冀北山地桦木林土壤水分物理性质研究

以4种不同桦木组成比例的林分类型为研究对象,比较其土壤水分-物理性质,结果表明:土层深度与容重呈正相关,落桦混交林土壤容重最大(1.14g/cm~3),桦木混交林最小(1.00g/cm~3);土壤孔隙度整体规律基本一致,随土层深度增加而减小,土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤总孔隙度均是黑桦纯林最大,分别为45.0%、9.6%、53.6%;土壤持水量(除桦木混交林规律不明显外)整体规律基本一致,随土层深度的增加而减小,土壤毛管持水量均值桦木混交林最大(43.2%),土壤最大持水量均值黑桦纯林最大(49.3%);土壤入渗速率与时间呈幂函数关系,初渗速率和稳渗速率规律一致,均是桦木混交林最大、桦杨混交林最小。     

黄河三角洲不同林分类型对土壤水分物理特性的影响

【目的】探讨黄河三角洲不同林分类型对盐碱地土壤水分物理性质的影响,以期为盐碱地植被恢复和树种选择提供理论依据。【方法】以未造林盐碱空地为对照,选择盐碱地3种林分类型(白蜡、柳树、杜梨)为对象,运用野外取样与室内分析相结合的方法,对各样地0～60 cm不同土层深度的土壤容重、孔隙度、持水贮水能力以及渗透性等指标进行了分析。【结果】与未造林空地相比,白蜡、柳树、杜梨3种林分样地的0～60 cm土层平均土壤含盐量、容重分别降低了63.33%、59.46%、50.37%和7.59%、5.70%、3.16%,而平均总孔隙度和毛管孔隙度分别提高了10.64%、6.10%、4.22%和2.56%、9.52%、5.36%,且中上层(0～40 cm)明显优于下层(40～60 cm);不同林分类型在降低土壤容重、提高土壤孔隙度方面以白蜡林最佳,杜梨林最弱;土壤持水、贮水性能在不同林分类型和各土层间虽存在一定差异,但均优于空地,其中白蜡、柳树、杜梨3种林分类型的0～60 cm土壤平均饱和贮水量分别为空地的1.11、1.06和1.04倍,与空地差异显著(P 0.05);3种林分类型的土壤入渗过程均能用回归方程进行高精度拟合,不同林分类型的土壤初渗速率、稳渗速率及平均入渗速率大小均表现为白蜡林柳树林杜梨林空地,且与空地差异显著(P 0.05)。【结论】在黄河三角洲区营造不同类型人工林均有利于改善土壤水分物理状况,提升盐碱地土壤质量,今后在该区植被恢复过程中可考虑采用白蜡树种造林。     

太行山低山丘陵区不同水土保持林地土壤渗透性能及其影响因素研究

为了探讨太行山低山丘陵区不同水土保持林地土壤渗透性能及其影响因素,本文通过野外调查和室内分析相结合的方法,分析了该区域3种30年生的侧柏、刺槐和栓皮栎水土保持林地土壤的入渗特征并进行综合评价,同时进行入渗过程模拟及土壤入渗影响因素研究,结果表明:(1)3种水土保持林地土壤初渗速率、平均入渗速率、稳渗速率、前30min入渗量均大于相同土层裸地土壤入渗数值,同时也表现为随土壤深度的增加而降低,不同样地0~20 cm土层土壤渗透速率均呈现侧柏刺槐栓皮栎裸地的趋势。(2)不同样地土壤渗透性能综合评价结果为侧柏(2.414)刺槐(-0.817)栓皮栎(-1.169)裸地(-1.180)。(3)土壤入渗模型拟合结果表明Philip入渗模型对不同恢复阶段土壤入渗过程拟合效果最好,Kostiakov入渗模型拟合效果次之,Horton入渗模型拟合效果最差,不适合用于描述该区域土壤入渗特征。(4)土壤渗透特性指标与土壤密度、非毛管孔隙度、总孔隙度、有机质质量分数、根质量密度、根表面积密度、根体积密度、根平均直径存在显著相关关系(P0.05);土壤理化性质指标和根系结构指标中对土壤渗透性能产生影响作用最大的分别是总孔隙度和根表面积密度,典型相关负荷量分别为21.029和0.713。     

枯落物层对六盘山华北落叶松人工林土壤性质的影响

为探究枯落物层对六盘山华北落叶松人工林土壤物理、水文性质的影响,于2017年通过设置不同密度的华北落叶松人工林枯落物保留/去除样地,调查了枯落物保留/去除样地林下土壤物理和水文性质的差异。结果表明:枯落物层能够增加土壤的孔隙度、土壤蓄水和渗透能力,去除地表枯落物(LR)和保留枯落物(CK)两种林分在0～100 cm土层中平均容重分别为1.38 g/cm~3和1.30 g/cm~3,平均总孔隙度分别为44.88%和49.74%,毛管孔隙度分别为36.33%和42.56%,非毛管孔隙度表现为8.55%和7.19%,LR和CK土壤初渗速率变化为6.25和7.98 mm/min,土壤稳渗速率范围为3.81和5.22 mm/min,土壤平均入渗速率LR和CK分别为4.38和5.64 mm/min。以上结果说明了枯落物层会显著影响华北落叶松人工林的土壤物理水文性质。     

西藏色季拉山不同海拔梯度急尖长苞冷杉林土壤水源涵养功能研究

对西藏色季拉山急尖长苞冷杉林3 700~4 200m海拔梯度上土壤物理性质、持水性能及土壤渗透性能进行测定,研究其土壤水分物理性质和水源涵养功能特征。结果表明:西藏色季拉山急尖长苞冷杉林土壤容重在垂直剖面上表现为随着土层的加深而增大,随着海拔梯度的上升而减小。而土壤总孔隙度的变化特征与土壤容重正好相反,其中海拔4 200m处0~10cm土层的土壤容重最小,为0.561g/cm~3;海拔3 800m处、20~40cm土层的土壤容重最大,为1.1g/cm3。土壤最大持水量、最大滞留水量、饱和贮水量均随着海拔的上升而增加,土壤入渗性能指标(初渗速率、稳渗速率、平均渗透速率、渗透总量)在同一海拔梯度不同土壤层次上均表现为随着土层深度的加深而逐渐减小的趋势。从不同海拔梯度看,4个入渗指标在海拔3 700m处呈现最大值,而在海拔4 200m处呈现最小值。通过主成分分析综合评价,海拔4 100m处急尖长苞冷杉林土壤涵养水源功能最强,而海拔4 200m和海拔3 900m处最弱。总的来说,林线植被生境的脆弱和人为干扰是影响色季拉山急尖长苞冷杉林土壤水源涵养功能的重要因素。     

不同管护类型毛竹林土壤渗透性能的研究

以福建省永安市不同管护类型的毛竹林为研究对象,对毛竹林Ⅰ(挖笋+劈草)、Ⅱ(挖笋+劈草+专用肥)和Ⅲ(挖笋+劈草+专用肥+灌水)土壤的持水能力和渗透性能进行了研究.结果表明:管护类型对毛竹林土壤的持水能力有显著影响,林分Ⅱ60 cm土层最大持水能力为3 498.33 t·hm-2、林分Ⅲ为3 333.33 t·hm-2,林分Ⅰ为3 254.00 t·hm-2;林分Ⅰ 60 cm土层毛管持水能力为2 806.67 t·hm-2,林分Ⅲ为2 728.0 t·hm-2,林分Ⅱ为2 638.330 t·hm-2;与土壤渗透性密切相关的土层非毛管持水能力的排列顺序为Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅰ,分别为860.00、605.33、447.33 t·hm-2.土壤入渗能力均随着土壤深度的增加而降低,三种林分土壤渗透性能的排列顺序为Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅰ,毛竹林Ⅱ土壤的初渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量平均值最大,分别为10.733 9、7.677 8、8.9394 mm·min-1和354.227 8 mL·cm-2;毛竹林Ⅰ土壤的初渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量平均值最小,分别为1.861 6、1.211 8、1.453 5 mm·min-1和33.575 8 mL·cm-2.不同管护类型对毛竹林不同层次土壤入渗性能的影响程度不同,对表层土壤的影响最为显著.Kostiakov模型可以很好地模拟不同管护类型毛竹林土壤水分入渗过程,模型决定系数R2处于0.840 9～0.976 0.     

四川盆周西缘山地典型人工林下土壤物理性质研究

以混交林为对照,对四川盆周西缘山地楠木(Phoebe bourmei)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、柳杉(Cryptomeria fortune)3种林型的土壤物理特性进行研究,研究了各林分类型0～20 cm和20～40 cm土层的土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、毛管持水量、总孔隙度等物理性质。结果表明:(1)各林分土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、毛管持水量、总孔隙度均随着土层的加深而降低,而土壤容重则增加;(2)楠木人工林和混交林较柳杉和水杉的土壤立地改善效果更好。研究表明,人工林经过长期演替后,其对土壤物理性质的改善功能得到较大提升。     

晋西黄土区典型植被类型的土壤水分特征

在晋西黄土区,研究了荒草地、锦鸡儿灌木林地和刺槐乔木林地3种典型植被不同土层的土壤密度、含水量、贮水能力和入渗性能的差异及其相关性,结果显示:3种植被类型都能有效减小表层(0 20 cm)土壤密度;3种植被类型表层(0 20 cm)的土壤滞留贮水量较大,锦鸡儿林地(198.80 t·m-3)刺槐林地(166.10 t·m-3)荒草地(87.37 t·m-3),20 40 cm土层的土壤滞留贮水量也是锦鸡儿林地(127.30 t·m-3)刺槐林地(55.60 t·m-3)荒草地(47.30 t·m-3),表明在3种植被类型中,锦鸡儿林地对晋西黄土丘陵区土壤水分的涵养作用最强;锦鸡儿林地的土壤稳渗速率最大,为1.80 mm·min-1,刺槐林地次之,为1.46 mm·min-1,荒草地依然最小,且锦鸡儿林地土壤的均渗速率最大,为4.81 mm·min-1,其次是刺槐林地,为4.51 mm·min-1,荒草地最小。土壤密度与滞留贮水量呈极显著负相关关系,与土壤初渗速率和均渗速率呈极显著负相关关系,与稳渗速率呈显著负相关关系,非毛管孔隙度与稳渗速率和均渗速率存在极显著相关关系。Kostiakov模型和Horton模型对晋西黄土区3种植被类型土壤入渗过程模拟的拟合系数高达0.97和0.95,明显优于Philip模型(0.43)。     

竹林林下植物多样性与土壤水分入渗关系的研究

研究分别以浙江安吉县的4种林分类型(毛竹纯林(A)、毛竹+乔木(B)、毛竹+灌草(C)、乔木+灌草(D))以及湖南炎陵县3种林分类型(毛竹+乔木、毛竹+灌草、乔木+灌草)为对象,探讨了不同类型竹林林下植物多样性与其下不同深度土壤根系重量之间的关系,以及土壤渗透速率与不同土层根系重量和土壤含水量的相关性.结果表明:(1)上述4种植被类型0 ～40 cm根系生物量约为40～80cm的3倍,各类型林下植物多样性与其不同土层的根系重量相关性不显著;(2)浙江安吉4种植被类型中,0～40 cm与40～80 cm土层的渗透性指标以毛竹+乔木较好,初渗率、稳渗率和平均渗透率平均分别为:15.38、5.26和8.8 mm·min-1;毛竹纯林上述3项指标较低,平均分别为:5.83、3.03和4.45mm·min-1;湖南0～40 cm土层毛竹+乔木渗透性最好,上述三项指标分别为:16.72、12.23和9.13mm/min,40～ 80 cm各植被类型渗透性相差不大;(3)浙江毛竹+乔木、乔木+灌草土壤含水量均随土壤深度增加而降低,毛竹纯林与毛竹+灌草土壤含水量随土壤深度增加而先降低到18％后逐渐升高最终稳定在19％;(4)土壤入渗速率与不同深度土层根系重量显著相关,但根系重量不是决定土壤渗透性能的主要因素;(5)0 ～40cm土层的累计入渗量和土壤初始含水量呈典型的负相关,而40～80 cm土层的累计入渗量和土壤初始含水量没有明显的相关关系.     

滇中地区典型林分林地凋落物及土壤水文效应

对云南省松华坝流域典型林分林下凋落物及土壤水文效应进行了初步研究,结果表明:松华坝流域林地凋落物蓄积量为7.86~22.46t·hm~(-2),林下表层(0~20cm)土壤最大持水量在123.3~261.9t·hm~2之间,稳渗率在0.47~3.18mm·min~(-1)之间。其中云南松+桉树混交林在凋落物储量、持水能力和稳渗率方面均大于纯林;桉树林大于云南松林。林地土壤的入渗速率与入渗时间之间存在幂函数关系。不同林地土壤持水能力和稳渗率与林地凋落物储量存在显著正相关性。     

湘西北小流域典型植被恢复群落土壤贮水量与入渗特性

对湘西北女儿寨小流域7种典型植被恢复群落土壤贮水量与入渗特征进行研究.结果表明:1) 森林群落土壤饱和贮水量与最大吸持贮水量均高于荒草灌丛群落,表明森林植被能较好地改良土壤、提高土壤持水能力;2) 通用经验方程对各种植被类型土壤入渗过程的拟合效果最好,Kostiakov方程次之,Horton方程最差;3) 毛竹杉木混交林群落土壤初渗率(17.10 mm·min-1)和平均入渗率(7.42 mm·min-1)最大,杉木人工林稳渗率(11.51mm·min-1)最高,油桐人工林初渗率(4.93 mm·min-1)、稳渗率(0.52 mm·min-1)和平均入渗率(1.23 mm·min-1)均最小;4) 坡位对土壤入渗率的影响具有不确定性,杜仲人工林表现为上坡＞中坡＞下坡,马尾松天然林、润楠次生林及荒草灌丛群落表现出与之相反的规律,以下坡最高,上坡最低,杉木人工林和毛竹杉木混交林则以上坡最高,中坡最低,油桐人工林以中坡最高,上坡最低;5) 主成分分析结果表明,土壤水分入渗性能与土壤持水量、土壤孔隙状况密切相关,并受林分结构、植物群落生物量、海拔、坡度及坡位因子的制约,而坡向、草层盖度、土壤密度的作用较小;6) 通过双重筛选逐步回归分析,建立土壤初渗率、稳渗率、平均入渗率的主导因子方程.     

湘西北小流域典型植被恢复群落土壤贮水量与人渗特性

对湘西北女儿寨小流域7种典型植被恢复群落土壤贮水量与入渗特征进行研究。结果表明：1）森林群落土壤饱和贮水量与最大吸持贮水量均高于荒草灌丛群落，表明森林植被能较好地改良土壤、提高土壤持水能力；2）通用经验方程对各种植被类型土壤入渗过程的拟合效果最好，Kostiakov方程次之，Horton方程最差；3）毛竹杉木混交林群落土壤初渗率（17．10mm·min^-1）和平均入渗率（7．42mm·min^-1）最大，杉木人工林稳渗率（11．51mm·min^-1）最高，油桐人工林初渗率（4．93mm·min^-1）稳渗率（0．52mm·min^-1）和平均入渗率（1．23mm·min^-1）均最小；4）坡位对土壤人渗率的影响具有不确定性，杜仲人工林表现为上坡〉中坡〉下坡，马尾松天然林、润楠次生林及荒草灌丛群落表现出与之相反的规律，以下坡最高，上坡最低，杉木人工林和毛竹杉木混交林则以上坡最高，中坡最低，油桐人工林以中坡最高，上坡最低；5）主成分分析结果表明，土壤水分入渗性能与土壤持水量、土壤孔隙状况密切相关，并受林分结构、植物群落生物量、海拔、坡度及坡位因子的制约，而坡向、草层盖度、土壤密度的作用较小；6）通过双重筛选逐步回归分析，建立土壤初渗率、稳渗率、平均入渗率的主导因子方程。     

元谋干热河谷旱季不同林地土壤的渗透性能研究

在对元谋干热河谷旱季5种林分林地以及膨胀土和裸地土壤物理性状测定的基础上,对其土壤的渗透性能进行了研究。结果表明,不同林地土壤的容重、含水率、土壤的总孔隙度以及初渗和稳渗速率均有一定差异。同一林分内林地不同土层土壤的初渗和稳渗速率表现出的规律,是表层土壤(0~15 cm)的渗透性能要优于下层土壤的渗透性能;而不同林分,其林地土壤平均初渗能力的大小顺序为:加勒比松—车桑子混交林>加勒比松纯林>山合欢纯林>桉树纯林>山毛豆—车桑子混交林>裸地>膨胀土。     

江西安福不同类型毛竹林土壤入渗与贮水特征

对江西安福毛竹林类型(毛竹纯林、竹阔混交林和竹杉混交林)土壤入渗与贮水特征进行研究,以中亚热带常绿阔叶林和杉木纯林为对照。结果表明,毛竹纯林0～60 cm土壤初渗率、平均渗率、稳渗率和前60 min渗透总量分别为1.64 mm/min,1.31 mm/min,1.23 mm/min和157.10 mm,均小于毛竹混交林。不同类型毛竹林土壤渗透性能均随着土层深度的增加而降低。用Kostiakov模型进行不同类型毛竹林不同土层深度的土壤入渗过程拟合,其决定系数为0.602 1～0.949 6,均达到显著水平。不同类型毛竹林土壤贮水能力差异显著,0～60 cm土壤滞留贮水量在27.47～45.40 mm,毛竹混交林大于纯林。不同类型毛竹林土壤贮水能力均表现为随着土层深度的增加而减弱。毛竹纯林的土壤入渗和贮水性能劣于阔叶林和杉木林,而混交经营有利于改善毛竹林土壤结构,从而提高毛竹林水源涵养功能。     

不同林龄落叶松人工林土壤水文特性差异

为了解落叶松人工林林龄对土壤水文特性的影响,对黑龙江省东部山地不同林龄落叶松人工林土壤的水分物理性质、入渗性能及贮水能力进行研究,研究结果如下:不同林龄的落叶松人工林土壤密度表现为随着深度的加深而逐渐加大的趋势,土壤孔隙状况则表现出相反的趋势。50 a的落叶松人工林土壤密度较小、孔隙度较大。各林龄的落叶松人工林土壤饱和持水量变化幅度在186.78～193.81 mm之间,土壤的饱和持水量和毛管持水量随着土壤深度的增加而不断下降。4种林龄落叶松人工林土壤初渗速率的变化范围为0.03～0.63 mm/min,50 a的落叶松人工林土壤初渗速率最大。不同林龄间的变化规律与土壤非毛管孔隙度的变化规律基本一致。50 a的落叶松人工林的土壤稳渗速度大,稳渗系数大,孔隙度大,渗透性能比较好,从而持水量也较大。     

沿海基岩质海岸防护林主要林分类型土壤渗透特性研究

在对浙江省沿海基岩质海岸防护林7个主要林分类型的土壤渗透性和理化性质取土测定的基础上,将不同林分类型土壤渗透过程进行拟合,入渗过程大体符合卡斯恰可夫模型,拟合度R2为0.824～0.977,通过初渗率、平均渗透速率、稳渗率、渗透总量等6个土壤理化指标的关系分析,总孔隙度、非毛管空隙度、有机质含量与土壤渗透性极显著正相关,土壤容重则呈极显著负相关;聚类分析表明:北江荛花檵木混交林土壤渗透特性最强,湿地松木荷混交林、湿地松枫香混交林、化香纯林、湿地松纯林土壤渗透性中等,无林地和枫香纯林土壤渗透性能较差。     

樟树人工林土壤水文-物理性质特征分析

对樟树人工林林地不同坡向阳坡和阴坡的土壤水文-物理性质进行为期两年的观测和对比分析.结果表明:随土层深度的增加,土壤容重、最大持水量、最小持水量、总孔隙度逐渐减小,通气度减弱.土壤含水量呈现下降趋势、土壤水分年动态变化主要决定于降雨量和降雨的分布状况,与降水的年动态变化一致,6月份达到最高.依此确定出土壤水分消耗期、相对稳定期、积累期3个时期.阴坡0～20 cm、20～40 cm层的渗透性能均好于阳坡同层土壤,0～20 cm层达到稳渗所需时间阴坡比阳坡短,分别为56 mim和64 min;20～40 cm层达到稳渗所需时间阴坡比阳坡长,分别为48 mim和32 min,阴坡、阳坡0～20 cm层的初渗速度和稳渗速度均大于20～40 cm层.     

环境因子对土壤水分渗透特征的影响

采用双环法,研究不同地形条件(坡度、坡位、坡向)、降雨等因子对土壤渗透特征的影响。研究结果表明,土壤渗透速率具有明显的坡面垂直变异规律,随着坡度的增加,土壤的渗透速率减小,达到稳渗的时间延长,但是坡度大于20°以后,稳渗速率反而升高;阳坡土壤的初渗速率大于阴坡,而阴坡土壤的稳渗速率大于阳坡;不同坡位条件下的试验表现出从坡上部到坡下部,土壤渗透速率随坡位下移呈逐渐降低的趋势;降雨前土壤的初渗速率和稳渗速率均大于降雨后土壤的初渗速率和稳渗速率,降雨前土壤达到稳渗所需时间比降雨后长。     

安徽老山不同毛竹林土壤渗透性能及其影响因素

为给毛竹林生态经营和长期生产力维持提供理论依据,对安徽老山自然保护区亚热带不同毛竹林的土壤特性及其渗透性能进行了比较研究。结果表明,不同林分的土壤性质及其渗透性能差异明显。基于土壤渗透性指标初渗速率、稳渗速率和稳渗系数,在0～40 cm的土层内,不同林分土壤渗透性能依次为:竹阔混交林经营竹林天然竹林。相关分析结果显示,土壤渗透性指标与土壤容重、非毛管孔隙度、总孔隙度、含水量、有机质和全氮含量等存在显著相关性。     

云南松林土壤水文特征对计划烧除的响应

为探究计划烧除对云南松林土壤水文特征的影响,为计划烧除后森林生态系统服务功能评价提供依据,以云南省新平县实施多年计划烧除的云南松纯林为研究对象,设立20 m×20 m计划烧除样地和不进行计划烧除的自然对照样地各3块。2019年2月实施计划烧除作业,进行样地调查、火烧强度和枯落物储量调查,2020年6月采集土样,测定土壤物理、化学性质和土壤入渗性能。结果表明,计划烧除后土壤容重增加且在0~10 cm土层差异显著;毛管孔隙度和总孔隙度减少但差异不显著;有机质减少并在0~20 cm土层差异显著。计划烧除后土壤自然含水率、饱和持水率、毛管持水率和田间持水量减少但差异不显著;吸湿水量减少并且在0~20 cm土层差异显著。计划烧除后土壤初渗速率、土壤平均入渗速率和土壤稳定入渗率减少;土壤初渗速率和平均入渗速率在不同样地0~20 cm土层差异显著。计划烧除对土壤稳定入渗率的显著影响因素为土壤容重、孔隙度、有机质和饱和持水率。说明计划烧除后云南松林土壤持水性能下降,入渗性能下降,对于入渗性能的影响主要是源于土壤理化性质的改变。