间伐对杉木林枯落物和土壤水源涵养能力的动态变化分析

探讨不同间伐年限对杉木林枯落物层和土壤层持水能力的影响,为评估杉木林水源涵养功能对间伐的响应提供科学依据。以浙西南景宁县间伐1年、间伐3年、间伐8年和未间伐的杉木林为对象,采集枯落物与土壤样品,分析测定枯落物含水率、持水能力、土壤容重、非毛孔隙度并计算相关指标。结果表明:杉木林枯落物现存量在不同间伐年限间的差异并不显著(P>0.05);枯落物持水量、持水速率与浸水时间的关系分别符合对数函数和幂函数;间伐8年的杉木林枯落物层的最大持水率、最大拦蓄率和有效拦蓄率均显著高于未间伐林分(P<0.05);间伐3年、间伐8年的杉木林枯落物最大持水量和有效拦蓄量均显著高于未间伐林分;间伐8年杉木林地0~10 cm土层土壤容重显著降低(P<0.05),非毛管孔隙度显著增大,非毛管持水量显著增加了22.4%(P<0.05),而对10~30 cm土层土壤储水性能相关指标的影响不显著(P>0.05)。综上,杉木林枯落物层和土壤层的水源涵养功能随着间伐年限的延长而增强。

吸湿解吸循环过程中木材水分吸附特性

【目的】探究吸湿解吸循环过程中木材水分吸附特性,阐释湿度循环对木材细胞壁及其吸着水分子的影响机制,为木材的实际使用和合理开发提供理论依据和数据参考。【方法】以杉木和马尾松木材为试验材料,采用动态水分吸附分析仪在3或5次吸湿解吸循环(0%→95%→0%)过程中实时测定木材水分吸附数据,绘制水分吸着-解吸等温线,借助H-H模型对其吸湿平衡含水率进行非线性拟合分析。【结果】1)吸湿解吸循环前后,木材平衡含水率最大值呈降低趋势,其差值范围为0.21%~1.76%;初次循环过程木材吸湿平衡含水率低于后续循环过程,相对湿度40%~95%时尤为明显;2)随着吸湿解吸循环次数增加,木材单次循环所需时间减少,且降低幅度也明显变小;与块状试样相比,粉末状试样单次循环所需时间较少;3)初次循环过程木材吸湿滞后现象相比后续循环过程更明显,随着循环次数增加,吸湿滞后最大值减小,吸湿滞后率均值增大;4)H-H模型可用于分析吸湿解吸循环过程中木材水分等温吸附,其拟合度(R2)均高于0.996;随着循环次数增加,代表含有单位摩尔吸附位点的绝干木材质量(W)参数呈降低趋势,木材单分子层吸附水最大质量分数呈增大趋势,多分子层吸附水最大质量分数和吸附水总质量分数最大值均呈降低趋势。【结论】随着吸湿解吸循环次数增加,湿度循环对木材细胞壁的影响减弱:木材吸湿性能降低,其平衡含水率最大值呈降低趋势;单次循环所需时间减少;吸湿滞后现象减弱。

过热水蒸气提取杉木精油及各馏分成分分析

以杉木根屑为原料,采用过热蒸汽连续升温工艺提取不同温度段的杉木精油。投料量为400 g,蒸汽流量为900 mL/h,蒸馏釜塔内温度为<100,≥100~150,≥150~200和≥200~250℃,可得到不同温度段提取的精油。考察不同温度段得到的杉木精油得率及组成成分的差异。结果表明:过热蒸汽连续升温过程中,当蒸汽温度为≥100~150℃时,精油得率最高,为1.44%,过热蒸汽提取的总精油得率为3.95%,是常压水蒸气蒸馏法的2.56倍。过热蒸汽连续升温工艺中不同温度段得到的精油组成成分有所变化,主要表现为烯类化合物减少,醇类化合物增加,α-柏木烯质量分数由31.72%下降到11.49%,β-柏木烯质量分数由13.12%下降到5.17%,柏木醇质量分数由27.37%上升至47.60%。过热蒸汽连续升温不仅能高质高效地提取杉木精油,还能明确不同温度段得到的精油组分差异,为杉木精油的高效开发与满足不同产品需求提供科学依据。

藏东南冷杉原始林不同形态水的水质分析

对藏东南冷杉原始森林的林外雨、林内雨、树干径流、壤中流、河流、溪水等各种形态的水质元素含量进行了对比分析 ,结果表明 :林外雨的泥沙含量最少 ,为 5 .6 7mg/L ;滑坡山体流出水的泥沙含量最高 ,达 393.33mg/L ;树干径流、林内雨中的泥沙含量高出林外雨 94%和 5 2 %,林外壤中流的泥沙含量高出林内壤中流 31%。冷杉原始林下土壤呈微酸性 ,河道中的水呈微碱性。降雨透过沼泽地土层后 ,除pH值未变 ,SO2 -4 、C、P三种物质含量减少外 ,其余各元素及泥沙含量都大量增加 ,其中HCO-3 增加了 2 0倍 ,Fe增加到 1.5倍。整个冷杉原始森林生态系统中的HCO-3 、CL-、N(硝氮、氨氮 )、Na、Ca、Mg、Fe等离子和元素的输入量小于输出量 ,致使部分营养成分流失 ;SO2 -4 离子、C、P、K、Cu、Zn等元素被土壤和凋落物层吸附、滞留 ,输出量小于输入量 ,营养成分积累。降雪中的各元素含量均表现为林外高于林内。

杉木人工林水量平衡和蒸散的研究

本文根据我们严密设计的小集水区径流场连续6年的水文测定数据,进行了杉木人工林水量平衡和蒸散的研究。结果表明:集水区年平均降雨量1065.5 mm,在林冠作用面降雨量的分配中,林冠截留雨量264.6ram,截留率24.8%;穿透过林冠层的雨量799.82mm,树干径流量1.08mm,分别占降雨量的75.1%和0.1%。林内降水到达林地时,在枯枝落叶层这个作用面上净降水进行再分配,其中,地表径流量9.27mm,地下径流量203.00mm,总径流系数0.199。土壤蓄水量月变化较大,但年变化很小,占降雨量的1.2%。系统水量最大的输出是蒸散,每年以气态形式返回大气的水量868.03mm,占降雨量81.3%。在蒸散的水量中,林冠截留雨量的直接物理蒸发量为264.6mm,占总蒸散量的31.6%。

湖北利川水杉原生种群及其生境1948～2003年间变化分析

为保护和恢复水杉原生种群提供科学依据,对中国湖北利川水杉原生母树及其生境194 8～2 0 0 3年间的变化进行对比分析,指出了保护工作存在的问题及保护对策。主要结果有:1194 8年初步调查为10 0 0多株,1983年普查有5 74 6株,涉及4个镇(场)、4 5个行政村,分布面积为6万hm2 ;2 0 0 3年普查为5 388株,分布范围没有大的变化,有2种分布类型:散生分布的有896株,群落分布的有4 4 92株,最大的种群为10 5和12 3株。2中国政府对水杉的保护取得了巨大成绩,但过去只重视对个体的保护,忽视了对群落及其栖息环境的保护,导致由混交林变为纯林、结构趋于简单、生物多样性减少、天然更新困难,1983～2 0 0 3年的2 0年间已有386株水杉原生母树死亡,亟需对水杉原生种群及其栖息地进行保护。3应运用现代恢复生态学手段,开展水杉植被恢复重建理论研究,首先加强对集中分布种群及其栖息地进行就地保护,其次小河河谷实施种群及其栖息地恢复与重建。4人为活动对水杉的危害加重,应减少及停止一切有害的人为活动,改善水杉原生母树生境,提高居民、社区自主参与水杉保护的意识;进行生态移民和实施退耕还林等是一个可以考虑的方法。

不同杉木无性系对干旱胁迫的生理响应研究

在干旱胁迫条件下进行不同杉木无性系生理响应的研究结果表明：杉木无性系对干旱胁迫反应敏感．不同无性系生理反应差异明显．随干旱胁迫加剧，无性系水势、蒸腾速率、叶绿素含量、ＮＲ活力下降；自然饱和亏、脯氨酸含量急剧增加，以适应胁迫环境．

干旱胁迫对杉木无性系光合特性的影响

通过不同干旱胁迫条件下杉木无性系光合特性指标的测定，研究不同杉木无性系光合特性对干旱胁迫的反应．结果表明：不同杉木无性系光合特性对干旱胁迫反应敏感．随胁迫加剧，各无性系净光合速率和光饱和点下降，光补偿点和ＣＯ２补偿点增加，供试无性系光合特性在胁迫条件下表现出明显的生态型差异，其中１１５号和２８６号２个无性系具有较强的耐旱能力．

杉木多世代连栽的土壤水分和养分变化

通过在南平溪后安曹下的杂木林、1代、2代及 3代杉木人工林中设立标准地 ,对杉木林取代杂木林后及随杉木多代连栽土壤水分和养分的变化进行研究 ,结果表明 :随着杉木林取代杂木林及连续栽植代数的增加 ,土壤保水和供水能力下降 ,土壤大部分全量养分含量减少 ,土壤供肥和保肥能力下降 ,导致杉木林分生产力下降 。

杉木幼林地水土流失及其防治研究(Ⅱ)

杉木３种不同造林模式林地的水、土、肥流失表现为“传统型”＞“世行型”＞“生态型”的规律。用混合型数量化模型进行因素分析结果表明：炼山是影响杉木幼林地水土流失的首要因子，其次是整地方式、套种绿肥、栽植点配置、幼林抚育方式等人为营林措施，保留采伐剩余物、套种绿肥等增加林地地表覆盖的措施，均有很好的防止水土流失效果。并提出改革现行的营林技术措施，着手研究“生态经济型”的栽杉新模式。

水分子簇的研究进展

水分子簇结构与功能的探索已引起科学界的广泛关注并逐渐成为簇科学研究领域中的一个热点。本文综述了近年来水分子簇间作用力研究的进展、内容和方法并加以比较 ,重点介绍了远红外振转隧道光谱法 ,简述了超冷水的分子结构特征 ,并对该领域的研究前景作了展望。

杉木林生态系统净化水质功能的研究

对杉木林生态系统净化水质功能研究结果表明，随着大气降水而进入杉木林生态系统的物质中，有二氯丁烷、苯等有机污染物，还有Ｐｈ、Ｃａ等重金属元素。经过林冠层、地被物和土壤层的截留作用，这些污染物质不仅种类减少，而且浓度大为降低。进一步阐述了森林净化水质的机理和效益。为森林净化水质的功能，提供了依据。

不同年龄阶段杉木人工林枯落物层水文特征

分析了不同年龄阶段杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林林下枯落物储量及其持水特性,以期为杉木人工林的经营策略及发挥其水土保持功能提供科学依据。结果表明:杉木人工林幼龄阶段、中龄阶段、近熟阶段枯落物储量分别为5.37、15.50、23.31t.hm-2;同一林分不同层次枯落物最大持水量差异明显;枯落物吸水速度随浸泡时间的延长而降低,30min内吸水速度最快,枯落物吸水速度与其浸泡时间相关性极高;随着林龄的增加,单位面积枯落物最大持水能力呈增长趋势,幼龄阶段、中龄阶段、近熟阶段分别为76.93、91.76、108.16t.hm-2,枯落物最大持水能力相当于水深为6.14、8.04、9.39mm。

中国特产的水杉群落

孑遗植物水杉在利川县小河河谷的存在与该地的优越环境条件有关;水杉种群在目前群落中的分布格局为随机分布;在水杉群落的演替中,最突出的一点为人为破坏生态环境的逆行演替;目前的次生水杉林结构简单,种群更新困难,应及时建立一定面积的水杉群落生态系统自然保护区以保证水杉种群的世代延续.

不同发育阶段杉木人工林凋落物的生态水文功能

对福建三明莘口教学林场不同发育阶段杉木人工林进行凋落物现存量、持水特性及失水特性研究。结果表明:不同发育阶段杉木人工林凋落物的现存量表现为老龄林(3.47t/hm2)>中龄林(2.24t/hm2)>幼龄林(1.53t/hm2)。凋落物持水量表现为老龄林>中龄林>幼龄林;最大持水量表现为老龄林(11.8t/hm2)>中龄林(7.73t/hm2)>幼龄林(4.24t/hm2);最大持水率表现为中龄林(477.48%)>幼龄林(376.57%)>老龄林(291.98%);最大失水量表现为老龄林(4.29t/hm2)>中龄林(2.91t/hm2)>幼龄林(1.71t/hm2);最大失水率表现为中龄林(129.90%)>老龄林(124.15%)>幼龄林(112.04%)。凋落物层吸水速率均表现在前0.5h内最快,说明凋落物层具有快速拦截地表径流的作用。凋落物的持水量、持水率、失水量、失水率与时间之间的最佳拟合关系式为W=a+bln t;吸水速率、失水速率与时间之间的最佳拟合关系式为V=atb。老林龄杉木凋落物层具有现存量大、持水量大、吸水速率强等特点,具有较强的生态水文功能。

福寿林场杉木人工林水源涵养功能比较研究

以福寿林场作为研究区域,将杉木人工林按龄组划为幼龄林、中林龄和近熟林,采用标准地调查的方法、环刀法和烘干法对杉木的幼龄林、中龄林、近熟林的土壤物理性质以及水源涵养功能进行研究。结果表明:不同林龄杉木类型土壤容重为上层小于下层,土壤容重为中龄林(1.44 g/cm3)>近熟林(1.37 g/cm3)>幼龄林(1.36g/cm3);不同林龄杉木类型土壤毛管孔隙度随土壤厚度增加而减小,毛管孔隙度为幼龄林(30.32%)>中龄林(17.26%)>近熟林(14.41%);土壤非毛管孔隙度随土壤深度的增加无明显变化,非毛管孔隙度为近熟龄(36.66%)>中林龄(28.61%)>幼龄林(18.55%);根据土壤蓄水能力的大小,可以得出涵养水源能力的大小为近熟林(107.74t/hm2)>中龄林(81.24 t/hm2)>幼龄林(57.43 t/hm2);随着杉木林龄的增大,水源涵养功能呈增大趋势。

整地方式对杉木人工林生态系统的影响

通过建立径流场进行不同整地方式对杉木人工林生态系统影响的 5年定位研究表明 ,南方林区传统的整地方式导致了杉木人工林生态系统严重水土流失。不同整地方式林地水土流失表现为 :全垦 >带垦 >穴垦 ;随整地破土面增大 ,林地表层土壤砂质化愈明显 ,林地养分含量下降 ,整地对林地的干扰主要集中在 0～ 2 0cm土层 ;不同整地方式杉木生长效应表现为 :全垦 >带垦 >穴垦 ,随时间推移 ,整地对杉木生长的影响逐年缩小 。

杉木不同生长阶段凋落物持水性与养分储量

通过对福建省将乐国有林场不同生长阶段杉木人工林凋落物现存量、持水性能以及养分储存量的测定与计算,得出不同生长阶段的杉木人工林凋落物总储量在4.38~31.73 t/hm^2,成熟林阶段凋落物总储量达到最大值;运用对数函数回归凋落物持水量与浸泡时间之间的关系,呈极显著性;最大持水率在159.50%~200.33%,基本表现为随着林龄的递增而减小;有效拦蓄量变化为4.40~14.33 t/hm^2,成熟林的有效拦蓄量最大;不同生长阶段的杉木凋落物中全氮、全磷和全钾的归还量都是在成熟林期间达到最大。综合杉木不同生长阶段凋落物持水性及养分归还的分析,杉木人工林的适宜釆伐期在成熟林期间,即26~35 a。

杉木幼林地水土保持措施效果的研究

通过建立２８个径流小区，对杉木幼林地水土保持措施效果的定位研究结果表明：杉木幼林地植被覆盖层的破坏是导致林地严重水土流失的主要原因．迹地采伐剩余物具有较大的涵养水源功能．保留采伐剩余物的杉木纯林、马尾松纯林及杉木×火力楠混交林迹地的土壤侵蚀量分别可比炼山迹地减少９９．１４％、９８．８０％和９８．２０％，在杉木炼山后及时间种绿肥可减少林地１７．５７％～５２．２５％的土壤侵蚀量，四种林地套种方式中以日本草×决明豆混播类型防治水土流失效果为最佳．

四川王朗自然保护区原始冷杉林粗木质残体的储水潜力评估

为了解西南亚高山原始森林中粗木质残体(CWD)的储水能力,采用样带法调查了位于四川王朗自然保护区原始岷江冷杉林中CWD的储量,运用浸泡模拟法研究了CWD的吸水过程和储水能力。结果表明:CWD的密度随着腐烂的加剧而降低,其储水能力的变化则相反。CWD的吸水过程表现为储水量均随时间的推移迅速增加,2h后储水量增加开始变缓、吸水速率逐渐降低;储水量(Q,g/cm3)和吸水速率(S,g/(cm3.h))与浸泡时间(t)关系均可用Q=aln(t)-b和S=c t-d来进行拟合。样带中CWD的体积和储水能力为(16.864 3±0.954 9)m3/hm2和(4.961 4±0.165 9)t/hm2,相当于增加降雨(0.496 1±0.016 6)mm,I级CWD是体积和储水能力的主体(占总体的60.55%和43.26%);王朗自然保护区的原始冷杉林中CWD体积为55 039.17m3,最大储水能力为13 318.3t。