沂蒙山林区不同森林群落土壤水分贮存与入渗特征

为给沂蒙山区森林植被建设中合理群落类型的选择与配置提供参考,采用森林水文学方法,对淮河流域沂蒙山林区典型森林群落的土壤水分贮存与人渗特征进行研究。结果表明：1）森林群落具有显著提高林地土壤孔隙度、土壤贮水量和土壤入渗速率的作用,其作用程度混交林大于纯林,阔叶林大于针叶林;2）森林群落对土壤（非毛管）滞留贮水量的提高程度明显大于土壤毛管吸持贮水量,因而具有明显的涵养水源作用;3）Horton模型和Kostiakov模型能较好模拟研究区森林群落的土壤人渗过程,但通用经验模型和Philip模型的适用性较差;土壤入渗速率与孔隙度之间具有明显的线性正相关关系。     

重庆四面山5种人工林土壤入渗特性对比

为揭示人工林在生长过程中对森林水文功能的影响,于2013年6—7月,利用双环入渗法对三峡库区重庆四面山5种人工林(杉木纯林、杉木+马尾松针叶混交林、木荷+杉木+马尾松针阔混交林、木荷+香樟+石栎+枫香阔叶混交林、木荷+石栎阔叶混交林)的土壤入渗特性进行研究,并与2008年相同实验方法所得数据进行对比。结果表明:1)4种混交林的土壤储水能力均大于杉木纯林,在5种林地土壤饱和储水量中,杉木纯林2013年比2008年减小11.76%,针叶混交林、针阔混交林、阔灌混交林、阔叶混交林2013年较2008年分别提高了19.24%、11.94%、17.98%和7.53%;2)人工林的生长可以增强林地的入渗能力,与2008年相比,2013年5种林地的土壤水分入渗初渗速率分别增加了52.8%、115.8%、51.1%、15.9%和49.9%,平均入渗速率也有增加;3)对5种林地的土壤水分入渗进行模拟,Horton模型比Kostiakov模型及Philip模型模拟效果更好。     

重庆市四面山林地土壤水分入渗特性研究与评价

采用Spearman秩相关分析法与灰色关联度分析方法,对四面山几种不同林地土壤水分入渗特性进行了研究分析。结果表明,林地土壤容重、砂砾含量及非毛管孔隙度对土壤饱和导水率具有显著相关性。非毛管孔隙度、砂砾含量与土壤饱和导水率成正相关关系,土壤容重与土壤饱和导水率成负相关关系。选取土壤水分初渗速率、稳渗速率、入渗时间与累积入渗量4项参数进行灰关联评价。林地土壤水分入渗特性灰关联紧密相关程度依次为阔叶林(0.8031)>楠竹林(0.7869)>针阔混交林(0.4454)>针叶林(0.4039),阔叶林土壤在所研究的几种林地中具有较好的渗透性能。Horton水分渗透模型对各林地土壤水分入渗过程拟合的相关系数R值均大于0.950,对所研究的四面山林地土壤水分入渗过程具有良好的适用性。     

太行山低山丘陵区不同植被类型土壤渗透特性及影响因素

为了探讨太行山低山丘陵区不同植被恢复类型土壤水分入渗规律及影响因素,采用双环刀入渗法和相关分析、典型相关分析方法,研究了该区域不同植被群落表层土壤的入渗特性,对土壤入渗过程进行模拟,并深入探讨了土壤入渗的影响因素。结果表明:（1）从裸地、草地、灌草地、灌丛到乔灌林地,土壤渗透性能不断增加;不同植被类型0—10 cm层土壤渗透速率大于10—20 cm层土壤渗透速率;土壤初渗速率和稳渗速率最大值均出现在侧柏林地,分别为5.96 mm/min和4.76 mm/min。（2）土壤入渗模型拟合结果表明Philip入渗模型对不同植被类型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。（3）土壤渗透特性指标与土壤容重、总孔隙度、有机质质量分数、根质量密度、根体积密度、根平均直径存在显著相关关系（p < 0.05）;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平均直径,典型相关负荷量分别为1.299,1.084。     

不同土地利用方式峰丛坡地土壤入渗特征及其模拟

喀斯特峰丛坡地的水土过程基础研究相对短缺,阻碍了相关土壤水文机理认识和适合该区模型的构建。为探明峰丛坡地上土壤入渗性能及变化过程,提出适合峰丛坡地的土壤入渗模型,通过室内一维垂直入渗试验,研究了峰丛坡地上不同土地利用方式土壤的初渗率、稳渗率及平均入渗率,并利用Horton,Philip,Kostiakov及经验通用模型拟合其入渗过程并进行评价。结果表明:(1)峰丛坡地上灌木林地的土壤砂粒含量约占50%以上,土壤渗透性能较强,而梯田旱地黏粒含量较高、有机质含量低,土壤渗透性能较差。(2)不同土地利用土壤前期入渗率均较高,为1.33～3.17cm/min,随后入渗速率急剧下降82.2%～96.2%,在20min左右达到稳定入渗率。灌木林地的前期入渗率下降幅度最大,而裸石地和梯田旱地相对缓慢。(3)Horton模型适宜于描述喀斯特峰丛坡地的土壤入渗过程,Horton模型的初始入渗率和稳定入渗率与实测值较为接近,而Kostiakov和Philip模型的拟合值与实测值存在差距。本研究为进一步认识峰丛坡地土壤水分入渗机理及构建入渗模型提供了理论依据。     

喀斯特地区植被恢复过程中土壤渗透性能及其影响因素

采用空间代替时间的方法,选取喀斯特地区大湾小流域不同植被恢复阶段样地和不同经果幼林样地,以烤烟坡耕地和柳杉人工林作为对照,研究喀斯特地区植被恢复过程中的土壤渗透性能及其影响因素。结果表明:1)土壤渗透性能由高到低的顺序为李树+金银花>刺梨+猕猴桃>李树+刺梨>枣树+玉米,乔木疏林>灌木林>灌草>乔灌过渡林>草坡>柳杉人工林;2)烤烟坡耕地土壤平均入渗速率与稳定入渗速率均次于乔木疏林地,烤烟坡耕地土壤入渗性能较好;3)考斯恰柯夫方程是比较适宜于描述喀斯特地区植被恢复阶段土壤入渗特征的模型;Philip模型和Horton模型对经果幼林的土壤渗透性能模拟效果较好,Horton模型的初始入渗速率和稳定入渗速率与实测值较为接近,适宜于描述喀斯特地区的土壤入渗过程;4)土壤的渗透性能与>0.05 mm砂粒质量含量呈显著正相关关系(P<0.05),与0.05～0.001 mm粉粒质量含量呈极显著负相关关系(P<0.01);土壤渗透性能的影响因素主要是土壤>0.05 mm砂粒质量含量和0.05～0.001 mm粉粒质量含量。     

金沙江流域典型森林土壤水分入渗特征试验研究

对金沙江流域典型森林生态系统的土壤水文特征进行了研究。结果表明,研究区不同森林类型的土壤容重随着土层深度的增加而逐渐增大,土壤总孔隙度和毛管孔隙度随土层深度的增加而逐渐减小;土壤水分入渗受土壤容重的影响,随容重增加,稳渗率降低;不同森林类型土壤前120min平均入渗速率介于0.78~2.42mm/min之间,稳渗率介于0.10~0.53mm/min之间;无论是平均入渗率还是稳渗率均表现为:华山松林地滇杨林地圣诞树林地水冬瓜林地荒坡地;土壤入渗的渗润阶段发生在0~5min;渗漏阶段约发生在5~80min;渗透阶段发生在80min以后。采用Kostiakov模型拟合双环入渗法测得的入渗过程效果最佳,其次为Philip模型,而用Horton模型的拟合效果最差。     

广州市白云山五种森林类型的土壤渗透性研究

通过对广州白云山五种典型森林林地的土壤渗透性能进行测定分析,结果表明,广州白云山林地0-60cm土层的初渗速率、稳渗速率、平均渗透速率的变化范围分别为:2.26～3.91,1.31～2.09,1.51～2.46mm/min。其土壤入渗速率与入渗时间表现为幂函数关系。土壤渗透率的空间分布在0-20cm、20-40cm、40-60cm三个不同土层间以及在不同森林类型间均无显著性差异。在森林类型间的大小顺序为:天然次生阔叶纯林>人工阔叶林>人工针叶林>天然次生阔叶混交林>人工灌丛草地。土壤初渗速率、稳渗速率和平均渗透速率的大小受其它物理性状的影响,分别与土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、石砾含量呈极显著正相关关系,与容重呈显著负相关。其中非毛管孔隙度和石砾含量是主导因子。该研究可为城市森林区的水土保持功能评价和水源涵养功能测算提供参考依据。     

辽河源典型森林类型的土壤水文效应

[目的]研究辽河源地区典型森林类型林下土壤的水文效应,为辽河源森林生态系统健康的监测和评价提供理论佐证。[方法]选取典型森林类型,采用不同入渗模型拟合各森林类型土壤的入渗过程。[结果](1)土壤容重变化范围为1.21~1.56g/cm3,油松中龄林最大,山杨成熟林最小;土壤总孔隙度变化范围为41.26%~54.38%,山杨成熟林最大,油松中龄林最小;(2)山杨成熟林土壤蓄水能力最强,为1 087.56t/hm2;油松中龄林土壤蓄水能力最小,为825.17t/hm2;(3)山杨成熟林稳渗速率最大,为1.33mm/min;(4)霍顿(Horton)入渗模型和菲利普(Philip)入渗模型能较好地反映各森林群落土壤入渗过程,但通用幂函数模型拟合结果较差。[结论]不同森林类型土壤均表现出随着土层深度的增加容重逐渐增加的现象,阔叶林林下土壤蓄水能力要强于针叶林,通过比较认为可以利用霍顿(Horton)模型作为研究该区森林土壤水文功能的重要手段。     

小兴安岭南麓典型森林类型的土壤水文功能研究

通过测定土壤水文物理性质、持水及渗透性能,分析了小兴安岭南麓典型森林土壤的持水、蓄水和渗透能力,并利用Kostiakov方程、Horton方程和Philip方程模拟了土壤入渗过程。结果表明:该区森林土壤容重介于0.45~1.52g/cm3之间;不同植被类型饱和含水率为28.73%~177.32%,毛管含水率25.26~156.84%,自然含水率13.91%~119.18%,随着土层深度加厚,三者具有明显减小趋势;土壤最大持水量范围为282.88~341.41mm,有效持水量为27.88~61.13mm,涵蓄降水能力为165.98~197.37mm(除人工兴安落叶松林为76.32mm以外);各植被类型土壤初渗速率和稳渗速率最大值在0—10cm或10—20cm土层,平均值分别为11.92 mm/min和2.78 mm/min,二者最小值在不同的植被类型下出现的土层不同,平均值分别为2.19mm/min和0.66mm/min;从土壤的入渗过程模拟看,Horton方程的模拟效果较好。     

珠江源头区几种主要林分类型下土壤的水分涵养功能研究

通过对珠江源头区几种主要的植被类型——云南松林、华山松林、云南松＋栓皮栎、云南松＋旱冬瓜林、早冬瓜林、滇石栎林、高山栎林等林分土壤的水源涵养功能进行研究，分别从土壤吸湿水分的能力、枯落物截留状况、渗透性能以及水土流失状况方面进行了分析．认为：阔叶林地表枯落物含量较多，分解速度也最快，土壤渗透功能及持水能力也最强，其次为针阔混交林，针叶纯林的持水保土功能最差。地表径流量以针阔混交林〈阔叶林〈针叶林依次递减．但其差异较大，地表径流最大的云南松针叶林是最小的高山栎灌丛的2．18倍，泥沙量最大的云南松林是最小的云南松＋栓皮栎林的25．65倍，而阔叶林与针阔混交林差异不大，研究表明针叶林下土壤的水分涵养功能较差，而针阔混交林和阔叶林则较强。     

云南金沙江流域不同植被类型水源涵养能力分析

通过对金沙江流域不同植被类型的林分截流、渗透性能、持水能力及径流进行测定分析,结果表明:(1)林分的层次不同,持水能力也有较大差异,其中乔木层针叶林>针阔混交林>阔叶林;灌木层是灌木林>阔叶林>针阔混交林>针叶林;草本层针阔混交林>灌木林>阔叶林>针叶林;枯枝落叶层阔叶林>针阔混交林>灌木林>针叶林.(2)渗透系数以阔叶林和针阔混交林较强,针叶林和灌木林较差.(3)地表径流的径流深、径流系数及泥沙量均以余甘子灌木林最高,不同植被类型的地表径流总体上是针叶林>灌木林>针阔混交林>阔叶林,阔叶林地表径流和泥沙量均很小,基本上没有侵蚀.     

重庆缙云山林地枯落物及土壤水文效应研究

 为了解中亚亚热带常绿阔叶林地的土壤状况,以重庆缙云山4种林分为研究对象,通过标准地调查、土壤物理性质及持水能力测定和入渗实验,对林地枯落物和土壤水分效应进行研究。结果表明:1)缙云山林地土壤具有较强的持水能力,1m深土壤持水能力为9.5013.17 mm。2)枯落物蓄积量为16.21～32.42t/hm2,枯落物持水率为针阔混交林>灌木林>常绿阔叶林>楠竹林,持水量为灌木林>针阔混交林>常绿阔叶林>楠竹林。3)菲利浦模型较好地反映研究地区不同类型林地土壤入渗过程。     

滇东石漠化地区不同植被模式土壤渗透性研究

利用环刀法,对滇东喀斯特石漠化地区4种不同植被治理模式样地（以裸地为对照）的土壤渗透性进行研究,结果表明:（1）各植被治理模式土壤渗透性指标均好于对照裸地。0—20 cm土层以针阔混交林模式的初渗率最大,灌草植被模式的土壤稳渗率、平均渗透速率和60 min渗透总量要优于其它模式;20—40 cm以针叶林模式的土壤渗透性各项指标为最大,其次分别为针阔混交林模式、阔叶林模式和灌草模式,裸地最差。（2）不同模式及不同土壤层次对土壤入渗能力影响均显著（P=0.003和P=0.046）,植被治理模式对土壤入渗能力影响显著性更高。（3）Kostiakov方程和通用经验方程对土壤入渗过程的拟合效果最好,比较适用于本研究区域不同植被模式土壤入渗特征的模型描述和入渗过程的预测,Philip方程拟合效果次之,Horton方程效果最差。     

沂蒙山林区不同植物群落的土壤颗粒分形与水分入渗特征

为探索沂蒙山林区不同植被对土壤分形结构及入渗性能的改良作用与机制,运用土壤分形学和水文学原理与方法,研究沂蒙山林区7种植物群落下的土壤颗粒组成和入渗过程。结果表明：1）植物群落具有显著改善土壤颗粒结构和入渗性能的作用,其改善程度为针阔叶（赤松＋麻栎）混交林依次高于阔叶林（刺槐纯林、麻栎纯林）和针叶林（赤松纯林）;2）研究区土壤颗粒组成具有石质山地典型粗骨土的结构特征,其分形维数与土壤入渗速率呈明显的正相关关系;3）植物群落改良土壤分形结构和入渗性能的分形学机制,是通过增加土壤粉粒与黏粒等细粒物质含量而提高土壤分形维数,进而改善土壤团粒结构和孔隙结构,提高土壤质地均匀程度和入渗能力的。研究成果可为沂蒙山区水土保持植被类型的合理选择与配置提供参考。     

三峡库区天然次生林凋落物森林水文效应研究

对三峡库区上游四面山4种天然次生林凋落物储量、分解强度及持水力进行了研究.结果表明,4种林分凋落物储量最大的是天然阔叶林(107.09 t/hm2),天然针阔混交林(70.18 t/hm2)和天然针叶林(66.65 t/hm2)次之,楠竹林(35.37 t/hm2)最小;凋落物最大持水量和持水力均呈现出天然针阔混交林(89.95 t/hm2,2.25)最大,天然阔叶林(67.33 t/hm2,1.89)次之,而天然针叶林(39.83 t/hm2,1.66)和楠竹林(28.07 t/hm2,1.85)较差的趋势.因此,从凋落物持水特征来分析,4种天然次生林中,天然针阔混交林的森林水文效应最好,其次是天然阔叶林,而楠竹林和天然针叶林均较差,不适宜在该区域内的水土保持植被建设中应用.     

河南省淮河流域不同土地利用方式近地表层的水文效应

对河南境内淮河流域不同土地利用方式下近地表层的凋落物与表层土壤的水文特性及其保水蓄水性能进行测定与分析,结果表明：1）各土地利用方式下的凋落物具有相同特性的吸水过程,4h后吸水速率逐渐下降,24 h可达饱和状态,饱和吸水量差异不大;初始吸水速率以草丛或灌丛的较大,但阔叶林或针阔混交林以及灌丛具有较高的有效拦蓄水量,针叶林通常较小.2）刺槐林（褐土）总蓄水量最大,所有农田土壤的总蓄水量均较小;同一土壤中农田与草丛土壤的水文效应较小,森林与灌丛土壤的相对较大.农田土壤的渗透速率35 min时达稳渗状态且稳渗率较低,其他的在45 min时达稳渗且稳渗率较高;初渗率与稳渗率均表现为森林土壤高于灌丛、灌丛高于草丛,阔叶林比针叶林的稍高.3）不同土地利用方式下土壤的水文效应基本可划分为农田与草丛、森林与灌丛2大类,后者的水文效应相对较大.研究结果可为水土保持对策的制订、营养物质对水体冲击负荷的深入研究提供依据与参考.     

晋西黄土丘陵区不同植物群落的土壤分形特征

为研究晋西黄土丘陵区不同植物群落与土壤结构特性和入渗特性的关系,探索土壤结构的定量化描述,运用分形学原理和方法,研究晋西黄土丘陵区油松纯林、刺槐纯林、油松＋刺槐混交林、侧柏纯林、黄刺玫灌丛、柠条灌丛及荒地7种植物群落的土壤分形维数与土壤质地、密度、孔隙度、含水量及饱和导水率的关系.结果表明：1）植物群落具有改善土壤颗粒结构的作用,其改善作用以针阔混交林（油松＋刺槐混交林）最好,阔叶林（刺槐纯林、黄刺玫纯林）次之,针叶林（油松纯林、侧柏纯林）最低.2）研究区土壤颗粒分形维数在2.799 ～ 2.805之间,黏粒（＜0.002mm）质量分数偏高.3）土壤颗粒分形维数与土壤黏粒质量分数呈显著正相关关系,与土壤砂粒（2.00～0.02 mm）质量分数、土壤总孔隙度、含水量及饱和导水率呈显著负相关关系.因此,土壤颗粒分形维数可以表征土壤结构特性和入渗特性的好坏.不同的植物群落对土壤的改良效果不同,研究结果可为研究区域植树造林提供参考依据.