黄土塬区剌槐林地水分条件与生产力研究

本文主要研究了黄土塬区刺槐林蒸腾耗水规律,分析了林地水分收支状况和供水、耗水关系,阐明了林地水分生产力。结果表明:刺槐林蒸腾耗水量欠水年占同期降雨的52.33%,丰水年仅占18.3%,水分有效利用率平均为28.2%。林地水分收支盈亏各月分配不均。阳坡林地供水、耗水矛盾尖锐,阴坡林地丰水年水分供需关系协调,欠水年水分供应不足。林地水分条件是反映生产力高低的重要标志,阴坡林地生物量及材积水分生产效率分别是阳坡林地1.9倍和1.6倍,木材蓄积量是阳坡刺槐林的1.3倍。营造刺槐林不仅能大大地减少水土流失,而且每年每公顷可生产2～3.5m³木材,是对荒坡土壤水分资源的合理利用。     

黄土半干旱区刺槐林水分与生长关系研究

黄土高原半干旱地区,由于土壤水分供应严重不足,使人工造林遇到了极大的困难.水分在黄土高原地区具有其特殊的生理生态意义.因此,在水分是植被生产力第一决定因子的干旱半干旱地区,以主要造林树种刺槐为研究对象,研究水分与林木生长的相互作用关系,已成为该区人工植被建设的重要课题,具有重要的意义.本文介绍了刺槐林地的水分运动及变化和供水与耗水关系的研究现状,阐述了研究水分与生长关系的基本因子、指标及在水分与生长方面的研究概况,并确定了合理的林分密度.     

刺槐耗水研究进展

刺槐是干旱半干旱地区的多用途造林树种，水分生理研究是抗旱造林和林分管理的基础，从苗木、单木和林分三个层面论述了刺槐耗水特性及其研究进展。苗木耗水是林木水分生理研究的基础，刺槐苗木耗水量和耗水速率的日变化均呈单峰型，峰值出现在中午12：00左右。苗木耗水速率除与自身遗传特性有关外，还与土壤水分条件密切相关，随着土壤水分亏缺的加重，耗水速率呈下降趋势。单木耗水除表现与苗木相似的日动态外，其耗水量和蒸腾强度还表现季节动态，生长季节初期和末期耗水量和蒸腾强度较低，生长盛期较强，此外蒸腾耗水还与光照、气温和风速等环境因子呈显著相关关系。林分蒸腾耗水占林分总耗水量的57．7％～60．2％，季节变化与单木相同，一般阴坡耗水大于阳坡，高密度林分耗水量大于低密度林分。     

纸坊沟流域人工刺槐林生长状况与土壤水分条件研究

本文对安塞纸坊沟小流域不同土地类型刺槐林生长状况进行了分析、并且分析了林地水分生态环境对刺槐生长的影响。分析结果认为,该流域水土流失严重,刺槐应营造水土保持林为主,但在水分条件较好的沟谷地和沟坡地可营造部分用材林,以解决当地木林短缺的矛盾;同时,应加强林地的管理,提高土壤水分的利用率。     

南小河沟流域山坡地刺槐林生产潜力分析

水是影响黄土高原地区刺槐生长的主要因子。分析表明陇东黄土高原沟壑区南小河沟流域４种主要立地条件类型中，沟坡刺槐林的现实生产力已接近气候生产力，阴山坡为气候生产力的６０．１１％，阳山坡仅为气候生产力的２．５％。因此，营造山坡刺槐林时，应注意水分资源的有效利用，大力推广径流林业造林技术，以提高刺槐林生产力。     

晋南人工刺槐林需水量计算及分析

根据气象资料，运用彭曼公式（Penman’s formula）和桑斯维特公式（Thornthwaita’s formula），计算并分析了晋南黄土高原刺槐林的潜在蒸散量；结合2，3，5，7，13年生刺槐的耗水特性系数，计算得出其生长季（5-10月份）的需水量和需水总量；最后分析了刺槐林地水分供需状况。其结果显示，在晋南黄土高原，5年生以下的刺槐普遍能适应当地水分状况，而7年生以上的刺槐，由于缺乏水分，生长普遍受到抑制。以此提出，在水分条件较好的沟谷地、阴坡和半阴坡可营造刺槐用材林，在水分条件较差的半阳坡和阳坡可营造刺槐生态公益林。     

渭北黄土区人工刺槐林生长与生物量效应

通过比较黄土区不同立地条件刺槐人工林各器官生长指标及126株解析木生物量实测资料,分析不同密度刺槐人工林的生长与生物量状况,揭示林分不同径级的密度变化特征,拟合单株生物量与胸径、树高的生长模型.结果表明:在撂荒地、坡耕地和荒坡地营造刺槐林后,随林龄的增长和密度的变化,单株总生物量均表现为平均树干占47.1％,树枝和根系分别占22.22％和25.41％,树叶和果实的比例最低,而且高密度林分内林木的树干生物量均小于低密度林分.同时,30年撂荒地造林密度为1 050株/hm2时,24 cm径级树干生物量占65.5％;35年坡耕地造林密度950株/hm2时,24 cm径级树干生物量占58.39％;30年荒坡地造林密度1 410株/hm2时,24 cm径级树干生物量占51.6％.另外,30年中小径级的树木占林分总密度的67.62％,35年中径级的树木占林分总密度的52.84％.从刺槐生长状况分析结果看,黄土区刺槐人工林的适宜密度为950 ～1 050株/hm2,并应对该区生长30～35年的中径级刺槐林进行合理间伐利用,方可获得较高的生物产量.     

晋西黄土区主要造林树种林地土壤水分生态条件分析

黄土高原地区植被建设引起的土壤水分效应问题愈来受到关注,林地的水分生态条件分析成为构建结构稳定的森林植被的前提,以晋西黄土区主要造林树种刺槐、油松和侧柏的坡面林地为研究对象,通过林地土壤水分特征曲线测定及土壤水分动态变化监测,探讨其生长的水分生态条件,结果表明:本区人工林地的土壤持水力较高,土壤含水率随水势降低而递减的速度较慢;研究区主要造林树种中,刺槐及其混交林分的土壤水分利用范围最大,抗旱能力最强;无论丰水年或枯水年,坡面各林地土壤水分有效利用性大,土壤含水量在生长季都高于无效水临界值,林地土壤水分利用状况好,林分生长稳定。     

晋西黄土丘陵沟壑区刺槐林适宜性评价

晋西黄土丘陵沟壑区水土流失严重,气候干旱,生态环境恶劣,适应性和抗逆性很强的刺槐是该区重要的优良造林树种。建国以来,该区营造了大面积的刺槐林,但由于各立地类型的光、热、水、气、肥等条件不尽一致,其生长状况相差悬殊,有的甚至形成"小老树"。为了研究刺槐林的生态适宜性,在对不同立地条件下刺槐林生长状况调查的基础上,应用Verhanlst生长预测模型和模糊最优局势决策法进行了分析,发现刺槐林的生长状况与各立地条件的土壤水分变化基本一致,不同立地条件下刺槐林生长差异显著,同时筛选出适宜于营造刺槐林的最佳立地条件类型是梁峁阴坡和阴沟坡。     

晋西黄土区主要造林树种林地土壤水分生态条件分析

黄土高原地区植被建设引起的土壤水分效应问题愈来受到关注,林地的水分生态条件分析成为构建结构稳定的森林植被的前提,本研究以晋西黄土区主要造林树种刺槐、油松和侧柏的坡面林地为研究对象,通过林地土壤水分特征曲线测定及土壤水分动态变化监测,探讨了其生长的水分生态条件,结果表明：本区人工林地的土壤持水力较高,土壤含水率随水势降低而递减的速度较慢;研究区主要造林树种中,刺槐及其混交林分的土壤水分利用范围最大,抗旱能力最强;无论丰水年或枯水年,坡面各林地土壤水分有效利用性大,土壤含水量在生长季都高于无效水临界值,林地土壤水分利用状况好,林分生长稳定。     

晋西黄土丘陵沟壑区刺槐林适宜性调查研究

晋西黄土丘陵沟壑区水土流失严惩，气候干旱，生态环境恶劣，适应性和抗逆性很强的刺槐是该区的优良造林树种，多年来，该区营造了大面积的刺槐林，但由于骆立地条件类型的光，热，水，气，肥等条件不尽一致，其生长状况相差悬殊，有的甚至形成“小老树”，为了研究刺槐林的生态适宜性，在对不同立地条件下刺槐林生长状况调查的基础上，应用Verhanlst生长预测模型和模糊最优局势决策法进行了分析，发现刺槐林的生长状况与各立地条件的土壤水分变化基本一致，不同立地条件下刺槐林生长差异显著，同时筛选出适宜于营造刺槐林的最佳立地条件类型是梁峁阴坡和阴沟坡。     

长武塬区立地特征及其对刺槐林生长影响的研究

黄土高原沟壑区气侯、土壤条件很适宜刺宜刺槐的生长。然而，沟壑内地形较为复杂，刺槐在不同地形部位栽植后，生长量差异极大。由长武王东沟小流域刺槐林的生态分析表明：１．导致不同生境之间立地条件差异的首要原因是水分因素；２．立地条件对刺槐生长过程影响最大的是坡位与坡向；３．根据沟壑内没形部位的水分生态条件，应对陡阳坡上部刺槐林进行更新改造，并加强培育沟谷和沟坡中下部土地上的速生林。     

黄土高原沟壑区人工刺槐林的建设、更新与演替

通过对王东沟小流域人工刺槐林生产现状、更新和演替过程进行分析,提出黄土高原沟壑区林草植被建设中应把人工刺槐林的培育与更新结合起来,通过皆伐萌蘖、择优间伐等措施进行人工刺槐林的更新;应根据二代刺槐林的生长和对水分的利用情况,对刺槐林进行合理采伐利用,不宜培育第三代刺槐林;应尽量保留草本和灌木植物,使之先被天然草本群落代替,继续发挥植被防止土壤侵蚀的作用,改善生态环境.     

土壤干化的水文生态效应

应用土壤-植被-大气传输模型(SVAT-model)——CoupModel,对黄土丘陵沟壑区农地(马铃薯)、林地(刺槐林)、采伐迹地(刺槐被砍伐)和荒草地(天然灌草)的土壤水分变化进行了模拟。分析了不同植被覆盖条件下土壤干化程度、气候干旱和植被耗水对土壤干化的贡献率以及土壤干化的水文生态效应。研究结果表明:农地不存在土壤干化现象,刺槐林地、采伐迹地和荒草地均存在明显的土壤干层,以刺槐林地最为严重;气候干旱和植被过度耗水对土壤干化的贡献率分别为70.74%和29.26%,气候干旱是导致土壤干化的主要原因;土壤干化可以导致土壤剖面水分交换深度变浅,土壤剖面水分的移动性变差,使土壤水库丧失77.58%~93.55%的调节能力,形成土壤水分循环的隔离层,增加植被生长对年度降水的依赖性。总之,土壤干化恶化了陆地土壤水文循环环境,影响植被的正常生长,不利于黄土丘陵沟壑区的生态环境建设。     

土壤水分胁迫对刺槐幼苗生长、根叶性状和生物量分配的影响

[目的]探索刺槐幼苗在干旱胁迫下的适应策略,为植被恢复过程中人工刺槐林的造林选址提供科学依据。[方法]采用盆栽控水实验法,以1年生刺槐幼苗为实验对象,设置4个水分梯度(分别为田间持水量的75%～90%,60%～75%,45%～60%,30%～45%),研究水分胁迫下刺槐幼苗的适应机制。[结果]①中度(45%～60%)和重度水分胁迫(30%～45%)明显抑制幼苗生长,其株高、地径和冠幅显著低于对照组(75%～90%),轻度水分胁迫(60%～75%)与对照组差异不显著,在实验结束时其生长状态优于对照组;②随土壤水分胁迫程度加深,刺槐幼苗根磷含量升高,比叶面积和比根长减小,叶厚度和叶组织密度增大;③中度(45%～60%)和重度水分胁迫(30%～45%)显著减少了幼苗的生物量积累,提高了幼苗的根冠比。[结论]刺槐幼苗通过将同化物质相对多的投入到防御组织的策略来适应干旱环境。重度水分胁迫严重抑制幼苗的生长,而在轻度水分胁迫下,幼苗能取得最大生长收益。     

黄土半干旱区集水造林地刺槐的林木生产力和水分生产潜力

通过计算分析集水造林条件下刺槐林的林木生产力和水分生产潜力,结果表明林分群体的水分生产效率,特别是蒸腾和蒸散的水分生产效率,随密度的增大呈对数递减趋势;低密度拍光处理林分的理论潜在开发潜力可达90%以上,基本达到了目前技术经济水平条件下当地刺槐的最大生产能力,是今后径流林业的发展方向.     

黄土丘陵区刺槐人工林与乡土植物叶片和细根功能性状比较研究

植物功能性状是表征植物与环境关系的重要媒介。不同种群间功能性状的差异直接决定其竞争优势,并决定群落的结构和功能,影响整个群落的演替与发展。以黄土丘陵区森林草原带不同立地环境下的刺槐林和乡土植物群落为研究对象,比较二者功能性状随立地环境的变化,进而阐明其对不同环境的适应策略。结果表明:(1)同一坡向,刺槐林和乡土植物群落的叶N含量、根C含量、根N含量、比叶面积、叶组织密度及比根长之间有显著性差异(p0.05),而根P含量、根组织密度只在阴坡上有显著性差异(p0.05)。除叶组织密度、根组织密度、根P含量外,刺槐其他各功能性状值均高于乡土植物群落。在同一坡位,刺槐林叶C含量、叶N含量和根C含量、根N含量、比叶面积、比根长整体上显著高于乡土植物群落(p0.05);(2)刺槐林的土壤C含量、土壤P含量在阴阳坡上均低于乡土植物群落,阳坡土壤N含量高于乡土植物群落,阴坡上则相反;在不同坡位上,两者的土壤C含量有显著性差异(p0.05);(3)刺槐林和乡土植物群落5m的土壤含水量变化基本一致。刺槐林下土壤含水量低于乡土植物群落。在干旱贫瘠的环境中,刺槐林具有较高的叶养分含量、根养分含量、比叶面积和比根长,具备较强的水分和养分竞争能力;而乡土植物群落具有较小的比叶面积、较大的叶组织密度和根组织密度,虽然可以较好地维持体内水分和养分的平衡,形成对环境的有效适应,但相比刺槐水分和养分竞争能力较弱。因此,在黄土丘陵区植物恢复重建中,要充分考虑物种对环境的适应性及其对生长的影响,要维持物种适应环境与健康生长间的平衡。     

黄河三角洲人工林地土壤的水盐动态变化北大核心CSCD

在调查林分长期生长特征的基础上,以未造林荒地为对照,系统研究黄河三角洲不同退化程度刺槐林、刺槐白蜡混交林和白蜡纯林等人工林地土壤的水盐动态变化特征。结果表明:人工刺槐林的退化程度越高,其林地表层土壤含水量越低,深层土壤盐分含量则越高。与刺槐、白蜡纯林相比,混交林土壤含水量相对较高、土壤盐分则较低。春、秋、冬三季,严重退化刺槐林土壤含水量随土层深度增加而升高,而轻度退化刺槐林土壤含水量季节变化较复杂。春、冬两季随土层深度增加土壤含水量呈现出先升高后降低的趋势,夏季则相反,而秋季逐渐降低。混交林及相应纯林的土壤含水量在春季随土层深度增加均表现出先降后升的趋势;夏季有很大程度的降低,但混交林高于纯林;秋、冬季时纯林土壤含水量由表层向深层递减,混交林则先下降后上升。轻度退化刺槐林的土壤含盐量在全年中均较低,而严重退化刺槐林深层土壤含盐量较高。相比之下,混交林降低土壤含盐量的能力最强,刺槐纯林次之,白蜡纯林最弱。总之,在滨海盐碱地区营造人工林,能在一定程度上改善土壤含水量和含盐量,明显影响土壤中水分、盐分的时空分布。     

晋西黄土区不同密度刺槐林地土壤水分补偿特征

为研究晋西黄土区不同密度刺槐人工林对土壤水分的影响,分别选取2 400株/hm2与1 300株/hm2刺槐人工林代表研究区高、低密度刺槐林分,以裸地为对照,分别利用Enviro-SMART土壤水分定位监测系统和翻斗式自记雨量计对0—150cm深度范围内各土层体积含水量与林外降雨进行定位观测。结果表明:(1)从不同降水年份来看,在干旱年和平水年,低密度刺槐生长季平均土壤储水量高于高密度刺槐,在研究年份中,低密度刺槐多年平均土壤储水量比高密度刺槐多年平均土壤储水量高6.80 mm。(2)在土壤剖面垂直方向,干旱年、平水年高密度刺槐对0—30cm土层土壤水分的消耗高于低密度刺槐,丰水年0—30cm土层土壤水分消耗各刺槐林间差异不显著(P0.05)。(3)综合分析降雨入渗深度、入渗量及雨季土壤水分补偿度等指标,研究区天然降雨可对低密度刺槐林分生长所消耗的土壤水分进行有效补充,不会出现人们所担心的黄土高原在植被恢复过程中会造成水分的不足而导致新的生态退化。但考虑到高密度刺槐林对土壤水分的消耗,建议在研究区进行刺槐林植被建设过程中多考虑采用低密度刺槐林的配置方式。     

黄土高原坡面集水工程的抗旱造林技术研究

选取4种不同的坡面集水处理(有机硅、拍光、地衣和草坡)措施,探讨抗旱造林的坡面集水技术对降雨集水量、集水率的影响,以及坡面集水处理对林木生长的影响,旨在为黄土高原地区生态建设提供基础理论依据和具体的抗旱节水造林方案.结果显示,集水量和集水率最大的是有机硅处理面,而后依次是水泥处理面、地衣处理面、拍光处理面和荒草面,从生态角度考虑,地衣处理面最佳.拍光面和地衣面促进林木生长的效果远大于普通面、地衣面促进林木生长的作用大于拍光面的作用.选取6种造林密度条件下刺槐林地的水分利用效率、降水生产效率、蒸散水分生产效率和蒸腾水分生产效率进行对比分析,结果为随着刺槐造林密度的降低,其4种效率均得以提高.