鲁中山区不同人工林土壤水分特征

 为了解不同林分土壤水资源的变化规律,为北方石质山区植被恢复重建提供科学依据,在济南市南部山区圣泉寺林场内,以5种人工林分为研究对象,对其土壤物理结构和土壤水分特征进行了研究。结果表明:1)各种林分类型的土壤容重、孔隙度和渗透速率等表征土壤水文物理性质的指标,明显好于无林地,其中混交林好于纯林,刺楸纯林好于黄连木、栾树纯林。2)在旱季和雨季,随着土壤深度的增加,大部分林分土壤含水量呈现递减趋势,其变动幅度小于无林地。3)随着土壤深度的增加,各森林类型土壤饱和持水量逐渐减小;混交林表层土壤蓄水功能最好,其他林分各层次差异较小;在涵养水源和水分有效性方面,混交林优于纯林,纯林中以刺楸较好,栾树较差。在今后的森林经营中,首先考虑营造混交林分,树种组成以刺楸+黄连木较好,若营造纯林,应选择营造刺楸林分。     

海南省两种人工林林下物种多样性与土壤水分物理性质的关系

通过测定和比较分析海南桉树人工林和橡胶人工林的林下植物多样性、土壤水分物理特性以及林下物种多样性与土壤水分物理性质的关系,结果表明:（1）桉树林下植物种类共有22种,分属14科20属,橡胶林下植物种类共有25种,分属15科22属。（2）两种森林的土壤容重总体表现为表层小于底层,表土层中桉树林的土壤容重均大于橡胶林,而中下层的土壤容重是前者小于后者;土壤总孔隙度均随深度增加呈减小趋势,在表土层中,橡胶林土壤总孔隙度大于桉树人工林,而在底土层中两种林型接近;橡胶林的毛管孔隙度随土层增加呈递减趋势,桉树林是先减小后增加;在表土层,两种林型的土壤非毛管孔隙度表现为橡胶林大于桉树林,在底土层两种林型基本一致。两种森林的土壤毛管持水量、最大持水量、土壤田间持水量、土壤排水能力均为:橡胶林大于桉树林。（3）与橡胶林相比,桉树林植物多样性与土壤物理特性相关性较小,而负相关程度较高;土壤毛管孔隙度、排水能力对桉树林下物种多样性起促进作用,而非毛管孔隙度、田间持水量起抑制作用;橡胶林物种多样性与毛管孔隙度及非毛管孔隙度呈正相关,与最大持水量、田间持水量及排水能力呈负相关。因此,橡胶林下物种多样性、土壤水分物理特性均优于桉树林,控制两种人工林林下物种多样性大小的土壤水分因子是不同的。     

兴文县香椿人工林土壤物理性质研究

以柳杉人工林、柏木人工林及耕地为对照,研究了不同定植年限香椿人工林的土壤物理性质变化。结果表明:①香椿人工林土壤体积质量随定植年限的增长而减小,不同林分在0~40 cm土层中,土壤体积质量以定植4年香椿林为最大,柏木人工林最小,分别为1.58 g/cm3和1.31 g/cm3。②随定植年限增加,土壤孔隙度、持水量及贮水量均增大,各林地及耕地土壤孔隙度、持水量及贮水量均随土壤深度的增加而减小。③在0~40 cm土层中,柏木人工林的总孔隙度和非毛管孔隙度最大,香椿人工林次之,耕地最小;而毛管孔隙度香椿人工林最大,柳杉人工林最小。④在0~40 cm土层中,各林地及耕地土壤最大持水量、毛管持水量及田间持水量均为柏木人工林香椿人工林柳杉人工林耕地,土壤贮水量为香椿人工林柳杉人工林耕地柏木人工林。⑤香椿人工林土壤物理性质随林龄的增加而改善,明显优于柳杉人工林及耕地,仅某些指标较差于柏木人工林。     

桉树人工林取代长周期人工林对土壤入渗特性的影响

广西桉树人工林的前茬主要为轮伐周期较长的松杉类人工林,为探讨上述植被变化对林地土壤水分下渗的影响,采用单环法研究了8年生(06-EU),5年生(09-EU),4年生(10-EU)和1年生(13-EU)等第一代桉树(Eucalyptus urophylla E.grandis)人工林及其对照林21年生针阔混交(93-CM),第三代2年生桉树(12-EU3),18年生杉木(Cunninghamia lanceolate,96-CL)和马尾松(Pinus massoniana,96-PM)等人工林的土壤水分下渗特征,并采用BEST-intercept方法对土壤入渗特征参数进行估算。结果表明:(1)针阔混交和马尾松人工林改为桉树人工林后,土壤(0—20cm)容重分别降低13.5%和18.3%,孔隙度分别增加10.1%和14.8%,但土壤颗粒组成的变化不显著;(2)针阔混交林改为桉树人工林后,土壤初始入渗速率和前600s下渗量分别降低38.2%和25.3%,而杉木人工林、马尾松人工林则分别升高23.9%,148.1%和32.7%,97.2%;(3)连载代次的增加对桉树林土壤基本物理性质影响不显著,但会降低土壤水分下渗性能,第三代桉树林的初始入渗速率和前600s下渗量比第一代减少39.9%和32.4%。容重较大的林地在造林和抚育过程中的松土活动导致了土壤大孔隙增加,这是土壤水分下渗速率变化的主要成因。     

黄土丘陵半干旱区人工林迹地土壤水分恢复研究

为了研究黄土丘陵半干旱区人工林迹地土壤水分恢复情况,该文以正在生长的人工林土壤水分含量为人工林迹地土壤水分恢复的起点,并分别以持续农地和持续放牧荒坡的土壤含水量为林后农地和草地土壤水分恢复的上限,对位于黄土丘陵半干旱区绥德县境内的人工林迹地土壤水分恢复情况进行了研究。结果表明,人工林死后的放牧荒坡在20a的时间里,其土壤水分没有补偿;人工林死后的保护草地土壤水分有微弱恢复迹象,但年恢复速度在0.5～3.7 mm之间,以这样的速度恢复到持续放牧荒坡的土壤含水量,至少需要150a以上;林后农地土壤含水量有恢复趋势,年平均恢复速度为15 mm左右,其土壤含水量要恢复到持续农地当前的水平,大约需要40a的时间。研究结果揭示了黄土丘陵半干旱区人工林对土壤水分影响的长期性,并为制定可持续的土地利用规划提供借鉴资料。     

重庆四面山5种人工林土壤入渗特性对比

为揭示人工林在生长过程中对森林水文功能的影响,于2013年6—7月,利用双环入渗法对三峡库区重庆四面山5种人工林(杉木纯林、杉木+马尾松针叶混交林、木荷+杉木+马尾松针阔混交林、木荷+香樟+石栎+枫香阔叶混交林、木荷+石栎阔叶混交林)的土壤入渗特性进行研究,并与2008年相同实验方法所得数据进行对比。结果表明:1)4种混交林的土壤储水能力均大于杉木纯林,在5种林地土壤饱和储水量中,杉木纯林2013年比2008年减小11.76%,针叶混交林、针阔混交林、阔灌混交林、阔叶混交林2013年较2008年分别提高了19.24%、11.94%、17.98%和7.53%;2)人工林的生长可以增强林地的入渗能力,与2008年相比,2013年5种林地的土壤水分入渗初渗速率分别增加了52.8%、115.8%、51.1%、15.9%和49.9%,平均入渗速率也有增加;3)对5种林地的土壤水分入渗进行模拟,Horton模型比Kostiakov模型及Philip模型模拟效果更好。     

北方带状植物篱土壤水分物理性质分异特征

为了探究不同带状格局植被土壤水分物理性质的差异,通过选取我国北方12种典型植物篱并对其土壤水分物理性质的主要指标进行对比分析。结果表明:(1)植物篱系统内各部位土壤持水性能、毛管孔隙度、总孔隙度和机械组成差异不显著(p0.05);黑土区和风沙土区植物篱系统内各部位土壤水稳性微团聚体(粒径0.25mm)、小团聚体(粒径0.25~2.00mm)、大团聚体(粒径2.00mm)和团聚体总量差异显著(p0.05),其中微团聚体(粒径0.25mm)、大团聚体(粒径2.00mm)和团聚体总量均为带内最高;风沙土区与黄土区植物篱系统内各部位土壤有机质含量差异不显著(p0.05);黑土区植物篱系统内各部位土壤有机质含量差异显著(p0.05),其中带内是带前的1.48倍,带后的1.42倍、带间的1.72倍。(2)不同植物篱系统整体间土壤持水性能、孔隙度、水稳性团聚体和有机质含量差异显著(p0.01)。土壤最大持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度和总孔隙度均表现为黄土区植物篱风沙土区植物篱黑土区植物篱;土壤微团聚体、小团聚体、大团聚体和团聚体总量均为黑土区最高,风沙土区最小;有机质含量表现为黑土区植物篱黄土区植物篱风沙土区植物篱。(3)不同植物篱系统整体间土壤机械组成差异显著(p0.01)。粘粒含量为黄土区植物篱黑土区植物篱风沙土区植物篱;粉粒含量为黑土区植物篱黄土区植物篱风沙土区植物篱;砂粒含量为风沙土区植物篱黄土区植物篱黑土区植物篱。(4)对12种植物篱系统整体进行聚类,按土壤类型不同可分为三类,即黄土区植物篱(甘肃定西和宁夏彭阳)、风沙土区植物篱(内蒙赤峰)、黑土区植物篱(黑龙江拜泉)。     

毛乌素沙地小叶杨人工林土壤水分物理特性研究

小叶杨(Populus simoniiCar·r)是我国西北干旱地区常见的乡土树种之一,具有耐旱、耐寒、耐瘠薄的特点,并具有适应性广、生长优良、寿命长、可改善土壤等特性[1]。但是,在半干旱地区小叶杨林却生长缓慢,发育不良,能否成林是多年争论的焦点[2,3]。目前,黄土丘陵区小叶杨人工林生长的研究较多,表明地形、坡位、造林方式和土壤水分条件等因子对小叶杨的生长有显著影响[4],小叶杨人工林土壤水分严重匮乏等(1)。在毛乌素沙地,小叶杨也是人工植被恢复常选用的乡土树种之一,但在不同立地条件下,树种的选择、栽植方法、配置方式等方面缺少科学依据,营造的各种防护林和固沙林存在着许多问题。对于这一地区不     

冀北山地6种林分类型土壤水分-物理性质变化

为改善冀北山地林地生态功能,提高该地区森林涵养水源的能力,选取冀北山地6种典型林分为研究对象,采用环刀法对土壤物理性质进行了分析比较。结果表明:(1)土壤容重与土层深度呈正相关,土壤容重均值排序为:华北落叶松林(1.20g/cm~3)蒙古栎林(1.14g/cm3)油松林(1.12g/cm~3)黑桦林(1.03g/cm~3)白桦林(0.98g/cm~3)山杨林(0.81g/cm~3);(2)土壤总孔隙度与土层深度呈负相关,土壤总孔隙度均值排序为:山杨林(57.6%)白桦林(51.4%)黑桦林(51.1%)油松林(49.1%)华北落叶松林(45.9%)蒙古栎林(44.8%);土壤毛管孔隙度均值山杨林最大(48.9%),油松林最小(35.1%);非毛管孔隙度均值为油松林最大(14.0%),白桦林最小(3.6%);(3)土壤持水量与土层深度之间存在负相关关系,土壤最大持水量均值为山杨林最大,华北落叶松林最小;(4)土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,稳渗速率油松林最大(15.00mm/min),华北落叶松林最小(0.68mm/min)。研究结果可为森林土壤资源可持续利用提供依据。     

重庆市四面山人工林土壤持水与入渗特性

通过土壤持水量和水分入渗速率的测定,对重庆市四面山4种人工林(杉木×马尾松针叶林、石栎×木荷×香樟×枫香阔叶林、石栎×木荷阔叶林、杉木×马尾松×木荷针阔林)土壤层的水文特征进行分析评价.结果表明,针阔混交林土壤饱和持水量最高,为314.98 mm;阔叶林其次,为301.26 mm与290.26 mm;针叶林最小,为237.94 mm.分别较荒地高44.93%,38.61%,33.72%和9.48%.石栎×木荷阔叶林土壤水分入渗速率最快,初渗速率为25.35 mm/min,稳渗速率为3.97 mm/min,平均入渗速率为5.48 m/min.灰关联评价结果显示,该区两种阔叶混交林均具调蓄涵养最大日降雨的能力,石栎×木荷×香樟×枫香阔叶林改良土壤持水性能效果显著,石栎×木荷阔叶林土壤水分入渗能力有明显提高.     

山东石灰岩山地不同林分类型土壤入渗特征研究

为探索山东石灰岩山地不同林分类型对土壤入渗性能的改良作用,采用野外测定与室内分析相结合的方法研究了7种不同林分类型的土壤入渗过程。结果表明:(1)不同林分类型均具有显著改善土壤入渗性能的作用,其改善程度为侧柏五角枫混交林、侧柏皂角混交林、五角枫纯林的改良效果最好,皂角纯林、侧柏黑松混交林的改良效果次之,侧柏纯林、黑松纯林的改良效果相对较差;相对应的各林分类型初始入渗速率分别是对照地的1.86,1.80,1.79,1.65,1.63,1.48,1.42倍,稳定入渗速率分别是对照地的3.03,2.95,2.94,1.95,1.81,1.28,1.28倍。(2)经霍顿(Horton)模型、通用(幂函数)模型和菲利普(Philip)模型参数拟合得出,霍顿(Horton)入渗模型在山东石灰岩山地不同林分类型的土壤入渗过程具有较高的实用性。(3)土壤渗透性能与土壤容重呈显著负相关关系,与土壤总孔隙度、非毛管孔隙度均呈显著正相关关系,且与非毛管孔隙度的相关关系达极显著。     

太行山区人工油松林对坡面入渗产流的影响

通过径流小区试验对太行山区人工油松林与灌草地的坡面产流入渗特征进行比较分析研究.结果表明:2种植被覆盖下的坡面产流量较小,入渗量较大.随着降雨量增加,坡面产流量和入渗量均呈增大的趋势.小降雨量时,松林小区的坡面产流量和入渗量均比荒坡小区的小;大降雨量时,松林小区的坡面产流量比荒坡小区的大,入渗量仍比荒坡小区的小.在一次降雨过程中,松林小区的出流历时长于荒坡小区的.大强度降雨时,松林小区出流的峰值流量和出流量均大予荒坡小区的;小强度降雨时则相反.土壤含水率较高是可能造成松林小区降水入渗量小,壤中流量大,出流历时长和洪峰流量暴涨暴跌的主因.     

晋西黄土区人工林地土壤水分特征及其对降雨的响应

为了研究黄土区人工林地土壤水分特征及其对降雨的响应,以晋西黄土区人工刺槐林地、人工侧柏林地、人工刺槐侧柏混交林地为研究对象,利用EnviroSMART土壤水分定位监测系统和翻斗式雨量计对其2014年3月1日—2015年3月31日0—200cm土层的土壤含水量和降雨量进行了连续观测。观测结果表明:(1)人工侧柏林地0—200cm土层蓄水量为496.67mm,刺槐侧柏混交林地为349.88mm,人工刺槐林地为307.48mm。人工刺槐林地较人工侧柏林地和混交林地多消耗189.19mm和42.40mm土壤水分,且多消耗的水分主要来源于深层土壤,这可能导致人工刺槐林地深层土壤"干化"。(2)3种林地0—200cm土层土壤水分的年内变化可以划分为土壤水分消耗期(3—5月)、土壤水分积累期(6—8月)、土壤水分消退期(9—11月)、土壤水分稳定期(12月至翌年2月)。在土壤水分消耗期、积累期和消退期,3种林地土壤水分变化量存在显著差异。(3)在小雨、中雨、暴雨3种降雨条件下,人工侧柏林地对降雨的响应深度最深,人工刺槐林地最浅;对于同一林地而言,降雨的响应深度随降雨量的增加而增加;土壤含水量对单场降雨的响应程度随土层深度的增加而减弱。     

贵州喀斯特山区土壤物理性质对土壤侵蚀的影响

对贵州喀斯特山区在不同土地利用方式下土壤主要物理性质对土壤侵蚀的影响进行了研究。结果表明:土壤物理性质是影响土壤侵蚀和土壤抗蚀性能的内在因素。贵州喀斯特山区土壤表现出明显的粗骨性土壤特征。不同土地利用方式下土壤物理性质具有明显的差异,林地、草地和台耕地的土壤物理性状良好,缓解了土壤侵蚀的发生发展,能有效地发挥保持水土的作用;大面积农耕坡地和裸坡地的土壤物理性状极差,促进了山区土壤侵蚀的发生发展,是引起土壤侵蚀的主要因素。喀斯特山区不同土地利用类型的土壤抗蚀能力依次为台耕地>林地、草地>坡耕地、裸坡地。     

滇中高原山地防护林体系水土保持效益研究

以小流域为单元 ,根据山地防护林体系配置的特点 ,采取定位和半定位研究方法 ,分层次对山地防护林体系蓄水保土功能进行监测分析。研究结果表明 :不同地类及用地方式 ,不同森林类型保持水土效益差异较大 ,在滇中高原 ,裸地和坡耕地是流域产沙的主要来源 ,农耕地侵蚀量是林地的 18.7～ 36 .0倍 ,裸地侵蚀量远大于坡耕地 ,高达林地的 10 0倍左右 ;营建防护林体系后 ,防护效益显著 ,土壤侵蚀模数随森林覆盖率的增加而减少 ,流域森林覆盖率由 18.6 %上升到 42 .4%时 ,土壤侵蚀模数减少 36 % ;坡地造林后 ,地表径流减少 79.44 %～ 96 .9% ,泥沙削减 87.8%～ 99.9% ;要使山地小流域水土流失得以控制 ,森林覆盖率必须达到 30 %以上     

滇中高原山地防护林体系水土保持效益研究

以小流域为单元,根据山地防护林体系配置的特点,采取定位和半定位研究方法,分层次对山地防护林体系蓄水保土功能进行监测分析。研究结果表明 :不同地类及用地方式,不同森林类型保持水土效益差异较大,在滇中高原,裸地和坡耕地是流域产沙的主要来源,农耕地侵蚀量是林地的 18.7～ 36 .0倍,裸地侵蚀量远大于坡耕地,高达林地的 10 0倍左右;营建防护林体系后,防护效益显著,土壤侵蚀模数随森林覆盖率的增加而减少,流域森林覆盖率由 18.6 %上升到 42 .4%时,土壤侵蚀模数减少 36 %;坡地造林后,地表径流减少 79.44 %～ 96 .9%,泥沙削减 87.8%～ 99.9%;要使山地小流域水土流失得以控制,森林覆盖率必须达到 30 %以上.     

半干旱黄土区水平阶整地人工油松林地土壤水分和养分状况

水平阶整地是半干旱黄土高原丘陵沟壑区普遍应用的一种抗旱造林措施。为研究水平阶整地措施对人工油松林的影响,对20a高密度人工油松林样地的土壤水分和养分状况进行了研究。结果表明,雨季末各样地0—160cm土层的平均土壤含水量为5.43%,其中0—60cm土层为6.94%,60—160cm土层为4.53%,雨季对各样地的土壤水分补给量很小;碱解氮、速效磷、速效钾、有机质和全氮具有表聚性,尤其是0—10cm土层表聚性显著,全磷和全钾表聚性不明显;各样地pH值均大于8;0—100cm土层的全磷、速效磷、全钾和速效钾平均含量为中等水平,有机质、全氮、碱解氮为低或很低水平。结果说明在半干旱黄土区降水量不足的情况下,人工植被密度如果过大,会恶化土壤水分和养分的状况,所以人工疏伐就成了人工林后期管理和经营中必要的环节。     

退化红壤区不同模式重建森林土壤水分空间变异性

采用地统计学的方法,研究了江西泰和退化红壤区不同模式重建森林在高温干旱季节土壤水分空间变异规律及其分布格局。结果表明,在该研究尺度下,湿地松纯林、枫香纯林、湿地松与枫香混交林0~20 cm,20~40cm土层含水量分布都符合正态分布,都可较好地拟合成球状模型,表现出明显的空间相关性和空间分布格局。3种重建模式样地0~20 cm,20~40 cm层土壤含水量变异函数的基台值、变程都较无林荒地明显增大,而且基台值和变程在0~20 cm,20~40 cm两土层间的差异明显大于无林荒地,说明植被恢复以后,土壤水分的空间分布特征明显改变,空间变异性增强,空间变异的程度和尺度都明显增大,土壤水分的空间变异也具有较为明显的层次性。与纯林相比,湿地松×枫香混交林土壤水分的空间变异程度较低,水分分布趋于均匀化。     

太湖地区主要水稻土的土壤水分参数研究

太湖地区主要水稻土类型的水分参数研究结果表明 ,水稻土 4个土层的土壤水分特征曲线基本一致。土壤的饱和含水量、田间持水量、凋萎系数和土壤有效水的含量均从土壤上层到下层呈降低的趋势 ;土壤的非饱和导水率与负压水头之间呈负相关的指数曲线变化 ,当负压水头达到 10 k Pa时 ,非饱和导水率降低到最小值 ,且基本趋于稳定 ;非饱和土壤水扩散率变化于 1.1× 10 - 3～ 1.886× 10 - 3cm2 / min之间 ,非饱和土壤水扩散率随含水量也呈指数曲线变化。     

红壤丘岗区人工林土壤水分、养分流失动态研究

针对红壤丘岗区自然条件和地形特点,在岗地上坡布置了4组人工林恢复实验,研究在植被恢复过程中林地土壤水分养分流失动态。12年研究结果表明:不同林地水分和养分径流损失随植被生长而减少,渗漏损失则随植被生长而增加;水分、养分径流损失量依次为自然草被>马尾松林>针阔混交林>阔叶林,渗漏损失量则相反。