋西黄土区典型林分的水源涵养能力,为筛选水源涵养林、水土保持林构建与管护提供依据。方法以山西吉县蔡家川小流域的山杨辽东栎次生混交林、油松人工林、侧柏人工林、刺槐人工林4种典型林分类型为研究对象,对植被层、枯落物层和土壤层的持水能力进行测定,采用熵权法（EWM）对各林分类型的水源涵养能力进行综合分析。结果（1）4种林分类型植被层的持水能力依次为:油松人工林（17.79 t/hm2） > 侧柏人工林（13.55 t/hm2） > 刺槐人工林（12.81 t/hm2） > 山杨辽东栎次生混交林（6.71 t/hm2）。油松人工林、侧柏人工林的主要持水层为乔木层;刺槐人工林中乔灌草的持水量相近;山杨辽东栎次生混交林中主要持水层为草本层。（2）4种林分类型中枯落物有效拦蓄量分别为:山杨辽东栎次生混交林（23.02 t/hm2） > 侧柏人工林（13.00 t/hm2） > 刺槐人工林（10.36 t/hm2） > 油松人工林（2.81 t/hm2）。（3）4种林地土壤最大蓄水能力分别为:山杨辽东栎次生混交林地（3 182.43 t/hm2） > 油松人工林地（3 176.67 t/hm2） > 侧柏人工林地（2 995.3 t/hm2） > 刺槐人工林地（2 803.5 t/hm2）。其中除山杨辽东栎次生混交林地与油松人工林地持水能力差异不显著外,其余各林地持水能力之间均存在显著差异。（4）4种典型林分类型水源涵养能力的综合排序为:山杨辽东栎次生混交林 > 侧柏人工林 > 油松人工林 > 刺槐人工林,影响水源涵养能力的主要因素为林下草本层与枯落物。结论从涵养水源的角度出发,晋西黄土区应采用仿拟自然植被技术、封山育林等加强次生植被的建设与管护,营造林下草本层和枯枝落叶层丰富的植物群落,以达到保持水土、涵养水源、改善生态环境的多重作用。      

改变凋落物输入对贺兰山三种林分林内和林窗 土壤呼吸的影响

研究凋落物对森林生态系统土壤呼吸的影响,可为气候变化背景下准确评估森林CO2排放提供科学依据。本研究以宁夏贺兰山国家级自然保护区优势树种青海云杉林、油松林以及油松和山杨混交林为研究对象,在每种林分内设置去除凋落物（no Litter,NL）、自然状态下（CK）和凋落物加倍（double Litter,DL）3种处理,采用LI-8100A测定不同处理的土壤呼吸和土壤温湿度。结果表明：青海云杉林、混交林、油松林三种林分林内和林窗土壤温度月动态在不同凋落物处理间均无显著性差异（P>0.05）,而在同一凋落物处理下均呈极显著的月际性差异（P<0.01）。且在不同凋落物处理下,林窗的土壤温度均大于林内。三种林分林内和林窗土壤湿度在各处理间均无显著性差异（P>0.05）,但都存在显著的月际性差异（P<0.05）。三种林分林内和林窗在3种凋落物处理下土壤呼吸与土壤温度呈极显著的指数相关关系（P<0.01）,3种林分林窗土壤呼吸与土壤湿度之间均表现出显著的线性关系（P<0.05）,相对于林内较好,3种林分在不同凋落物处理下双变量模型的解释度均较高,且土壤温湿度对土壤呼吸的共同作用对土壤呼吸的影响大于土壤温度或土壤湿度单个因子。青海云杉林、混交林、油松林3种林分去除凋落物、对照、加倍凋落物的土壤呼吸Q10值之间的差异均显著（P<0.01）,且所有的Q10值均在1.4-3.2之间。因此,凋落物是影响贺兰山森林生态系统土壤呼吸的重要因素之一。     

大青山不同植被类型保育土壤能力

采用人工模拟降雨的方法研究了不同植被类型枯落物层和土壤层对降雨产流量的阻滞作用,从而揭示其保育土壤的能力。结果表明:在0.80～0.85 mm/min降雨强度下,不同植被类型的产沙量由大到小依次为,未封育荒草坡、油松幼龄林、已封育荒草坡、油松中龄林、虎榛子阳坡灌丛、白桦幼龄林、白桦中龄林、油松近熟林、虎榛子阴坡灌丛、白桦近熟林;在0.60～0.65 mm/min降雨强度下则为,未封育荒草坡、油松幼龄林、已封育荒草坡、白桦幼龄林、油松中龄林、虎榛子阳坡灌丛、虎榛子阴坡灌丛、油松近熟林、白桦中龄林、白桦近熟林。同一植被类型枯落物层、土壤层滞水量及保土能力均与模拟降雨强度呈反比,不同植被类型保育土壤能力由大到小为,白桦天然次生林、油松人工林、虎榛子灌丛、荒草坡。     

关帝山3种典型针叶林枯落物及林地土壤持水能力研究

通过野外选定标准地、采集样本和室内测试各项指标等手段,对关帝山3种典型针叶林枯落物蓄积量及其持水能力以及林地土壤的物理性质及其持水能力进行了测定。结果表明,3种典型针叶林的枯落物蓄积量为14.56~21.57 t/hm2;不同枯落物的最大持水率存在较大差异,华北落叶松最大,云杉次之,油松最小;受枯落物总蓄积量的影响,云杉的最大持水量最大(66.33 t/hm2),华北落叶松次之(61.98 t/hm2),油松最小(38.06 t/hm2);3种林分有效拦蓄量大小顺序为:云杉华北落叶松油松;林地土壤作为持水能力最大的一个系统,对水源涵养起到不可替代的作用,3种林地土壤的持水能力与其土层厚度、容重和孔隙度等关系密切,土壤剖面最大持水量大小顺序为:云杉华北落叶松油松。