祁连山青海云杉林枯落物层水文效应分析

通过对祁连山青海云杉林及其它林型凋落物累积量、分解过程随时间变化的分析,研究了枯枝落叶层的持水能力、截留作用和蓄水保土效益,青海云杉林年凋落物量为2.689 t/hm2a,它的枯落物层最大持水量相当于12.5 mm的降雨量。枯枝落叶层对降水的截留率随降水强度的增加而减小,其指数模型为:Y=92.268 e-0.0421x (R=0.973)。经分析认为祁连山青海云杉林及其它林型枯枝落叶层的水文效应最终体现在水土保持和水源涵养效能上,为综合评价祁连山水源涵养林水文效应提供了科学依据。     

森林枯落物及其苔藓层阻延径流速度研究

运用室内水槽实验方法，研究了马尾松林枯落物层和枯落物与苔藓组合层对径流速度的影响．结果表明，径流速度与坡度和流量成正比，与枯落物量成反比，它们之间的幂函数关系非常密切．枯落物与苔藓组合层对径流速度的阻延效果比仅有枯落物层更明显     

色季拉山云杉林枯落物持水性能研究

[目的]研究森林枯落物对水源涵养的作用。[方法]在色季拉山林分内选择具有代表性的部位设置样方,采集样方内的枯落物,记录枯枝落叶层和半分解层厚度,称量样品的湿重和干重,计算干物质蓄积量,并测定枯落物的持水量和吸水速率。[结果]枯枝落叶层和半分解层单位面积贮水量为56.89和116.89t/hm2。用浸泡法处理5min时,枯落物的吸水速率最大,未分解层和半分解层的吸水速率分别为1956和1896g/（kg.h）。0～10min内半分解层的吸水速率小于未分解层,而10min后则大于未分解层。枯落物未分解层和半分解层的最大持水量分别为89.77和73.51t/hm2,有效拦蓄量分别达62.38和164.06t/hm2。[结论]云杉枯落物具有显著的蓄水作用。     

祁连山北坡青海云杉林土壤氮磷钾及有机质含量分布研究

为研究祁连山北坡青海云杉林土壤氮磷钾及有机质含量分布情况,在祁连山水平方向不同纬度设置4个样区,在每个样区采集0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～50 cm剖面深度的土壤样品,测定其氮磷钾及有机质含量。通过研究分析,发现祁连山北坡从东南至西北青海云杉林土壤养分含量呈降低趋势,中部地区因气候及降水变化,土壤养分含量高于其他地区。在0～50 cm土壤样品中,营养元素“表层富集”明显,水解氮、速效钾和有机质含量随着深度增加降低明显,而有效磷含量降低不明显。结果揭示了祁连山北坡水平方向不同纬度地区青海云杉林土壤营养元素分布及不同剖面深度养分变化规律,此结果可为祁连山北坡青海云杉林土壤养分含量研究奠定基础,为祁连山森林生态系统保护提供数据参考。     

青海高寒区不同密度白桦林枯落物水文效应

目的定量研究青海高寒区不同密度白桦林枯落物的水文效应,为该区白桦林的营造、配置及水文功能管理等提供理论依据。方法于2016年7—8月对青海省大通县宝库林区进行了调查。每种密度白桦林选择3块样地,林龄均为22~24年, 测定了5种密度(225、500、688、900、1 220株/hm2)白桦林的枯落物厚度、蓄积量、最大持水率等指标,并用浸泡法来研究枯落物持水量与浸水时间的关系、吸水速率与浸水时间的关系。结果5种林分密度的枯落物厚度、蓄积量、持水能力有明显差异:(1)5种密度林分(按225、500、688、900、1 220株/hm2排序)枯落物厚度分别为4.51、4.64、5.30、6.10、5.35 cm,枯落物蓄积量分别为11.22、13.54、15.33、17.86、15.86 t/hm2,最大持水率分别为227.91%、214.40%、215.44%、236.81%、221.70%。(2)枯落物最大持水量、有效拦蓄量排序均为900株/hm2>1 220株/hm2>688株/hm2>500株/hm2>225株/hm2。(3)枯落物持水量和浸泡时间的关系与对数函数拟合较好,回归系数R2达0.90以上,吸水速率和浸泡时间的关系与幂函数拟合较好,回归系数R2达0.99以上。结论林分密度在900株/hm2时,枯落物蓄积量、最大持水量、有效拦蓄量均达到最大,枯落物水源涵养作用达到最优。所以从枯落物的水文效应角度来考虑,密度为900株/hm2时,枯落物的水文效应最佳。      

祁连山典型流域青海云杉林土壤氮磷钾空间变异性研究

基于祁连山中段排露沟流域海拔2 600～3 300 m的带状青海云杉林中0～10、10～20、20～40 cm的土壤TN、TP、TK的测定分析数据,运用经典统计学、地统计学的方法对其土壤TN、TP、TK含量的空间变异特征及空间分布特点进行研究。结果表明,1)研究区内土壤TN含量为1.34～8.98 g·kg^-1,土壤TP含量为0.46～1.12 g·kg^-1,土壤TK含量为9.75～24.17 g·kg^-1;不同土层土壤TN、TP、TK变异系数为13.26%～35.47%,均属中等程度变异;2)10～20 cm TP的块金系数为0.617,属于中等空间相关性,其余块金系数均<0.25,具有强烈空间相关性;3)克里格插值结果显示,土壤TN、TP含量随海拔的升高而升高,土壤TK含量随海拔升高而降低。不同土层土壤TN、TP、TK含量的空间变异性特征,与海拔、土壤母质及云杉林枯落物等结构性因素有关。     

降雨过程中不同密度枯落物对各土层含水率动态影响

目的以晋西黄土区典型油松林及刺槐林为研究对象, 对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,以期为该区建设水源涵养林及水土保持林提供一定的借鉴依据。方法分别选取对应林分3种密度枯落物后进行野外人工降雨,并对其覆盖下0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm、80~100 cm、100~120 cm 6个土层含水量实时监测。结果(1) 在同一雨量级别下,当枯落物覆盖密度增加时,其在降雨过程中的截留量以及枯落物最终达到饱和截留量的时间也随之增加;此外,随着降雨试验的进行,截留率随之减小,且其随枯落物的密度增加而升高。(2)降雨过程中,随着枯落物密度的增加,两种林地上层土壤(0~60 cm)的含水率均呈现逐渐减小的趋势;其中0~20 cm土层含水率对降雨的响应最为直接和迅速,而20~40 cm与40~60 cm土层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,较深层(60~120 cm土层)土壤含水率对降雨过程几乎无响应过程。(3)降雨结束后,各深度土层的含水率均表现出随时间的持续缓慢减小;降雨结束24 h内,裸地及各密度枯落物覆盖下的土壤含水量最高均出现在0~20 cm层;当入渗48 h后,裸地土壤含水量最高则出现在20~40 cm土层,但是对于有枯落物覆盖的土壤,0~20 cm土层含水率在降雨结束48 h内始终最高,并且随着密度的增加其随时间延续而减小的幅度越小。结论截留量、截留率与降雨历时(降雨量)均符合幂函数关系(R2>0.9);在降雨前后及过程中,不同密度枯落物对其覆盖下的土壤含水率有较大影响;不同深度土层含水率对降雨响应差异显著。      

祁连山康乐林区4种植被带枯落物及土壤持水量变化特征研究

为了加大对祁连山康乐林区生态环境保护力度,在祁连山康乐林区4种植被带的带阴坡分别设计了4个样品采集区,从地表垂直向下挖掘土壤剖面,研究祁连山康乐林区4种植被带枯落物及土壤持水量变化特征。结果表明：4种植被带不同土层持水量与土层深度之间呈负相关关系。山地森林草原植被带比其他植被带更有利于提高土壤持水量、枯落物持水量、枯落物最大持水率和田间持水量。应加强对山地荒漠草原的生态环境保护力度,进一步提高水源涵养功能。     

天山云杉枯落物持水特性的空间异质性

对新疆天山北部由西至东5个地点(昭苏、新源、呼图壁、天池、奇台)天山云杉枯落物持水特性进行研究。结果表明:昭苏、新源、呼图壁、天池和奇台天山云杉枯落物总储量分别为(9.00±0.47)、(8.48±0.32)、(8.92±0.52)、(11.10±0.33)、(10.74±0.30)t.hm-2。5个地点天山云杉枯落物的持水量、持水率随浸泡时间的增加均呈递增趋势,且半分解层的值均大于未分解层的;枯落物吸水速率随浸泡时间的增加呈递减趋势且半分解层吸水速率均大于未分解层。天山云杉枯落物的持水量与浸泡时间呈对数关系,其函数表达式为Q=kln(t)+p;吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系,表达式为Y=kt;持水率与浸泡时间呈对数关系,函数表达式为S=kln(t)+p。5个地点天山云杉枯落物的总持水量由大到小的排序为天池、呼图壁、新源、昭苏、奇台,并且天池地区的总持水量与其他4个地区有明显差异。枯落物平均持水率由大到小的排序为呼图壁、新源、天池、昭苏、奇台,其中奇台与呼图壁和天池间有明显差异,奇台与新源和昭苏间无差异。     

土桥沟流域不同林分枯落物的水文特性

通过对土桥沟流域5种主要林分类型的枯落物蓄积量及其持水性能的研究,分析了不同林分类型枯落物的蓄积量、持水量、吸水速率等特性.结果表明:各林分枯落物蓄积量油松>刺槐>油松刺槐混交林>白榆>侧柏,蓄积量3.00～7.28 t·hm-2.枯落物层最大持水量油松>油松刺槐混交林>刺槐>白榆>侧柏,最大持水率侧柏为256.67%,油松刺槐混交林为244.42%,白榆为224.00%,刺槐为214.05%,油松为177.43%.枯落物未分解层和半分解层在前0.25 h吸水速率最大,在前2 h内吸水速率降低幅度最大,以后逐渐减弱,浸水24 h时吸水速率趋近于零.     

祁连山青海云杉分布带土壤的空间变异性研究

为了揭示土壤特性的空间变化规律,对祁连山青海云杉分布带不同土壤剖面(0～40 cm)及不同海拔梯度上(2 500～3 100m)的土壤温度、有机质、质量密度、水分等特征进行了分析.结果表明:研究区土壤温度随剖面深度的增加和海拔梯度的上升,表现出明显的降低趋势.在0～10、10～20、20～40 cm土层内,土壤有机质含...     

祁连山青海云杉天然林林隙更新研究

为了解决祁连山水源林区青海云杉天然林更新难的经营难题,该文根据实测数据对该地区青海云杉林隙天然更新进行了研究。结果表明,祁连山水源林区青海云杉林隙中心区更新最好,林隙内次之,林隙外（林冠下）最差,林隙内更新幼树以林隙中心区为核心呈聚集分布;林隙内外光环境对青海云杉的天然更新有影响。提出了“单株择伐-小面积林隙 天然更新”促进青海云杉林天然更新的可行技术,为该区青海云杉水源林更新及经营模式构建提供了理论依据和技术支持。      

祁连山青海云杉林调节林内水分变化研究

长期定位观测研究青海云杉林调节水分变化规律表明森林林冠层截留降水使到达林内的降水量减少、强度降低;林冠层遮蔽减弱了林内太阳辐射,降低了林内土壤蒸发,保持林内湿度较高、土壤含有较多水分;森林的蒸发散使同一高度林区上空的湿度比草地或裸地高.     

祁连山林区土壤水分条件的分析与评价

通过对祁连山林区云杉林、圆柏林、灌丛林和牧草地等4种主要植被类型土壤水分动态进行长期定位研究,揭示出生长季节内各植被类型的土壤水分动态变化规律.从土壤水分的变化特征,土壤水分有效性等几个方面对祁连山林区主要植被类型的土壤水分条件进行了分析与评价,表明祁连山林区主要植被类型的土壤水分垂直变化可分为土壤水分弱利用层、土壤水分利用层、土壤水分调节层;林地土壤水分的季节变化可分为土壤水分消耗期、土壤水分补偿期、土壤水分消退期、土壤水分稳定期4个时期.根据土壤水分对植物的有效性,将土壤水分划分为易效水、中效水和难效水三种状态,评价土壤水分有效性认为云杉林水分供应状况最好.     

祁连山青海云杉林碳平衡研究

通过林分样地调查,采用收割法测定标准木各器官生物量,并建立生物量相对模型,利用模型和样地及树干解析资料,推算出青海云杉林生物量为203.08 t/hm2,其中乔木层占87.41,下木层占0.61,活地被物层为0.32 t/hm2;并通过生物量各组分碳含量测定推算出青海云杉林贮存CO2 1 219.23 t/hm2,其中土壤贮存占69.61,林分贮存占30.39;年净固定大气CO2 9.85 t/hm2,其中有60.61贮存在林分内,有39.39通过有机体凋落以枯落物及分解残留物等形式贮存在土壤内;森林土壤     

祁连山林草复合流域土壤水分状况研究

对祁连山排露沟林草复合流域土壤水分状况进行了系统研究．结果表明；流域内土壤水分状况随土壤结构、土壤层次、空间分布、季节动态等因子发生规律性变化；土壤水分状况影响径流形成．研究结论对评价土壤水分的径流作用及水文过程研究具有重要参考价值．     

日光温室内土壤温度对土壤含水率变化的影响

为探究土壤表层的含水率随土壤温度变化的规律,以呼和浩特地区的日光温室室内土壤为研究对象,利用土壤水分-温度传感器测试土壤含水率和土壤温度,采用Gaussian函数多峰拟合和线性拟合方法对土壤温度与含水率的关系进行拟合分析。结果表明:在3个试验区域的不同深度土层内,土壤含水率随土壤温度的变化均呈现线性变化规律,且越接近土壤表层,线性关系越显著。通过拟合方程得到的含水率计算值与实测值相对误差小于5%。本研究对日光温室内土壤环境的监测与控制具有指导意义。     

Influences of leaf litter replacement on soil biochemical characteristics of main planted forests in Qinling Mountains of China

Long-term continuous growth of the same tree species in planted pure forest will lead to soil polarization and degradation. Mixed forestation or litter replacement between different needle- and broad-leaved forests are effective measures, except fertilization, to control soil polarization according to the mutual compensation principle of different tree species. Through a two-year leaf litter replacement experiment in 4 typical planted pure forests of Larix kaempferi, Pinus tabulaeformis, Catalpa fargesii and Quercus aliena var. acuteserrata in Qinling Mountains of China, influences of leaf litter replacement on soil biochemical characteristics and their interspecific relationships were studied and main conclusions were reached as follows. (1) Annual leaf litter decomposition rate of broadleaved forests was 33.70% higher than those of needle-leaved forests and increased by 8.35%–12.15% when needle-leaved litter was replaced with broad-leaved forests, whereas it decreased by 5.38%–9.49% when broad-leaved litter was replaced with needle-leaved forests. (2) Leaf litter replacement between needle- and broad-leaved forests popularly raised the contents of organic C, available N, P and K in soil, whose content increments in the needle-leaved forests (8.70%–35.84%) were obviously more than those in the broad-leaved forests (3.73%–10.44%), and in the former, the content increments after replacement with the litter of Catalpa fargesii (24.63%–35.84%) were more than those after replacement with the litter of Quercus aliena var. acuteserrata (8.70%–28.15%). Furthermore, the litter replacement was found to make the soil pH of needle-leaved forests developed from light-acid to neutral. (3) Litter replacement of the needle-leaved forests with the broad-leaved litter popularly raised enzyme activities, amounts of microorganisms and contents of micro-biomass C and N in soil, the increments of which after replacement with the litter of Catalpa fargesii were also more than those after replacement with the litter of Quercus aliena var. acuteserrata; while the litter replacement of broad-leaved forests with needle-leaved litter resulted differently depending upon the tree species. Among them, the soil enzyme activities and contents of micro-biomass C and N in the forest of Quercus aliena var. acuteserrata raised while they lowered in the forest of Catalpa fargesii.     

干扰对东祁连山高寒杜鹃灌丛土壤水热性能的影响

东祁连山高山地带的杜鹃灌丛受到放牧、砍伐和滑坡３种干扰后,第一年４～１０月,０～１０Ｃｍ土层的平均温度和含水量测定结果表明,与对照相比,长期重牧、砍伐和滑坡后土壤温度分别上升１.４℃、２．８℃和３．１℃;含水量则分别下降４４．２％、０．１１％和５０．６％,均有极显著差异。说明植被对土壤的水分涵养能力具有十分重要的作用,在保护和利用该类型及相邻草地资源时应予以高度重视