不同林分类型对土壤团聚体稳定性及有机碳特征的影响

基于野外调查和室内分析,对人工杉木林、马尾松林、桉树林、毛竹林、天然林5种不同林分下0~20cm、20~40cm土层土壤水稳性团聚体稳定性及各粒级土壤团聚体有机碳分布特征进行研究。结果表明:1)0~20cm土层,土壤水稳性团聚体质量百分含量随粒级的减小先下降后上升,主要以0.5~0.25mm粒级最低;5种林分条件下各土层均以>0.25mm的大团聚体为主,随土层加深,大团聚体含量减少。2)各林分土壤平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值变化趋势相似,均呈现为0~20cm土层大于20~40cm土层;林分间土壤MWD、GMD值则表现为天然林最大,桉树林最小;分形维数(D)在2个土层均以桉树最大,杉木林最小;3)5种林分各粒级团聚体中有机碳的含量均随土层的加深而减少;0~20cm土层,各林分有机碳含量随着团聚体粒级减小呈现先增大后减小再增大的趋势,最大值主要出现在5~2mm粒级,而有机碳贡献率则表现为先减小后增大的趋势。不同林分MWD、GMD差异分析结果表明,天然林土壤结构优于其他4种人工林,团聚体稳定性更高,而桉树林最低。随着土层深度变大,土壤水稳性团聚体稳定性下降;土壤团聚体有机碳含量表现为天然林最大、桉树林最小。      

黄土残塬沟壑区不同人工林土壤团粒分形维数与基本特性的关系

【目的】研究土壤团粒分形维数及其与团粒基本特征之间的关系,为防止土壤退化及减少土壤侵蚀提供理论指导。【方法】在黄土残塬沟壑区,利用分形理论对刺槐纯林、油松纯林、侧柏纯林3种纯林和油松×刺槐、油松×侧柏、油松×狼牙刺3种混交林林地及天然草地土壤表层团粒的分形特征进行了分析。【结果】刺槐纯林土壤团粒分形维数最小;0~10 cm土层土壤分形维数为2.252 5~2.757,与>5 mm和0.5~2 mm两粒级土壤团粒含量呈极显著相关,与其他粒级土壤团粒含量相关性不显著;10~20 cm土壤团粒分形维数为2.5294~2.7017,与>5 mm粒级团粒含量呈显著性负相关,与其他粒级土壤团粒含量相关性不显著。【结论】土壤团粒分形维数与粒径>0.25mm土壤水稳性团粒总量、稳定性系数、重量平均粒径、几何平均粒径均呈负相关。     

不同密度油松人工林群落特征与物种多样性耦合关系

以黄土高原区油松人工林为研究对象,对比3种不同密度的油松人工林群落特征和物种多样性差异,构建两者间耦合关系模型,探讨不同密度油松人工林经营策略。结果表明:1）不同密度油松人工林群落特征具有差异,高密度（3 400~4 600株·hm^-2）林分的角尺度显著大于中密度（2 200~2 800株·hm^-2）、低密度（1 400~2 100株·hm^-2）林分;低密度林分的混交度、平均胸径和冠幅显著高于中、高密度林分。2）不同密度林分的乔木、灌木和草本物种多样性指数均与其自身显著正相关;低密度林分中,乔木层和灌木层多样性指数、灌木层和草本层多样性指数显著负相关。3）不同植物群落具有不同特征,中、高密度林分物种多样性对群落贡献较高,低密度林分群落植物空间分布合理,生长状况良好。4)通过改善植物群落的空间分布结构和生长状况,可以提升中密度林分群落中乔木、灌木和草本的物种多样性,而在高、低密度的林分中,则需采取其他经营策略。     

黄土高原中部半湿润丘陵区不同树种林地土壤团聚特征的比较

[目的]研究不同树种森林植被对土壤团聚特征的影响。[方法]以地处黄土高原中部半湿润丘陵区的黄陵县双龙林场为对象,研究了不同树种针阔叶纯林和混交林土壤的团聚体数量特征、团聚体的水稳性特征及团聚体水稳性与腐殖质组成的关系。[结果]不同林地土壤团聚体的分形维数为2.21～2.54,重量平均直径为2.07～4.86mm,几何平均直径为1.04～1.69mm,粒径均匀度指数为0.76～0.97,分形维数的大小顺序依次为华山松×辽东栎〉华北落叶松〉侧柏×辽东栎〉华山松〉白桦和油松〉侧柏〉刺槐×油松〉油松×辽东栎〉刺槐。土壤团聚体的水稳性指数为14.28～24.77,针阔混交林地土壤团聚体水稳性在0.01水平显著大于相应树种纯林土壤团聚体水稳性（侧柏除外）,纯林林地土壤团聚体水稳性指数的大小顺序为侧柏〉华山松〉油松〉华北落叶松〉白桦〉刺槐。土壤团聚体水稳性与有机碳质量分数相关性在0.05水平显著。通径分析表明,腐殖质中的富啡酸对土壤团聚体的水稳性贡献最大,胡敏酸对土壤团聚体的水稳性起了较大的制约作用。[结论]该地区营造侧柏和华山松林有利于提高土壤团聚体的水稳性,二者可以作为防护林和用材林的首选树种。     

花岗岩红壤团聚体稳定性对土地利用变化的响应

以湖南省大围山自然保护区花岗岩风化物发育的土壤为研究对象,选取天然林以及由此转化而来的人工林、果园和坡耕地4种土地利用方式,采用干、湿筛法测定了0～100 cm不同深度土层的土壤团聚体含量,计算表征团聚体稳定性的平均重量直径、几何平均直径、水稳性团聚体含量、分形维数和团聚体分散度等指标,分析土地利用变化对团聚体稳定性的...     

土壤分散性与分形维数对坡耕地转变为藤椒林地的响应

为了解坡耕地转变为藤椒林地后土壤分散性、分形维数和肥力特征,探讨土壤分形维数与肥力的相互关系,为坡地退耕种植藤椒和土壤管理提供参考,以川东丘陵区坡耕地退耕后种植形成的3 a(TJ-3)和5 a(TJ-5)藤椒林及对照农耕地(CK)为对象,采集0~20 cm土层样品,测定土壤微团聚体组成、颗粒组成、养分含量、酶活性和微生物数量,运用隶属函数法综合评价藤椒种植对土壤分散性和肥力的影响。结果表明:坡耕地转变为藤椒林地后,土壤微团聚体组成中2~0.02 mm粒级颗粒含量增加,<0.02 mm粒级颗粒含量降低。土壤结构性颗粒指数、团聚状况、团聚度、物理稳定性指数,有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量,细菌、真菌、放线菌和总微生物数量,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,颗粒分形维数和肥力综合值均随种植年限延长而增加;相反,土壤分散率、侵蚀系数、分散性综合值和微团聚体分形维数随种植年限延长而降低。土壤分散性综合值和微团聚体分形维数与土壤养分含量、微生物数量和酶活性及土壤肥力综合值均呈显著相关性(P<0.05)。说明种植藤椒促进土壤较小粒级的微团聚体向较大粒级微团聚体聚合,改善土壤微团聚体组成,增加土壤结构稳定性。土壤分散性综合值和微团聚体分形维数可以作为坡地退耕后土壤肥力变化的综合性评价指标。     

玉米//马铃薯间作根系特征及其与土壤水稳性团聚体关系

农作物根系可以固结土壤,提高土壤团聚体的稳定性,测定农作物根系对土壤水稳性团聚体的影响,可以从侧面评价不同种植模式的水土保持作用。本试验以玉米、马铃薯为试验作物,研究不同种植模式下农作物的根系特征和土壤水稳性团聚体的组成及稳定性。结果表明:3种种植模式下5个处理(MP:玉米间作; PM:马铃薯间作; MM:玉米单作; PP:马铃薯单作; CK:裸地)的土壤水稳性团聚体含量都以0. 5～0. 25 mm粒级为主, 0. 25 mm粒级的水稳性团聚体中MP处理含量最高; MP处理的团聚体破坏率最小,0～10 cm土层中,MP、PM处理较CK的团聚体破坏率减少35. 70%、25. 54%; 5个处理中,MP、PM处理的土壤团聚体平均重量直径都大于其它3个处理,MP处理最大,CK最小; MP处理的分形维数最小,CK的分形维数最大。相同土层内,PM处理的玉米含根量、根长、根尖数、根表面积、根体积都高于MM处理; PM处理的马铃薯含根量、根长、根尖数、根表面积、根体积也都高于PP处理。MP、PM、PP、MM处理的根系特征与 0. 25 mm土壤水稳性团聚体、团聚体平均重量直径之间都呈正相关关系,与土壤水稳性团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数之间都呈负相关关系。说明农作物间作可以促进根系生长和土壤团粒结构的形成,有利于提高土壤抗蚀性。     

柑橘林下养鸡对土壤团粒结构分形特征的影响

在四川盆周低山丘陵区柑橘Citrus reticulata林下养鸡Gallus domesticus,研究不同养鸡密度(0,600,1 200和2 400只·hm-2)对表层(0~20 cm)土壤团聚体组成、分形维数、理化性质、微生物数量和土壤酶活性的影响,探讨分形维数与土壤理化性质、微生物数量及土壤酶活性的关系。结果表明:林下养鸡使0.25 mm粒径团聚体(干筛)和0.25 mm粒径水稳性团聚体(湿筛)含量分别增加1.9%~5.0%和7.3%~24.5%,且随养鸡密度的增加而增加。土壤分形维数为2.174~2.760,且分形维数随养鸡密度、0.25 mm粒径团聚体(干筛)和水稳性团聚体(湿筛)含量的增加而降低,与0.25 mm和5.00 mm水稳性团聚体含量呈极显著相关(P0.01)。林下养鸡降低了土壤容重、改善了土壤孔隙,增加了土壤养分、微生物数量和酶活性,其土壤肥力的提高作用随养鸡密度的增加而增加,且土壤理化性质、微生物数量和酶活性与分形维数间呈显著相关(P0.05)。说明柑橘林下养鸡能有效改善土壤团聚体组成和土壤肥力,降低土壤团聚体和水稳性团聚体分形维数。     

主伐龄油松建筑材林生长及土壤性质对林分密度的响应

  目的  以油松建筑材的最适主伐龄林分为研究对象,从密度效应入手,以期探明不同林分密度林木生长表现特征和土壤理化性质的响应机制,确定影响林木出材的限制因素,提高河北地区油松建筑材林培育技术,为实现林分可持续经营提供指导。  方法  以河北省平泉市油松建筑材50年、52年、56年生主伐龄期林分为研究对象,设置3种密度梯度:低密度450 ~ 750 株/hm2、中密度750 ~ 1 050 株/hm2、高密度1 050 ~ 1 350 株/hm2,研究3种密度条件下的林木生长表现特征和土壤理化性质,并对各生长表现指标与土壤理化性质进行Pearson相关性分析。运用因子分析方法,结合林分生长表现和土壤质量,计算各密度油松建筑材林分综合得分后进行排名,并对其可持续经营潜力进行评价。  结果  （1）林分单位面积出材量不受林分密度的显著影响,但其随着林分密度的降低而减小,高密度林分的单位面积出材量最高,为107.87 m3/hm2。（2）低密度油松建筑材林的平均单木出材量为0.256 4 m3,单位面积树干生物量为148.02 t/hm2,均极显著高于中密度和高密度（P < 0.01）,且超过中密度和高密度1倍以上。低密度林分的单木出材率和树干生物量占比分别达到了84.12%和68.56%,均显著高于中高密度。（3）在土壤物理性质中,密度效应对土壤密度、非毛管孔隙度、饱和持水量有极显著影响（P < 0.01）,对土壤总孔隙度有显著影响（P < 0.05）;在土壤化学性质中,密度效应仅对土壤速效钾有极显著影响（P < 0.01）。（4）单位面积出材量与其他指标无显著相关性。平均单木出材量与树干生物量占比之间极显著正相关（P < 0.01）,与非毛管孔隙度显著负相关（P < 0.05）。树干生物量占比与土壤密度显著正相关（P < 0.05）,与饱和持水量和总孔隙度显著负相关（P < 0.05）,与非毛管孔隙度极显著负相关（P < 0.01）。（5）750 ~ 1 050 株/hm2的密度条件下林分综合质量最高,最利于油松建筑材林的可持续经营。  结论  低密度（450 ~ 750株/hm2）林分内林木可作为大径级建筑框架材,中高密度（750 ~ 1 350 株/hm2）的可作为中小径级拼接材、家具等。土层主要影响土壤化学性质,林分密度主要影响土壤物理性质。单位面积出材量与林木生长表现和土壤理化性质无显著相关性,树干生物量的积累能促进单木出材量增大。实现油松建筑材林可持续经营的最佳保留密度为750 ~ 1 050 株/hm2。      

晋西黄土区不同林地土壤团聚体分形维数特征与土壤养分相关关系

以山西吉县退耕还林工程中的刺槐林地、油松林地、山茱萸林地、次生林地为研究对象,以撂荒地、农地为对 照,采用Microtrace S3500 激光粒度仪对各地类0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm、20 ~ 30 cm 土层的团聚体粒径进行测定和分 级,利用分形几何学方法对土壤团聚体的分形特征进行分析,并测定了各地类土壤有机质、全N、全K 的含量,以探 讨土壤团聚体分形维数与土壤养分的关系。结果表明:各地类土壤团聚体分形维数在2.22 ~ 2.60 之间,平均值为 2.44;油松林地和刺槐林地土壤团聚体分形维数随土层深度增加有递增趋势,农地和次生林地土壤团聚体分形维 数随土层深度的变化不明显,而山茱萸林地土壤团聚体分形维数随土层深度的增加有递减趋势;土壤团聚体分形 维数与10 ~50m 的团聚体体积分数呈极显著正相关关系,与土壤团聚体粒径呈负相关关系;撂荒地土壤中有机 质、全P、全K 含量较低,肥力和质地最差,山茱萸林地土壤肥力和质地状态最佳,表明退耕林对土壤的改良效果 显著。      

不同密度油松人工林土壤特性及水源涵养功能研究

【目的】探讨油松人工林不同林分密度下的土壤特性及水源涵养功能。【方法】以秦岭西段30年生油松人工林为研究对象,设置6种不同林分密度(1 367,1 861,2 517,2 617,3 012和3 683株/hm2)的标准地,采集土样和枯落物样品带回室内,测定土壤理化性质、土壤持水量、枯落物层持水特性等。【结果】林分密度对油松人工林的土壤含水率、有机质含量、体积质量、总孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量具有显著影响。密度为2 617株/hm2的林地土壤体积质量较小(1.14g/cm3),总孔隙度较大(62.57%),有机质含量较高,为1 367株/hm2林地的1.63倍,土壤持水性能较好(1 251.40t/hm2)。【结论】油松人工林在适宜密度条件下,有利于改善土壤结构,增强土壤肥力,提高土壤的蓄水能力,使林地具有更好的水源涵养功能。在秦岭西段小陇山林区,油松人工林的林分密度为2 617株/hm2左右较合理。     

黄土高原油松人工林地土壤颗粒的分形特征

为了全面了解人工林地的生态环境状况,采用分形理论,研究了黄土高原油松人工林地不同深度土壤颗粒的分形特征。结果表明,在油松人工林凋落物和根系等的作用下,人工林能够提高林地土壤的团聚能力,降低土壤的分形维数;不同深度油松人工林地的土壤颗粒分形维数在土壤剖面趋于均一,而且小于同种质地的其他土壤;土壤颗粒分形维数可以反映森林土壤粒径分布的变化,因而可作为评价森林土壤生态特征的指标。     

秸秆添加对潮土团聚体及有机碳分布和稳定性的影响

【目的】探明添加水稻秸秆对潮土团聚体及有机碳分布和稳定性的影响,为外源秸秆降解过程中在不同粒级团聚体中的分配规律提供参考。【方法】在恒温培养箱内用潮土进行对比培养试验,试验设置2个处理:不添加秸秆处理(对照组,CK)和土壤添加1%13C秸秆处理(试验组,Str),培养周期为120 d,通过室内对比培养试验,运用湿筛法得出不同粒级水稳性团聚体含量,然后测定各粒级水稳性团聚体有机碳含量。【结果】对照组中2000μm粒级水稳性团聚体含量最少,水稳性团聚体稳定性差,不同粒级团聚体有机碳含量比较低。与对照组相比,试验组显著促进了2000μm粒级水稳性大团聚体的团聚(P0.05);培养到120 d时,试验组中2000μm水稳性团聚体比对照组增加了595.8%,水稳性大团聚体(250μm)含量达到70.4%,成为优势粒级。添加水稻秸秆显著提高了潮土水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值,降低了土壤不稳定团粒指数(ELT)和分形维数(D)值,土壤团聚体结构稳定性明显增强,MWD、GMD与R0.25之间均呈极显著的正相关关系(P0.001)。不同培养时期试验组各粒级团聚体有机碳含量均显著增加,其中水稳性微团聚体有机碳增加幅度明显大于大团聚体有机碳的增加幅度。【结论】采取秸秆添加的方式对耕地进行保育,显著提高了水稳性大团聚体有机碳的贡献率,增强了潮土的有机碳稳定性和固持能力,改善了潮土肥力和土壤性状。     

林下土壤水稳性团聚体特征及其影响因素研究——以瓯江流域源头区为例

为探究不同林相林下土壤水稳性团聚体特征差异,以欧江流域源头区为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对不同地域同林相以及同地域不同林相下的土壤水稳性团聚体粒级分布、大小特征、团聚体破坏率及团聚体分形维数进行研究,并分析其影响因素。结果表明:1不同地域、不同林相及不同人为干扰程度对土壤粒级分布均有极大影响。2土壤有机质、土壤全氮及土壤湿筛平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)呈极显著正相关;地域及林相因素对土壤团聚体稳定性均有显著影响。3土壤团聚体破坏率与0.25mm土壤水稳性团聚体含量、有机质含量及湿筛MWD、GMD均呈极显著负相关;地域及林相因素对土壤团聚体破坏率影响显著,但经济林管理方式对其表现出的影响更为显著。4不同地域同林相土壤水稳性团聚体的分形维数表现出与土壤湿筛MWD、GMD规律相反的趋势;不同林相及人类活动共同影响着土壤的团聚体稳定性。     

黄龙山林区油松人工林模拟抚育与预测

以油松人工林样地数据为基础,分别建立油松人工林胸径—冠幅模型、胸径生长模型,对黄龙山林区油松人工林进行模拟抚育与预测。结果表明:(1)模拟抚育后,林分平均胸径均有较大幅度增长,种群密度大于4 000株/hm2的样地和2 000~4 000株/hm2的样地抚育后平均胸径相似。(2)种群密度在2 000株/hm2以下的林分在抚育后第6 a可再次进行抚育。(3)种群密度在2 000株/hm2以上的林分在抚育后第9 a可再次进行抚育。     

晋南不同密度油松人工林土壤水分的物理特性

为应对人工林生态系统的经营问题,探究林分密度对森林土壤的影响,以晋南油松人工纯林为研究对象,采用典型抽样法,探讨3种林分密度(500、1250、2475株·hm-2)对土壤水分物理特性的影响.结果表明:(1)不同林分密度对土壤密度和土壤孔隙度影响不同,高密度油松人工林显著降低土壤密度,增加土壤总空隙度和非毛管孔隙.(2)不同林分密度对土壤持水特性的影响程度不同,高密度油松人工林显著增加土壤最大持水量和田间持水量.(3)不同林分密度对表层土壤密度、孔隙度和持水特性的影响更为强烈,林分密度对0相似文献   

九曲溪生态保护区不同林地土壤团聚体分形特征

对九曲溪生态保护区次生阔叶林、马尾松人工林、竹林和茶园4种类型林地土壤团聚体的分形特征进行分析,探讨分形维数与土壤平均质量直径和几何平均直径及理化性质的关系。结果表明：4种林地土壤团聚体的分形维数均为2．375～2．658（干筛）和2．627—2．863（湿筛）,土壤团聚体分形维数在0～20、20—40、40—60cm土层均表现为：阔叶林〈竹林〈马尾松林〈茶园,且均随土层深度的增加而增大;4种林地干筛和湿筛条件下〉0．25mm的团聚体百分数和〉5mm的大团聚体百分数与土壤团聚体分形维数表现为相反的变化趋势,即阔叶林的最大,竹林和马尾松林次之,茶园的最低;而结构体破坏率与土壤团聚体分形维数表现为一致的变化趋势,0-60cm土层为阔叶林（21．31％）〈竹林（26．18％）〈马尾松林（31．98％）〈茶园（38．25％）;土壤团聚体分形维数与平均质量直径、几何平均直径及土壤理化性质关系密切。次生阔叶林土壤疏松,持水能力强,土壤有机质及养分含量高,土壤结构稳定性好;竹林和马尾松林次之;茶园土壤结构稳定性最差。     

长武县退耕还林对土壤有机质和团聚体水稳性的影响

[目的]研究渭北旱地退耕还林工程在提高土壤质量和改善土壤结构方面的作用。[方法]选取位于渭北旱塬的长武县马坊村人工林地、荒地和农地3种土地利用类型,利用快速湿润法测定表层土壤各粒级水稳性团聚体质量百分含量,并测定全土样和水稳性团聚体各组分的有机质和速效磷含量。[结果]水稳性团聚体平均质量直径、几何平均直径和土壤有机质含量在林地和荒地较农地大。有机质和速效磷含量在粒级0.05 mm的土壤团聚体中最小,0.5~0.1 mm土壤团聚体有机质含量最高,0.2~0.5 mm土壤团聚体速效磷含量最高。[结论]农地转化为人工林地后,土壤质量具有不同程度的提高,且小粒级团聚体向大粒级转化。土壤有机质和速效磷含量主要分布在较大粒级的水稳性团聚体中,并随着粒级由小变大,二者先增大后略微减少。     

种植年限对植烟土壤团聚体组成与稳定性的影响

【目的】揭示不同植烟年限土壤团聚体的分布特征和稳定性,探明烟草种植对土壤结构变化的影响。【方法】以冕宁县长期植烟区域土壤为研究对象,研究种植年限在3年以下、4~6年及7年以上土壤团聚体的粒级组成、机械稳定性、水稳定性、分行维数和结构破坏率的变化。【结果】(1)植烟土壤机械稳定性团聚体以0.25 mm的土壤大团聚体含量最高,所占比例在75.85%~83.56%。随植烟年限的延长,土壤机械稳定性团聚体组成逐渐呈均质化态势,这种变化主要影响到5~2和2~1 mm 2个粒级。(2)植烟土壤水稳性团聚体组成均以0.25 mm的微团聚体为优势级别,随植烟年限的延长,土壤水稳性团聚体变化较非水稳性团聚体变化更快,尤其以5 mm的粒径变化最为显著。(3)在种植初期(3年),土壤水稳性团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)最大,分形维数(D)、结构破坏率(PAD)最小,土壤团聚体稳定性最好,随种植年限的增加,MWD、GMD降低,D、PAD增大。【结论】种植年限对土壤团聚体的组成影响不大,但影响其稳定性。长期种植烟草会使土壤团聚体的水力学稳定性变差,减弱土壤的抗蚀性。     

豫西黄土丘陵区不同退耕地土壤大团聚体 的组成及其分形特征

选取退耕10年左右的乔木林、灌木林、果园、人工草地及荒地,对表层土壤大团聚体的分布、稳定性及其分形特征进行研究。结果表明,2 mm的团聚体在土壤团粒结构中占主导地位,灌木地、乔木地和荒地土壤中2~5 mm和1~2 mm团聚体含量较耕地显著提高;灌木地、乔木地、果园、草地和荒地表层土壤中5mm和2~5 mm两个粒级水稳性团聚体含量较耕地均显著提高。灌木林、乔木林、草地和荒地土壤中干筛和湿筛团聚体的平均重量直径和几何平均直径较耕地均显著增加,分维数较耕地显著降低,这4种退耕地土壤结构显著改善,果园土壤结构的改善尚不明显。团聚体分维数能较好地描述土壤团聚体的分布状况且与土壤理化性质关系密切。