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。     

兰州市北山不同人工林枯落物和土壤的水文特征

[目的]探讨兰州市北山3种人工林地枯落物的储量和持水能力及土壤的水文特征,为揭示干旱地区人工林水土保持和水源涵养能力提供理论依据。[方法]采用野外调查、室内浸水法和环刀法等研究方法对林地的枯落物蓄积量、持水量和土壤的渗透性、持水能力等进行了研究。[结果]3种林地枯落物的总蓄积量表现为:新疆杨(36.74t/hm~2)侧柏(34.15t/hm~2)刺槐(16.01t/hm~2)。新疆杨林地枯落物最大持水量最大,为7.36t/hm~2;而刺槐林地最大持水量最小,仅为4.91t/hm~2。3种林地中土壤容重表现为:新疆杨(1.466g/cm3)刺槐(1.403g/cm3)侧柏(1.27g/cm3);而土壤总孔隙度、毛管孔隙和非毛管孔隙均表现为侧柏刺槐新疆杨。土壤最大持水量为:侧柏(0.731g/cm3)刺槐(0.642g/cm3)新疆杨(0.633g/cm3)。侧柏的初渗率和平均渗透速率均显著高于新疆杨和刺槐林地(p0.05),且侧柏林地在整个渗透时间内其渗透性均高于新疆杨和刺槐林地。[结论]在3种人工林地中侧柏林地的土壤保持和水源涵养能力最强。     

飞播马尾松林不同林下植被类型枯落物及土壤水文效应

为探明飞播马尾松林不同林下植被类型对枯落物及土壤水文效应的影响,按林下植被优势(分芒萁类、禾本类及灌木类3种类型)设置典型样地,对其枯落物持水性能及土壤蓄水能力进行比较分析.结果表明:3种类型的枯落物现存总蓄积量为0.65 ～3.57t/hm2;其中,灌木类总蓄积量＞芒萁类＞禾本类.3种类型枯落物自然含水率、最大持水率、最大拦蓄率及有效拦蓄率范围分别为15.50％～29.74％、167.70％～218.25％、139.00％ ～199.66％和113.85％ ～167.39％;枯落物自然含水量、最大持水量、最大拦蓄量及有效拦蓄量均表现为灌木类＞芒萁类＞禾本类,除半分解层自然含水量以外,其他持水量指标均表现为灌木类显著高于其他2种类型.0 ～ 20 cm土层的饱和蓄水量、非毛管持水总量以及毛管持水总量均以芒萁类最高,分别为865.95、138.96和726.99 t/hm2;其中,芒萁类在0～20 cm土层,非毛管持水总量显著高于其他2种类型,而0～ 10 cm土层饱和蓄水量显著高于禾本类.综合分析表明:灌木类枯落物的水文效应显著高于禾本类和芒萁类,而芒萁类土壤层水文效应明显优于灌木类和禾本类,这是由于土壤层饱和蓄水量及有效蓄水量分别占林地表层(枯落物层和0 ～ 20 cm土壤层)的99％和94％以上,总体上芒萁类林地表层水文效应明显优于灌木类和禾本类.     

茅台水源功能区不同植被类型的枯落物及土壤特征

运用野外调查与室内分析的方法,对茅台水源功能区几种不同植被类型下的枯落物和土壤特征进行了研究,结果表明:不同植被类型的枯落物特征存在一定差异,其中柏木林的枯落物储量、有效持水量及最大持水量均最大,而撑绿竹林枯落物储量最小、白茅草丛枯落物有效持水量及最大持水量最小;不同植被类型枯落物吸水速度均随着吸水时间增加呈幂函数关系降低。不同植被类型土壤特征中针阔混交林的土壤养分含量普遍较高,马尾松林和白栎灌丛下的土壤养分含量普遍较低;柏木林、针阔混交林土壤层的渗透能力较强,白茅草丛的渗透能力最小。     

不同经营年限山核桃林地枯落物和土壤的水文效应

为探讨山核桃(Carya cathayensis Sarg.)—常绿阔叶混交林转变为山核桃纯林过程中林地枯落物和土壤水文效应的变化,利用相邻样地比较采样法,研究了山核桃—阔叶混交林0,5,10,20a山核桃纯林的水源涵养能力差异。结果表明,林地枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间的关系分别符合对数函数和指数函数;0a林地的枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量显著高于5,10,20a的山核桃林地;随着经营年限的延长,林地枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量呈下降的趋势,与0a相比,分别下降了38.2%~54.6%,58.1%~69.7%,21.0%~33.2%;土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总毛管孔隙度及持水力等指标在不同经营年限山核桃林地之间的差异并不显著,与0a土壤的持水力(21 450.0t/hm2)相比,经过不同年限的经营,持水力分别下降了10.6%~20.4%。总体上,山核桃—常绿阔叶混交林转变为山核桃纯林后,降低了林地枯落物和土壤的水文效应。     

太岳山不同郁闭度油松人工林枯落物及土壤水文效应

通过定位试验结合室内测定的方法,研究了山西太岳山不同郁闭度油松人工林枯落物及土壤水文效应。结果表明:(1)不同郁闭度林分枯落物储量变化范围为7.43~10.86t/hm2,随郁闭度增加枯落物储量增加;最大持水率变化范围为276.54%~311.33%,最大持水深为8.02~14.34mm,表现为(按郁闭度排序):0.70.60.80.5,郁闭度为0.7林分的枯落物持水效果最好;枯落物未分解层和半分解层持水量与浸泡时间呈明显对数关系(R0.87),持水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R0.94)。(2)不同郁闭度林分土壤容重变化范围为1.36~1.49g/cm3,总孔隙度均值变化范围为44.71%~48.75%,有效持水量变化范围为395.33~831.00t/hm2,表现为(按郁闭度排序):0.60.70.50.8;稳渗速率变化范围为1.00~3.47mm/min。     

不同密度马尾松人工林枯落物输入对土壤理化性质的影响

为研究不同密度马尾松人工林枯落物输入对土壤理化性质和林分生长影响,选择适宜的人工林经营措施提供参考.以2 500,3 300,4 500,6 000株/hm2(分别记为M1、M2、M3和M4)4种造林密度的马尾松人工林为研究对象,利用结构方程探究不同密度马尾松林枯落物输入对土壤性质的影响.结果表明:林分密度对枯落物和土...     

冀北山地不同海拔蒙古栎林枯落物和土壤水文效应

对冀北山地阳坡不同海拔蒙古栎天然林分枯落物层及土壤层进行了初步研究,结果表明：（1）样地二（海拔1 180 m）的枯落物总蓄积量最大为33.18 t/hm^2,其次为样地三（海拔1 260 m）,最小为样地一（海拔1 100 m）,为14.20 t/hm^2,即随海拔升高枯落物总蓄积量先增大后减小。最大持水率的变动范围为140.83%～229.81%,随海拔升高而降低。样地二的有效拦蓄力最强,为39.22 t/hm^2,样地三拦蓄能力最弱,为20.58 t/hm^2,即中海拔拦蓄能力最强,高海拔最弱。（2）枯落物吸水速度在开始1 h内较快,6 h后下降速度逐渐减慢。未分解层枯落物与半分解层枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系（Q=aln（t）＋b）,吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系（V=ktn）。（3）土壤容重均值最大的为样地三（1.28 g/cm^3）,最小的为样地二（1.08 g/cm^3）,即随海拔升高先减小后达到最大。（4）样地三的土壤有效持水量最大,为98.75t/hm^2,样地二的最小,为53.38 t/hm^2,即高海拔土壤持水能力最强。利用幂函数对土壤入渗速率与入渗时间进行拟合,结果显示相关系数都在0.97以上。     

冀西北山地华北落叶松和白桦林下枯落物水文特征

[目的]探讨冀西北山区不同人工林枯落物持水特性的差异,为该地区森林水文循环和森林开发管理提供基础依据。[方法]以冀西北张家口市崇礼山区的华北落叶松、白桦人工林为研究对象,在林下设置标准样地,测定枯落物层厚度和蓄积量,通过室内浸泡法测定持水特征。[结果]华北落叶松和白桦林下枯落物层厚度分别为4.2,3.4cm,枯落物蓄积量为10.90,4.92t/hm2;浸泡24h后华北落叶松枯落物(未分解层和半分解层)总持水量为4 228.5g/kg,白桦枯落物(未分解层和半分解层)总持水量为5 208.6g/kg,二者的有效拦蓄量分别为14.06,8.85t/hm2。在整个持水过程中,华北落叶松、白桦林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的变化规律基本一致,均在前4h内持水作用较强,4~8h后逐渐变缓,10h后其持水量基本达到饱和;枯落物持水量与浸水时间存在对数曲线关系,而吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系。[结论]森林枯落物层发挥水文功能由持水能力和蓄积量共同决定,在森林经营管理过程中应充分考虑包括树种组成和搭配、林分密度等因子的影响。     

容重对不同有机质含量土壤水分入渗特性的影响

通过不同有机质含量的土壤入渗试验,分析有机质含量及容重对土壤水分入渗特性的影响.结果表明:容重对质地相同而有机质含量不同的土壤表现出不同的影响程度,对高有机质含量的土壤影响显著,有机质含量高的土壤在容重递增的过程中,土壤累积入渗量、湿润深度显著下降,稳定入渗率以乘幂形式迅速下降;有机质含量较低的土壤,容重增加对土壤入渗过程影响相对较小,容重增加时,其累积入渗量、入渗率、湿润深度也有不同程度的减小,但其减小的幅度范围较小,稳定入渗率呈平缓线性降低.采用Green-Ampt模型与Philip模型模拟不同容重及有机质含量的土壤饱和导水率结果与实测值吻合较好.     

荒漠草原不同土壤类型水分入渗特征

为了研究荒漠草原不同土壤类型对降水的响应过程,在宁夏盐池县皖记沟村选取分布较广的灰钙土、风沙土和基岩风化残积土为研究对象,采用双环法测定其入渗过程,分析并比较三者的入渗特征,利用模型拟合土壤入渗过程。结果表明:研究区内3种类型土壤入渗过程大致可分为3个阶段,0~5min入渗速率急剧下降阶段,5~10min入渗速率逐渐变缓并趋于稳定及30min后入渗速率达到相对稳定的状态。通过对不同土壤初始入渗速率、稳定入渗速率及60min累积入渗量对比分析,发现不同土壤类型的入渗特征存在差异,风沙土的入渗性能最好,基岩风化残积土次之,灰钙土入渗性能最差,原因是由于不同土壤结构的差异所导致。各土壤类型物理性质的差异性分析表明,土壤的机械组成和非毛管孔隙度是影响研究区土壤入渗的主要因素。利用4种土壤入渗模型拟合不同类型土壤的入渗过程,通用经验模型更适宜于描述研究区内土壤入渗速率随时间变化的情况。     

贵阳市不同林龄马尾松林凋落物储量及持水特性

以贵阳市花溪区孟关林场不同林龄马尾松人工林为研究对象,采用时空替代法,选取不同林龄样地依次为林窗（对照）、幼龄林、中龄林、成熟林、过熟林5个样地,通过野外调查和室内分析的方法,对贵阳地区不同林龄马尾松林凋落物的储量及持水特性进行了研究。结果表明:不同林龄马尾松人工林凋落物储量及其持水特性存在显著差异（p < 0.05）,呈现先增后减的趋势,均表现出成熟林最大,幼龄林最小,其中,成熟林凋落物储量、最大持水量、最大持水率、有效拦蓄量分别为:35.29 t/hm²,84.48 t/hm²,239.49%,38.31 t/hm²;幼龄林凋落物储量、最大持水量、最大持水率、有效拦蓄量分别为:10.19 t/hm²,12.33 t/hm²,120.38%,6.71 t/hm²;吸水速率开始0.25 h内最快,表明马尾松凋落物可在短时间发挥截水作用。通过对贵阳市不同林龄马尾松凋落物储量及持水性的对比得到:贵阳市马尾松成熟林具有最佳的生态水文特性。     

鄂中低丘区不同演替阶段森林凋落物和土壤水文特征

采用空间代替时间的方法,研究鄂中低丘区太子山林场针叶林、针阔混交林和落叶阔叶林3个不同演替阶段(共8类林分)林下凋落物和土壤的水文特性.结果表明:太子山林场3个演替阶段的林下凋落物总量以针阔混交林最大(介于9.76～12.01 t/hm2之间),林下凋落物最大持水率以落叶阔叶林最高;针阔混交林与落叶阔叶林林下凋落物对降水的有效拦蓄量较高,但两者差异不显著,其中麻栎混交林的有效拦蓄量最大(16.81 t/hm2);各林分类型0-40 cm土层滞留贮水量与饱和贮水量排序均为针叶林＜针阔混交林＜落叶阔叶林,麻栎混交林的饱和贮水量最大(2 145.8 t/hm2).综合分析表明,落叶阔叶林的持水效果最优,该区植被恢复时要注意促进林分向落叶阔叶林的方向演替.     

陕西省子洲县黄土洼不同植被表层黄土入渗特性

[目的]揭示陕西省子洲县黄土洼不同植被表层黄土的水分涵养功能,为该区水土保持措施的科学配置提供科学依据。[方法]采用野外双环入渗试验和室内土壤粒度分析相结合的方法,研究黄土洼不同植被土壤入渗特性及其影响因素。[结果]研究区内平坦草地、斜坡草地、枣树林地和杏树林地的稳定入渗率分别为1.91,1.54,1.47和1.56 mm/min,淤积玉米地从上游的A样地(淤积玉米样地)到下游的F样地(淤积玉米样地)稳定入渗率总体变小,变化在0.69～1.1 mm/min之间,草地和林地比淤积玉米地的入渗率大。利用入渗经验公式进行拟合,拟合效果最好的为考斯加可夫模型,霍顿模型和经验通用公式拟合效果一般。[结论]研究区黄土层上不同植被表层土壤入渗率均高于淤积玉米样地,而在淤积玉米地内从上游到下游入渗率也在逐渐变小。     

不同林分枯落物的持水性能及对表层土壤理化性状的影响

对刺槐林、麻烁林、五角枫林、黄连木林、油松林、赤松林、侧柏林、刺槐麻烁混交林的枯落物持水性能及枯落物层下的表层土壤理化性状进行了研究。结果表明：枯落物的持水性能大小顺序为刺槐林＞黄连木林＞刺槐麻烁混交林＞五角枫林＞麻烁林＞侧柏林＞赤松林＞油松林;表层土壤理化性状的优劣顺序为黄连木林＞刺槐林＞刺槐麻烁混交林＞五角枫林＞麻烁林＞侧柏林＞赤松林＞油松林。     

关帝山不同林分结构华北落叶松林枯落物水文效应

为研究北方山区典型人工林水源涵养效应和更新状况,选取吕梁山脉落叶松纯林为研究对象,采用室内浸水法测定不同林分密度下枯落物的持水性能,用RDA冗余度分析法探究林分结构对枯落物厚度和拦蓄功能的相关关系。结果表明:(1)不同密度华北落叶松样地的枯落物厚度为0.84~4.50 cm,蓄积量范围为9.64~24.14 t/hm²,350株/hm²样地蓄积量最大,200株/hm²样地最小。(2)样地最大持水量范围为27.12~62.07 t/hm²,500株/hm²样地持水量最大,150株/hm²样地最小,持水率范围为213%~374%;有效拦蓄量为10.75~30.40 t/hm²,500株/hm²样地拦蓄能力最佳,150株/hm²样地最差,拦蓄能力与持水能力呈正相关。(3)枯落物的持水量与浸水时间呈显著对数函数关系,吸水速率与浸水时间呈幂指数函数关系。(4)枯落物拦蓄量与林分结构关系密切,影响排序为树高>密度>郁闭度>坡度>林龄>更新>抚育年限。其中,树高与枯落物的拦蓄量关系最为密切,林龄、苗木更新、抚育年限对枯落物拦蓄能力影响较小,海拔和林分平均胸径对枯落物拦蓄基本没有影响。研究结果可从水源涵养和水土保持视角为华北落叶松人工纯林的抚育管理提供一定的参考依据。     

喀斯特槽谷区不同林草恢复模式下土壤入渗特征

为研究不同林草恢复模式对喀斯特槽谷区坡面的水土保持效应,采用野外调查和室内分析相结合的方法,对比分析了喀斯特槽谷区顺、逆向坡面不同林草模式(林地、花椒地、灌草地)下的土壤理化性质和入渗特征。结果表明:(1)顺、逆向坡面下林地容重最小,孔隙度最好,含水率和有机质含量最高,其次是花椒地和灌草地;顺向坡土壤有机质含量显著高于逆向坡(P<0.05),但其他理化指标间差异不显著(P>0.05)。(2)顺、逆向坡面下花椒地入渗曲线较陡峭,而林地、灌草地相对较缓;灌草地入渗率最先趋于稳定(20min左右),而花椒地和林地入渗率在30min左右开始缓慢下降,直到75min以后渐渐趋于稳定;各林草恢复模式下土壤入渗能力均为林地>花椒地>灌草地(P<0.05)。(3)入渗模型中,Horton模型拟合效果最好(R2>0.712),模拟稳定入渗率与实测值间的回归方程决定系数R2高达0.9789。(4)研究区土壤稳定入渗率与总孔隙度、非毛管孔隙度、饱和含水量及pH均呈正相关,而与有机质呈负相关,其中总孔隙度对土壤入渗性能影响最大,有机质影响最小;利用上述指标建立的多元线性回归方程可精确预测土壤稳定入渗率。研究结果可为喀斯特槽谷区坡面植被恢复选择及土壤入渗性能评估提供理论参考。     

单性木兰生存群落凋落物及土壤水文生态效应

[目的]分析广西壮族自治区木论自然保护区单性木兰成片分布区群落的凋落物和土壤水文效应,为更好地评价单性木兰生存群落的水文生态效应提供依据。[方法]在单性木兰成片分布区内,采用样方法,对单性木兰生存群落林下凋落物层和土壤层水文生态做定量研究。[结果]林分凋落物现存量为11.68t/hm2,最大持水总量为19.46t/hm2,有效拦蓄能力为13.87t/hm2;半分解层凋落物现存量远大于未分解层,占整个蓄积量的77.06%,其有效拦蓄量也占整个拦蓄量的75.56%。林分土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度分别为1.14~1.26g/cm3,51.36%~68.68%,41.58%~45.73%,8.80%~27.10%,土壤最大持水量和有效持水量分别为868.75~941.04,64.00~133.73t/hm2。林地总蓄水量变化范围79.75~148.74t/hm2。[结论]单性木兰成片分布区林地蓄水功能主要集中在土壤层中,林分密度对土壤容重和土壤有效持水量有显著影响。