退耕还林坡地土壤CO_2排放的空间变化:地形的控制作用

【目的】退耕还林还草引起地表植被盖度变化不仅能有效控制坡耕地的土壤侵蚀,而且会显著增加土壤有机碳储量。但目前关于退耕坡地人工恢复植被后土壤CO2排放的空间变化及其控制机理却较少研究,增大了定量估算退耕还林工程土壤碳循环效应的不确定性。本文以黄土丘陵典型退耕还林坡地为对象,研究了土壤CO2排放的空间变化及其控制机理,为进一步认识黄土高原有机碳库周转和估算陆地生态系统碳收支提供科学依据。【方法】为了确定人工林山坡土壤CO2排放空间变异及其影响因素,将人工林全山坡划分为峁顶、峁坡、坡上部、坡中部和坡下部5个坡位,并按照从峁顶到坡下部沿顺坡断面每间隔10 m确定一个研究小区,利用点测法测定不同植被类型盖度,利用原状根钻采集土壤剖面样品用于测定根系密度、土壤有机碳(SOC)含量和137Cs面积含量,并利用LI-8100碳通量自动测量仪原位测定土壤CO2排放速率的季节变化,同时测定土壤水分和表层土壤5cm深度的温度,利用相关回归分析法确定影响土壤CO2排放空间变化的主要因素。【结果】试验期间,不同坡位土壤CO2排放速率均表现为夏季>秋季>春季。与春季相比,人工林全山坡土壤CO2排放速率的平均值在夏、秋季分别增加了48%和9%。研究期内人工林坡地土壤CO2排放速率在春、夏、秋三个季节具有相同的空间分异特征,其平均值的大小为峁顶(参考点)[2.51±0.07μmol/(m2·s)]>峁坡[2.19±0.17μmol/(m2·s)]>坡下部[1.88±0.12μmol/(m2·s)]>坡中部[1.71±0.09μmol/(m2·s)]>坡上部[1.62±0.12μmol/(m2·s)]。与峁顶参考点相比,坡上部和坡中部的137Cs面积含量分别减少了46%和29%;峁坡和坡下部的137Cs面积含量分别增加了88%和52%,这说明研究区人工林山坡的坡上部发生了严重土壤侵蚀,坡中部发生了轻度土壤侵蚀,而峁坡和坡下部则发生了土壤堆积,尤以峁坡的土壤堆积最为显著。人工林坡地土壤CO2排放的空间变化与地形坡度、137Cs面积含量(土壤侵蚀指标)均呈显著相关关系(P<0.01),与土壤水分、土壤温度和SOC储量只在夏季有显著相关(P<0.01),在其它季节无显著相关性;人工林坡地土壤CO2排放的空间变化与植被根系密度无明显相关性。【结论】地形坡度变化驱动的土壤侵蚀和堆积过程是控制黄土丘陵区人工林坡地土壤CO2排放空间分异的主要因子,应在定量评价退耕还林工程的土壤固碳效应时予以考虑。

山核桃林坡地集雨节灌模式探索与研究

文章通过对山核桃林坡地灌溉中进行雨水资源化利用可行性分析,提出了山核桃林坡地集雨节灌工程系统集成模式,论述了集雨、蓄水和节灌关键技术实施方案,从而为山核桃林坡地雨水资源化利用和林草植被建设提供理论依据,为山核桃林坡地灌溉中雨水资源化问题的研究奠定基础。

秸秆覆盖种植大球盖菇结合坡面改造对林坡地生态的保育效果

[目的]探索林下秸秆覆盖种植大球盖菇与坡面改造结合的方式对林坡地清水产流及持水保肥影响,为水源涵养及生态环境建设提供理论参考。[方法]在经济林下,利用秸秆覆盖种植大球盖菇技术,将其与按照坡度差异结合不同设定的坡面改造措施相结合,并在大球盖菇生长周期内对试验区的水质及土壤性质影响进行采样分析。[结果]小顺坡大横坡+秸秆覆盖种植大球盖菇(CM)和顺坡秸秆覆盖种植大球盖菇(PM)及反坡梯田+秸秆覆盖种植大球盖菇(RM)均能有效减少固体悬浮物(SS),TN及TP含量。SS平均减少率分别为40.3%,31%和51.1%;TN平均减少率分别为36.6%,25.1%和56.1%;TP平均减少率分别为37.8%,24.7%和46.9%。同时,可显著提高土壤含水率(分别提高22.2%,14.1%和39.1%)和土壤有机质含量(分别提高32.1%,29.3%和31.5%)。[结论]林下秸秆覆盖种植大球盖菇技术结合坡面改造,可有效减少林坡地SS,TN及TP含量,并显著提高试验区土壤含水率和有机质含量。

黄土高原水蚀风蚀交错带柠条幼林地土壤水分动态变化

沿坡面布点,通过中子仪观测人工柠条幼林坡地小区土壤含水量的垂直变化,并对储水量的时空变化进行模拟和预测.结果表明：柠条幼林地上、中、下不同坡位0～400 cm土壤剖面储水量动态变化趋势一致,即雨季迅速增加,冬季变化较小,春季至下一个雨季初迅速下降.柠条幼林坡地土壤剖面储水量表现为从坡顶至坡底呈逐渐增大的趋势.土壤水分消耗量从坡顶至坡底也呈逐渐增大的趋势.柠条地土壤储水量与坡面位置和时间的关系可用一个二元三次多项式来表达.

人工林植被细根防蚀拦沙作用的有效性

选择我国西南山地典型人工林为对象,调查全山坡人工林的植被盖度及根系密度,利用137Cs示踪技术确定人工林坡地土壤侵蚀速率,探讨人工林坡地植被盖度及其细根与土壤侵蚀的关系。结果表明:整个人工林坡地表现为严重土壤侵蚀,侵蚀速率达25.25t/(hm2·a)。不同类型植被覆盖下土壤侵蚀再分布速率为祼地(-36.32t/(hm2·a))<乔木(-0.57t/(hm2·a))<灌木(0.53t/(hm2·a))<草(0.60t/(hm2·a))。回归分析表明,人工林坡地土壤侵蚀速率与植被盖度无显著相关性,土壤侵蚀速率随<1mm的植被细根密度的增加而降低,二者之间呈显著负相关关系(P<0.01),但与>10mm径级的植被粗根密度没有显著相关性。人工林地植被细根控制土壤侵蚀的有效性可以用植被细根密度与土壤再分布速率的关系方程来定量评价。当植被细根密度为60～100g/m2时,可以看作人工林植被防蚀拦沙的有效根密度。结果表明,植被细根在控制坡地土壤侵蚀比植被盖度更为重要。因此,禁牧保护植被细根是控制人工林地土壤侵蚀与土地退化的有效措施。

黑河地区林业生态工程构建技术

通过对黑河地区水土流失现状的调查和分析 ,论述了林业生态工程建设的必要性 ,提出了界河防护林、水库水源涵养林、坡地水土保持林及废旧矿区植被恢复与重建等林业生态工程构建技术 ,为振兴地方经济 ,改善生态环境及制定区域性发展规划提供科学依据。

坡地油茶低产林改造及抚育管理技术探讨

油茶是中国的特有优良树种,因其种子可榨油而得名。茶油营养丰富,能有效预防心血管疾病,具有较高的药用价值。但实际生产中坡地油茶林产量较低,须采取相应措施进行改造。文章就坡地油茶低产林改造及抚育管理技术措施进行了详细探讨研究。