南方红壤丘陵区水土保持林对枯落物和土壤养分的影响

探究不同水土保持林土壤有机碳及土壤养分变化,为水土保持林的营造提供科学依据。以湖南省金洞林场15年生杉木-闽楠混交林、闽楠纯林、杉木纯林为研究对象,测定不同季节土壤有机碳、土壤及凋落物养分含量,分析不同林分组成和季节对土壤有机碳的影响。结果表明,林分组成和季节对土壤有机碳含量存在显著影响,土壤有机碳主要受全N、全P、可溶性有机碳、可溶性有机N的影响。不同林分下,土壤养分和凋落物养分存在显著差异,杉木-闽楠混交林土壤和凋落物养分显著高于杉木纯林、闽楠纯林,其土壤有机碳、全N、全P比杉木纯林高35.07%~52.63%,凋落物矿质元素含量比闽楠纯林高25.35%~45.16%。季节因子对土壤养分的影响高于凋落物养分,季节因子对凋落物矿质元素无显著影响。林分组成对土壤有机碳的影响主要通过改变土壤理化性质,特别是N素含量来影响土壤有机碳;季节因子对土壤有机碳的影响通过改变水热条件及凋落物分解速率,从而影响土壤有机碳的输入、输出。研究结果对南方红壤地区水土保持林的营造具有一定的参考意义。

2种水土保持林土壤微团聚体组成及其在不同坡位和不同土层间的分布特征

2022年8月份,在黑龙江省齐齐哈尔市克山县境内的克山农场,选择位置相邻,坡度、坡向、坡长、林龄基本一致的樟子松水土保持林、杨树水土保持林、坡耕地(对照)为研究对象;在选定的坡面上沿着和坡面等高线垂直的方向分别布设3条样线作为3个重复,每2条样线之间间隔3 m,每条样线从坡顶至坡底分别设置10个取样点,每个取样点之间间隔30m;使用环刀法,按照土层深度(h)采集土壤表层(0<h≤15 cm)、下层(15 cm<h≤30 cm)土样,放在通风处自然风干后过2.00、0.15 mm土壤筛,测定土壤微团聚体的粒径分布、比表面积、土壤理化性质;运用体积分布模型计算不同粒径土壤颗粒体积分形维数(D值),比较不同树种水土保持林的土壤微团聚体粒径组成、微团聚体分形维数的坡面分布特征,分析土壤理化性质与土壤微团聚体粒径组成、微团聚体分形维数之间的相关性。结果表明:坡面主要土壤养分质量分数,全磷质量分数(土壤表层、下层),由大到小依次为耕地、杨树林地、樟子松林地;有效磷质量分数(土壤表层、下层),由大到小依次为耕地、樟子松林地、杨树林地;有机质质量分数,土壤表层由大到小依次为杨树林地、樟子松林地、耕地,土壤下层由大到小依次为杨树林地、耕地、樟子松林地。分形维数,与有效磷质量分数、全磷质量分数、微团聚体颗粒比表面积显著相关;分形维数在一定程度上可用于表征土壤的养分状况;土壤下层整个坡面,坡耕地的分形维数明显小于樟子松林地、杨树林地的分形维数,说明水土保持林的林下土壤的土质优于耕地;根据坡面土壤微团聚体分布特征及其趋势、坡面养分分布特征综合对比,杨树林地土质优于樟子松林地。

不同树种水土保持林对黑土区坡面土壤氮的保持作用

【目的】探究黑土区不同树种水土保持林对坡面土壤氮的保持作用,为黑土坡面养分流失防控措施选择提供参考。【方法】在黑龙江省西北部的克山农场内,选择坡度、坡向、坡长和林龄基本一致的杨树水土保持林、樟子松水土保持林和耕地坡面为试验区,在3个试验区内沿顺坡向从坡顶至坡底分别布设1条距离为315、319和323 m的样线,每条样线上以坡顶为起点,距离为30 m等间距设置10个样点。每个样点分别采集0~15 cm和15~30 cm土壤样品,用于土壤物理特征、全氮、铵态氮、硝态氮和颗粒态有机氮的测定,以耕地为对照,分析不同树种水土保持林对黑土坡面土壤氮的保持作用。【结果】(1)水土保持林的土壤物理特征指标优于耕地。(2)杨树水土保持林土壤全氮含量(1.28~2.54 g/kg)高于樟子松水土保持林和耕地的全氮含量,樟子松水土保持林土壤全氮含量(1.04~1.92 g/kg)高于耕地含量(0.62~1.63 g/kg);铵态氮、颗粒态有机氮在3个试验区土壤内分布情况和全氮一致,皆表现为杨树水土保持林含量最高,耕地含量最低。【结论】两种水土保持林0~15 cm土层土壤氮含量高于15~30 cm土层土壤氮含量,两种水土保持林的土壤氮含量高于耕地的氮含量,杨树水土保持林土壤氮含量高于樟子松水土保持林土壤氮含量,且杨树水土保持林对黑土区坡面土壤氮的保持作用优于樟子松水土保持林。从土壤氮保持角度来讲,在杨树和樟子松两种水土保持树种上应优先考虑杨树。

林分改造后的水土保持林地土壤的持水性能

[目的]研究林分改造后的林地水文生态特征,分析水土保持林的持水特性,为南方红壤水土流失区的生态治理、植被恢复以及树种配置提供参考。[方法]选择福建省长汀县红壤侵蚀区松林改造后营造的千年桐生态林作为研究对象,以林外草坡作为对照,比较千年桐生态林和草坡的枯落物持水性能指标之间的差异,同时测定千年桐林分0—60 cm不同土层土壤物理性质,并利用隶属函数对林地持水性能进行综合评价。[结果]千年桐枯落物持水量始终高于对照,浸水前为对照的1.15倍,浸水24 h后为对照的2.10倍;浸水0.25 h时,千年桐和对照的枯落物吸水速率分别为1723.64,700.8 mm/h。千年桐林地的枯落物累积量、枯落物最大持水量、枯落物有效拦蓄量均显著高于对照。林地0—10 cm土层的土壤容重显著低于其他土层,而最大持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度和总孔隙度均显著高于其他土层;0—20 cm土层的土壤有效蓄水量和有效水储量显著低于20—60 cm土层。林地持水性能的综合评价结果表明土壤毛管孔隙度的综合评价值较高,而土壤自然含水率的综合评价值较低。[结论]千年桐生态林枯落物持水性能较好,土壤通气、透水性较高。从林分综合评价来看,与土壤孔隙度,特别是毛管孔隙度相关的指标对于提高千年桐生态林持水性能具有重要影响。

水土保持林营造技术

营造水土保持林时,要根据造林地立地条件、环境条件以及树种特性,选择适宜的造林方式。造林后,要加强抚育管理工作,重点做好松土、除草、病虫防治等,促进幼林健壮生长,充分发挥好水土保持林的生态效益。

水土保持林土壤抗蚀性能评价研究

运用土壤有机质含量、水稳性团聚体含量、水稳性团粒平均重量直径、团聚度和分散系数等各项指标 ,对不同树种组成、不同林龄水土保持林的土壤抗蚀性能进行分析、评价 .结果表明 ,水土保持林对于提高土壤抗蚀性能具有重要作用 ,这种作用主要针对表层土壤而言 ;与油松纯林相比 ,油松阔叶树混交林土壤有机质含量较高 ,水稳性团聚体含量增加了 1.71%～ 3 8.5 3 % ;且随着林龄的增长 ,水土保持林土壤抗蚀性能不断增强 .

嘉陵江上游低山暴雨区不同水土保持林结构模式水源涵养效益研究

水土保持林的水源涵养效益是研究森林防止水土流失的一个热点问题。以20世纪80年代末期营造和自然恢复的湿地松林、桤柏混交林、刺槐(灌木)林 、刺槐林 和桤木林为研究对象,选择林冠截留、土壤容重、土壤孔隙度、土壤贮水能力、土壤渗透性和枯落物持水性,作为研究不同水土保持林结构模式水源涵养效益的指标,对不同水土保持林的水源涵养机理和水源涵养效益进行了较深入的研究。结果表明,各水土保持林的水源涵养能力均明显高于农耕地;不同水土保持林结构模式的水源涵养效益也有较大差异。最后提出了桤柏混交林、湿地松林、桤木林等优良水土保持林结构模式,为当地的生态环境建设,特别是当前正在进行的退耕还林工程的模式选择提供了依据。

黄土高原水土保持林对土壤水分的影响

黄土高原植被恢复的限制因素主要是土壤水分,植被与土壤水分关系的研究对黄土高原植被恢复具有重要意义。2008年7月1日至2009年10月31日间采用EnviroSMART土壤水分定位监测系统以每30min监测1次的频度,对晋西黄土区刺槐人工林地、油松人工林地、次生林地的土壤水分变化进行了研究。研究得出:次生林地0—150 cm土层中平均蓄水量为331.95mm,刺槐人工林地为233.85 mm,有整地措施的油松人工林地为314.85 mm,刺槐人工林比次生林多消耗的98.10 mm土壤水分主要来源于80 cm以下土层。次生林主要消耗0—80 cm土层的水分,而人工林不但对0—80 cm土层水分的消耗量大于次生林,对深层土壤的消耗也较次生林大,这将有可能导致人工林地深层土壤的"干化"。在土壤水分减少期(11—1月)刺槐人工林土壤水分的日均损耗量为0.86mm、油松人工林为0.82 mm、次生林为0.84 mm。土壤水分缓慢恢复期(2—5月)刺槐人工林地土壤水分的恢复速度0.90mm/d,油松人工林地为0.53mm/d、次生林地为0.79 mm/d。土壤水分剧烈变化期(5—10月)刺槐人工林地土壤水分含量的极差为95.71mm,油松人工林地为179.1mm,次生林地为72.03mm。在干旱少雨的黄土高原进行植被恢复时,应多采取封山育林等方式,依靠自然力量形成能够与当地土壤水资源相协调的次生林,是防止人工植被过度耗水形成"干化层"、保障水土保持植被持续发挥生态服务功能的关键。

四川盆周低山暴雨区不同配置模式水土保持林生物多样性分析

用物种多样性指数(Shannon-Wienner指数、Simpson指数)、均匀度指数(Pielou)和物种丰富度指数(Margalef指数和Menhinick指数)对广元市7种人工森林群落进行多样性分析。结果表明,植被恢复与重建使生物多样性提高的同时,土壤侵蚀模数比治理前下降了45%;乔、灌、草复层经营对生物多样性与水土保持效益具有同样的贡献;水土保持效益因不同森林群落的生物多样性而异。

辽西地区几种农林复合型水土保持林模式的研究

Based on the principles of ecological economics and ecological optimum, the management techniques of soil and water conservation forest with four management models,i.e. agroforestry, forest herbs, forest medicinal crops and forest fruit trees were studied in western Liaoning. The results showed, not only the high economic benefit, but also the ecological and social benefit will be achieved. If four models are used with combination, it will be a good way to transform the soil and water conservation forest in western Liaoning.

太行山石灰岩山地水土保持林立地类型的划分

利用２３６块野外标准地资料，运用数量化理论Ⅰ及广义方差分析方法，确定了土层厚度、海拔、坡向为影响林木生长的主导立地因子。３个主导因子共构成６０个立地类型。参照石灰岩山地油松、侧柏、刺槐等树种立地划分研究结果，将６０个立地类型中的３５个划为适于用材林的立地类型，剩余２５个为水保林的立地类型，利用最优分割法，将２５个水保林立地类型划分为３个立地类型组，并对每个立地类型组的立地特点及生产力做了评价。

晋西黄土区水土保持林水量平衡的研究

用水量平衡法研究了晋西黄土区水土保持林的水量平衡,并制定了水量平衡表,用干旱危险系数作为指标评价了水土保持林地的水分动态.研究表明:黄土区林地地表径流很少,达到可以忽略不计的程度,系统的主要支出项为蒸发散量.因此,要充分发挥水土保持林的效益,必须降低林分的蒸发散、抑制林地蒸发,即减小造林密度.

晋西黄土残塬沟壑区水土保持林坡面径流规律研究

该文以坡面径流泥沙观测场为基本观测手段，对晋西黄土残塬沟壑区不同地类的坡面进行了为期３年的现场观测．结果表明：在黄土地区降雨量与径流量的关系不明显，径流的发生决定于雨强和土壤性质；现有的人工林和天然灌木林具有良好的拦蓄径流、固持土壤的防护功能．

晋西黄土区坡面水土保持林地产流产沙的观测分析

以径流小区的观测资料为依据，对晋西黄土区坡面水土保持林地降雨、径流、泥沙进行了分析，该地区产生地表径流的基本降雨条件为最大雨强在１０ｍｍ／ｈ以上，降雨量在１０ｍｍ以上；该地区能够造成土壤侵蚀的主要降雨形式为降雨量在３０ｍｍ以上的降雨。该文还建立了计算地表径流量的回归模型。

晋西黄土区水土保持林林冠截留的研究

在山西省吉县研究了当地的水土保持林刺槐、油松、油松刺槐混交林，以及沙棘、虎榛子对降雨的再分配作用，探讨了林内降雨、林冠截留的规律，并采用季节模型对各林分的截留作用进行了模拟．

典型黑土区水土保持林对土壤可蚀性的影响

以典型黑土区水曲柳林、落叶松林、樟子松林、云杉林及开垦50 a的耕地土壤为对象,通过对土壤水稳性团聚体特征、土粒静水崩解能力以及有机质含量等指标的测定与分析,研究了水土保持林对土壤可蚀性的影响。结果表明：0-30 cm土层范围内,林分对土壤水稳性团聚体组成的影响,主要表现为提高较大粒级团聚体的比例,显著增加PA0.25、降低团聚体破坏率（P〈0.05）;林地土壤水稳性指数显著提高（P〈0.05）,增加幅度达4.46～7.92倍;林地内表层土壤有机质含量较耕地相对提高了32.6%～62.7%,差异显著（P〈0.05）;可以认为水土保持林能够有效降低土壤可蚀性,并以阔叶水曲柳林的作用效果最为显著。该结果为进一步研究典型黑土区水土保持林的构建与调控技术提供了参考。

水土保持林土壤改良效益评价研究

森林效益评价是目前林业研究的热点 ,也是难点问题。通过评价水土保持林土壤改良效益 ,对效益评价的方法和思路进行了探索。指出水土保持林土壤改良效益指标体系的总目标层为效益评价综合指数 ,准则层包括土壤肥力、抗蚀性能和抗冲性能 3个方面 ,指标层由水稳性团聚体含量、有机质含量、土壤酶活性、p H值、平均重量直径、团聚度、分散率、土壤硬度和渗透系数构成。在计算效益评价综合指数时 ,首先要对各项指标的实测数据进行处理 ,使之转化为无量纲的标度值 ;然后可根据层次单排序的权值分步进行计算 ,也可按照层次总排序的权值直接计算 ,获得效益评价综合指数。为消除立地因子的影响 ,要对效益评价综合指数进行校正 ,校正后的综合指数可以反映出不同水土保持林土壤改良效益的好坏。

黄土高原剌槐水土保持林防护成熟与更新研究

在分析乔木水土保持林防护机理的基础上 ,通过对渭北黄土高原剌槐水土保持林调查、分析 ,确定该区剌槐水土保持林在常规密度下的初始防护成熟龄为 11～ 16年 (平均为 12年 ) ;最大防护成熟龄为 2 5年 ;更新龄为 4 2年 ;防护成熟期 (更新龄与初始防护成熟龄之差 )为2 6～ 31年。以防护成熟龄为基础 ,确定剌槐水土保持林的三个经营阶段 :成熟前期、防护成熟期和更新期。这些结果将为水土保持林的合理经营提供参考。

晋西黄土区水土保持林地的土壤水分和养分特征

为了探讨水土保持林地的土壤水分和养分特征,以晋西黄土区油松林地、刺槐林地、次生林地3种水土保持林地为研究对象,采用Enviro SMART土壤水分定位监测系统对各林地的土壤水分进行监测,并对土壤养分和根系密度进行调查。结果表明：1）3种林地0-150 cm土层平均含水量的由大到小排序为次生林地〉油松林地〉刺槐林地;2）次生林地和刺槐林地土壤水分的月动态变化整体趋势一致,但次生林地土壤含水量大于刺槐林地,油松林地土壤水分的月动态变化比其他2种林地波动剧烈;3）3种林地0-30 cm土层根系密度的大小关系为次生林地〉刺槐林地〉油松林地,根系密度随土层深度的增加而减小;4）3种林地0-30 cm土层的根系密度与土壤含水量呈显著负相关性;5）次生林地0-30 cm土层内有机质、全磷、全钾质量分数均明显高于油松林地和刺槐林地,油松林地和刺槐林地相差不大;6）3种林地有机质和全钾质量分数均随土层深度的增加而减少,全磷质量分数随土层深度的增加变化不明显。

红壤侵蚀区几种水土保持林水文效应研究

水土保持林对天然降雨起着截流、吸收的作用。系统研究了试验区内马尾松林、湿地松林、板栗林以及马尾松+板栗混交林的冠层、枯落物层及土壤层的水文效应。结果发现,不同林分在这3个方面均表现出差异。(1)林冠层截留量针叶林大于阔叶林,针阔混交林居中,其顺序为:湿地松林>马尾松林>针阔混交林>板栗林。(2)林下枯落物层有效拦蓄量和土壤蓄水功能阔叶林大于针叶林,针阔混交林居中,其顺序为:板栗林>针阔混交林>马尾松林>湿地松林。通过3个层次水文效应研究,揭示出营造和经营管理水土保持林时,应促使3个水文层次功能的同时优化,尽量营造针阔混交林,增加植被层次结构的复杂性,既要发挥针叶林林冠层截留效应,又要发挥阔叶林枯落物层和土壤层的涵养水源功能。