滇中高原不同林龄华山松林冠层对天然降雨雨滴能量特征的影响

[目的] 探究滇中磨盘山不同林龄华山松人工林对天然降雨动力学特征的影响,为区域水土资源保护、森林结构调整等提供一定的理论参考。[方法] 基于2019年5至10月在云南省玉溪市新平县磨盘山观测的74场降雨资料,采用滤纸色斑法对华山松人工林（中龄林15 a,成熟林40 a,过熟林60 a）的林内外的降雨雨滴同时进行观测。选取其中具有代表性的11场降雨,针对不同降雨条件分析了3种林龄林分对雨滴能量特征的影响。[结果] ①华山松林林冠层对雨滴有汇集与分散作用,中龄林对雨滴分散作用更强,成熟林次之,过熟林则表现为较强的汇集作用。②林内外雨滴终点速度与雨滴直径均具极显著的正相关关系（p<0.01）,林内雨滴终点速度排序为：中龄林 > 成熟林 > 过熟林。③雨滴直径及降雨强度的增加均可增强林内外的降雨能量,且雨滴能量与二者均呈现极显著的正相关关系（p<0.01）。不同降雨条件下,降雨动能与雨滴径阶均可拟合为幂函数,林内雨滴能量排序为：中龄林 < 成熟林 < 过熟林。其中,中龄林对雨滴能量的削弱作用更为明显。④中龄林对雨滴的缓冲势能效果最好（66.67%）,占降雨总势能的52%,成熟林次之（31.58%）,过熟林最弱仅为20.64%。[结论] 随树木年龄的增长林冠减缓雨滴能量的效果减弱。因此,对于成熟林以上的华山松人工林林分,应及时进行林分采伐与更新,且注重保护林下枯落物,以减轻由林下雨滴造成的水土流失。     

红河干热河谷林草地红壤中优先流的形态分布特征

[目的] 在红河干热河谷地区开展优先流形态分布特征及与红壤特性关系的研究,为区域水资源管理和防治水土流失等工作提供理论依据。[方法] 以干热河谷地区典型植被林地和荒草地为研究对象,采用野外染色示踪法并结合图像处理技术研究优先流的形态分布特征及对红壤特性响应。[结果] ①林草地上层剖面平均染色面积分别为87.20%和91.97%,染色面积随土层的增加而减小,局部深度内染色面积出现反弹现象;林草地优先流长度指数分别为766.8%和730.0%,林地土壤优先流较荒草地发达;林草地的最大染色深度分别为40 cm和35 cm;②染色路径宽度随土层的增加而减小,0—20 cm土层内以大于250 mm的路径为主,20—40 cm内的染色路径在20—250 mm,而在40 cm以下的土层染色路径集中在20 mm以内;③优先流染色面积比、长度指数、染色路径宽度与土壤因子存在显著相关性,总孔隙度、有机质、含水率等对染色面积比（D_A）、长度指数（LI）、染色路径宽度（SPW）累积贡献率分别为97.80%,86.95%,87.45%;含水率、有机质、容重、总孔隙度和Al³⁺等因子与染色面积比、染色路径宽度呈最优线性关系。[结论] 土壤的孔隙特性、盐基离子和土壤质地等的共同作用最终导致红河干热河谷林草地优先流的差异。     

元江干热河谷典型林草地优先流区和基质流区土壤团聚体特征

[目的]明晰干热河谷区土壤优先流对红壤团聚体特征及其稳定性的影响,为该区植被恢复和水土流失防治提供理论依据。[方法]以元江干热河谷典型地段龙潭箐流域内的银合欢林地、扭黄茅荒草地为研究对象,基于染色示踪试验区分样地土壤优先流区和基质流区,利用干湿筛法结合分形理论分析两区内0—50 cm土层团聚体特征差异,并借助通径分析法表征各土壤理化因子对团聚体稳定性的影响。[结果]干湿筛后R_0.25团聚体含量从大到小顺序为林地优先流区>林地基质流区>荒草地优先流区>荒草地基质流区,平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)与R_0.25排序相同且呈现出随土层深度增加而减小的趋势,分形维数(D)与团聚体破坏率(PAD)则为相反规律并随土层加深D和PAD的值逐渐增大。对两区土壤团聚体稳定性影响较大的理化因子是土壤容重和黏粒含量,其决策系数分别为0.474和-0.644。[结论]荒草地土壤团聚体破坏率更高,土壤优先流区团聚体稳定性优于基质流区;土壤团聚体稳定性主要受黏粒含量、容重、有机质等因子影响。     

红河干旱河谷地区植物根系与砾石对土壤优先路径形成的影响

为探究红河干旱河谷林草地植物根系与砾石特征对土壤优先路径形成的影响,基于染色示踪法在确定研究区样地土壤优先路径的位置及数量的基础上,结合染色区的植物根系与砾石体积含量特征,定量分析二者与优先路径特征的关系。结果表明:(1)林地优先路径发育水平明显优于荒草地; 不同染色影响半径范围下的优先路径连通性也有所不同,其中荒草地中优先路径连通性从大到小为1～2.5 mm,≤1 mm,2.5～5 mm,5～10 mm,>10 mm; 林地为1～2.5 mm,2.5～5 mm,≤1 mm,5～10 mm,>10 mm; 优先路径数量与土层深度和同一土层内染色半径均呈负相关关系,此外,在同一土层内,优先路径的数量与染色半径也呈负相关关系。(2)林地中染色区的砾石总体积含量与土层深度呈负相关,而荒草地中在20—30 cm土层中增多,其余径级下的则随土层深度增加而减少;(3)两种样地中的根长密度与根重密度都随土层的深度增加和根径增大而单调递减,林地中不同径级下的根长密度都明显高于荒草地;(4)林地中优先路径数量的主要影响因子是根径范围在≤1 mm的根重密度和径级为5～10 mm的砾石体积含量; 而荒草地样地中的主要影响因子为根径在≤1 mm和1～3 mm范围下的根重密度、径级在2～5 mm间的砾石体积含量、根径在1～3 mm范围下的根长密度。因此,样地中砾石分布存在明显的空间异质性,细根更易促进优先路径的形成,二者共同影响着优先路径的形成。     

中亚热带不同演替森林群落土壤结构分形特征对大孔隙的影响

[目的]探究中亚热带不同演替森林群落土壤大孔隙及对结构分形特征的响应,为不同森林群落土壤大孔隙及生态功能予以数据支撑.[方法]选择滇中磨盘山演替初期的云南松林、演替中期的云南松阔叶树混交林和演替顶级的常绿阔叶林为对象,利用染色示踪法结合图像形态学分析,探讨土壤分形特征及其对大孔隙的影响.[结果]垂直剖面大孔隙数量和总孔...     

滇中磨盘山华山松次生林空间结构特征

以滇中地区磨盘山华山松次生林为研究对象,在3种林龄(15、30、40 a)华山松林分中分别设置1 hm 2的样地,利用混交度、角尺度和大小比数等空间结构参数研究其林分结构特征,并对林分胸径曲线进行拟合。结果表明:不同林龄华山松次生林的径级分布特征不同,其中15 a华山松林为“单峰型”的径级分布,而30、40 a华山松林乔木层则呈“双峰型”径级分布;采用常见指数对胸径分布进行拟合,其结果具有显著相关性;华山松次生林空间结构参数一元、二元分布在一定程度上能刻画出森林演替过程,结构参数二元分布能够指示群落演替的过程。研究结果有助于提高本区域华山松空间结构使用效率,维持森林的健康、稳定,持续发挥森林的各项功能和效益。     

中亚热带不同演替森林群落林地土壤渗透性特征

以滇中磨盘山演替初期云南松林、演替中期云南松阔叶树混交林和演替顶级常绿阔叶林为研究对象，利用定水头法和原状土柱水分穿透试验，分析土壤水分入渗差异及影响因子。结果表明：3种不同演替群落土壤平均入渗速率，从大到小依次为演替顶级、演替中期、演替初期，演替顶级林地土壤入渗能力最强；不同群落各入渗参数变化显著(P<0.05);同一演替群落，上层土壤渗透能力较深层土壤强。入渗过程模型拟合得，Horton模型对研究区森林土壤入渗过程拟合精度最高，为0.991,更适于描述土壤水分入渗过程；通径分析显示，土壤质地、有机质质量分数及根长密度对土壤水分入渗影响显著(P<0.05);弹性系数和边际量效应系数表明，土壤有机质、全氮、水解性氮质量分数和根长密度对土壤的入渗性能影响系数最大。土壤渗透性与有机质、全氮、水解性氮质量分数、植被根长密度、根质量密度等显著相关(P<0.05),有机质、全氮和水解性氮质量分数越高，植被根系分布越广，土壤质量越好，土壤孔隙连通性越佳，土壤水分下渗越快。     

滇南地区普洱茶树根系对土壤优先路径形成的影响

为明确滇南地区普洱茶种植下土壤优先路径特征以及根系对其形成的影响,以典型普洱茶产地为研究对象,灌草地为对照,基于染色示踪法与图像处理技术,定量分析普洱茶树根系特征与土壤优先路径的关系,解释根系对优先路径形成的影响。结果表明:(1)茶地和灌草地染色路径宽度随土层深度增加呈不同幅度的下降趋势,茶地优先路径的连通性比灌草地差,优先路径的发育程度小于灌草地;(2)根系主要集中分布在土壤表层,随土层深度增加,根重密度、不同径级根长密度均呈减小趋势,径级≤1 mm的根长密度贡献度最大,达到84.08%;(3)染色路径宽度与根重密度、径级≤1,1～3 mm的根长密度呈显著相关(P0.05),其中灌草地染色路径宽度与径级≤1 mm的根长密度呈极显著相关性(P0.01),相关系数为0.986;(4)染色路径宽度与径级≤1 mm的根长密度拟合效果较好,R~2高达0.970 6,径级≤1 mm的细根系对优先路径形成的影响程度更大。根系是影响土壤优先路径的重要因素之一,开展滇南地区普洱茶树根系对土壤优先路径影响的研究,可为当地水土流失治理以及水资源管理提供一定的科学依据。