桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落物储量及持水特性

对桂西北典型喀斯特区3种原生林--青檀(Pteroceltis tatarinowii)林、白花檵木(Loropetalum chinensis)林和枫香(Liquidambarformosana)林与3种次生林--圆叶乌桕(Sapium rotundifolium)、八角枫(Alangium chinense)和黄荆(Vitex negundo)的凋落物储量、持水量、持水率及凋落物吸水速率进行了比较.结果表明,八角枫林的凋落物储量(3.3t·hm-2)最大,其次为圆叶乌桕和枫香林(3.2和2.9 t·hm-2),青檀林最小(1.8 t·hm-2)o不同林型的凋落物持水量大小依次为八角枫＞白花檵木＞黄荆＞圆叶乌桕＞枫香＞青檀.青檀、白花檵木、枫香、圆叶乌桕、八角枫和黄荆林的凋落物最大持水率分别为301%、342%、224%、253%、288%和328%.凋落物的持水量及持水率随浸泡时间的增加呈对数增长.6种林型中,白花檵木林凋落物的吸水速率最大,黄荆、青檀和八角枫次之,而圆叶乌桕和枫香较小,凋落物的吸水速率随浸泡时间的增长而降低.综合比较得出,研究区次生林凋落物的持水量大于原生林,但原生林凋落物的持水率与吸水速率大于次生林,可见原生林凋落物的累积更具生态水文意义.     

尾叶桉人工林改造对土壤和凋落物持水效能的影响

对低效人工林进行改造,是提高林分质量和生态效能的重要措施.本文对广东省东莞市林业科学园内尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林2种不同改造模式和未改造尾叶桉人工林土壤和凋落物持水能力进行了研究.2种改造模式分别为均匀伐除70％和40％原有桉树后间种乡土阔叶树(分别记为模式Ⅰ和模式Ⅱ),未改造桉树林作为对照(CK).结果表明:与CK相比,改造3年后,模式Ⅰ和Ⅱ的表层(0 ～20 cm)土壤毛管孔隙度、自然含水量、田间持水量和有效蓄水量显著提高,0～40 cm土壤非毛管孔隙度显著下降(P＜0.05);模式Ⅰ和Ⅱ凋落物吸水速率和最大持水率显著增加,凋落物储量和最大持水量显著减小;各林分凋落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系,凋落物持水率、持水量与浸泡时间均呈对数函数关系;林分改造提高了林地0 ～ 60 cm土壤水源涵养功能,且两种改造模式之间无显著差异(P＞0.05);各林分土壤持水能力均远大于凋落物,凋落物最大持水量仅为0～20 cm土层有效持水量的0.59％ ～ 2.06％.     

亚热带红壤丘陵区四种人工林凋落物分解动态及养分释放

应用网袋分解法,连续2a对我国亚热带红壤丘陵区内有代表性的人工林类型马尾松（Pinus,massoniana）、湿地松（Pinus elliottii）、杉木（Cunninghamialanceolata）、木荷（Schimasuperba）＋马尾松（Pinus,massoniana）混交林的凋落物的分解速率,及其C、N元素释放动态进行了研究,凋落物样品分地上、地下两组处理方式。4种林分凋落物地上组的第1、2年分解速率（凋落物的年失重率）依次为马尾松林〉混交林〉湿地松林〉杉木林,马尾松林〉混交林〉杉木林〉湿地松林;地下组的第1、2年分解速率顺序分别为马尾松林〉混交林〉杉木林〉湿地松林,马尾松〉杉木林〉湿地松林〉混交林。各林分地上组凋落物分解速率明显快于地下部分,马尾松林凋落物的分解速率在不同时期均高于其它林分。4种林分凋落物的分解动态符合Olson指数衰减模型。根据拟合方程得出的凋落物分解95％时间为4～01a,介于暖温带常见树种凋落物95％被分解所需时间8～17a,地处南亚热带季风区的鼎湖山凋落物分解95％所需的时间2～8a。养分元素释放率的变化因不同林分和分解时期而异。C在各林分中始终表现为净释放,地上组凋落物的释放率大多数时间均高于地下组。N则于湿地松林、马尾松林和混交林中前期表现出富集现象,而后开始净释放,其中湿地松林凋落物的N富集现象最为显著,释放速率在两个试验年度均为各林分中最低,凋落物中初始的高C／N比是导致上述现象的原因。杉木林凋落物具有最低的初始C／N比,没有出现N富集现象,且在两个试验年度末期均维持了较高的N释放率.     

甘肃小陇山不同针叶林凋落物量、养分储量及持水特性

通过野外实地观测和室内分析相结合的方法对甘肃小陇山地区6种主要针叶林凋落物层的蓄积量、持水特性及养分储量进行了调查,结果表明:云杉林凋落物层的蓄积量最大,松林次之,落叶松林最小。同一林分林下半分解层凋落物的持水能力比分解层强;在不同林分类型中,凋落物层的最大持水率、最大拦蓄率和有效拦蓄率的大小顺序为:落叶松林>松林>云杉林,而最大拦蓄量和有效拦蓄量的大小顺序为:云杉林>松林>落叶松林。同一林分类型中,分解层凋落物中养分储量最多,未分解层最少;不同林分类型中各个营养元素的储量均表现出:云杉林>松林>落叶松林。凋落物蓄积量与营养元素储量密切相关,最大持水量与凋落物储量和凋落物层各元素储量之间呈显著的正相关性。     

辽东低山区5种典型水源涵养林枯落物持水特性

对辽东低山区5种水源涵养林枯落物持水特性进行研究,可以为该区水源涵养林的营造、科学经营提供理论依据。2018年6月在辽宁省抚顺县国有温道林场选取纯林(落叶松林(Larix olgensis)、油松林(Pinus tabuliformis)、红松林(Pinus koraiensis)、刺槐林(Robinia pseudoacacia)和杂木林为研究对象,调查各林分枯落物厚度、蓄积量等,并用浸泡法测定最大持水量、最大持水率,建立持水量、吸水速率与浸水时间之间的关系。结果表明:(1)5种林分枯落物厚度3.6～7.8 cm,平均厚度6.2 cm;蓄积量15.40～50.38 t·hm-2,平均值30.42 t·hm-2。(2)枯落物最大持水量13.61～27.21 t·hm-2,大小排序为杂木林落叶松林刺槐林红松林油松林;最大持水率变化稍有不同,依次为刺槐林落叶松林杂木林红松林油松林。(3)枯落物有效拦蓄量19.60～142.67 t·hm-2,大小排序为落叶松林红松林杂木林刺槐林油松林。(4)回归分析表明,枯落物持水量与浸水时间符合关系式Q=alnt+b,相关系数R2均大于0.80;吸水速率与浸水时间符合关系式V=ctn,相关系数R2均大于0.99。综上,落叶松林、红松林枯落物蓄积量最大、持水能力和有效拦蓄能力均较强,刺槐林、杂木林次之,油松林较差。     

马占相思（Acacia mangium）也湿地松（Pinus elliotii）人工林枯落物层的水文生态功能

分析了马占相思与湿地松人工林枯落物的蓄积量、年凋落量及凋落动态、枯落物层对大气降水的截留、以及枯落物抑制土壤水分蒸发和阻滞径流的效应。结果表明：①15龄的马占相思林枯落物蓄积量32.3t/hm^2,年凋落量11.14t/hm^2,最大持水率253.7％,最大持水量28.26t/hm^2;15龄的湿地松林枯落物蓄积量18.7t/hm^2,年凋落量7.30t/hm^2,最大持水率216.7%,量大持水量15.82hm^2;②2种林分对大气降水的截留率分别为15.9%和11.7%,截留率随1次降水降水量（＞10mm）的增加而减少;③2-4cm枯落物覆盖下不同含水量的土壤水分蒸发比无覆盖的土壤减少18.2%-78.3%,枯落物层减少土壤水分蒸发的效应随枯落物层厚度和土壤含水量的增大而增加;④2种枯落物对径流流出时间的阻滞效应随径流深（＜3mm）和坡度的增加而减小,随枯落物层厚度的增加呈直线增加。通过与部分其它森林类型枯落物层水文生态功能比较,认为马占相思与湿地松林枯落物层具有较为优越的水文生态功能。     

甘肃兴隆山主要森林类型凋落物累积量及持水特性

2010年,采用野外实地观测与室内浸水法,对甘肃兴隆山6种主要森林类型(青杆林、青杆-白桦林、山杨-白桦林、灌丛林、落叶松林、油松林)林下凋落物的累积量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究.结果表明:不同森林类型凋落物层累积量在13.40～46.32 t·hm-2,为油松林＞青杆-白桦林＞落叶松林＞青杆林＞灌丛林＞山杨-白桦林,且针叶林累积量高于阔叶林;半分解层累积量所占比例均高于未分解层.凋落物最大持水率为185.5％～303.6％,落叶松林最大,油松林最小,持水率与浸水时间呈对数关系;针叶林未分解层持水率均小于半分解层,而阔叶林则相反.凋落物最大持水量在3.94～8.59 mm,为油松林＞落叶松林＞青杆-白桦林＞青杆林＞灌丛林＞山杨-白桦林;持水量与浸水时间存在对数关系;半分解层持水量均大于未分解层.凋落物吸水速率与浸水时间存在幂函数关系,在浸水前1h内,吸水速率均直线下降,而浸水1.0h后吸水速率较小,且不同时段间变化较小;半分解层吸水速率高于未分解层.凋落物有效拦蓄量(深)为青杆-白桦林(5.97 mm)＞油松林(5.59 mm)＞落叶松林(5.46 mm)＞青杆林(4.30 mm)＞灌丛林(3.03 mm)＞山杨-白桦林(2.13 mm).     

马占相思 (Acacia mangium)与湿地松 (Pinus elliotii)人工林枯落物层的水文生态功能

分析了马占相思与湿地松人工林枯落物的蓄积量、年凋落量及凋落动态、枯落物层对大气降水的截留、以及枯落物抑制土壤水分蒸发和阻滞径流的效应.结果表明①15龄的马占相思林枯落物蓄积量32.3t/hm2,年凋落量11.14t/hm2,最大持水率253.7%,最大持水量28.26t/hm2;15龄的湿地松林枯落物蓄积量18.7t/hm2,年凋落量7.30t/hm2,最大持水率216.7%,最大持水量15.82hm2;②2种林分对大气降水的截留率分别为15.9%和11.7%,截留率随1次降水降水量(>10mm)的增加而减少;③2～4cm枯落物覆盖下不同含水量的土壤水分蒸发比无覆盖的土壤减少18.2%～78.3%,枯落物层减少土壤水分蒸发的效应随枯落物层厚度和土壤含水量的增大而增加;④2种枯落物对径流流出时间的阻滞效应随径流深(<3mm)和坡度的增加而减小,随枯落物层厚度的增加呈直线增加.通过与部分其它森林类型枯落物层水文生态功能比较,认为马占相思与湿地松林枯落物层具有较为优越的水文生态功能.     

中亚热带四种森林凋落物及碳氮贮量比较

在湖南省长沙县大山冲省级森林公园内,选择立地条件基本一致的4种森林类型为研究对象,于2011年12月(凋落物高峰期)对森林凋落物现存量及其碳、氮贮量进行调查.结果表明:4种森林凋落物现存量大小依次为青冈-石栎林(12.04±3.60)t·hm-2＞马尾松-石栎林(11.65±2.15) t·hm-2＞南酸枣林(9.12±2.30)t·hm-2＞杉木林(8.92±1.80)t·hm-2;凋落叶在凋落物未分解层中所占比例最高,凋落果在4种林分中比例最小(＜5％),凋落物各分解亚层现存量规律性不明显;4种森林凋落物C含量的变化范围为177.90 ～ 581.34 g·kg-1,N含量的变化范围为5.18～15.48 g· kg-1,C含量变化随凋落物分解程度的加深而下降,且变化极显著( P＜0.0001);凋落物半分解层和已分解层现存量在总凋落物现存量中所占比例与C/N呈负相关;4种森林凋落物C贮量为3.37 ～ 5.69t·hm-2,N贮量为81.52 ～152.18 kg·hm-2;马尾松-石栎针阔叶混交林由于凋落物分解较慢,凋落物现存量较大,林下凋落物层C、N贮量最高.     

广西主要人工林凋落物分解过程及其对淋溶水质的影响

为探讨不同人工林各组分凋落物分解过程特征及其释放物质对淋溶水质的影响,恒温(28 ℃)培养条件下,在室内人工定期淋水模拟自然环境中凋落物的淋溶过程,对1年生和4年生尾巨桉、7年生杂交相思、13年生马尾松以及软阔林5种人工林的凋落叶、凋落枝、凋落皮进行255 d的模拟淋溶.结果表明：1年生和4年生尾巨桉各组分凋落物分解0～105 d的淋溶液色度和化学需氧量（COD）、总N和总P含量显著高于杂交相思、马尾松、软阔林,淋溶液pH值显著低于其他3种林分人工林;至255 d,1年生和4年生尾巨桉凋落叶淋溶液的COD累积量（193.9和212.8 g·kg^-1）分别是杂交相思、马尾松、软阔林的4.2、4.0、4.3倍和5.3、4.4、4.7倍;1年生尾巨桉凋落叶质量损失率、N和P淋失率显著大于杂交相思、马尾松和软阔林,凋落皮显著大于马尾松,而凋落枝与后三者基本相当.1年生尾巨桉凋落叶和凋落皮比4年生尾巨桉更易被分解淋溶,但凋落枝差异不显著.5种林分凋落物不同组分间,凋落叶最易被分解淋溶,凋落枝难于被分解淋溶.尾巨桉凋落物淋溶液pH值与色度、COD含量呈显著负相关,COD与色度、总N和总P呈显著正相关.     

南亚热带不同林分土壤颗粒分形与水分物理特征

以广西国有高峰林场的6种不同林分(马尾松林Pinus massoniana、杉木林Cunninghamia lanceolata、尾巨桉林Eucalyptus urophylla×E. grandis、米老排林Mytilaria laosensis、红锥林Castanopsis hystrix和天然次生林)为对象,运用分形学和森林水文学的理论和方法,研究了不同林分类型土壤的颗粒组成以及水分物理特征。结果表明:研究区不同林分类型的土壤颗粒组成以黏粒为主,其次为粉粒和细砂粒,粗砂粒的含量相对较低,土壤颗粒分形维数从大到小依次表现为天然次生林、杉木林、米老排林、红锥林、马尾松林和尾巨桉林;不同林分类型土壤的水分物理特征存在差异,蓄水性能大小依次表现为天然次生林、米老排林、杉木林、红锥林、马尾松林和尾巨桉林,且土壤表层(0~10 cm)的蓄水能力要好于下层(20~50 cm);土壤颗粒分形维数主要受黏粒含量的影响,分形维数与黏粒含量呈极显著正相关,与总孔隙度、饱和蓄水量显著正相关,与土壤密度显著负相关,而与非毛管孔隙度、非毛管蓄水量和有机质含量相关性不显著。土壤颗粒分布的分形维数可作为反映南亚热带赤红壤地区人工林土壤水文物理性质的综合性指标。     

北京西山不同人工林枯落物层的水化学性质

通过采集降雨经枯落物后的水样,初步研究了北京西山地区油松林和栓皮栎林林下枯落物层的水化学性质.结果表明:大气降水经过林冠进入枯落物层后,油松林和栓皮栎林林下不同元素的浓度发生明显变化.枯落物水中K 、Na 、Ca2 、Mg2 、NH4 -N和NO3--N的浓度随时间的变化趋势基本一致.穿透雨经过枯落物层后,水中K 、Na 、Ca2 和Mg2 的平均浓度增加,而NH4 -N、NO3--N的平均浓度减小.其中,栓皮栎林和油松林中Ca2 浓度分别增加了7.54和5.27mg.L-1.栓皮栎林下枯落物层中K 、Na 、Ca2 、Mg2 的平均浓度高于油松林,而NH4 -N、NO3--N的平均浓度则低于油松林;经降水淋溶作用后,栓皮栎林和油松林林下枯落物归还林地的养分分别为41.59和58.12kg.hm-2,其中归还林地较多的是Ca2 ,其次是K .     

模拟氮沉降对两种竹林不同凋落物组分分解过程养分释放的影响

利用原位分解袋法研究了华西雨屏区苦竹(Pleioblastus amarus)和撑绿杂交竹(Bambusa pervariabilis × Dendrocala mopsi)人工林几种凋落物组分在模拟氮沉降下分解过程中养分释放状态,试验周期为2 a。氮沉降水平分别为对照(CK, 0 g · m^-2 · a^-1)、低氮(5 g · m^-2 · a^-1)、中氮(15 g · m^-2 · a^-1)和高氮(30 g · m^-2 · a^-1),每月下旬定量地对各处理施氮(NH₄NO₃)。结果表明,苦竹林和杂交竹林凋落物主要由凋落叶、凋落箨和凋落枝组成,其中凋落叶约占80%;两个竹种凋落物在分解过程中养分元素释放的种间差异主要与初始养分元素含量有关;凋落物养分元素初始含量对元素释放模式和最终净释放率的大小具有重要的决定作用;目前,这两种竹林生态系统土壤氮输入主要以大气氮沉降(8.24 g · m^-2 · a^-1)为主,同时凋落物氮输入(苦竹和杂交竹林分别为1.93,5.07 g · m^-2 · a^-1)也是一个重要途径;模拟氮沉降对苦竹凋落物碳、磷、钾、钙元素和杂交竹凋落物碳、氮、磷、钾、钙、镁元素释放的抑制作用较弱,处理与对照之间元素总释放率差异一般小于10%;氮沉降显著抑制了苦竹林凋落物氮元素释放,减小幅度为19.0%-27.2%,但由于氮沉降增加对土壤肥力的直接改良作用,氮沉降的增加并不会因为凋落物分解速率的降低造成植物生长所需养分供应的减少;从短期来看,在氮沉降继续增加的情况下,该地区这类竹林生态系统的碳吸存能力仍可能会因为N沉降对植物生长的促进作用而增加。     

千烟洲针叶林的比叶面积及叶面积指数

根据实测数据计算了湿地松(Pinus elliotii)、马尾松(P. massoniana) 和杉木(Cunninghamia lanceolata)不同年龄、不同类型叶片的生物量和比叶面积,并结合样地调查数据和相对生长方程计算了中国科学院千烟洲试验站20年生湿地松林、马尾松林、杉木林和针叶混交林的叶面积指数。根据拟合结果,选择如下方程计算3个树种的叶生物量:湿地松W=12.074 1D^{2.151 5}、马尾松W=6.972 7D^{2.197 3}和杉木W=5.261 9D^{2.302 7}。湿地松林的叶生物量(0.822 kg·m^-2)最大,其次为针叶混交林(0.679 kg·m^-2),马尾松林和杉木林相差不大(分别为林0.528和0.572 kg·m^-2)。不同树种、不同年龄、不同类型叶片的比叶面积比较发现,新叶的比叶面积大于老叶,三针一束叶的比叶面积略大于两针一束叶,马尾松的平均半比表面积(8.62 m²·kg^-1)大于湿地松(6.04 m²·kg^-1)和杉木(7.91 m²·kg^-1)。胸径与单木叶片半表面积之间的经验方程为:湿地松LA=0.073D^{2.151 5}、马尾松LA=0.060D^{2.197 3}和杉木LA=0.042D^{2.302 7}。据此计算湿地松林的叶面积指数为5.03,马尾松林和杉木林为4.31,针叶混交林为4.77,该结果比利用CI-110植被冠层数字图像仪测得的结果偏大。     

松嫩草原三种主要植物群落枯落物层生态水文功能

分析了松嫩草原主要植物群落羊草群落、虎尾草群落、碱茅群落枯落物层的蓄积量及持水能力、枯落物层对降水的截留以及枯落物层抑制土壤水分蒸发的效应.结果表明,羊草群落枯落物蓄积量最大为4.7t·hm-2,最大持水量为9.6t·hm-2,最大持水率为208.4%;虎尾草群落枯落物层蓄积量、最大持水量和最大持水率分别为3.0t·hm-2、7.4t·hm-2和262.8%;碱茅群落分别为2.6t·hm-2、5.0t·hm-2和202.2%;3种群落枯落物层对降水的截留量分别为6.57、5.79和5.26t·hm-2,随着降雨量的增加,截留量增加,截留率减小;0.5~2mm枯落物覆盖下不同含水量的土壤水分蒸发比无覆盖的土壤减少7.95%~56.79%,枯落物层减少土壤水分蒸发的效应随枯落物层厚度和土壤含水量的增大而增加.     

辽西半干旱区几种人工林生态系统涵养水源功能研究

从森林生态系统树冠截留降雨、枯落物持水及土壤蓄水3个层次对辽西半干旱区5种人工林生态系统的涵养水源功能进行了定量研究．结果表明,各人工林生态系统树冠对降雨的平均截留率为14．58％～37．19％,依次为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林;枯落物层厚度为1．6～4．1cm,枯落物贮量为1890．4～6425．2kg·hm^-2,枯落物层厚度和贮量均为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林,枯落物最大持水量取决于枯落物贮量及其最大持水率,枯落物最大持水量为5957．7～19332．9kg·hm^-2,依次为沙棘林>油松沙棘混交林>杨树沙棘混交林>油松纯林>杨树纯林;各人工林生态系统0～40cm土壤层非毛管蓄水量为23．70～37．85mm,依次为沙棘林>杨树沙棘混交林>油松沙棘混交林>杨树纯林>油松纯林．在5种人工林生态系统中,沙棘林的涵养水源功能最好,混交林较油松和杨树纯林有更好的涵养水源功能．     

云南热区几种阔叶人工林C储量的研究

为了研究云南热区几种主要阔叶人工林分的固碳能力,利用实际测定生物量的方法对西双版纳的几种阔叶人工林生态系统的C储量进行了研究。研究结果发现,山桂花纯林,西南桦纯林,高阿丁枫纯林,马尖相思纯林以及西南桦+山桂花混交林和西南桦+马尖相思混交林几种7年生人工林生态系统的C密度为109.37～136.97 t/hm2。几种人工林分的年固C量在3.97～7.03 t/hm2·a之间。表明:这些树种都是开展以固C为目标的生态造林项目的适合树种。     

千烟洲人工林主要树种地上生物量的估算

利用不同参数和函数,模拟了千烟洲人工林主要树种马尾松、湿地松和杉木的枝条、叶生物量和总生物量及单株各器官生物量,选择最佳函数计算生物量在各树种不同器官中的分配,估算不同林型的地上生物量.结果表明,不同树种的枝条基径(d)和枝条生物量(BW)、叶生物量(LW)之间,当d³为自变量时,相关系数最高,湿地松利用线性函数、马尾松和杉木利用幂函数模拟效果最佳;单木总生物量以利用D²H(胸径²×树高)为自变量的幂函数模拟相关系数最高;3个树种叶和枝生物量各有不同的最佳自变量和函数类型,但同一树种的叶、枝生物量最佳拟合方程的自变量和函数类型一致.马尾松林、湿地松林和杉木林的地上生物量分别为83.6、72.1和59 t·hm^-2,其中树干生物量所占比重最大,叶生物量最小.根据前人的研究结果推算3种林分地下生物量分别为10.44、9.42和11.48 t·hm^-2,其固碳量分别为47.94、45.14和37.52 t·hm^-2.     

红松人工林矿质营养元素含量与贮量的研究

以黑龙江省东北林业大学老山人工林实验站26林班白浆土栽培的红松人工林为试验地,林龄20年,公顷株数为3240株,研究结果表明,矿质元素贮量为502.37 kg·h^-1·m^-2,平均每年为25.12 kg·h^-1·m^-2。其中乔木层占总量的81.46%,灌木层占11.17%,草本层占2.56%,凋落层占4.81%。为增加矿质元素含量与贮量,应调整林分结构,促进生长,提高林地生产力。