半干旱区人工林草地土壤旱化与土壤水分植被承载力

近年来在黄土高原地区多年生林草地 ,出现了以土壤旱化为主要特征的土壤退化现象。退化土壤反过来影响植物的生长和发育 ,最终将导致植物群落衰败和生态系统的退化 ,从而影响到林草植被的长期稳定 ,经济效益和生态效益的持续稳定发挥 ,这已成为当前林草植被建设的重大问题之一。分析了土壤旱化现象与土壤干层的关系 ,探讨了土壤干层的划分标准。认为防止土壤旱化的主要措施就是控制林草地密度和生产力 ,而控制林草地密度和生产力的理论依据就是土地植被承载力。在黄土高原大部分地区植物吸收和利用的土壤水分主要依靠当地的天然降水 ,土壤水分是限制植物生长的决定因子 ,该类地区土地植被承载力实质上为土壤水分的植被承载力。作者定义土壤水分植被承载力为土壤水分承载植物的最大负荷。它是指在较长时期内 ,在现有的条件下 ,当植物根系可吸收和利用土层范围内土壤水分消耗量等于或小于土壤水分补给量时 ,所能维持特定植物群落健康生长的最大密度。探讨了土壤水分植被承载力的确定方法和影响因素 ,认为凡是影响林草地土壤水分的补给和消耗 ,植物群落生长发育和植物水分利用效率的因素 ,包括地理位置、地形、气候、植被类型及其发育阶段 ,抚育管理措施都影响土壤水分植被承载力数值。开展土壤水分植被承?

黄土丘陵半干旱区柠条锦鸡儿人工林对土壤水分的影响

为了解覆被变化对土壤水分的影响,采用中子水分仪同步定位观测多年撂荒地转变为人工柠条锦鸡儿林地前后2种覆被类型的土壤剖面水分动态变化,并对测定资料进行量化分析。结果表明:荒地造林后,除丰水年林地剖面土壤含水量和储水量增加,表现为对土壤水分的正效应外,其他年份均表现为对土壤水分的负效应。随林龄增加,柠条锦鸡儿林对土壤水分影响程度逐渐增强,林地土壤含水量和储水量下降幅度加大。由于林地土壤水分主要依靠穿过林冠的天然降水来补充,为了实现森林植被和土壤水资源的可持续发展,防止深层土壤干层形成,造林后第5年就需采取适当措施控制柠条锦鸡儿生长,以减少土壤水分消耗。

雨水资源、土壤水资源与土壤水分植被承载力

在我国北方少雨地区开展雨水资源、土壤水资源与土壤水分植被承载力研究对于防治林草地土壤旱化和林草植被经营具有重要意义。2002年4月以来,在上黄生态实验站对多年生人工林林外和林内降水、地表径流、植物生长和土壤水分动态进行了定位观测,结果表明:次降雨林冠层截留量为0.2～6.47mm,为降水量的3.1%～53.3%,截留总量占降水量的16.9%;地表径流量为0.24～1.5mm,是降雨量的1.6%～6.8%;柠条林地土壤剖面水分垂直变化可分为活跃层、次活跃层和相对稳定层;年内土壤水分胁迫时,植物通过改变叶的颜色,降低自身的含水率、落叶或产生大量落叶来适应干旱的土壤水环境,但不会死亡。土壤水分植被承载力为土壤水分承载植物的最大负荷,是指在较长时期内,当根层土壤水分消耗量等于或小于降雨补给量时,所能维持特定植物群落健康生长的最大密度。

土壤水分植被承载力数学模型的初步研究

本文通过对不同密度林地根层土壤水分补给和消耗量的分析,提出确定土壤水分植被承载力的概念模型。通过对不同密度人工林地根层土壤水分补给和消耗的定位监测资料分析,建立了土壤水分植被承载力的数学模型。通过实例分析可以看出,该方法是简便易行。

人工柠条林地土壤水分补给和消耗动态变化规律

黄土高原地区水资源缺乏，水资源，特别是土壤水资源的适度开发和合理利用势在必行。在黄土丘陵半干旱区的上黄生态试验站对多年生人工柠条林林冠截留，地表径流，土壤水分和植物生长等进行了定位观测，对林地土壤水分补给和消耗动态变化规律进行分析。结果表明，人工柠条林次降雨林冠截留随降水量增加而逐渐增加，地表径流与林外降雨量为直线关系。影响土壤水分补给的主要因素为天然降水，其次为林冠截留。土壤水分补给量与降雨量为线性关系；降水对土壤水分的影响程度随深度的增加而减弱，土壤水分最大入渗深度为170～270cm。偏早年随着柠条林生长并进入速生期，柠条林地耗水量加大，土壤早化加剧。丰水年土壤补给量剧增，但柠条林依然生长不良，储存在土壤中的水分只能等到来年被植物吸收利用。

植物生长与土壤水关系调控起始期

确定植物生长与土壤水关系调控起始期是可持续利用土壤水资源的基础。以柠条为研究对象,采用中子仪对黄土丘陵半干旱区撂荒地,1～5年生柠条林生长和土壤水分进行长期定位观测和分析。结果表明:1 a内,随着时间推移,柠条利用土壤水分深度从播种时的表层土壤增加到220 cm;随着林龄增加,除丰水年2年生柠条林地土壤储水量增加外,柠条利用土壤水分深度和耗水量增加,林地土壤储水量下降。在2004年生长末期,3年生柠条林地100 cm土层的土壤含水量低于萎蔫系数,4年生柠条林地土壤旱化加剧,柠条生长与土壤水关系调控起始期是第5年。此时需要调控柠条生长与土壤水关系,采取措施降低柠条水分耗水量,实现土壤水资源可持续利用。

土壤水分植被承载力初步研究

土壤水分植被承载力是干旱、半干旱和半湿润易旱地区土壤水分与植物生长关系调控、合理利用水土资源和林草植被的核心科学问题之一。定位研究密度与植物生长、土壤水分补给和消耗的关系是确定土壤水分植被承载力的实验基础。我们以黄土高原半干旱区16年生人工柠条林为例,进行了实验研究,实验密度包括8700、7100、5100、3200、1600丛/hm2。研究结果如下:土壤水分植被承载力为土壤水分承载植物的最大负荷,它是指在较长时期和特定条件下,土壤水分所能维持相应植物群落健康生长的最大密度;多年生柠条根系虽然可分布到500cm以下土层,但是大部分根量分布在0～150cm土层,根系随深度分布可用指数方程描述;降水最大入渗深度为170～270cm。柠条主要吸收利用0～270cm土层的土壤水分;一年内植物生长与土壤水分的关系可分为4个阶段;柠条密度与生产力或土壤水分补给量为线形关系,与土壤水分消耗量为二次抛物线关系,研究区柠条林地土壤水分承载力为8115丛/hm2,柠条林合理利用方向为保持水土和改善环境质量。

生态环境治理中的林草植被建设

由于树草种选择、经营管理等方面存在的问题,在林草植被建设中出现了造林成活率低、保存率低和生态经济效益低的"三低"的问题。为了解决这些问题,促进市场经济条件下植被建设的健康发展,林草植被建设应该进行合理的规划和布局;使每块林地和草地达到植被建造的群落质量标准;提高不同利用目的森林植被之间的功能换算系数;使林草植被覆盖率达到一定的规模。

半干旱区柠条林利用土壤水分深度和耗水量

植物根系利用土壤水分深度和耗水量是研究植物与土壤水关系的基础。以柠条为对象,采用中子仪,对撂荒地和柠条林地土壤水分进行长期定位观测和分析。结果表明,2002年内,随着时间推移,柠条利用土壤水分深度从播种时的2cm左右,迅速增加到9月1日的90cm,10月15日的110cm,11月1日的170cm,到11月15日柠条利用土壤水分深度为220cm;除丰水年(2年生)柠条土壤储水量增加了122.8mm外,随着林龄的增加和降雨量等的变化,植物利用土壤水分的深度和耗水量增加,土壤储水量下降。到2004年生长季末,3年生柠条林地100cm土层出现土壤干层,5年生柠条林地剖面60—300cm土层出现土壤干层。此时需要采取措施,控制柠条生长、密度和耗水量,实现土壤水资源的可持续利用。

水土保持植被的有效盖度、临界盖度和潜势盖度

植被能有效地控制水土流失 ,被公认为水土保持最有效最根本的方法 ,因此水土流失区植被的恢复和建造成为水土保持工作的重心之一。植被盖度是衡量植被群落保持水土功能大小的一个重要质量指标 ,潜势盖度、有效盖度和临界盖度是植物群落发育过程中的 3个重要阶段。该文比较详细地论述了这 3个盖度的含义和确定方法 ,并指出微观上的植被建设应设法使的建植被群落达到有效盖度 (下限 )和临界盖度 (上限 )

水资源紧缺地区土壤水分植被承载力论述

在详细论述土壤水资源概念发展和土壤水分植被承载力研究尺度的基础上,介绍土壤水分植被承载力量化模型,包括经典的承载力模型、种群增长通用模型、密度-土壤水分模型和基于物理过程的土壤水分植被承载力模型,述评土壤水分植被承载力研究现状,提出今后应在完善土壤水分植被承载力理论的同时,加强水资源紧缺地区土壤水分与植物生长的野外长期定位研究,从不同时空尺度确定不同植物群落的土壤水分承载力。

森林植被对土壤入渗速率的影响

森林植被对土壤入渗速率的影响郭忠升，吴钦孝（中科院水利部水土保持研究所，陕西杨陵７１２１００）任锁堂（陕西省林业科学研究所，陕西杨陵７１２１００）入渗是指水分通过大气──土壤交界面进入土壤的过程。土壤入渗速率调节着进入土壤，积存于地表面或产生地表径流...

水土保持林有效覆盖率及其确定方法的研究

水土保持林有效覆盖率是水土保持林建设中的一个重要指标。该术语虽出现较早且已被逐渐采用，但由于缺乏严格的定义和统一确定标准，以至水土保持林有效覆盖率数值从３０％～７５％，这严重影响了水土流失区林业生产的宏观决策。通过对水土保持林系统的详细分析，定义了水土保持林有效覆盖率为在一定防护范围内的土壤流失量等于允许流失量时的森林覆盖率：ａｅ￣（－ｂＦ）＝ＳＬＡ。并指出有效覆盖率的确定涉及２个方面、３个步骤；水土保持林有效覆盖率为时间和空间的函数。此外还以黄土高原水土流失区为例，介绍了水土保持林有效覆盖率的确定方法。

黄土高原半干旱区水土保持植被恢复限度——以人工柠条林为例

为了确定水资源不足地区植被恢复潜力和水土保持林建设目标,在黄土丘陵半干旱区宁夏固原上黄试区,对相同立地条件的16年生人工柠条林进行疏伐,建立不同密度林地,进行林分密度、森林植被水土保持效益和土壤水分关系的定位实验。结果表明:平均基径随密度的增加而减少,二者为线性关系;盖度随密度的增加而增大,盖度与密度为对数关系;林冠截留随密度的增加而增大,二者为指数关系;地表径流随密度的增加而减少,二者为对数关系;泥沙含量随密度的减少而增加,二者关系可用倒S形曲线描述。虽然密度增加,盖度增加,森林植被水土保持效益增强,但是受土壤水资源的限制,柠条林有一个最大恢复限度。当超过限度时,势必会引发或加剧土壤旱化。

最佳森林覆盖率的初步研究

按照最佳森林覆盖率的定义，提出了最佳森林覆盖率的确定应以林种为基本单元即分林种确定以满足人们对森林的各种需求所需森林面积；介绍了确定最佳森林覆盖率的指标体系和各林种所需面积的计算公式；提出了各林种所需面积合并的技术关键为“功能换算系数”，定义功能换算系数为相同面积的一林种在功能上相当于另一林种的程度，用十分制或百分制表示。并以黄土高原水土流失区为例，介绍了最佳森林覆盖率的确定方法。通过研究，该区最佳森林覆盖率为３８％。

柠条灌木林小气候研究初报

本文在分析柠条(Caragana microphylla)灌木林对光能影响的基础上,研究了柠条灌木林对气温、湿度和土壤温度的影响及其日变、月变规律,并进一步探讨了温度与光照,湿度与温度或林冠蒸腾的关系。为全面评价森林的生态效益提供了依据。

水土保持林有效覆盖率(ECR)的初步研究

本文在前人研究的基础上，通过对水土流失现象，水土保持林以及森林覆盖率与土壤流失量（或侵蚀模数）的综合分析，首次定义水土保持林有效覆盖率（ＥＣＲ）为在水土保持林防护范围内土壤流失量等于或小于允许流失量时的森林覆盖率。并提出了确定方法，还以黄土高原水土流失区为例，初步确定了该区的水土保持林的ＥＣＲ约为４３％。

黄土高原林草植被建设中的三个重大问题

黄土高原是水土流失最严重的地区之一。由于植被能有效地控制水土流失，因此建国以来该区投入了大量人力、物力和财力进行林草植被建设，取得了巨大成绩，但也存在一些问题。为了从根本上解决林草植被建设中存在的问题，应首先解决好以下３个问题即标准，效益和规模。现在的当务之急是建立水土保持植被的质量标准，探求提高水土保持植被功能换算系数的途径，确立区域植被建设应发展的规模。只有这样，才能促进黄土高原林草植被建设的健康发展。

水土保持植被建设中的三个盖度:潜势盖度、临界盖度和有效盖度

水土保持的核心任务是防治土壤侵蚀 ,植物措施能有效地控制水土流失 ,因此水土流失区植被的恢复和建造成为水土保持工作的重心之一。植被盖度是衡量植物群落水土保持功能大小的一个重要质量指标 ,潜势盖度、有效盖度和临界盖度是植物恢复过程中的三个重要标准。较详细地论述了三个盖度的含义 ,并举例说明了有效益度、临界盖度的确定方法。