模拟冻融循环对黑土黏化层孔隙结构的影响

以东北典型黑土区耕地土壤为研究对象,采用室内模拟冻融以及CT(Computerized tomography)扫描相结合的方法,通过孔隙数目、平均面积、成圆率3个指标的量化与分析,研究了冻融循环对黏化层土壤孔隙特征的影响规律,以期为探明该区土壤侵蚀机理提供科学依据。研究结果表明,冻融循环不同程度地降低了原状土和填充土的孔隙数目和面积,均在循环3次时达到最低值,冻融循环对≥5 mm孔隙影响较为明显。相对原状土而言,前期含水量对黏化层填充土柱孔隙特征的影响较小。黏化层结构对模拟冻融循环的响应特征印证了季节性冻融循环对黑土区黏化层可蚀性的影响,进而诱发土壤侵蚀、促进沟蚀发展的可能。      

《林业生态工程学》课程教学体系改革初探

《林业生态工程学》是东北林业大学林学院本科教学的一门骨干课程。针对该门课程教学内容较多、教学时数有限、教学实践环节比较薄弱等问题,作者在课程教学体系和实践教学体系改革等方面进行一些探索,取得较好的效果。     

坡地黑土碳氮分布及其与团聚体稳定性的关系

目的探究黑土区土壤团聚体碳氮分布规律及其与团聚体稳定性的关系，进一步对比耕地与林地团聚体破坏机制差异，为退耕还林以及其他植被恢复途径提高黑土区土地生产力等方面提供理论依据。方法以典型黑土区长期耕作的坡耕地和樟子松坡林地为研究对象，通过不同坡位(坡上、坡中上、坡中、坡中下、坡下)和不同粒级(2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 mm、0.25~0.5 mm、 < 0.25 mm)水稳性团聚体总碳、总氮、铵态氮、硝态氮、碳氮比(C/N)及铵态氮与硝态氮比值(ANR)的测定与分析，探究团聚体碳氮分布特征及其与团聚体破坏率之间的相关关系。结果坡林地土壤团聚体有机碳和总氮在坡下沉积且富集在小粒径团聚体中；耕地土壤团聚体有机碳含量及C/N显著低于林地，氮对坡位和粒径变化的响应规律不明显。铵态氮含量在 < 1 mm土壤团聚体中含量较高，硝态氮含量则在>1 mm土壤团聚体中含量较高，且林地铵态氮含量显著高于耕地。耕地团聚体破坏率显著高于林地，以>1 mm粒级团聚体破坏率的表现最为显著，坡上、坡中和坡中下2~5 mm团聚体破坏率显著高于同坡位其他粒径团聚体。团聚体碳含量和团聚体氮含量分别与团聚体破坏率呈负相关和正相关趋势，但均未达显著水平，而综合指标C/N和ANR，以及单因素铵态氮均与黑土团聚体破坏率呈显著负相关关系；当耕地团聚体破坏率超过40%时，ANR、C/N均处于较低的水平。结论坡耕地与坡林地之间，由于养分归还方式与土壤侵蚀环境的不同，导致土壤团聚体碳氮分布规律与团聚体稳定性的差异。坡地黑土团聚体稳定性受团聚体内部有机碳氮的共同作用，与微生物代谢密切相关的综合性指标C/N和ANR，以及被微生物优先利用的铵态氮对黑土团聚体稳定性的影响较其他指标更为显著，可在微生物活性与团聚体稳定性的关系方面做进一步研究。      

不同配置的多功能水土保持植被对黑土抗侵蚀特征的影响

以2014年在黑龙江省拜泉县(125°30′～126°31′E,47°20′～47°55′N)建立的“银中杨(Populus alba×P.berolinensis)+东风菜(Aster scaber)”、“银中杨+大叶芹(Pimpinella brachycarpa)”、“银中杨+老山芹(Ostericum sieboldii)”、“银中杨+龙牙楤木(Aralia elata)”4种配置的多功能水土保持植被样地土壤为研究对象,以传统水土保持植被银中杨纯林林地土壤为对照,以表层(0～10 cm)土壤粒径大于1.0 mm水稳性团聚体质量分数、平均质量直径、分形维数、水稳性指数、抗冲系数为评价指标,分析配置的多功能水土保持植被对黑土土壤抗侵蚀特征的影响。结果表明：与银中杨纯林相比,配置的“银中杨+东风菜”、“银中杨+大叶芹”2种多功能水土保持植被,不仅显著增加了土壤粒径大于1.0 mm水稳性团聚体质量分数、平均质量直径、水稳性指数,而且显著降低了团聚体分形维数(P<0.05);配置的“银中杨+老山芹”多功能水土保持植被,显著增加了土壤粒径大于1.0 mm水稳性团聚体质量分数、平均质量...     

浸提条件对黑土表层土壤溶解性有机碳浸提量的影响

为进一步验证浸提条件对黑土表层土壤溶解性有机碳(DOC)浸提量的影响,并筛选出适于比较黑土区不同 土地利用类型土壤DOC 差异的浸提条件,以典型黑土区落叶松人工林、天然草地、耕地和天然次生林0 ~ 10 cm 土 层土壤为实验材料,测定了不同水土质量比、浸提剂种类及温度条件下4 种土地利用类型表层土壤溶解性有机碳 浸提量。结果表明:1)4 种土地利用类型表层土壤溶解性有机碳浸提量均随水土质量比的增加而增大,呈显著的线 性关系(R2 为0.82 ~0.98);当水土质量比为40颐1时4 种样地土壤DOC 浸提量差异显著(P 0.05),且以天然次生 林土壤DOC 最高,分别为落叶松人工林、草地和耕地的1郾16、1.8 和1.1 倍。2)浸提剂种类不同对表层土壤DOC 测定结果具有一定影响,其中以去离子水提取的土壤DOC 较大。3)在20 ~ 70 益范围内,DOC 浸提量随浸提温度 的升高呈现无明显规律性,其中以70 益时4 种样地表层土壤DOC 浸提量差异显著(P 0.5)。可以认为40:1 水土质量比、去离子水作浸提剂的浸提条件可以反映黑土区不同土地利用类型表层土壤DOC 之间的差异。      

黑土区不同林龄落叶松人工林土壤磷的吸附与解吸特性

以典型黑土区林龄分别为21、30、40 和52 年生的落叶松人工林以及未经开垦干扰黑土表层(0 ~10 cm)土壤 为研究对象,通过土壤磷的最大吸附量(Qm)、最大缓冲容量(MBC)及解吸率等指标的测定与分析,研究了不同林 龄落叶松人工林土壤磷的吸附-解吸特性。结果表明:落叶松人工林土壤吸附磷量和磷的吸附率均高于未经开垦 黑土,土壤Qm的变化范围为692.24 ~759.41 mg/ kg;Qm、吸附强度因子(K)和MBC 随林龄的增加均表现为先增后 降的变化趋势,30 年生林地达到最大值,与其他3 种林地的差异达显著。土壤解吸磷量和磷的解吸率则随林龄的 增加呈先降后增的趋势,并以30 年生林分最小、52 年生林分最大。30 年生落叶松人工林土壤表现出较强的固磷 的能力,52 年生的林地供磷能力最强,已恢复到未经开垦黑土水平。      

水曲柳人工混交林静态持水能力研究

对1987年营造的水曲柳针叶混交林和水曲柳纯林的静态持水能力进行了研究,结果表明:枯落物最大持水量和有效持水量分别为16.07~21.65 t.hm-2和9.05~12.82 t.hm-2,林地土壤的单位面积有效持水量变化范围为257.6~506.6 t.hm-2,土壤饱和持水量的变化范围为2 871.2~3 035 t.hm-2。综合比较,水曲柳针叶混交林静态持水能力都要好于水曲柳纯林,在3种水曲柳针叶混交林中水曲柳红松混交林持水量最大;其次是水曲柳云杉混交林;水曲柳落叶松混交林最小。     

水曲柳人工纯林及针阔混交林枯落物储量和持水特性

对帽儿山实验林场4种林分类型(水曲柳纯林、水曲柳落叶松混交林、水曲柳红松混交林、水曲柳云杉混交林)的林下枯落物储量和持水性能进行了研究.结果表明:水曲柳红松混交林的枯落物储量最大(11.2 t/hm2),其后依次为水曲柳纯林(9.7 t/hm2)、水曲柳落叶松混交林(9.3t/hm2)、水曲柳云杉混交林(7.6 t/hm2);4种林分的枯落物最大持水量依次是水曲柳纯林(21.7 mm)、水曲柳红松混交林(21.6mm)、水曲柳云杉混交林(16.4 mm)、水曲柳落叶松混交林(16.1 mm).总体来看,水曲柳纯林和水曲柳红松混交林枯落物持水能力好于水曲柳云杉混交林和水曲柳落叶松混交林.     

大兴安岭火烧迹地植被恢复后物种多样性及其与土壤环境的关联分析

以大兴安岭1987年"5.6"大火后火烧迹地经过植被恢复后的4种林分类型为对象,利用灰色关联分析法分析了植物多样性与土壤环境因子的关系。研究结果表明,群落物种多样性指数由大到小依次为:樟子松林>兴安落叶松林>山杨林>白桦林。物种多样性在垂直层次上的变化差异较大。土壤理化性质存在一定差异,其中樟子松的土壤理化性质较其他3种林分类型差。4林分类型群落物种多样性与土壤环境因子之间的关联度均大于0.5,但关联程度不同。樟子松林和山杨林的Shannon-Wiener多样性指数、物种均匀度指数、物种丰富度指数与土壤容重的关联程度最大,兴安落叶松林和白桦林的3个多样性指数与非毛管孔隙度的关联程度最大。樟子松林、兴安落叶松林和白桦林的Shannon-Wiener多样性指数、物种均匀度指数、物种丰富度指数与有效磷的关联程度最大,而山杨林的3个多样性指数与有效磷的关联程度最小。     

植被的人工恢复对典型黑土有机质组分影响的时效性

以黑龙江省克山农场(48°12′～48°23′N,125°8′～125°37′E)林龄分别为21、35、46、55年生落叶松(Larix gmelinii)人工林(分别代表植被不同恢复阶段)土壤为研究对象，以相邻耕地(代表植被恢复前阶段)、天然次生林(未经开垦干扰，代表开垦前阶段)土壤为对照，以表层(0～20 cm)土壤总有机质、游离态有机质、物理保护态有机质、矿质结合态有机质中碳质量分数为评价指标，分析人工恢复植被对土壤有机质及其组分的动态影响。结果表明：46、55年生落叶松人工林土壤总有机质碳质量分数，显著低于天然次生林土壤的、显著高于耕地土壤的(P<0.05);35、46、55年生落叶松人工林土壤的游离态有机质碳质量分数，均显著高于耕地土壤的(P<0.05),与天然次生林土壤之间无显著性差异；35、46、55年生落叶松人工林土壤物理保护态有机质碳质量分数，均显著高于耕地土壤的(P<0.05),35、46年生落叶松人工林土壤的物理保护态有机质碳质量分数与天然次生林土壤的差异显著。综合研究结果表明，土壤游离态有机质碳质量分数、物理保护态有机质碳质量分数，是人工恢复植...