涪江流域丘陵区不同植被类型水源涵养功能

采用野外调查和水浸法,研究涪江流域丘陵地区5种典型植被系统的雨水截留能力、凋落物蓄积量和持水能力、土壤物理特性、蓄水能力和渗透性能,并基于坐标综合评定法对不同植被类型的水源涵养和保土功能进行综合评价。各植被类型降雨截留量、凋落物蓄积量和持水量均以阔叶灌丛最高,草地最低,阔叶灌丛的平均截留量、凋落物蓄积量和持水量分别为草地的4.9,2.9,1.8倍。不同植被类型的土壤容重和孔隙度差异较大,容重表现为草地>针叶林>针阔混交林>常绿阔叶林>阔叶灌丛;总孔隙度为阔叶灌丛>常绿阔叶林>针阔混交林>针叶林>草地。土壤渗透速率和贮水能力随土壤深度增加而降低,以阔叶灌丛最高,其次为常绿阔叶林、针阔混交林、针叶林,草地贮水能力最弱。5种植被类型水源涵养能力依次为阔叶灌丛>常绿阔叶林>针阔混交林>针叶林>草地,阔叶灌丛明显优于其他植被类型。     

季节性冻融期亚高山/高山森林细根分解动态

为了解季节性冻融期不同阶段土壤冻融作用对细根分解的影响,采用凋落物分解袋法测定粗枝云杉、红桦和岷江冷杉细根在川西亚高山/高山森林区不同海拔地段(3 023,3 298,3 582 m)5个冻融阶段(初冻期、深冻期、融化前期、融化中期和完全融化期)的分解动态.结果表明:经过一个季节性冻融期细根残留率为88％ ～92％,不同海拔和不同树种之间差异显著.季节性冻融期各阶段均对3个树种细根分解具有明显贡献,但贡献率随着分解的延读表现出降低的趋势,且较低海拔的这种趋势更加明显.细根分解速率常数在0.177 6 ～0.242 4之间,各阶段细根相对失质量率与土壤温度密切相关,但细根分解速率与细根初始质量多项指标的相关性均不显著.建立包含季节性冻融期土壤平均温度、土壤温度波动、细根钙含量和细根木质素与氮比值的回归模型,可解释95％的细根分解速率差异形成原因.这些结果表明温度导致的土壤冻融过程是影响季节性冻融期细根分解速率的重要原因,而细根质量的影响相对较弱.     

Pb胁迫对红椿（Toona ciliata Roem）生长发育及Pb富集特性的影响

采用盆栽试验研究了酸性紫色土、钙质紫色土和冲积土上生长的一年生红椿实生苗暴露在不同浓度Pb胁迫（0、200、450mg·kg-1和2000mg·kg-1）条件下的叶长、叶面积、生物量、各器官Pb含量特征和富集程度,并分析了红椿对Pb污染的耐性和转移效率。3种土壤下红椿都能生长,但相同浓度Pb胁迫下其在钙质紫色土中生长状况最佳,在冲积土中生长状况最差。随Pb浓度增大红椿叶片生长受到明显抑制,当土壤中Pb浓度在2000mg·kg-1时,其叶长和叶面积与对照差异极显著（P〈0.01）;Pb胁迫使得红椿根茎比发生明显的变化,还加大其叶的凋落程度,同时整株生物量随着Pb胁迫浓度的增大呈极显著降低趋势（P〈0.01）,但在土壤Pb浓度最大时其生物量仍达到对照的81.47%以上。红椿体内Pb含量与土壤Pb浓度成正相关（P〈0.01）,其6个器官中细根Pb含量最高,粗根次之,而地上部分的Pb含量较低且差异不大。红椿耐性指数值在0.67~1.06之间,表现为随Pb胁迫浓度增大,其耐性呈下降趋势。红椿富集系数与转移系数都较小且小于0.3。这些结果表明,红椿能在Pb污染较严重的土壤中较好的生存,可作为Pb污染区域潜在的土壤修复树种。     

雪被斑块对高山森林凋落叶腐殖化过程中胡敏酸和富里酸累积的影响

高山森林凋落叶腐殖化过程中胡敏酸(Humic acid,HA)、富里酸(Fulvic acid,FA)等腐殖物质的累积是土壤形成和碳吸存的重要途径,并可能受到冬季不同厚度雪被斑块的影响,但一直缺乏必要关注。本文采用凋落物网袋法,于2012/2013年冬季研究了川西高山森林天然形成的不同厚度雪被斑块(厚雪被、中雪被、薄雪被和无雪被)下优势树种岷江冷杉(Abies faxoniana)、方枝柏(Sabina saltuaria)、四川红杉(Larix mastersiana)、红桦(Betula albo-sinensis)、康定柳(Salix paraplesia)和高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落叶在不同雪被关键期(雪被形成期、雪被覆盖期和雪被融化期)腐殖化过程中胡敏酸和富里酸累积特征。结果表明:经过一个冬季,6种凋落叶胡敏酸碳和富里酸碳含量在各雪被关键期均表现出随雪被厚度减少而增加的趋势,而净累积量表现出在雪被形成期和融化期随雪被厚度减少而增加、在雪被覆盖期随雪被厚度减少而减少的趋势,且均受到凋落叶初始酸不溶性组分含量的影响。同时,不同雪被斑块下6种凋落叶胡敏酸碳均累积且净累积量为四川红杉康定柳岷江冷杉高山杜鹃红桦方枝柏,而除红桦外的其他5种凋落叶富里酸碳均出现不同程度的降解且降解量为四川红杉高山杜鹃康定柳方枝柏岷江冷杉红桦。这些结果清晰地表明,未来气候变暖情景下冬季雪被的减少可能促进高山森林凋落叶腐殖质累积,但在雪被覆盖不同时期受到雪被斑块特征和凋落叶基质质量的调控。     

川西平原香樟林和香椿林中小型土壤动物群落结构特征

【目的】了解川西平原两种常见人工林植被模式对土壤动物多样性的影响规律。【方法】在川西平原典型区域选取香樟(Cinnamomum camphora)林和香椿(Toona sinensis)林2种常见人工林植被模式,以林旁空地为对照,采用干漏斗法(Tullgren)分离并鉴定土壤动物。调查了凋落物层、0~10 cm土层以及10~20 cm土层土壤动物群落结构及其同功能种团特征。【结果】调查发现3种土地利用模式下共捕获土壤动物348只,分属7目13科,香樟林中包含11个类群,香椿林中包含13个类群,两者优势类群均主要为蜱螨目土壤动物,在空地中仅存在3个类群;相对于空地,香樟林和香椿林具有相对丰富的土壤动物多样性;但相对于香樟林,香椿林的土壤动物多样性较高(P0.05),且优势类群更为明显。依据同功能种团的理论,调查捕获的土壤动物数量依次为腐食性杂食性植食性捕食性。方差分析表明,3种模式对土壤动物群落多样性均有显著影响(P0.05)。香椿林土壤动物Shannon-Wiener指数和Simpson指数均较高(P0.05),具有较高的多样性和优势度,且Pielou指数也仅次于空地。综合来看,土壤动物多样性表现为香椿林香樟林空地。【结论】人工林植被的构建可以一定程度上增加土壤动物类群,改变土壤动物分布特征及其同功能种团的结构,但受到林木类型的显著影响。     

低温雨雪冰冻灾害期乐山巨桉工业原料林的灾损特征

2008年初的南方低温雨雪冰冻灾害使巨桉(Eucalyptus grandis)工业原料林受损严重。为合理有效地开展灾后林地生产恢复与重建,采用野外调查的方法研究了四川省规模最大的巨桉工业原料林——乐山市市中区巨桉工业原料林的受损特征,并针对性地提出了受损巨桉工业原料林的生产恢复建议。研究区域巨桉工业原料林受灾面积达1892.25 hm2,占该区巨桉工业原料林的15.88%以上,约为受害人工林的26.50%。其中,80%的1~2年生巨桉工业原料林受到较大程度的损害,占受损巨桉工业原料林的90%,灾损症状主要为枯梢、弯斜、倒地、翻桩等。另外,苗圃中99%的巨桉幼苗被冻死。因此,针对性进行林地清理、重植、树种调整与合理配置、加强幼林管理等是灾损巨桉工业原料林生产恢复的关键技术。     

岷江下游丘陵区3种农业种植模式对铅（Pb）污染土壤的修复效益

为了解间作和轮作组成的农业种植模式对中轻度Pb污染土壤的修复效益,定点调查了岷江下游丘陵区3种农业模式(MI:玉米+红薯-小白菜+菠菜,M2:玉米+生姜-茎用芥菜,M3:水稻)作用下,土壤中Pb含量的变化以及Pb在土壤和作物系统中迁移和分配的特征,采用有时序的灰色关联分析法,比较了 3种模式的综合效益.结果发现,土壤Pb含量变化在模式M1、M2中表现为显著下降后持平的"L"形特点(降幅10.65%、13.91%).M3中为显著下降(降幅14.17%).Pb在作物非食用器官中含量是食用器官的1.10～33.00倍.玉米和稻谷食用器官中Pb的含量安全,生姜受到中度Pb污染,红薯、小白菜、菠菜等食用器官中Pb污染较严重,人体通过模式中作物日摄入Pb总量是WHO/FAO标准的4.23倍,但由于人体对Pb具有的耐性和清除机制、食用前对农产品的加工措施、当地农户将红薯和菠菜等作为猪饲料使用,以及现今社会人类日常饮食种类的丰富性等,有效地降低了农产品中Pb含量超标对人体危害的风险性.分析表明,3种模式的综合效益是显著的,灰色关联分析法的排序结果为M2＞M1＞M3.     

镉胁迫对欧美杂交杨(Populus deltoides×Populus nigra)光合作用与生物量生产的影响

采用盆栽实验研究了生长在四川盆地典型Cd污染冲积土和紫色土上的欧美杂交杨(Populus deltoides×Populus nigra)对国家土壤环境质量标准中Cd浓度梯度(0、0.3、1.0、2.0 mg/kg)的光合响应和生物生产量。Cd处理显著降低紫色土上生长的杨树叶绿素a和叶绿素总量,增加气孔导度与胞间CO2浓度,增加凋落叶生物量,降低茎生物量、根生物量和单株总生物量。但是,Cd处理对冲积土上生长的杨树叶绿素特征、光合生理指标和生物量生产并无明显差异。尽管同一生长基质上不同Cd处理间杨树光合生理指标与生物量生产均有一定程度的影响,但紫色土上生长的杨树生理和生长特征均显著低于冲积土上生长的杨树。这些结果表明,自然条件国家土壤环境质量标准内,Cd污染并不对杨树生长构成较大威胁,而生长土壤基质的选择可能对杨树的栽培更为重要。这为Cd污染土壤区域城市森林建设和速生丰产林建设提供了一定的科学依据。     

巨桉人工林林下植被的数量分类

根据野外54个样方的调查数据,对巨桉人工林林下植被进行TWINSPAN分类。结果表明,巨桉人工林林下植被可划分为14个群落类型。根据分类结果,巨桉人工林群落层次结构包括3种类型：＂巨桉＋灌木＋草本＂型（占所有样方的74.1%）、＂巨桉＋草本＂型（占所有样方的22.2%）、＂巨桉＂型（占所有样方的3.7%）。     

基于包络面构建的等残留高度刀具路径规划

提出一种基于包络面构建技术的等残留高度刀具路径规划方法。在计算过程中，首先分别以残留高度值和刀具半径值为等距距离将被加工曲面进行等距，得到残留曲面和刀具中心曲面。然后以前一行刀具路径为引导线，构建截面半径等于刀具半径的包络面，通过包络面与残留曲面之间的求交计算，得到残留曲线；以残留曲线为引导线，再次构建包络面，包络面与刀具中心曲面之间的交线即为当前刀具路径行。依次递推，求出所有刀具路径行。最后针对可能出现的欠切问题，给出边界处理方法。通过实例验证了算法的可行性，并与现有算法进行比较，表明应用该方法生成三坐标自由曲面加工的刀具路径，可在保证加工精度的前提下，大大提高加工效率。