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．     

川西亚高山林区不同土地利用与土地覆盖的地被物及土壤持水特征

川西亚高山森林是我国西南亚高山水源涵养林的重要组成部分.随着20世纪中叶以来农业人口的增加和森林的开发利用,受干扰强度、频度和干扰时间的影响,原始暗针叶林退化为耕地、草地、灌丛、次生阔叶林或人工林.1998年后,该区相继启动天然林保护工程和退耕还林工程.为评价工程效益,确定长江上游水源涵养林的恢复与重建模式,需要进行不同土地利用类型之间生态水文效应的对比分析.通过野外调查与室内实验,对比分析了川西亚高山林区农田、草地、退耕还林地、灌丛、次生桦木林、人工云杉林和老龄针叶林的地被物(苔藓与枯落物)和土壤持水特征,结果表明:不同土地利用与覆盖类型间地被物和土壤持水性能差异显著.随着干扰程度的增加,苔藓、枯落物蓄积量及最大持水量下降,土壤容重增加,土壤持水性能下降.苔藓最大持水量排序是老龄针叶林>人工云杉林>天然次生林>灌丛.枯落物最大持水量排序是老龄针叶林>天然次生林>人工云杉林>灌丛>草地>退耕还林地.人工云杉林与天然次生林之间、草地与退耕还林地之间苔藓和枯落物最大持水量没有显著差异.土壤0～40cm最大持水量排序是天然次生林>老龄针叶林>人工云杉林>灌丛>农田>草地>退耕还林地,其中天然次生林显著高于人工云杉林,草地与退耕还林地之间没有显著差异.对于森林恢复途径和树种的选择,需要考虑未来林分的多种生态系统服务功能.     

西南山区典型森林枯落物储量及持水能力

目前西南山区枯落物水源涵养能力的研究主要集中在单点尺度上,其结果难以用于评估整个西南山区枯落物储量及持水能力。本研究整理了2004—2021年西南山区站点尺度的研究结果,对比分析了西南山区3种典型森林(共16个研究点,70个数据)枯落物储量及持水特性。结果表明: 针叶林、阔叶林、针阔混交林枯落物持水过程整体变化趋势一致,均可分为3个阶段:迅速吸水→逐渐减慢→趋于稳定。但不同森林类型各阶段吸水速率和持续时间不同,阔叶林吸水速率最快,针叶林吸水速率最慢且达到稳定时所需时间最长。不同林型枯落物储量之间差异不显著,3种林型枯落物总储量介于8.26～8.82 t·hm^-2,半分解层枯落物储量显著的空间差异性造成了枯落物总储量显著的空间差异性。3种森林枯落物总最大持水量介于17.85～19.87 t·hm^-2,枯落物最大持水率介于200.6%～228.0%。不同森林枯落物最大持水量与枯落物储量均呈显著正相关。3种森林枯落物总有效拦蓄量介于11.66～12.29 t·hm^-2,枯落物总有效拦蓄率介于128.1%～145.2%。西南山区3种林型2种分解程度枯落物储量及持水能力差异均不显著。     

小良热带人工混交林的凋落物及其生态效益研究

对小良热带人工混交林１０年凋落量及其季节和年际动态研究表明,小凋落物总量年均５．５３９ｔ·ｈｍ－２;凋落量的季节变化明显,一般以湿季的７月为凋落高峰;随着人工林的发育,其凋落物量的年际变化逐渐稳定;森林枯枝落叶层贮量为４．９ｔ·ｈｍ－２,少于其年均凋落量,处于分解大于积聚的周转过程中;森林枯枝落叶层的存在可降低温度,提高湿度,显著减少径流量和泥沙流失量,并可提高土壤肥力和增加土壤动物的多样性．     

鼎湖山演替系列中代表性森林凋落物研究

研究鼎湖山演替毓中代表性森林－－季风常绿阔叶林（简称阔叶林）、针地混交林（简称混交林）和针叶林（或马尾松林）的调落物产量、组成特征和季节动态变化及其分解速率,结果表明：其年均调落物量（ｔ／ｈｍ＾２）分别为８．２８（７．５７～９．１２）、８．５０（７．８５～９．２６）和３．３１（２．４５～３．７４）;叶、枝和花果杂物的比例（％）分别为６１：１７：２２、６７：１６：１７和７８：４：１８;调落物的调落高     

青海乐都地区森林涵养水源效能研究

 乐都县北山林区有六种主要森林群落类型,通过对其土壤物理性质、枯落物、枯落物水容量、土壤渗透和地下径流的测定分析以及涵养水源效能之估价,指出：该区森林群落土壤具有良好的涵养水源功能,表现为：土壤容重降低,孔隙度的增加,一公顷森林土壤能蓄水641—978t,枯落物的吸水量是它自身重的2.9—7.6倍;土壤的渗透速度远大于本区最大降水强度。     

丹江口库区湖北水源区不同密度马尾松人工林水源涵养能力

为了研究南水北调中线水源区汛期森林的水源涵养功能,以丹江口库区龙口林场马尾松人工林为对象,于2018年6-9月采用野外观测与室内分析相结合的方法,对高、中、低3种密度马尾松人工林,从林冠层、枯枝落叶层和土壤层进行分析,探究其丰水期水源涵养功能的林分密度效应.结果表明:(1)3种密度马尾松人工林林冠截留量为56.13~77.68 mm,且随林分密度增加林冠截留量增大,林内穿透雨量则趋势相反;(2)3种密度马尾松人工林枯落物总生物量为12.76~19.56 t·hm^-2,随着林分密度增加枯落物总生物量增大,且半分解层枯落物生物量均大于未分解层枯落物生物量;高密度枯落物总厚度最大,中密度次之,低密度最小;枯落物最大持水量为21.32~28.24 mm,有效持水量为16.82~22.51mm,且均表现为中密度>高密度>低密度;枯落物持水量、吸水速率与浸泡时间分别呈对数函数和幂函数关系式;(3)3种密度马尾松人工林O~ 30 cm土层土壤容重为1.45~ 1.54g·cm^-3,总孔隙度均值为42.18%~45.71%,土壤有效持水量为2.94~4.81 mm,且土壤容重大小为低密度>高密度>中密度,土壤总孔隙度排序则与之相反,土壤有效持水量表现为中密度>低密度>高密度;(4)3种密度马尾松人工林综合水源涵养能力为204~237.55 mm,表现为中密度>高密度>低密度.综上,丹江口库区中密度马尾松人工林水源涵养服务能力最优,建议在今后库区森林抚育过程中,合理控制林分密度.     

森林枯落物持水特性影响因素研究进展

森林生态系统是陆地生态系统中重要的组成部分, 枯落物又是森林结构中重要的一环, 具有涵养水源、拦蓄降水、减少径流、维持土壤湿度、防止土壤水分散失和土壤溅蚀等重要的水文生态功能。研究影响枯落物持水特性的因素, 揭示各因素与枯落物持水特性之间的关系, 对研究森林的水土保持能力, 合理规划和利用水资源方面具有重要的意义。笔者了影响枯落物持水特性的重要因素(如森林类型、林分特征和成土因素等), 探讨了各因素与枯落物持水特性之间的关系及影响程度, 以期为人工林立地环境的筛选、造林树种的配置、以及天然林与人工林的营林措施选择方面提供合理的建议和参考。     

冀北山区滦平县4种新造林地水源涵养能力研究

为研究密云水库上游冀北山区生态水源保护林的生长现状和涵养水源能力,以油松×落叶松(林地Ⅰ)、油松×山杏(林地Ⅱ)、油松×蒙古栎(林地Ⅲ)、侧柏×山杏(林地Ⅳ)4种混交林为研究对象,通过测定林下枯落物层和土壤层特征,分析比较不同林地枯落物和土壤的持水能力及林地水源涵养能力。研究结果表明:枯落物现存量为林地Ⅱ林地Ⅳ林地Ⅰ林地Ⅲ,林地Ⅱ的枯落物层有效持水量最大,为81.30 t/hm~2,林地Ⅰ最小。土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度最大的均为林地Ⅳ,分别为56.02%、50.26%和5.76%,林地Ⅳ的土壤层有效持水量最大,为1507.90 t/hm~2,林地Ⅲ最小。综合4种林地的枯落物层和土壤层持水能力,可知林地Ⅳ(侧柏×山杏)的水源涵养能力最强,为157.43 mm,林地Ⅲ(油松×蒙古栎)最弱。     

我国主要森林生态系统炭贮量和碳平衡

在广泛收集资料的基础上,估算了我国主要森林生态系统的碳贮量和碳平衡通量,分析了它们的区域特征。主要结果如下：１）我国森林生态系统的平均碳密度是２５８．８３ｔ．ｈｍ＾－２,基本趋势是随纬度的增加而增加;其中植被的平均碳密度是５７．０７ｔ．ｈｍ＾－２,随纬度的增加而减少;土壤碳密度约是植被碳密度的３．４倍,其区域特点与植被碳密度呈相反趋势,随纬度升高而增加;凋落物层平均碳密度是８．２１ｔ．ｈｍ＾－２,     

华南典型人工林凋落物的持水特性

对于华南地区的杉木 (Cunninghamialanceolata) 林、马尾松 (Pinusmassoniana) 林、湿地松 (Pinuselliottii) 林、马占相思 (Acaciamangium) 林和尾叶桉 (Eucalyptusurophylla) 林的凋落物的储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明, 杉木林的凋落物的干重 (6.5× 10 3 kg·hm-2 ) 最大, 其次是马尾松林和马占相思林 (5.5× 10 3 kg·hm-2 ), 而湿地松林 (4.1× 10 3 kg·hm-2 ) 和尾叶桉林较小 (4.0× 10 3 kg·hm-2 ) 。凋落物持水量呈现杉木林 >马占相思林 >尾叶桉林 >马尾松林 >湿地松林。各林分凋落物的最大持水量为杉木林 17.9× 10 3 kg·hm-2, 马占相思林 14.8× 10 3 kg·hm-2, 尾叶桉林 14.0× 10 3 kg·hm-2, 马尾松林 10.6× 10 3 kg·hm-2, 湿地松林 9.8× 10 3 kg·hm-2 。尾叶桉林、杉木林、马占相思林、湿地松林和马尾松林的凋落物最大持水率分别为 35 1%、2 74 %、2 6 9%、2 35 %和 191%。凋落物持水量和凋落物持水率随着浸泡时间的增加按照对数方程增加。 5种林分中尾叶桉林的凋落物吸水速率在各浸泡时间后居首位, 杉木林和马占相思林中等, 湿地松林较小, 而马尾松林最小, 各林分的凋落物的吸水速率随浸泡时间的增长按方程Y =a +b·t-1下降。     

六种泥炭藓形态结构特征对其持水能力的影响

本研究选取贵州都匀市毛尖镇螺蛳壳风景区沼泽湿地的6种泥炭藓属(Sphagnum)植物,分别测量其主茎粗、株高,计数侧枝数和分枝数,并计算其饱和吸水率、外吸水率、内吸水率、透明细胞面积占比、侧枝密度等指标.结果显示:(1)6种泥炭藓饱和吸水率大小依次为狭叶泥炭藓(S.cuspidatum Ehrh)(2518.99％)>...     

Preparation of Bacterial Cellulose/Inorganic Gel of Bentonite Composite by In Situ Modification

To evaluate the possibility of Bacterial cellulose/Inorganic Gel of Bentonite (BC/IGB) composite production using in situ method, the BC/IGB composite was successfully produced by in situ modification of BC in both HS medium and corncob hydrolysate. The results showed that the BC/IGB composite obtained in HS medium (one classical medium for BC production) had a higher water holding capacity, but the water retention capacity of the BC/IGB composite obtained in corncob hydrolysate was better. The performance of BC/IGB composite depended on the environment of in situ modification. Using different media showed significant influence on the sugar utilization and BC yield. In addition, BC/IGB composite produced by in situ method was compared with that produced by ex situ method, and the results shows that water holding capacity of BC/IGB composite obtained through in situ method was better. XRD results showed the crystallinity of BC/IGB composite related little to its performance as water absorbent. Overall, in situ modification is appropriate for further production of BC composite and other clay materials.     

Evaluation of peat decomposition by reflectivity

Summary We determined the degree of peat decomposition by measuring the reflectivity of near red rays (λ=650 nm) on 194 Sphagnum peat samples. This technique was simple, fast, inexpensive and reliable. The percentage reflectivity was highly correlated with the concentration of soluble humic substances (r=0.88), and with the maximum water holding capacity (r=0.92). Thus, the measure of reflectivity can be used advantageously to evaluate the degree of decomposition of Sphagnum peat related to its horticultural potential as growing medium.     

Water holding capacity and microstructure of gellan gels

This project studied the water holding capacity of gellan gels as affected by gel composition and microstructure. When not subjected to external forces such as centrifugal force, gellan gel properties including water holding capacity and texture properties were stable at room temperatures. The water losses from gellan gels after four months storage at 4°C were only 1–2%, independent of calcium concentrations. The freeze–thaw stability of gellan gels was poor. Water holding capacity of gellan gels, when subjected to centrifugal forces, was dependent on calcium concentrations, and was related to the texture properties. Two discrete pore-size distributions in gel matrix on the order of 0.1 and 1 μ were observed with scanning electronic microscopy. Large pores were formed with thick strings while the small ones were formed by a thin web structure. Defects in the large pore structure were observed at high calcium concentrations. The small pores may be responsible for the water holding capacity during storage, while large pore structures provide the strength of gels.     

Externally held water – a key factor for hair lichens in boreal forest canopies

Lichens hold water inside (internal pool) and outside their body (external pool). Yet, external pool size is not known in hair lichens dominating boreal forest canopies. Here we quantify morphological traits and internal/external water in two widespread Bryoria species along Picea abies canopy-height gradients: Bryoria fuscescens at 5–20 m and Bryoria capillaris at 15–20 m. Dry mass and specific thallus mass (STM) of intact B. fuscescens increased with height, while STM of individual branches did not. Maximum water holding capacity (mg H₂O cm⁻²) increased with height, but did not differ between the species. Bryoria had much larger external (79–84% of total) than internal water pools, trapping water by dense clusters of thin, overlapping branches. They thus increase water storage in boreal forest canopies and influence hydrology. High external water storage extends hydration periods and improves lichen performance in upper canopies, and thereby contributes to the success of these hair lichens.     

华南热带区不同恢复阶段人工林土壤持水能力研究

选择华南热带区小良试验站中光裸地、桉树林、阔叶混交林和村边次生林4种不同恢复阶段的植被类型,测定不同层次的土壤容重、持水量、孔隙度等参数。结果表明：光裸地土质结实,容重在1.5 g cm-3以上;种植桉树后如果长期人为去除地表枯落物,其地表更为板结,土壤持水能力极差。桉树林改造为阔叶混交林后,0~40 cm土层的容重均低于1.3 g cm-3,土壤总孔隙度为46.1%~51.4%,非毛管孔隙度15.0%~22.7%,土壤持水能力明显优于光裸地和桉树林。混交林土壤0~40 cm层次的最大蓄水量达到1892 t hm-2,比光裸地和桉树林分别多269 t hm-2和418 t hm-2。村边次生林土壤容重最低,表层(0~10 cm)仅1.07 g cm-3,土壤总孔隙度为58%,土壤最大持水量可达538 g kg-1,均明显优于阔叶混交林。光裸地在26年间容重下降了27.7%,但其容重仍较大,阔叶混交林土壤由于系统功能的整体改善,土壤也变得更疏松,土壤持水能力有较大幅度提高,而桉树林土壤长期保持板结状态,土壤持水能力变化不大。建立种类多样、结构复杂的人工林可以显著增强地表水的入渗能力和土壤持水能力。     

Effect of sand shape on evaporation from soil surface

Summary Loss of water through evaporation for different types of soils was examined. Soils were prepared from a clay soil and multiangular or platy sand in different proportions. The evaporation curves are of the type z=a+bx+cx² but with different slopes. Both soils had the same percentage of clay and sand but platy-sand soils behaved as if they had a finer texture.