辽西地区水土保持林合理经营技术及可持续发展理论初探

通过对辽西地区水土保持林发展过程的回顾,总结出辽西地区现有水土保持林存在的主要问题,即树种结构简单;林分生产力低;多样性指数低等。根据辽西地区现有水土保持林特点,尽大发挥其效益并持续时间长,且在林木更新时效益不间断,即水土保持林各种效益,尤其是森林防护效益的持续利用等,确立了现有水土保持林合理经营利用的最高目标,提出了辽西地区水土保持林的合理经营技术。从可持续发展经营的角度出发,由森林可持续经营的概念、结合森林等级理论以及相关生态学理论,确定了森林可持续经营的目标和经营技术。     

黄土高原半干旱区水土保持植被恢复限度——以人工柠条林为例

为了确定水资源不足地区植被恢复潜力和水土保持林建设目标,在黄土丘陵半干旱区宁夏固原上黄试区,对相同立地条件的16年生人工柠条林进行疏伐,建立不同密度林地,进行林分密度、森林植被水土保持效益和土壤水分关系的定位实验。结果表明：平均基径随密度的增加而减少,二者为线性关系;盖度随密度的增加而增大,盖度与密度为对数关系;林冠截留随密度的增加而增大,二者为指数关系;地表径流随密度的增加而减少,二者为对数关系;泥沙含量随密度的减少而增加,二者关系可用倒S形曲线描述。虽然密度增加,盖度增加,森林植被水土保持效益增强,但是受土壤水资源的限制,柠条林有一个最大恢复限度。当超过限度时,势必会引发或加剧土壤旱化。     

陕北黄土丘陵区不同植被景观功能评价

采用LFA方法从景观内部构成和土壤表层状况两个方面对陕北黄土丘陵区典型不同林龄人工刺槐林、人工侧柏林、人工柠条林和撂荒草地进行了景观功能评价,探讨陕北黄土丘陵区不同退耕时期人工植被景观对区域土壤性能改善情况及水土保持作用。分别在4种植被景观类型内布设3条不短于50m样线,在样线上调查斑块和非斑块种类及数量,并在斑块和非斑块内设置1m~2调查区进行了土壤表层评价。结果表明:(1)各景观类型中,斑块百分比及斑块面积大小顺序为人工柠条林撂荒草地人工侧柏林人工刺槐林。(2)随着退耕年限的增加,人工刺槐林及侧柏林景观特征指标及斑块面积指标显著降低(p0.05),人工柠条林及撂荒草地景观特征指标及斑块面积指标有增加趋势但是不具显著性。(3)人工刺槐林和人工柠条林土壤健康指标最高,对土壤性能具有较强改善作用,人工侧柏林对土壤性能改善作用处于中等水平,撂荒草地土壤健康指标最低。(4)随着退耕年限的增加,人工刺槐林、人工柠条林对土壤性能具有显著改善作用,人工侧柏林和撂荒草地对土壤性能的改善作用不明显。综上,人工刺槐林、人工柠条林对改善生态环境,减少水土流失具有显著作用,人工侧柏林的土壤改善和水土保持作用不明显,撂荒草地能够对土壤性能起到改善作用,但处于较低水平。     

柠条林土壤水分生态环境特征研究初报

研究表明,柠条人工林对土壤有效水的利用率很高;土壤干湿季的成因及其水分动态特点,主要与柠条的物候期和气候的时段降雨量两者有关;土壤水分的垂直动态特征主要表现在120cm以下土层的水分含量骤减。土壤水分严重亏缺必然会对柠条林的生产力产生不良影响,但一般并不会使柠条林枯死。由于柠条林地的降水入渗率很高,因而可以在很大程度上减弱降水形成地面径流,有效地防止土壤侵蚀。营造柠条人工林可发挥其良好的生态作用。     

窟野河、秃尾河、孤山川流域主要水土保持树种造林密度的探讨

通过对窟野河、秃尾河、孤山川流域主要乔、灌木水土保持林的随机抽样调查分析,建立了林分保存密度与郁闭度的相关模型,并以此模型为基础,结合当地水保林经营现状,提出该地区刺槐、柠条、沙柳、踏郎和花棒的造林密度(株或丛/hm~2)分别以2571、4000、2400、3000和3000较为合理。这样的造林密度,在该地区既有较好的水土保持效益,又有较高的经济效益。     

晋北丘陵风沙区不同植被恢复模式的水土保持效应

通过对山西右玉贾家窑阳坡退耕还林约20年后的4种植被恢复模式(自然恢复草地、油松林、柠条灌丛和油松—柠条林)土壤水分、理化性质、径流量和侵蚀量的测定,探讨了不同植被恢复模式的水土保持效应。结果表明:(1)4种植被恢复模式0—100cm土层土壤平均含水量无显著差异,油松林和自然恢复草地的土壤容重高于油松—柠条林和柠条灌丛,土壤总孔隙度的变化趋势与容重相反;(2)4种植被恢复模式0—20cm土层土壤粒度组成、pH、有机质、铵态氮和速效磷无显著差异,硝态氮和速效钾差异明显(P0.05);(3)4种植被恢复模式径流量没有明显差异,但土壤侵蚀量自然恢复草地和油松林显著高于柠条灌丛和油松—柠条林(P0.05);(4)覆盖度相似条件下,根系密度、近地表植被盖度和枯枝落叶层厚度是影响林草植被水土保持效应的主要因素。     

嘉陵江上游低山暴雨区不同水土保持林结构模式水源涵养效益研究

水土保持林的水源涵养效益是研究森林防止水土流失的一个热点问题。以20世纪80年代末期营造和自然恢复的湿地松林、桤柏混交林、刺槐(灌木)林 、刺槐林 和桤木林为研究对象,选择林冠截留、土壤容重、土壤孔隙度、土壤贮水能力、土壤渗透性和枯落物持水性,作为研究不同水土保持林结构模式水源涵养效益的指标,对不同水土保持林的水源涵养机理和水源涵养效益进行了较深入的研究。结果表明,各水土保持林的水源涵养能力均明显高于农耕地;不同水土保持林结构模式的水源涵养效益也有较大差异。最后提出了桤柏混交林、湿地松林、桤木林等优良水土保持林结构模式,为当地的生态环境建设,特别是当前正在进行的退耕还林工程的模式选择提供了依据。     

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。     

不同平茬周期柠条的燃烧特性及热值

柠条是西北地区水土保持,防风固沙造林中的重要灌木树种,可作为生物质燃料使用,但随林龄增加出现生长衰退,效益下降等问题。利用平茬技术可以提高柠条利用率,该文以宁夏盐池平茬1~5 a生柠条为研究对象,对其生长指标、工业分析、硫含量、热值和热重进行了分析。结果表明:1)经平茬后的柠条生长指标每年递增,但3 a以后增幅不大,选定平茬期为3 a的柠条株高、地径和分支数分别比6 a老龄林提高了16.67%、11.54%和160.00%,表明平茬技术有利于柠条生长。2)通过热值分析对1~5 a生柠条进行了比较,发现3~5 a生柠条发热量较好,但三者相差不多;考察了不同月份收割柠条的影响因素,研究表明10-12月柠条各项指标处于最优值。3)比较了柠条和煤的硫含量,分析表明柠条硫含量是烟煤的1/12倍,柠条作为燃料会大大减少硫化物的排放。4)工业分析和热重分析表明,柠条和煤产生的灰分作相比,柠条产生的灰分是烟煤的1/9倍,可减少颗粒物的排放,有利于环境保护。5)采用一级反应动力学模型和积分法对生物质燃烧动力学参数的研究表明,柠条具有较低的活化能,有利于燃烧。综上所述,采用平茬期为3 a且每年10-12月生的柠条最适宜作为热电厂燃料。柠条作为发电燃料具有含硫量低,灰分少,对环境保护和减少可吸入颗粒物具有重要的意义。     

神东矿区不同治理年限典型灌木群落调查与分析

为评估神东矿区的植被恢复治理成效,从群落物种丰富度、物种个体总数、群落总盖度及物种多样性等方面分析了矿区典型植物群落随治理年限延长而呈现出的发展趋势。从分析来看,沙棘群落和柠条(柠条锦鸡儿)群落随治理年限延长表现出总体向好的发展趋势,后期基本不需人为干预,表现出良好的水土保持效益;而沙柳(乌柳)群落随治理年限延长表现出总体向差的发展趋势,后期需要人为干预和管理才能发挥较好的水土保持效益。     

上犹县长防林不同森林植被类型土壤蓄水能力初探

通过2004和2009年两次对江西上犹长防林不同森林植被类型土壤持水特性的测定分析,结果表明:同一植被类型随着其生长发育,其土壤蓄水能力相应提高;各植被类型的土壤蓄水能力均明显高于荒山地;土壤容重、毛管孔隙度及非毛管孔隙度三者的综合特征对土壤蓄水能力有着重要影响;不同植被类型的土壤蓄水能力存在差异,针阔混交林的土壤蓄水能力优于杉木纯林、针叶混交林、湿地松纯林和马尾松纯林;2004、2009年各植被类型土壤蓄水能力分别在25200~40320 t hm-2和30240~63360 t hm-2之间,若蓄存1×108 m3的水则所需的相应森林面积分别在2480.2~3968.3 hm2和1578.3~3206.9 hm2之间,而荒山地则分别为7142.9 hm2和7440.5 hm2。     

太湖地区森林生态系统的水源涵养功能特征

为客观认识森林生态系统在流域水资源管理中的作用,在总结分析前人研究成果的基础上,该文综合比较了太湖地区主要森林类型中枯枝落叶层和土壤层的涵养水源功能特征。结果表明:太湖地区森林生态系统林下枯枝落叶层现存量平均值为4.68～14.4 t/hm²,持水量为11.6～29.99 t/hm²,持水率为187.24%～246.22%;主要森林类型土壤层的毛管孔隙度变动于39.01%～44.21%,非毛管孔隙度为10.21%～16.53%;而土壤层的初渗率变动于11.94～19.06 mm/min,稳渗率为3.77～6.74 mm/min。总体来看,太湖地区森林枯枝落叶层和土壤层的水源涵养能力指标多低于亚热带平均值。     

油松混交林的水土保持及水源涵养功能研究

对油松 ( Pinus tabulaef ormis Carr.)、辽东栎 ( Quercus liaotungenssis Koidz.)、油松和虎榛子 ( Ostryopsisdavdiana Decne.)混交林及纯林不同林分的土壤理化性质、土壤侵蚀量、林冠截流、枯落物持水量以及林地土壤贮水等方面进行了研究 ,结果表明 :混交林比纯林具有更好的水土保持效果和更强的水源涵养功能。     

修河上游流域4种森林类型的水源涵养功能评价

为定量评价修河上游流域森林生态系统的水源涵养功能,对流域内4种主要森林类型（杉木林、马尾松林、阔叶林、毛竹林）枯落物层和土壤层的结构、持水性能进行了研究。结果表明:（1）4种森林类型枯落物现存量的变化范围为3.50～5.99 t/hm²,其中杉木林枯落物的现存量最大,毛竹林最小;枯落物最大持水量表现为阔叶林 > 马尾松林 > 杉木林 > 毛竹林,说明阔叶林的枯落物层比针叶林和毛竹林有更大的水源涵养能力;（2）4种森林类型的土壤容重表现为马尾松林 > 杉木林 > 毛竹林 > 阔叶林,表明4种森林类型中,阔叶林更有利于改善土壤结构;土壤水源涵养能力表现为毛竹林（376.50 t/hm²） > 阔叶林（373.17 t/hm²） > 马尾松林（213.50 t/hm²） > 杉木林（186.42 t/hm²）;（3）林分枯落物层和土壤层的综合水源涵养能力表现为毛竹林 > 阔叶林 > 马尾松林 > 杉木林。结果说明修河上游流域阔叶林、毛竹林的水源涵养功能优于针叶林,建议加强保护阔叶林和毛竹林,适当改造针叶林,以提高当地森林生态系统的整体水源涵养能力。     

缙云山水源涵养林保育土壤的功能

以重庆市缙云山3种典型水源涵养林为研究对象,分别对其土壤的物理、化学和养分特性进行测定和分析.结果表明:(1)土壤容重均较高,其中竹林群落土壤容重相对较高;土壤总孔隙度均比较低,孔隙性一般;土壤质地中砂粒含量比粉粒和黏粒高;土壤均呈强酸性,说明该地区土壤酸化比较严重.(2)土壤有机质含量均比较低,在土壤有机质积累方面,针阔混交林相对较好,而竹林群落相对较差;在土壤养分含量中,全氮含量一般,全磷和全钾含量较低;土壤速效养分均比较低.(3)针阔混交林的保育土壤功能最好,竹林最差;针阔混交林水源林的土壤生态功能最好,常绿阔叶型水源林次之,竹林总体相对较差.     

北京市低山区水土保持林评价与分级

以北京低山区同龄油松(Pinus tabulaeformis)林、侧柏(Platycladus orientalis)林、刺槐(Robinia pseudoacacia)林和栎类(Ouercus liaotungensis)林为研究对象,设置32个30m×30m标准样地,结合当地实际情况,运用数理统计方法及专家咨询法筛选出三级共12个评价指标,构建水土保持林评价指标体系,建立评价综合模型,计算林分综合评价指数,并对各林分进行了评价。将水土保持林分为四级:一级水土保持林,综合评价值S≥8;二级水土保持林,综合评价值5≤S<8;三级水土保持林,综合评价值2≤S<5;四级水土保持林,综合评价值S<2。探讨了不同级别的水土保持生长状况及立地特征,并提出了合理的改造措施。     

邢台市核桃林水土保持效益分析

[目的]分析不同树龄核桃林在不同栽植模式下的水土保持效益,为该区核桃经济林栽培技术技术的完善以及水土流失的有效防治提供理论依据。[方法]以河北省邢台市裸地和不同核桃林地内的径流场为研究对象,采用野外试验布设和室内分析测定相结合的方法,以裸地为对照研究了不同核桃林在天然降雨后的产流产沙特征。[结果](1)在常规核桃林、核桃—苜蓿林和核桃—生态放养(鸡)林3种核桃林栽植模式中,核桃—苜蓿林保水保土效果表现最优,径流系数在0.14%~0.30%之间,径流含沙量在4.04~8.95kg/m3之间。(2)在同一核桃林栽植模式中,随着核桃树树龄的增长其保水保土作用也逐渐增强。5年生核桃林的径流系数和径流含沙量平均为3年生核桃林的95.90%和83.63%,8年生核桃林的径流系数和径流含沙量平均为3年生核桃林的94.54%和77.66%。[结论]核桃林适宜的栽植模式可以在增加经济效益的同时,有效地控制水土流失,在实际应用中,应针对不同的地形条件、降雨特性进行合理的选择。     

黄土区刺槐和油松水土保持林合理密度的研究

 以黄土区刺槐和油松水土保持林为研究对象,在对水分循环要素进行长期监测的基础上,以水分亏缺量为依据,利用径流林业的基本原理,结合林分调查结果,提出了利用胸径计算刺槐和油松林合理密度的公式。利用该密度参考值管理刺槐和油松水土保持林,可以保证林木正常生长所需水量,不会造成林地土壤干化。同时以刺槐和油松林地的土壤水分含量、最低含水量和难效水频率为指标,提出了黄土区适宜的刺槐和油松水土保持林的管理密度。     

浑河源头水源涵养林土壤优先流特征

以浑河源头4种类型水源涵养林为研究对象,采用野外染色示踪和室内理化分析等研究方法,研究不同水源涵养林土壤优先流的形态特征与变化规律,揭示浑河源头水源涵养林保护和治理过程中优先流的形成机理及影响因素。结果表明:4个样地土壤优先流的入渗深度范围为30~38cm,且其深浅与根系的根长密度关系密切;0—10cm土层的土壤优先流染色面积比依次为82.41%,75.44%,91.03%,79.82%,土壤优先流染色面积比随土层深度的增加而减小,4个样地上层土壤显著大于下层土壤染色面积比;土壤优先流染色面积比与土壤容重、总孔隙度、有机质、总根长密度呈极显著或显著正相关,均影响着优先流的发生程度,并且得到土壤优先流染色面积比与其影响指标的多元函数关系;根据各主成分得分及其权重,得到水源涵养林土壤优先流特征综合得分为混交林地(3.134)>落叶松(1.660)>采伐迹地(-1.946)>红松(-2.847)。研究结果可为深入探究浑河源头水源涵养林的生态水文过程及植被建设提供科学依据。     

半干旱区柠条林利用土壤水分深度和耗水量

植物根系利用土壤水分深度和耗水量是研究植物与土壤水关系的基础.以柠条为对象,采用中子仪,对撂荒地和柠条林地土壤水分进行长期定位观测和分析.结果表明,2002年内,随着时间推移,柠条利用土壤水分深度从播种时的2 cm左右,迅速增加到9月1日的90 cm,10月15日的110 cm,11月1日的170 cm,到11月15日柠条利用土壤水分深度为220 cm;除丰水年(2年生)柠条土壤储水量增加了122.8mm外,随着林龄的增加和降雨量等的变化,植物利用土壤水分的深度和耗水量增加,土壤储水量下降.到2004年生长季末,3年生柠条林地100 cm土层出现土壤干层,5年生柠条林地剖面60-300 cm土层出现土壤干层.此时需要采取措施,控制柠条生长、密度和耗水量,实现土壤水资源的可持续利用.