重庆四面山林下典型植被对水分截留的影响

为探究西南地区林下植被与水分运移的定量关系,研究林下植被对水分截留的影响,在重庆四面山选取草珊瑚(Sarcandra glabra Nakai)、杜茎山(Maesa japonica Moritzi)、常山(Orixa japonica Thunb)3种典型常见灌木,采用人工模拟降雨方法分别研究了单株灌木、枯落物截留特征以及灌木和枯落物组合结构的截留特征。结果表明:(1)单株灌木、枯落物、灌木和枯落物组合结构对降雨的截留过程大致分为3个阶段,即快速截留阶段、饱和稳定阶段和降雨结束滞后冠滴雨阶段;(2)3种典型灌木草珊瑚、杜茎山、常山的截留量均随降雨强度的增大呈先增大后减小的规律;(3)枯落物最大截留量与降雨强度呈正相关关系,枯落物单位面积质量与枯落物平均最大、最小截留量间呈正相关关系;(4)与单株灌木和枯落物各自截留状况相比,灌木和枯落物组合结构最大截留量与降雨强度呈正相关关系,且快速截留阶段历时较长、最大截留量也较大。在雨强为35mm/h时,草珊瑚、杜茎山和其枯落物组合结构最大截留量大于灌木和枯落物各自最大截留量之和,常山和其枯落物组合结构最大截留量小于常山和其枯落物各自的最大截留量之和,在雨强为70,95mm/h时各组合结构最大截留量小于单株灌木和枯落物单独的最大截留量之和。林下灌木和枯落物在水分运移过程中均扮演了重要角色,其中枯落物对水分截留的贡献更大。因此,合理进行林下植被构建与配置能有效截留水分,对减少林地土壤侵蚀有一定的积极作用。     

小叶锦鸡儿灌丛化对退化沙质草地土壤孔隙特征的影响

以内蒙古太卜寺旗地区退化沙质草地为研究对象,对该地区的小叶锦鸡儿灌丛化草地中的灌丛斑块和草地斑块分别取原状土柱各三个进行CT扫描,利用Fiji软件分析土壤孔隙结构特征的差异。研究结果表明,小叶锦鸡儿灌丛化对土壤的孔隙结构有较大影响,灌丛斑块土壤的总孔隙数、大孔隙数、总孔隙度、大孔隙度和孔隙等效直径均大于草地斑块土壤,灌丛斑块土壤的平均大孔隙度是草地斑块土壤的3倍。草地斑块土壤的大孔隙主要分布在0~50 mm土层深度,而灌丛斑块土壤的大孔隙在0~400 mm深度都有分布,这与土壤中灌丛的丰富根系分布有关。     

灌丛化对高寒草甸土壤水力性质的影响

全球气候变化背景下,青藏高原高寒草甸灌丛化已经成为青藏高原植被景观的主要变化趋势。为了更好地认识和理解灌丛化与高寒草甸生态系统的关系,以青藏高原东缘川西锦鸡儿(Caragana Erinacea Kom)和金露梅(Potentilla Fruticosa)灌丛化高寒草甸为对象,采用环刀浸泡法和双环入渗法研究了其在未灌丛化、轻度灌丛化、中度灌丛化和重度灌丛化阶段土壤持水和入渗能力特征。结果表明：(1)2种灌丛化草甸土壤容重在中度灌丛化阶段最低,总孔隙度在中度灌丛化阶段最高。(2)随着灌丛化程度的增加,2种灌丛化草甸土壤含水量呈增加趋势,表现为在重度灌丛化阶段最高;土壤毛管持水量、田间持水量和最大持水量呈抛物线变化趋势,在中度灌丛化阶段最大。(3)2种灌丛化草甸土壤的初渗率、稳渗率和入渗速度随灌丛化程度的增加总体表现为增加趋势,其中在中度和重度灌丛化阶段显著高于未灌丛化阶段。(4)相关性分析表明,灌丛化草甸土壤的入渗指标与土壤含水量、非毛管孔隙度有显著相关关系。因此,高寒草甸灌丛化过程中,土壤水力性质的改变通常发生在中度和重度灌丛化阶段。     

高寒草地灌丛化对土壤团聚体稳定性及有机碳分布特征的影响

灌丛化是草地生态系统面临的重大生态环境问题之一,是影响高寒草地土壤碳库储量的重要因素。采集青藏高原灌丛化和未灌丛化草地土壤样本,用Cambardella和Elliott湿筛法和沉降虹吸法测定土壤团聚体含量及其稳定性、有机碳(SOC)和全氮(TN)含量,分析了草地灌丛化对土壤团聚体数量及其稳定性的影响。结果表明,灌丛化和未灌丛化草地土壤团聚体以2～0.25 mm粒径为主,但灌丛化草地土壤微团聚体(≤0.053 mm)含量显著低于未灌丛化草地,表明草地灌丛化主要影响土壤微团聚体而对大团聚体含量影响不显著。灌丛化草地土壤团聚体稳定性低于未灌丛化草地土壤,表明草地灌丛化后土壤结构稳定性降低。灌丛化草地土壤SOC和TN含量显著低于未灌丛化草地土壤,说明在气候变化影响下高寒草地灌丛化可能会降低土壤碳库储量。     

植被变化对人工林地蓄水功能的影响

为探讨混交林改为桉树人工林后土壤层和凋落物层水量调蓄功能的变化规律,采用室内试验与野外监测相结合的方法,研究了尾巨桉林和马尾松×杉木混交林0—30 cm土壤层和凋落物层的蓄水功能。结果表明,3年生尾巨桉林0—15和15—30 cm土层土壤容重分别比马尾松×杉木混交林的低8.8%和4.6%,尾巨桉林土壤饱和持水率显著大于混交林;混交林改为尾巨桉林后,0—30 cm土壤层最大蓄水量没有发生显著变化,但土壤水分蒸发速率加快,非降雨天气下尾巨桉林土壤蓄水量显著低于混交林;改为尾巨桉林后林地凋落物现存量和潜在蓄水量显著减少,但随着林龄增加,尾巨桉林地凋落物现存量和潜在蓄水量逐渐回升,凋落物最大持水率逐渐降低;降雨条件下人工林凋落物层比土壤层易于达到其理论最大蓄水量。     

旅游干扰对重庆市黄水国家森林公园枯落物及土壤蓄水能力的影响

[目的] 探索不同旅游干扰强度对景区枯落物及土壤蓄水能力的影响,为景区管理措施制定和生态环境改善提供一定的参考。[方法] 以重庆市黄水国家森林公园为研究对象,分析非干扰、轻度干扰、中度干扰和重度干扰4个处理条件下景区枯落物及土壤蓄水能力的变化。[结果] 随着旅游干扰强度的增强,景区枯落物及土壤蓄水能力均显著降低,而土壤容重则显著提升（p<0.05）。与未干扰相比,重度干扰下景区枯落物总蓄积量、未分解层和半分解层蓄积量分别显著降低55.30%,57.47%和49.19%（p<0.05）;未分解层枯落物最大持水率、最大拦蓄率、有效拦蓄率、最大持水量、最大拦蓄量及有效拦蓄量分别降低19.83%,24.83%,20.22%及57.89%,56.67%%和62.35%,而半分解层则分别降低30.01%,33.21%,37.48%及69.90%,70.94%,72.77%;土壤容重提升97.33%（p<0.05）,总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量、初渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量分别提升26.57%,8.83%,17.74%,38.64%,42.98%,32.13%,67.01%,65.23%,64.22%和44.01%（p<0.05）。[结论] 旅游干扰通过降低景区枯落物尤其是半分解层枯落物和土壤蓄水能力而影响景区生态系统水文调节功能。     

宁夏六盘山林区几种主要森林植被生态水文功能研究

从森林冠层、枯枝落叶层、土壤层等方面分析了六盘山林区水源涵养林油松、华北落叶松、辽东栎、红桦、李灌丛及杂灌丛6种森林生态系统在水文过程中的作用。试验结果表明:各植被类型的林冠层截留各不相同,在雨季(6～9月)辽东栎和华北落叶松的截留率相当,红桦的最小。各种植被类型的冠层月截留率除红桦外都是6月份最大,7,8,9三个月截留率呈波动状下降,但均为7月份的截留量最多,而红桦在6,7,8月份的截留率相当,9月份的较小;枯落物最大持水深以红桦的最大,灌丛类型的最小;土壤水文特性各异,0～80cm土层平均容重以红桦的最小,油松的最大,总孔隙度以红桦的最大,油松的最小,非毛管孔隙度以杂灌丛的最大,华北落叶松的最小,从土壤持水深看,0～80cm土层的杂灌丛土壤最大持水量最大,油松的最小;0～80cm土壤毛管持水量以华北落叶松的最大,红桦的次之,李灌丛的最小。同时对山区的降水特性进行了研究,发现降水量随海拨高度增加降水量增加,平均每100m抬升雨量5 28%,至海拨2640m以后降水量又开始下降,平均每100m递减4 27%。     

黄土高原典型植被枯落物坡面分布及持水特征

选取黄土高原丘陵沟壑区刺槐、柠条、铁杆蒿、白羊草4种典型植被样地,系统研究枯落物蓄积量、持水量和拦蓄量变化情况。结果表明:(1)枯落物地表蓄积量(0.14~0.83kg/m~2)和土壤中混入量(0.18~0.66kg/m~2)均表现为林地灌木林地草地,而土壤中枯落物所占比重(44.1%~73.5%)则表现为草地灌木林地林地;林地(刺槐和柠条)地表枯落物和土壤中枯落物沿坡长均表现为增加—减少交替的周期性变化,草地(白羊草和铁杆蒿)则随坡长的增大而增加。(2)枯落物持水量可表示为浸泡时间的对数函数(R2≥0.89,p0.01);白羊草样地地表枯落物持水量最高,刺槐林地土壤中枯落物持水量最高;土壤中枯落物最大持水量均不同程度地高于地表枯落物(1.9~2.5倍)。(3)土壤中枯落物有效拦蓄量校正系数为0.34~0.48,普遍小于地表枯落物;地表和土壤中枯落物有效拦蓄量分别为2.4~12.5t/hm~2和1.6~5.8t/hm~2,其中林地土壤中枯落物有效拦蓄量低于地表枯落物,而草地则高于地表枯落物。总体而言,刺槐样地枯落物总有效拦蓄量最大(16.4t/hm~2),是其他样地的1.5~4.1倍。研究结果为评价黄土高原典型植被枯落物持水特征、深入理解植被恢复水文效应提供重要依据。     

沙质海岸不同植被类型土壤水源涵养功能的研究

对沙质海岸不同植被类型水源涵养功能进行研究．结果表明：不同植被类型改良土壤物理性质和涵养水源的能力有较大差异，混交林地比纯林和草甸具有更好的改良土壤作用和涵养水源功能。黑松紫穗槐混交林、黑松刺槐混交林、黑松麻栎混交林、黑松纯林和草甸的总贮水量分别为1973．97t／hm^2 ，1760．95t／hm^2，1727．44t／hm^2，1638．60t／hm^2和1413．04t／hm^2，其中土壤层贮水量占总蓄水量的97％以上，而其枯落物的最大持水量依次为15．3t／hm^2，22．15t／hm^2，43．42t／hm^2．11．27t／hm^2和9．4t／hm^2。因此，建议沙质海岸植被恢复以乔灌混交林为主。     

宁夏六盘山几种典型水源涵养林林分结构与水文功能的关系简

为量化水源涵养林林分结构与其水文功能之间的关系,以宁夏六盘山香水河小流域内的4种典型结构林分（华北落叶松＋灌木复层林、华北落叶松纯林、稀植乔木的天然灌丛林、天然灌丛林）为对象,在生长季内定位观测各林分的结构特征、冠层和枯落物截持及林下蒸散量的变化.结果表明：1）林冠截留率的大小表现为天然灌丛林（25.92％）＞华北落叶松纯林（23.38％）＞华北落叶松＋灌木复层林（22.81％）＞稀植乔木的天然灌丛林（22.07％）.2）林下枯落物层的持水性能表现为华北落叶松＋灌木复层林（26.49 t/hm2）＞华北落叶松纯林（23.06 t/hm2）＞稀植乔木的天然灌丛林（16.89 t/hm2）＞天然灌丛林（14.45 t/hm2）.3）林下日均蒸散量以稀植乔木的天然灌丛林最大（1.09 mm/d）,其次为华北落叶松＋灌木复层林（0.96 mm/d）,而华北落叶松纯林（0.88 mm/d）和天然灌丛林较小（0.69 mm/d）.4）回归分析表明：冠层截留量随着林分叶面积指数的增加而增加,在不同降雨强度条件下（除暴雨外）,二者的关系可以很好地用指数函数来表达（P＜0.01）;在排除林外气象因子变化对林内环境的干扰外,林下蒸散量随着林分叶面积指数的增加而呈对数函数的下降趋势（R2=0.639,P＜0.01）.     

黄土丘陵沟壑区典型灌木林地枯落物的蓄积特征及持水性能

[目的]对黄土丘陵区不同植被枯落物层持水效能进行研究,为该区植被恢复和水土流失防治提供理论基础。[方法]以柠条、沙棘、狼牙刺、杠柳4种典型灌木林地枯落物层为研究对象,采用室内浸泡法对其水文效应特征进行分析。[结果]①沙棘林地地表枯落物蓄积量最大(1.048 kg/m~2);沙棘林地土壤中枯落物量最大(0.674 kg/m~2);土壤中枯落物占枯落物总蓄积量的20.15%～68.75%,其中柠条和狼牙刺土壤中枯落物高于地表枯落物。②地表枯落物和混入土壤枯落物的持水量均随浸泡时间呈极显著对数函数关系(R~2≥0.745,p0.01),地表枯落物5 min持水量可以达到最大持水量的40%,且与最大持水量存在显著的幂函数关系(R~2=0.38,p0.01),可以通过5 min持水量来拟合最大持水量,而混入土壤枯落物并没有呈现这一规律。混入土壤枯落物的持水量显著大于地表,其中地表枯落物有效持水量杠柳最大(2.13 g/g),土壤中枯落物有效持水量柠条最大(1.90 g/g)。③地表枯落物有效拦蓄量沙棘林地最大,为21.16 t/hm~2;土壤中枯落物有效拦蓄量柠条林地最大,为10.01 t/hm~2;土壤中枯落物拦蓄量的校正系数变化范围在0.18～0.42之间。[结论]土壤中枯落物不容忽视,其混入量占枯落物总蓄积量的1/5甚至2/3以上;柠条总有效持水量最大,而受枯落物类型和积累量的影响,沙棘总拦蓄能力最大,具有较强的水源涵养和水土保持功能。     

陇东黄土高原不同林龄苹果林地枯落物及土壤的水文效应

[目的]探讨甘肃省东部黄土高原苹果林地枯落物和土壤持水规律,为经济林的经营管理和生态效益评价提供科学依据。[方法]以林龄为1,3,7,13,29a的苹果林地为研究对象,野外收集样品并采用室内浸水法和环刀法测定枯落物和0—80cm土层的土壤水文性能。[结果](1)7a林地的枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量显著高于1,3,13,29a的苹果林地;(2)苹果林地枯落物最大持水量为5.02~20.66t/hm2,与浸水时间呈对数关系(R0.90);最大持水率为120.46%~352.53%,与浸水时间呈幂函数关系(R0.64);(3)随林龄增加,土壤容重变化不大,其变化范围为1.173~1.372g/cm3,但总孔隙度、毛管孔隙度及最大持水量均表现为先增大后减小,分别为52.46%~57.06%,46.34%~51.87%,1 049.15~1 141.26t/hm2,非毛管孔隙度与有效持水量总体呈增加趋势;(4)林龄为3a的初渗率和平均渗透速率均高于其他林龄苹果林地,为3a1a29a7a13a。因此,林龄为3a的苹果林地在整个渗透时间内其渗透性均高于其他林地。[结论]苹果经济林能显著提高水源涵养和水土保持功能,但枯落物和土壤的水文效应随林龄增加的变化并不同步,且随林龄增大也会出现功能衰退的趋势。     

两种利用类型煤矸山复垦重构土壤贮水特性研究

土壤贮水能力是复垦地植被恢复和生态重建的基础。因此开展煤矸山复垦重构土壤贮水能力研究对于指导煤矸山植被复垦具有重要意义。以长治王庄煤矸山复垦6 a的林地（SL）和草地（GL）为对象,分析了2种利用类型煤矸山复垦重构土壤1 m土层贮水状况。结果表明:（1）复垦林地（SL）和复垦草地（GL）土壤容重分别较普通林草地（CK）高12.7%和19.0%（p > 0.01）。两种复垦地土壤容重的剖面变化有别于普通农地,并且其差异主要体现在60 cm以上土层。（2）SL样地和GL样地土壤总孔隙度分别较CK样地低20.5%和30.9%,非毛管孔隙度分别较CK低80.0%和74.9%,而土壤毛管孔隙度分别较CK样地高14.1%和2.4%,因此,两种复垦地土壤饱和贮水量和非毛管贮水量明显低于普通农地,但毛管贮水量高于普通农地。（3）SL样地和GL样地1 m土层土壤平均含水量和总贮水量分别较CK样地高7.8%,12.3%和23.5%,34.9%,但两种复垦地与普通农地1 m土层含水量和贮水量的差异在60—100 cm最大。     

河北太行山典型水土保持经济林枯落物持水特性

选取河北太行山区典型坡面经济林板栗、苹果与立地条件相近的荒坡的枯落物蓄积量与持水能力进行研究。结果表明:枯落物总蓄积量范围为6.62~15.83 t/hm²,表现为板栗林总蓄积量最大,荒坡总蓄积量最小。枯落物最大持水量变化范围为13.41~53.9t/hm²。板栗林有效拦蓄量可达42.23 t/hm²,在各林分中最大;荒坡有效拦蓄量为19.55 t/hm²,在各林分中最小。枯落物持水量、吸水速率均与浸泡时间呈相关关系,前者为对数关系（R>0.97）,后者为幂函数关系（R>0.98）。综合分析各林分枯落物层的持水能力,可知水土保持经济林持水能力远大于荒坡。     

不同降水对荒漠灌丛土壤理化性质和地表植被分布的影响

[目的]揭示荒漠灌丛土壤理化性质及地表草本分布特征对降水分布变化的响应,为干旱风沙区人工植被建设模式选择、沙漠化防治及未来应对气候变化提供依据.[方法]在榆林市榆阳区、盐池县、沙坡头保护区,以共有人工栽植灌丛柠条(Caragana korshinskii)、油蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,以灌丛...     

植被恢复模式对黑土贮水性能及水分入渗特征的影响

采用双环法对黑龙江省克山农场5种主要的人工林植被类型(水曲柳林、樟子松林、落叶松林、美青杨林和水曲柳落叶松混交林)土壤的贮水性能和渗透特征进行了对比研究。研究结果表明:所研究的5种林地土壤1 m土层范围内饱和贮水量在5 347.01~5 762.91 t/hm2之间,水曲柳和落叶松林地最大,其它3种林地间则差异较小;滞留贮水量在543.43~916.13 t/hm2之间,从大到小的顺序依次为落叶松林>水落混交林>美青杨林>水曲柳林>樟子松林;初渗速率的变化范围为14~33 mm/min,水落混交林最高,依次分别为落叶松林、美青杨林、水曲柳林、樟子松林;稳渗速率在1~8 mm/min之间;30 min累计入渗量水落混交林和美青杨树林地要远高于其它林地,水曲柳和落叶松林地次之,樟子松林地最小。采用的4种入渗模型都能较好地反映各种林分土壤的入渗过程,平均相关系数r在0.927 2~0.953 6之间,而考斯加可夫模型和Philip模型的拟合值更接近于实测值,更适用于描述本研究区森林植被下的土壤入渗特征。     

工程堆积体上不同植被类型枯落物和土壤水文效应

为探讨工程堆积体不同植被类型的枯落物特征、枯落物持水及拦蓄能力、土壤物理性状和土壤涵水性能,采用室内浸水法和环刀法分别对工程堆积体植被与原生植被的枯落物及0—20 cm土层的持水能力进行研究.结果表明:(1)不同植被类型枯落物厚度及蓄积量均存在显著差异(P<0.05),原生乔木林、乔木林、灌木林、草地枯落物厚度依次为3...     

喀斯特森林表层土壤持水能力空间分布特征及其影响因素

[目的] 探究喀斯特森林表层土壤持水能力空间分布特征及其影响因素,为提升该地区森林土壤水源涵养能力提供科学参考。 [方法] 以贵州省茂兰喀斯特原始森林表层土壤(0—10 cm)为研究对象,采用环刀法与室内浸泡法对土壤物理结构和持水特性进行测定,并利用方差分析、RDA分析等方法探究不同地形部位土壤持水能力空间分布差异及其影响因素。 [结果] ①土壤物理特征呈高异质性,土壤容重、土壤含水量、孔隙度、机械组成等在不同坡向、坡位和海拔间均具有显著性差异。 ②土壤持水率在不同坡向间差异最显著,土壤持水量在不同岩石裸露等级间差异最显著。土壤最大持水率、毛管持水率、饱和持水量与毛管持水量均随着坡位和海拔的增加而增加,且随着岩石裸露等级的下降而增加。土壤综合持水能力在低裸露、低海拔地区较好。 ③相关分析表明,地形特征、土壤物理特性与土壤持水率的相关性更强,林分特征与持水量的相关性更强,林分密度与持水量显著负相关,平均胸径、平均树高与持水量显著正相关。 ④PCA分析结果表明,土壤持水量是表征茂兰喀斯特森林表层土壤持水性能的第一主要因子,土壤持水率为第二主要因子,主成分一、二累计贡献率为77.5%。RDA分析结果表明,土壤孔隙度、岩石裸露等级是茂兰喀斯特森林表层土壤持水能力的主要影响因素。 [结论] 茂兰喀斯特森林土壤持水能力具有高异质性,在不同地形部位间差异显著,非毛细孔隙度(P_nc)是影响土壤持水能力的主要因子。     

森林植被垂直截留作用与水土保持

本文分析了林冠层、灌木草本层、枯枝落叶层的截留量及其削减的降雨能量,并以六盘山林区各森林流域为例。评论了垂直截留作用对林地土壤和森林流域水量收入的影响,阐明了森林植被垂直结构中各层次在保持水土中的地位。     

不同林龄华北落叶松人工林枯落物储量及持水特性研究

对3种不同林龄阶段的华北落叶松人工林林下枯落物储量及其持水特性进行分析的结果表明:枯落物储量幼龄林、中龄林、近熟林分别为42.23、57.11、65.00t/hm2;各林龄林下枯落物最大持水量均是未分解层小于半分解层,未分解层最大持水量是其风干重的280%～374%,半分解层最大持水量是其风干重的408%～466%;3种林龄按林下枯落物未分解层持水量大小排序为近熟林>幼龄林>中龄林,按半分解层持水量大小排序为近熟林>中龄林>幼龄林。各林龄各层枯落物持水量与浸水时间之间的最佳拟合关系式为W=alnt+b;各林龄各层次枯落物吸水速率与浸水时间之间的关系式为S=ktn,在0—1h内吸水速率急剧下降,1h以后下降平缓,吸水作用逐渐减小。