冀北山地油松、蒙古栎林土壤水分—物理性质研究

土壤是森林生态系统的组成成分和物质基础。以冀北山地油松林、蒙古栎林、油松蒙古栎混交林作为研究对象,分析和比较了林下土壤水分—物理性质,结果表明:土壤容重随土层深度的增加而增加,由大到小排序为:油松林(1.30g/cm~3)、蒙古栎林(1.14g/cm~3)、油松蒙古栎混交林(1.10g/cm~3);土壤总孔隙度由大到小排序为:蒙古栎林(48.04%)、油松蒙古栎混交林(42.58%)、油松林(33.58%);土壤最大持水量由大到小排序为:蒙古栎林(40.32%)、油松蒙古栎混交林(38.81%)、油松林(33.58%);地表土壤稳渗速率由大到小排序为:油松林、油松蒙古栎混交林、蒙古栎林,土壤入渗速率与入渗时间存在明显的幂函数关系。     

华北花岗片麻岩山地土壤促成技术研究——室内模拟肥料对岩石金属元素释放作用Ⅰ

华北花岗片麻岩山地土壤严重退化,恶劣的土壤环境严重限制了该地区的植被恢复。为了扭转这种不利因素,探寻加快土壤促成的方法,本研究利用试验区取回的岩石粉末,室内模拟3种不同肥料4种不同处理梯度对岩石金属元素的释放作用,进而找出土壤促成的最佳施肥技术。通过连续50 d对金属元素的释放量观测,结果表明:3种肥料在不同处理梯度上对Na、Fe、Cr、Al等金属元素释放量均有促进释放作用,揭示了3种肥料能够加快岩石风化速率,且以生物有机肥作用最为理想,为华北花岗片麻岩山地植被恢复和退耕还林工程的顺利实施提供技术支持。     

密云水库集水区森林的水文作用——以北庄小流域为例

 从径流小区、天然坡面径流场及流域3个尺度,对试验流域内森林植被对水文特征的影响进行研究。结果表明:试验流域2004年年径流系数为0.43,2005年为0.10,流域内产沙均为0。有林与无林2个天然坡面径流场相比,降雨与径流系数之间呈二次曲线关系,有林坡面径流系数2003年最大,为0.72,无林坡面径流系数2003年最大,为0.97,有林坡面产沙模数明显低于无林坡面,2004年产沙削减率为18.7%,2005年产沙削减率为77.3%。不同树种组成的径流小区产流量排序为板栗>刺槐>油松。对流域水质抽样检验结果表明,超标指标主要是总氮和总磷,其余水质指标均达到一类水质标准。总体来看,流域内森林植被的增加,明显增强林地的调洪、蓄水、减沙和改善水质的功能。     

冀西北常见园林针叶树种生长季叶片滞纳PM10和PM2.5能力

PM₁₀和PM_2.5是大气雾霾重要来源。为探究绿化针叶树种滞尘能力,本研究以冀西北张家口市油松、侧柏、白皮松、青杄4种针叶树种为研究对象,分析不同树种、月份之间叶片滞纳PM₁₀和PM_2.5差异。结果显示：(1)针叶树种PM₁₀滞纳量在1.89～2.64μg·cm^-2之间,PM_2.5滞纳量在0.63～0.80μg·cm^-2之间,其中,油松PM₁₀和PM_2.5滞纳量均最大,青杄均最小,不同树种之间均无明显差异。(2)10月PM_2.5和PM₁₀滞纳量均最大(1.40μg·cm^-2、4.43μg·cm^-2),8月均最小(0.41μg·cm^-2、1.12μg·cm^-2),10月份平均滞纳量显著均大于其他月份。(3)每公顷每年PM₁₀     

北京山区不同密度油松结构与功能研究

对北京八达岭林场32 a生5种造林密度阳坡油松林生物多样性、蓄积量、碳密度、水源涵养等功能进行调查与实验,结果表明:随着林分密度的减小,林木生长状况良好,林下植被层各种生物多样性指数较其它林分高,并伴随着出现辽东栎等其它栎类更树种的生长;1200株/hm2的油松林蓄积最大为95.53 m3/hm2,但从单株蓄积量来看,不同密度的油松林单株蓄积随着油松林密度的减小而增大,油松800株/hm2的单株蓄积为0.101 7m3/hm2,是2 000株/hm2单株蓄积的3.17倍.不同密度油松林生态系统碳密度范围为78.87～142.13 t/hm2,平均碳密度为119.14 t/hm2,且随着密度增大而减小.油松林碳密度主要有3个部分组成:植被层、枯落物层和土壤层,其空间部分为土壤层＞植被层＞枯落物层,林地土壤的碳密度平均为79 t/hm2以上,地上部分碳密度与地下(包括土壤、树根和死地被物)碳密度之比平均为1/3.30;油松林地的稳渗速率、产流量随林分密度的增大而减小,这对增加当地的径流水量、涵养水源能力具有重要意义.产沙量也随密度的增加而减少,这对选择油松800株/hm2作为最优林分密度是不利因素,但从北京的多年降雨来看,这种影响对选取油松在800株/hm2作为首选经营密度还是较小.     

密云水库集水区防护林不同树种林冠截留研究

在充分考虑林冠结构特征与降雨特性的条件下,采用机械布样的方法,对密云集水区4种主要的防护林树种生长季的降雨再分配特点进行研究,并对4种防护林树种进行林冠截留模拟。结果表明：林内降雨量与林外降雨量呈线性相关关系,其回归系数可用来估计林冠蓄水蒸发系数,而截距可用来估计林冠蓄水容量;不同树种生长季场降雨的截留量,都表现出随降雨量的增大而增大,截留率随降雨量的增大而减少,在降雨初期,下降梯度最大,以后趋于平稳,直到饱和,各树种的理论饱和截留率在24.38％-38.42％之间;采用林冠截留模型进行模拟,林冠截留的实测值与预测值的误差均小于0.8,模型能够准确地模拟密云水库集水区防护林树种的林冠对季节性或长期降雨的总体截留能力。     

华北花岗片麻岩山地土壤促成技术研究——室内模拟肥料对岩石金属元素释放作用Ⅱ

华北花岗片麻岩山地土壤严重退化,恶劣的土壤环境是该地区植被恢复的限制性因子。从加快土壤促成出发,利用试验区取回的岩石粉末,室内模拟肥料对岩石金属元素释放作用,进而找出土壤促成的最佳施肥措施。结果表明：利用缓释复混肥（HK）、生物有机肥（YJ）和微生物菌肥（SW）等3种肥料对Ca、K、Pb、Mg等金属元素释放量均有促进作用,但Ca、K元素有肥料溶液＋岩石处理金属元素含量小于水＋肥料对照处理的现象发生,可能由于金属元素与肥料中的某种元素产生了耦合反应或者是金属离子与溶液中CO2反应形成碳酸盐而又重新被固定。揭示3种肥料能够加快岩石风化速率,且以生物有机肥作用最强。     

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。     

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。     

光胁迫对蒙古栎幼苗叶片结构和生理的影响

为探究光胁迫对蒙古栎叶片解剖结构和生理的影响,以蒙古栎2 a生实生苗为研究对象,设置3个光照胁迫梯度,以全光照为对照组,采用石蜡切片法,生物显微镜下测量不同光胁迫处理下蒙古栎叶片各组织结构变化趋势,采用丙酮法、烘干法和阿贝折射仪分别测定叶绿素含量、叶片含水量和自由水含量。结果显示：(1)随光胁迫程度增加,蒙古栎幼苗叶片厚度、上表皮厚度、主脉直径、栅栏组织厚度、栅栏组织/海绵组织、叶片结构紧密度呈现逐渐降低的趋势,下表皮厚度、海绵组织厚度随光胁迫程度增加呈先增加后降低的特点。(2)随光胁迫增强,总含水量和自由水含量整体呈降低趋势,结合水含量、结合水占总含水量比例先减少后增加。(3)总叶绿素含量、叶绿素a含量随光胁迫程度增加而显著增加,叶绿素b含量随光照强度的减弱呈先增加后降低的特点,叶绿素a/b随光胁迫程度增加先减少后增加。研究表明：蒙古栎幼苗叶片具有一定的耐阴性,其叶片对光环境变化非常敏感,叶片生理生态会随着光照环境的变化产生相应的适应性变化,适当的遮阴处理有助于叶片生长发育。