关帝山天然次生针叶林的林隙特征

通过对山西省关帝山天然次生针叶株中63个林隙的调查,研究了林隙的基本特征。结果表明,关帝山天然次生针叶林林冠空隙的大小变化范围为5．78～234．48m^2,平均为60．07m^2;扩展林隙的大小变化范围为18．49-349．68m^2,平均为114．92m^2。大多数林隙是由1～4株形成木创造的。径级为20～40cm,高度在20～30m的主林层树木形成林隙的可能性最大。林隙形成时间以5-20a这段时间为主。不同森林类型的林隙大小存在较大的差异,云杉Picea spp．林以小林隙为主,而油松Pinus tabulaeformis林则分布着不同面积的林隙。林隙形成的原因主要是人为砍伐、折干、掘根风倒和枯立等、表7参19     

土壤水分入渗的研究进展和评述

从土壤水分入渗理论、入渗公式、入渗测定方法以及土壤入渗影响因素4个方面,介绍了国内外有关土壤水分入渗研究的若干成果和进展,并做了简要的分析和评述.     

昆明山地不同人工林类型冬季土壤水分特征研究

为探明昆明地区山地主要人工林类型的土壤耗水特征,以昆明市周边的麻栎、蓝桉、干香柏、华山松、云南松等人工林为研究对象,采用土钻法对其旱季初0~200cm土层土壤水分进行测定,分析不同林地类型土壤水分含量及垂直分布特征的差异。结果表明：在0~100cm土层范围内,5种不同林地类型的土壤含水量大小表现为蓝桉林<麻栎林<干香柏林<华山松林<云南松林;群落总盖度、乔木郁闭度和苔藓、枯落物层盖度与0~30cm表层土壤水分含量呈现出正相关关系;林地类型与土壤水分垂直分布关系密切且土壤水分利用层均在0~100cm土层;坡向对蓝桉和干香柏林地的土壤水分影响较为明显,坡位对蓝桉、干香柏和华山松林地土壤水分影响较为显著,表现为坡上部低于坡下部。     

沼液穴灌土壤水分运移的交汇入渗特征

通过室内试验研究不同沼液浓度(原液与水的体积比为1∶4、1∶6、1∶8、CK)和穴孔直径(3、5、7 cm)对沼液穴灌土壤水分运移交汇入渗特征的影响。结果显示:相同入渗时间内,累积入渗量随沼液浓度的增大而减小;相同沼液浓度条件下,土壤水分累积入渗量随穴孔直径的增大而增大,土壤水分入渗速率随入渗距离的增大而减小;在相同穴孔直径及入渗位置,沼液浓度越大,土壤入渗速率越小;在相同入渗位置,随穴孔直径的增加,土壤入渗速率逐渐增加;Kostiakov入渗模型准确描述了累积入渗量随入渗时间增加而增加的关系,且模型拟合系数R2均大于0.99;沼液浓度相同时,土壤含水率为22%等值线以上的面积随着穴孔直径的增加而增大;土壤含水率为22%等值线以上的面积随沼液浓度的减小而增大。综合分析结果表明,沼液穴灌交汇入渗速率、累积入渗量及土壤含水率分布受沼液浓度、穴孔直径的影响。     

关帝山天然次生华北落叶松林林下更新特征研究

华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr)林是华北地区典型的寒温性落叶针叶林。以华北落叶松林为研究对象,探讨其林下的更新组成、结构及格局特征,了解其更新规律。结果表明,林下针叶树更新幼树所占的比例随冠层密度的增大而增大,但随着林冠层密度的增大,华北落叶松更新幼苗的数量逐渐减少,而云杉更新幼苗逐渐增多。华北落叶松更新幼苗呈现相对简单的年龄结构,即以3 a生以下的幼苗为主,5 a生以上的幼苗很少(0～5%);总体上存在年龄结构的缺失现象,缺少幼苗到幼树的过渡阶段。     

豫西低山丘陵区不同植被恢复类型表层土壤入渗规律

采用双环入渗法研究了豫西低山丘陵区6种不同植被恢复类型表层土壤入渗规律的差异,并选择Kostiakov公式、Horton公式和Philip公式对6种类型植被恢复土壤的入渗过程进行了模拟.结果表明:①不同植被恢复类型土壤的初渗率、稳渗率、孔隙度和含水量均存在显著差异(P＜0.01),初渗率和稳渗率均表现出栓皮栎次生林＞栓皮栎人工林＞刺槐人工林＞侧柏人工林＞灌丛＞荒草地的规律;②Philip公式对6种植被恢复类型土壤入渗过程的拟合精度最高,6种植被恢复类型土壤入渗过程呈现出相似的规律.可分为瞬变阶段(0～15 min)、渐变阶段(15～30 min)和稳定阶段(30 min后);③土壤的物理性质影响入渗率,稳渗率与土壤容重呈负相关,符合负指数曲线;林地由于土壤容重降低、孔隙度增加的缘故,其土壤入渗率明显高于荒草地.运用封育天然次生林和乡土树种人工林进行植被恢复有利于提高土壤的入渗性能.     

关帝山不同海拔华北落叶松人工林土壤养分特征

了解不同海拔华北落叶松人工林土壤养分特征规律,为揭示土壤-海拔生态学功能具有重要作用。本文以山西吕梁关帝山自然保护区八道沟和柴禄沟落叶松人工林为研究对象,采用随机取样法取样,测定土壤总氮、有效钾、土壤有机质、有效磷、土壤总磷和铵态氮含量,分析土壤养分水平和垂直空间变异性。结果表明:(1)关帝山八道沟、柴禄沟土壤有机质含量分别为77.38 g/kg、55.38 g/kg,两区域有机质含量充沛,其余土壤各养分含量也相对较高。(2)通过半方差函数分析两区域土壤养分,得出除柴禄沟土壤有机质含量拟合程度不高外,两区域的土壤其余养分拟合模型理想,八道沟土壤总氮和有机质含量空间变异小于柴禄沟。(3)分析两区域典型林分的土壤养分空间分布图可知,两区域土壤各养分含量表现为在东北方向上占绝对优势。八道沟土壤各养分空间分布较为复杂。(4)根据土壤各类养分含量Pearson相关性分析发现,土壤养分两两之间存在相关性,具有协同效应。土壤有机质与有效钾呈极显著负相关,土壤有效磷与土壤铵态氮呈极显著负相关性。(5)对土壤养分含量随海拔梯度变化分析可知,土壤养分含量大体上均随海拔梯度的增加而增加,土壤铵态氮含量与土壤总氮和有机质含量随海拔梯度变化趋势相同。     

藏东南色季拉山不同海拔森林土壤基础呼吸特征

为阐明不同海拔高度森林土壤基础呼吸对温度变化的响应,为未来气候变化情景下不同海拔高度土壤碳动态预测提供科学依据,以藏东南色季拉山不同海拔高度森林表层土壤为研究对象,通过室内升温实验,研究不同海拔高度森林表层土壤基础呼吸对温度变化的响应。结果表明,土壤基础呼吸速率及土壤累积碳通量均随培养温度的升高呈增加趋势,土壤基础呼吸速率随着土壤层次加深而降低。随着培养时间延长,各土壤层次及海拔高度土壤基础呼吸速率总体呈先增加后降低的趋势,局部表现为振荡变化的特征,二者之间呈极显著(P<0.01)负相关指数函数关系。随着培养时间延长,土壤基础呼吸累积碳通量呈增加趋势,且培养的前14 d土壤累积碳通量增幅明显,之后逐渐趋于稳定。土壤基础呼吸累积碳通量与培养时间呈极显著(P<0.01)正相关对数函数关系。总体来看,温度升高将加速森林生态系统表层土壤呼吸碳排放。     

藏东南色季拉山不同海拔森林土壤碳氮分布特征

【目的】明确藏东南色季拉山不同海拔森林土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、易氧化有机碳(Readily oxidized carbon,ROC)及全氮(Total nitrogen,TN)含量的垂直分布特征。【方法】以藏东南色季拉山不同海拔高度(3 000,3 200,3 500,3 700及3 900m)的森林土壤为研究对象,采集0~5,5~10,10~20,20~30,30~40,40~50cm土层土壤样品,通过测定SOC、ROC及TN含量,研究不同海拔高度及剖面土壤SOC、ROC及TN含量垂直分布特征,阐述SOC、ROC及TN含量的海拔及剖面效应。【结果】在土壤剖面垂直分布上,SOC、ROC和TN含量均随土层深度增加而降低,且主要集中在表层(0~5cm)土壤中。随着土层深度增加,土壤易氧化有机碳占有机碳的比例(ROC/SOC)总体呈增加趋势,而土壤C/N(SOC/TN)的变化趋势并不一致。SOC和ROC平均含量随海拔高度的增加均呈增大趋势;除3 500m海拔高度TN含量较低外,其余各海拔的TN含量均随海拔高度增加而增大;ROC/SOC随海拔增加总体呈减小趋势,而C/N无明显变化规律。【结论】色季拉山森林SOC、ROC和TN主要储存于表层土壤和高海拔区域土壤中,在未来气候变暖的背景下,高海拔区域表层土壤将成为大气二氧化碳浓度升高的潜在碳源。     

关帝山不同林龄华北落叶松人工林土壤化学计量特征及土壤理化性质分析

研究了关帝山孝文山林场和庞泉沟自然保护区11、25、35、45 a的华北落叶松人工林林下土壤C、N、P元素含量及化学计量特征和理化性质,并采用主成分分析法对各林龄土壤质量进行评价,以期为关帝山华北落叶松人工林下土壤养分循环机制研究奠定基础,为华北落叶松人工林近自然经营和林分质量提升提供科学依据。结果表明,各林龄华北落叶松人工林土壤各层C、N含量及C/P、N/P、含水率、总孔隙度、硝态氮、速效磷均随林龄增大呈先增大后减小的趋势,pH、容重随林龄增大呈先减小后增大的变化趋势;P含量、通气度、铵态氮随林龄增大呈增大趋势,C/N随林龄增大呈减小趋势。关帝山林区11、25、35、45 a华北落叶松人工林土壤质量得分分别为-2.94、0.38、0.70、0.22,其中,35 a林下土壤质量综合评分最高。土壤pH和容重对土壤的C、N、P含量及化学计量比有极显著影响。关帝山林区华北落叶松人工林在近熟林阶段的土壤质量最好,且土壤pH和容重是驱动土壤C、N、P含量及计量特征变化的主要因子。     

白龙江上游不同演替阶段森林土壤入渗和持水特征

土壤入渗和持水性能对森林生态水文有着重要影响。为了解白龙江上游不同演替阶段森林土壤入渗特征和持水性能,在室内采用双环刀法对该地区土壤进行研究,测量土壤容重、孔隙度、持水量、渗透速率、根系含量等指标。结果表明:1)不同演替阶段森林土壤的容重、持水量、孔隙度的变化比较明显,并随着土层深度的增加土壤容重与持水量、孔隙度呈反比关系;2)土壤入渗速率在不同土层上各有差异,但总体有初渗速率＞平均渗透速率＞稳定入渗速率的趋势。在0~10 cm土层灌丛的渗透性能好,10~40 cm红桦林渗透性能优于其他林分;3)Kostiakov模型对不同植被类型不同土层的土壤入渗拟合的精度相对较高,尤其是对灌丛的拟合,是描述本研究区灌丛地土壤入渗特征最好的模型;4)植物粗根与土壤入渗呈负相关关系,与毛管持水量呈正相关关系,细根和中根与土壤入渗呈正相关关系,中根与毛管持水量呈负相关关系。     

关帝山华北落叶松林下土壤水分空间异质特征

选择山西省庞泉沟国家自然保护区,利用地统计学的方法对关帝山次生林下不同层次土壤水分的空间异质性进行研究。结果表明:在研究区内,表层土壤水分的含量随着土壤深度的增加而急剧减少,当达到一定深度(>20cm)时,土壤含水量不仅不减少,反而出现增长的趋势。从变异函数看:随着研究尺度的增大,土壤水分含量的空间自相关性增强;随着土壤深度的增加,均定系数增大但分数维减小,土壤含水量的随机性分布减小,由随机性因素引起的空间变异占总空间异质性的比重降低。从空间格局看:a(0～10cm)层土壤含水量主要呈块状分布,且形状较为复杂,b(10～20cm)和c(20～30cm)层呈带状分布,且形状较为一致。     

激光平地对河套灌区土壤水分入渗及秋浇质量的影响

为促进激光平地的推广应用和提高秋浇质量,以内蒙古河套灌区普通农田为对照,测定激光平地对农田土壤容重、土壤孔隙度、土壤水分入渗速率和秋浇质量等的影响。结果表明：激光平地主要影响0～10 cm土层土壤容重、土壤总孔隙度和毛管孔隙度,显著降低0～30 cm土层土壤非毛管孔隙度,但对10～30 cm土层土壤容重、土壤总孔隙度和毛管孔隙度则无显著影响;激光平地显著降低了土壤水分稳定入渗速率,秋浇水量可减少25.93%;激光平地后,农田的灌溉水流速率较快且较一致,田面储水深度较浅且均一,水流消退速率较低且较均匀。综上,建议河套灌区应积极开展激光平地,以节约灌水量并提高秋浇质量。     

四川雅安雨城区不同果园土壤入渗特征研究

[目的]防治区域水土流失、协调区域土地利用,完善区域土壤侵蚀预测。[方法]采用野外测定与室内分析相结合的方法,对雨城区老板山3种不同果园土壤入渗特征进行研究。[结果]土壤的入渗速率与砂粒含量、总孔隙度、非毛管孔隙度、初始含水量及有机质含量呈正相关,与粘粒含量、粉粒含量、容重呈负相关;紫叶李园的砂粒含量、非毛管孔隙度较梨园、桃园高,粉粒含量、粘粒含量较低;稳定入渗率、入渗总量、平均入渗率、初始入渗率均为紫叶李园梨园桃园。[结论]紫叶李园的入渗特征最好,最有利于控制地表侵蚀。     

大荔县沙质土壤入渗特征研究

以陕西省渭南市大荔县的沙质土壤为研究对象,通过室内模拟试验,分析沙质土壤入渗的特点。结果表明,聚丙烯酰胺(PAM)试剂对空隙较大、入渗较快的沙质土壤具有保水作用,可以延缓水分的下渗速率,保持土壤的湿润。通过对纯水(CK)以及浓度分别为1、2 g/m~3的PAM溶液在渗入土壤时湿润锋随时间变化的观察,发现沙质土壤保水能力在加入PAM后有了较大的改善。     

三峡库区不同林草治理措施下土壤入渗特征研究

坡地是三峡库区土壤侵蚀的主要地类,其利用方式与水土流失的关系研究是三峡库区水土流失综合治理与 生态环境建设中的重要基础科学问题.在重庆开县选择栾树 黄花槐、封山育林、经济林3种林草治理措施(以裸 地为对照),对土壤入渗特征及其影响因子进行了研究.结果表明:(1)3个土壤入渗特征值在不同林草治理措施下 变化较大,其大小顺序主要呈初渗率,平均入渗率和稳定入渗率的规律.初渗率、稳定入渗率和平均入渗率在不同 土层深度均以裸地的值最小,其平均值分别为1.22,0.141和0.462mm/min;(2)通过主成分分析法,得出土壤渗 透性能综合判断值(F)的综合方程,综合评价了不同林草治理措施土壤渗透性优劣,其大小顺序表现为:栾树 黄 花槐,封山育林,经济林和裸地.(3)Pearson相关分析结果表明,不同林草治理措施与裸地的土壤渗透性与总孔隙 度、非毛管孔隙度、饱和含水量及土壤有机质含量呈极显著(p<0.01)或者显著正相关(p<0.05),与土壤容质量 呈极显著(p<0.01)或显著负相关(p<0.05).(4)对土壤入渗过程模拟得出通用经验方程是用于描述不同林草治 理措施下土壤入渗过程的最优模型.     

关帝山3种典型针叶林枯落物及林地土壤持水能力研究

通过野外选定标准地、采集样本和室内测试各项指标等手段,对关帝山3种典型针叶林枯落物蓄积量及其持水能力以及林地土壤的物理性质及其持水能力进行了测定。结果表明,3种典型针叶林的枯落物蓄积量为14.56~21.57 t/hm2;不同枯落物的最大持水率存在较大差异,华北落叶松最大,云杉次之,油松最小;受枯落物总蓄积量的影响,云杉的最大持水量最大(66.33 t/hm2),华北落叶松次之(61.98 t/hm2),油松最小(38.06 t/hm2);3种林分有效拦蓄量大小顺序为:云杉华北落叶松油松;林地土壤作为持水能力最大的一个系统,对水源涵养起到不可替代的作用,3种林地土壤的持水能力与其土层厚度、容重和孔隙度等关系密切,土壤剖面最大持水量大小顺序为:云杉华北落叶松油松。     

土壤容重对海涂垦区粉砂土水分垂直入渗特征的影响研究

为探明土壤容重变异对海涂围垦区粉砂土水分入渗性能及变化过程的影响,该文通过室内土柱一维垂直入渗试验,比较分析了围垦区粉砂土和南京菜地黄棕壤不同容重下土壤水分入渗率、累积入渗量及湿润锋等的动态变化。结果表明容重对2种试验土壤入渗过程有较大影响,表征土壤入渗能力的稳定入渗速率、累积入渗量和湿润锋深度均随容重增大递减,呈显著负相关关系。模拟2种土壤入渗过程的考斯加科夫模型中,表征初始入渗速率的参数K值随容重增大递减,而表征入渗能力衰减速度的参数α随容重增大未表现出显著差异。简略的Philip入渗方程的幂级数解可以很好地拟合2种土壤湿润锋深度随时间变化过程,拟合的参数λ和x变化规律表明随着容重的增大,基质势梯度、重力作用都呈逐渐减弱的趋势。采用一维代数模型可以较好的模拟粉砂土入渗剖面含水率分布规律,土壤容重越高,模型的理论值越准确。     

贵州喀斯特地区不同降水状况下土壤水分垂直变化特征

利用贵州省12个土壤水分观测站的小时土壤水分及降雨数据,对持续干旱、连续阴雨天气背景下土壤水分的垂直变化特征进行研究.分析了一次降雨过程中不同深度土壤水分时空变化特征,并根据仁怀、镇远、罗甸、荔波土壤剖面各层次土壤水分变化图,对降雨过程中土壤水分的垂直变化规律进行了探讨.     

贡嘎山不同海拔森林土壤热通量垂直梯带时空变异特征

基于贡嘎山垂直植被带谱3种典型森林(阔叶林、针阔混交林、针叶林)土壤热通量的连续观测,分析了土壤热通量的时空变异规律及其影响因子.结果表明:月尺度上,阔叶林土壤热通量在3—8月、针阔混交林、针叶林在4—8月以向下传输为主,其他月份为向上传输为主;阔叶林、针阔混交林和针叶林年总土壤热通量分别为-1.88、-13.78和-9.61 MJ·m-2,占年净辐射的百分比分别为0.07％、0.47％、0.35％,说明年尺度土壤热通量并未达到平衡.土壤热通量对净辐射存在迟滞效应,阔叶林和针阔混交林反馈要迟滞3 h,针叶林为6 h.3种森林类型土壤热通量占净辐射比例随叶面积指数增大而减小.净辐射、2 m气温、5 cm土壤温度、10 cm土壤温度和叶面积指数共同影响着土壤热通量的季节变化.在阔叶林和针阔混交林中,净辐射相对贡献率最高(34.54％,30.12％);在针叶林中,叶面积指数贡献率最高(27.47％).阔叶林、针阔混交林和针叶林土壤热通量没有表现出明显的海拔梯度规律,但阔叶林土壤热通量与针阔混交林和针叶林差异显著.土壤热通量表现出明显的差异性,主要是受到植被和气候因子共同影响.