宁夏干旱风沙区人工柠条灌木林种群生物量动态分析

以宁夏干旱风沙区盐池县不同密度人工柠条灌木林为研究对象,对不同密度人工柠条林的灌木生长特征及土壤水分的影响进行了研究。结果表明:造林密度过大严重影响了植物的生长,植株表现为矮小、老化,生物量、株高、冠幅等相对较小,而低密度的灌木林表现为生物量较大、冠幅和株高相对较高,植物属于旺盛生长状态;不同造林密度的柠条单株生物量随着造林密度的降低灌木生物量呈增加趋势;人工柠条林带内土壤含水量随着造林密度的增大,土壤含水量呈逐步旱化的趋势。     

宁夏干旱风沙区不同密度人工柠条林营建对土壤环境质量的影响

以宁夏干旱风沙区人工柠条灌木林为研究对象,对退化沙地（对照）和种植不同密度柠条林的土壤环境质量及草地生产力进行研究。结果表明,不同密度柠条林对土壤贮水量的影响为0.166 5万/hm柠条林＞0.249 0万/hm 柠条林＞退化沙地＞0.333 0万/hm柠条林。营造人工柠条林能明显改善退化沙地20 cm以下土层土壤体积质量、总孔隙度。适宜的造林密度能够改善土壤有机质、全氮含量。柠条林间草地地上生物量,以0.166 5万/hm柠条草地最高,显著高于其他密度林地和退化沙地（对照） (P<0.05);其次是0.249 0万/hm柠条林地。综合评价,低密度柠条林对水分含量有较大的改善效果,而高密度柠条林可造成土壤的旱化,在退化沙地改良中,营造0.249 0和0.166 5万/hm密度的柠条林能充分利用天然降水,获得较高的生物产量。     

不同配置方式林草地对土壤表层含水量的影响

以地处阴山北麓丘陵区化德县七号镇为研究区,选择相互毗邻的、配置方式不同的林草地,在距地表30 cm深处采集土样,并测其含水量.结果表明:(1)草地土壤表层含水量总体高于灌木林地和乔木林地,自然草地高于人工草地和耕地.(2)平地柠条林地土壤表层含水量高于坡梁地,坡梁地上坡位土壤表层含水量不及中、下坡位.(3)柠条灌木林地耐旱性能较好,灌草带状相间是主要配置方式,造林密度以灌木带宽1 m,带间距6～8m宽为宜.(4)不同植被类型生态耗水量不同,耗水量大的植被会吸收利用毗邻耗水量小的植被地块的土壤水分.因此,半干旱区要因地制宜选择适宜的植被类型、科学的配置方式以及合理的管理措施,以减少土壤水分过度消耗,为即将开启的新一轮退耕还林草工程提供科学依据.     

退耕还林地柠条不同种植密度对土壤水分及牧草组成的影响研究

通过对退耕还林地不同种植密度的6龄柠条间牧草和土壤水分的调查研究,得出如下结论:(1)土壤含水量随着柠条带距的减小而减少,在11.5m或更小带距时,30～60cm土层中形成一个土壤水分亏损区,当带距减小为6.8m时,土壤水分亏损加重,且向70cm发展;6.8m带距间草地在6月上旬到7月下旬,0～60cm土层含水量低于1.8%,致使丛生禾草与根茎型牧草不能生长.(2)随着柠条带距的减小,即从15.4m减小到6.8m时,多年生牧草在盖度、密度、产量上分别从39.3%、70株/m2、387.5kg/hm2,下降为29.3%、37株/m2、310.0kg/hm2,分别下降了25.5%、47.1%、20.0%;带间草本层盖度与带距的线性回归方程为:Y=21.3+1.16X(R=0.998,P0.01<0.998);带距与带间多年生牧草密度的回归方程为:y=9.13+3.79x(R=0.97,P0.01<0.97).说明柠条种植密度的增大对多年生牧草尤其是甘草抑制更加显著.(3)在宁夏盐池这种荒漠化草原进行退耕还林(柠条),带距应在15m或更宽为宜.     

柠条薪炭林不同密度的生态效应与造林技术

通过对覆沙坡地立地条件下的4 995、3 990、3 330、2 850、2 490、1 665丛/hm~2 6种造林密度的柠条薪炭林观测,分析了不同密度对土壤水分的影响、对土壤的改良作用、生产力水平的差异和带间草被状况。结果表明,当地柠条造林密度以2 490~2 850丛/hm~2为佳。此外,本文简要提出了柠条造林技术要点,以期为柠条造林提供参考。     

宁夏中部干旱带不同柠条种植模式对土壤水分的影响

柠条是宁夏中部干旱带主要的防风固沙树种,在减少风蚀、保持水土等方面起着重要作用。本试验选择林龄15 a的不同种植密度的柠条林地,利用TDR时域反射仪对不同密度柠条林地的植株间、林带行距间0~2.0 m深度的土壤水分进行了为期1 a的动态监测。综合分析表明,土壤水分主要受季节影响。在光照较强、相对干旱的4—7月,柠条林土壤水分相对较高,降雨丰富的7—9月土壤水分却相对较低,土壤水分相对自然降雨具有明显的滞后性;土壤水分从表层到深层大多数呈现出先增加后逐渐递减的趋势;柠条地植株间土壤水分一般均低于林带间,且土壤水分随着种植密度增大显著减少,土壤旱化现象严重;单行种植、林带间距为4 m或者6 m的低密度种植模式更适合宁夏中部干旱带,在防风固沙的同时能有效减缓土壤旱化。     

柠条与立体复合草场布局及其对生态的影响

通过调查观测,研究固沙型人工柠条林对环境的影响。结果表明,柠条林占总面积的15%,即林带间距10 m时,林草结构较合理,生物量最高,对带间植被的影响最小;固沙型柠条林具有固沙能力,对土壤具有改良作用。     

延河流域自然与人工植被地上生物量差异及其土壤水分效应的比较

【目的】针对延河流域人工植被建造存在植被退化的问题,比较了自然植被与人工植被地上生物量的差异及其土壤水分效应,探寻人工植被退化的原因,为延河流域植被恢复重建提供理论支持。【方法】共采集57个气象站点1980-2000年的气候数据,并根据降雨和温度变化,将延河流域划分为17个环境梯度单元,测定了自然植被地上生物量及0～500cm土层土壤含水量,分析自然植被的空间变化及其影响因素,对自然植被与人工植被地上生物量及相应的土壤水分变化进行比较分析。【结果】延河流域自然植被地上生物量在空间上存在明显差异,从西北向东南呈现逐渐递增的变化趋势。自然植被地上生物量与年均总降雨量呈正相关关系,与年均生长季温度呈负相关关系;相同气候区的自然植被地上生物量随坡位和坡向的变化差异均很大。以自然植被为参照,人工植被地上生物量最大超载可达30 425.83g/m2,最小超载为118.93g/m2,平均为6 668.00g/m2,说明人工植被地上生物量明显超出了自然状态下所能承载的范围。与自然植被相比,人工植被土壤水分最大亏缺量可达80.5g/kg,说明人工植被地上生物量的超载引起平均土壤含水量显著低于自然植被,出现了不同程度的土壤干层,进而导致人工植被群落的衰退或死亡。【结论】生物量超载是引起土壤水分耗竭、植被退化的主要原因。植被恢复重建规划时,必须充分考虑特定立地环境条件下潜在生物量的制约,而不是盲目地选择不适宜的物种。     

库布齐东段典型人工固沙林土壤水分时空变化特征

以库布齐沙漠东段典型人工固沙林（油蒿林、沙柳林、柠条林）为对象,利用TRIME-PICO土壤水分观测系统对2017-2019年生长季迎风坡顶部、中部和底部0～180 cm土层深度土壤含水量进行连续监测,探讨区域植被类型和环境因子对土壤水分时空变化的影响。结果表明,研究区平均土壤含水量年际变化受降雨量影响表现为:2019年（9.7%）>2018年（8.6%）>2017年（4.3%）;因植被生长特性差异,土壤含水量表现为:油蒿林（7.9%）>沙柳林（7.8%）>柠条林（6.9%）;不同坡位土壤含水量略有差异,油蒿林和柠条林表现为:迎风坡底部>中部>顶部,而沙柳林为:迎风坡底部>顶部>中部;不同样地土壤含水量垂直变化明显,均呈现先减小后缓慢增大的趋势,含水量最大值均出现在浅层（0~40 cm）,由于降雨入渗和植被根系分布的不同,最小值在中层和深层均有出现;3种样地土壤水分时间变异系数为0.2~0.4,浅层时间变异性较大,深层较为稳定;土壤水分与垂直变异系数呈负相关。总体上,季节变化和土层深度在时间和空间维度对土壤水分有较大影响,土壤水分和植被生长既相互作用又相互制约。     

北京山区不同林分林下植被根系分布特征及其影响因素

目的通过野外调查和室内试验分析林下植被生物量以及根系特征,为北京土石山区人工造林树种的选择和植被恢复提供科学依据。方法在北京土石山区典型代表红门川流域,以油松和侧柏林下植被为研究对象,采用样方法进行植被调查,测定林下植被生物量和根系,草本和灌木生物量采用全刈法,根系调查采用连续钻取土芯法。结果结果表明:不同树种林地根系生物量差异显著(P < 0.05),灌丛林地根系生物量最高((6.84±1.35) t/hm2),其次为侧柏((4.65±0.90) t/hm2),油松林地土壤根系生物量最低((3.33±0.93) t/hm2),且同一林地根系生物量在不同土层均基本接近;不同树种林地根长密度和根表面积密度均随径级的增大而减小,0~0.1 mm径级根系是林地根系分布最广的,其次为0.1~0.2 mm径级的根系;随林龄增大,侧柏、油松林不同径级根长密度、根表面积密度和根系生物量均呈递减趋势,且均明显低于灌丛林地;坡向显著影响林地根系生物量,半阴坡根系生物量明显大于阳坡和阴坡根系生物量(P < 0.05),林地根长密度和根表面积密度与砂粒含量显著性负相关(P < 0.05),其中径级0~0.1 mm和0.2~0.5 mm根系尤为明显,根系生物量与土壤密度间显著负相关(P < 0.05),尤其是径级0.2~0.5 mm根系。结论研究结果表明对土石山区造林树种的选取不仅要参考当地环境条件和土壤特征,还要充分考虑造林树种的生长特性。      

黄土高原不同立地条件下柠条林地土壤水分的变化规律

通过对黄土高原西部丘陵区兰州市郊10龄人工柠条林地土壤水分状况的连续定位监测,对比分析了不同生长期、不同坡向柠条林地土壤水分的垂直变化的异同,以及柠条对周围土壤含水量的影响.结果表明:在生长季内,从生长初期到生长旺季再到生长末期,整体土壤含水量变化为先减少后增加,这与植被生长耗水规律相符;各坡向土壤含水量的垂直变化具有一定的相似性,阴坡、半阴坡和半阳坡的柠条林地0~60cm土层为土壤含水量剧变层,60~180cm土层为土壤含水量相对稳定层;生长季内,不同生长时期、不同立地条件下的土壤含水量是有差异的,3个坡向平均土壤含水量从小到大为:阴坡半阴坡半阳坡,主要受地表植被及地理位置的影响;柠条对周围土壤水分的影响与土壤含水量的大小有关,土壤含水量越大柠条对周围土壤含水量影响范围越小.     

密度调控对杉木人工林林下植被及土壤肥力的影响

为探讨不同密度杉木林分林下植被生长及土壤肥力状况,在福建省永安国有林场进行了不同密度对杉木人工林林下植被及土壤肥力的影响研究,结果表明:杉木中林采用间伐进行密度调控,有利于林下植被的生长和土壤肥力的提高,林下植被生物量、凋落物量、土壤孔隙、土壤水分、土壤养分等均表现为密度900株/hm2〉1200株/hm2〉1500株/hm2〉1800株/hm2,密度越小越有利于林下植被的生长,越有利于土壤肥力的提高。     

晋西黄土区不同水文年土壤水分特征及其主要影响因子分析

  目的  晋西黄土区生态环境脆弱,土壤水分是制约植被生长的重要因子。为深入了解该区域土壤水分年际变化,明确制约该区域土壤储水量的关键因子,探讨晋西黄土区不同植被类型在生长季节内土壤含水量的变化。  方法  以定位观测法为主,对人工刺槐Robinia pseudoacacia林、天然三角槭Acer buergerianum林和野艾蒿Artemisia lavandu-laefolia草地生长季(5?10月)内0~400 cm土壤含水量进行监测;在此基础上,根据含水量标准差对土壤进行活跃层划分,并通过生长季前后储水量的对比探究年际土壤储水量盈亏状况;测定了典型样地的土壤性质,并结合地形、不同水文年旱涝特征对土壤储水量的影响因子进行冗余分析。  结果  ①人工刺槐林、天然三角槭林和野艾蒿草地平均土壤含水量分别为8.36%~9.63%、10.01%~13.19%和15.43%~19.17%,野艾蒿草地表层土壤含水量显著高于人工刺槐林和天然三角槭林(P＜0.05)。②天然三角槭林土壤水分活跃层最深可达180 cm,人工刺槐林和野艾蒿草地土壤水分活跃层较浅;中等湿润年土壤水分活跃层最深,严重干旱年土壤水分活跃层次之,平水年土壤水分活跃层最浅。③严重干旱年,人工刺槐林、天然三角槭林和野艾蒿草地土壤水分亏缺土层深度分别为100~300、0~200和0~100 cm;平水年土壤水分的输入和输出达到平衡;中等湿润年0~200 cm土层水分得到不同程度补给,而200~400 cm土层的水分补给量接近于0。④不同深度土层土壤储水量受不同环境因子影响,其中植被类型和土壤容重是0~100 cm土层水分的主导因素,100~200 cm土层水分主要受容重和坡向控制,而不同水文年旱涝程度、土壤黏粒和粉粒含量是200~400 cm土层水分的主导因素。  结论  干旱水文年土壤水分亏缺严重,平水年及湿润年亏缺现象有所缓解,植被类型对土壤储水量影响最大。今后黄土高原地区的造林,不仅要考虑树种的耐旱能力,更应充分考虑地形、土质及生长季降水的分配情况带来的影响。图5表5参33     

农牧交错带柠条锦鸡儿根系与土壤水分空间关系研究

以内蒙古农牧交错带柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)人工林为研究对象,在秋季对其根系分布特征及土壤水分采用四分之一圆法分层采样分析,研究了柠条锦鸡儿根系生物量与土壤含水率空间分布规律。结果表明:(1)柠条锦鸡儿根系呈浅层化分布,根系主要集中在0~60 cm土层;(2)根系生物量与土壤水分的空间分布规律基本一致,且根系分布与同空间内土壤水分存在正相关关系,均表现为随着土层深度的增加而逐渐减少;(3)在垂直、水平方向,各实验地柠条锦鸡儿根系生物量与土壤含水率均呈显著相关,构建根系生物量与土壤含水率的经验模型,验证发现该模型可以很好地说明二者的关系。研究结果旨在为干旱区人工柠条林的栽植管理及植被恢复提供理论依据。     

初植密度对油松人工林生长情况与土壤含水量的影响

油松是我国北方地区主要的人工造林树种之一,其初植密度关系着造林成效。以甘肃省小陇山国家级自然保护区为研究区域,分析初植密度对油松人工林生长情况与土壤含水量的影响。研究结果表明：初植密度对油松人工林的树高增长量、地径增长量、冠幅增长量及不同深度的土壤含水量均具有显著影响。从整体上看,无论是树高增长量、地径增长量,还是冠幅增长量,均以初植密度为3 400株/hm²时造林效果最优,初植密度为9 600株/hm²时造林效果最差。同时,初植密度为1 700株/hm²时土壤含水量最高。这表明较高的造林密度会影响油松人工林的生长,而适当增加初植密度可提高造林效果。     

干旱荒漠区封育沙地土壤水分变化研究

以干旱荒漠区封育沙地为研究对象,对封育沙地植被恢复过程中的土壤水分变化进行了研究。结果表明,随着封育年限的增长,沙地60 cm以下各层的土壤含水量逐渐减少,土壤含水量由25.62~29.84 g.k-g 1减小到18.02~22.82 g.k-g 1,变异系数在37.17%~59.18%;在不同植被类型下,沙地地上部分的生物量越大,土壤含水量则越小,土壤含水量变化在8.53~44.39 g.k-g 1。披针叶黄花草地的土壤含水量(20.82 g.k-g 1)>沙蒿半灌木林地的土壤含水量(17.06 g.k-g 1)>柠条灌木林地的土壤含水量(12.52 g.k-g 1);从恢复方式看,自然恢复植被区的土壤水分含量(20.45~26.52 g.k-g 1)相对较高,而人工植被区的土壤水分含量(8.69~14.14 g.kg-1)相对较低,自然+人工恢复植被区土壤水分含量(13.62~26.93g.k-g 1)介于两者之间。     

黄土丘陵区3种退耕灌木林生态系统碳密度的对比研究

【目的】比较宁夏隆德县3种灌木林生态系统的固碳能力,以便选择和发展固碳能力较强的灌木种。【方法】在宁夏隆德县退耕还林实施区,选择7年生沙棘(Hippophae rhamnoides)、柠条(Caragana korshinskii)和山毛桃(Prunus davidiana)灌木林,设置样地,测算灌木层、草本层的生物量,并取0~100cm土层土样,测定不同土层土壤体积质量,计算灌木层、草本层和土壤层的碳密度,分析3种灌木林各组分及土壤碳密度的变化。【结果】沙棘、柠条、山毛桃灌木林生态系统碳密度分别为63.29,52.82和77.78t/hm2,其碳密度的空间分布格局基本一致,即土壤层碳密度所占比例最大,分别为88.56%,87.79%和87.44%;其次为灌木层,所占比例分别为10.18%,11.25%和12.16%;草本层所占比例最小,分别为1.26%,0.97%和0.40%。在0~100cm土层,土壤层碳密度随着土层深度的增加总体呈下降趋势,且山毛桃林土壤层碳密度(68.01t/hm2)明显高于沙棘林(56.05t/hm2)和柠条林(46.37t/hm2)。【结论】与沙棘、柠条相比,山毛桃是一个固碳能力较强的灌木种,适度发展山毛桃在一定程度上有利于固定更多的碳。     

沙区人工植被健康损害度模型的计算与分析

以沙坡头人工固沙植物油蒿和柠条为例,构建了基于水分因子的沙区人工植被系统健康损害度模型,并对其进行了定量分析。结果表明:单种油蒿的营林密度为2500株/hm2,或油蒿、柠条混种情况下,其营林密度为6660株/hm2时,健康损害度最小,且这两种种植模式下植被覆盖率大,防风固沙效果均较好。     

典型岩溶区土壤水分的空间异质性研究

针对典型岩溶区存在的土壤水分亏缺限制作物生产和植被恢复问题,应用地统计学与GIS技术,将土壤水分室内布点和实地监测相结合,对果化示范区土壤水分空间变异特征进行研究。结果表明:各层土壤体积含水量平均为5.10%～22.06%,变异系数为18.30%～67.73%,说明各层土壤体积含水量的变异系数呈现出强变异特征(CV>10%),且随土壤深度增加,土壤体积含水量的变异系数减小;各深度土壤体积含水量空间分布不均,主要呈弧状和斑状分布,且随土壤深度的增加而增大;不同深度土壤体积含水量的最小空间变程为2 400 m,可作为果化示范区土壤体积含水量样点布设的最佳取样间隔。     

宁夏干旱风沙区人工柠条林内植被恢复的研究

研究了宁夏毛乌素沙区退化草地封育后人工柠条林内草地植物群落的恢复过程,尤其对群落中物种的替代过程及群落结构的变化情况作了详细分析,结果表明,退化草地在种植了人工柠条林后,植物群落随着柠条的生长,其物种丰富度发生了很大的变化,多年生植物逐渐取代了一年生植物的优势地位,群落多样性、均匀度指数不断增长,生态优势度指数逐渐降低,在带间距为6m,株行距为1m×1m的林地内,柠条生长到第11年时,植被恢复状况达到最佳,而当柠条生长到第17年时,群落出现一定的退化现象,说明采用人工柠条进行退化草地的植被恢复时,柠条的种植时间、种植密度要适合,才能达到较好的植被恢复效果.