针阔树种人工林地表凋落物对土壤呼吸的贡献

了解地表凋落物呼吸对陆地生态系统碳循环研究具有重要意义。为了研究针阔树种地表凋落物对土壤呼吸的贡献,本文在京津风沙源地区选择林龄为10年的油松、杨树人工林,设置去除凋落物(no litter,NL)、覆盖凋落物(cover litter,CL)和自然状态(control,C)3种处理,利用Li-6400-09土壤呼吸测定系统对土壤呼吸速率以及地表5 cm土壤温度、土壤湿度进行观测。结果表明:1)凋落物的去除与覆盖显著改变土壤呼吸速率(P0.05),油松、杨树人工林3种处理土壤呼吸速率年均值(μmol?m?2?s?1)分别为2.28、2.81、2.55和2.13、2.62、2.32,均为CLCNL(P0.05);2)土壤呼吸对环境因子的响应产生地表凋落物贡献的季节性差异,土壤呼吸速率与地表5 cm土壤温度呈显著指数正相关关系(R2=0.54~0.88,P0.05),但与地表5 cm土壤湿度不存在相关关系,油松和杨树CL、NL、C 3种处理土壤呼吸的温度敏感性指数Q10值分别为1.97、1.90、2.25和2.79、2.61、2.93,大小趋势均为NLCLC(P0.05);3)油松林、杨树林地表凋落物对土壤呼吸的贡献分别为20.78%、20.75%,二者相差不大。本研究可为京津风沙源地区针阔树种人工林演替初期土壤呼吸组分研究、碳汇功能估算提供参考。     

天童山常绿阔叶林不同演替阶段水源涵养功能评价

以位于浙江省东部天童国家森林公园内的常绿阔叶林为研究对象,从林冠层、林下枯落物层和土壤层3个生态作用层入手,采用层次分析法综合评价了天童山常绿阔叶林3个不同演替阶段(常绿阔叶林灌丛、木荷林、栲树林)的水源涵养功能,并进行了排序。结果表明,该区水源涵养功能随演替进程逐渐增加,处于演替初级阶段的常绿阔叶林灌丛水源涵养功能最低(0.200 9),演替中后期阶段的木荷林居中(0.363 2),演替顶极阶段的栲树林最强(0.436 0)。     

植被群落演替对土壤饱和导水率的影响

土壤饱和导水率是表征土壤入渗能力的重要参数,对不同土地利用类型反应敏感。为了揭示植被演替对土壤剖面上饱和导水率的影响规律,采用恒定水头法测定了天童林区155 a植物群落演替序列60 cm深土壤剖面上的饱和导水率。结果表明,不同演替阶段饱和导水率均随土壤深度增加迅速降低,在0～20 cm土层内,各演替阶段饱和导水率均存在极显著差异,0～60 cm土层内饱和导水率的平均值从裸地、石栎+檵木灌丛、马尾松林、木荷+马尾松林、木荷林到栲树林升高极为显著,植物群落演替到灌丛阶段,平均饱和导水率已与裸地存在显著差异,演     

冀西北山地华北落叶松和白桦林下枯落物水文特征

[目的]探讨冀西北山区不同人工林枯落物持水特性的差异,为该地区森林水文循环和森林开发管理提供基础依据。[方法]以冀西北张家口市崇礼山区的华北落叶松、白桦人工林为研究对象,在林下设置标准样地,测定枯落物层厚度和蓄积量,通过室内浸泡法测定持水特征。[结果]华北落叶松和白桦林下枯落物层厚度分别为4.2,3.4cm,枯落物蓄积量为10.90,4.92t/hm2;浸泡24h后华北落叶松枯落物(未分解层和半分解层)总持水量为4 228.5g/kg,白桦枯落物(未分解层和半分解层)总持水量为5 208.6g/kg,二者的有效拦蓄量分别为14.06,8.85t/hm2。在整个持水过程中,华北落叶松、白桦林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的变化规律基本一致,均在前4h内持水作用较强,4~8h后逐渐变缓,10h后其持水量基本达到饱和;枯落物持水量与浸水时间存在对数曲线关系,而吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系。[结论]森林枯落物层发挥水文功能由持水能力和蓄积量共同决定,在森林经营管理过程中应充分考虑包括树种组成和搭配、林分密度等因子的影响。     

农牧交错带生态与生产用地时空转换及其驱动因素分析——以张家口坝上地区为例

为实现农牧交错带生态用地与生产用地的协调发展,提升区域生态功能,以张家口坝上地区为例,构建土地利用转移矩阵,利用地理集中度和地理探测器模型,揭示生态用地与生产用地时空变化、转换特征和驱动因素。结果表明：（1）2000—2020年,张家口坝上地区生态用地规模增加了5.41%,表现为先增后减的变化趋势,生产用地规模减少了6.89%,表现为先减后增的变化趋势。（2）生态用地和生产用地之间相互转换频繁,生产用地向生态用地转换了21.23×104hm2,转换数量逐渐减少,自然条件较好地区（降雨量多、海拔低和坡度缓等）的生产用地开始向生态用地转换;生态用地向生产用地转换了12.47×104hm2,转换数量逐渐增加,且自然条件较恶劣地区的生态用地开始向生产用地转变。（3）土壤有机质、人均耕地面积和坡度等是影响生产用地向生态用地转换的主要因素,土壤有机质与人均耕地面积的交互作用解释力最大;土壤有机质含量低、人均耕地面积多、坡度6°～15°和年均降雨量低于400 mm的地区容易发生生产用地向生态用地转变。坡度、年均降雨量和人均耕地面积等是影响生态用地向生产用地转变的主要因素,坡度与地貌类型的交互作用解释...     

森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程及计量方法

近年来国内森林生态系统服务功能研究较多,但应用价值不高,其科学性受到诸多质疑.从森林水源涵养功能的多尺度内涵、过程以及其计量方法出发,对国内外研究动态和发展趋势进行了总结分析,重新审视森林水源涵养功能的研究意义,探讨森林水源涵养功能的多尺度特征.从森林水源涵养功能作用的空间尺度上看,其拦蓄洪水削减洪峰的功能仅在较小尺度上有效,而调节径流的功能只有当森林土壤的入渗量超过蒸散量时,才可能有更多地下水补给河道径流,进而增加旱季河道流量.同时森林水源涵养功能也具有明显的时间尺度特征,具体表现为在次降水事件中,由于蒸散发量较小,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量,在功能上表现为拦蓄降水;在长时间尺度上,由于林地蒸散要耗去大量水分,森林水源涵养功能的物质量等于森林不同层次的截留量减去林地蒸散发量,在功能上表现为净化水质和调节径流.大多数研究仅对单一林分的个别层次蓄水功能进行研究,缺乏流域尺度或者更大空间尺度的森林水源涵养功能研究.建议从区域降尺度到流域或将坡面尺度上推到流域,集中在流域尺度解决森林水源涵养空间异质性将是解决森林水源涵养功能尺度外推的有效办法.就目前国内流行的森林水源涵养功能计量方法而言,其与尺度及研究目的有较大相关性,在研究中应根据研究目的、研究尺度和可获取的数据情况选择合适的计量方法.研究突出了不同尺度作用下森林水文过程的复杂性及重要性,并结合森林与水关系的争论问题,分析目前国内对森林水源涵养功能研究的一些误区,提出森林水源涵养功能研究的一些关键科学问题及未来可能的发展方向,主要包括:1)明确界定森林水源涵养功能的边界,探索森林水源涵养功能计量的新方法;2)加强不同时空尺度关联的森林水源涵养功能研究,包括正确评价森林水源涵养功能的时空变异规律,森林生态系统水源涵养功能的尺度效应,森林水源涵养与下游水生态安全,森林水源涵养研究范式转变等核心问题.     

植被群落演替对土壤饱和导水率的影响

土壤饱和导水率是表征土壤入渗能力的重要参数，对不同土地利用类型反应敏感。为了揭示植被演替对土壤剖面上饱和导水率的影响规律，采用恒定水头法测定了天童林区155 a植物群落演替序列60 cm深土壤剖面上的饱和导水率。结果表明，不同演替阶段饱和导水率均随土壤深度增加迅速降低，在0～20 cm土层内，各演替阶段饱和导水率均存在极显著差异，0～60 cm土层内饱和导水率的平均值从裸地、石栎+檵木灌丛、马尾松林、木荷+马尾松林、木荷林到栲树林升高极为显著，植物群落演替到灌丛阶段，平均饱和导水率已与裸地存在显著差异，演