引入阔叶树种枯落叶对陕北风沙区针叶林土壤极化的防治效应

【目的】研究不同针、阔叶树种的种间关系,为通过针、阔混交或枯落叶客置来防治人工针叶纯林土壤的极化提供科学依据。【方法】在位于陕北黄土高原北部半干旱风沙区的靖边县,选择覆盖度达到90%～100%的22年生油松和25年生樟子松纯林,建立20 m×20 m的标准地,以5样方(1 m×1 m)混合采样法采集0～10 cm土层腐殖质土壤和附近不同针、阔叶树种的当年枯落叶后,进行室内混合培养试验。【结果】油松纯林会导致土壤养分含量、部分酶活性降低及真菌、放线菌数量明显减少的负向极化发展趋势,樟子松纯林会导致土壤部分酶(脲酶、蔗糖酶)活性降低和细菌数量明显减少的负向极化发展趋势。引入阔叶树种枯落叶防治油松纯林土壤极化的优先顺序为:引入白榆、沙棘和旱柳最好,其次为紫穗槐,而小叶杨、刺槐和柠条则均不适宜引入;引入阔叶树种枯落叶防治樟子松纯林土壤极化的优先顺序为:引入沙棘最好,其次为柠条,引入小叶杨和白榆效果不明显,而刺槐、紫穗槐和旱柳则均不适宜引入。【结论】不同阔叶树种枯落叶对针叶林地土壤性质的影响效应有明显差异;筛选出了防治陕北风沙区针叶林土壤极化的阔叶树种。     

陕北半干旱风沙区人工林下植物群落数量特征研究

【目的】研究林下植物群落数量特征,为指导森林经营管理实践提供理论依据。【方法】采用标准地+样方法对陕北半干旱风沙区(陕西靖边)人工林下的植物群落进行了调查,统计并计算了林下植物群落的生活型谱、盖度、优势度及物种多样性。【结果】(1)林下植物一般以隐芽植物和一年生植物种占绝对优势,所占比例为34%~88%。(2)林下植物的总盖度大小顺序为:旱柳林(26.18%)>小叶杨×油松林、刺槐林(8.76%~11.77%)>小叶杨林、小叶杨×柠条林(2.77%~3.16%)>油松林、沙棘林、油松×柠条林、柠条林、天然草地(对照)(1.06%~1.57%)>小叶杨×沙棘林、紫穗槐林(0.72%~0.77%)。除小叶杨×油松林和小叶杨×柠条林地外,其他林地的草本层总盖度都大于灌木层。(3)林下优势植物种类差异不大,且以沙蒿(Artemisia desertorum)、沙棘(Hippophae rh-amnoides.)、狗尾草(Pennisetum alopecuroides)、羊胡子草(Carex rigescens)、沙蓬(Agriophyllum squarrosum)和冰草(Agropyron cristatum)为主。(4)林下植物的物种多样性指数和大小顺序为:旱柳林、刺槐林和小叶杨林(6.00~7.18)>小叶杨×柠条林、小叶杨×油松林、油松林(4.87~5.38)>沙棘林、油松×柠条林、柠条林、小叶杨×沙棘林(4.06~4.49)>紫穗槐林、天然草地(2.15~2.76),且草本层物种多样性指数和均大于灌木层。【结论】陕北半干旱风沙区人工林下植物群落盖度及其物种多样性普遍较低,且阔叶树种林下植物群落一般比针叶树种和灌木林丰富,在针叶林中积极引进阔叶树种形成混交林,是增加林下植物多样性、维持人工林生态系统稳定性及可持续发展的有效途径。     

半干旱风沙区疏林式草牧场防护林的土壤改良效应

对半干旱地区疏林式草牧场防护林土壤改良效应进行了研究。与无防护林庇护的草场相比，疏林式草牧场防护林具有明显的土壤改良效应。可以调节地表极温、地中温度和地表温度，提高土壤的含水率，降低土壤密度，改善土壤孔隙度、透气度和土壤水分等物理特性，可提高庇护草场土壤的有机质、全氮、速效磷和速效钾等差分的含量，进而可改善土壤的物理性质及化学性质，为防护林内牧草的生长提供良好的土壤环境。     

拉萨半干旱河谷人工杨树纯林土壤容重与孔隙度变化的研究

采用对比试验方法,对拉萨半干旱河谷地带人工杨树纯林生态增益改造前后的土壤养分、水分、容重和孔隙度的变化进行分析研究.结果表明,纯林改造可以有效地提高土壤的持水力,减小容重,增加孔隙度.纯林改造能够降低土壤容重,土壤通透性及保肥能力较好,这一结论可为拉萨半干旱河谷地带退化生态系统的恢复与植被重建提供一定的理论指导和试验依据.     

拉萨半干旱河谷人工杨树纯林生态增益研究

[目的]根据配置模式对拉萨半干旱河谷地带人工杨树纯林进行改造。[方法]研究了其改造前后林分生长状况的变化、土壤养分含量和含水量的变化、土壤容重与孔隙度的变化、不同配置模式对土壤容重和孔隙度的影响、不同配置模式中植物根系分布特征、不同配置模式的筛选。[结果]纯林经过改造成混交林后,林分生物量分布格局要比纯林更为合理和均匀,具有更高的生产力;纯林改造后,对土壤有机质含量和含水率都有显著提高;改造后的纯林内增加了土壤表面的枯枝落叶层,从而使得其内的土壤容重小,土壤孔隙度变大;不论在任何时间段,群状配置林下土壤的平均容重小于行状配置,而孔隙度则与之相反,三角形配置的土壤容重和土壤孔隙度则具二者之间;在不同时间段,同一配置模式下林地间的土壤容重与孔隙度也有一定差异;配置模式中的土壤容重为群状配置〈三角形配置〈行状配置,孔隙度为群状配置〉三角形配置〉行状配置,有机质含量为群状配置〉三角形配置〉行状配置。经过改造后的纯林群落结构更趋稳定、合理。[结论]该研究结果可为拉萨半干旱河谷地带退化生态系统的恢复与植被重建提供一定的理论依据和指导。     

半干旱风沙区疏林式草牧场防护林气象效应

对半干旱地区疏林式草牧场防护林的气象效应进行了研究。结果表明,与无防护林庇护的草场相比,疏林式草牧场防护林具有显著改善草场气象因子的效应。其防护效应随观测高度的增加而减弱。此外,疏林式草牧场防护林还可以调节林内的地表温度,降低林内的蒸发量。     

人工林土壤养分极化动态理论模型

【目的】建立基于人工林土壤养分循环和枯落物分解的土壤极化模型,旨在为深入认识土壤养分极化成因和预测土壤养分极化趋势提供参考。【方法】从人工林生态系统养分循环规律的角度出发,建立人工林土壤养分极化推理和动态模型,通过实验室分解法和野外调查,对模型中主要参数的确定进行分析。【结果】分别建立了基于养分循环和枯落物分解的人工林土壤养分极化度推理模型及动态模型,并针对油松、落叶松、侧柏、刺槐、小叶杨、白桦和辽东栎等人工林,确定了模型中的主要参数。【结论】由于人工林土壤养分极化受林木对养分的选择吸收利用、枯落物分解等的综合影响,所以从人工林生态系统养分循环规律的角度来建立土壤养分极化动态理论模型是可行的。     

陕北半湿润黄土丘陵区人工纯林土壤中微量元素含量及其极化现状

[目的]研究了陕北半湿润黄土丘陵区人工纯林土壤中微量元素含量及其极化现状.[方法]在黄陵地区选择具有代表性的油松、侧柏、刺槐和辽东栎等针、阔人工纯林及其混交林,采用野外抽样调查和室内分析测定的方法,测定了该地区人工纯林土壤微量元素含量及其极化现状.[结果](1)在表层土壤(0～20 cm),落叶松林最有利于4种土壤有效性微量元素的积累,刺槐林最不利于有效微量元素的积累;另外,油松+辽东栎混交林最有利于有效微量元素的积累;(2)土壤有效微量元素含量随土层的增加有增加,也有降低,随土层的变化呈现非规律性的变化;(3)无论针叶林还是阔叶林,对土壤有效态微量元素的极化大多数都是负向的,即远离平衡态向减少的方向发展,强度属于强(Ⅳ级)或者极强(Ⅴ级).[结论]不同树种纯林对土壤中有效态的微量元素的分布有着重要的作用,而这种作用可能是有益的,也有可能是无益的,为造林选材提供了一定的科学根据.     

黄土丘陵区3种典型人工阔叶纯林枯落物分解对土壤性质极化的影响

【目的】探讨黄土丘陵区3种典型人工阔叶纯林枯落物分解对土壤性质极化的影响,为防治森林土壤退化和连栽障碍提供科学依据。【方法】在位于黄土高原中部半湿润黄土丘陵区的陕西黄陵县,选择刺槐、辽东栎和小叶杨3种典型人工阔叶纯林为研究对象,采集林地腐殖质层土壤和枯落物（当年枯落叶及细根）,分别设“土壤+枯落叶”、“土壤+根系”、“土壤＋枯落叶+根系”和土壤不与任何枯落物混合（对照）4种处理方式,进行室内混合培养试验,共培养120 d,分析枯落物分解对土壤生物学和化学性质极化的影响。【结果】1）在刺槐林地,枯落叶分解主要引起土壤pH值、过氧化氢酶活性和微生物数量负向极化,根系分解主要引起pH值、速效磷含量负向极化;但就土壤总体性质而言,枯落叶和根系均引起了正向极化,且根系影响大于枯落叶,二者混合分解对土壤的影响总体表现为相互抑制。2）在辽东栎林地,枯落叶分解主要引起蔗糖酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性及速效磷、速效钾含量负向极化,根系分解主要引起过氧化氢酶活性和速效钾含量负向极化;但就土壤总体性质而言,枯落叶分解引起了负向极化,而根系分解引起了较弱的正向极化,且二者混合分解对土壤的影响总体表现为较弱抑制作用。3）在小叶杨林地,枯落叶分解主要引起蛋白酶、过氧化氢酶活性及速效磷含量负向极化,根系分解主要引起蛋白酶、过氧化氢酶活性及微生物数量和速效磷含量负向极化;就土壤总体性质而言,枯落叶和根系均引起了负向极化,且根系影响较明显,二者混合分解对土壤的影响总体表现为相互促进。【结论】从枯落物分解对土壤性质极化影响的总体结果来看,刺槐比较适宜在该地区一定时间内继续连栽,其次为辽东栎,而小叶杨不适宜。     

陕北榆林风沙区护岸林生态效益研究

以提高防风效能、减少水面蒸发、减少输沙量等为指标,对陕北榆林风沙区护岸林进行调查和观测,结果表明:陕北榆林风沙区护岸林具有降低风速、减少水面蒸发、减少输沙量、降低河岸冲刷等功能.紧密型林带其输沙量只有对照地的4.27%～5.04%;其防风效能在一倍树高处可达到25.93%～46.2%,在5倍树高处可达到18.76%～25.4%;其有叶期与无叶期防风效能差值只有4.32;4月份紧密型林带比对照地降低蒸发量22.6%～30.7%,5月份比对照地降低蒸发量31.4%～34.8%.所以紧密型林带对于河岸防护更为合适,其防护效果更好.     

陕北黄土区生物土壤结皮抗冲性研究

生物土壤结皮对提高黄土区土壤抗冲刷与抗侵蚀能力起着重要作用,充分认识和了解其作用机理对治理该区土壤侵蚀具有重要意义。该文采用原状土冲刷槽的实验方法,于2008年9月对陕北黄土区不同类型生物土壤结皮冲刷过程中的径流含沙量、冲刷总量及抗冲指数进行了研究,结果表明:①苔藓比例是衡量生物土壤结皮抗冲能力的重要指标,土壤冲刷总量与苔藓比例呈负相关,生物土壤结皮崩解时间与其呈正相关。②生物土壤结皮冲刷过程中,径流含沙量随冲刷时间逐渐增加,在生物土壤结皮完全崩解后,径流含沙量开始减少。③土壤抗冲指数（冲走1 g土所需时间）与时间呈显著二次多项式的关系,即随着时间增加,生物土壤结皮逐渐崩解,土壤抗冲指数随之降低。④生物土壤结皮的盖度与土壤冲刷侵蚀量呈负相关,即盖度越高,侵蚀量越低;在坡度与冲刷强度相同条件下,无结皮土壤径流含沙量是全覆盖结皮土壤的35倍。⑤坡度与生物土壤结皮径流含沙量呈正相关,且在陡坡条件下,生物土壤结皮抗冲刷和抗侵蚀能力更为明显,因此,提高生物土壤结皮盖度、增加生物土壤结皮苔藓含量是提高黄土区土壤抗冲刷能力的有效方法之一。      

Influences of leaf litter replacement on soil biochemical characteristics of main planted forests in Qinling Mountains of China

Long-term continuous growth of the same tree species in planted pure forest will lead to soil polarization and degradation. Mixed forestation or litter replacement between different needle- and broad-leaved forests are effective measures, except fertilization, to control soil polarization according to the mutual compensation principle of different tree species. Through a two-year leaf litter replacement experiment in 4 typical planted pure forests of Larix kaempferi, Pinus tabulaeformis, Catalpa fargesii and Quercus aliena var. acuteserrata in Qinling Mountains of China, influences of leaf litter replacement on soil biochemical characteristics and their interspecific relationships were studied and main conclusions were reached as follows. (1) Annual leaf litter decomposition rate of broadleaved forests was 33.70% higher than those of needle-leaved forests and increased by 8.35%–12.15% when needle-leaved litter was replaced with broad-leaved forests, whereas it decreased by 5.38%–9.49% when broad-leaved litter was replaced with needle-leaved forests. (2) Leaf litter replacement between needle- and broad-leaved forests popularly raised the contents of organic C, available N, P and K in soil, whose content increments in the needle-leaved forests (8.70%–35.84%) were obviously more than those in the broad-leaved forests (3.73%–10.44%), and in the former, the content increments after replacement with the litter of Catalpa fargesii (24.63%–35.84%) were more than those after replacement with the litter of Quercus aliena var. acuteserrata (8.70%–28.15%). Furthermore, the litter replacement was found to make the soil pH of needle-leaved forests developed from light-acid to neutral. (3) Litter replacement of the needle-leaved forests with the broad-leaved litter popularly raised enzyme activities, amounts of microorganisms and contents of micro-biomass C and N in soil, the increments of which after replacement with the litter of Catalpa fargesii were also more than those after replacement with the litter of Quercus aliena var. acuteserrata; while the litter replacement of broad-leaved forests with needle-leaved litter resulted differently depending upon the tree species. Among them, the soil enzyme activities and contents of micro-biomass C and N in the forest of Quercus aliena var. acuteserrata raised while they lowered in the forest of Catalpa fargesii.     

沙埋对西鄂尔多斯高原灌木群落格局的影响

西鄂尔多斯高原集中分布了很多珍稀濒危灌木物种,近年来遭遇了不同程度的沙埋,为了揭示沙埋对该区灌木群落的影响,采用2006年西鄂尔多斯高原干旱荒漠灌木群落的空间点格局调查数据,运用基于最近邻体距离的空间格局指数F函数、G函数和J函数,研究了不同沙埋程度干扰下灌木群落的结构和空间格局。结果表明:沙埋是该区不耐沙灌木消亡的重要影响因素,随地表覆沙厚度的增加,群落内不耐沙灌木的数量逐渐减少;对于耐沙灌木,浅层的覆沙有利于其更新生长,而当覆沙厚度超过一定值时,这种正向作用转为负向作用,导致耐沙灌木由数量上的增加转为减少;不耐沙灌木和耐沙灌木在不同沙埋强度的影响下,在小尺度上都表现为显著的随机分布,而二者之间在浅层的沙埋干扰下,在小尺度上有较显著的负相关关系,当覆沙厚度达12cm时,群落内灌木分布极稀疏,也没有显著的相关关系。沙埋导致群落内物种单一且有老龄化现象,更新困难,是群落退化的重要驱动力。     

塞罕坝华北落叶松纯林和混交林土壤肥力质量评价

[目的]基于土壤质量指数(SQI),研究华北落叶松林不同混交方式对土壤肥力质量的影响,为其合理经营和地力恢复提供理论依据.[方法]该研究以河北省塞罕坝林场华北落叶松纯林(落叶松纯林)、华北落叶松白桦混交林(落桦混交林)和华北落叶松樟子松混交林(落樟混交林)为研究对象,采集和分析0～20 cm土层的土壤进行土壤理化性质、...     

辽西北地区农牧交错带土地退化原因及其对土壤性状的影响

目前上地退化（荒漠化）问题倍受人们关注。辽西北地处我国北方农牧交错带和科尔沁沙地的南缘,土地退化十分普遍且较为严重。在影响土地退化的诸多因子中,人类不合理地利用土地是导致该地区土地退化重要原因。该地区退化的土地主要表现为三化：即土壤的贫瘠化、沙化、干旱化。     

渭北苹果园土壤钙素退化状态

【目的】针对渭北苹果主产区出现的随植果年限增加,果树过早衰老,苹果的苦痘病、水心病、痘斑病等生理性病害频繁发生的问题,对该区苹果园土壤钙素退化部位、退化趋势及退化程度等进行了研究,以期查明制约苹果品质和果业可持续发展的因素,为果园土壤科学管理提供依据。【方法】在渭北黄土塬区分别选取＜10 a、10-20 a、＞20 a 3个园龄的苹果园各4个,并以土壤条件相同的农田作对照,在树冠层投影范围内距树干2/3处逐层采集剖面0-100 cm土壤样品,研究不同园龄果园土壤碳酸钙、交换性钙、水溶性钙含量及其贮量变化情况。【结果】3个不同园龄苹果园土壤碳酸钙在0-100 cm土层的总贮量随植果园龄的增加而降低,0-50 cm土层碳酸钙含量及贮量随园龄增加显著减少,50-100 cm则随园龄增大呈现逐渐增加趋势。10 a以上果园0-50 cm土层的碳酸钙总贮量显著低于农田。各果园土壤交换性钙在0-100 cm土层的总贮量随植果园龄的增加呈减少趋势,0-40和60-100 cm土层土壤交换性钙含量及贮量也随园龄的增加而减少,而40-60 cm土层则随园龄的增加而稍有增加。与农田相比,果园土壤的交换性钙均有所增加。各果园0-50 cm土层水溶性钙含量及其贮量都高于50-100 cm土层,10 a以上果园10-30 cm土层的水溶性钙含量最高。与农田土壤相比,3个园龄果园土壤水溶性钙含量都有所增加。【结论】即使在富含石灰质的渭北黄土旱地,因长期植果明显加速了土壤钙素退化。随园龄增大果园土壤钙素库容及有效钙供给减小,已成为该地区土壤化学性质隐性退化的特征之一。在重视果园大量养分管理的同时,警示关注包括钙素在内的中微量养分的演化趋势。