麻栎人工林水源涵养效能研究

对麻栎人工林和原造林地灌丛、草地的水文要素进行了比较分析。结果表明：中龄麻栎人工林在生长季节，林冠层对一次降雨的拦截能力可达８．７ｍｍ，凋落物层的涵蓄能力可达３．１ｍｍ，分别是灌丛和草地的３倍和６倍；土壤对一次降雨的最大涵蓄量为９１０ｔ／ｈｍ２，分别比灌丛和草地高了５４％和７２％。可见营造麻栎林后，有效地提高了原有植被拦蓄降水的能力，减少地表径流发生的机会和数量。

泰山麻栎人工林降雨截留特征及修正的Gash模型模拟

林冠截留可以调控降雨再分配,对研究森林生态系统的水分平衡和养分循环具有重要意义。通过对山东泰山麻栎人工林2018年生长季的降雨截留进行分析发现,观测期内以中雨和小雨为主,占总降雨场次的64%;林冠截留量为152.24 mm,树干径流量为10.06 mm,穿透雨量为678.8 mm,分别占林外降雨量的18.10%、1.19%和80.70%。利用修正的Gash模型对其进行模拟,结果显示在观测期内,截留过程中的蒸发量和林冠达到饱和状态的截留量占林冠截留总量的大部分,且模拟的林冠截留、穿透雨和树干径流与实测值的误差分别为6%,2%和9%,表明修正的Gash模型能够很好地模拟林冠对降雨的再分配过程,其适用于模拟泰山麻栎人工林的林冠截留。敏感度分析表明:平均雨强(R)、平均蒸发速率(E)、林冠饱和持水量(S)的变化对修正的Gash模型的影响很明显,而郁闭度(c)、树干持水能力(St)和树干径流系数(Pt)的变化对本模型影响不明显。

施肥对麻栎人工林碳密度及休眠期土壤呼吸的影响

以安徽省滁州市红琊山林场麻栎人工林为研究对象,测定了4种施肥处理(0、0.15、0.30和0.45kg·株-1)林分碳密度,并采用开沟隔离法对不同处理林分休眠期土壤呼吸组分进行测定。结果表明:4种施肥处理林分总碳密度分别为73.68、84.49、87.20和91.70t·hm-2。与对照相比,各施肥处理麻栎树干碳密度、树枝碳密度和枯落物碳密度均有极显著提高(P<0.01)。不同处理林分的土壤总呼吸速率和异养呼吸速率随着施肥量增加呈递增趋势,施肥量为0.45kg·株-1样地土壤总呼吸速率和异养呼吸速率较对照样地分别增加了48.9%和38.6%。不同施肥样地土壤异养呼吸对土壤总呼吸的贡献率远大于根系呼吸,施肥量为0、0.15、0.30和0.45kg·株-1时分别是根系呼吸的5.0、3.8、3.4和3.2倍。土壤呼吸受生物因子和非生物因子共同调控,在所选取的4个指标中(土壤含水量、土壤C/N、根生物量和枯落物有机碳含量),土壤含水量和枯落物有机碳含量与土壤总呼吸及土壤异养呼吸速率均有显著相关性(P<0.05)。

地形对麻栎人工林土壤肥力质量的影响

【目的】探究麻栎(Quercus acutissima)人工林土壤肥力质量在不同地形下的差异,综合评价地形对麻栎人工林土壤肥力的影响,为合理利用林地资源、提高人工林质量提供依据。【方法】以麻栎人工纯林为研究对象,将地形划分为平缓坡地、阳坡凹地、阳坡凸地、阴坡凹地和阴坡凸地5个类型,分别测定了5种地形下土壤理化性质和酶活性等15个指标,运用主成分分析和相关系数法筛选并建立了土壤质量评价最小数据集,采用加权求和指数法对不同地形下的土壤肥力水平进行综合评价。【结果】5种地形中,阳坡凹地土壤有机质、全氮和全钾含量最高,阴坡凹地pH、土壤全磷和有效磷含量最高,阴坡凸地土壤容重最小。阴坡凹地土壤微生物生物量氮含量最高,且脲酶和酸性磷酸酶活性最强。主成分分析和相关性分析结果表明,有机质、pH、容重、脲酶活性、蔗糖酶活性构成了土壤质量评价的最小数据集。不同地形中,土壤质量指数大小依次为阳坡凹地(0.533)>平缓坡地(0.511)>阴坡凹地(0.510)>阴坡凸地(0.495)>阳坡凸地(0.482)。【结论】在本试验地,地形通过改变土壤pH、有机质、土壤容重、脲酶活性和蔗糖酶活性等5个关键指标,影响了麻栎人工林的土壤肥力质量。其中,阳坡凹地土壤质量最高,有利于土壤养分的积累。

凋落物输入不同处理对暖温带麻栎林表层土壤有机碳的影响

在河南省国有焦作林场1 hm^(2)麻栎林观测样地上,观察加倍凋落物、去除凋落物、去除地表物并挖壕沟以及对照等4种处理方式,对暖温带麻栎人工林表层土壤有机碳含量受凋落物输入改变的影响,为生态系统响应全球气候变化等研究提供基础。连续2 a测定0~10 cm、10~20 cm层次土壤有机碳含量结果表明,0~10 cm土层的土壤有机碳含量显著高于10~20 cm土层的;加倍凋落物处理提高了土壤有机碳含量,去除凋落物与去除地表物并挖壕沟处理初期降低而在后期增加了土壤有机碳含量,不同处理间的差异性显著,其影响在0~10 cm土层较大,在10~20 cm土层较小;季节变化对土壤有机碳含量亦有较大影响。

不同凋落物输入处理对暖温带森林表层土壤有效磷含量的影响

利用河南省国有焦作林场麻栎林1 hm^2森林生态系统定位观测样地,设置加倍凋落物、去除凋落物、去除地表物并挖壕沟和对照(正常凋落物输入)等不同处理方式,连续2 a测定0~10 cm、10~20 cm土壤有效磷含量,计算其变化率、变化速率、环比增长率、同比增长率,分析暖温带森林近地表层土壤有效磷含量受凋落物输入改变的影响程度,为土壤有效磷动态的深入研究提供借鉴,为生态系统响应全球气候变化等研究提供基础。结果表明,土壤有效磷含量具有季节变化,春季与夏初较低、秋季与冬季较高;0~10 cm土层中土壤有效磷含量稍高于10~20 cm层次的,但差异不显著,其相关性可用幂函数表示。0~10 cm层次上,加倍凋落物处理提高了土壤有效磷含量,去除凋落物与去除地表物并挖壕沟处理降低了土壤有效磷含量,但不同处理间的差异性不显著,不同处理间土壤有效磷含量的变化率差异极显著;土壤有效磷含量的变化速率表现出减幅波动,而环比增长率与同比增长率在后期波动较大,但不同处理间均不具有显著性差异;凋落物输入的不同处理与季节变化对0~10 cm层次土壤有效磷含量有显著性影响,而对10~20 cm层次的影响不显著。表明,凋落物输入的不同处理主要影响到0~10 cm层次的土壤有效磷含量,对10~20 cm层次的影响较弱,且季节变化对土壤有效磷含量亦有较大影响。