樟子松人工固沙林稳定性的研究

提出了人工林稳定性的内涵及其评价标准．分析了影响沙地樟子松人工林稳定性的各种干扰因子,通过对沙地樟子松人工林造林成活、生长情况、对不良外界环境的抗御能力、林分寿命、林分结构和生产力的综合评价分析,认为沙地樟子松引种人工林基本上是稳定的;而生长在立地较好的丘间低地的林分,其稳定性大于沙丘顶部的林分;从抗枯梢病角度看,幼林的抗性大于中林;从林分密度和生产力角度来看．红花尔基沙地樟子松林稳定性高于章古台．     

章古台固沙林引起下垫面热量平衡特征变化的分析

章古台位于辽宁省西北部彰武县境内,是科尔沁沙地的东南前哨。50年代初期,本区主要由流动沙丘、半流动沙丘和丘间低地组成,生态环境十分恶劣。为了治理风沙危害,改变生态环境,1952年在该地区进行大面积樟子松造林。现已有林地2150ha,成功地将光秃的沙丘改造成翠绿的森林环境。显然,下垫面的这种变化不仅会带来该地区生态环境的改变,也将引起局地小气候尤其是热量平衡特征相应的     

科尔沁沙地丘间低地樟子松人工林水分利用来源的稳定同位素解析

20世纪50年代以来,樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica在中国北方干旱半干旱地区沙地广泛引种.近年来一些早期引种的樟子松人工林出现了早衰现象.分析生境水分条件变化、判断樟子松采取何种水分利用策略对于认识其早衰现象很有裨益.因此,本研究利用稳定同位素示踪技术,研究了科尔沁沙地东南缘固定沙丘丘间低地30年生樟子松人工林的水分来源及其利用的季节动态,分析了降水和土壤水分变化对樟子松水分利用的影响,阐明了樟子松与伴生植物(黄柳Salix gordeieril)在水分来源方面的异同.结果表明,樟子松及其主要伴生植物黄柳枝条水的稳定18O同位素组成(δ18O)存在明显的季节变化;樟子松的水分来源主要来自20～ 40 cm或更深土层;樟子松和主要伴生植物黄柳之间存在明显的水分竞争,后者比樟子松先行利用最近较强降水(如降水量＞10 mm),从而影响樟子松水源的补给.本研究对于揭示沙地樟子松衰退与水分利用策略的关系具有重要意义.     

辽宁章古台樟子松人工林的生物量与营养元素分布的初步研究

樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林是章古台沙地生物生产量较高的林分,其生长主要受沙丘部位和造林类型所影响。樟子松林乔木层与凋落物中贮存了大量营养元素,土壤上层的有机质与N、P元素含量较高,下层含量较低,出现一定的降低趋势。樟子松林混以小青杨可提高生物产量,增加土壤腐殖质,且改善土壤腐殖酸组成成分。     

沙地樟子松人工林营林技术研究进展

人工林能否实现可持续经营与其营林技术息息相关。中国造林与世界各地一样,纯林多．树种单调．发生的问题也相似。自20世纪90年代以来,沙地樟子松人工林出现了不同程度的衰退现象．但目前在我国北方干旱、半干旱风沙地区樟子松人工造林仍在大面积推广．因此,为实现樟子松人工林的可持续经营,总结并探讨樟子松人工林营林技术显得尤为重要。本文在广泛收集国内外有关樟子松研究的基础上,综述了近20年来有关樟子松在造林和经营方面的研究进展,主要包括造成樟子松沙地造林成活率和保存率低的原因、提高造林成活率的技术方法、种子的生产、密度管理、栽培模式以及问伐与更新等,提出了在沙地樟子松造林与经营研究中亟待解决的一些问题和建议．对今后樟子松沙地人工林衰退研究及经营实践具有参考价值。     

不同起源樟子松林水分利用的差异及机制

明确同一树种不同起源林分(天然林与人工引种林)间水分利用特征的差异，对于指导林分的可持续经营具有重要意义。本研究以樟子松这一“三北”工程中重要的造林树种为例，选择2种起源的林分为试验林，利用热扩散技术监测了试验林生长季树干边材液流速率(J_s),分析樟子松水分传输过程及其与环境因子间的关系。结果表明：在整个生长季的典型晴天下，樟子松人工林的日液流速率(J_s-daily)显著高于樟子松天然林，二者J_s-daily平均值分别为132.98和114.86 cm·d^-1,樟子松人工林表现出了更高的水分传输潜力。在樟子松天然林中，大气水分亏缺(VPD)对树木水分利用过程主要表现为驱动效应，而在樟子松人工林中出现了明显的阈值效应，VPD拐点约在1.91 kPa,此时液流速率(J_s-hour)边界函数值接近最大值17.88 cm·h^-1。观测期间，2种起源樟子松林受大气驱动的蒸腾潜力(J_s-hour/VPD)随土壤干旱的加剧而下降，但樟子松人工林对干...     

科尔沁沙地南缘樟子松人工林地下水埋深季节变化

于2005年5-10月,在未经过度人为干扰(大面积人工造林及农田开发)的大青沟地区(42°52'N,122°55'E)和自20世纪50年代大面积人工造林并相应开发农田的章古台地区(42°43'N,122°22'E)分别选择了樟子松疏林草地和草地(撂荒地)、樟子松衰退后皆伐地(皆伐地)及不同年龄沙地樟子松人工纯林设置固定标准地,监测了一个生长季的地下水埋深动态变化.结果表日月:生长季内地下水埋深呈现出4种类型:平稳型、"V"型、"N"型和"M"型.大青沟地区的疏林草地地下水埋深在生长季变化不大,平均地下水埋深为1.88 m;章古台地区的草地和皆伐地呈现5-7月升高,之后下降;林龄较小(23年)樟子松纯林变化幅度较大,生长季地下水埋深相差4.30 m;林龄较大(33、42、45年)樟子松人工纯林生长季地下水埋深波动变化,且变幅不一.总体上,地下水埋深表现为疏林草地(大青沟地区)<(章古台地区)衰退后皆伐地和草地<林龄较小樟子松人工纯林<林龄较大樟子松人工纯林.上述结果表明,大面积造林及农田开发是造成大青沟与章古台两地地下水埋深差别的主要原因;在章古台地区,不同植被覆盖与林龄也直接影响地下水埋深.     

水分胁迫对不同年龄沙地樟子松幼苗存活与光合特性影响

樟子松以其抗寒、抗旱和速生性,自20世纪50年代在科尔沁沙地南缘人工引种用于固沙造林试验成功以来,已成为我国北方荒漠化地区防风固沙造林的首选树种。然而,进入20世纪90年代以来,早期引种的沙地樟子松人工林出现了衰退现象;虽然从理论上分析,原因可能有病虫害、地理位置、水分条件、营林技术等,但其中水分条件应该是沙地樟子松人工林提早衰退的最重要的原因之一。以1~5年生樟子松幼苗为材料,采用盆栽控水处理法对苗木进行水分胁迫试验,观测水分胁迫条件下樟子松苗木成活与光合特征及其水分利用效率的变化。结果表明,樟子松苗木成活的临界土壤含水率随苗龄的变化没有显著差异,1~5年生苗木成活的临界土壤含水率均在1.5%~1.8%之间。4种不同水分胁迫处理(对照、20%、30%和40%田间持水量)对光合特性的影响为:轻度胁迫(40%田间持水量)时对光合特性的各个指标影响不大;随胁迫程度加重,光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率逐渐降低;导致樟子松苗木光合速率降低的主要原因应是气孔因素,即在水分胁迫下,气孔的开张度减小,导致胞间CO2浓度和蒸腾速率下降,进而影响光合速率;另外,水作为光合作用的原料之一,当其供应不足时,也直接导致光合速率的降低。2年生、4年生的樟子松幼苗在相同的土壤干旱胁迫条件下,各生理指标比较接近,即生理指标与苗龄之间并没有表现出明显区别。樟子松苗木的水分利用效率在较重度胁迫(20%田间持水量,3.5%)条件下没有降低,而在轻度胁迫条件下,水分利用效率有升高趋势;表明樟子松在较低的土壤含水量条件下,具有忍耐一定干旱胁迫的能力。综合研究表明:樟子松只有在极度水分胁迫时(土壤含水率接近成活的临界土壤含水率值:对于1~5年生苗木约为1.7%)才会出现死亡,这对研究水分与樟子松人工林衰退关系具有参考价值。     

辽宁省人工林樟子松径向生长对水热梯度变化的响应

基于树轮年代学的理论和方法,建立辽宁地区人工林樟子松年轮宽度年表网络,研究人工林樟子松树木年轮生长变化,探讨樟子松生长与气候变化的关系以及其对水热梯度变化的响应规律。结果表明,研究区各采样点人工林樟子松的径向生长变化呈现较为一致的显著下降趋势(P0.05),并且下降趋势由西北至东南降低。空间上水平上,研究区樟子松的径向生长与研究区降水和相对湿度的空间梯度变化吻合(P0.05),均呈西北至东南增加的特点;各采样点樟子松年轮宽度变化的平均敏感度与降水量、相对湿度显著负相关关系(P0.05),但与温度的正相关关系不显著。各样点樟子松径向生长与月降雨量和月平均相对湿度多呈正相关关系,与月平均温度多呈负相关关系,进一步表明区域水分因子对人工林樟子松生长的限制作用明显。     

甘肃武威地区几个树种根系的调查报告

为了了解生境的水分状况与树木生长的关系,我们曾于1980—1981年期间在石羊河地区调查了一些树种的根系。现作简单报道。调查的甘肃省民勤、武威、永昌地区,地处河西走廊东端,年降水量为115mm。其中民勤地区生长季节降水量是94mm,同期水面蒸发量为1864mm。沙丘表层湿度为1.4—1.8%,下面湿沙层湿度为1.5—2.5%。地下     

黄土区防护林主要造林树种水分供需关系研究

通过3年的定位观测,分析了晋西黄土区护林主要造林树种刺槐和油松寺地供水与耗水关系,油松和刺槐林地4－6月林地水分消耗大于供给,供耗矛盾突出;雨季水分供应充足,土壤贮水增加;相同条件下密度大的林分耗水量较大,在干旱季节和年份,相同条件下,密度大的林分林地有效供水较少,林地水分亏损较为严重;不同坡向的水分缺量大小顺序为阳坡＞半阳坡＞阴坡,本文引入耗水特性系数来表示林分耗水的大小和需水量的满足程度,研究表明,用耗水特性系数表示林木规律和水分供耗关系是适合的衡量指标。     

水土保持林土壤抗蚀性能评价研究

运用土壤有机质含量、水稳性团聚体含量、水稳性团粒平均重量直径、团聚度和分散系数等各项指标,对不同树种组成、不同林龄水土保持林的土壤抗蚀性能进行分析、评价.结果表明,水土保持林对于提高土壤抗蚀性能具有重要作用,这种作用主要针对表层土壤而言;与油松纯林相比,油松阔叶树混交林土壤有机质含量较高,水稳性团聚体含量增加了1.71%～38.53%;且随着林龄的增长,水土保持林土壤抗蚀性能不断增强.     

毛乌素沙地沙地柏(Sabina vulgaris)的水分生态初步研究

对毛乌素沙地沙地柏群落的水分状况作了初步研究。在典型的沙地柏群落中选取位于丘顶（水分条件较差）和丘间低地（水分条件较好）的两个样地作为研究对象,观测了植物叶子的蒸腾速率、气孔阻力及水势等生理生态指标,并结合群落特征和土壤水分状况,探讨了水分亏缺对沙地柏的影响。研究结果表明：１）虽然沙地柏具有比多数沙生灌木较小的蒸腾速率和更强的抗旱性,但是在不能利用地下水的情况下,其过大的密度可引起大量蒸腾耗水,并使植物处于严重的水分亏缺之中;２）在沙地柏群落的退化乃至于成片枯死过程中,水分胁迫是重要的因素之一;３）为了防风固沙,人工栽植沙地柏的适宜地段应选择水分条件较好的沙地（如滩地覆沙）,而在高大的沙丘或梁地栽植沙地柏,应该注意规模和密度。     

毛乌素沙地沙丘土壤含水量特点——兼论老固定沙地上油蒿衰退原因

土壤表面干沙层在冬春少雨季节较厚,流动沙地的又明显地大于固和地的。流动沙地地表干沙层以下的土壤含水量一般在于同深化度固定沙地的,特别是在报系密集分布的土层。科季或早春土壤含水量比较低,雨季的明显较高,雨季结束后,土层中的水分在重力的作用下会向深层运动,导致根系层土壤含水量下降。在植物生长季,缺少降雨时,因少地的土土壤水量会因植物的蒸腾消耗而变得很低（１％～２％）,而流动沙地的不受或受此影响很小。地     

黄土高原油松林地产流产沙及其过程研究

通过对径流小区的多年观测和人工模拟降雨试验,利用自制的径流自动记录装置,研究了油松林地不同处理的产流产沙及其动态过程。研究结果表明,油松林地、林地去枯枝落叶层和采伐林地上层林木等３种处理与农地比较,分别减少径流量８８．０％、２７．０％和８７．８％,减少产沙量９９．９％、９８．０％和９９．８％。产沙量与坡度和雨强关系密切,随坡度和雨强增加而迅速增加,以雨强的效应更甚。油松林地开始产流的降雨量一般在１     

SEASONAL VARIATIONS IN THE PROPORTIONS OF SUBERIZED AND UNSUBERIZED ROOTS OF TREES IN RELATION TO THE ABSORPTION OF WATER

Growing root tips usually constituted less than 1 per cent and mycorrhizal roots less than 6 per cent of the total root surface under a 34-year-old pine stand. Growing root tips usually constituted less than 1 per cent of the total root surface under a yellow poplar stand, although one sample taken in May contained 9 per cent of unsuberized roots. The water permeability of various types of roots was measured under a pressure gradient of 31 cm of mercury. It differed widely among individual roots, ranging from an average of 6.6. mm³/cm²/hr for suberized pine roots 1.33 mm in diameter, to 36.6 mm³ for suberized pine roots 3 mm in diameter, and 178 mm³/ cm²/hr for unsuberized roots grown in water culture. Water intake through a group of unsuberized roots grown in soil averaged 37.4 mm³/cm²/hr. The permeability of yellow poplar roots varied even more, ranging from essentially zero to 30,000 mm³/cm²/hr. It is concluded that the major part of water absorption in pine occurs through suberized roots, some through mycorrhizal roots, and relatively little through growing root tips. Likewise, in yellow-poplar most of the water probably enters through suberized roots. Further study is needed of the role of suberized roots in water and salt absorption.     

择伐干扰对小兴安岭阔叶红松林土壤磷形态及有效性的影响

以小兴安岭原始阔叶红松林(对照)和经过轻度、中度和强度择伐干扰后形成的天然林林地表层(0～10 cm)土壤为对象,采用Sui修正后的Hedley磷素分级法对土壤样品进行连续浸提,研究不同林地土壤各形态磷素含量的差异及变化规律,分析择伐干扰对阔叶红松林土壤磷素有效性的影响.结果表明: 各林地土壤全磷含量为1.09～1.66 g·kg^-1,以原始阔叶红松林最高,强度择伐林地最低,且不同处理间差异显著;各林地土壤有效磷和磷素活化系数的变化幅度分别为7.26～17.79 mg·kg^-1和0.67%～1.07%,均表现出随择伐强度的增加而显著降低;除酸溶性有机磷(HCl-P_o)外,经过择伐干扰的林地与原始林相比,土壤水溶性磷(H₂O-P_i)、碳酸氢钠磷(NaHCO₃-P)、氢氧化钠磷(NaOH-P)、酸溶性无机磷(HCl-P_i)和残留磷(Residual-P)含量均表现出随择伐强度的增加而降低的趋势.各组分间以水溶性(H₂O-P_i)与土壤有效磷的相关系数最大(0.98),但其含量仅占磷素总量的1.5%～2.2%;氢氧化钠磷(NaOH-P)含量占磷素总量的48.0%以上,是土壤的潜在磷源.可以认为,择伐干扰通过显著降低土壤无机态磷和氢氧化钠有机磷(NaOH-P_o)的含量,限制和影响了阔叶红松林土壤有效磷及潜在磷源的供应水平,并且其表现出随择伐强度的增加而逐渐降低的趋势.     

Water utilization of Pinus sylvestris var. mongolica in a sparse wood grassland in the semiarid sandy region of Northeast China

Key message

Mongolian pine in a sparse wood grassland stand maintains a relatively stable state under the current water conditions by varying its water use sources at a constant water use efficiency.

Abstract

In a semi-arid sandy ecosystem, water is one of the most important factors influencing survival and growth of Mongolian pine in a sparse wood grassland (MPSWG); however, the mechanism of water utilization of MPSWG has been yet poorly understood. Stable isotopes of hydrogen and oxygen of water in xylem, soil, precipitation and groundwater were analyzed to determine water sources used by MPSWG from April to October in two consecutive years (1.2 and 0.89 times of long-term annual precipitation in 2010 and 2011, respectively). Needles δ¹³C were measured simultaneously to assess water use efficiency. Results showed that MPSWG used soil water (sampling depth up to 60 cm) between April and July, and in October. However, water sources used by MPSWG exhibited significant differences in August and September between 2 years. In 2010, MPSWG only utilized soil water in August and September due to higher soil water content, but they used both soil water and groundwater in 2011 because of lower soil water availability, suggesting that MPSWG could utilize groundwater to replenish soil water deficiency. No significant differences in mean δ¹³C among months and between 2 years indicated that MPSWG did not suffer severely water stresses. In conclusion, MPSWG only used soil water during higher precipitation year, whereas they primarily utilized soil water and relied a little on groundwater during lower precipitation year. Water obtained by MPSWG (including water stored in trunk) basically satisfied its requirement for growth. Thus, MPSWG stand was relatively stable presently in the semi-arid sandy region.     

毛乌素沙地油松的水分关系参数随不同土壤基质的变化

 毛乌素沙地作为一个生态过渡带对环境波动及人为干扰十分敏感,植树造林对于防治沙漠化具有重要意义。为了有效地防风固沙,近些年在这里成功地营建了油松林带。但是,由于缺水,油松的生长经常受到严重制约。而且,这种制约由于土壤基质的差异性而得到加剧,因为土壤基质的差异会导致水分可利用性的不同。因此,很有必要研究生长于不同基质条件下的油松的生理特征。本文选取生长在典型沙丘及梁地(白垩纪及侏罗纪砂岩)上的油松,研究了其蒸腾作用,叶水势及抗旱性特征。主要结果为：1)在春季少雨季节,梁地油松比沙丘油松经历着更严重的干旱,因此,在春季的林带管理中应特别注意梁地油松的树情,并根据植物水分状况适当灌水。2)由于沙丘土壤的保水性差,即使在夏秋雨季也不能有效保持水分,因此,沙丘油松林带应注意密度控制。3)本研究所测得的油松叶子的初始质壁分离点的渗透势可作为油松在不同土壤条件和不同季节受干旱胁迫伤害的参考临界值,也可以指示油松对灌水的需求。     

咸阳地区近年苹果林地土壤含水量动态变化

利用人力钻采样法和烘干称重法, 研究了咸阳地区2002-2008年间苹果林地6 m深度范围土壤含水量的动态变化、土壤干层的等级、土壤干层水分恢复、动力机制与消耗过程。资料表明, 咸阳地区干旱年苹果林地土壤含水量较低, 发育了长期性土壤干层。2003和2007丰水年苹果林地土壤干层中的水分得到了显著恢复, 经过当年的水分补给, 土壤干层已经消失。丰水年土层中重力水含量较高, 并能到达2 m深度以下。持续时间较长的重力水的存在是土壤干层水分恢复的驱动力, 但干层水分恢复的直接动力是薄膜水的水膜压力。在年降水量800 mm或更多的条件下, 不论黄土厚度有多大, 土层水分完全能够满足人工林生长的需要。咸阳地区干旱年苹果林地土壤水分不足, 土壤水分收入量小于支出量, 土壤水分为负平衡, 没有剩余的水分通过入渗补给地下水;丰水年苹果林地土壤水分充足, 土壤水分收入量大于支出量, 土壤水分为正平衡, 有剩余的水分通过入渗补给地下水。在年降水量为800 mm左右的丰水年, 该区补给的土壤水分可维持苹果林地在3 a内不会出现长期性干层, 3 a之后一般还会出现长期性土壤干层。