大辽河流域水源涵养林枯落物持水特性研究

为探求大辽河流域水源涵养林枯落物的持水特性,以大辽河流域红松、落叶松、蒙古栎、杨桦、山杨、杂木林、胡桃楸灌木林和荒草地为研究对象,通过野外观测和浸水法,建立了枯落物持水量、吸水速率和浸泡时间的相互关系。结果表明:(1)不同林分枯落物总厚度和现存量为蒙古栎最大,分别为4.83cm和30.70t/hm²;灌木林最小,分别为0.65cm和3.32t/hm²。(2)最大持水量为3.97~36.02t/hm²,最大拦蓄量为3.34~34.06t/hm²,有效拦蓄量为0.85~20.39t/hm²,均表现为蒙古栎林最大,而灌木林和草地最小。(3)浸水实验结果表明,枯落物持水量与浸泡时间之间存在对数关系,枯落物吸水速率与浸泡时间之间存在幂函数关系,不同森林类型枯落物持水量和吸水速率随时间的动态变化规律基本相似。     

云冷杉针阔混交林枯落物持水性能

以吉林省汪清县林业局天然云冷杉针阔混交林为研究对象,选取4块具有代表性的1 hm2方形固定样地分别设置0,6.29％,11.22％和21.21％4种采伐强度,测定了各采伐强度下枯落物的现存量,并采用室内浸水法对不同分解阶段枯落物持水能力(最大持水量、最大持水率、有效拦蓄量等)进行研究.结果表明:(1)4种采伐强度的枯落...     

阴山北麓不同林分类型枯落物层持水性能研究

为了充分了解研究区不同林分类型枯落物的持水能力及对涵养水源和保育土壤的影响,以武川县公益林11种林分类型为研究对象,通过野外观测、室内浸水法对不同林分类型的枯落物蓄积量、最大持水量、最大持水率、吸水速率和有效拦蓄量进行了研究。结果表明:（1）不同林地类型总蓄积量为0.74~5.09 t/hm²,落叶松林蓄积量最大,樟子松林最小。天然林的蓄积量大于人工林,半分解层蓄积量均大于未分解层。（2）各林分类型的持水量存在显著差异（p<0.05）,呈现随时间的变化而先增大后减小的趋势,4 h内持水量变化较大,8 h后持水量变化相对平稳,24 h后各林地枯落物达到最大持水量,落叶松（8.5 t/hm²）最大,樟子松林（0.99 t/hm²）最小。（3）各林地枯落物吸水速率趋势相同,天然林吸水速率较大,其次油松人工林,灌木林吸水速率最差。（4）在各林分类型中,落叶松林蓄积量最大,最大持水量最高,对降水的有效拦蓄量也最好（9.051 t/hm²）;油松、山杏混交林（2.847 t/hm²）次之。综合比较,落叶松等天然林的持水能力最好,油松人工林枯落物的持水能力次之,柠条、山杏灌木林持水能力较弱。     

宁夏森林枯落物储量与持水性能分析

采用野外实地调查与室内分析相结合的方法,对宁夏10种主要森林类型林下枯落物(未分解层和半分解层)储量、厚度、分解现状、持水率、吸水速率以及拦蓄量进行研究,并分析同一群落类型枯落物持水特性在不同区域的变化。结果表明:枯落物储量在1.06～76.49t/hm2之间,除辽东栎林外,针叶林蓄积普遍高于阔叶林;各森林类型枯落物的最大持水率,未分解层为117.82%～208.05%,半分解层为169.34%～302.85%,持水率随着浸泡时间的延长均按照对数方程增加;研究同一类型不同区域枯落物各层持水性能,发现宁夏范围内青海云杉林各层持水性能无明显差异,而小叶杨林下各层持水性能随区域、林龄的变化有显著变化,而华北落叶松林和油松林各样点都呈现未分解层差异显著,而半分解层差异较小的规律;各森林类型枯落物层的有效拦蓄量为0.11～10.27mm,且针叶林明显大于阔叶林。     

京西百花山区6种植物群落凋落物持水性能研究

于2006年7～8月通过对京西百花山区6种植物群落凋落物的不同分解层次的蓄积量、自然含水率、最大持水率、吸水速度以及有效拦蓄水量进行测定。研究结果表明：凋落物蓄积量油松（Pinus tabulaef ormis）群落最高达到18.5 t/hm^2,杂类草凋落物最低只有3.9 t/hm^2,同一植物群落凋落物不同层次蓄积量未分解层低于半分解层,自然含水率未分解层低于半分解层,不同层次自然含水率差值最大的青杨（Populuscathayana）凋落物差值为97.1%;同一植物群落凋落物不同层次持水能力,半分解层高于未分解层,从中证明凋落物的持水能力与其分解程度有关;研究结果还表明,所有的凋落物按其吸水速度的快慢都可将其吸水过程分为3个阶段：快速吸水阶段（0～1.0 h）、缓慢吸水阶段（1.0～5.0 h）、停滞吸水阶段（24.0 h）;不同植物群落凋落物层对降雨的有效拦蓄量由高到低的排列顺序依次为青杨〉刺槐〉油松〉野艾蒿〉荆条〉杂类草,相关分析得出凋落物对降雨的有效拦蓄量与凋落物蓄积量、最大持水率成正相关关系,特别是与最大持水率相关系数（0.839 6）达极显蓍水平。     

元阳梯田水源区优势树种枯落物水文特性

对元阳梯田水源区优势树种枯落物水文特性的研究,有利于进一步揭示森林的水源涵养功能。通过野外调查采样与室内试验分析,对元阳梯田优势树种枯落物储量、持水能力、拦蓄能力以及持水过程进行了研究。结果表明:枯落物总储量为6.06～8.2 t/hm²,半分解层的枯落物储量绝大多数要大于未分解层;枯落物总厚度为6.1～8.8 cm,半分解层厚度大于未分解层;枯落物半分解层自然含水率要明显高于未分解层;枯落物半分解层最大持水量要大于未分解层最大持水量,但是优势不明显,总枯落物层最大持水率为132.1%～247.3%;枯落物总的有效拦蓄量为2.07～8.01 t/hm²,其中未分解层的有效拦蓄量要大于半分解层;枯落物层持水量与吸水速率随时间变化过程中,在0～2 h时间段内变化较大,浸水8 h后,持水量与吸水速率两者的变化曲线均比较平缓,变化幅度较小;枯落物层持水量与浸水时间存在显著的对数关系,枯落物吸水速率与时间存在显著的幂函数关系。     

京西百花山区6种植物群落凋落物持水性能研究

于2006年7~8月通过对京西百花山区6种植物群落凋落物的不同分解层次的蓄积量、自然含水率、最大持水率、吸水速度以及有效拦蓄水量进行测定。研究结果表明:凋落物蓄积量油松(Pinus tabulaef ormis)群落最高达到18.5 t/hm2,杂类草凋落物最低只有3.9 t/hm2,同一植物群落凋落物不同层次蓄积量未分解层低于半分解层,自然含水率未分解层低于半分解层,不同层次自然含水率差值最大的青杨(Populuscathayana)凋落物差值为97.1%;同一植物群落凋落物不同层次持水能力,半分解层高于未分解层,从中证明凋落物的持水能力与其分解程度有关;研究结果还表明,所有的凋落物按其吸水速度的快慢都可将其吸水过程分为3个阶段:快速吸水阶段(0~1.0 h)、缓慢吸水阶段(1.0~5.0 h)、停滞吸水阶段(24.0 h);不同植物群落凋落物层对降雨的有效拦蓄量由高到低的排列顺序依次为青杨>刺槐>油松>野艾蒿>荆条>杂类草,相关分析得出凋落物对降雨的有效拦蓄量与凋落物蓄积量、最大持水率成正相关关系,特别是与最大持水率相关系数(0.839 6)达极显蓍水平。     

晋西黄土区典型林分枯落物层水文生态特性研究

选择山杨栎类次生林（以下简称次生林）、刺槐林、侧柏林、油松林为研究对象,通过样地调查,结合室内浸泡方法,对比分析枯落物（未分解层、半分解层）的水文特征指标,研究典型林分枯落物层水文生态特性。结果表明：（1）枯落物厚度为3.93~4.95 cm,刺槐林最大,油松林最小;蓄积量为次生林最大（19.28 t/hm²）,侧柏林（18.03 t/hm²）和刺槐林（17.57 t/hm²）次之,油松林最小（14.73 t/hm²）,未分解层蓄积量小于半分解层。（2）枯落物最大持水量（率）为30.92~61.31 t/hm²（197%~320%）,次生林最大,依次为刺槐林、侧柏林,最小为油松林。（3）枯落物有效拦蓄存在显著差异（P>0.05）,表现为次生林（31.29 t/hm²） > 刺槐（22.20 t/hm²） > 侧柏（18.19 t/hm²） > 油松（13.94 t/hm²）,有效拦蓄率为107%~173%。（4）在浸水2 h内,枯落物持水量和吸水速率变化以次生林与刺槐林最为迅速,半分解层较未分解层变化迅速;持水过程中,两者与时间分别呈对数函数（R²>0.89）和幂函数关系（R²>0.99）。在4种林地中,次生林林下枯落物水文生态潜力最优,油松纯林最差,表现为次生林 > 刺槐 > 侧柏 > 油松。刺槐是除次生林外的3种人工林中最优林种。建议研究区内合理优化恢复树种配置,以提高水文生态功能。     

黄土高原典型植被枯落物坡面分布及持水特征

选取黄土高原丘陵沟壑区刺槐、柠条、铁杆蒿、白羊草4种典型植被样地,系统研究枯落物蓄积量、持水量和拦蓄量变化情况。结果表明:(1)枯落物地表蓄积量(0.14~0.83kg/m~2)和土壤中混入量(0.18~0.66kg/m~2)均表现为林地灌木林地草地,而土壤中枯落物所占比重(44.1%~73.5%)则表现为草地灌木林地林地;林地(刺槐和柠条)地表枯落物和土壤中枯落物沿坡长均表现为增加—减少交替的周期性变化,草地(白羊草和铁杆蒿)则随坡长的增大而增加。(2)枯落物持水量可表示为浸泡时间的对数函数(R2≥0.89,p0.01);白羊草样地地表枯落物持水量最高,刺槐林地土壤中枯落物持水量最高;土壤中枯落物最大持水量均不同程度地高于地表枯落物(1.9~2.5倍)。(3)土壤中枯落物有效拦蓄量校正系数为0.34~0.48,普遍小于地表枯落物;地表和土壤中枯落物有效拦蓄量分别为2.4~12.5t/hm~2和1.6~5.8t/hm~2,其中林地土壤中枯落物有效拦蓄量低于地表枯落物,而草地则高于地表枯落物。总体而言,刺槐样地枯落物总有效拦蓄量最大(16.4t/hm~2),是其他样地的1.5~4.1倍。研究结果为评价黄土高原典型植被枯落物持水特征、深入理解植被恢复水文效应提供重要依据。     

贺兰山4种典型森林类型凋落物持水性能研究

采用野外实地观测与室内浸提法,对贺兰山4种典型森林类型(油松青海云杉混交林、油松山杨混交林、油松纯林和青海云杉纯林)林地凋落物的储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明:4种类型的林分凋落物储量大小依次为青海云杉纯林>油松云杉混交林>油松纯林>油松山杨混交林;油松纯林、油松云杉混交林、青海云杉纯林和油松山杨混交林的凋落物最大持水量分别为38.46,40.11,46.78,36.35t/hm2;最大持水率分别为152.56%、150.79%、144.43%和184.14%,各林分凋落物的持水量和持水率都随着浸泡时间的增加按照对数方程增加;吸水速率呈现油松山杨混交林>油松云杉混交林≥油松纯林>青海云杉纯林,且各林分的凋落物吸水速率随浸泡时间的增长按幂函数方程下降。有效拦蓄量林型间变化范围为10.7～15.73t/hm2,油松山杨混交林最大,为15.73t/hm2,油松纯林(14.05t/hm2)和油松云杉混交林(11.98t/hm2)次之,青海云杉纯林最小,仅为10.7t/hm2。     

小五台山地区主要林分枯落物分布特征及水源涵养能力

为评估小五台山地区主要林分的水源涵养能力,同时为筛选水源涵养树种提供新思路,通过浸泡法和模拟降雨法,对小五台山地区7种典型林分枯落物分布特征及水源涵养能力进行研究。结果表明：(1)林分枯落物覆盖面积和厚度均表现为阔叶林大于针阔叶混交林、针叶林,其最大分别为青杨纯林和蒙古栎纯林,且厚度表现出坡下大于坡上的特征;(2)枯落物蓄积量为油松纯林>青杨纯林>油松×蒙古栎混交林>白桦纯林>粉桦×云杉混交林>蒙古栎纯林>椴树纯林,其中半分解层大于未分解层;(3)枯落物吸持能力表现为半分解层[(0.82±0.23) mm]大于未分解层[(0.39±0.13) mm],且针阔叶混交林和大部分阔叶林大于针叶林,其中青杨纯林的最大,最大持水量、有效拦蓄量和最终吸持量分别为1.69,1.37,0.41 mm;(4)所有林分枯落物持水率均表现为浸泡法大于模拟降雨法,只采用传统的浸泡法会导致研究结果偏大。各林分枯落物水源涵养能力表现为阔叶林和针阔混交林优于针叶林,其中青杨纯林和白桦纯林水源涵养能力最强,在今后水源涵养林的树种筛选中可考虑多选择青杨和白桦等阔叶树。     

北京市西山地区栓皮栎林空间结构特征研究

以地面三维激光扫描仪作为林分资源调查的技术手段,采用"多站式"扫描方法来获取栓皮栎林标准地内林木树种、树高、胸径、胸高断面积等测树因子,利用混交度、大小比数、角尺度3个指标分析了北京市西山林区栓皮栎林样地的空间结构特征。研究结果表明:(1)栓皮栎林乔木层共包括15个树种,其中,栓皮栎种群在密度和断面积累积量方面占有明显优势,是乔木层的建群种和优势种;(2)栓皮栎林整个林分混交度较低,平均混交度0.306,各树种混交度以栓皮栎、栾树为最低,其它伴生树种以中度、强度和极强度为主;(3)栓皮栎、元宝枫、刺槐、辽东栎种群在空间结构单元中以优势木、亚优势木和中庸木为主,分别占种群总株数的64%,68%,64%和59%,其它树种优势度不明显;(4)栓皮栎林林分平均角尺度为0.528,说明该林分水平分布格局为聚集分布,但聚集程度较低。     

太湖流域典型蔬菜地土壤氮及pH空间变异特征

以太湖典型地区宜兴市大浦镇湖滨公路以东50hm2蔬菜地为研究对象,网格法(50m×50m)采集表层(0～20cm)土壤156个,采用传统统计和地统计学相结合的方法,研究了土壤氮素及pH的空间变异特征。结果表明:土壤全N和NH4 -N有明显的空间变异结构。全N符合指数模型,NH4 -N变异函数符合线性模型,全N有强烈的空间相关性,NH4 -N有中等的空间相关性。土壤pH普遍偏低,pH变异函数符合指数模型,在小范围内具有强烈的空间相关性。土壤碱解N与pH呈显著负相关,表明施用氮肥是导致土壤pH下降的主要原因。通过研究土壤氮的空间变异性,获取田间土壤氮的连续分布图,为氮素分区管理、氮素重点控制区设置及生态拦截草带的建立提供科学依据。     

太湖上游大溪水库流域营养盐输移时空特征分析

大溪水库位于太湖上游地区,是溧阳市的重要饮用水源地之一,近年来流域内湖（库）体水质有下降趋势。基于2008—2009年对入湖主要支流水质营养盐浓度监测数据,实地考察流域内的主要污染源以及耕作制度等因素,并以2009年航空遥感影像解译获得的土地利用数据为基础,结合季节气候变化以及农业活动等环境影响因子,分析流域内营养盐时空分异特征及原因,为改善和治理饮用水源地水质工作提供科学依据和保障。结果表明,大溪水库流域不同支流水质营养盐浓度空间差异显著,表现为临湖东岸的氮磷营养盐浓度普遍高于西岸及上游的洙漕河流域,是大溪水库流域氮磷营养盐主要的源;各流域的TN、DTN、NO3--N浓度逐月变化趋势基本一致,TP、DTP季节间浓度变化趋势不明显。进入大溪水库流域的氮素主要以可溶性氮素为主,TN平均浓度为1.82mg·L^-1;磷素主要以非溶解态磷素的形式输移,TP平均浓度为0.116mg·L^-1;总体水质属于Ⅳ水质。营养盐输移时空差异的原因与各小流域土地利用状况、农业活动及降雨季节变化关系密切。     

水土保持治理措施对流域经济结构的影响

[目的]研究甘肃省天水市麦积区柳沟流域以经果林为主体的水土保持综合治理措施对流域投入产出效益和农业产业内部结构变化的影响,为流域农业产业高效、持续发展提供理论支撑。[方法]基于麦积区与柳沟流域2002—2011年社会经济数据,采用农村经济结构效应分析法和偏离份额分析法。[结果]治理前后柳沟流域区域经济增长率达103.63%,土地利用结构调整带来的贡献份额占总产值总增量的42.86%。[结论]柳沟流域农业生产部门间经济增长高于麦积区平均水平,经济增长发展势头较好,同时随着柳沟流域开发水平的提高,经果业经济增长空间变小。今后在发展经果业稳定的基础上,应着重于农业生产水平的提高。     

紫色土区小流域土壤保持服务功能的空间分布特征

[目的]分析不同坡度、土壤类型、土地利用下的土壤保持服务功能分布,为减少土壤流失和改进土地利用规划提供科学依据。[方法]结合修正通用土壤流失方程(RUSLE)和GIS技术,以曲水河小流域为典型研究区,基于DEM、土壤、土地利用等基础数据,分析了研究区土壤保持服务功能的分布现状及影响因素。[结果](1)该流域土壤保持总量为1.10×107 t/a,单位面积土壤保持量为384.74t/(hm2·a),具有较高的生态系统服务功能重要性;(2)土壤保持服务功能总体呈现从河谷阶地逐渐向周边丘陵坡地递增的空间分布特征;(3)强烈及以上侵蚀强度区、8°~25°的坡度区、耕地、钙质紫泥田区和红棕紫泥土区应为土壤保持工作的热点区域。[结论]不同坡度、土壤类型、土地利用类型下土壤保持服务功能差异显著,可以通过改良土壤、提高植被覆盖和采取土壤侵蚀防治措施提高土壤保持服务功能水平。     

北京西山侧柏水源涵养林空间结构特征研究

应用地面三维激光扫描技术,采用＂多站式＂扫描方法来获取侧柏水源涵养林标准地内的林木树种、树高、胸径、胸高断面积等测树因子,利用混交度、大小比数、角尺度3个指标分析了北京西山林区侧柏水源涵养林公顷级样地的空间结构特征。结果表明：（1）侧柏林乔木层共包括21个树种,物种丰富度较高。其中,侧柏种群在密度和断面积累积量方面占有明显优势,是乔木层的建群种和优势种;（2）整个侧柏林混交度较低,平均混交度0.261,属混交不良的范畴。其中,侧柏、刺槐、火炬树以零度、弱度混交为主,分别占种群总株数的85%、58%、57%,其他伴生树种以中度、强度和极强度为主;（3）侧柏、油松、栓皮栎、元宝枫、刺槐种群在空间结构单元中以优势木、亚优势木和中庸木为主,分别占种群总株数的57%、67%、89%、66%和71%,其他树种优势度不明显;（4）侧柏林林分平均角尺度为0.542（大于0.517）,说明该林分水平分布格局为聚集分布,但聚集程度较低。     

天然杨桦次生林表层土壤水分与枯落物的空间异质性

枯落物作为水分调节的作用层,对森林生态系统的水分循环起着重要作用。采用地统计理论和方法对天然杨桦次生林的表层土壤水分和不同分解程度的枯落物空间异质性进行分析。结果表明,表层土壤水分、枯落物未分解层、半分解层和已分解层的空间变异均以指数理论模型的拟合效果较好,其结构比分别为88.3%,66.6%,89.2%和57.79%,未分解层和已分解层具有中等强度的空间相关性,表层土壤水分与半分解层具有强烈的空间相关性。分形维数显示表层土壤水分和枯落物层的空间分布格局无显著的各向异质性结构特征。从全方位的分形维数来看,表层土壤水分的分形维数为1.918;枯落物半分解层的分形维数最大,为1.967,明显与其他枯落物层不同;未分解和已分解层分形维数相对较小,分别为1.925和1.928。从空间分布格局来看,半分解层呈明显的斑块状分布,东-西和南-北方向均无明显差异;表层土壤水分、未分解层和已分解层空间分布较为连续,且具有相似性,空间分布在东-西方向上差异明显,南-北方向上差异较小。