三峡库区防护林林分结构特征与径流、泥沙输出的关系

为揭示三峡库区防护林林分结构与径流、泥沙输出之关系,基于森林资源二类调查数据,把三峡库区秭归县茅坪镇中西部林区马尾松、杉木和针阔混交林等3个优势树种以郁闭度的差异而划分为15个林分类型,调查各林分类型灌木、草本盖度等结构特征以及径流和泥沙的输出量。结果表明:1)马尾松、杉木和混交林分,灌木盖度与郁闭度均呈负指数关系,郁闭度对杉木林灌木盖度的影响最为敏感;草本盖度与郁闭度呈明显的抛物线关系。郁闭度相同的林分,混交林更适合草本植物的生长;马尾松、杉木和混交林林分郁闭度为0.65、0.60、0.61时,具有最大枯落物生物量。2)在4次降雨事件中,马尾松、杉木、混交林分产生的径流量分别为29.9、30.4、32.7mm,混交林径流量最大,与马尾松和杉木差异显著(P0.05),马尾松和杉木差异并不显著。3)4次产沙事件中,马尾松、杉木和混交林泥沙输出量分别为289.0、299.6kg·hm~(-2)和277.3kg·hm~(-2),混交林泥沙输出量最小,杉木输出量最大。马尾松与杉木泥沙输出量差异并不显著,混交林与马尾松和杉木差异均显著。研究结果说明本区域马尾松郁闭度为0.55~0.65、杉木为0.52~0.60、混交林为0.61~0.77时,才能形成较好的灌草结构,发挥良好的水源涵养和水土保持效益。     

三峡库区退耕还林土壤侵蚀及养分流失控制——以兰陵溪小流域为例

以秭归县兰陵溪小流域为研究对象,基于2016年5—9月自然降雨条件下,对三峡库区内典型退耕还林模式(茶园、板栗林、柑橘园)及原有农耕地(对照)径流小区的土壤侵蚀及养分流失情况进行了监测和分析,评估退耕还林工程实施后对小流域土壤侵蚀及氮磷养分流失的影响。结果表明:(1)退耕还林后土壤侵蚀量和总氮、总磷流失量明显减少,与农耕地相比,板栗林、柑橘园和茶园地表径流流失减少幅度分别为41.95%,22.78%,6.11%,土壤侵蚀减少幅度分别为87.91%,75.26%,58.94%,总氮流失量减少幅度分别为52.42%,44.08%,31.26%,总磷流失量减少幅度为72.87%,70.45%,43.24%。(2)相较农耕地,退耕还林模式速效氮流失量明显减少,硝态氮流失量顺序为农耕地332.09g/hm~2茶园243.42g/hm~2板栗林124.76g/hm~2柑橘园123.18g/hm~2,铵态氮流失量顺序为农耕地184.22g/hm~2茶园132.18g/hm~2柑橘园117.62g/hm~2板栗林91.42g/hm~2,且硝态氮流失量占总氮流失量比率高于铵态氮。(3)总氮、总磷主要通过侵蚀泥沙途径流失,速效氮流失的主要途径是地表径流。流域内主要污染物为随侵蚀泥沙流失的总氮。     

低温胁迫下植物生理反应机理研究进展

温度作为一个重要的环境因子, 对植物生长发育起着重要作用。低温对植物造成的伤害影响着植物栽培、作物生产、花卉开花和果树结实等一系列活动, 迄今为止人们还没有找到根本解决方法。文中综述了近几年来国内外关于植物抗寒性与形态结构、膜系统、保护性酶系统、渗透调节物质、基因等因素关系的研究进展, 分析认为, 与抗寒性相关的各个因素最深入层次都涉及基因组序列排列、信号传导、基因表达。今后加强结合分子层面、代谢组学和栽培措施改善植物抗寒途径等方面的研究, 可为植物抗寒机理探索提供深层次基础理论参考。     

太行山侧柏人工林林冠降雨截留及地表径流的研究

对侧柏人工林分的林冠降雨截留及地表径流进行观测，要冠降雨截留量与降雨量相关，截留量随降雨量的增加而增加，截留率则相反，年截留率３３％；地表径流量和土壤侵蚀量与降雨量正相关，年地表径流量和土壤侵蚀量分别为３９．５ｍｍ和１３２７ｋｇ／ｍｈ＾２。     

三峡库区兰陵溪流域森林土壤有机碳、有机质与容重间的回归模型

【目的】建立三峡库区兰陵溪流域森林土壤有机碳、有机质与容重之间的回归模型,完善土壤属性数据库。【方法】利用该流域森林土壤调查数据库,确立土壤有机质(SOM)与有机碳(SOC)间的转换系数,构建土壤容重(BD)与SOM(SOC)含量之间的回归模型,并使用决定系数(R²)、Nash-Sutcliffe效率系数(E)、百分误差(P_e) 等统计参量进行检验。【结果】Van Bemmelen转换系数(0.58) 不适合该研究区(R²＝0.62,E＝0.51、P_e＝-31.16%),SOC-SOD转换系数应该为0.455(R²＝0.85,E＝0.86、P_e＝-3.0%),不同深度SOC-SOD转换系数并不相同,随土壤深度的增加迅速降低;其他地区构建的BD-SOM(SOC)回归模型不能直接应用于该区域,BD-SOM模型参数优化后可应用于该区域;BD-SOC模型参数优化后,对数多项式模型可以用于该区域。【结论】BD-SOM回归模型模拟值优于BD-SOC模型,建议使用BD-SOM回归模型进行土壤数据库完善。其中效率最高、误差最小的模型为Federer有机密度模型(R²=0.75,E =0.81,P_e =5.4%),可以在该地区推广应用。     

云阳县柏木生长与气候变化和虫害发生的关系

应用树木年轮生态学方法研究三峡库区云阳县柏木生长动态,通过交叉定年并滤除遗传因子对生长的影响,建立柏木标准年表和残差年表,并进行年表与气候因子相关性分析。结果表明:云阳县柏木年轮生长与当年春季平均温度之间存在极显著负相关关系,与1,2月的月平均温度之间存在显著负相关关系;月降雨量和湿度指数对柏木生长没有显著影响。柏木鞭角华扁叶蜂的发生与标准年表的相关分析表明柏木叶蜂的发生总面积、柏木感虫率与柏木生长存在显著相关关系。通过多元回归得出云阳柏木年轮指数与气候因子的关系模型,用于柏木生长的预测模拟。     

兰陵溪小流域不同植被恢复模式生态功能研究

以农耕地为对照,对三峡库区兰陵溪小流域7种植被恢复模式生态功能进行研究.结果表明:各模式土壤种子库主要为草本植物种子.农耕地、柑橘林地种子库密度较高,分别达到12 043粒/m2和10 160粒/m2;针阔混交林、板栗林、栎林、马尾松林地土壤出现灌木和乔木种子,导致其种子库物种丰富度较高.种子库物种多样性指数最高为针阔混交林,达到3.9.各模式间种子库组成成分相似性变化范围为37.50～86.67,无较大的异质性,农耕地与其他模式的相似性最小.各植被恢复模式均可提高林冠层对降水的截持作用.单场降雨量为3.12～43.80 mm时,各模式平均林冠截留率为18.04%～24.36%,马尾松林、栎林和针阔混交林等3种模式的林地枯落物吸持水量为1.97～4.55 mm.各模式林地土壤最大蓄水量大小依次为竹林(402.29 mm)>茶园(349.34 mm)>农耕地(330.55 mm)>柑橘林(272.65 mm)>针阔混交林(242.93mm)>栎林(201.20 mm)>板栗林(175.08 mm)>马尾松林(144.97 mm).坡耕地经植被恢复后,地表径流量和径流系数平均分别减少82.04%和83.72%.土壤侵蚀模数减小1 608.87～1 876.66 t/(km2·a).各植被恢复模式的土壤质量均高于农耕地,土壤质量指数分别为板栗林(0.562 9)>马尾松林(0.512 1)>柑橘林(0.492 1)>栎林(0.448 5)>针阔混交林(-0.258 7)>茶园(-0.453 5)>竹林(-0.638 5),均高于农耕地土壤质量指数(-0.664 9).各植被恢复模式的生态功能综合评价值均高于农耕地,其中针阔混交林为生态公益林恢复的最优模式,板栗林为经济林建设的最优模式.     

三峡库区兰陵溪流域土壤有机碳密度的影响因素

研究三峡库区兰陵溪流域0~30 cm层土壤有机碳(SOC)密度的影响因素,建立该地区土壤有机碳密度的回归方程,调整碳汇策略。通过典型样点法选取该流域各土地利用方式0~30 cm土壤样品,测定其SOC密度,调查各取样点海拔、坡度、坡向、土壤理化性质等环境因子,分析SOC密度与环境因子的相关性。结果表明,该流域草地、茶园地、灌木地、林地、农地5种主要土地利用方式的平均SOC密度分别为7.55、3.83、6.04、10.24、2.83 kg/m~2,差异极显著(P0.01);SOC密度与有机质含量(r=0.942)、黏粒含量(r=0.898)、总氮含量(r=0.863)、海拔(r=0.599)等环境因子呈极显著正相关(P0.01);与沙粒含量(r=-0.932,P0.01)和坡度(r=-0.407,P0.05)呈负相关;与土壤p H、总磷含量、总钾含量的相关性不显著。SOC密度与上述环境因子的复相关系数R=0.9860.8,为高度相关,且复相关系数大于任一自变量与因变量之间的相关系数,说明环境因子对SOC密度具有综合影响。     

三峡库区典型退耕还林模式水土保持功能研究

为评估退耕还林工程对流域水土流失的控制效应,选择三峡库区典型退耕还林模式(茶园、柑橘园、板栗林),以坡耕地为对照,观测和分析不同退耕模式下土壤物理性质及径流泥沙输出情况,结果表明:茶园、板栗林、柑橘园与坡耕地比较,年径流输出量平均减少了17.92%,大小关系为板栗林(110.71 m~3/hm~2)柑橘园(164.16 m3/hm~2)茶园(171.74 m3/hm~2)坡耕地(181.38 m3/hm~2),板栗林径流量显著小于其他三种模式;年泥沙输出量大小关系同样为板栗林(141.92 kg/hm~2)柑橘园(343.78 kg/hm~2)茶园(394.79 kg/hm~2)坡耕地(1 210.77 kg/hm~2),退耕模式相对于坡耕地泥沙输出量显著减少,平均减少了75.76%;退耕后土壤水分物理性质得到很大改善,退耕还林模式土壤容重降低,毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度增加,有利于水土保持功能的发挥。说明退耕还林后新形成的林地和园地具有较好的蓄水保土效益,对小流域的水土流失控制和土壤改良作用明显。