荒漠草原人工柠条林重建的土壤养分效应

采用时空互代方法,构建了由天然草地和7,12,27a柠条林组成的序列,对其下土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷进行了研究。结果表明:(1)0—200cm土壤剖面上的有机质含量由草地、幼龄林、中龄林、老龄林依次增加,有机质含量增加的显著程度随着林龄的增加在更深土层上体现。(2)全氮含量由草地到幼龄林阶段显著增加,由幼龄林到中龄林再到老龄林依次减少。幼龄林、中龄林、老龄林之间全氮含量减少的最大幅度随林龄增加向土壤深层移动。碱解氮与全氮具有一致的规律。(3)整个土壤剖面上有效磷含量依次为:老龄林<幼龄林<中龄林<草地。(4)3个不同林龄的柠条林的有机质、全氮、有效磷在柠条行内和行间的空间差异均不显著。柠条行内与行间的有机质和全氮相关程度很高,有效磷相关性不显著。     

荒漠草原中不同密度人工柠条灌丛土壤化学计量特征

为了揭示人工灌草结合的生态系统土壤内部C,N,P平衡和循环过程,以荒漠草原为对照(CK),研究了相同林龄不同密度(高密度HD、中密度MD、低密度LD)人工柠条灌丛土壤化学计量特征。结果表明,柠条灌丛0—100cm土层平均有机碳(SOC)、全氮(TN),全磷(TP)和氮磷比(N/P)随密度的增加呈上升趋势,碳氮比(C/N),碳磷比(C/P)呈降低趋势,其中TP的空间变异性较高;垂直方向SOC,C/N和C/P随土层深度的增加呈单峰曲线,TN,TP和N/P在0—40cm土层呈锐减趋势,40cm土层以下缓慢降低并趋于稳定;0—40cm土层TN和TP含量占总含量的61.82%和55.56%,可作为密度变化对人工柠条灌丛土壤养分的敏感指标;相关分析结果发现,人工柠条灌丛土壤N和P含量呈极显著正相关(p0.01),二者均与C/N呈极显著的负相关(p0.01),说明柠条对土壤中N和P两种元素需求相一致。     

华南热带水土保持林的水文效应

本文从森林的截留、地表径流、地面侵蚀等方面,以窿缘桉纯林和由多树种组成的阔叶混交林为研究对象,分析了华南热带水土保持林的水文效应。观测和试验结果表明,无论是涵蓄水源或是防止土壤侵蚀,纯桉树林都不如混交林的效果显著。因此,华南热带水土保持林的方向应是发展混交林,改造纯桉树林。     

荒漠草原区固沙人工柠条林生长过程中土壤性质演变规律

开展荒漠草原区固沙人工林生长过程中土壤性质研究,对于沙化草地土壤质量演变规律分析和人工林有效管理均具有重要的指导价值。通过野外调查取样和室内分析,测定6,15,24,36年柠条林地土壤机械组成、土壤养分、pH和电导率以及土壤水分与温度等指标变化,分析荒漠草原区种植固沙柠条人工林对土壤性质的影响。结果表明,从6年到15年柠条林地,土壤粗沙粒和细沙粒成分显著升高(P<0.05),但从24年柠条林地开始土壤粗沙粒和细沙粒含量显著下降(P<0.05),土壤极细沙粒和粘粉粒含量开始显著增加(P<0.05)。从24年柠条林地开始,土壤有机碳、全N和全P含量显著升高,土壤电导率和水分含量呈现增加趋势,而土壤pH和温度显著下降;而且土壤全N积累量高于土壤有机碳,土壤C/N随着柠条林龄的增加呈逐渐下降趋势。在荒漠草原区,人工柠条林发育生长有利于土壤肥力的提高和土壤环境的改善,而且需要经历一个较长的发育过程。     

河北省太行山区3种人工水土保持林枯落物及土壤水文效应

[目的]揭示人工水土保持林林下枯落物以及土壤持水特征,为太行山区水土保持林的建造和规划提供理论依据。[方法]运用烘干法,室内浸泡法,环刀法等得出不同林分林下枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量,比较了不同林分枯落物和土壤的持水能力。[结果]枯落物总储量范围为9.96~19.19t/hm2,表现为栓皮栎林总储量最大,荒坡总储量最小。枯落物最大持水量变化范围为23.76~66.72t/hm2,栓皮栎—侧柏混交林最大,荒坡最小。栓皮栎—侧柏混交林有效拦蓄量可达51.50t/hm2,在各林分中最大;荒坡有效拦蓄量为19.55t/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(R0.97),后者为幂函数关系(R0.98)。各林分土壤容重均值介于1.14~1.55g/cm3,总孔隙度介于38.62%~43.76%。各林分土壤有效持水量表现为:刺槐林栓皮栎—侧柏混交林栓皮栎林荒坡,其中刺槐林最大(为106.85t/hm2),荒坡最小(为89.37t/hm2)。[结论]水土保持林持水能力远大于荒坡。     

黄土丘陵沟壑区人工柠条林土壤水分物理性质变化研究

对黄土丘陵沟壑区3个种植年限典型的人工柠条林及对照坡耕地和荒坡地表层土壤的几个水分物理常数、水分特征曲线和比水容量进行了测定,结果表明:50 a以内的人工柠条林对土壤的黏化过程已经有一定影响,同时也较明显地改善土壤容重;通过对土壤持水和供水能力的大小比较得出,其持水和供水能力的大小均为46 a柠条林>30 a柠条林和21 a柠条林>荒坡地>坡耕地。由此可见,尽管人工柠条林不能快速地提高侵蚀土壤的发育状况,但能够通过改善土壤持水和供水能力,促进土壤正向发育。     

刺槐林和柠条林土壤剖面理化性质对比及相关性分析

为了研究黄土高原退耕林地土壤理化性质变化特征,探索土壤剖面不同深度土壤有机碳(SOC)及相关因素的相互响应机制,对安塞县纸坊沟流域1975年柠条林(N75)、1974年农地(H74)和1978年刺槐林(C78)100 cm深度土壤剖面的有机碳、全N、粒度、碳酸钙进行了差异度分析和线性相关性分析,结果表明:两个退耕林地SOC和全N含量在0—100 cm深度都有增加,但是C78主要表现在0—20 cm深度,而N75则主要表现在20—100 cm深度。相关度分析表明,H74在20—100 cm深度SOC含量、C/N值与0.002—0.02 mm粒径含量达显著、极显著相关,C78在40—100 cm深度SOC含量与<0.002 mm粒径含量显著相关,C/N值与<0.02 mm粒径含量由0—100 cm的负相关变为正相关。结果证明,退耕后柠条林地SOC和全N含量的变化主要表现在深层土壤上,刺槐林地的变化则主要表现在浅层土壤上;农地和刺槐林地深层土壤SOC主要吸附在细颗粒土壤上,性质较稳定。     

桂北地区不同密度杉木林枯落物与土壤水文效应

以桂北融水县贝江河林场杉木人工林为对象,采用野外实地观测与室内浸水法,研究了6种不同密度杉木林枯落物层和土壤层的水文效应。结果表明:(1)6种密度杉木林枯落物的厚度介于3.9～5.7 cm,蓄积量介于4.3～6.4 t/hm~2,枯落物厚度与蓄积量变化一致,从大到小依次为1 755,1 440,2 025,2 700,2 325,975 plants/hm~2;(2)枯落物最大持水量为2.40～14.23 t/hm~2,最大拦蓄量为5.23～11.51 t/hm~2,有效拦蓄量为2.45～9.49 t/hm~2,且均以1 755 t/hm~2最大;(3)在0—100 cm土层内,不同密度杉木林土壤容重介于1.19～1.28 g/cm~3,当林分密度为1 755 plants/hm~2时容重最小;(4)6种不同密度杉木林土壤的最大持水量和有效持水量均以1 755 plants/hm~2最大,且最大持水量远大于有效持水量;(5)枯落物及其各分解层的持水量与浸水时间呈明显对数关系(R~20.96),吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系(R~20.92)。综上得出,林分密度在1 755 plants/hm~2左右时,杉木林能更好地发挥水源涵养功能。     

苏南丘陵区主要林分类型土壤水文效应

以苏南丘陵区杉木、马尾松、栎林、毛竹等4种林分土壤为研究对象,研究了该区域内不同林分类型土壤层的水文效应。结果表明:不同林分类型土壤的蓄水能力、渗透性能均存在着一定的差异,其中毛竹林地土壤蓄水能力最好,为2 096 t/hm2,渗透性能也以毛竹林最好,为17.56mm/m in;通过测定4种林地土壤的入渗速率与入渗过程,对其入渗曲线进行拟合,得出土壤渗透速率与渗透时间呈乘幂函数关系,复相关系数为0.93~0.97,说明方程拟合效果较好,可以较好地描述各林地的土壤入渗过程;土壤理化因子与土壤渗透性能的相关分析显示研究区土壤渗透性能受多个因素影响,其中土壤非毛管孔隙度、有机质含量与土壤初渗、稳渗速率相关性最高,为首要影响因素;基于主成分分析,各样地土壤综合水文效应优劣依次为:毛竹栎树杉木马尾松。     

黄河三角洲退化人工刺槐林地土壤特征

 黄河三角洲大面积人工刺槐林出现了衰退现象,表现为树木梢头出现不同程度的枯稍。为了揭示该地区刺槐林衰退的原因,对不同退化程度刺槐林的土壤特征进行研究。结果表明:随着刺槐林退化程度的增加,土壤密度(全层)逐渐增大,土壤多项养分指标有不同程度的下降趋势,土壤含盐量随退化程度的加重逐渐增大;在不同退化程度的刺槐林分中,基本趋势是随着退化程度的加重,脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性呈现降低的趋势;不同退化程度刺槐林的土壤中微生物总量随退化程度的加重而减少。     

晋西北丘陵风沙区50年林龄人工柠条林植被群落及其土壤特性变化

为探究晋西北丘陵风沙区50年林龄人工柠条林植被群落特征及土壤环境因子的变化规律。在0(撂荒地),12,18,40,50年的时间序列上,分析柠条生长性状、土壤含水量、土壤养分及植物群落特征等变化动态。结果表明:(1)随着人工柠条林种植年限的增加,柠条盖度和株高在时间梯度上显著增加,具体表现为,种植后期(40~50年)的柠条盖度是种植前期(0~12年)的1.98倍,柠条株高在种植后期(40~50年)是种植前期(0~12年)的1.48倍;柠条密度随种植年限的增加而显著降低,从种植前期(0~12年)的0.35株/m²减少到种植后期(40~50年)的0.11株/m²。(2)土壤环境因子随着人工柠条林种植年限的增加而逐渐恢复,表现为土壤有机碳、pH、土壤速效氮和速效钾在时间梯度上的增加,土壤含水量、含盐量和土壤速效磷呈下降趋势。其中0—20 cm表层土壤恢复程度高于20—100 cm的土壤。(3)在人工柠条林种植前期(0—12年),土壤养分恢复的速率明显低于人工柠条林种植中后期阶段(12~50年),灌丛对土壤表层(0—20 cm)养分有明显的富集效应,随着人工柠条林建立时间的延长,在种植后期(40~50年)时,“肥岛”面积向灌丛间扩展。(4)随着人工柠条林种植年限的增加,土壤环境改善,草本植物种类、数量显著增加,优势种也在变化,从种植前期(0~12年)以一年生先锋物种(米蒿和野燕麦)为优势种,演变为种植中后期(12~50年)以多年生草本(披碱草)为优势种。由于天然半灌木(铁杆蒿)入侵,简单的人工柠条林向复杂的灌草群落演变。(5)种植人工柠条林对土壤环境因子及群落多样性具有明显的促进作用,通过不同类型植物群落与土壤环境因子的RDA约束排序分析图可以看出,人工柠条林、一年生草本植物、多年生草本植物和天然半灌木与土壤环境因子(土壤含水量、土壤养分指标)呈显著的相关关系,不同类型植物群落与土壤环境因子相互联系、相互制约,共同构成较为稳定的群落结构。研究人工柠条林植被群落特征及土壤环境因子的变化规律对干旱半干旱地区的群落恢复和生态环境重建具有重要的参考价值。     

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。     

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。     

芒萁侵入红壤退化裸地对土壤理化性质和细菌组成的影响

芒萁是最早侵入红壤退化裸地的先锋植物,其侵入过程对土壤环境的改变在退化裸地生态恢复进程中具有重要意义。以福建省长汀县红壤侵蚀裸地为研究对象,分析测定退化裸地中芒萁侵入区和非侵入区土壤理化性质和细菌组成及多样性。结果表明：芒萁侵入裸地显著提高土壤最大持水量、土壤含水率、全碳、全氮、全钾、有机质和pH,并显著降低土壤容重;芒萁侵入区增加根瘤菌目和慢生根瘤菌属等14种土壤优势细菌,变形菌门和甲型(α)变形杆菌的相对丰度显著提高(p<0.05),而土壤绿弯菌门和AD3菌纲的相对丰度显著降低(p<0.05),这些土壤细菌主要功能为化能异养、好氧化能异养和纤维素分解;芒萁侵入裸地显著提高土壤细菌群落结构多样性(p<0.05);芒萁侵入区和非侵入区土壤细菌群落结构差异显著(p<0.05);土壤细菌群落结构的主要影响因子是土壤含水率、全碳、有机质、土壤容重和pH。这些影响因子与疣微菌门、变形菌门、疣微菌纲和甲型(α)变形杆菌纲正相关。综上所述,芒萁侵入后可显著改善红壤侵蚀退化裸地的土壤理化性质,改善土壤细菌群落组成,增加土壤细菌群落多样性和优势菌群,对土壤细菌群落有积极效应。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿群落保育土壤作用的研究

以流动沙丘和不同恢复年限的人工和天然小叶锦鸡儿群落为研究对象,从植被重建前后土壤理化性质变化方面分析了小叶锦鸡儿群落保育土壤的作用.结果表明,6 a生、11 a生和22 a生人工小叶锦鸡儿群落对土壤理化性质均有明显的改善作用,且总体上土壤改良效果与恢复年限成正相关.建立人工植被后,土壤中微沙(0.05～0.1 mm)和黏粒(<0.05 mm)的含量增加,表层(0～10 cm)土壤容重减小,孔隙度和饱和含水率增大,土壤持水能力提高;土壤有机碳、全氮、碱解氮、全磷、有效磷和有效钾含量均有不同程度增加,尤以表层增加幅度最大,并且灌丛对养分有明显的富集效应.     

黄土丘陵区柠条人工林土壤水分动态变化特征及降雨特征对其影响

明确黄土丘陵区降雨对土壤水分影响，对准确评估降雨格局变化对生态系统结构和功能的影响具有重要意义。以陕北黄土丘陵区退耕地栽植后自然撂荒23年的柠条人工纯林为研究对象，通过土壤湿度传感器监测不同土层土壤体积含水量，探讨不同土层土壤水分补充增量对降雨特征(降雨量、降雨历时和降雨强度)的响应。结果表明：(1)土壤水分消耗和补充主要集中于0-500 cm土层，其月变化在垂直剖面呈“双峰”(4—5月)、“单峰”(6月)和“双峰”(7—10月),随土层深度增加变化率减弱；(2)当降雨量>4 mm时表层土壤水分得到有效补充，当其超过142.8 mm时补充深度可到达200 cm土层，其中长历时强降雨较短历时强降雨对土壤水分补充增量小，但其补充深度较深，达到峰值时间长，但小降雨长历时则土壤水分补充增量较小；(3)降雨特征对土壤水分影响随土层深度增加而减弱，其中降雨量和降雨历时对土壤水分影响主要在0—50 cm土层，而降雨强度对其影响主要在0—30 cm土层。降雨量(降雨历时)和土壤水分补充增量对数拟合最优，而降雨强度与其则表现为幂函数拟合最优，其可分别解释土壤水分补充增量的39%～76%(降雨量)、...     

反复施加拉剪组合力对小叶锦鸡儿直根材料力学特性的影响

以1～5 mm小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)直根为研究对象,采用TY 8000伺服式强力机研究50次加载(荷载为试验根极限抗拉剪组合力的70%)对其材料力学特性的影响。结果表明:承受50次加载后,试验根极限力—径向位移曲线斜率大于对照根;试验根极限抗拉剪组合力及其强度显著高于对照根(p0.05)。反复加载后试验根抗拉剪组合力—根径的函数关系、抗拉剪组合强度—根径的函数关系均与对照根相似,仍分别呈幂函数正相关、幂函数负相关。随着根径由1～2 mm增至4～5 mm,试验根极限抗拉剪组合力由对照根的1.26倍增至1.34倍。随着加载次数的增加,试验根径向位移增量减小。     

青藏高原东北部黄土区灌木柠条锦鸡儿根—土界面剪切特性

[目的]分析不同因素对根—土界面抗剪强度指标和抗剪强度的影响,为深入探讨青藏高原东北部黄土区灌木根系固土护坡机制提供理论依据。[方法]以区内优势灌木植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)为研究对象,通过根—土界面直剪试验,分析根径级别为2.20±1.00～32.00±1.80 mm以及土体含水量、干密度和含盐量分别为6.00%～22.00%,1.20～1.60 g/cm³,0.59%～2.50%的条件下,各因素对柠条锦鸡儿根—土界面抗剪强度指标和抗剪强度的影响规律。[结果]在其他影响因素恒定的情况下,根径对根—土界面抗剪强度指标和抗剪强度无显著影响(p>0.05)。随着土体含水量由6.00%增大到22.00%,根—土界面黏聚力呈先增大后减小的趋势,当土体含水量达到14.00%时黏聚力达到峰值6.74 kPa;根—土界面摩擦角由21.40°降低至15.75°,呈线性函数降低趋势;根—土界面抗剪强度呈线性函数降低趋势。随着土体干密度由1.20 g/cm³增长至1.60 g/cm³,根—土界面黏聚力由...