内蒙古自治区多伦县不同林地枯落物持水性能研究

[目的]探讨多伦县不同林分类型的枯落物持水性能差异,为该区森林土壤持水性能提供基础数据理论。[方法]以内蒙古自治区锡林浩特市多伦县为研究区,选取代表性的10块林地,收集林地地表枯落物,测定其现存量、持水性能及拦蓄能力等,旨在分析不同林分类型下枯落物持水性能的差异及其对表层土壤(0—20cm)含水率的影响。[结果](1)乔木林的枯落物现存量、持水能力和拦蓄能力均高于灌木林。(2)天然林的枯落物现存量、持水能力和拦蓄能力均高于人工林。(3)各林地枯落物厚度显著影响表层土壤的含水率,即枯落层越厚,表层土壤含水率越高。[结论]由于树种组成、年龄、林分密度及立地条件的影响,不同林分类型的持水能力差异较大,但变化规律为基本一致,同时,林地对土壤水分的影响高于草地。     

江西退化红壤区3种森林恢复模式的枯落物和土壤表层水文功能研究

为探讨退化红壤区植被恢复对枯落物层及土壤层的水源涵养功能影响,进一步揭示退化生态系统植被恢复的功能效应,采用室内浸水法和环刀法分别测定了3种恢复模式(木荷纯林、马尾松纯林、马尾松间伐补木荷林)的枯落物层与0—20 cm土层的持水能力。结果表明:(1)马尾松纯林的枯落物层蓄积量最大(7.91 t/hm~2),持水能力最强(15.39 t/hm~2),但持水率不如木荷纯林(246.69%)。(2)马尾松纯林的枯落物层有效拦蓄量和最大拦蓄量均为最大(7.75,10.02 t/hm~2),木荷纯林的最小(3.83,5.36 t/hm~2)。(3)3种恢复模式的枯落物层持水量随浸水时间的变化均遵循对数函数Q=aln(t)+b,R~20.90,枯落物持水速率随浸水时间变化均符合幂函数:V=at~b,R~20.95,拟合效果均较好。(4)马尾松间伐补木荷林、马尾松纯林、木荷纯林0—20 cm土层的水分最大滞留量分别为10.49,9.83,8.28 mm;木荷纯林土壤最大吸持贮水量(38.39 mm)高于马尾松间伐补木荷林(31.13 mm)和马尾松纯林(30.35 mm)。从枯落物最大持水量、有效拦蓄量及土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度多个因素的计算综合推断可知,3种恢复模式中马尾松纯林的枯落物和土壤表层的水源涵养能力最佳,马尾松间伐补木荷林次之,木荷纯林第三。在水土流失较为严重的退化红壤区,种植合适密度的马尾松林,可以通过地表枯落物层有效减缓水土流失。     

承德市第三乡林场不同林分类型枯落物和土壤的持水特性

[目的]探究林分枯落物和土壤的水文效应,科学选择持水性能更好的林分类型。[方法]以河北省承德市围场县第三乡林场中落叶松纯林(Ⅰ)、落叶松—白桦—山杨针阔混交林(Ⅱ)、白桦—山杨阔叶混交林(Ⅲ)为研究对象,采用室内浸水法、环刀法以及室内烘干等方法对枯落物和土壤持水特性进行研究。[结果]枯落物总储量:Ⅰ(26.58t/hm2)Ⅱ(25.01t/hm2)Ⅲ(21.55t/hm2)。枯落物最大持水量:Ⅲ(56.88t/hm2)Ⅱ(56.24t/hm2)Ⅰ(51.91t/hm2)。枯落物持水量随浸水时间变化呈对数函数变化趋势。枯落物吸水速率随浸水时间变化呈幂函数变化趋势。枯落物有效拦蓄量:Ⅱ(46.22t/hm2)Ⅲ(43.90t/hm2)Ⅰ(43.36t/hm2)。土壤容重:Ⅰ(1.13g/cm3)Ⅱ(1.12g/cm3)Ⅲ(0.99g/cm3)。土壤总孔隙度:Ⅲ(51.89%)Ⅱ(49.13%)Ⅰ(41.38%)。土壤最大持水量:Ⅲ(1037.80t/hm2)Ⅱ(982.50t/hm2)Ⅰ(827.53t/hm2)。[结论]通过多方面比较3种林分类型枯落物和土壤持水性能,可知Ⅲ持水能力最好,Ⅱ稍弱,Ⅰ最差。     

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(P0.05),原生乔木林、乔木林、灌木林、草地枯落物厚度依次为3.76,2.89,2.67,1.23 cm,蓄积量分别为5.95,3.86,3.19,0.65 t/hm~2。枯落物未分解层厚度、蓄积量均大于半分解层。(2)各植被类型土壤容重与毛管孔隙度范围分别在1.19～1.25 g/cm~3和41.58%～46.13%,原生乔木林土壤容重小于乔木林,而土壤毛管孔隙度大于乔木林。堆积体各植被类型土壤毛管孔隙度大小依次为草地灌木林乔木林。(3)各植被类型土壤最大持水量及毛管持水量均存在显著差异(P0.05),土壤最大持水量与毛管持水量范围分别为44.31～46.23,34.07～37.98 g/cm~3,均呈现原生乔木林最高,乔木林最低。(4)枯落物持水量随时间呈对数关系,吸水速率随时间呈幂函数关系,其吸水速率在0.5 h最高,在4.0 h下降,12 h最大持水量达饱和,吸水速率接近于0。(5)原生乔木林枯落物最大持水率、有效拦蓄率均大于乔木林,工程堆积体各植被类型最大持水率及有效拦蓄率表现为草地灌木林乔木林。从堆积体枯落物和土壤持水能力角度来看,草灌混交这一搭配模式可以作为工程堆积体的先锋植被,用于在堆积体初期构建稳定群落生态结构。研究结果可为工程堆积体开展水土保持治理措施和植被恢复提供理论依据。     

砒砂岩区主要造林树种枯落物持水性能及土壤物理性质

为揭示砒砂岩区主要造林树种枯落物持水性能及林下土壤物理性质变化特征,以位于黄土高原北部准格尔旗砒砂岩区6种林分类型为研究对象,运用浸泡法和烘干法,对林下枯落物、土壤(0—50 cm)的持水性能及物理性质进行研究。结果表明:(1)砒砂岩区6种林分类型林下枯落物厚度范围为0.73～2.77 cm,总蓄积量范围为1.47～7.93 t/hm~2。枯落物层厚度、总蓄积量大小依次为油松、侧柏、沙棘、柠条锦鸡儿、山杏和撂荒地。枯落物未分解层厚度及其蓄积量均明显大于半分解层。(2)林下枯落物最大持水率范围为149.48%～267.32%,枯落物最大持水率与有效拦蓄量大小顺序一致,为撂荒地柠条锦鸡儿沙棘山杏侧柏油松;枯落物最大持水量和有效拦蓄量均呈现出未分解层高于半分解层。(3)林下枯落物层在浸泡0.5 h吸水速率最快,浸泡1 h持水量增加迅速,浸泡8 h吸水速率和持水量增量趋近于0。(4)林下土壤容重低于撂荒地;总孔隙度范围为44.36%～32.57%,最大持水量范围为8.89～17.43 mm,均呈现油松林下最大,山杏林下最小。(5)林下枯落物蓄积量与土壤容重呈负相关关系,与土壤孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度分别呈正相关关系。油松林、侧柏林地具有显著的保持水土能力。研究成果为开展砒砂岩区水土流失综合整治和生态修复提供了参考依据。     

栓皮栎林分枯落物对土壤-植物系统水分运动的影响

[目的]分析枯落物层对森林生态系统水分循环的作用。[方法]利用稳定同位素技术,测定了在旱季和雨季栓皮栎木质部水分以及枯落物层和不同土壤层水分的同位素特征。通过对比不同环境条件下(干旱期和降雨前后)枯落物层和土壤水分同位素组成的变化,并根据其与植物茎水分同位素特征的差异判断栓皮栎不同季节的水分利用来源。[结果]在旱季,随着干旱期的进行,对于平均枯落物层厚度,表层0—30cm土壤水分同位素特征由于蒸发分馏的影响逐渐变得富集,而对于因为特殊地形而造成的未分解枯落物层较厚的地方,则土壤水分同位素特征随着干旱期的进行几乎不发生变化;栓皮栎的水分来源主要集中在表层,随着干旱期的延长没有发生变化;在雨季,极端降雨后,土壤同位素特征表明枯落物截留降雨的效应明显,被枯落物截留的雨水以活塞流的形式继续向土壤入渗,栓皮栎的水分来源主要来自于表层0—10cm枯落物层(分解层)的土壤;土壤剖面水分同位素特征呈现的梯度变化与土壤层的结构有关。[结论]枯落物层的厚度,特别是未分解层,对土壤水分的同位素特征影响有差异;枯落物层的水文效应也间接改变了植物的水分利用。     

河北太行山丘陵区不同林分类型枯落物与土壤持水效益

为揭示太行山丘陵区不同林分类型水土保持效益规律,选取毛白杨林,侧柏林,杂木林和灌丛这4种典型林分的林下枯落物和林地土壤作为研究对象,分别采用室内浸水法和环刀法对4种林分林下枯落物和林地土壤的持水特性进行研究。结果表明:4种林分枯落物蓄积量表现为侧柏林(10.55t/hm2)毛白杨林(7.25t/hm2)灌丛(6.93t/hm2)杂木林(6.39t/hm2)。灌丛枯落物的最大持水量最大,为17.28t/hm2,而杂木林的最小,为12.50t/hm2。林下枯落物的持水量与持水时间呈对数关系:Q=aln(t)+b,枯落物的吸水速率与持水时间呈幂函数关系:V=ktn。4种林分枯落物有效拦蓄量灌丛最大,为13.55t/hm2,杂木林最小,为9.95t/hm2。0—40cm的土壤层中土壤容重均值最大的是侧柏林,为1.53g/cm3,最小的是灌丛,为1.48g/cm3。土壤总孔隙度最大的是侧柏林,为43.69%,最小的是毛白杨林,为40.40%。土壤的毛管孔隙度均值表现为侧柏林(32.45%)灌丛(30.36%)毛白杨林(29.72%)杂木林(28.19%)。侧柏林土壤的最大持水量最大,为570.01t/hm2,毛白杨林最小,为527.58t/hm2。分析4种林分林下枯落物和林地土壤的持水能力,得出侧柏林(583.01t/hm2)灌丛(567.12t/hm2)杂木林(557.17t/hm2)毛白杨林(542.94t/hm2)。综合4种林分枯落物层和土壤层的持水特性,得知侧柏林的持水能力最大。     

河北省太行山区3种人工水土保持林枯落物及土壤水文效应

[目的]揭示人工水土保持林林下枯落物以及土壤持水特征,为太行山区水土保持林的建造和规划提供理论依据。[方法]运用烘干法,室内浸泡法,环刀法等得出不同林分林下枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量,比较了不同林分枯落物和土壤的持水能力。[结果]枯落物总储量范围为9.96~19.19t/hm2,表现为栓皮栎林总储量最大,荒坡总储量最小。枯落物最大持水量变化范围为23.76~66.72t/hm2,栓皮栎—侧柏混交林最大,荒坡最小。栓皮栎—侧柏混交林有效拦蓄量可达51.50t/hm2,在各林分中最大;荒坡有效拦蓄量为19.55t/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(R0.97),后者为幂函数关系(R0.98)。各林分土壤容重均值介于1.14~1.55g/cm3,总孔隙度介于38.62%~43.76%。各林分土壤有效持水量表现为:刺槐林栓皮栎—侧柏混交林栓皮栎林荒坡,其中刺槐林最大(为106.85t/hm2),荒坡最小(为89.37t/hm2)。[结论]水土保持林持水能力远大于荒坡。     

元阳梯田区域不同植物群落枯落物及表层土壤水分涵养功能研究

分析了元阳梯田区域12个植物群落土壤层和枯落物层涵养水源的能力,结果表明:各阔叶林地土壤容重都小于1.00 g/cm3,针叶林群落改善土壤结构的能力弱于阔叶林。山地山龙眼群落土层的平均总孔隙度最大,为61.80%,饱和蓄水量和非毛管持水量最高,分别为1 235.9和226.4 t/hm2。木姜子、红果树阔叶混交林的土壤涵养水分能力强,表层土田间持水量为77.20%和75.72%。阔叶林枯落物的持水能力强,针叶林群落产生的枯落物量大,杉木林和云南松林的枯落物持水总量为991.54和1 570.40 g/m2。云南松群落和山地山龙眼群落综合持水能力较强,分别为2 521.6和2 163.8 t/hm2。草地群落持水能力最弱,仅为1 099.4 t/hm2。     

露天煤矿排土场不同植被类型持水能力评价

采用野外调查和室内综合分析,系统研究了露天煤矿排土场不同植被类型的枯落物特征、土壤物理性质、土壤渗透性能和蓄水能力变化,并采用主成分分析对各样地持水能力进行综合评价。结果表明:不同植被类型枯落物的厚度和蓄积量均差异显著(P0.05),乔木林地、灌木林地和荒草地枯落物厚度依次为1.80,1.23,0.83cm,枯落物蓄积量为6.76,2.96,0.58t/hm~2;乔木林地枯落物的持水能力和拦蓄能力最强,显著大于灌木林地和荒草地(P0.05)。各样地土壤容重依次为荒草地灌木林地乔木林地,乔木林地和灌木林地的土壤入渗能力显著高于荒草地(P0.05),初始入渗率、稳定入渗率和渗透总量分别为1.53~4.08mm/min、0.20~1.51mm/min和28~133mL。乔木林地和灌木林地的实际库容大于荒草地,林地水库贮水效率显著高于荒草地(P0.05)。采用主成分分析法评价露天煤矿排土场不同植被类型的持水能力,15个评价指标可优化为3个主成分,累计贡献率为96.832%,各样地持水能力综合得分为乔木林地灌木林地荒草地。从排土场枯落物层和土壤层的持水能力角度,可选择乔木树种(刺槐)作为主要复垦植被。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

土壤侵蚀与土壤肥力

对土壤侵蚀与土壤肥力概念进行了阐述,分析了两者之间的关系,指出土壤侵蚀与土壤肥力之间的作用是相互的,侵蚀造成土壤肥力的丧失,而土壤肥力的丧失反过来又加剧侵蚀作用的加强.在此基础上,提出了治理土壤侵蚀和培育土壤肥力时应注意的问题与治理方法.     

初始湿度对覆膜开孔蒸发水盐运移的影响

为了解初始含水率(湿度)变化对覆膜开孔蒸发的盐分与蒸发量的定量关系,通过不同湿度土壤的室内蒸发实验,研究了覆膜开孔率影响下土壤水分和盐分的运动特征.结果表明,初始含水率越大,不同覆膜条件下累积蒸发量越大,单位膜孔面积累积蒸发量(E_R)随开孔率增大而急剧减小.不同初始湿度的ER与覆膜开孔率的关系可用乘幂表示;表土返盐量随覆膜开孔率的增大而逐渐增加;不同含水率土壤的盐分浓度削面分布趋势一致,含水率越大,表层盐分浓度越大,含水率较小的土壤.盐分浓度在表层最大.在盐分含量最低点附近达到最小值,表层以下4-13cm的盐分浓度均小于初始值;不同覆膜开孔率条件下不同含水率土体剖面盐分浓度与垂直位置之间可用幂函数表示.研究表明,初始湿度对土壤水盐运动的影响存在定性特征,而覆膜开孔率对水盐运动的影响有定量关系可循.     

红壤积水入渗及土壤水分再分布规律室内模拟试验研究

利用室内模拟土柱试验研究了红壤积水入渗及土壤水分再分布规律。结果表明:入渗过程中湿润锋距离、累积入渗量与时间的平方根呈线性关系,湿润锋运移速率与时间呈乘幂关系,而入渗率与时间平方根的倒数呈线性关系;再分布过程中,在隔绝蒸发条件下,土壤含水量随土层深度的增加而下降,同一深度土层含水量则随时间推移而下降。无论在隔绝蒸发还是在自然蒸发条件下,短期内土壤水吸力有随土层深度的增加呈先下降后升高的趋势,而同一深度土层水吸力则随时间的推移而升高;土壤初始含水量对水分的入渗及再分布有较大影响,初始含水量较低时,水分入渗较快,而水分再分布则较慢。     

大力开展水土保持 综合防治风沙

大力开展水土保持综合防治风沙周文智（中华人民共和国水利部，北京１００７６１）我国是受风沙危害严重的国家之一，沙漠沙地面积大、分布广，不仅有大面积的内陆沙漠沙地，而且还有沿海、河岸、湖周沙地。据１９９２年水利部公布的最新遥感普查结果，我国受风力侵蚀的面...     

引洪灌溉沙漠 综合治理沙害

引洪灌溉沙漠综合治理沙害于振江（新疆维吾尔自治区水利厅农水处，乌鲁木齐８３００００）新疆策勒县位于世界著名的流动性大沙漠──塔克拉玛干沙漠南缘，是新疆风沙灾害最为严重的县之一。历史上，策勒县城曾三次因风沙湮埋而被迫迁移。近代，由于人类不当的社会经济活...     

略谈水土流失与土壤侵蚀

目前人们对“水土流失”等名词的理解不一，可概括为五种类型。导致理解歧义的原因，主要为水土保持科学产生和发展的历史与语言词汇两个方面。“水土流矢”与“土壤侵蚀”是两个有区别的概念，对水土流失、土壤侵蚀与水土保持等基本概念的理解，必须同我国水土保持工作实践结合起来。     

土壤改良剂对黄绵土持水性能的改良效应研究

通过室内土柱培养,研究了PAM、沃特保水剂、β-环糊精、腐殖酸对黄绵土持水性能的改良效果.结果表明,不同改良剂在不同浓度下的土壤水分特征不同,但都符合土壤含水量与土壤吸力之间的关系式;在浓度0.05%～0.4%时,在同一改良剂处理下a值的大小变化规律是随浓度的增加而增大,即:0.4%>0.2%>0.1%>0.05%>CK;在同一浓度下,不同改良剂在培养3周和2个月时,不同改良剂处理下的a值的大小为PAM>沃特保水剂>β-环糊精>腐殖酸;在培养4个月后,在浓度＜0.2%时,a值的大小变化规律为:PAM>沃特保水剂>β-环糊精>腐殖酸;在浓度0.2%～0.4%时,a值的大小变化规律为:PAM>沃特保水剂>腐殖酸>β-环糊精.     

土壤干密度和含水率对2种紫色土抗剪强度的影响

选择广泛分布于重庆丘陵山区的钙质紫色土和中性紫色土2种土壤,通过室内三轴剪切试验测定含水率和干密度交互作用对土壤抗剪强度指标的影响。结果表明:(1)在相同干密度情况下,2种土壤粘聚力(c)随着含水率增加呈现出先增加后减小的趋势,在相同土壤含水率水平下,土壤粘聚力(c)随干密度增大而增大;2种土壤内摩擦角(φ)在各干密度条件下均随着含水率增加呈明显减小的趋势。(2)含水率和干密度的交互作用对粘聚力(c)有显著影响,粘聚力(c)随着干密度的增大而增大,且每一个干密度都有一个含水率与之对应,并在此交互条件下c达到最大。钙质紫色土粘聚力(c)在干密度为1.7g/cm3,含水率为11%时达到极大值,此时粘聚力(c)为154.59kPa,中性紫色土粘聚力(c)在干密度为1.6g/cm3,含水率为8%时达到极大值,此时粘聚力(c)为126.38kPa。(3)含水率和干密度的交互作用对内摩擦角(φ)影响相对较小,同一干密度下,其φ值差异不大,随干密度的增大缓慢增大,相对而言,含水率对内摩擦角(φ)的影响更明显。钙质紫色土内摩擦角(φ)随含水率的增大呈曲线下降,中性紫色土内摩擦角(φ)随含水率增大有一个短暂的增大过程,而后随之迅速减小。     

保护性耕作对坡耕地土壤水分特性和水土流失的影响

在黄土高原西部丘陵沟壑区水土流失严重的坡耕地进行了2 a的定位试验,研究了不同耕作方式对坡耕地土壤水分特性和水土流失的影响.研究结果表明:(1)免耕+覆盖的保护性耕作方式保水效果明显,全年平均土壤含水量比传统耕作高出1%以上,单纯的免耕与传统耕作没有显著差异.(2)免耕可使耕作层土壤水分保持相对稳定,初春播种后土壤较长时间保持较高含水量有利于作物出苗;雨后免耕处理耕作层具有更强保水能力,从而使土壤水分保持相对稳定则有利于作物生长.(3)不同耕作方式对坡耕地土壤水分特性的影响与其对士壤结构的影响有关,免耕虽然增加了耕作层土壤容重,但也增加了团聚体的稳定性,降低了团聚体破坏率,增强了土壤抗蚀力,覆盖能降低免耕地表层土壤容重,增强其持水与保墒能力.(4)免耕措施未必能减少坡地径流量,但可显著降低土壤侵蚀量,免耕辅以秸杆覆盖的保护性耕作可有效防止水土流失,径流量和产沙量较传统耕作处理分别减少了8.35%和88.11%.