基于土壤水动力学的树木根系吸水模型构建(Ⅰ)——单株

植物根系吸水模型是目前树木耗水研究领域的热点问题。树木作为一个独立的个体,是林分的基本单位。土壤水是林木耗水的源泉。该文根据达西定律和裘布衣假定,把树木根系近似看作为倒圆锥体,建立了树木根系吸水模型,并以油松为例对模型进行了验证。结果表明:6—8月份的模拟结果与实测值比较吻合,平均差值为0.110mm/d,平均误差为3.61%,但是9月份的误差偏大。     

冀北山地6种林分类型土壤水分-物理性质变化

为改善冀北山地林地生态功能,提高该地区森林涵养水源的能力,选取冀北山地6种典型林分为研究对象,采用环刀法对土壤物理性质进行了分析比较。结果表明:(1)土壤容重与土层深度呈正相关,土壤容重均值排序为:华北落叶松林(1.20g/cm~3)蒙古栎林(1.14g/cm3)油松林(1.12g/cm~3)黑桦林(1.03g/cm~3)白桦林(0.98g/cm~3)山杨林(0.81g/cm~3);(2)土壤总孔隙度与土层深度呈负相关,土壤总孔隙度均值排序为:山杨林(57.6%)白桦林(51.4%)黑桦林(51.1%)油松林(49.1%)华北落叶松林(45.9%)蒙古栎林(44.8%);土壤毛管孔隙度均值山杨林最大(48.9%),油松林最小(35.1%);非毛管孔隙度均值为油松林最大(14.0%),白桦林最小(3.6%);(3)土壤持水量与土层深度之间存在负相关关系,土壤最大持水量均值为山杨林最大,华北落叶松林最小;(4)土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,稳渗速率油松林最大(15.00mm/min),华北落叶松林最小(0.68mm/min)。研究结果可为森林土壤资源可持续利用提供依据。     

城市林木对环境因子的影响

城市绿地能改善小气候,缓解城市热岛效应。依据《地面气象观测规范》的要求,于2013年6月至2014年1月,对天津市水上公园林内、林外气象因子进行了连续同步测定,定量研究了林分调节城市小气候的生态效应。结果表明:1)太阳辐射量在8月份达到最大值,林外比林内高出近3倍。2)降雨量在7月份达到最大值,林内占林外降雨量的67%。3)冬季风速一般高于夏季,林内相比于林外可消减风速27%~73%,主导风向为西南风和北风。4)林内与林外相比,在夏季,林分起到降温保湿的作用;在秋冬季,林分起到保温降湿的作用。5)土壤温度与气温变化基本一致。研究结果可为林分改善城市小气候提供数据支持。     

冀西北地区4种纯林枯落物及土壤水文效应

为改善冬奥会赛区(张家口市崇礼区清水河流域)水生态环境,提高(崇礼)赛区森林涵养水源功能,以崇礼区和平林场的云杉、白桦、山杨和华北落叶松4种纯林为研究对象,布设50m×50m样地,枯落物水文效应测定采用浸泡法,土壤层水文效应测定采用环刀法。结果表明:(1)枯落物总蓄积量最大为云杉林(38.46t/hm~2),各林分半分解层的蓄积量均大于未分解层;(2)枯落物最大持水量云杉林(3.03t/hm~2)最大,有效拦蓄量云杉林(2.57t/hm~2)最大,最大持水率山杨林(384.22%)最大,枯落物持水量与持水时间呈对数关系,枯落物吸水速率与持水时间呈幂函数关系;(3)土壤容重华北落叶松林(1.00g/cm~3)最大,山杨林(0.67g/cm~3)最小,土壤总孔隙度白桦林(67.14%)最大,山杨林(58.77%)最小。土壤入渗速率与入渗时间呈明显的幂函数关系。(4)林地总持水能力排序为:白桦林(887.45t/hm2)华北落叶松林(840.94t/hm~2)云杉林(800.03t/hm~2)山杨林(768.58t/hm~2),土壤层的持水能力占99%以上。综合分析得知,阔叶林涵养水源功能优于针叶林,土壤层的持水能力强于枯落物层。     

生态抚育对华北落叶松幼龄林枯落物和土壤水文效应的影响

生态抚育是培育森林的基础和关键性技术环节,也是森林生态系统经营的重要组成部分。该文比较了生态抚育措施对华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr)幼龄林森林枯落物和土壤水文效应的影响。研究结果表明:生态抚育后改变了林地光照、温度等环境条件,有利于枯落物的分解,抚育后华北落叶松幼龄林林地枯落物总储量减少41%,枯落物自然持水量、最大持水量、有效持水量和实际拦蓄量也明显减小。抚育改变了表土层的结构,从而降低了土壤的容重,提高了林地表层的毛管孔隙度和总孔隙度,改善了土壤的通气性能,提高了土壤的持水量,使抚育后的林地土壤稳渗速率增加(0.33mm/min),林地的土壤水分渗透能力增强,有利于减小或遏制水土流失。     

冀北山地6种天然纯林枯落物及土壤水文效应

以冀北山区6种典型纯林为对象,对枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,结果表明:①枯落物总储量变化范围在3.44～23.97t/hm2之间,顺序为白桦纯林>油松纯林>山杨纯林>五角枫纯林>蒙古栎纯林>黑榆纯林,最大持水量的变化范围为5.16～45.11t/hm2,顺序为五角枫纯林>山杨纯林>蒙古栎纯林>白桦纯林>油松纯林>黑榆纯林,山杨纯林有效拦蓄能力最强,为35.45t/hm2,黑榆纯林的拦蓄能力最弱,为2.66t/hm2;②未分解层枯落物8h基本达到饱和,半分解层在6h已经达到饱和,持水量与浸泡时间呈明显对数关系;枯落物在浸水的0.5h内吸水速率最大,4h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系;③土壤容重均值变化范围为0.82～1.14g/cm3,总孔隙度的变动范围为44.43%～56.97%;④土壤层有效持水能力以五角枫纯林最强,为116.00t/hm2,白桦纯林持水能力最弱,为40.50t/hm2,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系。     

冀北山地油松蒙古栎混交林空间结构特征研究

在河北省围场县北沟林场的油松蒙古栎混交林中选取面积为1.0 hm2的样地,通过对样地内每株林木树高、胸径的测量及坐标定位,应用混交度、大小比数和角尺度以及点格局方法分析了林分的空间结构特征.结果表明:该林分中主要有6个种群,油松(Pinus tabuli formis)和蒙古栎(Quercus mongolica)在数...     

基于土壤水动力学的树木根系吸水模型构建(Ⅱ)——林分

该文根据达西定律和裘布衣假定,把树木根系近似为倒圆锥体,随着树木的生长,根系交叉,假设根系吸水半径为两棵树距离的一半,建立树木竞争条件下的林分耗水模型,并分析林木在竞争和无竞争条件下耗水模型的转换关系。以油松为例进行模型验证。结果表明,2006年6—8月份模拟结果与实测值比较吻合,平均差值为0.134mm/d,平均误差为4.27%,但是9月份的误差偏大。     

河北雾灵山5种人工纯林土壤养分综合评价

通过河北雾灵山5种人工纯林的土壤养分分析,研究了不同林分类型对土壤pH值、有机质、全量养分和速效养分的变化,并对不同土壤养分进行了主成分分析。结果表明:5种不同林分类型的土壤pH值均为弱酸性,其变化范围为4.61～6.31;不同土层土壤有机质表现为:表层（0—10 cm）> 中层（10—20 cm）> 下层（20—40 cm）,有机质均值在2.53～9.60 g/kg之间;土壤全磷含量均值为0.20～0.70 g/kg;土壤全氮含量均值为2.38～3.45 g/kg;土壤速效钾含量均值为67.54～169.88 mg/kg;土壤速效磷含量均值在0.84～6.84 mg/kg之间;土壤碱解氮含量均值在65.68～147.88 mg/kg之间;不同林分类型土壤养分综合效应评价,白桦纯林最大,为1.122;落叶松纯林最小,为-0.819。综合来看,随土层厚度增加土壤养分含量减少;阔叶林土壤养分含量大于针叶林。     

华北土石山区典型小流域治理模式研究——以北庄小流域为例

水土资源合理利用及生态环境综合整治研究是当前小流域综合治理研究的热点问题。以密云水库库区北庄小流域多年水土流失综合治理监测数据为基础,综合探讨了北庄小流域水土保持综合治理措施的作用,分析了其水保效益。研究表明:土地利用结构的调整、森林覆盖率的增加,是控制水土流失最有效的途径,有林地的径流量和产沙量明显降低;水土流失治理收到了很好的社会、经济效益,流域内人均收入由1998年的2594元提高到2003年的5150元,流域内农户的环境保护意识明显增强。北庄小流域治理模式可以为北方土石山区的水土流失治理提供参考。