大辽河流域水源涵养林枯落物持水特性研究

为探求大辽河流域水源涵养林枯落物的持水特性,以大辽河流域红松、落叶松、蒙古栎、杨桦、山杨、杂木林、胡桃楸灌木林和荒草地为研究对象,通过野外观测和浸水法,建立了枯落物持水量、吸水速率和浸泡时间的相互关系。结果表明:(1)不同林分枯落物总厚度和现存量为蒙古栎最大,分别为4.83cm和30.70t/hm²;灌木林最小,分别为0.65cm和3.32t/hm²。(2)最大持水量为3.97~36.02t/hm²,最大拦蓄量为3.34~34.06t/hm²,有效拦蓄量为0.85~20.39t/hm²,均表现为蒙古栎林最大,而灌木林和草地最小。(3)浸水实验结果表明,枯落物持水量与浸泡时间之间存在对数关系,枯落物吸水速率与浸泡时间之间存在幂函数关系,不同森林类型枯落物持水量和吸水速率随时间的动态变化规律基本相似。     

油松根系的固土力学机制

为深入了解林木根系固土力学机制,探讨不同条件下的根系固土作用,对油松根系进行了拉伸、拔出和根土复合体三轴试验。结果表明,油松根系的抗拉力随根系直径的增大成幂函数关系增加,而抗拉强度随直径的增大无明显变化规律;根系受拉的应力—应变曲线特征参数不同,以二次多项式模型拟合效果最好,均为单峰曲线,具有弹塑性材料的特征,极限应力和极限延伸率的大小与根系直径无明显的关系;根土界面最大摩擦力随着根径的增加呈现出近似线性的增长趋势。根径越大,根系越深,根土界面摩擦力就越大,进而对土壤的摩擦锚固作用就越强。相同根径时,根土复合体的抗剪强度随围压的增加而增大。相同围压下,根土复合体的抗剪强度随着根径的增加而增大。相同的根径和围压下,垂直埋根方式的根土复合体抗剪效果好于水平埋根方式。     

老秃顶子保护区水源林主要乔木树种种间关系

在群落调查的基础上,应用χ2检验、Ochiai关联度指数、Pearson相关分析和Spearman秩相关分析,研究了老秃顶子自然保护区水源涵养林群落内16种主要乔木树种的种间联结性和相关性。结果表明,所有种对中,多数种对间关联程度为不显著水平,呈极显著相关和显著相关的种对数相对较少,表明群落内多数乔木树种间关系较松散,未形成明显的总体关联性,群落处于相对稳定状态;种间关系分析中,χ2检验、Ochiai关联度和Pearson相关分析的结果比Spearman秩相关分析结果的灵敏度要低;根据分析结果,结合乔木种群的生物学和生态学特征,可将老秃顶子保护区水源林群落中16种主要乔木树种划分为3个生态种组,同一生态种组内物种的生态要求和资源利用方式相近,联结紧密,而不同种组间联结较为松散。     

蒙古栎根系单根抗拉力学特性

为探究蒙古栎根系的基本力学性质,对试验机夹具进行了改进并对根进行了预处理。选取直径范围为1~17 mm的蒙古栎根系在不同标距下进行了室内单根拉伸试验。结果表明,根系的抗拉力随直径的增大而增大,且呈显著的幂函数关系;抗拉强度随直径增加呈减小趋势;蒙古栎单根应力应变曲线在各个径级下皆为单峰曲线,呈弹塑性材料特征。说明蒙古栎通过其较强的抗拉性能和变形能力可对维持坡面稳定起到了积极作用。     

大辽河流域天然杨桦林空间结构分析

以辽宁老秃顶子国家自然保护区内天然杨桦林为研究对象,利用混交度、胸径和树高大小比数、角尺度3个林分空间结构参数分析了林分空间结构特征。结果表明:林分平均混交度为0.62,其强度和极强度混交比例达53.1%,黄桦、山杨的平均混交度分别为0.87和0.74,表明天然杨桦林混交程度较高;以胸径、树高为参数的大小比数基本一致,表明黄桦、山杨处于优势向亚优势的过渡状态,且优势木的比例都超过70%;林分平均角尺度为0.52,黄桦和山杨的平均角尺度分别为0.54、0.55,呈聚集分布。