陕北黄土丘陵沟壑区人工刺槐林土壤养分背景和生产力关系研究

通过对陕北黄土丘陵沟壑区半阴坡、半阳坡、阳坡11龄人工刺槐林土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷、速效钾含量、土壤含水量和刺槐的株高、冠幅、胸径、新枝进行测定分析,结果表明:(1)该区土壤肥力水平偏低,有效养分缺乏。(2)整个生长季内,三个立地条件的土壤养分含量是:生长初期>生长中期>生长末期,说明林地自肥能力弱,地力在逐渐的衰退;(3)不同立地类型之间,土壤养分含量差异不显著,三个立地条件下的人工刺槐林土壤含水量差异显著,而三个立地条件下的刺槐生长量却有差异,因此认为,引起刺槐林生产力差异的主要原因是土壤含水量,土壤养分的缺乏,更加恶化了刺槐的生长条件。要想彻底改变刺槐生长“小老树”的局面,必须从根本上改变人工刺槐林的水肥条件;(4)三个立地条件之间,刺槐的生长量、土壤养分含量和土壤含水量大小均为:半阴坡>半阳坡>阳坡,所以,在建造人工刺槐林时,在半阴坡、半阳坡、阳坡三个立地类型之中,宜选择在立地条件好的半阴坡进行。基于上述分析,在陕北黄土丘陵沟壑区进行林草植被建设时,必须慎重考虑不同立地条件下的土壤水分生态环境和土壤养分背景。     

黄土高原刺槐人工林根系分布与土壤水分的关系

对黄土高原丘陵沟壑区4种典型立地下刺槐人工林根系分布与土壤水分的关系进行了研究。结果表明；阴坡、半阴坡的细根（直径≤1mm）在400cm土层中的分布较为均匀，半阳坡和阳坡的细根集中分布在0—100cm土层中．在200-400cm土层中分布较步；各立地输导根（直径〉1mm）在分布深度上存在差异，阴坡和半阴坡输导根分布较深，阳坡输导根分布均较浅．半阳坡分布较阳坡为深；各立地下刺槐根系的水平分布均较广，水平根单向延伸最大均在8m左右．不同立地条件下土壤水分状况的差异是各立地根系尤其是细根分布差异的主要原因之一；各立地细根分布范围对土壤水分变化有较大影响，同时根系分布也会影响到土壤水分的季节变化．     

王东沟不同坡向刺槐细根分布特征研究

采用土钻法研究了渭北黄土高原主要造林树种刺槐的根系分布特征。结果表明,在以坡向为主要影响因子的立地条件下,刺槐的根系分布特征表现出明显差异。不同径级根系的长度和表面积等主要指标,在土壤中的垂直分布和水平分布均表现出不同的趋变模式。阴坡立地上的细根长度和根系表面积的水平分布(距地面50cm的土层中)和垂直分布均比阳坡大且较均匀,而阳坡立地上,细根长度和体积表面积均表现出随距树干距离增加而急剧减少的趋势。阴坡立地的刺槐根系较之阳坡立地具有更大的生长潜势。     

陕北丘陵沟壑区不同立地白羊草水分特征及群落生物量研究

【目的】研究立地条件对白羊草生态生理特征的影响,为黄土丘陵沟壑区水土保持、水分平衡分析、自然植被的人工模拟恢复提供理论依据。【方法】以天然白羊草群落为材料,对半阳坡和半阴坡两种立地条件下的白羊草草地土壤含水率、白羊草蒸腾强度、叶片相对含水量、水分饱和亏以及叶片持水力和白羊草群落地上、地下生物量进行了研究。【结果】两种立地条件下,0~200 cm土层的平均土壤含水率以半阴坡(10.30%)>半阳坡(7.80%),二者差异达显著水平。两种立地条件下,白羊草蒸腾强度日变化趋势均为单峰型,且半阳坡的日均蒸腾强度大于半阴坡,蒸腾速率日变化规律与大气温度日变化规律基本一致。白羊草叶片相对含水量表现为半阴坡>半阳坡,叶片失水百分率为半阳坡>半阴坡,半阳坡水分亏缺较半阴坡严重。半阴坡白羊草群落总地上生物量(1 070.93 g/m2)高于半阳坡(1 020.50 g/m2),地下生物量表现为半阴坡(287.14 g/m2)低于半阳坡(726.77 g/m2)。【结论】白羊草群落的水分生理生态特征与立地条件密切相关。     

黄土高原不同立地条件下柠条林地土壤水分的变化规律

通过对黄土高原西部丘陵区兰州市郊10龄人工柠条林地土壤水分状况的连续定位监测,对比分析了不同生长期、不同坡向柠条林地土壤水分的垂直变化的异同,以及柠条对周围土壤含水量的影响.结果表明:在生长季内,从生长初期到生长旺季再到生长末期,整体土壤含水量变化为先减少后增加,这与植被生长耗水规律相符;各坡向土壤含水量的垂直变化具有一定的相似性,阴坡、半阴坡和半阳坡的柠条林地0~60cm土层为土壤含水量剧变层,60~180cm土层为土壤含水量相对稳定层;生长季内,不同生长时期、不同立地条件下的土壤含水量是有差异的,3个坡向平均土壤含水量从小到大为:阴坡半阴坡半阳坡,主要受地表植被及地理位置的影响;柠条对周围土壤水分的影响与土壤含水量的大小有关,土壤含水量越大柠条对周围土壤含水量影响范围越小.     

山西吉县黄土残塬沟壑区剌槐数量化立地指数表的编制及其在造林地立地条件类型划分中的应用

在178块刺槐人工林标准地上进行各个立地因子和优势木平均高的调查、测定、分析、对比。找出影响刺槐生长的最主导因素为土壤水分状况。通过对当地众多立地因子的数量化,并结合改算为同一基准年龄(14年)的各个标准地刺槐林优势木的平均高进行运算,提出不同立地条件下优势木的预测方程,编制出刺槐数量化立地指数表,由立地指数表看出,影响刺槐生长的主要立地因子为地形部位、坡向、坡度和母质,这四个因子恰可集中地综合地反映出影响刺槐生长最主导因素(土壤水分状况)的分析和变化。据此,可应用地形,母质立地因子的外部特征及立地指数表提出刺槐立地条件类型表,它可反映刺槐适应的立地条件类型及其在基准年龄的生长指标。这个立地条件类型的划分有其科学基础和实用推广的价值。     

六盘山叠叠沟小流域草本地上生物量的空间变化及其与环境因子的关系

在宁夏六盘山叠叠沟小流域研究了坡面草地的地上生物量空间分布规律及其与环境因子的关系.研究表明:从坡向上看,草本生物量的大小为:半阳坡(3555.47 kg/hm2)>半阴坡(2545.85 kg/hm2)>阳坡(2043.44kg/hm2);从坡位上看,不同坡面有所差异,半阳坡草本生物量随坡位升高呈现增加趋势.半阴坡和阳坡呈现出先增后减趋势.草本生物量与0～20 cm土层的土壤容重呈负相关;与土壤含水量呈正相关.草本生物量的方差分析表明:在坡向上,半阴坡与阳坡和半阳坡表现为差异不显著,但阳坡和半阳坡之间有显著差异.在坡位上,半阴坡在中坡的草本生物量与下坡和上坡处表现为极显著差异.分别是其1.45和1.85倍;阳坡在上坡的草本生物量与中坡和下坡处分别表现为极显著和显著差异,中坡处分别是下坡和上坡处的1.36和2.29倍,下坡处是上坡处的1.68倍;半阳坡三个坡位的草本生物量差异不显著.     

广西大青山西南桦人工林立地类型划分及评价

以广西大青山林区西南桦人工林为研究对象,通过调查测定47块临时样地的常规立地因子和西南桦生长状况,应用主成分分析、数量化理论Ⅰ等方法探讨立地指数与立地因子间的关系,系统评价西南桦人工林立地生产潜力。结果表明,坡位、海拔、土壤养分、坡向、坡度、土壤质地和土壤容重7个立地因子与立地指数数量化拟合的复相关系数为0.964,达极显著水平(P0.01);7个因子中,坡位、海拔和土壤养分对立地指数的贡献达59.36%,且影响均极显著。采用坡位、海拔和坡向3个因子组合划分立地类型,并对47个样地所属立地类型的立地质量进行分析得出,西南桦喜温凉气候,在较高海拔,阴坡、半阴坡立地栽培时生产力较高。     

青海东部山区青杨幼龄林立地指数表的编制及应用

利用青海东部山区不同立地条件青杨人工林标准地资料,统计分析各标准地优势木树高与年龄的关系,以乘幂曲线拟合树高生长导向曲线,编制出适用于该地区的青杨幼龄林立地指数表,经落点检验证明所编表合格,使用该表对现有标准地进行立地质量评价,结果表明,56.2%的青杨处在较差的生长水平;该地区现有立地条件青杨生长的优劣顺序为:阴坡半阴坡半阳坡山顶。     

不同立地侧柏林下植被与水源涵养能力的关系

森林林下植被是森林生态系统的重要组成部分,林下土壤和枯落物是森林保持水土、涵养水源的主体,同时,林下植被的生长可以指示林地涵养水源的能力。设置了3种立地类型12块侧柏人工林样地,研究了林下植被生物量及其与林地土壤和枯落物涵养水源能力的关系。结果表明,不同立地条件林下植被生物量差异显著,其中阴坡厚土立地下灌草生物量最大(6671.66kg/hm2),阳坡厚土次之(6099.70kg/hm2),阳坡薄土最小(4998.73kg/hm2);不同立地条件土壤特征差异显著,阳坡薄土平均土壤容重最小(1.267g/cm3),平均非毛管孔隙度最大(13.766%),阳坡厚土情况与之相反;阳坡薄土立地条件土壤持水量最大,枯落物持水量最小,阴坡厚土居中,阳坡厚土与之相反;林下植被可以指示侧柏人工林林地水源涵养能力,林下植被生物量越大说明其林地水源涵养能力越弱,决定系数r2=0.99。     

晋西黄土区封禁小流域植被群落特征变化

对晋西黄土高原封山育林小流域内植被覆盖度、群落木本植物组成及群落α多样性变化进行研究,为黄土高原地区仿拟自然植被的恢复与构建提供相应的理论依据和技术支撑。于2016年7—8月,以山西吉县蔡家川流域内实施封山育林35年的柳沟小流域为调查对象,采用样线与样方相结合的调查方法,对阳坡、半阳坡、阴坡、半阴坡、梁峁顶、沟底6种不同生境的植被状况进行了调查,并与1996年(封禁15年)、2007年(封禁26年)在柳沟小流域相同生境的调查数据进行对比,研究封山育林小流域随封育时间的延长植被覆盖度、群落木本植物组成、群落α多样性的动态变化规律。结果表明:1)小流域封禁15、26、35年时总体覆盖度分别达到77.5%、89.1%和93.6%,封禁26年时小流域已形成森林植被,到封禁35年时各生境的植被恢复较好,流域已基本郁闭;封禁26年后流域总体覆盖度的年增长率放缓,其中阳坡、梁峁顶覆盖度年均增长率减慢,半阴坡、阴坡的覆盖度增长速率仍在增加。2)封禁35年时半阳坡、半阴坡、梁峁顶由旱中生灌木群落向中生性乔灌群落演替,阳坡由旱中生乔灌群落向中生性乔灌群落演替,阴坡由喜阴的中生乔灌群落向中生性乔灌群落演替,沟底由旱中生乔灌群落向中生性灌木群落、湿中生乔灌群落演替。3)到小流域封禁35年,除阳坡外各生境的物种多样性呈现单峰变化,除阳坡外各生境的均匀度指数逐渐上升,生态优势度、物种丰富度波动变化。目前各生境群落处于中期演替阶段,物种分布更为均匀,结构更加稳定,在晋西黄土区封山育林是形成可持续森林植被的最好方法。      

黄土高原丘陵沟壑区土壤储水量年变异特征

通过测定飞马河流域阴坡、阳坡、半阴半阳坡、川地不同部位0～180 cm的土壤储水量,分析了土壤储水量的变异特征.结果表明:坡位、坡向不同,土壤储水量差异很大,阴坡沿坡长方向土壤储水量平均增速6.01 mm/m,阳坡沿坡长方向土壤储水量平均增速0.71mm/m;在坡地上修建了水平阶后,沿坡长方向土壤储水量趋于均匀;土壤储水量年变化分为3个阶段,即2～7月土壤储水量变化缓慢.7～9月土壤储水量急剧变化,9～12月土壤储水量变化又趋于缓慢;不同土地利用类型土壤储水量差异明显,随着土层深度的增加土壤储水量变化幅度不断减小.     

煤矸石山不同坡面土壤营养元素与植被配置模式研究

煤矸石是煤炭生产和加工过程中主要的固体废物,堆积在矿区附近形成煤矸石山。由于煤矸石山体不同坡面上水分、温度等环境因子和土壤营养元素含量不同,导致不同坡面适宜的植物配置模式也不同。选取山西省阳泉市280煤矸石山阳坡、半阳坡、阴坡、半阴坡和平台共5种坡面,研究其土壤中营养元素的差异,并进行植被调查,分析在不同坡面上适宜采用的植物配置模式,为矿区的修复奠定基础。研究结果表明,阳坡与半阳坡上适宜种植乔灌草相结合的配置模式,阴坡与半阴坡上适宜种植以草本为主的配置模式,而平台上适宜种植以灌木和草本相结合的配置模式。     

干旱河谷草本植物随海拔变化的物种多样性

为研究白龙江干旱河谷区域不同坡向草本群落沿着海拔梯度物种多样性的变化,利用样方法对该区进行了研究。结果表明:在调查区域内,草本植物共21科37属42种,其中菊科植物10种,占所有草本植物种数的23.81%,禾本科植物9种,占所有草本植物种数的21.42%;不同坡向草本群落α多样性指数随着海拔的升高,表现出先升高后降低的趋势。阳坡草本群落在海拔1 250 m时,α多样性指数达到最大值,阴坡植物在海拔1 450 m出现最大值,半阴半阳坡草本群落在海拔1 450 m出现最大值;不同坡向均匀度指数(R)随着海拔梯度的升高变化较小;β多样性指数随着海拔的升高变化较大,阳坡植物的β多样性指数在海拔1 051~1 250 m时达到最大,阴坡和半阴半阳坡在海拔1 251~1 450 m时达到最大,半阴半阳坡的β多样性指数均大于阳坡。     

朝阳地区8种自然灌木生态适应性研究

[目的]为恶劣条件下植物的选择利用提供依据。[方法]分析朝阳山区3种坡地的土壤含水量及8种自然灌木地下与地上的生物量比,评价其生态适应性。[结果]土壤含水量阴坡最大,阳坡最小,半阴坡居中,分别为3.47%、1.07%、2.19%。阳坡、阴坡、半阴坡中花木蓝的地下与地上的生物量比均最大,分别为5.441、3.120、3.900。溲疏阳坡的地下与地上生物量比是阴坡的2倍以上。万年蒿阳坡和半阴坡的地下与地上的生物量比明显高于阴坡的,紫丁香和土庄绣线菊却恰好相反。荆条、三裂绣线菊和胡枝子3种坡地的地下与地上的生物量比变化不大。[结论]花木蓝的生态适应性最强,溲疏和万年蒿抗旱性较强,适合生长在阳坡,紫丁香和土庄绣线菊适合生长在阴坡,荆条、三裂绣线菊和胡枝子在3种坡地都能良好生长。     

土壤水分对嘎拉苹果幼苗水分生理特性和生长特征的影响

采用盆栽试验对不同土壤干旱程度下嘎拉(K id's O range×D elicious)幼苗水分生理和生长指标进行了初步研究。结果表明,蒸腾速率、光合速率、叶水势、叶片相对含水率、自由水含量和自由水/束缚水比值均随土壤水分的减少而呈降低趋势,饱和亏和束缚水随土壤水分的降低呈增加趋势;地径生长量、新梢长度、茎重比随土壤水分的减少而呈降低趋势,根重比和根冠比随土壤水分的减小呈增加趋势。结合不同处理下嘎拉幼苗生长特征可知,嘎拉幼苗良好生长的土壤水分条件应不低于田间持水量的60%。同时,对试验中存在的问题进行了探讨。     

不同土壤水分条件下荒漠植物白麻光合生理特性的比较

[目的]比较不同生境中白麻的光合特征及其与内外影响因素的相关关系.[方法]利用LI-6400便携式光合仪,在艾比湖湿地自然保护区自然条件下,比较研究土壤含水量分别为6.1;、4.3;和2.8;三种不同生境中荒漠植物白麻成熟叶片的光合生理特征.[结果](1)随着土壤水分含量的减小,三种生境中自麻的净光合速率也随之减小;光合日进程均呈双峰曲线,有较明显的"午休"现象,峰值出现的时间因生境和水分条件的不同而发生变化.(2)蒸腾速率的日动态变化有单峰和不明显双峰两种,其中土壤水分为6.1;的白麻植株呈双峰曲线;植物叶片水分利用效率的不同说明该植物在不同的水分条件下,表现出弹性的水分适应现象.(3)通过对生理生态因子的相关分析表明,影响白麻净光合速率(Pn)的主要因子是光合有效辐射强度(PAR)、气孔导度(Cs).此外,胞间CO<,2>浓度(Ci)也是影响Pn的重要因子.[结论]白麻属于"高光合、高蒸腾"型植物,且午前的光合能力大于午后;光合有效辐射的变化是影响白麻光合速率的直接因素,浅层土壤含水量对白麻光合作用的制约不大.     

小尺度下醉马草生长动态与土壤养分的关系

【目的】醉马草(Achnatherum inebrians)是一种常见的有毒植物,研究异质生境对其生长的影响,为醉马草的生长适应机制和扩散预警提供依据。【方法】选取新疆天山北坡中段典型的醉马草蔓延扩散区的阴坡、阳坡、沟底3种小尺度异质生境,分析其生长动态特征与土壤养分关系。【结果】3个生境下醉马草的生长特征总体上均呈现先增后减的趋势,符合Logistic生长曲线,阴坡显著制约了5~6月株体增高(P<0.05),但对其他月份株高及各月株丛径和分蘖数影响不显著(P＞0.05);阴坡的土壤有机质、水解氮、速效钾含量显著高于沟底和阳坡(P<0.05),而沟底和阳坡之间则不存在显著差异(P＞0.05);醉马草株高与土壤养分只在4~6月存在显著负相关性(P＜0.05),即高的土壤养分含量会抑制醉马草的株高生长,其他生长特征均与土壤养分没有显著相关性(P＞0.05)。【结论】小尺度异质环境下,坡向可以影响醉马草分蘖和拔节期株高的生长和土壤养分含量的分配,但并不能最终改变年内醉马草的生长总趋势和强度。     

根域水分调控对不同砧木苹果幼树生长和叶片光合特性的影响

以3年生盆栽不同砧木红富士苹果幼树为试材,研究了土壤水分对树体生长和叶片光合特性的影响。结果表明:土壤含水量对苹果新梢生长速率、2次生长的发生和生长时间起到了调控作用。在土壤相对含水量为(75±5)%、(60±5)%处理下,3种砧木苹果幼树新梢均有2次生长,且随着土壤含水量的增多2次生长提早。3种砧木苹果幼树的新梢生长量随着土壤含水量的降低显著降低,其中JM7砧木苹果幼树的降幅最小。不同处理下3种砧木苹果幼树叶绿素含量与对照相比没有下降,而SH40砧木苹果幼树叶绿素含量升幅在春梢停长期与秋梢生长期显著高于其他砧木苹果幼树。随着土壤含水量的降低,3种砧木苹果幼树叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均呈下降趋势,但不同砧木苹果幼树对不同水分处理的响应不同。JM7砧木苹果幼树在不同处理下与对照相比净光合速率降幅较小,而蒸腾速率降幅较大,所以其瞬时水分利用效率升幅最大。本试验中,在土壤相对含水量为(60±5)%处理下,树体可以正常生长,提高水分利用效率。