杉木米老排混交林水源涵养功能的研究

本通过对杉木米老排混交林和杉木纯林的林冠层、林下植被层、枯枝落叶层和土壤层持水能力进行研究，结果表明：由于米老排落叶量大，根系发达，大大改善了土壤结构，提高了林分的水源涵养功能。除了林冠层持水量外，混交林各部分涵养水源功能均优于杉木纯林，地上、地下部分持水量分别为27．21t／hm^2和2347．94t／hm^2，分别比纯林的(24．74t／hm^2)和(2073．81t／hm^2)高出9．98％和13．22％。     

石灰岩瘠薄山地不同密度侧柏林保土效益

以临朐县石灰岩山地山坡上部营造的5种侧柏林造林密度为试验材料,系统研究侧柏林枯枝落叶层蓄积量、灌草植被生物量、土壤物理性状、渗透速率、土壤侵蚀量等保土功能指标。结果表明:(1)5种密度侧柏林的枯枝落叶层蓄积量造林密度最大的枯枝落叶层蓄积量最多,造林密度最小的枯枝落叶层蓄积量最少,林下灌草植被盖度和生物量随造林密度的减小而明显增加,密度为1 667株/hm2的侧柏林枯枝落叶量、灌木生物量和草本植物生物量总和最多,其次为2 500,1 111,5 000株/hm2的,最少的为833株/hm2。枯落物腐烂分解后可改善土壤物理性状,减小土壤容重,增加土壤孔隙度,特别是增加非毛管孔隙度,促进水分下渗。(2)5种密度侧柏林与对照相比减少的土壤侵蚀量以密度为1 667株/hm2的最大,为61.466t/hm2,其次是2 500株/hm2的,为61.092t/hm2,1 111株/hm2的为58.712t/hm2,最小的是5 000株/hm2和833株/hm2的,分别为56.664,55.2t/hm2。(3)通过对5种密度侧柏林的林分郁闭度、土壤总孔隙度、土壤非毛管孔隙度、枯落物蓄积量、土壤渗透速率、灌草生物量、灌草盖度、与对照相比减少的土壤侵蚀量等因子进行方差分析,均存在显著差异,按各项保土指标得分相加得出保土效益,计算结果显示,5种密度的侧柏林保土效益大小依次排序为:1 667株/hm2>2 500株/hm2>1 111株/hm2>833株/hm2>5 000株/hm2。     

格氏栲天然林与人工林土壤异养呼吸特性及动态

通过用静态碱吸收法对中亚热带福建三明格氏栲自然保护区内的格氏栲天然林和33年生的格氏栲人工林及杉木人工林的土壤异养呼吸进行为期2年的定位研究。结果表明，三种森林枯枝落叶层呼吸和无根土壤呼吸速率季节变化均呈单峰曲线，最大峰值出现在5月至6月，最小值出现在12月至1月。格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林枯枝落叶层呼吸速率平均值分别为CO2 79．88、44．37和21．02mgm^-2h^-1，无根土壤呼吸速率平均值分别为CO2 217．4、85．85和94．04mg m^-2h^-1。2002年枯枝落叶层呼吸速率和无根土壤呼吸速率主要受土壤温度影响，但在极端干旱的2003年则主要受土壤湿度的影响。双因素关系模型（R=ae^bTW^c）拟合结果优于仅考虑土壤温度或土壤湿度的单因素关系模型，土壤温度和土壤湿度共同解释不同年份枯枝落叶层呼吸和无根土壤呼吸速率季节变化的82％～85％和85％～92％。不同森林枯枝落叶层呼吸对土壤温度和湿度的敏感性均高于无根土壤呼吸的。格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林枯枝落叶层呼吸年通量分别为C3．76、2．63和1．23t hm^-2a^-1，无根土壤呼吸年通量则分别为C3．44、2．79和1．49t hm^-2a^-1。不同森林土壤异养呼吸通量的差异主要与枯落物数量和质量、土壤有机质数量和质量的差异有关。杉木林枯枝落叶层呼吸对干旱敏感性高于格氏栲（天然林和人工林）的，而人工林（杉木和格氏栲）的土壤有机C对干旱敏感性则要高于格氏栲天然林。     

不同坡位杉木林土壤碳储量研究

通过实地调查取样和室内实验测定,比较了上坡和下坡杉木的土壤碳库及其垂直分布差异,研究了坡位对杉木人工林固碳功能的影响。结果表明,杉木上坡和下坡的枯枝落叶层有机碳贮量分别为0.9和1.1t/hm2,坡下的枯枝落叶层有机碳贮量较坡上高出32%。坡上和坡下的土壤有机碳贮量分别为149.9和174.2t/hm2,且表层(0-40cm)碳贮量分别占整个碳贮量(0-100cm)的55%和56%。上坡和下坡的土壤有机碳含量和贮量随土层深度的加深而递减,各土层的有机碳含量和贮量均表现为下坡高于上坡。     

黔中地区不同林龄杉木人工林碳贮量及其分配特征

在贵州中部开阳县选择不同林龄的杉木人工林,设置固定样地进行植被和土壤调查,分析黔中地区杉木人工林生态系统碳素的垂直空间结构、植被碳的层次分布与器官分配及杉木人工林碳贮量与林龄及林冠郁闭度等因子的关系。结果表明,杉木人工林生态系统碳贮量(t/hm2)表现为中龄林(140.08)近熟林(128.77)幼龄林(106.35),杉木人工林平均生态系统碳密度(t/hm2)为125.07,其垂直空间分布特征表现为土壤层(77.72)植被层(45.95)枯落物层(1.39),分别占生态系统碳贮量的62.14%,36.75%和1.11%,其中的植被碳贮量在乔木层、灌木层和草本层各层的分配比例分别为98.93%,0.83%和0.24%。杉木林各植被层碳贮量的器官分配表现为乔木层各器官的碳密度(t/hm2)大小依次为树干(15.10~24.66)树根(4.68~14.70)树叶(4.05~12.69)树枝(3.53~5.56),灌木层依次为枝干(0.10~0.47)根(0.07~0.19)叶(0.02~0.11),草本层地上部分(0.05~0.08)根(0.03~0.04)。杉木人工林碳贮量与林龄的关系表现为土壤碳贮量和生态系统碳贮量随林龄的增长呈先下降后升高的变化过程,植被碳贮量呈持续增加趋势。基于统计分析结果,植被碳贮量在林分郁闭度为0.65左右达到最高,生态系统碳贮量在0.8左右达到最大。     

四面山不同人工林枯落物储量及其持水特性研究

通过调查分析重庆四面山5种人工林的林下枯落物储量,研究了各林地枯落物持水特性。结果表明:5种人工林林下枯落物储量及其持水量均表现出:分解层>半分解层>未分解的变化趋势。在相同林龄条件下,石栎×木荷混交林林下枯落物储量最高(246.94 t/hm2),其次是杉木×马尾松混交林(202.79 t/hm2)和枫香×木荷×石栎×香樟×灌木混交林(191.82 t/hm2),杉木人工纯林(39.73 t/hm2)最低。试验研究的5种林地中,石栎×木荷混交林林下枯落物的24 h最大持水量最大,为254.28 t/hm2,杉木×马尾松混交林(191.72 t/hm2)和枫香×木荷×石栎×香樟×灌木混交林(168.21 t/hm2)次之,杉木人工纯林最小,仅为31.66 t/hm2。经统计分析,试验5种林下枯落物未分解层、半分解层和分解层三者持水量与浸泡时间之间均符合为W=aln(t) b,且三者的吸水速率与浸泡时间之间亦符合S=ktn的关系式。研究表明,石栎×木荷混交林林下枯落物是5种林地中持水性能最好的一种,而杉木人工纯林枯落物持水性能最差。     

森林保持水土涵养水源的效应及评价

森林保持水土、涵养水源的作用层次主要是林冠和林下植被层、枯枝落叶层、根系土壤层,通过这三个层次对降水进行调节,具有截持降水、增加降水入渗、改善土壤性质、吸收和阻延地表径流、抑制土壤蒸发、固土护坡等功能,从而有效避免土壤溅蚀、增强土壤抗冲能力、涵养水源并预防地质灾害的发生。枯枝落叶层是森林保持水土的重要力量。完整的森林系统不会加重水土流失。在干旱的季节或年份,森林会加重土壤干旱的说法缺乏科学依据。     

杉木取代阔叶林后林下水源涵养功能差异评价

为研究杉木人工林取代常绿落叶阔叶混交林后土壤水源涵养能力的变化,采用室内浸水法和环刀法分别研究杉木纯林和常绿落叶阔叶混交林的枯落物与土壤的持水特性。结果表明:(1)枯落物平均蓄积量表现为常绿落叶阔叶混交林(3.42 t/hm^2)>杉木纯林(3.12 t/hm^2),枯落物平均厚度表现为杉木纯林(9.17 cm)>常绿落叶阔叶混交林(5.42 cm)。(2)最大持水量表现为常绿落叶阔叶混交林(6.23 t/hm^2)>杉木纯林(5.57 t/hm^2),最大持水率也表现出相同的规律,即常绿落叶阔叶混交林(184.40%)>杉木纯林(179.50%);有效拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(4.48 t/hm^2)>杉木纯林(4.13 t/hm^2),最大拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(5.41 t/hm^2)>杉木纯林(4.97 t/hm^2)。(3)枯落物层的吸水量与浸水时间符合对数函数Q=aln(t)+b,而吸水速率与浸水时间符合指数函数V=at^b,常绿落叶阔叶混交林的蓄水能力强于杉木纯林。(4)土壤水分最大吸持贮水量表现为常绿落叶阔叶混交林(43.58 mm)>杉木纯林(41.88 mm),可以看出常绿落叶阔叶混交林内的土壤可以更好地为植被提供良好的水分供其生长;土壤水分最大滞留贮存量表现为常绿落叶阔叶混交林(8.20 mm)<杉木纯林(10.22 mm),即杉木纯林内的土壤具有更好的涵养水源能力。从枯落物最大持水量、有效拦蓄量以及土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度等多个因素的计算综合推断可知,杉木人工林水源涵养能力优于常绿落叶阔叶混交林。     

托木尔峰自然保护区台兰河上游不同植被类型的水源涵养功能

为了研究托木尔峰自然保护区生态系统的水源涵养功能,选择台兰河上游为研究区域,采用野外观察与室内试验相结合的方法,分别对该区域具有代表性的雪岭云杉林、灌木林、草地植被,从林冠层、枯枝落叶层和土壤层3个层次及综合性的水源涵养能力进行了定量分析。结果表明:研究区云杉林林冠截留能力优于灌木林,穿透降雨量及林冠截留量平均值均大于灌木林。除草地外,各样地枯枝落叶未分解层平均厚度均大于半分解层,云杉林枯枝落叶层的厚度和蓄积量明显大于灌木林,不同植被类型枯枝落叶半分解层的自然持水率、最大持水率均高于未分解层,云杉林枯枝落叶层自然持水率、最大持水率均高于灌木林,灌木林和云杉林的枯枝落叶未分解层有效拦蓄量均高于半分解层。不同植被类型平均土壤容重大小表现为草地灌木林云杉林,土壤孔隙度的平均值大小则与之相反;不同植被类型的土壤自然含水率、饱和含水量及非毛管持水量均表现为云杉林灌木林草地,而不同植被类型30cm深土层的蓄水能力变化则存在差异。研究区不同植被类型的水源涵养能力在181.06~237.63mm,综合、有效水源涵养能力均表现为云杉林灌木林草地,其中土壤层的涵养贡献率最大,总有效蓄水量远小于总持水量。综上所述,台兰河上游云杉林和灌木林具有较好的涵养水源能力,放牧强度和人为干扰是影响研究区不同植被类型尤其是生境脆弱的草地植被水源涵养功能的重要因素。     

桂西北光皮桦人工林水源涵养功能

为了研究广西西北部不同林龄光皮桦人工林的水源涵养功能,选择具有代表性的11,16年生光皮桦人工林、16年生杉木林,从林冠层、枯枝落叶层和土壤层3个层次及综合性的水源涵养能力进行了定量分析。结果表明:(1)11,16年生光皮桦人工林林冠层、灌木层、草本层持水量范围分别为12.54～21.06,2.15～3.05,1.27～1.52 t/hm~2,凋落物总储量为4.54～7.42 t/hm~2,最大持水量为12.55～16.00 t/hm~2,16年生均显著大于11年生(P0.05),凋落物吸水速率与浸水时间存在良好的线性关系(R~20.86,P0.05)。(2)土壤的孔隙状况表现为16年生光皮桦林11年生光皮桦林,均大于对照的16年生杉木林,0—20 cm显著大于20—40,40—80 cm土层。(3)11年生光皮桦土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量的变化范围分别为28.97%～60.55%,25.35%～47.21%,3.71%～13.34%,16年生的为29.06%～63.45%,25.63%～48.70%,3.34%～14.75%,均随着土层的加深而减少;11,16年生光皮桦林0—80 cm土壤层自然含水量范围分别为27.46～30.16,28.12～30.22 g/cm~3;总蓄水量分别为3 813.4,3 732.2 t/hm~2,均大于16年生杉木林(3 659.2 t/hm~2)。总体上,林龄较大的光皮桦人工林表现出较强的水源涵养功能,且优于同林龄的杉木人工林。研究结果可为该地区光皮桦人工林的经营管理提供科学依据。     

亚热带不同林龄次生林与杉木林土壤氮淋溶损失特征

为分析不同林龄亚热带常绿阔叶次生林和杉木(Cunninghamia lanceolata)种植对土壤氮淋溶的影响,采用土柱微宇宙原位培养,分别比较9年生和45年生次生林(以米槠Castanopsis carlesii为建群种)之间、米槠和杉木人工林(均为9年生)之间的土壤总氮、硝态氮和铵态氮浓度及通量。结果表明：(1)4种类型森林土壤总氮和硝态氮浓度均表现为45年生次生林>9年生次生林>杉木人工林>米槠人工林;铵态氮浓度则为45年生次生林>杉木人工林>9年生次生林>米槠人工林。(2)4种类型森林土壤总氮和硝态氮的淋溶通量在整个试验期表现为9年生次生林>45年生次生林>杉木人工林>米槠人工林;5—8月4种类型森林土壤氨态氮淋溶通量差异较大,但大体上表现为杉木人工林>45年生次生林>9年生次生林>米槠人工林。(3)9年生和45年生次生林、米槠人工林、杉木人工林土壤总氮年淋溶量分别为14.24,13.27,7.26,10.97 [g/(m²·a)],硝态氮年淋溶量分别为10.88,9.97,5.35...     

浙江省天台县不同森林类型枯落物及土壤水文特性

[目的]掌握浙江省天台县不同森林枯落物和土壤的持水能力,为该区域今后在森林水源涵养等方面提供科学依据。[方法]采用野外调查和室内浸泡法,对天台县8种森林类型(毛竹林、阔叶混交林、针阔混交林、针叶混交林、马尾松林、杉木林、黑松林、木荷林)枯落物及林下土壤持水性进行了研究。[结果] 8种森林类型的枯落物蓄积量在8.05～23.84 t/hm~2之间;最大持水量变化范围为14.59～35.15 t/hm~2,其大小排序为:木荷林针阔混交林阔叶混交林马尾松林杉木林黑松林毛竹林针叶混交林;8种森林类型林下枯落物持水量与浸泡时间之间变化规律基本一致,持水量与浸泡时间呈对数函数关系,不同森林类型林下枯落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系;各森林类型土壤容重介于0.83～1.21 g/cm~3,土壤持水力变化范围为200.74～575.70 t/hm~2,其大小依次为:黑松林针阔混交林木荷林杉木林毛竹林马尾松林阔叶混交林针叶混交林。[结论]阔叶林以及含有阔叶树种的森林类型枯落物以及林下土壤持水能力均较强,其中土壤持水能力最强的为黑松林。     

青冈栎混交林生物量及碳储量分布特征

以湖南永顺43年生青冈栎混交林为研究对象,采用平均木法和样方收获法测定乔木层生物量和林下植被层生物量,采用重铬酸钾—水合加热法测定样品碳素含量,对林分各组分的生物量和碳储量分布特征进行研究。结果表明:青冈栎混交林单位面积生物量为320.03t/hm~2,各组分单位面积生物量由大到小的排列顺序为乔木层、枯落物层、灌木层和草本层。林分单位面积碳储量高达389.43t/hm~2,其中植被层和土壤层分别为249.02,140.41t/hm~2。林分内青冈栎、栲树和杉木单株平均蓄积分别为0.156 1,0.2912,0.296 0m~3,单株平均碳储量分别为103.85,99.15,97.90kg。青冈栎属于生长速度较慢但木材密度大的树种,单株平均蓄积仅有栲树和杉木的单株平均蓄积的1/2左右,但其单株平均生物量和碳储量却比栲树和杉木的单株平均生物量和碳储量要高,表明树种碳汇能力的高低并不完全取决于树种生长速度的快慢,这对今后生态公益林树种的选择提供了一个新的方向。     

生物质炭施用对杉木幼苗土壤磷组分的影响

通过盆栽试验,采用Hedley连续浸提法研究不同生物质炭施用量处理(CK:0 t/hm2;B12:12 t/hm2;B36:36 t/hm2)对杉木幼苗土壤磷组分的影响.结果表明:与CK相比,试验180 d后B12和B36处理土壤全磷与有效磷含量分别增加了8.7％～26.0％ 和24.0％～101.7％,有效磷在全磷中...     

太行山丘陵区不同龄级栓皮栎人工林养分循环特征

为定量分析植被恢复进程的变化特征,以太行山丘陵区的栓皮栎人工林为研究对象,在样方调查的基础上,对其各器官N、P、Ca 3种营养元素的含量、积累、分配和养分循环变化情况进行研究。结果表明：1）不同植物器官中,营养元素含量差异明显;各龄级中,营养元素含量最多的器官是树叶,树干含量最低;营养元素含量的排序为Ca〉N〉P。2）林地土壤有机质、N和P含量随龄级增加呈明显增长趋势,植被恢复能明显加快土壤肥力的提高。3）20-40 a栓皮栎人工林营养元素积累量为2764.58-3689.38 kg/hm^2,年存留量为89.88-138.17 kg/（hm^2·a）,归还量为229.80-262.06 kg/（hm^2·a）。随龄级增加,营养元素储存总量随之升高,而存留量反而降低;吸收量和归还量呈现先升高后降低的趋势;不同营养元素的储存量、吸收量、归还量和存留量的大小排列次序均为Ca〉N〉P。4）循环系数和周转时间随龄级增加而升高,利用系数则呈现下降趋势;各元素之间Ca的周转时间最长（12.73-16.19a）,利用系数最小。     

氮施用量对夏玉米土壤水氮动态及水肥利用效率的影响

采用田间小区试验,监测夏玉米不同生长期土壤水分和硝态氮剖面含量变化,研究不同施氮量对其时空变化及籽粒产量、水肥利用效率的影响,探讨氮肥对水肥资源高效利用的调节作用。结果表明：不同施氮处理,土壤剖面水分和硝态氮随土壤深度的变化趋势基本一致,即表层50 cm土壤水分和硝态氮含量较高且呈降低态,50-110 cm相对较低且波动较小,灌浆期二者均达到最低值;各生长期表层50 cm土壤含水量呈不施氮处理均高于施氮处理,50-110 cm土层则相反;施氮能提高土壤硝态氮含量,土壤硝态氮运移受土壤水分状况和含量的影响,含量越高,向下移动越深;施氮能显著提高水分利用效率及籽粒产量,增产效果明显（增产28.52%-37.86%）,二者均以施氮240 kg/hm^2处理最高;随施氮量的增加籽粒产量及籽粒吸氮量和水分利用效率增幅均表现为先升高后降低之趋势,当施氮量超过240 kg/hm^2后,籽粒产量和水分利用效率提高并不显著;不施氮与施氮处理氮素生产力、氮肥利用率之间均存在极显著差异。在本试验条件下,从控制土壤硝态氮积累及取得较高的产量和氮素利用率综合考虑,夏玉米的适宜施氮量范围应控制在120-240 kg/hm^2较好。     

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。     

坝上高原杨树人工林的枯落物及土壤水源涵养功能退化

为探究坝上高原不同退化程度杨树人工林对枯落物及土壤水源涵养功能退化的影响,于2016年7—9月在张北县进行样地调查,对不同退化程度杨树人工林地枯落物及土壤水源涵养功能进行定量分析。结果表明:(1)林下枯落物储量表现为轻度退化(24.68t/hm~2)中度退化(13.43t/hm~2)重度退化(3.66t/hm~2),枯落物有效拦蓄量表现为轻度退化(29.28t/hm~2)中度退化(23.18t/hm~2)重度退化(3.30t/hm~2),最大持水量为轻度退化(34.90t/hm~2)中度退化(24.13t/hm~2)重度退化(3.86t/hm~2),最大持水率表现为轻度退化(228.80%)中度退化(228.70%)重度退化(119.94%),枯落物持水量、持水速率与浸水时间分别符合对数函数与指数函数;(2)不同退化程度土壤容重范围为1.65～1.80g/cm~3,毛管孔隙度为27.42%～33.64%,总孔隙度为29.97%～38.57%;(3)林地土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数关系,稳渗速率表现为中度退化(3.32mm/min)轻度退化(2.58mm/min)重度退化(2.44mm/min)。坝上高原退化杨树人工林的枯落物及土壤的水源涵养能力处在较低水平,随退化程度增大而显著下降。因此,在森林经营中应注意合理的树种选择,对退化较严重的林地通过补植其他树种或促进更新进行修复。研究结果可为当地杨树人工林退化评价及相关恢复重建提供一定的理论依据及参考。     

氮沉降背景下生物炭施用对土壤有机碳组分的影响

通过18个月的盆栽试验,以杉木幼苗为研究对象,研究不同水平氮(N)沉降背景下(N0(0)、低N(40 kg/(hm2·a))和高 N(80 kg/(hm2·a))生物炭(BC)施用(B0(0)、B1(12 t/hm2)和 B2(36 t/hm2))对土壤有机碳(SOC)组分的影响.结果表明:与对照相比,单独施用BC以及...