雾灵山典型林分枯落物和土壤水文效应

通过标准地调查、枯落物持水能力测定、土壤物理性质及持水能力测定和入渗实验对雾灵山5种林分类型枯落物和土壤水文效应做了初步研究,结果表明:1)华北落叶松林(Larix principic-rupprechtii)枯落物储量最大,为45.73 t·hm~(-2);核桃楸林(Juglans mandshurica)最大持水量最高,为118.73 t·hm~(-2),相当于11.87 mm的水深;华北落叶松林有效持水量最大,为112.68t·hm~(-2),相当于11.27 mm的水深.2)5种不同林分类型土壤层持水能力相差很大,山杨林(Populus davidiana)的有效持水量最大,为122.80t·hm~(-2),相当于12.28 mm的水深,利用幂函数对土壤入渗速率与入渗时间进行拟合,结果显示相关系数都在0.94以上.     

库布齐沙漠人工防护林林下枯落物及土壤水文效应研究

在库布齐沙漠东北缘采用样地调查和室内浸泡法对库布齐沙漠防风固沙林林下枯落物及土壤层水文效应进行了初步研究,比较分析不同防风固沙林下枯落物及土壤的水文差异,以期为库布齐沙漠防护林的建设与养护提供参考.研究发现,杨树(Populus popular)林的枯落物蓄积量高于同期沙柳(Salix psammophila)林、沙枣...     

汉江上游不同林龄麻栎林枯落物的水文功能评价

麻栎林普遍存在于汉江上游,其涵养水源能力的发挥对维持汉江上游流域生态平衡具有重要的作用。于2020年12月对汉江上游天柱山3个不同林龄(15a、25a、33a)的麻栎林样地进行了枯落物厚度和蓄积量调查,利用浸泡法测定了枯落物各水文功能指标,运用熵权法对3个林龄麻栎林枯落物的水源涵养能力进行了综合评价。结果表明：麻栎林枯落物总厚度在3.0—4.8 cm,蓄积量介于13.76—14.39 t·hm^-2,二者在林龄之间差异不显著(P=0.591;P=0.993);不同林龄麻栎林内半分解层枯落物的瞬时持水量和吸水速率略大于未分解层的;二者的枯落物瞬时持水量均在10min内快速增加,20min后缓慢增加,其与浸泡时间呈对数关系,R²为0.764 6—0.960 6;未分解层枯落物的瞬时持水量表现为15 a>33 a>25 a,而半分解层的则表现6 h之前25 a的略大于15 a的,之后二者的持水量几乎相等,但二者均大于33 a的;相应的不同林龄内未分解层和半分解的枯落物吸水速率均在20 min内很快降低,2 h之后吸水速率以接近0的趋势变小...     

崇陵流域不同林分类型枯落物水文效应研究

为研究太行山崇陵流域不同林分枯落物的水源涵养能力,以侧柏(Platycladus orientalis)纯林(Ⅰ)、油松(Pinus tabuliformis)纯林(Ⅱ)、油松-刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林(Ⅲ)和杨树(Populus L.)纯林(Ⅳ)4种典型林分为研究对象,通过野外调查和室内...     

八达岭林场不同密度油松人工林枯落物水文效应

研究不同林分密度对枯落物水文效应的影响,可为增强水源涵养、提升水文生态功能和优化生态系统服务提供理论依据。以北京八达岭林场4种密度(900、1 260、1 460和1 660 plant·hm~(-2))的油松(Pinus tabulaeformis)人工林为研究对象,采用样地调查和室内浸泡法,分析不同密度下未分解层和半分解层枯落物蓄积量、枯落物持水特征、枯落物持水量和吸水速率及其与浸水时间的关系。结果表明,(1)4种密度油松人工林枯落物蓄积量为14.94-25.74 t·hm~(-2),厚度为20.63-33.37 mm,不同密度林分枯落物蓄积量和厚度表现为1 260 plant·hm~(-2)1 660 plant·hm~(-2)1 460 plant·hm~(-2)900 plant·hm~(-2)。(2)枯落物最大持水量为33.03-51.88 t·hm~(-2),最大拦蓄量为29.98-47.04 t·hm~(-2),有效拦蓄量为25.03-39.25 t·hm~(-2),其中以1 260 plant·hm~(-2)林分最大。(3)枯落物及其各分解层的持水量均随浸水时间呈对数增加,其半分解层枯落物持水量均高于未分解层。(4)枯落物持水速率与浸水时间之间存在明显的幂函数关系,半分解层相对未分解层具有更强的持水能力。综合比较八达岭林场4种密度油松人工林枯落物的持水性能,认为1 260 plant·hm~(-2)的持水能力较好,可较好地涵养水源。     

不同人工林分枯落物和土壤持水能力研究

对大岭山林场尾叶桉、马占相思、黑木相思、厚荚相思、卷荚相思、杉木和马尾松林分的枯落物和土壤持水功能进行研究。结果表明,林地枯落物持水量的大小顺序为:马占相思林>杉木林>厚荚相思林>黑木相思林>尾叶桉林>马尾松林>卷荚相思林;土壤持水量大小则为:杉木林>厚荚相思林>卷荚相思林>马尾松林>尾叶桉林>马占相思林>黑木相思林。对于尾叶桉林来说,随着林分年龄的增加,其枯落物持水能力增加,但持水量降低。     

荒漠草原典型植物群落枯落物生态水文功能

在退化荒漠草原生态系统恢复过程中,枯落物是联系植被和土壤物质循环与能量流动的重要中间环节,且发挥着重要的生态水文功能。通过调查荒漠草原5种典型植物群落（蒙古冰草群落、甘草群落、赖草群落、杂类草群落和沙蒿群落）枯落物蓄积量、持水性能、对降雨的截留和对土壤水分蒸发的抑制作用,分析了荒漠草原不同植被类型枯落物的生态水文功能。结果表明：枯落物蓄积量和最大持水量均为蒙古冰草群落〉甘草群落〉赖草群落〉杂类草群落〉沙蒿群落;5种群落枯落物层对降雨的截留量在3.36～5.27 mm,截留率在3.40%～6.82%,枯落物对降雨的截留量与降雨量呈正相关,而降雨量与截留率呈负相关,且枯落物对降雨的截留具有显著的季节变化规律。在不同枯落物覆盖下,枯落物对土壤的抑制效应也存在显著差异,0.5~2 cm覆盖厚度比不盖枯落物土壤水分蒸发减少了19.25%～76.82%,枯落物层减少土壤水分蒸发效应随枯落物层厚度增大而增加。枯落物的蓄积与覆盖对土壤水分的运移和蓄存产生明显的生物学作用,已经成为荒漠草原最重要的生态过程之一。     

云南松林不同枯落物输入处理的土壤呼吸动态及其影响因素研究

为揭示枯落物输入变化对林地土壤呼吸的影响,采用枯落物添加和去除试验(DIRT),在对滇中高原磨盘山的云南松(Pinus yunnanensis)林6种不同枯落物处理(对照CK、双倍枯落物DL、去除枯落物NL、去除有机层和A层O/A-Less、去除根系NR、无输入NI)样地土壤呼吸(Rs)和理化性质的测定的基础上,对枯落物输入变化下云南松林地土壤呼吸和土壤理化性质及两者的关系进行了研究。结果表明,(1)不同枯落物处理及不同月份间土壤呼吸差异极显著(P0.01),不同枯落物处理样地的年均土壤呼吸速率分别为:R_(s(DL))=8.32μmol·m~(-2)·s~(-1)、R_(s(CK))=6.34μmol·m~(-2)·s~(-1)、R_(s(NL))=5.71μmol·m~(-2)·s~(-1)、R_(s(NR))=4.32μmol·m~(-2)·s~(-1)、R_(s(O/A-Less))=3.69μmol·m~(-2)·s~(-1)、R_(s(NI))=2.54μmol·m~(-2)·s~(-1)。(2)不同处理对0—10 cm土层土壤水分(φ_w)、土壤温度(t)、全氮(TN)、全碳(TC)、硝态氮(NO3~-)、有机碳(TOC)、p H值和土壤总孔隙度(SP)影响显著(P0.05)。(3)R_s与t和TN呈显著正相关关系(P0.05),而与p H呈极显著负相关关系(P0.01);R_s与φ_w、NO_3~-、TC、SOC、SP、容重和C/N无显著相关性(P0.05)。研究结果对于评估未来气候变化条件下云南松森林生态系统的碳平衡具有重要意义。     

草地枯落物分解研究进展及展望

草地枯落物是草地生态系统中生物组分枯死后所有有机物质的总称,是草地生态系统重要的组成部分,是除冠层外,大气与矿质土壤层、植物根系层进行物质与能量交换的另一介质,在生态学中起着不可替代的作用。随着西部大开发战略和退耕还林还草工程的实施,大型家畜等草食性动物退出草地生态系统后,枯落物成为草地生态系统物质和能量循环的重要调节枢纽。近年来,随着全球应对气候变化、节能减排和低碳经济所面临的压力,作为全球碳循环的重要组成部分,草地枯落物的研究被越来越多的学者所重视。文章在综述国内外大量文献的基础上,对草地枯落物的概念进行了比较分析,对其进行了准确定义;归纳出了尼龙网袋法、室内分解培养法、现量估算法和同位素法等多种草地枯落物分解方法,并就枯落物分解过程中经常采用的分解率概算模型、时间衰减模型、影响因子关系模型等进行了比较分析,总结出枯落物的分解是由淋溶、自然粉碎和代谢等3个主要作用,碎屑食物链、腐食食物链等2种不同的食物链共同组成的复杂过程。开展长期定位监测、形成统一的研究方法,探索枯落物分解过程中碳循环微观机理,以及影响因子之间的交互作用是未来草地枯落物研究工作的重点。     

云南高原不同林分类型枯落物储量及持水特性

在退化山地生态系统的恢复过程中,枯落物是联系植被和土壤物质循环与能量流动的重要中间环节,且发挥着重要的水文生态功能。以云南高原退化山地头塘小流域人工林地为研究地点,通过对5种主要林分类型人工林标准地林下枯落物归还量、贮量和土壤持水能力和过程的定量测定,比较分析了不同林分林下枯落物的水文生态功能。结果表明,(1)5种林分类型枯落物归还量为1 785.69~3 869.42 kg·hm-2·a-1;枯落物层总蓄积量为4.68~12.0 t·hm-2,枯落物归还量和贮量都表现出从针阔混交林到针叶林到阔叶林逐渐降低的总体趋势。(2)最大持水量为11.49~41.02 t·hm-2;有效拦蓄量为9.92~41.71 t·hm-2。(3)初始1 h内不同林分类型不同层次枯落物持水量均迅速增大,半分解层枯落物浸泡8 h已基本达到饱和,而未分解层10h基本达到饱和,持水量与浸泡时间呈明显对数关系。(4)枯落物在浸水的0.5 h内吸水速率最大,2 h后速率明显减缓。枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系。综合分析得出,华山松(P.armandi)+云南松(P.yunnanensis)+马桑(Coriaria nepalensis)混交林枯落物持水量最大,涵养水源的能力最强,其水文生态效应是5种林分类型中最好的。     

兴安落叶松林土壤呼吸及组分的变化特征

采用挖壕法断根对兴安落叶松（Larix gmelinii）林土壤呼吸的组分进行分离,利用静态箱/碱液吸收法对土壤呼吸以及各组分的呼吸速率及10 cm土层的土壤温度和土壤含水量进行测定。研究兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的日动态和季动态变化特征,阐明大兴安岭地区兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的变化规律及其与土壤温度、土壤含水量两个影响因子之间的关系。研究结果显示,①兴安落叶松林土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸都呈现明显的日变化和季节变化规律,日变化曲线均呈单峰型,自养呼吸速率的日变化较平缓,其最大值与土壤呼吸、异养呼吸和土壤温度的时间比较出现滞后现象：在生长季土壤呼吸和异养呼吸月平均呼吸速率值的排列顺序依次为：7月>8月>9月>6月,而自养呼吸月平均呼吸速率值的排列顺序依次为：8月>7月>9月>6月。②兴安落叶松林中土壤呼吸速率、异养呼吸速率和自养呼吸速率与10 cm土壤温度之间均成指数相关关系,通过计算得出Q10值分别为1.69、1.97和1.24,与其他地区的研究结果相比温度敏感性偏低。土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸与土壤含水量有相关性但不显著。③异养呼吸和自养呼吸对土壤总呼吸的贡献率分别约为63％、37％,该地区土壤异养呼吸所占比例接近于自养呼吸的两倍。     

不同林龄华北落叶松人工林生物量及营养元素分布特征

为揭示华北落叶松人工林的养分特征,以山西太岳山好地方林场3种林龄(15年生、26年生、40年生)华北落叶松人工林为研究对象,采用样地调查和实测生物量的方法,测定乔木层不同器官、林下植被层和凋落物层生物量、营养元素积累量和年存留量及土壤营养元素(C、N、P、K)含量.结果显示:1)华北落叶松人工林的总生物量由林龄从小到大的顺序分别为61.89、175.81、163.15/t/hm~2.各层生物量分配规律为乔木层凋落物层草本层灌木层.2)华北落叶松人工林乔木层树皮中的C含量最高,树根最低;N、P、K含量中树叶最高,树干最低.随着林龄增加,土壤中有机质和全N含量逐渐减少,全P和全K逐渐增加.3)15年生、26年生和40年生华北落叶松人工林营养元素的总积累量分别为26.12×103、77.29×103、69.60×103 kg/hm~2;随着林龄增加,林下植被层的营养元素积累量先增加后减小,凋落物层逐渐增加.4)26年生华北落叶松人工林林木营养元素年存留量最高.各器官中年存留量最高为树干,最低为树叶和树皮.综上,与15年生和40年生相比,26年生华北落叶松人工林的生物量、营养元素积累量和年存留量较高,因此应定期对林龄较高的华北落叶松人工林进行间伐,使林下生境条件得到改善,林下植被多样性增加,达到维持华北落叶松人工林生态系统稳定和可持续经营的目的.     

藓类-兴安落叶松林木质物残体贮量及组成

以大兴安岭藓类-兴安落叶松林为研究对象,估算木质物残体(WD)的贮量及组成,分析WD随着龄组的动态变化趋势.WD 又可分为粗木质残体(CWD)和细木质残体(FWD),随着对 CWD 研究的不断深入,CWD 的直径划分标准有了改进,美国学者把直径大于10 cm的WD定为CWD,但我国大多学者的研究仍然沿用以往的直径大于2.5 cm的标准,致使研究结果与国际研究无法进行比较.鉴于此,采用新的 CWD划分标准,分析CWD的物种组成、径级结构、腐烂等级及树种组成等特征,揭示CWD密度、体积和生物量贮量及特征随着龄组的变化趋势.结果表明,(1)WD体积和生物量为2.09~151.03 m3·hm-2和1.57~55.11 t·hm-2.从组成上来看,中龄林以倒木和小枝为主(占73.00%),近熟林以枯立木和倒木为主(占96.04%),过熟林以枯立木为主(93.18%).从类型上来看,中龄林均为FWD,近熟林和过熟林中CWD生物量达75%以上.(2)龄组显著影响着藓类-兴安落叶松林WD和CWD的生物量和组成.随着龄组的增加,WD生物量和枯立木比例逐渐增加,倒木和大枝比例减小.CWD 生物量和体积随着龄组的增大而逐渐增加.(3)近熟林中 CWD密度、体积和生物量(217株·hm-2、40.51 m3·hm-2、20.61 t·hm-2)均小于过熟林(258株·hm-2、138.82 m3·hm-2、48.88 t·hm-2).(4)近熟林CWD体积和生物量均以Ⅱ-Ⅲ级腐烂为主(两者之和分别占90.81%和89.01%),过熟林以Ⅲ级腐烂为主(占36.15%和41.23%).(5)过熟林CWD密度、体积和生物量均以10~20 cm为主,且以枯立木居多.     

东北地区泥炭沼泽枯落物分解过程及影响因子研究

以东北地区泥炭草本沼泽为研究对象,测量5个不同群落枯落物连续3年的分解失重率、分解释放的碳量以及枯落物初始特征和水环境因子的影响作用。结果表明,无论是枯落物的分解时间还是群落类型,都显著改变了枯落物分解的最终失重率和碳元素释放量。分解3年的碳释放总量主要受水环境因子的影响,其次是枯落物初始特征的影响。枯落物分解释放的碳量在分解初期随枯落物氮磷含量增加、碳氮比下降而增加,在分解后期随水位下降和水体总磷含量升高而增加。该研究为揭示泥炭沼泽枯落物分解过程中的碳释放变化规律及关键影响因子,碳元素在泥炭沼泽生态系统中的循环过程提供了数据参考,也为制订全球变化背景下泥炭沼泽生态系统的恢复与保护、重建与管理等工作实践提供了科学的理论依据。     

中小型土壤动物对川西高山草甸枯落物分解的季节响应

中小型土壤动物是土壤生态系统重要组成部分.为了了解川西高山草甸不同草本植物枯落物中土壤动物季节动态,利用凋落物网袋法,于雪被末期(5月初)和生长季末期(11月初)对6种草本植物残体中的中小型土壤动物群落进行了调查.结果显示,干漏斗(Tullgren)法共分离到中小型土壤动物871只,隶属1门4纲9目27类(科).雪被末期获得562只,隶属1门4纲7目14类群,其中以矮蒲螨科和美绥螨科为优势类群;生长季末期共获得309只,隶属1门4纲9目19类群,其中以丽甲螨科和舟蛾科为优势类群.川西高山草甸枯落物分解的中小型土壤动物群落结构具有显著的季节特征,多样性和类群数受季节变化的影响显著(P<0.05),且常见类群和稀有类群均发生明显变化.禾本类和阔叶杂草两类植物功能群的土壤动物群落多样性无显著差异(P>0.05).两个季节草本植物残体中土壤动物群落Sorensen相似性系数均低于0.5.草本各物种组成对土壤动物群落多样性的影响不显著(P>0.05).以上研究结果表明,川西高山草甸生态系统中,季节交替引起的环境因子变化,特别是日均温和枯落物含水量是影响中小型土壤动物群落结构的主要因素.     

土壤动物对三江平原典型毛果苔草湿地枯落物分解的影响

采用尼龙网分解袋法,从枯落物的分解量、组分含量和分解残留物的热能值3方面,研究了土壤动物对三江平原毛果苔草（Carex lasiocarpa）湿地枯落物分解的影响。结果表明,土壤动物加速了枯落物的分解,大中型土壤动物的分解作用大于小型土壤动物;土壤动物增加了枯落物中腐殖酸、纤维素和木质素等物质含量以及C／N比值的变化幅度,促进了枯落物组分的释放;土壤动物影响枯落物分解过程中的能量流动;但土壤动物并未影响枯落物分解的总体变化趋势,土壤动物对枯落物分解不起决定性作用。     

云南高原典型林分林下枯落物持水特征研究

森林枯落物具有重要生态水文功能,通过实地调查与实验分析,对云南高原湖泊纳帕海流域3种典型林分枯落物储量、持水量和持水过程进行了研究。结果表明：高山松（pinus densata）林下枯落物储量最大,白桦林（Betula platyphylla Suk.）次之,川滇高山栎（Quercus aquifolioides）灌丛最小,林下枯落物储量最大持水量和有效拦蓄量大小排序表现出和枯落物储量相同的顺序;不论是储量、最大持水量还是有效拦蓄量,各林分枯落物都表现出半分层大于未分解层。3种林下枯落物在0～2 h内吸水较快,在10 h后吸水速明显减缓,用对数方程对3种林下枯落物未分解层和半分解层持水量与浸水时间进行拟合,用幂函数方程对吸水速率与浸水时间进行拟合,结果显示相关系数都较高。     

川中丘陵区不同植被类型土壤理化性质及水文效应

为揭示紫色土区不同植被类型土壤理化性质和水文效应空间分布特征,测定官司河流域紫色土区柏木麻栎混交林(Cupressus funebris,Quercus acutissima)、柏木纯林、方竹林(Chimonobambusa quadrangularis)和农地4种植被类型土壤理化性质、土壤孔隙状况及水文特征.结果表明:(1)土壤有机碳含量表现为柏木麻栎混交林方竹林柏木纯林农地.柏木麻栎混交林土壤有机碳(18.04 g/kg)、全氮(1.51 g/kg)、全磷(1.49 g/kg)、全钾(53.1 g/kg)、速效氮(81.69 mg/kg)、速效磷(2.14 mg/kg)积累作用最好.(2)不同植被类型土壤容重均值表现为农地柏木纯林柏木麻栎混交林方竹林,随土层加深,4种植被类型容重变化规律不同,其中农地增加幅度最大,为9.34%.(3)0-100 cm土层自然含水量、毛管持水量、最大持水量、含蓄降水量均表现为柏木麻栎混交林最高,田间持水量表现为农地最高.随着土层加深,不同植被类型水文效应规律变化差异较大.综上所述,不同植被类型不同土层深度土壤理化性质和水文效应特征差异显著,柏木麻栎混交林较柏木纯林更适宜在研究区推广种植,方竹林对该区土壤状况适应性较好,结果可为川中丘陵区紫色土人工林经营管理、生态环境恢复及水源涵养功能评价提供理论依据.(图2表4参30)     

寒温带兴安落叶松林土壤团聚体特征及其影响因素研究

以寒温带兴安落叶松(Larix gmelinii)林为研究对象,分析其土壤团聚体的分布及其有机碳含量特征,并探讨各土壤因子对团聚体稳定性的影响。在兴安落叶松林内设置28块30 m×30 m的样地,以0—10、10—20、20—40、40—60 cm分层取土样,测定各理化指标含量、不同粒级土壤团聚体及其有机碳含量。结果表明,兴安落叶松林土壤团聚体各粒级含量高低为(0.25—2 mm粒径)团聚体>(<0.053 mm粒径)团聚体>(0.053—0.25 mm粒径)团聚体,各粒级团聚体表层(0—10 cm)含量均显著区别于其他各层;土壤团聚体的平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别为0.53 mm和0.22 mm,分维数(D)为2.78,土壤团聚体稳定性较高且存在剖面差异;土壤有机碳主要分布于0.25—2 mm粒径的大团聚体中(34.51g·kg^-1),贡献率为52.10%,粒径0.053—2 mm土壤团聚体中有机碳含量最低(6.30 g·kg^-1),贡献率为16.42%;随土层深度增加,各粒级团聚体有机碳含量和0.25—2 mm团聚体有机碳贡献率逐渐减小,<0.25 mm团聚体贡献率逐渐增大,40 cm以下各粒级贡献率趋于稳定;兴安落叶松林土壤团聚体的粒径分配和稳定性受到林龄和林型的显著影响;大团聚体(0.25—2mm)含量与土壤总有机碳(SOC)呈极显著正相关关系(P<0.01),微团聚体(<0.25 mm)含量与Al、Mg等金属氧化物含量呈显著正相关关系(P<0.05);大团聚体(0.25—2 mm)含量和MWD、GMD指标与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01),与土壤含水量、速效钾、有效磷、有机磷呈显著正相关关系(P<0.05)。综上,土壤有机质和金属氧化物分别为兴安落叶松林土壤0.25—2 mm大团聚体和<0.25 mm微团聚体的主要胶结物质,土壤水分、养分和酸碱条件对团聚体的形成和稳定产生影响。