高速公路绿化带土壤水分动态变化规律研究

【目的】研究高速公路绿化带边坡的土壤水分动态变化规律,旨在为高速公路生态绿化提供参考。【方法】2009年4-11月对河北固安县廊涿高速各观测点(阳坡、阴坡、平地及中央隔离带)不同土层深度(0~40cm)含水量及降雨量进行连续观测,分析了高速公路绿化带土壤水分的动态变化规律。【结果】4-5月,各观测点土壤含水量持续下降;5-8月,各观测点土壤含水量迅速增加,并保持在较高水平;8-10月,各观测点土壤含水量逐渐降低;10-11月,各观测点土壤含水量稳中有升。各观测点表层(0~10cm)和下层(10~20cm)的土壤含水量波动较大,变异系数平均值为28.39%和24.85%,深层(20~40cm)土壤含水量的变化明显减弱,变异系数平均值为19.41%。在0~40cm土层,中央隔离带的土壤含水量较高,阴坡和阳坡次之,平地最低。【结论】高速公路边坡土壤水分的季节性动态变化规律显著,且与降雨规律一致。5-10月的土壤水分条件最好。土壤水分的空间变化可分为速变层(0~20cm)和活跃层(20~40cm)2个层次。各观测点中,中央隔离带的土壤水分条件最好,阴坡和阳坡次之,平地土壤水分条件最差。     

樟树人工林土壤水文—物理性质特征分析

对樟树人工林林地不同坡向阳坡和阴坡的土壤水—物理性质进行为期两年的观测和对比分析．结果表明：随土层深度的增加，土壤容重、最大持水量、最小持水量、总孔隙度逐渐减小．通气度减弱．土壤台水量呈现下降趋势、土壤水分年动态变化主要决定于降雨量和降雨的分布状况，与降水的年动态变化一致．6月份达到最高．依此确定出土壤水分消耗期、相对稳定期、积累期3个时期．阴坡0～20cm、20～40cm层的渗透性能均好于阳坡同层土壤，0～20cm层达到稳渗所需时间阴坡比阳坡短．分别为56mim和64min；20～40cm层达到稳渗所需时间阴坡比阳坡长，分别为48mim和32min，阴坡、阳坡0～20cm层的初渗速度和稳渗速度均大于20～40cm层．     

小兴安岭天然白桦林生态系统碳储量

采用相对生长方程与碳/氮分析测定法,测定小兴安岭天然白桦林在7个立地类型(阳坡上、中、下部和阴坡上、中、下部及谷地)的生态系统碳储量(植被和土壤)、净初级生产力与年净固碳量,揭示立地类型对白桦林碳汇功能的影响规律。结果表明:1)小兴安岭白桦林植被碳储量((49.39±3.09)~(89.20±10.17)t/hm2)在谷地、阳坡下部和阴坡上、中部4个立地类型显著高于阳坡上、中部及阴坡下部3个立地类型(38.2%~80.6%,P＜0.05)。2)其土壤有机碳储量((147.30±21.39)~(273.67±22.67)t/hm2)在阴坡上、中部和谷地最高,显著高于阳坡上、中部和阴坡下部(27.9%~85.8%,P＜0.05),阳坡下部居中,仅显著高于阴坡下部(53.3%,P＜0.05),阳坡上、中部和阴坡下部相对较低。3)其生态系统碳储量((207.88±16.07)~(357.85±20.80)t/hm2)在谷地、阳坡下部和阴坡上、中部4个立地类型显著高于阳坡上、中部和阴坡下部3个立地类型(33.2%~72.1%,P＜0.05)。4)其植被净初级生产力((5.80±0.26)~(8.87±1.17 )t/(hm2·a))在阳坡下部和阴坡上、中部3个立地类型相对较高,显著高于阴坡下部(31.2%~52.9%,P＜0.05),阳坡上、中部与谷地3个立地类型居中,高于阴坡下部(15.5%~26.4%,P＞0.05),阴坡下部最低。5)其年净固碳量((2.76±0.10)~(4.15±0.32)t/(hm2·a))在阳坡下部和阴坡上、中部3个立地类型相对较高,显著高于阴坡下部(27.9%~50.4%,P＜0.05),阳坡上、中部与谷地3个立地类型居中,高于阴坡下部(12.3%~23.9%,P＞0.05),阴坡下部最低。因其植被年净固碳量低于我国陆地植被平均固碳量(15.3%~43.7%),故小兴安岭天然白桦林属于碳汇功能相对较低的森林类型。      

黄家二岔小流域土壤水分空间分布特征

该文采用定位观测和谐波分析的方法对黄家二岔小流域土壤水分空间分布特征进行了研究．结果表明： 无论何种降雨年型, 流域内中游地段土壤含水量最高, 下游地段土壤含水量高于上游, 坡下部的高于坡上部, 阴坡高于阳坡．     

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.     

半干旱黄土区山地枣林春季土壤水分动态变化研究

为明确半干旱黄土区山地枣林土壤水分特征,本文对陕西延川县齐家山红枣试验基地春季土壤水分特征进行了分析。结果表明:1)不同坡向枣树林地土壤水分存在差异,阴坡土壤水分最高,其次为半阳坡,而阳坡最低,且不同坡向不同土层间存在显著差异;不同坡向土壤水分垂直变化趋势相似。2)坡位对枣树林地0～60 cm土层的水分影响较大,且随着土层的增加,坡位对土壤水分的影响逐渐减小直到差异不显著。3)山地枣林0～60 cm土层内,不同整地方式对土壤水分影响较大,且差异显著;但显著性随土层深度增加而降低。4)不同植被类型间土壤水分存在差异。0～40 cm土层,枣树林地土壤水分含量最高,且与苹果园、草地土壤水分差异显著;40～100 cm土层,苹果园土壤含水量最大,且与枣园、草地显著差异。5)研究区3种植被类型0～100 cm土层土壤蓄水量表现为红枣(153.03 mm)苹果园(149.26 mm)草地(98.76 mm),说明林地土壤水分涵蓄能力强,而撂荒草地土壤蓄水能力较弱。因此,研究表明半干旱黄土区进行水平阶整地和合理的经济林营造有助于土壤水分的利用且不会造成土壤水分亏缺,相反进行撂荒则反而会使土壤水分含量降低。     

黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水分研究--以吴旗县为例

采用野外调查与室内分析相结合的方法,对黄土丘陵区吴旗县植被恢复过程中土壤水分进行了研究.结果表明,不同地形的土壤含水量表现为5°>18°>30°,阴坡>半阴坡>阳坡,下部>中部>上部;对于同一植被类型,60 cm以下土层的土壤水分含量随着恢复年限的增加而不断减小,并且随着恢复年限的增长,深层土壤水分含量有逐步趋于稳定的趋势;对于不同植被类型的土壤水分含量,农耕地>草地>灌木地>乔木林地;对于不同植被恢复方式,自然恢复的土壤含水量>自然十人工恢复的土壤含水量>人工恢复的土壤含水量.     

黄土高原刺槐人工林根系分布与土壤水分的关系

对黄土高原丘陵沟壑区4种典型立地下刺槐人工林根系分布与土壤水分的关系进行了研究。结果表明；阴坡、半阴坡的细根（直径≤1mm）在400cm土层中的分布较为均匀，半阳坡和阳坡的细根集中分布在0—100cm土层中．在200-400cm土层中分布较步；各立地输导根（直径〉1mm）在分布深度上存在差异，阴坡和半阴坡输导根分布较深，阳坡输导根分布均较浅．半阳坡分布较阳坡为深；各立地下刺槐根系的水平分布均较广，水平根单向延伸最大均在8m左右．不同立地条件下土壤水分状况的差异是各立地根系尤其是细根分布差异的主要原因之一；各立地细根分布范围对土壤水分变化有较大影响，同时根系分布也会影响到土壤水分的季节变化．     

延安试区刺槐林地在不同立地条件下土壤水分变化规律

本文研究了延安研究区不同立地类型的刺槐林地土壤含水量的变化.研究表明,在延安研究区梢林区林地土壤含水量大于北边的森林草原区,不同坡向其含水量不同,阳坡土壤含水量小于阴坡,同一坡向不同部位含水量不同,坡下部土壤含水量高于坡上部,密度越大林地土壤含水量越小,刺槐林地土壤含水量低于荒坡,且刺槐比辽东栎消耗深层土壤水.     

黄土高原丘陵沟壑区不同生境条件下柠条人工种群无性繁殖与更新研究

通过对黄土高原丘陵沟壑区纸坊沟流域12个阳坡和阴坡柠条人工种群样地群落特征和无性繁殖特征进行调查,系统地研究了柠条人工种群在黄土高原丘陵沟壑区不同生境条件下无性繁殖与更新状况,为该地区柠条人工种群的经营管理提供依据。主要结论是:生长在阳坡的柠条无性繁殖较阴坡旺盛,无性系母株通过萌生苗和根蘖苗产生的分株数量和扩展范围均优于阴坡,山坡上部优于山坡下部,但从分株生长情况来看,阳坡无性分株的个体生长不如阴坡,山坡下部的柠条长势弱于山坡上部;不同生境柠条人工种群均存在分株枯死现象,坡上部的分株枯死量较坡下部大,最大枯死率出现在阳坡上部(25.9%);不同龄级比较,1～2 a生幼苗枯死率最高;对土壤中柠条根系萌芽点的空间分布范围分析表明,山坡上部柠条根系在6～30 cm土层最为密集,山坡下部以6～20 cm土层最为密集,山坡上部柠条根系水平扩展距离比山坡下部大;无性分株萌芽点空间分布格局受坡位影响大,而与坡向关系不密切。柠条种群适应力、繁殖力强,在丘陵沟壑区能够自我更新,是严酷条件下植被恢复的优良树种。     

辽西北沙地流动沙丘土壤水分时空变化特征研究

以辽西北沙地流动沙丘为对象,研究了土壤水分运动的时空变化特征。结果表明:流动沙丘土壤含水率的时间变化与降雨有密切关系,春季土壤含水率较低,为0.1%～3.1%;夏季土壤含水率较高,为2.5%～5.1%;秋季土壤含水率略高于春季,为2.2%～3.6%。土壤含水率垂直变化位为:0～10cm土壤含水率变异程度较大,受降雨和蒸发影响强烈;10cm～80cm变异程度相对小些;80cm～120cm土壤含水率比较稳定。流动沙丘不同部位的土壤含水率受干沙层厚度频繁变化和降雨量影响显著,阴坡底含水率>阳坡底>阳坡中>丘顶>阴中。     

地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响

【目的】研究地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响。【方法】在新疆农业大学实习林场选取不同海拔、不同坡度和不同坡向的样地采集土壤样品,测定土壤有机碳含量并计算其碳密度。【结果】不同海拔梯度下,天山云杉林土壤有机碳含量介于41.65~77.67 g/kg,土壤有机碳密度介于9.47~14.27 kg/m²,土壤有机碳含量及密度均随着海拔的升高呈减少的趋势。0~20 cm土层坡度小于15°时,土壤有机碳含量表现为最高(105.08 g/kg),而当坡度达到30°~35°时,土壤有机碳含量最低;不同坡向上土壤有机碳含量从高到低依次为阴坡>半阴坡>半阳坡>阳坡,其中0~20 cm土层阴坡上土壤有机碳含量显著高于阳坡(P<0.05),20~60 cm土层土壤有机碳含量在各坡向之间差异不显著。【结论】天山北坡天山云杉林在高海拔区域内整个剖面土壤有机碳含量分布较低海拔区域相对均匀。坡向对土壤有机碳的再分配作用在20~60cm土层土壤中难以发挥作用。     

不同立地侧柏林下植被与水源涵养能力的关系

森林林下植被是森林生态系统的重要组成部分,林下土壤和枯落物是森林保持水土、涵养水源的主体,同时,林下植被的生长可以指示林地涵养水源的能力。设置了3种立地类型12块侧柏人工林样地,研究了林下植被生物量及其与林地土壤和枯落物涵养水源能力的关系。结果表明,不同立地条件林下植被生物量差异显著,其中阴坡厚土立地下灌草生物量最大(6671.66kg/hm2),阳坡厚土次之(6099.70kg/hm2),阳坡薄土最小(4998.73kg/hm2);不同立地条件土壤特征差异显著,阳坡薄土平均土壤容重最小(1.267g/cm3),平均非毛管孔隙度最大(13.766%),阳坡厚土情况与之相反;阳坡薄土立地条件土壤持水量最大,枯落物持水量最小,阴坡厚土居中,阳坡厚土与之相反;林下植被可以指示侧柏人工林林地水源涵养能力,林下植被生物量越大说明其林地水源涵养能力越弱,决定系数r2=0.99。     

晋西黄土区刺槐林地土壤水分对降雨的响应

通过野外坡面降雨试验,对晋西黄土区刺槐林地内土壤水分进行连续定位观测,以揭示晋西黄土区坡面土壤水分对降雨的响应,旨在为黄土高原区水土流失治理提供一定的理论依据。结果表明:1）坡面土壤含水率受植被密度影响较明显,密度较高的刺槐林地相对于密度较低的林地或裸地而言,其林地内坡面土壤水分对降雨的响应较平缓。2）垂直方向上,0~20 cm土层土壤含水率对降雨的响应最为直接和迅速。植被密度不同,各测点次表层（10~20 cm土层）土壤含水率的上升有先后之分,与表层（0~10 cm土层）相比,次表层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,体现出土壤水分入渗的先后过程。深层（20~150 cm土层）土壤含水率对降雨几乎无响应过程。3）坡面上表层土壤含水率对降雨的响应受降雨强度和植被密度影响,当降雨强度较小时,土壤含水率变化会出现上升期和退水期;当降雨强度较大时,土壤含水率变化则分为上升期、平台期和退水期,各期到达时间会因植被密度增加而出现相应的滞后现象。      

延河流域人工与自然植被土壤水分空间差异性研究

[目的]研究延河流域自然植被与人工植被土壤含水量及其空间变化,为黄土高原土壤水分的利用和人工植被建设提供理论依据。[方法]针对延河流域人工植被建造存在植被退化问题,根据降雨温度变化,将延河流域划分为17个环境梯度单元,对自然植被与人工植被进行了野外调查,研究了降雨梯度、坡位及坡向对植被0~500 cm土层土壤含水量的影响。[结果]流域内土壤水分具有很强的空间变异性。自然植被0~500 cm土壤含水量为8.15%,变异系数为33.12%;人工植被土壤含水量较低,仅6.74%。地形因子能够显著影响自然植被与人工植被的土壤含水量,自然植被不同坡位和坡向的0~500 cm土壤含水量大于人工植被。[结论]综合考虑土壤水分生态环境的可持续性,阴坡下与平地相对适合人工植被的营造,在植被配置时,需要考虑植被类型及耗水特点。     

西宁黄土丘陵区初雨后土壤水分地理变异与植被分异规律

2016年冬春季节在青海西宁北山公园布置了典型黄土丘陵样地,连续测试了样地的土壤温度和含水率等数据。结果显示:植物根区土壤含水率在1—2月份与土壤温度紧密相关,土壤含水率由大到小的顺序为阳坡西南坡、阳坡正南坡、阳坡台地、阴坡。当土壤升温到0℃以上时,阴坡和阳坡台地涵养降水能力增强,土壤含水率急剧上升。4月份是植被尤其是乔木树种萌发需水的重要时期,15%是衡量春季植被(乔木)萌发的重要指标和依据,该时期不同地理单元土壤含水量差异显著。阴坡是该区域植被恢复的最佳地理单元,可实现植被的自然恢复;阳坡平坡加以适当的人为干预(平整、环形围闭、灌水)后,植被恢复能力与阴坡陡坡较为接近;阳坡陡坡不适宜人工恢复,应以自然恢复模式为主。     

辽西低山丘陵耕地秋季土壤墒情分布特征

丘陵耕地是辽西地区典型的耕地类型,辽西地区坡耕地分布较广,约占全部耕地的77%。试验对不同坡度、不同坡向、不同茬口进行了墒情监测,结果表明,在同一坡向不同坡度时,土壤含水量由高到低依次为坡下>坡中>坡上,其中,坡上与坡下差异呈显著水平;同一坡度不同坡向时,土壤含水量由高到低依次为阴坡>阳坡,但差异不显著;同一坡度坡向不同茬口时,土壤含水量由高到低依次为谷子>高粱>玉米,其在0～15 cm土层内差异不显著,在15～40 cm土层内差异显著。该地区秋季墒情已达到了春播时的要求,因此,秋季采取保墒措施是完全可行的。     

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     

西藏色季拉山林线植物群落多样性格局及林线的稳定性

通过样地调查,采用α和β指数对西藏东南部地区色季拉山林线森林植物群落类型的多样性特征进行了分析。结果表明:①色季拉山海拔和坡向决定了林线植物群落分布类型与物种组成,林线群落物种多样性程度为阳坡高于阴坡。②阳坡林线森林群落各层次多样性指数表现为:乔木层灌木层草本层的规律;而阴坡则表现出乔木层草本层灌木层的规律。③物种替代率为阴坡高于阳坡;在林线过渡带边缘物种替代率高且物种种类变化明显,而在林线过渡带区域内物种替代率变化幅度较小,表现出林线边缘环境对物种具有较强的筛选作用。④林线以下,群落物种多样性变化明显,物种多样性指数的大小主要受草本植物种类的影响。林线生态过渡带结束,阴、阳坡的物种组成差异缩小,植被群落类型也相似。