天山云杉天然林分土壤呼吸速率的时空变化规律分析

天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica(Rupr.)Chen et Fu)是构成天山山地森林生态系统的主体。在天山中部,从天山云杉在此区域分布的底线开始,结合天山云杉自然分布特征,沿每隔约100m的海拔梯度选择典型地段设置样地。根据远红外气体分析原理,采用LI-6400-09土壤呼吸室和LI-6400便携式光合作用测量系统,于2006年6-9月,测定了天山云杉天然林分在生长季内土壤呼吸速率随海拔高度和时间的变化规律。在空间上,林分的土壤呼吸速率并非随海拔高度呈线性增加或减少的关系,而是有规律的波动,在海拔1950～2110m之间,土壤呼吸速率是随着海拔高度的增加而降低,在2110～2428m之间是随着海拔高度的增加而升高,在海拔2428m处达到最大的呼吸速率值后又降低。不同海拔高度林分的土壤呼吸速率主要受土壤表面空气相对湿度及土壤温度的影响。在时间上,林分的土壤呼吸速率在生长季内随不同月份的变化为单峰曲线,其最大值出现在7月份;生长季内土壤呼吸速率与土壤温度呈显著负相关,与土壤表面空气相对湿度呈极显著正相关。而林分土壤呼吸速率的日变化在各时间点上的大小排序为7月>6月>8月>9月。它的变化与土壤温度具有极显著的正相关性,与土壤表面空气相对湿度具有显著的负相关性。     

三峡库区典型退耕还林模式土壤养分流失控制

选择三峡库区典型退耕还林模式,包括园地(茶园)及林地(板栗)与原有坡耕地对照,观测并分析其土壤养分(氮磷)输出途径及数量情况,以评估实施退耕还林工程对流域土壤养分输出的影响.结果表明:1退耕后土壤养分氮磷年流失量(包括随泥沙和地表径流流失的量)减少;总氮(TN)年输出量从大到小依次为坡耕地(2 444.27 g·hm-2)茶园地(998.70g·hm-2)板栗林地(532.61 g·hm-2);总磷(TP)为坡耕地(1 690.48 g·hm-2)茶园地(488.06 g·hm-2)板栗林地(129.00 g·hm-2);与坡耕地比较,退耕还林模式(园地、林地)总氮、总磷年输出载荷分别减少了68.68%和81.75%.2茶园地、板栗林地与坡耕地相比,土壤养分速效态氮流失量明显减少,硝态氮(NO-3-N)输出总量依次为坡耕地(113.79g·hm-2)茶园地(73.75 g·hm-2)板栗林地(56.06 g·hm-2);铵态氮(NH+4-N)养分输出次序为茶园最大(69.34 g·hm-2),坡耕地次之(52.45 g·hm-2),板栗林地最小(47.23 g·hm-2).3硝态氮、铵态氮主要通过地表径流输出,所占总量比例分别为91.4%和92.2%;总氮和总磷主要通过泥沙输出,所占总量比例分别为86.6%和98.4%.通过退耕还林等措施,该地区地表径流以及土壤侵蚀输出明显减少,土壤养分流失得到有效控制.     

非点源污染模型AnnAGNPS在三峡库区林农复合小流域模拟效果评定

应用连续农业非点源污染AnnAGNPS模型(Annualized AGricultural NonPoint Source Model)模拟三峡库区林农复合小流域的径流、泥沙和营养物输出,以2003年和2004年的小流域观测数据对模型分别进行校准和验证,并以统计参量决定系数(R2)、Nash-Sutcliffe效率系数(E)和相对误差(VE)对模拟结果进行评定.结果表明,径流量模型模拟结果误差在可接受范围之内,模型校准期模拟值VE值为5.0%(R2=0.93,p<0.05),验证期内模型VE值为6.7%(R2=0.90,p<0.05);与径流模拟比较,泥沙模拟结果精度较低,校准期内模型VE值为15.1%(R2=0.63,p<0.05),验证期内模型VE值为26.7%(R2=0.59,p<0.05);次降水较小,产生径流和泥沙较少时,模型模拟值则偏高,反之则偏低.氮输出模拟决定系数R2值0.68(p<0.05),略高于磷输出模拟决定系数(R2=0.65,p<0.05).模型对径流输出的模拟精度高于对泥沙和营养物的输出模拟.在三峡库区农林复合小流域应用AnnAGNPS模型模拟农业非点源污染输出满足流域管理要求.     

施用城市污泥对杨树土壤化学特性及金属含量的影响

采用温室盆栽方法,研究城市污泥对杨树土壤化学特性、金属含量的影响。实验设置6个处理：4个不同用量的污泥处理：30（S1）、60（S2）、90（S3）和120 t.hm-2（S4）,以及对照（Control：不施加污泥和肥料）和无机复合肥处理（F：1.5 t.hm-2）。结果表明,施用污泥后,土壤有机质、全氮及全磷均提高,且随污泥施用量的增加而增加。S1~S4处理的土壤有机质、全氮及全磷较Control处理分别提高了32.50%~52.05%、32.00%~95.30%及75.43%~236.25%;较F处理分别提高了47.60%~69.37%、35.04%~99.70%及77.10%~239.46%。但污泥施用降低土壤pH和全钾质量分数,土壤pH较Control和F处理分别下降了0.11~0.42和0.01~0.32,但仍呈弱碱性;土壤全钾质量分数较Control和F处理分别降低了1.65%~21.51%和1.19%~21.14%。随污泥施用量的增加,土壤Cu、Zn、Ca和Na质量分数呈增加趋势,而Mn、Fe、Al、Mg质量分数呈降低趋势,其中Cu和Zn增加明显,并较Control处理分别增加了31.89%~104.36%和38.93%~358.02%,较F处理分别增加了23.10%~90.75%和37.88%~354.55%。总体而言,污泥施用于杨树后,可明显改善土壤的化学特性,但污泥施用量越大,土壤重金属Cu和Zn的质量分数残留越多。     

基于层次分析法的森林火险区划 —以徂徕山林场为例

森林火险区划是林火管理的基础。利用层次分析法将影响森林火险的静态因子评判指标分成三个层次,根据专业知识确定各因子权重,充分利用现有的可燃物和地形数据信息,以徂徕山林场为例进行了森林火险区划。区划结果表明,徂徕山林场大部分地区的火险为中低火险,高和极高火险区域面积分别占林场总面积的11.6%和3.1%。本研究为林场尺度上开展科学的火险区划提供技术参考。     

五氯酚胁迫对转基因杨树光合光响应特性的影响

以从美国引入的转基因杨树(Populus deltoides×nigra,DN34)为材料,设置0、50、100 mg·kg~(-1)三个五氯酚胁迫质量分数开展温室盆栽试验,利用Li-6400便携式光合作用测量系统研究五氯酚污染胁迫下转基因杨树对光强的生理响应.结果表明:与对照相比,相同光强下50和100 mg·kg~(-1)质量分数的五氯酚胁迫均降低了转基因杨树叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2摩尔分数(C_i)和气孔导度(G_s).因此高质量分数五氯酚比低质量分数五氯酚对转基因杨树光合作用产生更大的抑制响应.     

酸沉降影响下重庆马尾松林的健康监测及调控技术研究

酸沉降影响下重庆马尾松(Pinus massoniana)林的衰退一直受到研究者的重视,并取得一定成果,但森林健康监测和调控技术等方面的研究还很少。以重庆铁山坪马尾松纯林为研究对象,采用欧洲叶量损失率的划分标准,选择叶量损失率为0～20%、20%～40%、40%～60%和60%～99%的优势木,分析其树冠下的土壤化学性质及针叶元素含量;采用随机区组设计,设立在土壤表面撒施石灰石粉0(不撒施石灰石粉,对照)、1、2、3和4t·hm-25个处理,探讨不同石灰石粉剂量处理对优势木针叶元素含量和生长的影响。结果表明:不同叶量损失率的马尾松优势木树冠下的土壤化学性质基本相似,0～60cm土层的pH平均值在3.59～3.80,盐基饱和度平均值低于10%,土壤严重酸化,随叶量损失率的增加,一年生针叶内K、Na、Ca、Mg、Al、P、S、N等元素含量并无明显差异。针叶内P缺乏是营养限制因子。撒施石灰石粉165d后,1、2、3t·hm-2处理的优势木一年生针叶中P、Mg含量增加,增幅以2t·hm-2处理最高,比对照分别增加30.26%和12.65%;所有撒施石灰石粉处理的N含量增加,Ca含量有增有减,变化规律不明显。撒施石灰石粉一年后,各处理优势木的树高和胸径生长量增加,针叶损失率下降,主轴顶梢长度和一年生针叶长度增加。短期内从一年生针叶中P、Mg含量及林木生长和健康情况变化综合来看,石灰石粉一次撒施量以2t·hm-2效果最佳。     

三峡库区兰陵溪小流域土地利用及景观格局对氮磷输出的影响

以三峡库区兰陵溪小流域为研究对象,分析了流域水体氮、磷等输出时空特征及土地利用景观格局对其产生的影响.结果表明,流域总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO-3-N)主要来源于园地,6~9月汛期的氮磷输出显著大于1~5月的非汛期;非汛期铵态氮(NH+4-N)主要来源于住宅用地,汛期NH+4-N则来源于园地,以林地为主的集水区氮磷输出在两个时期均较低.林地面积比与非汛期NO-3-N、TP及汛期的TN、TP显著负相关;住宅用地面积比与非汛期的NO-3-N、TN及汛期的NO-3-N、TN、TP显著正相关;园地面积比与汛期的NH+4-N、TN显著正相关.PD与非汛期的氮素及汛期的NO-3-N、NH+4-N显著正相关;CONT与汛期的氮素及非汛期的TP呈负相关;耕地、未利用地比例以及景观格局指数ED与氮磷输出的相关性较弱,而SHMN和水域比例尚未表现出显著相关性.此外,两个研究时期NH+4-N与土地利用及景观格局变量的回归关系要优于NO-3-N、TN和TP,R2分别为0.885和0.969,而汛期的回归关系也比非汛期显著.典型相关分析进一步显示,不同土地利用斑块类型导致的景观破碎化能较好解释氮磷输出的影响,两典范轴累积解释氮磷输出变量的90%,景观变量PD贡献最大,对流域水质评价与预测具有重要意义.     

三江源地区生态系统水源涵养功能分析及其价值评估

从凋落物层和土壤蓄水能力角度来定量评价三江源地区生态系统涵养水分功能；以三江源地区年径流量作为指标来评价其涵养水分功能；使用影子价格法评价其涵养水分功能价值。结果表明：三江源地区植被凋落物和土壤涵养水源能力总计为1.646 9×1010t，涵养水源能力总价值为1.103 4×1010元，其中，植被凋落物涵养水源能力为1.55×108 t，价值为1.039 8×108元；土壤涵养水源能力为1.631 4×1010t，价值为1.093 0×1010元。三江源地区年径流量为4.93×1010m3，价值为3.303 1×1010元。可见，三江源地区生态系统涵养水源功能巨大。     

DEM格网尺度对AnnAGNPS预测山地小流域径流和物质输出的影响

为了解流域地形空间参数和其它参数的精度对农业非点源污染模型AnnAGNPS预测准确性的影响,利用三峡库区黑河小流域观测资料校准了AnnAGNPS模型,分析了1.5-12.5m格网尺度DEM对地形参数和模型负载输出的影响.结果表明,1.5～12.5m格网尺度DEM对流域径流量、洪峰流量、总N输出影响不显著,但对泥沙、总P、有机碳输出影响显著.三峡库区类似小流域宜采用5m格网尺度DEM,AnnAGNPS模型较不适合于尺度较小、坡度较大的小流域泥沙负载预测.