退耕还林地枯落物层容水特性研究

林地枯落物层是组成植物群落结构的一个重要层次,可以有效吸收透过林层的降水,滞缓地表径流产流时间,降低地表径流速度,延长汇流时间,是植物群落涵养水源、保持水土的主要功能层次。本文以青海大通县退耕还林地多种植物群落的枯落物为研究对象,着重探讨退耕还林地植物群落枯落物层的容水性能,为合理评价退耕还林工程的水土保持工程提供重要依据。     

宁夏六盘山不同林龄华北落叶松人工林枯落物水文效应

[目的]探究林龄对华北落叶松林枯落物水文效应的影响。[方法]于2017年6月在宁夏六盘山香水河小流域选择4种林龄阶段(16、25、34、43a)的华北落叶松人工林样地,调查林分结构和测量林下枯落物蓄积量、厚度、持水量等指标,分析不同林龄华北落叶松枯落物层持水能力差异。[结果]研究表明:(1)华北落叶松枯落物厚度介于4.5～6.0 cm,总蓄积量在29.08～33.21 t·hm~(-2),且半分解层蓄积量高于未分解层蓄积量,4种林龄枯落物厚度与蓄积量均表现为成熟林近熟林中龄林幼龄林。(2)各龄林枯落物最大持水量介于79.47～110.05 t·hm~(-2),成熟林最大;最大持水率变动在273.32%～341.27%,中龄林最大。(3)各龄林枯落物持水量、吸水速率与浸水时间动态变化均类似,枯落物持水过程表现为浸水0.5 h内吸水速率最大,4 h之后吸水速率趋于平缓,10 h后枯落物持水量基本饱和,持水量与浸水时间均呈明显对数关系(R~20.92)。(4)各龄林枯落物有效拦蓄量在43.64～70.52 t·hm~(-2)之间,成熟林拦蓄能力最强。[结论]综合分析4种林龄枯落物水文效应,成熟林枯落物层水文功能最强。     

辽东地区主要森林类型枯落物持水性能研究

对辽东地区几种主要植被类型枯落物的蓄积量、持水量、持水率和吸水速率等进行了研究。结果表明,辽东地区森林枯落物蓄积量10.81~39.53 t/hm2,针叶林明显高于阔叶林,灌丛最少。针叶林随着林龄的增大枯落物蓄积量增大,阔叶林与之相反。测定了在不同的浸泡时间下,各类型枯落物持水量和最大持水率以及枯落物吸水速率随浸泡时间的增长按方程:Y=a+b/t下降。     

不同林龄尾巨桉林地土壤有机碳储量变化差异

为桉树人工林的土壤质量评价提供科学依据,研究了不同林龄(1a、2a、3a、5a、7a)尾巨桉林地0~60cm土壤和枯落物的碳含量及碳储量,测算了不同林龄桉树林地叶面积指数,乔木层、灌木层、草本层和枯落物层生物量。结果表明：土壤有机碳含量随土层深度增加而呈降低趋势,不同林龄0~20 cm土层有机碳含量差异显著,不同林龄相同土层之间土壤有机碳储量差异不显著;枯落物碳储量差异显著,大小顺序为：5 a (4.83 t·hm-2)>7 a (3.89 t·hm-2)>3 a (2.66 t·hm-2)>2 a (2.43 t·hm-2)>1 a (1.56 t·hm-2);0~60 cm土层土壤碳储量与叶面积指数呈负相关关系,与林龄、乔木层生物量、灌木层生物量、草本层生物量、枯落物层生物量之间呈正相关性,但相关性都不显著。     

不同林分类型植被可燃物载量差异分析——以灵山县森林火灾风险因子普查为例

本文森林火险普查数据表明，区域内的不同林分类型的单位面积蓄积量、可燃物载量差异显著（p<0.05），不同林分类型的林下灌木、草本、枯落物的干鲜比差异显著（p<0.05）；区域内的人工成、过熟林中郁闭度桉树单位面积蓄积量和可燃物载量均为最大，人工幼龄林中郁闭度桉树林分的单位面积蓄积量和可燃物载量均为最小；随着林龄的增大，林分的乔木层、林下枯落物层的可燃物载量均逐渐增大；软阔混交林的乔木层可燃物载量最大，桉树林次之，马尾松林的乔木层可燃物载量最小，马尾松林分的可燃物载量总量也最小；人工林和天然林相比，天然林的可燃物总载量高于人工林。普查林分的林下枯落物干鲜比均在75%和90%之间，属于森林火灾的可燃和易燃状态。     

不同林龄闽楠人工林生物量结构特征

采用标准木法(乔木层)和样方收获法(灌木层、草本层、枯落物层)获取不同林龄(12 a、25 a、38 a)闽楠人工林的生物量,并分析了其组成、分配及变化趋势。结果表明:(1)林分的总生物量随林龄的增大而增加,12 a、25 a、38 a闽楠人工林生物量分别为52.52 t/hm2、210.45 t/hm2、347.44 t/hm2;(2)乔木层在整个生态系统的生物量中有绝对优势,分配率达95.09%~97.19%,按林龄从小到大分别为49.94 t/hm2、205.22 t/hm2、337.67 t/hm2,其次为枯落物层,占2.36%~4.08%,灌草层所占的比例最小,仅为0.23%~0.46%;(2)乔木层各器官以干所占比例最高,占53.06%~62.63%,并且随着林龄的增大而增加;根系在乔木层的分配比例相对稳定,占15.97%~17.78%;枝、叶分别占乔木层的10.47%~15.33%、7.08%~8.75%,均随林龄的增大而降低;(4)12a、25a、38a闽楠人工林的年平均净生产力分别为:6.73 t/hm2·a、17.35 t/hm2·a、24.60 t/hm2·a。     

麦积山风景区5种典型林分枯落物水文效应研究

选取麦积山风景区5种典型林分为研究对象,对林下枯落物层水文效应进行研究。结果表明:就蓄积量而言,油松林枯落物最大,为9.65 t·hm~(-2);白皮松林最小,为5.31 t·hm~(-2)。在所有的蓄积量中,占比最多的是白皮松林未分解层,比例接近50%;油松+锐齿栎林所占比例最小,为35.452%;半分解层油松+锐齿栎林比例最大,为64.48%;锐齿栎最小,为51.85%。未分解层和半分解层最大拦蓄率和有效拦蓄率均表现为锐齿栎最大,白皮松最大拦蓄率和有效拦蓄率最小;油松群落最大拦蓄率和有效拦蓄量最大。将这些枯落物浸泡在水中,刚开始2 h内,它们的持水量都得到了显著上升,2 h后持水量明显下降;浸泡6 h以后,未分解层枯落物的持水量最高;连续将半分解层枯落物在水中一直浸泡12 h后,半分解层枯落物的蓄积水量达到最大值;这些枯落物最初浸泡1 h内,枯落物半分解层的吸水率比其他枯落物的吸水率要高,连续浸泡达到6 h时,这5种林分枯落物吸水率数值图最终几乎完全重合。     

林分蓄积量与其静态持水能力关系的研究

通过对黑龙江省东部山地不同蓄积量的典型天然次生林的枯落物层、土壤层持水性能进行的研究,结果表明:随着单位面积蓄积量的不断增加,枯落物层、土壤层的有效持水量、最大持水量均有着不同程度的提高。其中单位面积蓄积量对枯落物层有效持水量的影响稍弱,但整体基本保持蓄积量增加、有效持水量也增加的趋势。通过指数回归分析可以看出,在林分静态持水各项能力指标中,单位面积蓄积量分别对枯落物层最大持水量、土壤层有效持水量影响最为显著。当蓄积量为241.56-369.95 m3.hm-2时,林分静态持水能力趋于稳定,水源涵养功能达到最大。     

鲁中南山地生态修复区人工林植被枯落物层蓄水特征

在山东省莱芜市石质山地生态修复区,对5种人工林分枯落物层涵蓄水分特征进行了观测。结果表明:不同林分枯落物层的蓄水保水功能具有明显差别①5种林分枯落物最大持水率在95.0%~208.2%之间,以阔叶林明显高于针叶林。②不同林分枯落物蓄积量在8.8~19.6t/hm2之间;针叶林枯落物蓄积量较大,因而持水量较高;5种林分枯落物最大持水量在1.8~2.6mm之间,针阔叶混交林依次高于针叶林、阔叶林。③不同林分枯落物层有效拦蓄水深在0.8~1.6mm之间,依次为针阔叶混交林大于阔叶林、针叶林(具体为刺槐×侧柏混交林>刺槐单纯林>麻栎单纯林>赤松单纯林>赤松×侧柏混交林)。④在石质山区生态修复的林业工程中,应尽量增加针阔叶混交林分或阔叶林分的培育、减少针叶林分,以提高人工林分枯落物层在防止土壤侵蚀和涵养水源中的作用。     

不同林龄马尾松生长及生物量分配研究

对渝东重庆石柱林场不同林龄(8a、20 a、30 a)马尾松生长及生物量分配状况研究,结果表明:①马尾松的胸径和树高在幼龄林(8a)和中龄林(20a)生长速度最快,材积量则在成熟期(30a)达到最大.②马尾松各器官生物量和总量随着林龄的增加而增加,树干的生物量增长速度最快,在成熟期最高,达到72.68％.③各林龄马尾松林内,各层次生物量的高低排序都为乔木层、枯落物层、草本层、灌木层;乔木层生物量和林地地上总生物量均随着林龄的增加而增加,并占有绝对的优势;灌木层、草本层和枯落物层占地上部分总生物量比重则逐渐降低.④马尾松林的地上部分各林层的净生产力在中龄林的高低排序都为乔木层、枯落物层、草本层、灌木层,幼龄林和成熟林则表现为乔木层、草本层、枯落物层、灌木层;乔木层生产力在地上总生产力中占绝对比重.     

人工生态公益林不同类型林分的持水功能比较

分别从林冠层、林下植被层、凋落物层及土壤层对杉木人工生态公益林林冠下营造的细柄阿丁枫、木荷、建柏和杉木纯林的持水功能进行了研究。研究结果表明,林分组成结构的不同导致了其持水功能的差异。不同林分的持水量大小排序为:细柄阿丁枫×杉木混交林>木荷×杉木混交林>建柏×杉木混交林>杉木纯林。林分不同层次的持水量大小排序为:土壤层>林冠层>林下植被和凋落物层。     

丹江口湖北库区马尾松人工林水文生态效应

采用野外实地观测与室内浸水法,对丹江口湖北库区龙口林场5种类型马尾松林分枯落物蓄水、土壤理化性质和蓄水能力、地表径流和土壤侵蚀等水文效应进行了研究。结果表明：①不同类型马尾松林枯落物层最大持水量间存在显著差异,变化范围在45．83-93．32t·hm^-2,为松柏混交林〉针阔混交林〉低密度马尾松林〉中密度马尾松林〉高密度马尾松林。有效拦蓄量变化范围在29．83-41．79t·hm^-2,为中密度马尾松林〉松柏混交林〉针阔混交林〉低密度马尾松林〉高密度马尾松林。②随着土壤深度的增加,土壤容重呈增加的趋势,而总孔隙度呈逐渐递减的趋势。不同类型马尾松土壤贮水能力差异明显,表现为针阔混交林〉低密度马尾松林〉中密度马尾松林〉松柏混交林〉高密度马尾松林,针阔混交林约是高密度马尾松林的1．25倍。③不同森林类型地表径流量在14．68-29．56m^3·hm^-2之间,土壤侵蚀量在2．01～4．15m3·hm^-2之间,且均以栎类次生林最优,松柏混交林次之,马尾松纯林最低。总体而言,综合利用抚育择伐和人工诱导自然更新的方法,人工诱导马尾松纯林逐步向针阔混交林发育,可更有效提高水土保持功能。     

杉木人工林伐后2种恢复模式碳储量的比较

[目的]为了探讨恢复模式对森林生态系统碳库的影响,[方法]利用定位研究方法,对比分析了湖南会同杉木人工林皆伐后2种恢复模式(自然恢复和人工恢复)20年时森林生态系统碳储量及其空间分布。[结果]表明:(1)自然恢复植被层碳储量明显大于人工恢复,自然恢复的乔木层碳储量比人工恢复的高22.56%。自然恢复的乔木层各器官碳储量的分配比为干﹥枝﹥根﹥叶﹥皮,而人工恢复为干﹥根﹥枝﹥皮﹥叶。林下植被层和凋落物层碳储量所占比例非常小,自然恢复的灌木层、草本层和凋落物层碳储量分别为人工恢复的3.99、5.94、1.14倍。(2)自然恢复的土壤层碳储量比人工恢复的小;自然恢复表层(0 10 cm)土壤碳含量和碳储量均比人工恢复的大,但其它土层则相反;2种恢复模式的土壤碳含量、碳储量均随土层深度的增加而减少,不同恢复土壤各层碳储量所占分配比差异明显。(3)自然恢复各组分碳储量为乔木层﹥土壤层﹥凋落物层﹥灌木层﹥草本层,而人工恢复为土壤层﹥乔木层﹥凋落物层﹥灌木层﹥草本层。[结论]自然恢复模式更有利于伐后林地植被层碳储量的恢复,而人工恢复模式更有利于伐后林地土壤层碳储量的恢复。从整个森林生态系统看,杉木人工林皆伐后林地自然恢复模式固碳能力高于人工恢复模式,恢复模式对碳储量在生态系统各组分的分配也产生了一些影响。     

森林枯落物的水文功能

从森林枯落物的蓄水量、雨水截留量、阻延径流流速、改善土壤结构、减沙减流作用5个方面,叙述了森林枯落物的水文功能,提出森林经营中,应采取措施,促进林分森林枯落物的积累。     

阿什河上游小流域主要林分枯落物层的持水特性

在阿什河上游的帽儿山实验林场境内,选取代表性的6种林分类型,测定了各林分枯落物层的蓄积量,采用室内浸泡法对持水能力进行研究。结果表明:6种林分枯落物层厚度为2.8 5.5 cm;枯落物总蓄积量为9.27 39.81 t·hm^-2;最大持水量为25.65 136.83 t·hm^-2;最大拦蓄水量为21.02 87.53 t·hm^-2;总有效拦蓄水深为1.72 6.71 mm。6种林分枯落物层的持水能力排序为:兴安落叶松林>针阔混交林>红松林>蒙古栎林>樟子松林>水曲柳林。对6种林分枯落物的持水量、吸水率随浸泡时间的变化进行了回归拟合,表明枯落物持水量与浸泡时间存在对数关系,枯落物吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系。     

长宁竹海5种林分类型的水文效应评价

对长宁竹海的苦竹、毛竹、黄竹林,杉木林及白栎林5种林分类型的水文效应进行了研究。结果表明:林分中的草本植物植冠层的水分最大截留量是乔灌层植物的2.4倍。按种类以苔草最高,为6.34 g/g(干生物量);黄竹最小,为1.19 g/g。5种林分林地枯落物的现存量为4.33~14.87 t/hm2,其分解层的蓄水量高于末分解层,枯落物层最大蓄水总量为1.0~3.5 mm,依杉木林>白栎林>毛竹>苦竹>黄竹排序;土壤蓄水量以杉木林最大,白栎林次之,竹林最差;而土壤稳定渗透系数K10以竹林最大,杉木林次之,白栎林最小,表明竹林土壤抗水蚀能力强于杉木林和白栎林。     

大黑山生态修复区典型植物群落物种多样性变化特征分析

以大黑山水土保持生态修复工程示范区为研究区域,运用典型植物群落物种组成和群落物种多样性指数方法,对大黑山水土保持生态修复区典型植物群落物种多样性变化特征进行了研究,结果表明,生态修复区内天然次生林植物群落形成了乔灌草相结合的稳定的植物群落结构。人工林植物群落按生长型可以划为明显的乔木层和草本层2层群落结构类型;典型植物群落物种多样性指数的排序为:蒙古栎+蒙椴植物群落(Ⅱ)>山杏+黄榆植物群落(Ⅰ)>蒙古栎植物群落(Ⅲ)>油松+山杏混交植物群落(Ⅴ)>油松纯林植物群落(Ⅳ)>油松+沙棘混交植物群落(Ⅵ)>油松疏林植物群落(Ⅶ)。天然次生林植物群落的物种多样性要大于人工林植物群落。天然次生林植物群落由于远离人类活动区,长期以来受人为干扰较小,逐渐形成了相对比较发达的草本层植物群落。     

黄土区人工与天然植被对凋落物量和土壤有机碳变化的影响

在黄土丘陵区选择从耕地、草地、灌木林到乔木林样地,不同样地内设立1 m × 1 m(乔木10 m×10 m)的样方,分析样方内凋落物积累量、碳氮含量、土壤有机碳(SOC)和可溶性碳(DOC)含量变化.结果表明:天然草地、灌木林、乔木林凋落物积累量依次为5.3,12.1和32.4 t·hm-2;但人工灌木林和乔木林的凋落物积累量分别为6.7和11.4 t·hm-2,分别是天然灌木林和乔木林的1/2和1/3.随着植被的恢复,天然植被凋落物的C/N高于人工植被(刺槐林除外).与耕地SOC(4.67 g·kg-1)相比,天然灌木林地SOC提高5.9倍,人工灌木林地提高1.8倍;天然乔木林地提高8.0倍,而人工乔木林地仅提高4.0倍.凋落物积累量与0～20 cm土层土壤有机碳存在显著线性相关关系(R2>0.83),但20 cm以下线性相关关系不显著.凋落物积累量与0～10 cm土壤可溶性碳含量存在显著线性相关关系(R2>0.893),与10～60 cm土层线性相关关系不显著,与80～100 cm土壤可溶性碳存在显著线性负相关关系.     

北京九龙山不同林分枯落物及土壤水文效应

对北京九龙山油松、侧柏、黄栌3种纯林的枯落物层水文效应和土壤水分效应进行研究,结果表明:黄栌林分的枯落物总蓄积量最大,为13.15 t·hm-2,其次为油松和侧柏,分别为12.50、9.53 t·hm-2;黄栌的最大持水量和有效拦蓄量最大,分别为28.73、23.17 t·hm-2;侧柏的最小,分别为12.67、10.17 t·hm-2。未分解层和半分解层枯落物持水量分别在浸泡10 h后和8 h后达到饱和,二者的吸水速率均在浸泡2 h内最大,4 h后趋于平稳。不同层次枯落物持水量、吸水速率与浸泡时间均存在较好的函数关系;3个林地的土壤密度均值最大的为侧柏(1.30 g·cm-3),其次为油松和黄栌,分别为1.23、1.08 g·cm-3;黄栌的总孔隙度最大,为49.63%,其次为油松和侧柏,分别为49.49%、47.44%;侧柏林地的土壤有效持水量最大,为96.53 t·hm-2,其次为黄栌和油松,分别为88.23、69.00 t·hm-2。对入渗速率与入渗时间进行拟合分析,二者呈幂函数关系,其相关系数R2值均在0.90以上。     

福建绿竹不同种源含水率与持水量研究

通过对永安和龙海绿竹不同种源含水率与持水量的研究,结果表明:不同种源的生物量与持水量呈正相关。林冠层持水量随生物量增加的幅度较大,而地下部分持水量较小,林下植被与凋落物层居二者之间。永安试验点各种源林冠层和地下部分的生物量与持水量高于龙海试验点,林下植被层生物量也高于龙海,但持水量低于后者。永安试验点的①、⑤、②号种源,龙海试验点的③号种源林冠层和地下部分生物量较大,持水量较高,永安试验点的⑧号种源,龙海试验点的④号种源2个指标均较小,林下植被与凋落物层的生物量与持水量则较高。