山地森林土壤枯枝落叶层结构和功能的研究

本试验设置在卧龙自然保护区1200-4300m海拔高度不同生物气候带的森林类型下.五处试验林地是:1.常绿阔叶林下的山地黄壤;2.次生落叶阔叶林下的山地棕壤;3.针阔混交林下的山地暗棕壤;4.暗针叶林下的山地棕色暗针叶林土;5.高山草甸植被下的高山草甸土.通过1981-1984年进行定位观测和试验研究,其结果阐明了该林区森林枯枝落叶层的构型、贮量及其化学、物理性质和灰分元素组成等;并探讨了森林枯枝落叶层在森林土壤生态系统中对水源涵养、养分供应、促进生物活动强度和土壤发育等方面的功能.     

辽西林分枯枝落叶层涵养水源作用的研究

采用模拟法对辽西地区11种植被类型不同枯枝落叶层组合,对地表径流、截持水量和水分蒸发强度等方面的作用进行了研究。结果表明:在不同L、F层组合的涵养水源作用中,以厚L、F最佳,其次为厚F层;不同树种间以毛榛最佳,其次为油松、沙棘,阔叶树种较差。枯枝落叶层持水后的水分蒸发过程,可用指数函数模型表示,中雨时枯枝落叶层的截持量很大。     

黄土高原地区林地枯枝落叶层水土保持效应研究进展

枯枝落叶层是林地垂直结构中参与水文循环过程的重要作用层,在涵养水源和保持水土中发挥着重要作用。黄土高原经过20年植被快速恢复,枯落物覆盖使近地表植被特征和生态过程变化明显,这必将影响地表土壤水分入渗、产汇流等水文和土壤侵蚀过程。为全面掌握黄土高原地区林地枯枝落叶层的水土保持效应研究动态,系统回顾了林地枯枝落叶层在凋落动态、蓄积量变化、截留降雨、阻延地表径流、提高土壤抗蚀抗冲能力和增加土壤入渗等方面的研究历史。分析了目前林地枯枝落叶层研究中存在的若干问题,提出未来黄土高原地区应加强野外坡面枯落物原位长期监测和降雨试验研究,开展多地貌、多尺度研究,关注天然林和人工林枯枝落叶层水土保持功能的对比研究,以及水文物理过程模型建立和参数确定,并重视林地枯枝落叶层的保护和监管。     

枯枝落叶层阻延径流速度研究

本文研究了油松和山杨林枯枝落叶层对径流速度的影响,结果表明,它与坡度、径流深度成正比,与枯枝落叶厚度成反比。枯枝落叶种类不同,其径流速度的变化规律基本一致。     

油松、山杨林枯枝落叶层蓄积动态的研究

流域坡面上的枯枝落叶只有达到一定厚度,才能防止水土流失。本文从动态的角度,对陕北黄土丘陵区的主要森林类型油松和山杨林的枯枝落叶层的蓄积进行了研究,结果表明,中龄油松和山杨林的现存蓄积量分别为17.95t/ha和8.34t/ha;年凋落量为3.24t/ha和3.09t/ha,油松林的凋落主要发生在10月至翌年4月,山杨林则集中在9、10两月;年分解量为3.23t/ha和2.89t/ha,其中夏季分解快,冬季分解慢。根据林分枯落物现存蓄积量、凋落量和分解量阐明的蓄积动态表明,油松枯落物蓄积以4月为最多,10月最少,山杨则以1月最多,8月最少。在目前的年龄和结构状态下,凋落量和分解量基本呈平衡状态,枯落物蓄积量无明显增减。     

油松林枯枝落叶层截留与蒸发的研究

黄土丘陵区油松林枯枝落叶层截留降雨量占同期大气降雨量的10.0%.截留过程与蒸发过程均为一有限变化过程,它们相互影响,当某时段截留量与蒸发量相当,枯枝落叶层的含水量维持动态平衡。枯枝落叶层一次最大截留量3.14mm,大于3mm的截留次数仅占降雨次数的3.4%.因截留而减少的降水量对林地水文的直接影响较小。     

黄土丘陵沟壑区枯枝落叶层和土壤的光谱差异特征分析

枯枝落叶层在植被防止土壤侵蚀的功效中发挥着主导作用,枯落层的光谱特征分析将为遥感估算枯落层盖度提供重要依据。该文利用陕北延河流域典型植被群落土壤和枯落层样本的光谱测试数据,分析土壤和枯落层在在可见光-近红外波段(400~1 100 nm)和短波红外波段(1 100~2 500μm)的光谱差异特征及主要影响因素,并进一步评价归一化植被指数(NDVI,normalized difference vegetation index)和归一化衰败植被指数(NDSVI,normalized difference senescent vegetation index)、归一化差值耕作指数(NDTI,normalized difference tillage index)、纤维素吸收指数(CAI,cellulose absorption index)等植被指数区分土壤和枯落层的有效性。结果表明,在可见光-近红外波段土壤和枯落层的反射光谱特征相似,两者难以区分,但在短波红外波段的1 700和2 100 nm处因枯落层具有纤维素吸收特征而与土壤存在差异。含水量对土壤和枯落层反射光谱特征的影响强烈,水分的存在降低了土壤和枯落层在整个光谱范围的差异性。光谱空间中枯落线和土壤线的关系表明,NDVI指数难以反映土壤和枯落层的光谱差异特征;由于宽波段的影响,利用多光谱指数NDSVI和NDTI表征枯落层信息具有一定的局限性;高光谱指数CAI利用了枯落层与土壤在2 100 nm处的差异特征,能够较好地区分出土壤与枯落层,该研究为利用遥感技术有效提取枯落层等衰败植被信息提供了新的途径。     

苏北山丘区森林群落枯枝落叶层的生态功能分析

通过对苏北山丘区6种代表性森林群落枯落物现存量、吸纳重金属、养分贮存能力和蓄水固土等生态功能的研究,结果表明:6种代表性森林群落枯枝落叶层现存量、对氮的贮存能力以及最大拦蓄量均以栎类林群落最大;对磷和5种重金属的贮存量以侧柏林群落最大,栎类林群落次之;赤松林、黑松林和刺槐林群落的各项生态功能相对较弱。     

森林枯枝落叶层涵养水源保持水土的作用评价

在综合分析森林枯枝落叶层各水文生态功能和蓄水减沙效益的基础上,首次提出了在森林垂直结构的3个层交保,枯枝薄叶层是实现森林涵养的,保持水土的主要作用是,它所涵蓄的降水达到了农地径流量的62．9％,它具有保持土壤的能力,足以使坡面森林采伐后不会出现新的水土流失,因此,保护好这一死地被物层是山区营林工作的重要任务。     

岩石边坡生态工程中土层变化规律及防护措施探讨

出于景观改善的需要和生态恢复的要求,一些工程形成的岩石边坡需要进行生态恢复.在总结岩石边(斜)坡生态防护方法的基础上,对喷射护坡绿化技术中喷射土层的土壤变化规律进行了探讨.运用物质平衡等原理,建立了边(斜)坡土壤物质平衡不等式,分析了边(斜)坡土壤平衡的所有因素并绘制了生态恢复成功和不成功时边(斜)坡土壤变化规律图,得出了水力侵蚀、地质灾害损失和初始喷层厚度是岩石边坡土层保持的关键因素.最后,提出了保证岩石边(斜)坡生态防护(恢复)工程成功的一些措施.     

河北太行山典型水土保持经济林枯落物持水特性

选取河北太行山区典型坡面经济林板栗、苹果与立地条件相近的荒坡的枯落物蓄积量与持水能力进行研究。结果表明:枯落物总蓄积量范围为6.62~15.83 t/hm²,表现为板栗林总蓄积量最大,荒坡总蓄积量最小。枯落物最大持水量变化范围为13.41~53.9t/hm²。板栗林有效拦蓄量可达42.23 t/hm²,在各林分中最大;荒坡有效拦蓄量为19.55 t/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（R>0.97）,后者为幂函数关系（R>0.98）。综合分析各林分枯落物层的持水能力,可知水土保持经济林持水能力远大于荒坡。     

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。     

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(P<0.05),原生乔木林、乔木林、灌木林、草地枯落物厚度依次为3...     

坝上高原杨树人工林的枯落物及土壤水源涵养功能退化

为探究坝上高原不同退化程度杨树人工林对枯落物及土壤水源涵养功能退化的影响,于2016年7—9月在张北县进行样地调查,对不同退化程度杨树人工林地枯落物及土壤水源涵养功能进行定量分析。结果表明:(1)林下枯落物储量表现为轻度退化(24.68t/hm~2)中度退化(13.43t/hm~2)重度退化(3.66t/hm~2),枯落物有效拦蓄量表现为轻度退化(29.28t/hm~2)中度退化(23.18t/hm~2)重度退化(3.30t/hm~2),最大持水量为轻度退化(34.90t/hm~2)中度退化(24.13t/hm~2)重度退化(3.86t/hm~2),最大持水率表现为轻度退化(228.80%)中度退化(228.70%)重度退化(119.94%),枯落物持水量、持水速率与浸水时间分别符合对数函数与指数函数;(2)不同退化程度土壤容重范围为1.65～1.80g/cm~3,毛管孔隙度为27.42%～33.64%,总孔隙度为29.97%～38.57%;(3)林地土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数关系,稳渗速率表现为中度退化(3.32mm/min)轻度退化(2.58mm/min)重度退化(2.44mm/min)。坝上高原退化杨树人工林的枯落物及土壤的水源涵养能力处在较低水平,随退化程度增大而显著下降。因此,在森林经营中应注意合理的树种选择,对退化较严重的林地通过补植其他树种或促进更新进行修复。研究结果可为当地杨树人工林退化评价及相关恢复重建提供一定的理论依据及参考。     

旅游干扰对重庆市黄水国家森林公园枯落物及土壤蓄水能力的影响

[目的] 探索不同旅游干扰强度对景区枯落物及土壤蓄水能力的影响,为景区管理措施制定和生态环境改善提供一定的参考。[方法] 以重庆市黄水国家森林公园为研究对象,分析非干扰、轻度干扰、中度干扰和重度干扰4个处理条件下景区枯落物及土壤蓄水能力的变化。[结果] 随着旅游干扰强度的增强,景区枯落物及土壤蓄水能力均显著降低,而土壤容重则显著提升（p<0.05）。与未干扰相比,重度干扰下景区枯落物总蓄积量、未分解层和半分解层蓄积量分别显著降低55.30%,57.47%和49.19%（p<0.05）;未分解层枯落物最大持水率、最大拦蓄率、有效拦蓄率、最大持水量、最大拦蓄量及有效拦蓄量分别降低19.83%,24.83%,20.22%及57.89%,56.67%%和62.35%,而半分解层则分别降低30.01%,33.21%,37.48%及69.90%,70.94%,72.77%;土壤容重提升97.33%（p<0.05）,总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量、初渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量分别提升26.57%,8.83%,17.74%,38.64%,42.98%,32.13%,67.01%,65.23%,64.22%和44.01%（p<0.05）。[结论] 旅游干扰通过降低景区枯落物尤其是半分解层枯落物和土壤蓄水能力而影响景区生态系统水文调节功能。     

北京土石山区坡面土壤水分动态及其对微地形的响应

为了探讨不同微地形下坡面土壤水分的时空分布及其变异规律,以北京土石山区人工林坡面为研究对象,在40 m×50 m坡面共布设30个土壤水分观测点,分10 cm间隔观测,观测深度为50~70 cm。2015年4—10月使用Diviner 2000共监测土壤水分20次。结果表明:(1)坡地土壤水分含量时间变化趋势一致,大体随着降雨波动的变化而变化。(2)土壤水分随坡位变化而变化,水平阶上坡位＜中坡位,缓坡中坡位＜下坡位。(3)坡面土壤水分整体随深度的增加而增加,水土保持工程措施可有效改善土壤水分状况,微地形主要影响＞30 cm的土层,不同微地形土壤水分含量表现为水平阶＞缓坡＞陡坡＞陡坎,水平阶土壤水分显著高于其他微地形(P＜0.05)。(4)冗余分析结果显示,微地形是影响坡面土壤水分异质性的主控因素,相对贡献率达81.2%,微地形因素减弱了海拔和坡位对土壤水分含量的影响。该研究可为土石山区生态恢复对水文水资源影响评估提供科学依据。     

坡度和坡位对岩质边坡早期生态恢复土壤养分变异性的影响

通过对浙江省经过1a生态恢复的16个岩质边坡,在坡面没有植被和坡面环境形成交互发展的植被早期恢复进行研究,结果表明:(1)除45°～52°类型的边坡土壤有效磷含量为坡下>坡中>坡上外,其它3个坡度类型中全氮、全磷、全钾都呈现出较明显的坡中>坡下>坡上的分布规律。(2)在相似坡度及不同坡位条件下,全氮、全钾、有机质都没有表现出显著性差异。土壤养分多重比较出现较多差异的是有效态养分。(3)在相同坡位不同坡度条件下,对岩质边坡早期生态恢复的土壤养分进行多重比较,结果发现坡度在30°～52°的情况下,岩质边坡早期生态恢复演替中的土壤养分不会受到坡度的影响。     

永嘉县四海山林场森林枯落物及土壤持水能力研究

为掌握永嘉县四海山林场不同森林枯落物和土壤的持水能力,采用野外调查和室内浸泡法,对该林场4种主要森林类型的枯落物及林下土壤持水性进行了研究,并对林地水源涵养功能进行了估算,结果表明:森林枯落物总储量大小为马尾松林>柳杉林>针叶混交林>针阔混交林,枯落物有效拦蓄量大小表现为柳杉林>马尾松林>针叶混交林>针阔混交林;柳杉林和针阔混交林0~10 cm土层土壤非毛管孔隙度、非毛管持水量显著高于马尾松林和针叶混交林;森林水源涵养能力大小表现为针阔混交林>柳杉林>针叶混交林>马尾松林;四海山林场林地水源涵养总量为7 530 343.4 t,经济价值量为6 174.8万元。