短轮伐期桉树人工林土壤入渗过程模拟与变化特征

中国南亚热带地区桉树种植面积广且轮伐期短,研究短轮伐期内土壤入渗能力的变化对探究水文循环与水土保持效益具有重要意义。以广西东门国有林场桉树人工林为研究对象,据轮伐期选择4个不同林龄(1、2、3和5 a)的尾巨桉第一代植苗林,测量3个土层(0~20、20~40和40~60 cm)的土壤理化性质和入渗过程。结果表明:1)随林龄的增大,在0~20、20~40 cm土层,入渗能力呈“降低—升高—降低”的规律变化;而在40~60 cm土层呈“升高—降低—升高”的规律变化。2)初始入渗率、稳定入渗率以及累积入渗量均与土层深度、土壤密度呈极显著负相关(P<0.01),与孔隙度和有机质呈极显著正相关(P<0.01)。3)Horton模型和通用经验模型对桉树人工林的土壤入渗过程拟合较好。综上,短轮伐期内尾巨桉人工林土壤孔隙度、密度和有机质含量变化导致浅层土壤(0~20 cm)的入渗能力整体降低,深层土壤(20~40、40~60 cm)的入渗能力整体升高。

土壤基质入渗驱动下桉树人工林地表氮淋失模拟研究

为探究土壤基质驱动下桉树人工林施肥措施对地下水体的影响,以短轮伐期内不同林龄桉树(1年、2年、3年、5年)表层土壤(0—20 cm)为研究对象,采用室内填土土柱模拟基质入渗驱动下铵态氮、硝态氮、总溶解态氮和溶解态有机氮的淋失过程,分析基质入渗特征参数与不同形态的溶解态氮淋失过程的变化关系及其影响因素。结果表明:(1)桉树表层土壤基质稳定入渗率和累积入渗量随林龄的增大呈增加—降低—增加的趋势,其中,2年生桉树表层土壤的稳定入渗率(143 mm/h)和累积入渗量(279 mm)最高。(2)不同形态溶解态氮淋失浓度在淋失开始时达到峰值,并随基质入渗率的降低而逐渐减小,且基质入渗率与不同形态溶解态氮淋失浓度的变化关系可用线性方程表示。(3)硝态氮和溶解态有机氮是桉树人工林表层土壤氮淋失的主要形态,砂粒含量增加促进氮淋失,而黏粒和有机质含量增加抑制氮淋失。同时,淋失初期铵态氮淋失浓度高于地下水质控制范围,是污染桉树人工林地下水水质的潜在威胁。综上,土壤基质入渗是桉树人工林表层土壤氮淋失的重要驱动因素,两者变化趋势一致并存在线性关系,同时,土壤砂粒、黏粒与有机质含量也是影响桉树人工林地表层土壤氮淋失的重要影响因素。

锚杆静力压桩的设计与施工

锚杆静力压桩是锚杆与压桩的巧妙结合,其原理就是利用建筑物重量(配重),借锚杆反力,通过反力架用千斤顶将桩逐段压入土中,迫使地基土发生变形达到沉桩目的。其优点是无振动、无噪声、施工文明、质量可靠、桩承载力有保证、设备简单、操作方便。文中对设计压桩力取值、沉降标准作了介绍。桩头与基础的联结是至关重要环节,是传递上部荷载至锚杆桩受力的关键部位,文中对其构造提出明确可靠做法。对锚杆静压桩在设计及施工中出现质量问题,如桩的长径比、压桩孔侧受力筋计算、基础板宽决定、砂类土沉桩困难等提出看法,并对施工步骤、注意事项作了阐述。锚杆压力桩法设备简单,移动灵活,可在场地和空间狭窄条件下施工;可应用于新旧建筑物柱基和基础加固托换;并可在不停产和不搬迁的情况下进行工程处理,是一项有发展前途的桩基础和地基加固新方法。

滇中亚高山4种典型林分凋落物归还及养分动态变化特征

【目的】通过研究滇中亚高山4种典型林分凋落物归还及养分动态变化特征,得出不同林分类型养分归还变化规律,为开展不同林分林地生产力的维持机制和提高森林生态系统的碳汇功能及其生态恢复提供理论参考。【方法】以滇中亚高山常绿阔叶林、高山栎林、云南松林和华山松林为研究对象,在每个林分随机设置方形凋落物收集器,每月收集凋落枝和叶,烘干至恒质量后计算月和年凋落量,并测定有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)含量,研究林分凋落物组成、养分含量及养分归还动态变化。【结果】4种林分年凋落物量为396.93~767.32 kg/hm^(2);凋落物组分中凋落叶占86.08%~89.13%,枝仅占10.87%~13.92%;4种林分凋落枝、叶及总量月动态变化呈单峰或双峰型变化规律,凋落物最高值出现在5月,C、N、P和K养分含量无明显变化规律;4种林分养分归还量为常绿阔叶林>云南松林或华山松林>高山栎林,凋落叶养分归还量大于凋落枝,不同养分归还量大小顺序为C>N>K>P,C、N、P和K归还量分别为193.57~359.37、3.18~6.51、0.25~0.49和1.86~3.41 kg/hm^(2);4种林分C、N、P和K归还量月动态变化呈单峰型、双峰型、多峰型或无规则变化规律,受凋落量以及养分含量的共同影响。【结论】常绿阔叶林年凋落物量和养分归还量均较高,周转期短,物种多样性丰富,群落结构稳定,具有较普遍的适应性,较快的凋落物分解周转能更好地进行养分归还,较强地维持土壤肥力。

滇中亚高山森林土壤有机碳组分对模拟氮沉降的响应

为探究氮沉降对滇中亚高山森林土壤有机碳组分的影响,以磨盘山典型森林常绿阔叶林、高山栎林(Quercus semicarpifolia)、云南松林(Pinus yunnanensis)和华山松林(Pinus armandii)为研究对象,设置4个氮沉降水平:对照(CK, 0 g·m^(-2)·a^(-1))、低氮(LN, 5 g·m^(-2)·a^(-1))、中氮(MN, 15 g·m^(-2)·a^(-1))、高氮(HN, 30 g·m^(-2)·a^(-1)),研究持续施氮12个月后不同土层土壤有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(EOC)、轻组分有机碳(LFC)、水溶性有机碳(WSOC)含量的变化特征.结果表明:(1)整体上土壤SOC、POC、EOC、LFC含量随氮沉降的升高呈上升趋势(P<0.05),同一氮沉降处理下各指标随着土层深度的增加而降低,呈现出明显的垂直递减性.(2)施氮12个月后,常绿阔叶林和高山栎林各处理下土壤SOC含量变化为HN>LN>MN>CK,HN显著提高了常绿阔叶林和高山栎林土壤SOC含量(P<0.05),分别为CK的2.01和1.44倍;华山松林和云南松林土壤SOC含量变化分别为MN>LN>HN>CK和CK>HN>LN>MN,MN处理下华山松林SOC含量增幅最大(44.57%),而云南松林SOC含量下降最多(-29.43%),后者可能是由于持续的中高水平氮沉降输入导致土壤氮饱和,反而使土壤SOC含量呈现下降趋势.(3)SOC和POC、EOC、LFC间存在极显著正相关,相关系数分别为0.885、0.466、0.330;与WSOC间存在极显著负相关,相关系数为-0.442.(4)有机碳各组分含量在0~10 cm土层中主要受森林类型的影响,在10~20 cm土层中主要受森林类型、森林类型与氮沉降交互作用的影响.