宁夏六盘山林区几种主要森林植被生态水文功能研究

从森林冠层、枯枝落叶层、土壤层等方面分析了六盘山林区水源涵养林油松、华北落叶松、辽东栎、红桦、李灌丛及杂灌丛6种森林生态系统在水文过程中的作用。试验结果表明:各植被类型的林冠层截留各不相同,在雨季(6～9月)辽东栎和华北落叶松的截留率相当,红桦的最小。各种植被类型的冠层月截留率除红桦外都是6月份最大,7,8,9三个月截留率呈波动状下降,但均为7月份的截留量最多,而红桦在6,7,8月份的截留率相当,9月份的较小;枯落物最大持水深以红桦的最大,灌丛类型的最小;土壤水文特性各异,0～80cm土层平均容重以红桦的最小,油松的最大,总孔隙度以红桦的最大,油松的最小,非毛管孔隙度以杂灌丛的最大,华北落叶松的最小,从土壤持水深看,0～80cm土层的杂灌丛土壤最大持水量最大,油松的最小;0～80cm土壤毛管持水量以华北落叶松的最大,红桦的次之,李灌丛的最小。同时对山区的降水特性进行了研究,发现降水量随海拨高度增加降水量增加,平均每100m抬升雨量5 28%,至海拨2640m以后降水量又开始下降,平均每100m递减4 27%。     

人类活动对泾河流域径流时空变化的影响

以泾河流域内14个水文站和189个雨量站的水文序列数据(1966-2005)为基础,分析了泾河流域径流的时空变化特征,并评估了人类活动对径流的影响.结果表明:径流呈明显的减少趋势,尤其是2000年后减少趋势极为显著;各子流域间径流变化存在明显的空间差异,以干流杨家坪以上及雨落坪、杨家坪至张家山区间各子流域的径流系列减少...     

华北落叶松林土壤物理性质空间变异与取样量

准确刻画森林土壤水文物理性质空间异质性对于深入理解林地的水文、生态过程具有重要意义,而量化其合理取样量有助于提高森林土壤调查的精度.采用经典统计学和地统计学的方法,研究宁夏六盘山华北落叶松林土壤水文物理性质的空间异质性,并利用Monte Carlo模拟重抽样的方法,量化90％和95％置信水平下各指标的合理取样量.结果表...     

祁连山林草复合流域降水规律的研究

在祁连山西水试验区排露沟林草复合流域分坡向和海拔设置26个雨量观测点,观测研究了降水变化规律,结果表明:(1)流域内降水具有明显的季节变化,夏秋季降水充沛,冬春季降水稀少;(2)降水变化是大气环流和小气候及环境因子综合作用的结果,月降水量(R,mm)与月水汽压(P,Pha)、气温(T,℃)、空气湿度(W,%)和水面蒸发(E,mm)之间存在显著的线性相关关系:R=-98.206 3 11.735 3P 1.135 0W 0.086 1E-2.294 6T,相关系数为0.948 6;(3)降水量随海拔升高而递增,2 600～3 300 m百米平均递增率为4.95%,当海拔超过3 300 m及接近山顶时,降水出现随海拔升高而下降的趋势;降水空间分布差异除受海拔影响外,还受坡向的影响,阴坡比阳坡降水多7%左右,处在相同海拔和坡向的植被类型差异对降水量的影响不显著;(4)模型Ⅱ能够较准确模拟流域降水动态变化,可以利用流域附近气象站降水观测值进行流域降水量估算.     

干旱半干旱地区主要树种叶片水分利用效率研究综述

树种选择是干旱、半干旱地区森林植被恢复与重建的关键环节, 而水分利用效率(WUE)是表征树种抗旱性和水分利用特征的基本生理参数, 是目前树种选择研究中的一个热点和难点问题。文中在介绍树木叶片WUE概念和研究方法的基础上, 从树木叶片WUE在树种和生活型之间的差异和时空变化规律及其对光照、水分、温度、CO₂和O₃浓度等环境因子的响应等方面阐述了干旱、半干旱地区主要树种叶片WUE研究的进展情况, 指出目前树木叶片WUE研究中存在的问题及今后研究展望。     

六盘山南部华北落叶松人工林土壤有机碳含量

研究造林措施和林龄对宁夏六盘山南部不同坡向华北落叶松人工林土壤有机碳的影响。结果表明:造林后,各坡向的土壤有机碳含量均呈现先下降、后上升的变化过程,其对造林干扰的敏感程度随土层加深而减弱;在阳坡半阳坡,造林10年后的幼龄林0～45cm土层土壤有机碳密度(96.33t·hm-2)仍低于灌丛(122.12t·hm-2),造林20年后的中龄林(189.27t·hm-2)已高于灌丛,说明土壤碳库已得到恢复;在阴坡半阴坡,幼龄林和中龄林的土壤碳密度分别为192.37和222.03t·hm-2,均低于天然次生林(256.64t·hm-2),说明造林20年后土壤碳库仍未恢复;阳坡半阳坡林地在造林后第8年0～45cm土层有机碳含量降至最低,相对阳坡灌丛(32.13g·kg-1)的降幅为3.72g·kg-1,需在造林后第16年才能恢复到造林前的灌丛水平;阴坡半阴坡林地在造林后第16年降至最低,相对阴坡次生林(66.30g·kg-1)的降幅为22.77g·kg-1,需在造林后第32年才能恢复到造林前次生林水平;阴坡造林后,其土壤有机碳比阳坡损失量大,损失期长,恢复较慢,但阴坡土壤碳库的绝对值在任何林龄阶段都高于阳坡,说明阴坡森林土壤的碳储存能力高于阳坡;在阳坡半阳坡灌丛采用扰动较弱的稀植造林时,造林后第10年0～45cm土层有机碳含量平均为31.05g·kg-1,虽仍低于灌丛(35.55g·kg-1),但却远高于扰动较强的全面整地后常规密度造林(23.17g·kg-1)。     

宁南山区华北落叶松林枯落物水文特征研究

森林枯落物层具有重要的生态水文功能,对六盘山北侧叠叠沟小流域华北落叶松林下枯落物吸水速率、释水速率和截留降雨动态变化及其影响因素进行了研究.结果表明,枯落物吸水速率与浸泡时间呈对数函数关系,释水速率与时间呈幂函数关系.枯落物饱和持水能力较强,可达到自身重量的4倍.对生长季内枯落物持水量动态变化的观测表明,当长时间无雨时,持水量显著下降;当降雨发生时,持水量迅速增加,这种动态过程随着降雨发生而不断重复.此外,由于林冠下穿透降雨分布不均匀和前期枯落物干燥,有时可出现枯落物透过雨量大于降雨量的现象.对枯落物持水量与环境因子的相关分析表明,持水量与林内降雨量呈显著正相关(P<0.01),而与林内气温、太阳辐射、风速、大气水势和饱和水汽压差呈显著负相关(P<0.01).     

祁连山区林地的土壤贮水量坡位响应

同一坡面上不同坡位土壤贮水量差异的研究,有助于了解坡面土壤水分分布特征,指导坡面植被恢复和坡面治理.对祁连山排露沟小流域阴坡上不同坡位土壤水分差异,分析表明:1)生长季平均土壤贮水量自坡上到坡下呈“单峰”变化:坡中和坡中下最高,分别为201和198 mm;坡中上和坡下次之,分别为177和175 mm;而坡上最少,为159 mm.2)6月、7月和9月,坡中、坡中下土壤贮水量显著高于其他坡位.5月和8月,不同坡位土壤贮水量差异较小,但坡中、坡中下土壤贮水量仍略高于其他坡位.3)在任何天气条件下,不同土层土壤贮水量沿坡面的变化规律均表现为自坡上到坡下呈“单峰”变化.0 ～ 30 cm土层土壤贮水量,在持续无雨、小雨或连阴雨的天气条件下,均表现为坡上最低,坡中最高.30 ～ 80 cm土层的贮水量,在不同天气条件下,坡中和坡中下的土壤贮水量总量最高;在持续无雨或小雨的天气下,坡中上最低;连阴雨的天气条件下,坡上最低.因此,中坡位由于接收坡上来水,水分条件最好.这说明在坡面尺度上进行林业管理时,考虑不同坡位的水分条件,合理管控不同坡位林分密度,有利于实现林-水可持续发展.     

六盘山主要植被类型的生物量及其分配

2009年,在宁夏六盘山南部林区香水河小流域,调查研究了主要森林类型的生物量及其层次和器官分配。结果表明:不同森林的活体植被总生物量(t·hm^-2)差别较大,依次为华山松(102.70)>桦木林(84.42)>山杨林(79.97)>华北落叶松人工林(58.37)>疏林(44.91),按各类森林面积加权平均为78.37,远高于灌丛(20.77)、草地(1.07)和草甸(2.29)。各类森林的枯落物现存量(t·hm^-2)为:华北落叶松人工林(18.21)>华山松林(11.99)>桦木林(10.90)>山杨林(7.67)>疏林(7.06),也都远高于灌木林(3.13)、草甸(0.82)和草地(0.49)。森林生物量集中在乔木层(占91.04%),灌木层仅占8.09%,草本层更低至0.87%。森林生物量的器官分配比例:乔木层为树干(54.06%)>枝(21.04%)>根(16.92%)>皮(5.34%)>叶(2.65%);灌木层为枝干(62.68%)>根(30.55%)>叶(6.77%);草本层为地上茎叶(58.82%)>根(41.18%)。乔木层地上与地下生物量比值的平均值为4.49,几种阔叶林都在4.0左右,但华北落叶松林为6.41,华山松林为5.80,都远大于灌木林的2.82、草地的1.89及草甸的1.20。不同林分的生物量均随林龄和林冠郁闭度的增大而几乎线性增加,并随林分密度的增加而增大,但在密度超过900株·hm^-2后生物量增速减缓并渐趋其最大值。     

六盘山华北落叶松林的结构随林龄变化及其水文影响

[目的]探讨林分结构随林龄的变化及其所带来的水文影响,为六盘山半干旱区森林植被建设和经营管理提供理论依据。[方法]在六盘山半干旱区叠叠沟小流域,以主要人工林类型—华北落叶松人工林为研究对象,基于1993—2002年的日气象数据,应用林分结构耦合模型和BROOK90生态水文模型,通过情景模拟,得到植被结构(平均树高、胸径、郁闭度、LAI)随林龄的变化,及其对水分平衡分量(截留量、蒸腾量、土壤蒸发量、产流量)的影响。[结果]华北落叶松林随林龄的增加可分为快速生长期(林龄5～15 a)、缓慢生长期(林龄15～40 a)和稳定期(林龄大于40 a)。在快速生长期,林分平均树高、平均胸径、郁闭度和冠层LAI均随林龄的增加而快速增大,年均增长率分别为0.48 m·a^-1、0.54 cm·a^-1、0.03、0.19;在缓慢生长期,林分平均树高、平均胸径和郁闭度呈缓慢增大趋势,而冠层LAI则呈先增大后减小的趋势;在稳定期,林分结构基本稳定。在快速生长期,年均截留量和蒸腾量随林龄增加而快速增大,年均增长率分别为1.91、24.13 mm·a^-1