秦岭火地塘林区不同土壤类型腐殖质组成及结合态腐殖质特性的研究

对秦岭火地塘林区棕壤、暗棕壤及草甸土进行了分析测定。结果表明,不同土类在腐殖质组成及结合态腐殖质特性方面存在明显差异。棕壤、暗棕壤及草甸土的Ｈ／Ｆ值相比较,以暗棕壤最大,草甸土次之,棕壤最小;随剖面加深３种土类的Ｈ／Ｆ值明显下降。除草甸土、暗棕壤Ａ层外３种土类腐殖质均以富里酸为主。３种土类的结合态腐殖质均以松结合态为主,且以草甸土相对含量最高,暗棕壤次之,棕壤最低;随剖面加深,棕壤、暗棕壤及草甸土结合态腐殖质相对含量有增大趋势。３种土类的土壤有机质绝大部分是以结合态形式存在。     

秦岭火地塘林区不同海拔森林土壤NO通量

选取秦岭火地塘林区不同海拔(1 560~2 160 m)的有代表性的5个森林样地,从2014年10月到2015年10月对其土壤NO通量采用静态箱—氮氧化物分析仪法进行1 a的监测。结果表明,土壤NO排放主要集中在植物生长季(2015年5月—2015年9月),但整个观测期NO排放保持在较低水平。在非生长季(2014年10月—2015年4月),大部分样地的NO排放先减少后增加,而且监测有NO吸收。不同海拔NO年排放总量分别为2 160m红桦林0.06 kg·ha~(-2)·a~(-1),2 040 m青杄林0.08 kg·ha~(-2)·a~(-1),1 963 m华山松林0.02 kg·ha~(-2)·a~(-1),1 585 m油松林0.11 kg·ha~(-2)·a~(-1),1 560 m锐齿栎林0.19 kg·ha~(-2)·a~(-1)。除华山松外,NO年排放总量随海拔的升高而减少。不同海拔5个样地土壤NO通量均与地温显著相关(P0.05)。华山松林土壤NO排放与土壤孔隙充水率呈负相关(P0.05)。油松林土壤NO排放与土壤铵态氮质量分数负相关(P0.05)。除油松林外,各样地的土壤孔隙充水率都低于60%,可以推断,硝化反应是本地区NO的重要生成源,但受到降雨和土壤有机质等理化性质的影响又伴随有反硝化过程。     

秦岭火地塘林区不同林分对降雪的分配影响

秦岭火地塘林区5种林分类型对冬季降雪的影响研究表明:冬季降雪量占全年雨量的6.38～8.16％;林分拦雪量占总降雪量的19.22～48.60％;针叶林和阔叶林的最大拦雪量分别为8mm和4mm;影响林地上雪的水平分布和雪量的主要因素为林分类型和降雪量及降雪类型。     

不同森林类型土壤化学性质的比较研究

对武夷山风景区的3类天然林(马尾松林、杉木林、阔叶林)和3类人工或半人工林(经济林、竹林、茶园)不同层次(0～20cm,20～40cm和40～60cm)土壤的化学性质进行了测定、分析与对比．结果表明：由于人为干扰(施肥、垦复等)的影响,使人工林的土壤养分要普遍高于天然林。就同一森林类型而言,不同层次的土壤养分存在着明显的差异,除pH值外,其它土壤养分指标基本上呈现出随土壤深度的增加而减少的趋势,从而在化学性质方面有力地揭示了武夷山风景区不同森林类型的土壤特征。     

秦岭火地塘林区不同林地土壤水分动态特征的研究

对秦岭火地塘林区不同林地土壤水分动态特征的研究,结果表明：不同林地土壤水分动态特点与大气降水及林分的蒸散量紧密相关,阔叶林地土壤水分动态比针叶林地变化较缓和,变化幅度较小;同一林地不同土壤层次水分动态特点与一次降水时接收到的净雨水量及森林植物根系在各层中的耗水量密切相关。在整个生长季节内,０～２０ｃｍ和２０～４０ｃｍ土层水分变化较为剧烈．而４０～６０ｃｍ和６０～８０ｃｍ土层水分变化较为缓和。植物根系在土层中的分布密度与对应土层的耗水量的相关关系只有在土壤水分条件充足时才比较明显,当土壤水分条件较为干燥时,植物根系对下层土壤水分的吸收则明显加强。     

秦岭南坡火地塘林区华北落叶松人工林土壤酶活性研究

为了揭示华北落叶松人工林潜在的地力衰退趋势,分别采集秦岭南坡火地塘林区华北落叶松人工林林地不同土层和距样树主干不同距离处的土样,并以天然草地不同层次土样为对照,对土样中的脲酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化物酶的活性进行了分析研究。结果表明,与天然草地土壤相比,除多酚氧化酶外,华北落叶松人工林土壤脲酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化物酶的活性降低,脲酶、蛋白酶、过氧化物酶、磷酸酶的活性降低幅度分别为15.2%～63.8%,13.9%～15.3%,6.6%～17.1%,1.6%～17.4%,以脲酶活性降低最为明显;在华北落叶松林内,距样树主干水平距离越近,土壤酶活性越强,反之,该酶活性越弱。     

秦岭火地塘林区半翅目昆虫多样性研究

对秦岭南坡火地塘林区蒿草丛的半翅目昆虫群落的多样性进行了分析.调查结果表明该地的半翅目昆虫有8科67种,其中盲蝽科17种、花蝽科11种、长蝽科11种、缘蝽科10种、蝽科10种、猎蝽科3种、姬蝽科3种、龟蝽科2种.各海拔区群落的多样性测度证实,多样性指数随海拔的升高逐渐降低.对15个海拔区按相似性进行聚类分析、并按DTV指数进行判别,可将该地区蒿草丛的半翅目昆虫划分为3个亚群落,各亚群落在垂直分布上的生态位分别是Ⅰ亚群落900～1 600 m、Ⅱ亚群落1 700～1 800 m 、Ⅲ亚群落1 900～2 3     

秦岭火地塘林区油松生长季土壤呼吸研究

【目的】阐明秦岭火地塘林区油松林生态系统土壤呼吸对其影响因子变化的响应机制。【方法】2010年6-11月,利用LI-6400便携式光合作用测量系统,测定秦岭火地塘油松林在生长季的土壤呼吸速率,并利用LAI-2000植物冠层分析仪测定油松林的叶面积指数,同时还测定了5cm深处的土壤温度以及土壤含水量。【结果】油松林土壤呼吸速率存在明显的季节变化,土壤呼吸动态呈单峰型变化:8月下旬达到最大值3.69μmol/(m2.s),最小值出现在11月下旬,为0.52μmol/(m2.s),整个生长季的平均值为1.82μmol/(m2.s)。土壤呼吸速率与5cm深处的土壤温度变化基本保持一致,二者呈三次函数关系,相关性极显著;土壤呼吸速率与油松叶面积指数呈S型函数关系,相关性显著;土壤呼吸速率与土壤含水量呈S型函数关系,二者相关性不显著。油松林生长季土壤呼吸的温度敏感性指数Q10值为3.63。【结论】影响秦岭火地塘林区油松林土壤呼吸速率的最主要因子是5cm深处的土壤温度,其次是叶面积指数,土壤含水量对土壤呼吸速率的影响不显著。     

秦岭火地塘不同海拔梯度森林土壤理化性质研究

为了探究森林土壤理化性质在不同海拔梯度的变化特征,对秦岭火地塘林区不同海拔梯度的森林土壤理化性质进行研究。在不同海拔梯度设置标准样地,分层取样,分别测定了土壤pH、容重、孔隙度、有机质、全氮、全磷、全钾含量。结果表明:1）秦岭火地塘森林土壤理化性质总体变化特征:土壤pH值为5.59～6.65,容重为0.78～1.40 g·cm^-3,孔隙度为36.29%～69.04%,有机质含量为16.84～70.14 g·kg^-1,全氮含量为0.32～3.05 g·kg^-1,全磷含量为0.32～0.69 g·kg^-1,全钾含量为15.28～23.24 g·kg^-1。2）火地塘地区森林土壤的理化性质随海拔梯度和采样深度呈现出一定的规律性和差异性:不同海拔梯度的土壤pH、容重随土层深度显著增加;土壤孔隙度、有机质、全氮含量随土层深度增加而降低;土壤全磷、全钾含量随土层无明显规律。     

秦岭火地塘林区3种土地利用类型的土壤潜在水源涵养功能评价

为了研究秦岭火地塘林区松栎混交林土壤的潜在水源涵养功能,以荒草地和农用地2种土地利用类型作为对照,于2011年5月在3种土地利用类型的样地上挖掘土壤剖面,并对其土壤物理性质和蓄水、入渗能力进行了分析,最后运用坐标综合评定法首次对该地区3种土地利用类型的土壤潜在水源涵养能力进行定量评价。结果表明:3种土地利用类型的土壤密度由大到小为荒草地(1.25 g/cm3)＞农用地(1.22 g/cm3)＞松栎混交林地(0.82 g/cm3),土壤总孔隙度由大到小为松栎混交林地(87.40%)＞荒草地(45.87%)＞农用地(38.95%);松栎混交林地土壤的蓄水性能和渗透性能最好,农用地最差。运用坐标综合评定法对3种土地利用类型进行评价,结果表明:松栎混交林地土壤的潜在水源涵养功能最佳(0.00),农用地土壤的潜在水源涵养功能最差(1.10),建议在该地区继续实施退耕还林以提高土壤的水源涵养能力。本研究为认识和综合评价火地塘林区松栎混交林的生态服务功能积累了基础资料,从而为南水北调中线工程的水源保障措施提供了一定的理论基础。      

秦岭火地塘林区不同海拔不同林型土壤CO_2、CH_4、N_2O通量研究

二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)、氧化亚氮(N_2O)是3种主要的温室气体,温带森林土壤是CO_2、N_2O重要的源,是CH_4重要的汇,以前的研究大部分都关注这3种温室气体在时间上的变化,而很少开展在空间变化上的研究。2014年10月至2015年10月,采用静态箱-气相色谱法对秦岭南坡火地塘林区不同海拔(海拔1 560、1 585、1 963、2 040、2 160m,分别为落叶阔叶林、温性针叶林、温性针叶林、寒温性针叶林、落叶阔叶林)森林土壤CO_2、CH_4和N_2O通量进行了为期1a的监测。结果表明,CO_2全年都为排放,季节波动较大,总体上随海拔增加排放量减少,海拔由低到高(包括3种林型)年排放量依次为:19.12、12.53、11.78、16.95、14.87t·hm^-2;CH_4全年主要为吸收,在非生长季出现排放,季节波动幅度较大,总体上随海拔增加吸收量增加,海拔由低到高年通量依次为:-2.57、-3.60、-5.94、-5.59、-3.92kg·hm^-2;N_2O全年以排放过程为主,存在吸收现象,季节波动幅度不大,海拔对其通量影响不明显,海拔由低到高年排放量依次为:0.23、0.62、0.63、0.60、0.95kg·hm^-2。土壤温度是影响CO_2、N_2O通量的关键因子。5个样地森林土壤CO_2通量与土壤铵态氮含量(20～40cm)显著相关(P<0.05)。高的土壤NH_4^+含量对CH_4的吸收有抑制作用。在冻融交替期,降雨对N_2O的通量有明显影响。海拔由低到高5个样地的GWP(全球增温潜势)分别为:119.13、12.65、11.85、17.02t·hm^-2和15.07t·hm^-2。     

秦岭火地塘林区3种森林类型乔木层碳密度和碳储量研究

以秦岭火地塘林区锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)、华山松(Pinus armandi)和油松(Pinus tabulaeformis)3种主要森林类型为研究对象,通过标准地调查和生物量回归模型计算其碳储量,并在此基础上估算了碳密度以及不同器官的碳储量。结果表明:不同森林类型碳密度具有显著差异,其中锐齿栎最高(118.724t/hm2),油松次之(106.062t/hm2),华山松最低(94.227t/hm2);3种森林类型的碳储量均随着林分径级的增大呈现出上升、下降和再上升的趋势,而大径级碳储量的上升主要取决于大径级单株林木的出现,具有明显的随机性;碳储量在不同树种各器官的分布表现为:干>枝>根>皮>叶(锐齿栎),干>枝>根>叶>皮(华山松),干>枝>叶>根>皮(油松),且不同树种同一器官及同一树种不同器官之间的碳储量所占比重差异显著。     

秦岭火地塘林区主要森林类型碳储量和碳密度估算

火地塘林区地处秦岭南坡中段,是中国暖温带向亚热带气候的过渡带。林区森林主要为天然次生林,树木种类丰富并具有明显的垂直分异性。准确估算森林碳储量在研究全国乃至全球碳平衡中起着重要的作用。笔者基于生物量的回归方程,估算该林区主要森林类型碳储量和碳密度的大小,并运用GIS软件Citystar(4.0)进行数据的空间分析。结果显示:不同树种随海拔高度呈垂直地带性分布。华山松和红桦的分布范围广,且碳储量大小明显高于其它三种类型的;锐齿栎、油松主要分布于中低海拔地带;华北落叶松的平均碳密度值最大;锐齿栎和红桦的平均碳密度接近但低于华北落叶松的;油松和华山松的平均碳密度接近且较低。     

秦岭火地塘林区土壤剖面碳氮垂直分布规律的研究

采用野外采样、室内分析并结合相关的方法,探讨了火地塘林区土壤碳、氮的垂直分布规律。结果表明:供试土壤碳、氮含量随深度的增加而减少;A层的碳、氮含量比B、C层高,且差异显著,A层有机碳含量最高可达68.10 g.kg-1,而C层最低,只有2.61 g.kg-1;同一剖面随着深度的增加,A层碳、氮含量最高,而B、C层之间含量变化不大,差异性明显减小;土壤碳氮比均小于25∶1,随着海拔升高先增加后减少,在土壤剖面中的分布随海拔不同而有所差异。因气候特征、林分类型和土壤类型的不同,土壤碳氮、含量垂直分布差异较大。层间差异显著,显著性沿剖面减小。     

秦岭火地塘林区不同林分类型生态系统服务功能评价与分析

根据森林生态系统结构与功能特征,探讨森林资源二类调查资料与定位观测资料相结合的森林生态系统服务功能评价方法,并以秦岭火地塘林区为例,将有林地小班按优势树种划分为12个林分类型,并对各林分的供给功能、调节功能、文化功能和支持功能进行评价。研究结果表明:(1)1990年火地塘林区森林生态系统服务功能价值总量为877.28万元·a~(-1),单位面积价值量为469 1元·hm~(-2)·a~(-1),其中产品服务价值为613元·hm~(-2)·a~(-1),调节功能价值为103 8元·hm~(-2)·a~(-1),文化功能价值为52元·hm~(-2)·a~(-1),支持功能价值为298 8元·hm~(-2)·a~(-1),总的生态效益是经济效益的6.65倍。(2)不同林分类型之间以及生态系统的不同服务功能之间,功能与价值均存在较大差异,阔叶树种的服务功能要高于针叶树种,其中杨类总的生态系统服务功能价值最高(809 9元·hm~(-2)·a~(-1)),冷杉林总的生态系统服务功能价值最低(264 8元·hm~(-2)·a~(-1)),并且生态系统的支持功能明显高于其它服务功能。     

秦岭火地塘林区油松群落乔木层的碳密度

为精确估计秦岭火地塘林区油松群落乔木层的碳储量,在外业调查的基础上,采用TOC-VTH-2000A型TOC分析仪测定了油松(Pinus tabulaeformis)、华山松(Pinus armandi)、锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)、华北落叶松(Larix principis)干、皮、枝、叶、根的含碳率,结合已建立的乔木不同器官生物量模型,计算了不同树种各器官的碳储量和乔木层的碳密度,分析了不同含碳率下各树种各器官碳储量的差异.结果表明:不同树种各器官含碳率明显不同;在相同生物量下,以实测含碳率、0.45和0.50作为植物的平均含碳率计算的油松的干、皮、枝、叶、根,锐齿栎的枝,华北落叶松的皮、枝、叶、根的碳储量有显著差异;油松群落乔木层碳密度为6.594Mg·hm-2.