基于林龄的滨海盐碱地杨树刺槐混交林土壤理化性质及草本植物多样性动态

以黄河三角洲滨海盐碱地不同林龄的杨树(Populus×Euramercana‘Neva’)、刺槐(Robinia pseucdoacacia)人工混交林及相应的纯林为研究对象,采用空间代时间的方法,研究了其不同林龄人工林林下植被特征与土壤理化性质变化。结果表明:(1)白茅(Imperata cylindrica)、猪毛菜(Salsola collina)、刺儿菜(Cirsium setosum)是滨海盐碱地人工林林下群落的优势种。(2)随着林分年龄(3年、7年、18年)的增加,杨树刺槐混交林及相应纯林Patrick指数及Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数及Pielou指数均表现出低-高-低的变化趋势,7年生时丰富度、草本多样性、均匀度最高。(3)杨树刺槐混交提高了林下草本物种组成及重要值,就纯林而言,刺槐林下植被物种多样性显著高于同龄杨树。(4)随着林龄的增大,杨树刺槐混交林及其纯林林下土壤p H值逐渐降低,杨树刺槐纯林土壤含盐量先增后减,杨树×刺槐混交林土壤含盐量依次递减;杨树刺槐混交林及其纯林林下土壤全磷含量呈先增加后减小趋势;杨树纯林及杨树×刺槐混交林全氮含量呈先减小后增加的趋势,刺槐纯林林下土壤全氮量呈连续增长的趋势;林龄间土壤p H、含盐量、全氮及全磷含量差异显著。(5)草本植物多样性相关指数与土壤含盐量呈极显著负相关,与土壤全磷量呈极显著正相关。     

兰州市南北两山5种典型人工林凋落物的水文功能

结合野外实地观测和室内浸水试验,对兰州市南北两山5种典型人工林(侧柏林、刺槐林、新疆杨林、侧柏+刺槐混交林、新疆杨+刺槐混交林)凋落物的持水特性进行研究。结果表明: 不同林分类型凋落物的蓄积量在13.50～47.01 t·hm^-2,依次为新疆杨+刺槐混交林＞侧柏+刺槐混交林＞侧柏林＞刺槐林＞新疆杨林。除侧柏林外,其他林分类型的半分解层蓄积量所占比例均高于未分解层。凋落物最大持水率在190.8%～262.7%,新疆杨+刺槐混交林最大,侧柏林最小。凋落物最大持水量在35.29～123.59 t·hm^-2,依次为新疆杨+刺槐混交林＞侧柏+刺槐混交林＞刺槐林＞侧柏林＞新疆杨林。凋落物的吸水速率在浸水0～1 h直线下降,1 h后降幅减缓,未分解层凋落物吸水速率小于半分解层。最大拦截量和有效拦截量(深)均为新疆杨+刺槐混交林＞侧柏+刺槐混交林＞侧柏林＞刺槐林＞新疆杨林,且新疆杨+刺槐混交林有较高的有效拦截率,表明新疆杨+刺槐混交林在兰州市南北两山有较好的保持水土和涵养水源能力。     

不同植被恢复模式下煤矸石山复垦土壤性质及煤矸石风化物的变化特征

为了探讨植被恢复模式对煤矸石山复垦土壤和矸石风化物的影响,对煤矸石山6种主要植被类型(刺槐林、刺槐-柠条混交林、榆树-紫穗槐混交林、侧柏-刺槐混交林、荆条林、紫花苜蓿草丛)下土壤和煤矸石风化物的理化性状及重金属进行了比较研究。结果表明:(1)煤矸石山上种植植被可使土壤容重、土壤持水量和孔隙度明显改善。乔木模式更明显。矸石山植被恢复后,可明显增加土壤养分含量。不同植被模式下,土壤养分增加存在显著差异。侧柏-刺槐和榆树-紫穗槐混交模式效果较好。(2)植被对煤矸石风化物容重和机械组成改善作用依次为针阔混交林>乔灌林>乔木纯林>灌木林>草本。植被促进有机质与全氮积累依次为:侧柏-刺槐>刺槐>刺槐-柠条>榆树-紫穗槐>荆条>紫花苜蓿。荆条林下煤矸石风化物全P含量最大。荆条林与侧柏-刺槐混交林利于速效P积累。对速效K积累有利的是荆条林与榆树-紫穗槐混交林。(3)植被种植可以减少煤矸石风化物中重金属含量。榆树-紫穗槐混交模式对减低超标重金属Cd的效果好,其次是针阔混交林(侧柏-刺槐)。对于超标重金属As而言,侧柏-刺槐模式优于其它植被模式,基本达到重金属As不超标。     

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。     

川西不同树种人工林对土壤涵水能力的影响

为评价青藏高原东缘不同树种造林对土壤涵水能力的影响,选择立地条件与营林方式相同的4种人工林(连香树(Cercidiphyllum japonicum)、油松(Pinus tabulaeformis)、落叶松(Larix kaempferi)和华山松(Pinus armandii))为研究对象,以落叶阔叶灌丛为对照,比较造林恢复28 a后不同人工林土壤孔隙度及持水性的变化,结合林地凋落物贮量及细根生物量等参数,试图揭示造成不同人工林地土壤涵水能力及潜力差异化的因素。结果显示:营造油松和华山松纯林不仅没能有效改善土壤孔隙状况,反而加剧了土壤涵水功能的退化。相反,连香树和落叶松在代替次生落叶灌丛造林后,土壤容重显著下降,孔隙度增加且小孔隙比例升高,持蓄水能力提高。凋落物及细根特性是不同林地土壤持水性能差异的重要因素。综合分析表明,在对退化生态系统进行造林恢复时,应尽量避免营造高密度针叶纯林,应结合种植有助于土壤结构改良的落叶或阔叶树种。     

沙地樟子松带状混交林土壤碳氮磷化学计量特征

探究不同沙地樟子松混交林土壤碳氮磷化学计量变化规律,为其混交经营提供科学依据.以沙地樟子松纯林为对照,在沙地樟子松×榆树及沙地樟子松×怀槐带状混交林中,沿沙地樟子松和伴生树种两个方向在距离混交中心0、1、2、3和4 m处的不同土层采集土样,分析土壤有机C、全N、全P、速效N、速效P含量及其计量比的特征.结果表明: 沙地樟子松混交林土壤有机C、全N和速效N含量高于纯林, 沙地樟子松与榆树混交主要增加了深层土壤有机C和全N含量,以及C/N和C/P, 沙地樟子松与怀槐混交提高了土壤N含量, 降低了P含量.随着远离混交林中心,沙地樟子松×榆树混交林中沙地樟子松林带的土壤C/N先升高后降低,全P和速效P含量下降,N/P增加;榆树林带土壤C/N下降,速效P含量先升高后降低.沙地樟子松×怀槐混交林土壤全N含量在沙地樟子松林带先降低后升高,在怀槐林带先升高后降低.沙地樟子松混交林提高了土壤C、N储量,沙地樟子松应与榆树行间混交,与怀槐间隔2行混交.     

杨树刺槐混交林有纯林枯落叶分解

研究了杨树（Ｐｏｐｕｌｕｓ ｓｐｐ．）、刺槐（Ｒｏｂｉｎｉａ ｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ）纯林及混交林枯落叶一年中的分解及养分动态变化规律。结果表明,杨树枯落叶分解速度较慢,刺槐较快,而混交林则较杨树有较大提高。在分解过程中,杨树苦落叶Ｎ、Ｐ释放困难,需经过长在１０个月养分富积过程;刺槐枯落叶Ｎ、Ｐ元素释放较为容易;混交林枯落养分富积时间缩短、幅度下降,分解速度加快,说明杨树和刺槐混交有利于枯落叶分     

杨树刺槐混交林及纯林枯落叶分解

研究了杨树（Ｐｏｐｕｌｕｓｓｐｐ．）、刺槐（Ｒｏｂｉｎｉａｐｓｅｕｄｏａｃａｃｉａ）纯林及混交林枯落叶一年中的分解及养分动态变化规律．结果表明,杨树枯落叶分解速度较慢,刺槐较快,而混交林则较杨树有较大提高．在分解过程中,杨树枯落叶Ｎ、Ｐ释放困难,需经过长达１０个月的养分富积过程;刺槐枯落叶Ｎ、Ｐ元素释放较为容易;混交林枯落叶养分富积时间缩短、幅度下降,分解速度加快,说明杨树和刺槐混交有利于枯落叶分解和Ｎ、Ｐ循环．     

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．     

滨海盐碱地刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林土壤水盐动态

以固氮树种刺槐与绒毛白蜡、榆树、臭椿三树种的混交林及其纯林为研究对象,研究了刺槐与不同树种混交对土壤水分、盐分年动态变化的影响。研究结果表明：（1）刺槐与3个树种混交,刺槐臭椿混交林生长最好,均高于各自纯林。（2）混交林一定程度改善了土壤含水量及层次分布,土壤含水量整体趋势均表现出0～60 cm表层土中含水量高于各自纯林,而深层土壤含水量低的特点,只有8月份纯林和混交林的土壤含水量没有显著差别。不同树种在具体层次上略有差异;（3）混交林降低了土壤含盐量,改变了土壤盐分层次分布和年变化规律。不同月份间土壤含盐量随土壤深度、混交树种的变化而变化。深层土壤含盐量高,表层土壤含盐量低,混交林含盐量低于纯林且存在树种差异。混交林与纯林含盐量均雨季低,旱季高;但在某一具体月份各层次含盐量差别不大;不同土层含水量、含盐量与天然降水之间有明显的相关性,天然降水是混交林及纯林土壤水分的主要来源。     

刺槐,国槐根际土壤生化成分及其对伴生杨树营养的影响

分析了杨树、刺槐和国槐的根面与根际土壤中的游离氨基酸及植物生长素ＩＡＡ,测定了不同处理小区中杨树叶片的营养状况（Ｎ、Ｐ、Ｋ和叶绿素含量）以及净光合速率和气孔阻力．结果表明,刺槐、国愧和杨树根面氨基酸组成和数量有很大差别;３个树种根际土壤中氨基酸含量显著低于根面．３个树种根面和根际土壤中ＩＡＡ含量为刺槐＞国槐＞杨树．混交豆科树种后,杨树叶片营养状况有所改善,净光合速率明显提高,气孔阻力有所降低．     

刺槐根系对深层土壤水分的影响

对黄土高原主要造林树种刺槐根系及其林地土壤水分进行调查和监测,结果表明,在阴坡立地上,刺槐细根在距树干2.0 m范围内的水平分布无明显差异,最大分布深度均为2.0 m;而阳坡立地上刺槐细根在距树干0.5 m处的垂直分布深度可达2.0 m,且阴坡立地上细根密度特征值明显大于阳坡.根系对土壤深层水分的影响范围因不同立地条件下根系分布空间差异而不同,在阳坡立地上,刺槐根系对深层土壤水分的影响深度可达2.7 m处的土层,而在阴坡立地上,这种影响范围可达3.3 m处的土层.     

复合保水材料对苗木生长的影响

为探索保水剂与外源物质配比形成的复合保水材料对苗木生长的影响,以2年生核桃(Juglans regia)、山杏(Prunus armeniaca)、刺槐(Robinia pseudoacacia)和杨树(Populus sp.)幼苗为实验材料进行盆栽正交实验,以苗木的生长因子(叶面积和新梢生长高度)来评价复合保水材料对苗木的影响。结果表明,不同复合保水材料均能促进苗木的生长,在实验保水剂用量范围保水剂用量增加促进效果增大。杨树最佳配方为处理15(保水剂20g,聚天门冬氨酸1.0g,复合肥0g,土壤含水量7%),在此处理下杨树叶面积比对照增长48%,新梢生长高度比对照增长21%。核桃、山杏、刺槐的最佳配方分别为处理3(保水剂20g,聚天门冬氨酸1.5g,复合肥15g,土壤含水量12%)、处理6(保水剂15g,聚天门冬氨酸0.5g,复合肥0g,土壤含水量12%)、处理10(保水剂15g,聚天门冬氨酸0g,复合肥15g,土壤含水量7%)。     

北方泥质海岸防护林生态工程的研究

对泥质海岸防护林体系建设中造林树种选择、土壤改良和生态工程造林技术措施的分析表明,在轻度盐碱地可栽植绒毛白蜡、群众杨、刺槐、109柳;在中度盐碱地修台田并压沙后可栽植沙枣、群众杨、刺槐、绒毛白蜡及辽河杨耐盐品系;在苏打盐渍土地修台田压稻乱后栽植沙枣、辽河杨耐盐品系;在重盐土地上进行土壤改良及工程措施后栽植柽柳、沙枣.     

陕北黄土区不同林地土壤干燥化效应

退耕还林还草工程虽然取得显著成效,但是加剧了区域土壤水分亏缺与土壤干燥化程度,同时制约着植被构建。选取陕西省吴起县金佛坪流域山杏、油松、刺槐、小叶杨和沙棘5种植被类型,对照荒草地。采用人工土钻法取样,分析不同植被类型0—10 m的土壤湿度特征和土壤干燥化效应。结果表明:各植被类型浅层和深层土壤水分均存在显著差异;与荒草地相比,各类林地均出现土壤水分过度消耗,其中刺槐林过耗量最大,山杏林最小;各林地均出现土壤干层,其中刺槐林、小叶杨林和山杏林土壤干层都已达到10 m以下,植被是深层土壤水分的主要影响因素。5类林地的土壤干燥化指数平均值39.26%,都远高于荒草地-9.57%。土壤干燥化强度为小叶杨(80.19%)刺槐(78.03%)沙棘(55.38%)山杏(37.94%)油松(32.34%),这是树种、林木大小和密度、林分生物量、树龄等生长指标综合作用的结果。在今后植被恢复中,应注意根据当地土壤水分条件,合理选择节水树种和合理设计林分结构,尽量避免或减轻土壤干化,维持较高的植被稳定性。     

黄土高原残塬沟壑区坡地刺槐不同皆伐更新幼林地土壤水分动态

坡地刺槐林成熟后便须进行伐更新,更新方式可采取萌芽更新和带状混交更新两种方式,分析了刺槐林更新改造后要地土水分动态和空间变异规律及林地耗水特征的变化,结果表明,刺槐林皆伐更新促进了２００ｃｍ以下深层土壤不分向根层的补给,导致更新幼林地土壤湿度较未更新林地明显提高,而其林耗水总量却较未更新林地并未减少,甚至增加,表出现富足型的耗水特征,此外,刺槐林更新改造后不会因迳流量的增加而引起新的水土流失,保证     

黄土高原小叶杨与其他树种枯落叶混合分解对土壤性质的影响

将小叶杨分别与其他11个树种枯落叶粉碎混合后进行室内分解培养,分析不同树种枯落叶混合分解对土壤性质的影响及其相互作用.结果表明:12个树种枯落叶单独混土分解均明显提高了土壤脲酶、脱氢酶、磷酸酶活性和有机质、碱解N含量,但对土壤速效P含量和土壤阳离子交换量(CEC)的影响差异较大,其中柠条和紫穗槐枯落叶改善土壤性质的效果明显.小叶杨分别与油松、侧柏、刺槐、白榆枯落叶混合分解,对土壤微生物数量的影响存在相互促进作用;小叶杨分别与侧柏、柠条枯落叶混合分解对土壤有机质、速效P、速效K含量和CEC的影响存在相互促进作用,但对土壤大部分酶活性的影响却存在相互抑制作用;小叶杨与落叶松枯落叶混合分解对土壤多数酶活性和养分含量的影响存在相互促进作用,而与樟子松枯落叶混合分解时则有抑制作用.总体上,小叶杨分别与白榆、油松、落叶松和刺槐枯落叶混合分解可促进土壤性质的改善,而与侧柏、柠条、樟子松、沙棘和紫穗槐枯落叶混合分解时则相互抑制.     

陕西纸房沟流域植被恢复区节肢动物群落种-面积、多度关系

以陕西纸房沟流域为研究单元,于2006-2008年,对该流域恢复区8种林分进行系统调查,运用不同模型分析了各林分节肢动物群落种-面积、多度关系.不同林分节肢动物群落种-面积关系符合S=CA_m,种类数随着面积增加接近一个常数,并得出相应最小调查面积,其大小排序为：自然灌木林＞自然乔木林＞杨树 刺槐混交林＞柠条-沙棘混交林＞柠条林＞沙棘林＞刺槐林＞柳树林,说明林分类型越复杂,需要调查节肢动物群落的最小面积越大.在抽样调查基础上建立了不同林分节肢动物种-多度模型,天然恢复林地节肢动物以对数正态模型(LN)的拟合效果最佳,表明群落中个体数量居中的节肢动物种类较多,稀有种和富有种种类较少,优势种不明显;在混交林和纯林中,节肢动物群落以对数柯西模型(LC)的拟合效果最佳,与天然恢复林相比,其节肢动物群落中稀有种和富有种种类较多,优势种比较突出.     

黄土高原人工刺槐林生长衰退的生态生理机制

刺槐是黄土高原广泛栽植的水土保持树种,然而人工刺槐林的树木个体生长衰退已经成为该区域开展植被恢复建设、实现森林可持续经营所面临的重大生态环境问题之一.目前人工刺槐林生长衰退的定义、界定标准、量化指标尚未形成统一标准.探讨刺槐生长衰退的机理不仅是植被恢复的理论基础,也是退耕还林还草工程持续开展的直接需求,具有实际价值和研究意义.通过汇集相关研究文献,综合国际和黄土高原关于森林生长衰退、死亡率增加的研究,从生态学(气候变化、土壤干化、群落结构失调、森林经营管理不当)和树木生理学(水力学故障、碳饥饿、遗传及分子调节)两个角度概述了黄土高原人工刺槐林生长衰退的机制以及取得的研究进展.最后提出黄土高原人工刺槐林生长衰退研究的不足,并对未来研究进行展望.