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(Platycladusorientalis)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浸泡法,对枯落物持水性能进行研究。结果表明,(1)4种林分类型枯落物厚度范围为1.56—4.59 cm,蓄积量范围为3.66—18.60t·hm~(-2),蓄积量总体上为ⅢⅡⅠⅣ。(2)不同林分最大持水量为9.02—45.27t·hm~(-2),其变化规律与蓄积量相同,杨树纯林平均最大持水率最大(244.98%),侧柏纯林最小(166.02%)。(3)枯落物有效拦蓄量排序为Ⅲ(26.53)Ⅱ(21.40)Ⅰ(9.32)Ⅳ(6.94),最大拦蓄量与有效拦蓄量规律一致,除杨树纯林外,有效拦蓄量与最大拦蓄量均呈现出半分解层高于未分解层。(4)枯落物各分解层的持水量与浸水时间符合对数函数:Q=alnt+b,且回归系数均大于0.97;枯落物的吸水速率与浸水时间符合幂函数V=ktn,且回归系数均大于0.99。综合比较4种林分枯落物的持水能力,油松-刺槐混交林的持水能力最强。研究结果可为崇陵流域的水土保持措施的制定提供一定的理论支持。     

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。     

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(Elaeagnus angustifolia)林及樟子松(Pinus sylvestris)林,杨树林枯落物覆盖下的土壤容重、持水量、孔隙度等物理性状与其他3种林分相比变化显著。不同林龄的4种防风固沙林林下枯落物的厚度介于0.70—2.10 cm,枯落物蓄积量介于7.71—34.37 t·hm~(-2),最大持水量总和介于20.86—59.59 t·hm~(-2),最大拦蓄量总和介于19.27—45.23 t·hm~(-2),有效拦蓄量总和介于16.14—36.29 t·hm~(-2),自然含水率介于19.44%—87.15%。枯落物下土壤容重介于1.44—1.50 g·cm~(-3),土壤最大持水量介于228.80—284.59 g·kg~(-1),土壤总孔隙度介于37.30%—45.08%。回归分析表明,枯落物持水量与浸水时间符合关系式Q=alnt+b,相关系数R2均大于0.881;吸水速率与浸水时间符合关系式V=ktn,相关系数R2均大于0.986。通过对研究区枯落物水文功能参数与土壤性质进行相关分析发现,枯落物的水文功能参数对土壤容重及土壤总孔隙度的影响作用较大。综合研究发现在同林龄不同林分的防护林中,杨树林枯落物的水源涵养能力优于其他3种林分。     

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。     

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.     

滇南亚热带地区典型公益林与商品林凋落物储量及持水特性

为探讨滇南亚热带地区公益林凋落物水文生态效应,以普洱市7种典型林分类型的公益林——A0常绿阔叶林、A1思茅松(Pinus kesiya)纯林、A2混思茅松林(8:2)、A3混栎类(2:8)、A4黄竹林(Dendrocalamus membranceus)、A5灌木林地、A6宜林地)为研究对象,以同种类型商品林,另加橡胶林(Rubber plantation)和桉树林(Eucalyptus robusta)作对比,通过野外调查、室内浸水法对其凋落物储量、持水特性、对降雨的拦蓄性能等进行定量研究,结果表明,(1)公益林中,思茅松纯林的凋落物储量最大(21.30±2.10)t·hm~(-2),常绿阔叶林最小(12.47±1.31)t·hm~(-2);商品林中,黄竹林凋落物储量最大(14.30±2.41)t·hm~(-2),橡胶林最小(2.83±0.12)t·hm~(-2)。(2)各林分凋落物持水量的变化规律基本一致,持水量随着时间的变化而增大,1.5内,持水量增幅较大,5.5 h后增幅相对平稳。24 h后,公益林中常绿阔叶林的凋落物持水量最大(0.841mm),灌木林最小(0.449 mm);商品林中,橡胶树凋落物持水量最大(0.795 mm),思茅松纯林最小(0.505 mm)。总的趋势为阔叶树种的凋落物持水量大于针叶树种。凋落物持水量与浸泡时间呈对数关系(Y=alnt+b)。(3)同种林分的公益林与商品林的凋落物吸水速率,除混栎类几乎相同,其他类型公益林的凋落物吸水速率高于同类型商品林,各林分凋落物吸水速率与浸水时间之间的关系呈幂函数关系(Y=at~(-b))。(4)公益林中,因思茅松纯林凋落物储量较大,其最大持水量(3.416 mm)也较常绿阔叶林(2.686 mm)大,对降雨的拦蓄能力也最好(2.033 mm);商品林中,黄竹林凋落物有效拦蓄量最高(1.394mm),受干扰程度最大的橡胶林凋落物有效拦蓄量最小(0.434 mm)。综合分析,滇南亚热带地区公益林凋落物的水文生态功能优于商品林。商品林因人为经营活动,其林下凋落物层的完整性遭到破坏,凋落物层的水文功能减弱,所以人为干扰是影响凋落物层水文功能的主要因素之一。     

川西亚高山川滇高山栎灌丛地被物与土壤持水性能

为进一步研究川西亚高山灌丛的水文特性,选取米亚罗林区川滇高山栎灌丛正向演替的4种类型和杜鹃灌丛(CK),测定林下地表枯落物、苔藓和土壤的持水能力以及探讨土壤持水能力的影响因素.结果表明:(1)地表枯落物积蓄量表现为川滇高山栎-陕甘花楸灌丛(QS)杜鹃灌丛(CK)川滇高山栎-华山松灌丛(QM)川滇高山栎-云杉灌丛(QP)川滇高山栎-粉背黄栌灌丛(QC);苔藓积蓄量为QC QP QM CK;(2)枯落物最大持水量和有效拦蓄量分别为163.78-351.78 t/hm~2和17.69-79.65 t/hm~2,二者为CK QP QC QM QS;苔藓最大持水量和有效拦蓄量分别为12.48-1207.88 t/hm~2和5.24-741.07 t/hm~2,均为CK QM QP QC;(3)土壤最大持水量为887.06-1373.19t/hm~2,表现为CK QS QP QC QM;(4)土壤非毛管持水量为221.25-576.23 t/hm~2,表现为CK QP QSQM QC.(5)综合水源涵养能力为CK QP QM QS QC.综合地被物持水和土壤持水,地被物层持水能力占综合持水量的21.30%.随川滇高山栎灌丛正向演替的发展,地被物调节水量的作用逐渐增加.因此,对其灌丛维护和经营管理中,应强化地被物的监管力度.(图5表5参49)     

祁连山5种典型灌木林枯落物蓄积量及其持水特性

灌木林是祁连山森林的重要组成部分。以往的枯落物持水特性研究多集中在青海云杉(Picea crassifolia)林,对灌丛研究报道较少。因此,本文选择了祁连山区5种灌木林(箭叶锦鸡儿、吉拉柳、金露梅、鲜黄小檗、甘青锦鸡儿),研究其枯落物层持水特性,以期为该区域水源涵养型植被建设、植被生态水文效应评价、水资源综合管理提供理论与技术指导。结果表明:(1)不同灌木林林下枯落物半分解层蓄积量、最大持水量、最大拦蓄量、有效拦蓄量与有效拦蓄深均大于未分解层。(2)吉拉柳枯落物层(未分解层和半分解层)的最大持水量、最大拦蓄量、有效拦蓄量与有效拦蓄深最大,分别为155.46 t·hm-2、144.99 t·hm-2、91.68 t·hm-2、9.17 mm,其次为鲜黄小檗、箭叶锦鸡儿、金露梅、甘青锦鸡儿。(3)不同灌木林林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的动态变化规律基本相似。枯落物持水量随浸泡时间延长而增长,在水中浸泡16 h时,其持水量基本达到最大值;未分解层和半分解层吸水速率在1.0 h最快,随时间延长吸水速率逐渐减缓,6 h后明显减缓,未分解层和半分解层吸水速率基本趋向一致。在枯落物持水作用较强的前2.5 h内,吸水速率最快的为吉拉柳,其次为鲜黄小檗。(4)未分解层和半分解层持水量和吸水速率与浸泡时间分别呈显著对数关系和显著幂函数关系。     

天山云杉森林生态系统的水源涵养能力海拔梯度变化特征

为揭示天山云杉森林的水源涵养功能,探究天山云杉林枯落物层和土壤层水文效应特征。以天山北麓中段的天山云杉森林为研究对象,沿海拔梯度(1 500-2 300 m)布设系列样地,采用样地调查法和室内浸泡法对天山云杉森林枯落物层和土壤层的水源涵养能力进行定量分析,明确其在海拔梯度上的分异特征。结果表明,1)天山云杉森林枯落物层厚度(2.50-3.38 cm)和蓄积量(13.6-21.7 t·hm^-2),两者均随海拔的升高而显著减小(P<0.05);天山云杉森林枯落物层最大持水量(50.9-65.0 t·hm^-2)和有效拦蓄量(21.6-25.8 t·hm^-2)均随海拔升高先增大后减小;对比不同海拔梯度枯落物的持水过程发现,其在浸水1h内持水量迅速增加,此时吸水速率最大;相同时间内,半分解层枯落物持水量均大于未分解层。2)在1 500-1 700、1 700-1 900、1 900-2 100、2 100-2 300 m 4个海拔段的土壤容重(0.481、0.621、0.643、0.452 g·cm^-3...     

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。     

大兴安岭南部温带山杨天然次生林不同生长阶段生物量及碳储量

基于内蒙古赛罕乌拉森林生态系统定位研究站山杨（Populus davidiana Dode）天然次生林幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林及过熟林生物量调查,探讨了不同龄组山杨天然次生林单株木、林分、林下植被和枯落物的生物量及群落碳储量的时空变化规律。结果表明：随林龄的增大,山杨天然次生林木和各器官生物量总体呈增加趋势,树干所占比例增加,中龄林增加尤为明显;林下植被层、枯落物层生物量随林龄增大呈增加趋势。群落总碳储量的空间分布序列是：乔木层〉枯落物层〉林下植被层。幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林群落的碳储量分别为27.146 6、53.545 1、60.889 8、77.915 8、79.135 3t.hm-2,乔木层碳储量分别为22.206 5、47.215 7、52.056 3、68.445 3、68.773 1 t.hm-2,枯落物层和林下植被层碳储量平均值分别为5.814 4、2.172 7 t.hm-2。乔木层、枯落物层和林下植被层碳储量占总量的平均率分别为86.05%、10.39%和3.57%。研究认为山杨天然次生林群落碳储量随林龄增加的变化规律明显,碳汇潜力巨大;中龄林为碳储量增长迅速期,且持续较长一段时间,是林分管理的关键阶段;自然稀疏有利于促进林木生长,林分碳储量并未随林分密度下降而减小。     

大兴安岭南段华北落叶松人工林碳储量及分配特征研究

以大兴安岭南段内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家定位观测研究站为研究区,以华北落叶松(Larix prinicipis)人工林为研究对象,采用野外样地实测调查与室内分析相结合的方法对华北落叶松人工林碳储量及分配特征进行了研究。结果表明:不同林龄华北落叶松人工林生态系统碳储量表现为32 a(205.83 t·hm~(-2))28 a(186.38 t·hm~(-2))16 a(155.84 t·hm~(-2));华北落叶松人工林植被层碳储量为9.11~26.73 t·hm~(-2),占总碳储量的5.85%~14.0%,随着林龄的增加而先增加后减少;枯落物层碳储量为0.29~0.40 t·hm~(-2),占总碳储量的0.19%,随着林龄的增加其所占比例趋于稳定;土壤层碳储量表现为为32 a(178.70t·hm~(-2))28 a(159.92 t·hm~(-2))16 a(146.44 t·hm~(-2)),占总碳储量的比例为86.82%~93.96%,随着林龄的增加其所占比例呈递减趋势;不同林龄阶段碳储量均表现为土壤层植被层枯落物层,地下地上;植被层碳储量以乔木层最大(6.85~26.46t·hm~(-2)),占比为75.21%~98.99%,而乔木层碳储量主要分布在树干(2.53~14.98 t·hm~(-2)),占乔木层碳储量的比例为36.93%~56.61%,且随林龄的增加而增加;土壤层碳储量主要集中在0~30 cm土层,占土壤层总碳储量的70.78%~78.82%。研究结果可为华北落叶松人工林经营管理和高效培育提供理论依据。     

豫南山区不同群落类型近地表层持水特性

为了分析不同植物群落在不同生长阶段近地表层的持水能力及其差异特征,该文通过选择豫南山区不同群落不同生长阶段的50个典型样地,对近地表层的地上草和枯落物的有关持水能力指标进行测定分析。结果表明：地上草生物量呈随林龄的增大而减少的趋势,与其持水量之间呈极显著正相关关系（P〈0.01）,其拦蓄能力变化趋势为：草丛〉灌丛〉针叶林（20 a）〉针叶林（45 a）〉针阔混交林（20 a）〉针阔混交林（30 a）〉阔叶林（10 a）〉针阔混交林（50 a）〉阔叶林（20 a）〉阔叶林（30 a）;枯落物最大持水量、有效拦蓄量与现存量间呈正相关关系,其中最大持水量变化趋势为：灌丛〉阔叶林（20 a）〉阔叶林（30 a）〉针阔混交林（30 a）〉针阔混交林（20 a）〉针阔混交林（50 a）〉针叶林（20 a）〉阔叶林（10 a）〉针叶林（45 a）〉草丛。该地区不同群落类型近地表层总持水能力变化趋势为：灌丛〉针叶林〉阔叶林〉针阔混交林〉草丛,这说明应当加大对乔木林分林下植被的保护,以利更好的水土保持效果。     

不同林龄兴安落叶松枯落物及土壤水文效应研究

林地植被和枯枝落叶层共同发挥着森林生态系统所特有的水文生态功能。对大兴安岭兴安落叶松(Larix gmelinii(Rupr.)Kuzen.)中龄林、近熟林、成熟林、过熟林四种林下枯落物及土壤进行野外实地取样和室内样品处理进行分析,结果表明:兴安落叶松林下枯落物层表现为随林龄增加总存储量增加,变化在18.02~21.65 t·hm-2,半分解层的存储量为未分解层的4.8~5.9倍,其中近熟林枯落物半分解层蓄积量所占比例最大为85.3%。不同林龄枯落物最大持水量和最大持水率均表现为半分解层大于未分解层,且以过熟林最大。最大持水量为过熟林近熟林成熟林中龄林,变动在40.13~75.60 t·hm-2之间,最大持水率为过熟林近熟林中龄林成熟林,变动在5.94%~7.93%之间。不同林龄枯落物有效拦蓄率差异很大,变化在30.18%~422.98%,林龄越大,分解程度越大,有效拦蓄越强,总体未分解层均小于半分解层。有效拦蓄能力也有差异,过熟林表现为最强,总有效拦蓄量达70.57 t·hm-2,相当于拦蓄7.26 mm的降雨,不论从最大持水量、最大持水率还是有效拦蓄量过熟林一致表现为最强。不同林龄枯落物持水过程,在浸泡0.5 h内吸水速率最大,4 h之后减小,8 h时持水量基本达稳定,在整个持水过程中半分解层持水能力均高于未分解层。不同林龄土壤透水性、通气性均比较好。10~20 cm土层表现为随林龄增加而减小,变化在0.48~0.88 g·cm-3;20~40 cm土层则表现为随林龄增加而增加,变化在1.03~1.41 g·cm-3之间;各层土壤毛管孔隙度均表现为中龄林近熟林成熟林过熟林。各土层持水性能无论是毛管持水量、最小持水量还是最大持水量都表现为中龄林最大,随林龄增加而减小的趋势,并且持水能力浅层均较深层的大。中龄林在10~20 cm土层分别达是162.16、122.07和213.00 t·hm-2,20~40 cm土层分别达是77.22、58.13和86.43 t·hm-2;过熟林在10~20 cm土层为100.36、68.43和156.98 t·hm-2,20~40 cm土层只有31.09、24.26和37.83 t·hm-2,不同林龄各层土壤质量含水量、体积含水量也表现出相同的变化规律。该研究可为制定科学合理有效的经营管理方式和砍伐措施提供理论依据。     

韶关市小坑林场山杜英幼林植被层生物量和碳储量的分配格局

森林碳储量是森林生态系统碳库的重要组成成分,在全球碳循环中发挥着重要的作用。以韶关小坑林场山杜英(Elaeocarpus sylvestris)林为研究对象,研究其植被层和凋落物层的生物量、碳储量分配格局,为山杜英人工林的固碳能力和碳汇功能研究提供参考。在林地内建立3个20 m×20 m的样地,采用径阶标准木法,选取10株标准木,按照枝、叶、干和根分别进行取样。每个样地分别设置5个灌木样方(2 m×2 m)、草本样方(1 m×1 m)和凋落物样方(1 m×1 m)样方,收获样方内全部的灌木和草本及凋落物,并各取300 g样品,带回实验室分析。结果表明,山杜英林生物量为34.89 t·hm~(-2),平均碳质量分数为463.79 g·kg~(-1),碳储量为16.65 t·hm~(-2);山杜英林垂直结构的各组分中,乔木层的生物量(26.76 t·hm~(-2))和碳储量(12.85 t·hm~(-2))最大,占比分别为76.70%和77.18%;乔木层各组分中,树干的生物量(13.60 t·hm~(-2))和碳储量(6.62t·hm~(-2))最大,占比分别为50.82%和51.52%。山杜英林树干碳储量是乔木层碳储量的主体,因此应充分利用其生长特性,最大限度地增加树干碳储量,从而增加林分植被层碳储量。该林分具有较大的碳汇潜力,可通过提高林分密度以提高林分的碳储量。     

不同林分密度油松天然林土壤理化性质及微生物量碳氮特征研究

为应对天然林退化和天然林生态系统的经营问题,探究以林分密度为调节因子的森林土壤响应,在关帝山林区油松(Pinus tabulaeformis)天然林区开展探索研究,通过样地调查及土壤采样分析,对不同林分密度(725-1 375 plant·hm~(-2))森林土壤理化性质及微生物碳氮特征规律进行分析研究,探明土壤属性对林分密度变化的响应机制,为森林质量精准提升及森林生态系统可持续经营提供理论依据。结果表明,(1)林分密度的变化间接影响土壤含水量(18.27%-34.27%)、容重(0.87-1.10 g·cm~(-3))、pH(6.86-7.13),总碳(15.26-29.44 g·kg~(-1))、全氮(0.92-2.14 g·kg~(-1))、全磷(0.20-0.30 g·kg~(-1))、微生物量碳(760.56-1 808.73mg·kg~(-1))、微生物量氮含量(134.84-257.59mg·kg~(-1)),除容重、pH值、全磷含量外,其他指标现随密度变化均呈先增后减的变化规律。(2)土壤属性指标垂直分布规律:土壤含水量、总碳、全氮、全磷、微生物量碳、微生物量氮含量随土层深度增加而下降,土壤容重和pH值却呈相反趋势;林分密度不改变总体格局,但随林分密度的变化,土壤垂直分异程度在中密度林分中(975-1 175 plant·hm~(-2))最小,更为均一稳定。(3)当油松天然林林分密度适中时,0-30cm深度的土壤水分、总碳、全氮、全磷、微生物量碳、微生物量氮含量保持在较高水平。综上,认为研究地区油松天然林适宜的保留密度为975-1 175 plant·hm~(-2)。     

造林密度对樟子松人工林枯落物和土壤持水能力的影响

以毛乌素沙地东南缘榆林市城北6 km的珍稀沙生植物保护基地为研究地点,通过对30个相同立地条件下10种不同造林密度(即10种森林类型,每种设3个重复)的樟子松(Pinus sylvesiris var.mongolica)人工林标准地进行调查、林下枯落物和土壤持水能力的定量测定,比较并分析了造林密度对其林下枯落物和土壤持水性能的影响。这10种樟子松样地的编号及造林密度分别为PⅠ(900 plant·hm-2)、PⅡ(1 200 plant·hm-2)、PⅢ(1 500 plant·hm-2)、PⅣ(1 800 plant·hm-2)、PⅤ(2 200plant·hm-2)、PⅥ(2 500 plant·hm-2)、PⅦ(2 800 plant·hm-2)、PⅧ(3 000 plant·hm-2)、PⅨ(3 300 plant·hm-2)和PⅩ(3 600 plant·hm-2。结果表明,(1)各样地枯落物总量(TL)的排序依次为TLPⅢ=TLPⅣTLPⅩTLPⅧTLPⅨTLPⅥTLPⅦTLPⅤTLPⅡTLPⅠ;最大持水量的变动范围为2.46~8.23 t·hm-2;有效持水量在0.163~6.42 t·hm-2,PⅢ和PⅣ样地枯落物持水功能表现最好,PⅠ样地表现最差。(2)各林地林下土壤自然含水量、土壤容重和土壤最大持水量无显著差别,变动范围分别在8.94%~16.54%、1.10~1.66g·cm-3和200.43~266.43 t·hm-2;土壤非毛管孔隙度差异较大,变动范围为0.99%~4.32%;PⅢ和PⅣ样地土壤持水功能表现最好,PⅠ样地表现最差。(3)利用幂函数分别对枯落物吸水速度与浸泡时间、枯落物持水量与浸水时间进行拟合,均有较高的拟合系数。各样地森林土壤的平均稳渗速率几乎没有差异,均在20 min左右稳定在0.11~0.89 mm·min-1。(4)研究发现,PⅢ和PⅣ样地枯落物和土壤持水能力最好,最佳造林密度是1 500~1 800 plant·hm-2。为防止林分衰退,应及时适当间伐。同时,该地区是否适合大面积大密度的樟子松人工造林,还有待进一步研究。     

滇中高原5种森林类型凋落物及营养元素储量研究

森林凋落物在维持森林生态系统正常的物质循环和养分平衡方面起着重要作用,凋落物分解为森林生态系统提供可持续利用的养分。研究滇中高原森林凋落物现存量及分解过程,掌握其凋落物营养元素的含量和储量特征,可为森林生态系统的可持续经营提供依据。以云南玉溪磨盘山华山松(Pinus armandii)林、云南松(Pinus yunnanensis)林、高山栎(Quercus semecarpifolia)林、滇油杉(Keteleeria evelyniana)林、常绿阔叶林5种森林类型为研究对象,通过野外调查、室内实验相结合的方法,对滇中高原5类森林凋落物现存量及分解强度、凋落物营养元素含量及储量进行研究。结果表明,(1)磨盘山5类森林凋落物现存量表现为:滇油杉林(30.28 t·hm~(-2))云南松林(29.81 t·hm~(-2))华山松林(25.15 t·hm~(-2))高山栎林(11.92t·hm~(-2))常绿阔叶林(11.91 t·hm~(-2)),其中分解层凋落物量最丰富,占总现存量的40%以上;云南松林和华山松林的新鲜凋落物分解强度高,分解一段时间后分解强度减弱,而常绿阔叶林则与之相反;高山栎和滇油杉凋落物分解强度在不同阶段无显著差异。(2)随凋落物分解程度的加剧,5类森林凋落物中P、N、Zn含量总体呈增大趋势,S、Fe、Na含量逐层增大,Ca、Mg含量逐层减少,K、Mn含量分布无明显规律性。(3)5种森林类型凋落物营养元素总储量表现为:滇油杉林(988.63kg·hm~(-2))华山松林(719.79kg·hm~(-2))云南松林(624.27kg·hm~(-2))高山栎林(308.82kg·hm~(-2))常绿阔叶林(290.41kg·hm~(-2)),凋落物营养元素储量在凋落物下层有明显的积累,其中N、P、K、Al、Fe、Na、Zn在分解层积累,而Ca、Mg、Mn则在半分解层就发生积累。     

不同林龄阶段的松栎混交人工林碳储量研究

以不同林龄的马尾松-麻栎(Pinus massoniana-Quercus acutissima)人工林为研究对象,为尽可能减少样木法测定生物量对森林资源的破坏,采取估算和实验测定相结合的方法,探讨了不同生长发育阶段生态系统碳储量的时空变化规律。结果表明:人工混交林生态系统碳储量随着林龄的增加而增加,且主要分布在乔木层和土壤层。随着林龄的增大,乔木层碳储量增加,马尾松碳储量占乔木层的比重呈先增加后降低趋势,20年生所占比重最大,可达61.53%,而麻栎则相反,35年生麻栎碳储量高达80.30 t·hm~(-2),占比重的55.33%,二者生长呈现互补趋势;灌木层和枯落物层碳储量随着林龄的增大呈现"n"型,20年生达到最高值,分别为13.00和1.87 t·hm~(-2);8年生林龄的草本层碳储量最大,为0.15 t·hm~(-2),随着林龄的增加而减小;土壤有机碳储量随着林龄的增大而增加,同一林龄土壤机碳碳储量在垂直分布上表现为随着土壤深度的增加,碳储量减少,有机碳碳储量主要集中在0~20 cm的土层。植被层碳储量的空间分布序列是:乔木层灌木层枯落物层草本层,混交林生态系统碳储量分布情况为8~20年生林碳储量分布一致:土壤乔木灌木枯落物草本,25~35年生分布一致:乔木土壤灌木枯落物草本。该研究认为马尾松-麻栎人工林生态系统碳储量随林龄增加的变化规律明显,碳汇潜力巨大,为该区人工碳汇林业的经营提供了依据。     

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。