桤-柏带状改造对川中丘陵区柏木林土壤碳氮磷化学计量特征的影响

川中丘陵区高密度柏木防护林存在林分结构单一、土壤地力退化、生物多样性低等问题.为揭示桤木-柏木带状改造对土壤碳、氮、磷分配格局和土壤物理性质的影响,采用典型样地法分析桤-柏带状混交林和柏木纯林0-20 cm(M1)和20-40 cm(M2)土壤物理性质、有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量及化学计量比.结果表明:经桤-柏带状改造后,M1和M2土层OC分别增加46.80%和77.01%,TP分别降低67.98%和60.20%,TN无显著变化,土壤C:N、C:P和N:P比值以及土壤总孔隙度、毛管孔隙度、土壤自然含水量和最大持水量均显著增加;随着土层加深,桤-柏混交林的土壤OC、TN、C:P、N:P和最大持水量显著降低,C:N和容重显著升高,TP无显著性变化,柏木纯林的土壤OC、TN和TP显著降低,C:N:P化学计量比、容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、自然含水量和最大持水量无显著变化;同时,桤-柏带状改造还减弱了土壤容重、孔隙度和最大持水量对碳氮磷含量和化学计量比的影响,加剧了表层土壤磷的限制.因此,桤-柏带状改造能够有效改善柏木纯林土壤的理化性质,增强柏木林土壤涵养水源的功能;在后期的经营过程中,建议在桤木—柏木混交林中补施磷肥以缓解土壤磷元素缺乏现象.(图4表3参50)     

金沙江干热河谷优势草本植物生物量与土壤物理性质的关系

测定金沙江干热河谷3种优势草本植物(扭黄茅、拟金茅和芸香草)的地上、地下生物量及土壤分层(0-5、5-10、10-20 cm)容重、含水率、持水量和孔隙度等物理性质,探讨3种植物地上、地下生物量、根冠比与各土层物理性质的相关性.结果显示:(1)扭黄茅地上生物量显著高于拟金茅和芸香草,但地下生物量和根冠比显著低于后两者.(2)除扭黄茅外,拟金茅和芸香草的地上、地下生物量之间均呈现异速生长关系.(3)芸香草0-5 cm的土壤物理性质优于5-20cm,拟金茅则相反;除含水率、非毛管孔隙度外,扭黄茅各土层物理性质无显著差异.(4)拟金茅地上生物量与0-5cm的含水率、5-10cm的毛管持水量、最小持水量、总孔隙度、毛管孔隙度呈显著正相关,其地下生物量与3个土层的含水率呈显著正相关;芸香草地下生物量与0-5 cm的含水率、5-10 cm的毛管持水量、最小持水量以及10-20 cm的最小持水量呈显著正相关,其地上生物量及扭黄茅地上、地下生物量与3个土层的物理性质均无显著相关性.拟金茅根冠比与容重呈显著正相关,与持水量、总孔隙度呈显著负正相关,芸香草根冠比与毛管持水量、最小持水量呈显著正相关.综上,含水率是影响拟金茅生长发育的重要因子,持水量、孔隙度对拟金茅地上生物量的影响更大;含水率、持水量对芸香草地下生物量的影响更为显著;扭黄茅生物量分配可能受到除土壤物理性质以外的因子影响更大.与拟金茅和芸香草地上、地下生物量的异速生长关系不同,扭黄茅通过分配较低地下生物量来适应干热河谷的特殊生境.(图4表5参46)     

塔里木荒漠河岸林植物群落演替下的土壤理化性质研究

选择塔里木荒漠河岸林内典型、有代表性的不同演替阶段的群落,对其土壤理化性质进行研究。结果表明：土壤理化性质在演替方向和土壤剖面上表现出较强的规律性。演替后、中期表层土壤（0～20 cm）粘粒质量分数比初期分别减少了1.28%、64.29%、土壤砂粒质量分数分别增加了3.08%、17.23%,土壤明显变粗沙化。群落演替能明显增大土壤容重与非毛管孔隙度,降低土壤总孔隙度、毛管孔隙度、孔隙比、土壤水分质量分数、最大持水量、毛管持水量和最小持水量。演替后、中期表层土壤非毛管孔隙度比初期分别增大了33.78%、36.087%,土壤水分质量分数分别降低了85.57%、97.77%,演替后期最大持水量、毛管持水量分别比初期降低了40.28%、9.27%,导致土壤固相率减小,气相率增大,土壤持水供水能力与抗风蚀性能减弱。土壤有机质、全氮与碱解氮、全磷与速效磷、全钾与速效钾、盐分质量分数随群落演替呈降低趋势。演替后期表层土壤有机质、碱解氮、全磷与速效钾质量分数分别比初期降低了38.68%、60.71%、23.58%、66.93%,其土壤理化性质退化最显著。地下水位下降是引起荒漠河岸林植物群落逆向演替的驱动力。当前随人类干扰强度增强（水土资源开发）,塔里木荒漠河岸林土壤结构与土壤生态功能随之受到破坏与衰退,而保持合理的生态水位则是维持荒漠河岸林生态系统稳定的有效途径。     

冀北山地3种森林植被恢复类型对土壤质量的影响

森林植被恢复对土壤质量的改善是森林可持续经营的重要条件。为研究冀北不同森林植被恢复类型对土壤质量的影响差异,以小五台山自然保护区46年生华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)、白桦(Betulaplatyphylla)、华北落叶松-白桦混交林为研究对象,分层测定了3种植被类型的土壤物理性状、持水能力和养分特征,采用土壤质量指数评价法对3种植被恢复类型土壤质量进行了综合评价。结果表明,(1)华北落叶松-白桦混交林对中下层(20～60 cm)土壤物理性状的改善作用较大,其浅层土壤(0～20cm)物理性质与华北落叶松和白桦纯林差异不明显。(2)华北落叶松-白桦混交林对土壤持水能力的改善作用较大,特别是对最大持水量和田间持水量的改善作用明显大于华北落叶松和白桦纯林;对20 cm以下土层毛管持水量和土壤含水量有明显的改善作用。(3)3种植被恢复类型中,土壤养分状况表现为华北落叶松-白桦混交林华北落叶松林白桦林。(4)土壤质量综合评价结果表明,不同植被恢复类型对土壤质量的改善作用表现为华北落叶松-白桦混交林华北落叶松林白桦林,改善作用最明显的是中下层土壤(20 cm以下)。综上,森林植被恢复对土壤质量的改善作用是由浅及深的过程,随着林龄增大,其对土壤质量的改善作用逐渐深入到土壤中下层。     

川西亚高山针叶林次生演替对土壤持水量的影响

次生演替已成为川西亚高山针叶林迹地上的主要演替方式之一.选择川西米亚罗林区现有次生演替序列草地、灌丛、次生桦木林、原始针叶林为对象,研究川西亚高山森林采伐迹地次生演替过程中土壤物理性质以及持水性能的变化规律.结果显示,草地、灌丛和次生桦木林与原始针叶林相比,土壤容重差异性显著,分别增加了52.17%、44.93%、17.39%,土壤总孔隙度和非毛管孔隙度差异性显著,分别减少了13.61%、11.60%、4.66%和14.44%、12.62%、0.52%;关于土壤持水性能,原始针叶林有着最高的土壤最大持水量和土壤非毛管持水量,分别为2 315.44 t/hm2和751.40 t/hm2,随着次生演替进行,土壤非毛管持水量显著增加,细根和土壤有机质是导致土壤持水量变化的原因之一.综上所述,较之原始针叶林,其他3种演替阶段的土壤蓄水能力都遭到了不同程度的破坏.前期采伐破坏了土壤物理结构,土壤仍留有"记忆",叠加上后期干扰,改变了土壤物理性质,使其具有较高的土壤容重和较低的土壤总孔隙度,因而土壤持水性能相对较差.上述研究可为加快川西亚高山针叶林迹地生态功能恢复提供科学依据.(图3表3参50)     

杨-桤短期混交的林地土壤养分异质性

以江苏省泗洪县陈圩林场5年生的具有不同混交比例的南林95杨(Populus×euramericana‘Nanlin-95’)和江南桤木(Alnus trabeculosa)混交林为对象,对混交5年后所产生的林地局部土壤养分异质性以及碳、氮、磷生态化学计量特征进行研究,从养分供应和平衡角度探讨引入固氮树种进行混交后在短期内所产生的混交效应,为杨树人工林养分管理及杨树混交林营造提供理论依据。研究结果表明,杨-桤混交5年整体上提高了林地土壤p H值,但其提高程度随桤木比例的增加而下降。杨-桤2∶1混交林分中由杨树与桤木围成的行间0~10 cm土层的土壤pH值为6.98,显著低于由2行杨树所围成的区域(7.29),表现出明显的异质性。土壤有机碳和全氮含量在各种混交比例林分的不同区域变化不大,而全磷含量则表现为混交林分略高于杨树纯林。4种混交比例林分土壤中硝态氮占无机氮总量的98%以上,同一混交林分中靠近桤木行区域的0~10cm土层土壤的铵态氮含量整体上高于靠近杨树行的区域,其中杨-桤1∶2混交林分中由2行桤木所围成的区域的0~10 cm土层土壤铵态氮含量(0.60 mg·kg~(-1))是杨树纯林的2.14倍。杨-桤2∶1混交林分中由杨树与桤木围成的区域0~10 cm土层土壤C∶N比(9.48)和C∶P比(29.13)均显著低于杨树纯林(分别为12.46和39.64),反映了混交引起的林地养分提高效应以及生态化学计量学特征的改变。整体而言,固氮树种桤木的引入在混交5年后即导致混交林地土壤出现一定程度的养分异质性,提高了林地局部区域的土壤养分含量、供应能力,并改变了其生态化学计量学特征。     

洪涝灾害干扰下受损自然恢复林地土壤基本性状及分形维数特征

选取重大洪涝灾害干扰下受损自然恢复3种不同林地(毛竹林、杉木林、次生阔叶林)为研究对象,以未受损林地为对照,测定不同林型土壤基本性状指标(包括土壤颗粒组成在内的物理性质、主要养分含量),并运用分形理论计算了分形维数D值,探讨分形维数与土壤基本性状的相关关系.结果表明:(1)3种不同林型土壤均以粉粒含量占比最大,分形维数在2.58-2.70之间,0-10 cm土层分形维数表现为毛竹林杉木林次生阔叶林,受损自然恢复林地未受损林地,其中次生阔叶林的受损自然恢复林地与未受损林地差异显著.(2)毛竹林与次生阔叶林土壤容重表现为受损自然恢复林地显著大于未受损林地,土壤含水量、毛管持水量、非毛管孔隙度与总孔隙度则相反,受损自然恢复与未受损杉木林间土壤物理性质的差异较小;各林型土壤养分含量随土层深度的增加而降低,且受损自然恢复林地显著低于未受损林地,总体恢复状况表现为杉木林次生阔叶林毛竹林.(3)土壤分形维数与土壤黏粒含量、土壤容重存在显著正相关关系,与有机质、全氮、土壤含水量、毛管持水量、非毛管孔隙度及总毛管孔隙度存在显著负相关关系.因此,分形维数能够客观地表征土壤的结构特征以及土壤养分肥力特征;受损恢复林地土壤条件还未达到未受损林地的水平,对恢复状况较差的毛竹林,可以适当地进行人工植树造林,优化群落结构,进而改善土壤条件,促进灾害干扰下受损植被的恢复进程.     

生草和地布覆盖对攀枝花地区芒果园土壤性质及果实品质的影响

为向半干旱区芒果园土壤管理制度的制定提供理论依据,以攀枝花‘凯特’芒果果园为研究对象,设置紫云英生草刈割覆盖模式(雨季生草、旱季刈割覆盖)和地布覆盖模式2个处理,以清耕为对照(CK),于覆盖后第2年测定0-60cm土壤pH、容重、孔隙度、含水量、持水量、贮水量、入渗速率与有机质、速效养分等性状,分析两种地面覆盖模式对芒果叶片叶绿素含量、比叶重及果实品质、产量的影响.结果表明:(1)两种覆盖模式均降低了芒果园土壤pH值、提高土壤水分含量及毛管孔隙度,紫云英生草刈割覆盖还提高了土壤非毛管孔隙度及土壤通气度、降低容重,影响主要集中在0-40cm土层.(2)两种覆盖模式均提高了土壤持水量及贮水量,紫云英生草刈割覆盖优于地布覆盖,0-60 cm土壤最大、毛管、非毛管、田间持水量及吸持贮水量分别较清耕提高27.81%、31.65%、15.16%、10.38%、9.98%,且土壤合理灌溉定额较清耕降低3.80 mm.(3)紫云英生草刈割覆盖区0-60 cm土壤初渗速率、平均渗透速率、稳渗速率和渗透系数较清耕提高18.87%-36.86%,而地布覆盖区土壤入渗性能则无明显提高.(4)地布覆盖区土壤有机质、碱解氮含量与清耕无明显差异,而土壤有效磷、速效钾含量分别较清耕提高31.84%、14.43%;紫云英生草刈割覆盖区土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较清耕提高74.48%、56.60%、84.20%、21.59%.(5)两种地面覆盖模式均提高了芒果叶片叶绿素含量及比叶重,提高了芒果果实可溶性固形物含量及固酸比,紫云英生草刈割覆盖模式还降低了芒果可滴定酸含量、提高了芒果单果重.可见,两种地面覆盖模式在改善土壤理化性质、提高土壤蓄水保墒能力、增强土壤肥力、提高果实品质方面均有良效,攀枝花半干旱区芒果园采用紫云英生草刈割覆盖模式效果更佳.(图3表3参49)     

川西北高山/亚高山区6种典型土壤类型水文效应

通过测定川西北高山/亚高山区6种典型土壤类型(亚高山草甸土、高原草甸土、暗棕壤、棕壤、黄棕壤、褐土)不同土层深度有机碳含量、容重、孔隙度、持水蓄水及渗透性能,揭示6种土壤类型孔隙度及水文效应差异及在垂直空间的变化规律,建立6种土壤类型渗透速率与时间关系的渗透模型.结果显示:(1)0-100 cm土层6种土壤类型有机碳含量均值表现为高原草甸土亚高山草甸土褐土棕壤黄棕壤暗棕壤;不同土壤类型有机碳含量在相同土层差异显著(P 0.05),同一土壤类型随土层加深而减小;容重在0.87-1.79 g/cm~3之间,随土层加深容重增加;总孔隙度为37.6%-55.81%.(2)0-100 cm土层自然贮水量、最大持水量、非毛管持水量平均值亚高山草甸土最高;田间持水量、涵蓄降水量黄棕壤最高;随土层加深,最大持水量、毛管持水量、非毛管水量、田间持水量、涵蓄降水量增加.(3)6种土壤类型均表现为初渗速率大于稳渗速率,土壤类型间差异显著,渗透速率与时间呈幂函数关系,接近于考斯加柯夫公式.上述研究表明土壤类型的差异对孔隙特征和水文效应的作用显著,主要集中在土壤最大持水量、非毛管持水量及渗透速率方面;结果可为川西北地区不同土壤类型背景下生态环境恢复重建、生态系统水源涵养功能评价提供理论依据.(图2表5参26)     

27年生杉木观光木混交林土壤肥力的初步探讨

对27年生杉木观光木混交林及杉木纯林的土壤肥力研究表明,混交林的孔隙状况、水分状况、团聚体结构和养分含量均比纯林有所改善.混交林0～20 cm土壤的非毛管孔隙比纯林的大3.68%,最大持水量、田间持水量和有效含水量分别比纯林高出8.56%、4.92%和8.892%;0～     

不同等级石漠化环境下人工乔木林的植被与土壤物理特征

目前石漠化地区的植被恢复是生态系统研究的一大难题.以武陵山石漠化综合治理国家长期科研基地人工林为研究区,通过野外踏查选定樟树-马尾松人工林为研究对象,采用单因素方差分析、相关性分析和主成分分析相结合的方法,研究该地区樟树Cinnamomum camphora-马尾松Pinus massoniana林在无石漠化、轻度石漠...     

南方地区荒坡山地种植龙须草的生态效益研究

通过定位试验 ,采用定性与定量相结合的方法 ,研究了荒坡地种植龙须草对土壤理化性状、草地小气候环境和水土流失等的影响。结果表明 ,种植龙须草能降低土壤容重 ,提高土壤总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度 ,改善土壤通气透水性能 ,增加土壤贮水量 ,降低土温 ,减少水土流失 ,提高土壤肥力 ,可取得良好的生态效益。     

渝北不同模式水源涵养林植物多样性及其与土壤特征的关系

以重庆缙云山8种不同构建模式的水源涵养林及林地土壤为研究对象,用物种多样性指数(simpson指数、Shannon-Wiener指数)、均匀度指数(Pieiou指数)和物种丰富度指数(Margalef指数)以及用土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、有效磷、速效钾和阳离子交换量12个指标表征土壤的物理性状和养分特征,分析了8种群落的植物多样性、土壤特征及二者的相互关系.结果表明:物种多样性以广东山胡椒(Lindera kwangtungensis)×杉木((7unninghamia anceolata)混交林最高.马尾松(Pinus massoniana)×广东山胡椒混交林次之,马尾松×柳杉(Cryptomeria fortunei Hooibrenk)混交林和毛竹(Phyllostachys pubescens)纯林最低.各模式林地土壤特征差异显著,以毛竹纯林土壤质量最差.在该地区针阔混交林对提高物种多样性和改良土壤作用显著,针叶林及纯林则较差.物种多样性指数与土壤特征因子的相关性分析表明,不同模式水源林群落植物多样性与土壤特征因子存在一定相关性,其中与土壤物理性状特征关系不显著,与养分特征关系显著.全N与全K与四个多样性指数呈显著或极显著的正相关,Shannon-Wiener指数、Simpson指数和有机质、阳离子交换量、速效P呈显著的正相关,特别是有机质和全N两因子与物种多样性关系最密切.     

京杭运河淮安段水利防护林群落护堤防蚀效应

对京杭运河淮安段水利防护林群落的护堤防蚀效应进行了研究.结果表明,防护林植被可以明显改善地表土壤物理性能,明显增加土壤总孔隙度和毛管孔隙度,降低土壤容重.不同植物群落对地表土壤的护堤防蚀效应明显不同.早熟禾群落和女贞群落可以有效提高土壤有机质含量和土壤通气蓄水效应.有植被分布的地表土壤抗蚀性比裸地显著增强（P＜0.05）.相对而言,早熟禾群落土壤水稳性指数最大（0.892）,其余依次为女贞群落（0.835）、梨树群落（0.791）、桃树群落（0.530）、水杉群落（0.397）和裸地（0.341）.植物群落土壤的抗蚀性与植物根系生物量、根数和土壤有机质含量分别呈显著正相关（P＜0.01）.     

重庆市四面山4种森林群落面源污染控制功能分析

以重庆市四面山4种森林群落为研究对象,选取林冠截留率、林地土壤毛管孔隙度、林地土壤非毛管孔隙度和林地0～20 cm土壤抗冲刷系数为分析指标,运用灰色关联度法对4种森林群落的面源污染控制功能进行研究.结果表明:在4种森林群落中作为天然林的楠竹林灰关联度值最大为0.887 7,面源污染控制功能最好,其次是人工阔叶林(0.7794)和人工混交林(0.6992),人工针叶林(0.636 1)面源污染防控能力相对较弱.在人工林方面,阔叶林灰关联度值最大为0.7794,面源污染防控能力最好,其次是针阔混交林(0.699 2),针叶林灰关联度值最低为0.636 1,其面源污染防控能力较弱.     

Soil physicochemical properties of Pinus tabuliformis plantations of different ages in Yanqing,Beijing北大核心CSCD

Soil physicochemical properties are important parameters to characterize soil quality. To evaluate the effects of different stand ages from young to mature on the soil physicochemical properties of Pinus tabulaeformis plantations, four different aged P. tabulaeformis plantations (14, 28, 36, and 51-year old) were investigated in Yanqing district, Beijing, China. Soil samples were collected at depths of 0-10, 10-20, and 20-30 cm, to analyze the effect of soil depth on soil physicochemical indexes. With increasing soil depth, the soil moisture content, water holding capacity, and porosity decreased gradually, but pH value increased. There was no significant difference in soil bulk density (BD) between different soil depths. Organic matter (OM), nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) content also decreased gradually with increasing soil depth, but there was no uniform change in electrical conductivity (EC). With the growth and development of P. tabulaeformis plantations, the soil moisture content, water holding capacity, and porosity of the same depth increased gradually, but pH value decreased. The difference in BD between different ages was not significant. The OM, N, and P content showed an increasing trend with increasing stand age. The K content in 14 a and 28 a plantations was significantly higher than that in 36 a and 51 a plantations. EC was the highest in 51 a plantations. The correlation analysis showed that there was a significant negative correlation between BD and water characteristics, porosity. There was a significant positive correlation between OM and N, P. The negative correlation between OM and pH reached a significant level at P < 0.01. OM was negatively correlated with BD, total potassium (TK, P < 0.05) and available potassium (AK, P > 0.05). Therefore, the soil physicochemical properties of P. tabulaeformis plantations improved with increasing stand age. Our results provide a theoretical basis for the management of P. tabulaeformis plantations in Beijing, such as thinning, fertilization management, and mixed forest forestation. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

广西不同地理区域森林土壤水文物理性质研究

对广西９个不同区域森林土壤（０－１００ｃｍ）水文物理性质进行测定,结果表明,不同林型的土壤容重为０．５４～１５５ｇ／ｃｍ３;总孔隙度３９％一９６．４％;最大持水量４１１．７～７５９．６ｍｍ;通气度３．２％～２７．６％;平均渗透速度０．７９～３８．５ｍｍ／ｍｉｎ。不同土类及林型的土壤容重的大小为;黄壤＜红壤和阔叶林或针阔叶混交林＜针叶林,而总孔隙度、持水量、通气度及渗透速度则相反。     

人为干扰对川西亚高山针叶林土壤物理性质的影响

研究了川西亚高山针叶人工林在几种不同强度人为干扰下林地土壤物理性质。结果表明，随人为干扰强度的增加，土壤中细土（粉粒、粘粒）和大团聚体数量减少，小团聚体和原生土壤颗粒增加；土壤表层孔隙度减小，尤其是大孔隙明显减少；土壤有效水降低，持水供水能力减弱，渗透系数减小。川西亚高山人工针叶林土壤生态功能随人为干扰强度的增加而减弱，建议在最易受人为干扰的造林地区，最好是在造林初期封山育林。图1表5参13     

九寨沟和黄龙自然保护区原始林与次生林土壤物理性质比较

森林土壤的结构和贮水保水能力是决定土壤水分及其时空分布的关键,九寨沟和黄龙自然保护区均是以水为灵魂,其水量的多少及时空分布格局对景区景点的视觉观赏效果具有十分重要的作用.通过对几寨沟和黄龙核心景区原始林与次生林土壤容重、持水性能和孔隙度等指标的监测,探讨了不同植被类型下土壤结构及持水能力状况.结果表明:(1)由于较早地得到保护,九寨沟景区原始林、桦槭次生林土壤物理性质均优于四川西部其它同类犁植被,与此相反,人工云杉纯林土壤物理性质明显劣于其它植被类型,可能主要与云杉平根系统对土壤膨胀挤压和单优势乔木群落所形成的不利微气候影响有机物分解归还土壤有关;(2)在黄龙核心景区的原始云、冷杉林,发育于坡积母质的土壤物理性质明显优于发育于钙华母质卜的土壤物理性质.图3表1参31