华北落叶松枯落物覆盖对地表径流的拦阻效应

在宁夏固原六盘山叠叠沟小流域坡面径流小区（长0．9m、宽0．5m）内进行了10种枯落物覆盖量（0．0、0．5、1．0、3．0、5．0、7．0、10．0、15．0、20．0、25．0t·hm^2）、5个人口流量（10、20、30、40、60mL·s^-1）的地表径流试验。结果表明：当枯落物覆盖量从0．0t·hm^-2增加到25．0t·hm^-2时，地表径流流速与无枯落物覆盖相比减小了57．50％～72．27％；地表径流流速随入口流量增加而明显加大，尤其是无枯落物覆盖时增加最快；在坡度为14°的条件下，枯落物覆盖对地表径流流速的阻延值△V（cm·s^-1）与单宽流量q（mL·s^-1·cm^-1）、枯落物覆盖量G（t·hm^-2）的关系为：△V=3．6177q^0.5075G^0.4315（R^2=0．9102）；枯落物覆盖量增加使地表曼宁阻力系数n值加大，在枯落物覆盖量小于10．0t·hm^-2时，n值随枯落物量增加而急剧加大；当枯落物覆盖量在10．0～25．0t·hm^-2范围内增加时，n值的加大趋势逐渐变缓；n值与枯落物覆盖量之间呈较好的二项式关系。

铁杆蒿与白羊草枯落物覆盖量对黄土坡面流水动力特性的影响

枯落物种类及覆盖量差异可能会影响坡面流水动力特性。选取黄土高原丘陵沟壑区典型草地铁杆蒿(菊科)和白羊草(禾本科)枯落物为研究对象,通过设置7个枯落物覆盖量(铁杆蒿为0~1 000 g/m2,白羊草为0~600 g/m2)和2个降雨强度(60和120 mm/h),系统研究枯落物类型及覆盖量对坡面流水动力学特征参数的影响。结果表明:1)相对裸地对照,枯落物覆盖处理坡面流平均流速、雷诺数和弗汝德数平均减小了77.3%、18.5%和87.4%,阻力系数增加了315倍;2)枯落物覆盖量的增加可有效减缓流速、流态和增加阻力系数,并且随着枯落物覆盖量的增加,平均流速、雷诺数和弗汝德数均呈幂函数减小趋势(P<0.01),而阻力系数呈幂函数增加趋势(P<0.01)。总体而言,铁杆蒿枯落物对坡面流水动力参数的影响高于白羊草枯落物。3)逐步回归结果表明各个水动力参数均与流量、枯落物覆盖量和枯落物特征参数呈显著幂函数关系(R2为0.84~0.92,NSE(Nash-Sutcliffe系数)为0.60~0.91,P<0.01);除流量和枯落物覆盖量外,流速和阻力系数还受枯落物直径影响,流态则主要与枯落物密度和长度密切相关。本研究可为揭示枯落物的水土保持机理,正确评价草地的水土保持效益提供科学参考。

枯落物覆盖对阔叶红松林土壤蒸发的影响

通过对枯落物覆盖下森林土壤蒸发的观测,研究了不同干重及类型的枯落物对土壤蒸发的影响,及其与含水率的关系。结果表明:土壤含水率相同,枯落物覆盖量越大,土壤蒸发量越小;不同类型的枯落物对土壤蒸发的抑制作用不同,在相同干重的枯落物覆盖下,未分解、半分解和分解的枯落物对土壤蒸发的抑制能力依次减弱。土壤蒸发量与枯落物质量呈对数关系。随土壤含水率的降低,土壤蒸发量减少,含水率在41%～38%时,每下降1%,75g、45g、15g枯落物覆盖下的土壤蒸发量依次减少2.38g、1.43g、1.30g,且在土壤含水率下降过程中,覆盖的枯落物分解程度越高,土壤蒸发速率降低越不显著。

南方红壤区百喜草及其枯落物对降雨径流分配的影响

为了进一步研究百喜草(Palspalum notatum)及其枯落物覆盖对降雨径流空间垂直分配的影响,以江西水土保持生态科技园的径流小区为研究对象,对2005年观测的全年数据进行科学分析,得出主要结论如下:(1)百喜草及其枯落物覆盖能够有效改变降雨与地表径流、壤中流的关系,能够显著增强降雨量对地表径流和壤中流的影响;(2)百喜草及其枯落物覆盖能够有效改善降雨径流的垂直空间分配,使得地表径流减少,壤中流和基流显著增加。这为进一步加强百喜草在南方红壤区水土保持方面的应用提供了理论指导。

不同宽度硬头黄竹林河岸缓冲带对地表径流的拦截效应

利用2008年河岸缓冲带硬头黄竹人工林的降雨量、穿透降雨量和树干径流量来计算林冠层截留量,并在冬、夏两季分别对林内枯落物和取样土壤测定最大持水能力,建立5m至40m不同缓冲带宽度的简易径流场观测地表径流量。结果表明:全年林冠截留总量为315.6mm,占全年降水量的32.4%,林冠截留量随着降雨量的增加而增加,但林冠截留率反而减小,选取24组不同雨量级的降雨量(P)与林冠截留量(I)数据进行拟合,方程为:I=0.7791P0.78。硬头黄竹林内枯落物生物量为2.87t/hm2,其最大持水量为9.13t/hm2,是枯落物自身干质量的3.2倍,但由于>10mm的降雨在时间分布上具有连续性,枯落物对降雨的截留效应明显被削弱,实际截留量只占全年降水量的9.2%。硬头黄竹林对林内土壤物理性质起到了明显的改善作用,土壤容重随着土壤深度的变浅而减小,加快了地表径流的入渗速率,土壤的最大截留能力为497.36t/hm2。地表径流量随河岸缓冲带宽度增加而减小,20m宽的河岸缓冲带就可截留40.7%,而当缓冲带宽度继续增加,截留效率并没有明显变化。

不同贮藏方式对河西走廊四种茄科植物种子萌发的影响

种子扩散后的贮藏条件对其萌发有着重要影响。本文探讨了4种贮藏条件(室温、冬季枯落物表层、枯落物覆盖、冬季浅层覆土)对河西走廊4种茄科植物黑果枸杞(Lyci-um ruthenicumr)、黄果枸杞(L.barbarum var.auranticarpum)、红果龙葵(Solanum alatum)和曼陀罗(Darura stramonium)种子萌发的影响。结果表明:经冬季浅层覆土(1 cm)和枯落物覆盖的黑果枸杞种子萌发率(96.5%和75.5%)和黄果枸杞种子萌发率(65.3%、53.6%)显著提高,萌发速率加快;未萌发的黑果枸杞和黄果枸杞种子保持较高活性;黑果枸杞种子经冬季枯落物表层和室温存放后萌发率为57.5%,未萌发种子活性丢失率较高(47.5%和31%);黄果枸杞种子经枯落物表层存放后,萌发率为39.3%,未萌发种子部分活性丢失(38%);经各种贮藏后的红果龙葵种子萌发率均较高(>90%),曼陀罗种子萌发率极低(<10%),种子保持较高活性(50.5%～81.5%)。黑果枸杞和黄果枸杞种子萌发对贮藏条件具有一致性的响应,即经过冬季浅层覆土和枯落物覆盖后萌发率均显著提高、萌发速率加快、萌发历程缩短,说明冬季的湿冷环境能够打破黑果枸杞和黄果枸杞种子休眠,并保持种子活性;而冬季干燥寒冷环境可使部分种子失活,不利于种群的建植和自然更新。种子萌发对湿冷的需求反映了温带植物繁衍种族的自然机制,保证了幼苗存活和建植的最大化。