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．     

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。     

辽东山区主要森林类型林地土壤涵蓄水性能的研究

从森林涵养水源的角度,对辽宁省东部山区相同年龄的５种主要森林类型林地土壤的涵蓄水性能进行了研究．结果表明,各森林类型林地枯落物贮量为１０．８７～１８．６７ｔ·ｈｍ－２,针叶林下枯落物贮量大于阔叶林;枯落物的蓄水量为３７．１１～５７．６５ｔ·ｈｍ－２,枯落物蓄水量与枯落物贮量成正比;各森林类型林地表层５０ｃｍ土壤的涵蓄水量在８１７．７～９３７．６ｔ·ｈｍ－２;天然柞树林下的土壤具有最好的渗透性和最高的蓄水力,其次为阔叶混交林、红松人工林、落叶松人工林和油松林人工林．天然阔叶林较人工针叶林具有更好的涵养水源性能．     

宁夏罗山自然保护区3种典型林分凋落物和土壤层水源涵养能力综合评估

森林凋落物层和土壤层是森林生态水文效应中的主要贡献层，对森林生态系统水土保持功能和水源涵养能力有重要影响。对比宁夏罗山自然保护区3种典型林分类型凋落物和土壤层水文效应的变化规律和水源涵养能力大小，为该地区的森林生态水文、水土保持和森林管理提供科学依据。以该自然保护区青海云杉纯林、油松纯林和青海云杉油松混交林为研究对象，运用称量、室内浸泡、环刀法和回归分析法对凋落物和土壤层的水文效应进行测定和拟合，并使用熵权法对二者的水源涵养能力进行评估。结果表明：（1）青海云杉油松混交林凋落物的总厚度和总储量显著高于青海云杉纯林和油松纯林（P<0.05），3种林分类型的半分解层的厚度和储量高于未分解层。（2）凋落物层最大持水量范围为63.29-95.08t/hm²，最大持水率范围为335.97%-353.85%，有效拦蓄量范围为34.09-63.92t/hm²，三者均为青海云杉油松混交林>云杉纯林>油松纯林。（3）3种林分类型的凋落物持水量（Q）与浸泡时间（t）呈对数函数关系，吸水速率（V）与浸泡时间（t）呈幂函数关系。（4）从3种林分类型的土壤物理性质和持水特性得出，3种林分类型的土壤层水文效应的等级排序为云杉油松混交林>油松纯林>青海云杉纯林。（5）凋落物层和土壤层的水源涵养能力大小为青海云杉油松混交林（0.43）>油松林（0.3）>青海云杉林（0.27）。综合来看，青海云杉油松混交林的凋落物层和土壤层的水源涵养能力最优，其次是纯林，说明混交林在水土保持和水源涵养方面比纯林更具优势。     

北京地区油松人工林不同演替类型空间结构对林下植被及土壤的影响

以北京地区油松(Pinus tabuliformis)人工林不同演替类型林分为研究对象，研究油松纯林、油松-栓皮栎(Quercus variabilis)混交林和栓皮栎纯林三种不同演替类型林分的空间结构、林下植被和土壤水分的变化规律及其相互作用关系。结果表明：(1)林分水平及垂直空间结构、草本层物种多样性、更新幼树生长、土壤持水和透气性能等指标在三种不同演替类型林分间差异显著(P<0.05),林分空间结构参数中的角尺度、林层指数和开敞度显著影响了各类型林分的灌草多样性，混交度、林层指数和大小比数显著影响了更新幼树的生长，混交度和林层指数显著影响了土壤水分的变化(P<0.05)。(2)松栎混交林灌草生物量、天然更新幼树的生长以及土壤水分物理状况均好于纯林，并主要受林分混交度和林层指数的共同作用。(3)各演替类型林分内均存在栓皮栎更新幼树，混交林栓皮栎更新幼树数量最多、长势最好，对林地资源的竞争最为激烈。因此，可以通过调整林分空间结构实现种间关系及林地资源的调控，以充分发挥森林生态系统的各项功能与价值。     

马尾松火力楠混交林凋落物动态及其对土壤养分的影响

55年生马尾松火力楠混交林年凋落物总量为6284kg。ha~1,比同龄马尾松纯林增加11.2％,其中叶凋落物量占69.5％.春季马尾松火力楠混交林凋落量占全年总量的32.4％,夏季为19.1％。灌木和草本的年凋落物量在混交林中占凋落总量的3.6％,而在纯林中占18％。和纯林相比,混交林林下土壤养分状况有所改善,土壤有机质含量提高了16.7％。     

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。     

喀斯特针叶林枯落物层水文效应

以喀斯特地区黄壤针叶林和石灰土针叶林为研究对象, 结合野外调查和室内分析的方法, 对其枯落物层的水文效应进行定量对比研究。结果表明: (1)枯落物总蓄积量表现为黄壤针叶林(52.14 t·hm^-2)>石灰土针叶林(32.98 t·hm^-2); (2)枯落物的持水量与时间呈显著对数关系, R2>0.94, 吸水速率与时间呈幂函数关系, R2>0.91。半分解层枯落物在浸泡4 h 时已经达到饱和, 而未分解层需浸泡9 h。枯落物在浸水20 min 内吸水速率大幅下降, 在20 min-4.5 h 下降幅度减缓, 到9 h 时吸水速率基本稳定;(3)黄壤针叶林半分解层枯落物的最大持水量最大, 为86.59 t·hm^-2, 石灰土针叶林未分解层最小, 为8.39 t·hm^-2。最大持水率的均值表现为黄壤针叶林(194.11%)>石灰土针叶林(152.68%); (4)枯落物最大拦蓄量表现为7.14-64.37 t·hm^-2, 有效拦蓄量变化范围为5.81-51.06 t·hm^-2, 黄壤针叶林各层枯落物最大拦蓄量和有效拦蓄量均大于石灰土针叶林。综合对比分析发现, 黄壤针叶林枯落物层的持水性能比石灰土针叶林好, 能更好地涵养水源和保持水土。     

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 .     

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.     

青羊湖林场不同林分物种多样性与水源涵养能力的研究

通过群落调查和林下土壤及枯落物特性的分析,研究了青羊湖林场南酸枣（Choerospondias axillaris）林、未抚育马尾松（Pinus massoniana）林、抚育马尾松林、马尾松-南酸枣混交林4种林分的物种多样性及水源涵养能力。结果表明：（1）4种林分共有维管束植物135种,隶属58科97属,其中南酸枣林物种相对较丰富(88种),混交林次之(76种),抚育马尾松林较少(64种),未抚育马尾松林则相对最少(55种);（2）林分类型对物种多样性有重要影响,南酸枣林和混交林草本物种多样性较两种针叶林高,而灌木物种多样性则较低;（3）DCA排序结果显示,南酸枣林和混交林物种相似性程度较高,两种马尾松林与南酸枣林、混交林差异明显;（4）林分类型对水源涵养能力有重要影响,相比两种马尾松林,南酸枣林和混交林的林下枯落物蓄积量分别降低10.1%和15.2%,最大持水量降低34.1%和44.7%,而且0～10 cm土壤容重降低14.7%和7.4%,10～20 cm土壤容重降低14.1%和4.0%,20～30 cm土壤容重降低8.7%和4.9%,但总储水量增加15.8%和4.5%,即南酸枣林和混交林具有较高的水源涵养能力。研究认为,生态抚育增加了马尾松林的水源涵养能力。     

低丘人工林林下植被物种多样性初步研究

选取江西省泰和县狗丝茅岭低丘荒山人工造林l0a的人工生态系统中8种人工林主要类型和1个对照区,通过比较这些类型林下植被的物种多样性(物种丰富度和Shannon-Wiener指数)和相关的环境因子,揭示林下植被物种多样性的差异及其与环境因子之间的关系。结果显示：人工林类型(造林树种)、林分组成(纯林或混交林)和林分密度对物种多样性的影响较为明显,其中林分密度的影响最为显著：各人工林类型林下植被的Shannon—Wiener指数与物种丰富度具有大体相似的规律,即在相近造林密度下,不同造林树种其林下植被物种多样性以针叶纯林稍占优势,针阔混交林次之,而阔叶纯林相对较低：针叶林林下植被物种多样性虽然最高,但针叶林土壤的持水力相对较差,有机质含量也较低,而阔叶纯林相对较好,针阔混交林则最佳。     

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。     

南亚热带典型森林演替类型粗死木质残体贮量及其对碳循环的潜在影响

森林生态系统中的粗死木质残体(Coarse woody debris, CWD)不仅能够为其它生物提供生境,维持森林结构,而且对生物地球化学循环起着不可忽视的作用,CWD作为森林生态系统中重要的结构和功能元素,已经引起广泛关注。然而,华南地区典型亚热带森林生态系统中CWD的结构和功能方面的研究很少。该文报道了鼎湖山自然保护区内典型南亚热带森林生态系统中CWD的贮量及其特征,所选择的森林包括马尾松(Pinus massoniana)林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林,它们分别代表该气候区域内处于森林演替早期、中期和后期3个阶段的森林类型。其中马尾松林和针阔叶混交林都起源于20世纪30年代人工种植的马尾松纯林,由于长期受到包括收割松针、CWD和林下层植物等在内的人为活动的干扰,到2003年调查时马尾松林仍属于针叶林;而混交林样地自种植之后就未受到人为活动的干扰,自然过渡为针阔叶混交林类型。人为干扰对马尾松人工林的结构和功能产生了巨大的影响,马尾松林的生物量仅为针阔叶混交林生物量的35%。组成马尾松林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林CWD的树种数量分别为7、18和29;马尾松林中几乎没有CWD存在(贮量仅为0.1 Mg C·hm^-2),针阔叶混交林CWD的贮量为8.7 Mg C·hm^-2,季风常绿阔叶林CWD的贮量为13.2 Mg C·hm^-2,分别占地上部分生物量的9.1%和11.3%;针阔叶混交林和季风常绿阔叶林中只有将近10%的CWD以枯立的方式存在。该区域内CWD的分解速率较快,在区域碳循环中将扮演重要角色,保留林地中的CWD是维持本区域森林生产力和森林可持续管理的重要举措。     

城市森林公园景观环保型林相改造模式比较及评价——以老山国家森林公园为例

以实现景观和环保2项功能为主要目标,对老山国家森林公园的4类群落林相进行改造,分别将马尾松(Pinus massoniana)纯林群落(A1)、朴树(Celtis sinensis)纯林群落(B1)、水杉-侧柏(Metasequoia glyptostroboides-Platycladus orientalis)针叶混交林群落(C1)和以落叶树为主的麻栎-朴树(Quercus acutissima-Celtis sinensis)阔叶混交林群落(D1)改造成马尾松-锦绣杜鹃(P.massoniana-Rhododendron pulchrum)群落(A2)、朴树-乌桕-桂花-枸骨-红叶石楠-绵枣儿(C.sinensis-Sapium sebiferum-Osmanthus fragrans-Ilex cornuta-Photinia×fraseri‘Red Robin’-Scilla scilloides)混交林群落(B2)、水杉-侧柏-枫香树-构树-棕榈-阔叶山麦冬(M.glyptostroboides-P.orientalis-Liquidambar formosana-Broussonetia papyrifera-Trachycarpus fortunei-Liriope platyphylla)针阔叶混交林群落(C2)和以常绿树为主的麻栎-朴树-香樟-女贞-桂花-凤尾丝兰-海桐-阔叶山麦冬-络石(Q.acutissima-C.sinensis-Cinnamomum camphora-Ligustrum lucidum-Osmanthus fragran-Yucca gloriosa-Pittosporum tobira-Liriope platyphylla-Trachelospermum jasminoides)阔叶混交林群落(D2)。应用层次分析法(AHP),从群落结构和群落效益2方面,选取郁闭度、物种丰富度、构景层次、树冠水平投影重叠面积、常绿落叶比、吸收有害气体能力、滞尘与杀菌能力、季相变化、景观优美度和游憩资源10项评价指标,根据各指标的权重和赋值建立了城市森林公园景观环保型林相改造模式的评价体系。评价结果显示:改造后的群落林相各项指标得分值及综合评分值均高于改造前的群落,特别是群落D2的构景层次、季相变化与景观优美度最佳,对环境的净化功能最强,实现了景观与环境保护的有机结合。结果表明:城市森林公园景观环保型群落模式改造既要考虑植物自身的生理生态特征,也要注重植物的个体美与群体美等因素。     

紫金山次生林林窗植被和环境的研究

研究了紫金山次生林林窗的形成、分布、植被及环境特征 .林窗主要由人为砍伐马尾松形成 ,呈随机分布 .林窗内共出现木本植物 53种 ,频度最高者为枫香 ,频度 1 0 0 % ,其次为刺楸、白栎、黄连木和栓皮栎 .共出现 1 2 83个体 ,其中枫香占 1 8.7% ,黄檀 1 0 .9% ,白栎 8.7% ,刺楸、栓皮栎分别为 5.5%和 5.3% .林窗的种类密度和个体密度分别为 7种和 1 90株·1 0 0m- 2 .方差分析表明 ,枫香、黄檀、白栎和栓皮栎在林窗内的密度分布与随机分布预测值有显著差异 ,反映其分布的非随机性 .林窗内 ,基周 <2cm的个体占 59.0 % ,树龄愈高 ,个体数愈少 ,基周 4cm时 ,个体数下降 70 .5% ,1 0cm时下降 96.2 % .林窗内光照强度、大气温度、大气湿度及土壤元素分布 ,在时序上有近似与旷地的规律性 ,空间上则显现更复杂的格局 .     

不同林分类型毛竹林节肢动物群落的多样性与稳定性

通过2001年9月到2002年7月对毛竹Phyllostachys heterocycla cv. pubescens与杉木Cunninghamia lanceolata、毛竹与马尾松Pinus massoniana、毛竹与阔叶树种混交林和毛竹纯林中节肢动物群落的定位与跟踪调查,分析和比较了上述4种不同类型林分中节肢动物群落的多样性与稳定性。结果表明：竹阔混交林中节肢动物群落的丰富度显著高于其他2种混交林和毛竹纯林,主要体现为林下层中同翅目、半翅目、鞘翅目和双翅目及竹冠层中蜱螨目、同翅目、半翅目和鞘翅目等植食性或捕食性物种明显较多;但各类林分中节肢动物群落之间的物种多样性、均匀度和优势集中性无显著差异。总体上混交林竹冠层和林下层中植食性和捕食性功能群的共有种较多,两个层次间的相似性均高于毛竹纯林。不同林分类型中节肢动物群落的稳定性具有显著差异,竹阔混交林和毛竹纯林竹冠层节肢动物类群的稳定性低,天敌对害虫的控制作用小,毛竹叶部植食性螨类和蠕须盾蚧Kuwanaspis vermiformis危害较重。因此认为在两种（类）害虫常发区,可考虑将林分改造为竹杉混交林或竹松混交林。     

纯林和混交林中拟赤杨材性的比较分析

对拟赤杨（Alniphyllum fortunei Makino）纯林、拟赤杨-马尾松（Pinus massoniana Lamb．）混交林和拟赤杨-杉木[Cunninghamia lanceolata（Lamb．）Hook．]混交林中拟赤杨木材的物理力学性质和化学组分进行了测定和比较分析。结果表明,混交林中拟赤杨的木材密度、干缩系数和力学强度均大于纯林,且拟赤杨-马尾松混交林中拟赤杨木材的各指标值均最高。拟赤杨-杉木混交林中拟赤杨木材的热水抽出物、1％NaOH抽出物、苯醇抽出物、硝酸-乙醇纤维素和Klason木素含量分别为2．31％、18．63％、2．52％、45．74％和21．59％,均高于纯林;拟赤杨-马尾松混交林中拟赤杨木材的戊聚糖含量（22．98％）高于纯林。说明拟赤杨-马尾松混交林中拟赤杨木材的材性总体上最优,在拟赤杨木材品质培育过程中宜选择马尾松作为伴生树种。     

子午岭林区白桦-辽东栎混交林光合生理生态特征研究

对黄土高原子午岭次生林区白桦林、辽东栎林和白桦-辽东栎混交林3种林分的土壤物理特性和叶片光合特性进行了研究。结果表明:(1)白桦-辽东栎混交林地的土壤水分明显改善,其土壤容重最小、土壤孔隙度最大,且均优于纯林,即混交林地有深层次的土壤水分可供利用,并改善了土壤的物理结构;(2)辽东栎林的光合速率和气孔导度最大,其次为白桦-辽东栎混交林,水分利用率(WUE)为混交林白桦>混交林辽东栎>辽东栎林>白桦林;(3)混交林中白桦、辽东栎的Fv/Fm和Fv/Fo值均较大,与纯林差异不显著;白桦林和辽东栎林的qP和NPQ值均大于混交林。