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川西亚高山6种彩叶林群落土壤持水动态特征

应用与环境生物学报 2021年第3期27卷 648-656页

作者：刘一霖温娅檬张玉谭波游成铭张丽杨万勤徐振锋李晗四川农业大学生态林业研究所长江上游林业生态工程四川省重点实验室长江上游森林资源保育与生态安全国家林业和草原局重点实验室高山森林生态定位研究站成都611130 四川省自贡市大安区自然资源局自贡643010

森林土壤作为森林涵养水源的主要场所,可能通过对降水的再分配作用对森林生态系统水循环产生重要影响.为探究高寒地区不同森林生态系统土壤持水差异,以地处高山峡谷区的6种不同类型亚高山彩叶林为对象,以裸地为对照,在2018年8月至2019年... 详细信息

森林土壤作为森林涵养水源的主要场所,可能通过对降水的再分配作用对森林生态系统水循环产生重要影响.为探究高寒地区不同森林生态系统土壤持水差异,以地处高山峡谷区的6种不同类型亚高山彩叶林为对象,以裸地为对照,在2018年8月至2019年5月间,通过生长季和冻融季节前、后采样监测不同林分土壤的持水动态特征.结果显示:川西亚高山彩叶林群落土壤现存贮水量在生长季、冻融前和冻融后分别为25.13-287.55 mm、31.15-230.62 mm和38.68-307.15mm.彩叶林群落土壤间的持水性存在差异,土层厚度高的裸地(bareland,BL)和落叶松林(Larixgmelinii forest,LF)土壤持水量高,而亮叶桦-青麸扬林(Betulaluminifera-Rhuspotaniniiforest,BRF)土壤持水率更大,其不同时期下的毛管持水率、非毛管持水率、最大持水率和最小持水率分别为139.66%-221.35%、64.63%-102.48%、204.29%-323.83%和93.48%-132.46%,持水能力强.同时,林分土壤的持水性随季节改变,在冻融后,林分土壤贮水量、持水量显著增加,而持水率有不同程度的增加.本研究表明群落环境和土壤结构不同使彩叶林群落土壤间持水性存在差异,且冻融循环通过改变土壤物理结构可提高土壤持水能力;上述研究结果可为改善该区域彩叶林水文生态功能提供科学数据.

关键词：彩叶林土壤持水水文生态季节性冻融亚高山森林

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黄土残塬沟壑区苹果园土壤的持水特征

中国水土保持科学 2019年第6期17卷 27-33页

作者：王檬檬李钢铁党宏忠冯金超梁田雨内蒙古农业大学沙漠治理学院呼和浩特010018 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

果园土壤持水能力的大小对于评价果树水分利用状况、预估果实产量有着重要意义。本文以黄土残塬沟壑区苹果园为研究对象,通过对土壤主要水分物理指标、土壤体积含水率及土壤水势的联合测定,绘制土壤水分特征曲线,分析了黄土残塬沟壑区... 详细信息

果园土壤持水能力的大小对于评价果树水分利用状况、预估果实产量有着重要意义。本文以黄土残塬沟壑区苹果园为研究对象,通过对土壤主要水分物理指标、土壤体积含水率及土壤水势的联合测定,绘制土壤水分特征曲线,分析了黄土残塬沟壑区苹果园土壤的持水特征。结果表明:1)果园土壤0~100 cm层内的土壤密度平均为1.34 g/cm3,土壤机械组成平均为:黏粒42.6%,粉粒41.6%,砂粒15.79%,总孔隙度平均为46.9%,土壤有机质质量分数平均为0.85%,土壤团聚体含量质量分数平均为36.8%,土壤结构与持水性能总体较好,但土壤有机质较低。2)100 cm内各层土壤在土壤密度、土壤粉粒体积分数、总孔隙度等指标方面差异性均不显著(P>0.05),表现出空间一致性。但在毛管持水量、田间持水量等指标表现出随土层增加而上升的趋势(P水稳性团聚体含量、土壤有机质含量等指标方面差异极显著(P土壤物理参数利用Van Genuchten模型推导的土壤水分特征曲线与田间测定结果基本一致,具有较高的可靠性。研究结果为制订该区域旱作果园的水分管理方案提供了一定理论依据。

关键词：土壤水分特征曲线苹果树土壤持水土壤水吸力黄土残塬沟壑区

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灌丛化对高寒草甸土壤水力性质的影响

水土保持学报 2022年第5期36卷 121-129页

作者：尹霞李冬梅李易王平刘淑英高永恒甘肃农业大学资源与环境学院兰州730070 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院成都生物研究所成都610041

全球气候变化背景下,青藏高原高寒草甸灌丛化已经成为青藏高原植被景观的主要变化趋势。为了更好地认识和理解灌丛化与高寒草甸生态系统的关系,以青藏高原东缘川西锦鸡儿(Caragana Erinacea Kom)和金露梅(Potentilla Fruticosa)灌丛化... 详细信息

全球气候变化背景下,青藏高原高寒草甸灌丛化已经成为青藏高原植被景观的主要变化趋势。为了更好地认识和理解灌丛化与高寒草甸生态系统的关系,以青藏高原东缘川西锦鸡儿(Caragana Erinacea Kom)和金露梅(Potentilla Fruticosa)灌丛化高寒草甸为对象,采用环刀浸泡法和双环入渗法研究了其在未灌丛化、轻度灌丛化、中度灌丛化和重度灌丛化阶段土壤持水和入渗能力特征。结果表明:(1)2种灌丛化草甸土壤容重在中度灌丛化阶段最低,总孔隙度在中度灌丛化阶段最高。(2)随着灌丛化程度的增加,2种灌丛化草甸土壤含水量呈增加趋势,表现为在重度灌丛化阶段最高;土壤毛管持水量、田间持水量和最大持水量呈抛物线变化趋势,在中度灌丛化阶段最大。(3)2种灌丛化草甸土壤的初渗率、稳渗率和入渗速度随灌丛化程度的增加总体表现为增加趋势,其中在中度和重度灌丛化阶段显著高于未灌丛化阶段。(4)相关性分析表明,灌丛化草甸土壤的入渗指标与土壤含水量、非毛管孔隙度有显著相关关系。因此,高寒草甸灌丛化过程中,土壤水力性质的改变通常发生在中度和重度灌丛化阶段。

关键词：高寒草甸灌丛化土壤持水土壤入渗

黑土区坡耕地侵蚀沟演变对土壤粒径分布及蓄水性的影响

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水土保持通报 2023年第2期43卷 1-8页

作者：张瑞豪肖洋邵社刚徐金忠倪栋乔雨彤周琪睿付兴悦黑龙江大学现代农业与生态环境学院黑龙江哈尔滨150080 交通运输部公路科学研究所北京100088 黑龙江省水利科学研究院黑龙江哈尔滨150080

[目的]研究侵蚀作用对黑土区坡耕地侵蚀沟表层土壤的影响,为该区土壤资源合理运用和区域水土流失治理工作提供理论支持。[方法]以黑龙江省哈尔滨市延寿县不同发育程度侵蚀沟为研究对象,对切沟沟头的沟坡和沟底土壤的粒径分布及蓄水性进... 详细信息

[目的]研究侵蚀作用对黑土区坡耕地侵蚀沟表层土壤的影响,为该区土壤资源合理运用和区域水土流失治理工作提供理论支持。[方法]以黑龙江省哈尔滨市延寿县不同发育程度侵蚀沟为研究对象,对切沟沟头的沟坡和沟底土壤的粒径分布及蓄水性进行定量描述。[结果]①不同深度处土壤容重、最大吸持贮水量、最大滞留水量、总库容、死库容、最大有效库容差异显著(p土壤容重增大,贮水量、持水性、有效水分下降。各层最大吸持贮水量占饱和贮水量均约90%,有效水分利用率分别为44.79%和41.87%,侵蚀沟发育对土壤有效水分影响明显。②入渗特征总体表现为:初始入渗速率>30 min入渗速率>稳定入渗速率,3者在不同编号沟道的A 2—A 4间随土层的加深,入渗性能下降。在20—40 cm层A 1—A 4的入渗特征均表现为:CK(对照)>A 1>A 4>A 2>A 3,呈先下降后上升趋势。随着侵蚀沟的发育,土壤入渗性先下降后上升。③侵蚀沟的发育是黏粒含量变化的主要原因,黏粒所占比例在0—40 cm层呈先增大,后减小趋势;砂粒所占比例在0—20 cm土层先减小,后增大,呈粗骨化趋势。④土壤退化指数在0—20 cm层表现为:A 1>A 2>A 3>A 4。随侵蚀沟的发育,土壤退化程度加剧,A 4土壤退化最为严重。[结论]不同深度的土壤剖面差异是造成黑土土壤物理性质差异的主要原因,随着侵蚀沟的发育,0—20 cm层土壤蓄水性能减弱,土壤退化严重。

关键词：黑土区坡耕地土壤侵蚀土壤持水土壤入渗

川西亚高山4种典型灌丛岛土壤持水能力及其影响因素

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应用与环境生物学报 2021年第3期27卷 632-638页

作者：何露露庞学勇中国科学院成都生物研究所中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

亚高山森林自采伐后,迹地上灌木迅速扩张形成的"灌丛岛"对土壤肥力、幼苗更新等有重要作用.为揭示川西亚高山采伐迹地上灌丛岛土壤持水性能及其影响因素,选择亚高山采伐迹地上4种典型灌丛(高山柳、鲜卑花、绣线菊和杜鹃)为研究对象,以... 详细信息

亚高山森林自采伐后,迹地上灌木迅速扩张形成的"灌丛岛"对土壤肥力、幼苗更新等有重要作用.为揭示川西亚高山采伐迹地上灌丛岛土壤持水性能及其影响因素,选择亚高山采伐迹地上4种典型灌丛(高山柳、鲜卑花、绣线菊和杜鹃)为研究对象,以草丛为对照,测定灌丛岛下土壤持水性能,并结合灌丛特征和土壤理化性质进行分析,结果显示:(1)采伐迹地上灌丛岛的形成明显影响土壤持水性能,杜鹃和高山柳灌丛土壤持水量与草丛差异显著.其中杜鹃灌丛土壤持水量和毛管持水量最高,分别较草丛增加了24.5%和23.0%;高山柳灌丛土壤非毛管持水量最高,较草丛增加了51.02%.(2)灌丛岛的形成也影响了土壤容重和孔隙度等物理特征,其效应大小依赖于灌丛岛类型.如与草丛相比,杜鹃与高山柳灌丛土壤容重分别显著降低25.7%和18.6%,总孔隙度分别显著增加5.4%和5.2%.(3)通过结构方程模型分析发现,灌丛岛土壤持水性能除受土壤物理结构特征(如容重和孔隙等)影响外,也与灌丛岛类型和大小等因素有关.因此,亚高山采伐迹地灌丛岛的形成通过影响土壤理化性质,进而导致土壤的持水性能差异;研究结果可为评估亚高山森林生态系统土壤生态功能提供科学参考.

关键词：灌丛岛土壤持水土壤结构影响因素亚高山森林

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库布齐沙漠人工林的水源涵养能力

水土保持通报 2023年第6期43卷 133-141页

作者：韩青池王海超孙凯裴志永王涵苏晓明杨建军陈宏伟内蒙古农业大学能源与交通工程学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古工业大学数据科学与应用学院内蒙古呼和浩特010021 内蒙古鄂尔多斯市造林总场内蒙古树林召014300 鄂尔多斯市林业和草原局内蒙古鄂尔多斯017000

[目的]针对库布齐沙漠东段护林站内人工林进行林下枯落物与土壤水文功能研究,科学计算该区人工林的各项指标综合权重值,确定人工林枯落物及土壤的水文效应与水源涵养能力,为该区和相关沙区退沙还林的定向抚育提供理论指导。[方法]以库... 详细信息

[目的]针对库布齐沙漠东段护林站内人工林进行林下枯落物与土壤水文功能研究,科学计算该区人工林的各项指标综合权重值,确定人工林枯落物及土壤的水文效应与水源涵养能力,为该区和相关沙区退沙还林的定向抚育提供理论指导。[方法]以库布齐沙漠鄂尔多斯造林总场内5种常见人工林为研究对象,利用野外实测与室内浸泡进行枯落物及土壤持水性能研究,采用层次分析法(AHP)与熵权法(EWM)相结合对林分水源涵养能力综合评估。[结果](1)各林分枯落物厚度介于6.56~22.2 mm,蓄积量介于1.44~13.62 t/hm^(2),拦蓄能力表现为:杨树旱柳混交林>杨树林>樟子松林>3 a沙柳林>8 a沙柳林。(2)枯落物的最大持水深与其干质量呈线性关系,各林分最大储存约1.36~2.04 L降水,表明枯落物最大持水能力主要取决于枯落物干重量,而树种、树龄、气象等相关因素通过影响枯落物干重量间接影响持水能力。(3)对数函数和幂函数可较好表现枯落物的动态持水量和动态吸水率。(4)随着土层深度增加,各林分土壤饱和持水率、毛管持水率与总孔隙度基本呈现下降趋势,土壤容重基本呈现上升趋势。(5)林分水源涵养能力杨柳混交林高于其他林分,杨树林与樟子松林水源涵养能力相近,沙柳林最低。[结论]未来在沙漠地区人工防护林建设中,优先培育混交林,并通过考虑树种间水源涵养差异开展更科学的退沙还林规划。

关键词：枯落物持水土壤持水层次分析法熵权法水源涵养库布齐沙漠

退化程度对三江源泽库高寒草甸土壤理化性质及持水能力的影响

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中国草地学报 2017年第5期39卷 54-61页

作者：杨永胜张莉未亚西李红琴李英年中国科学院西北高原生物研究所生态中心青海西宁810001 中国科学院高原生物适应与进化重点实验室青海西宁810001 青海省生态环境遥感监测中心遥感室青海西宁810000 中国科学院大学北京100049

通过野外原位测定和室内分析相结合的方法,分析了不同退化程度对高寒草甸土壤理化特征及持水能力的影响。结果表明:(1)高寒草甸草毡层的退化消失显著降低了土壤抗蚀能力。从原生植被至中度退化阶段,高寒草甸土壤硬度和抗剪强度逐渐增加... 详细信息

通过野外原位测定和室内分析相结合的方法,分析了不同退化程度对高寒草甸土壤理化特征及持水能力的影响。结果表明:(1)高寒草甸草毡层的退化消失显著降低了土壤抗蚀能力。从原生植被至中度退化阶段,高寒草甸土壤硬度和抗剪强度逐渐增加,至重度退化阶段二者急剧下降(P土壤呈现贫瘠化。同时,随着土壤深度的增加,退化程度对土壤有机碳和全氮的影响作用逐步减弱。(3)退化程度对高寒草甸土壤持水能力的影响作用随深度的增加而降低,其对表层土壤持水能力的影响最为显著。从原生植被至中度退化阶段,0~10cm土壤饱和持水量、毛管持水量及田间持水量呈增加趋势,至重度退化阶段,三者均显著降低。地表草毡层是保持高寒草甸土壤肥力、抗侵蚀能力和水源涵养功能的关键。

关键词：退化程度高寒草甸土壤抗剪强度/硬度土壤养分土壤持水

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不同类型园林植物群落雨水截留能力研究

不同类型园林植物群落雨水截留能力研究

作者：庞维华西北农林科技大学

学位级别：硕士

为探讨不同类型植物群落对雨水的截留能力,本文采用了水量平衡法、浸水法、环刀法等试验方法分析测量了关中地区7种不同类型的园林植物群落对雨水的截留能力。研究表明从植被冠层到枯落物层以及土壤层,都对雨水有一定的截留能力,且不同... 详细信息

为探讨不同类型植物群落对雨水的截留能力,本文采用了水量平衡法、浸水法、环刀法等试验方法分析测量了关中地区7种不同类型的园林植物群落对雨水的截留能力。研究表明从植被冠层到枯落物层以及土壤层,都对雨水有一定的截留能力,且不同类型的植物群落冠层能力存在一定差异性。所试的7个群落种单层针阔混交林的冠层截留能力最好,总截留量为179.66mm,平均截留率为49.86%。单层阔叶灌木的截留能力最差,总截留量为85.25mm,平均截留率为23.66%。所试群落的平均截留率由高到低依次为:单层针阔混交林、复层针阔混交林、单层针叶纯林、单层阔叶混交林、单层针阔混交林、复层阔叶混交林、单层阔叶灌木;林外降雨量与林下穿透量、树干茎流量与冠层截留量均呈线性正相关,随着林外降雨量的增大,各群落的林下穿透雨量、树干茎流量与冠层截留量均不断增加;叶面积指数、郁闭度、冠层厚度、绿化覆盖面积、三维绿量等冠层特性对穿透率呈显著负相关,与截留率呈显著正相关。即叶面积指数与郁闭度越高、冠层越厚、绿化覆盖面积与三维绿量越大,园林植物群落的冠层截留能力越好。不同类型植物群落的枯落物厚度、蓄积量、最大持水量与有效拦蓄量均存在一定的差异性,综合来看,单层针阔混交林的蓄水能力在所试群落中最好,复层阔叶混交林的蓄水能力最差;各群落最大持水率在153.10-214.19%之间,最高的为复层针阔混交林,最低的为单层阔叶纯林;各群落有效拦蓄率的变化范围在70.70-150.06%之间,单层阔叶纯林的有效拦蓄率最低,为70.70%,单层针阔混交林的有效拦蓄率最高,为150.06%;枯落物浸泡时间与持水量存在对数函数关系与吸水速率呈幂函数关系。土壤容重与毛管孔隙度都存在一定差异性,其中单层针阔混交林的容重最低,毛管孔隙度最高,且随着土层的加深,容重随之增大,孔隙度随之减小;土壤最大持水量由高到低依次为单层阔叶混1584.7t/hm>单层针阔混交林1564.3t/hm>复层阔叶混交林1510.2t/hm>单层针叶纯林1489.8t/hm>单层阔叶灌木1469.39t/hm>复层针阔混交林1441.84t/hm>单层阔叶纯林1310.2t/hm

关键词：植物群落冠层截留枯落物土壤持水海绵城市

祁连山东段高寒植被类型对土壤理化特征的影响

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水土保持通报 2021年第1期41卷 35-40页

作者：王迪赵锦梅雷隆举张雪徐长林甘肃农业大学林学院甘肃兰州730070

[目的]探讨祁连山东段不同高寒植物的土壤理化特征,为区域水资源合理利用提供理论依据。[方法]对祁连山东段6种灌丛植被和高寒草地的土壤基本性状、土壤持水能力和土壤渗透性进行了相关指标的测定。[结果]①祁连山东段高寒植被的土壤容... 详细信息

[目的]探讨祁连山东段不同高寒植物的土壤理化特征,为区域水资源合理利用提供理论依据。[方法]对祁连山东段6种灌丛植被和高寒草地的土壤基本性状、土壤持水能力和土壤渗透性进行了相关指标的测定。[结果]①祁连山东段高寒植被的土壤容重随着土层深度的增加而增大,土壤含水量则随着土层深度的增加而降低。②祁连山东段土壤总孔隙度随着土层深度的增加而减小,毛管孔隙和非毛管孔隙无明显的垂直变化规律;③祁连山东段土壤最大持水量随着土层深度的增加而递增,土壤毛管持水量表现为先减少后增加的变化趋势;土壤非毛管持水量变化规律则不太明显。④祁连山东段土壤初渗透率(0.58~2.81 mm/min)高于平均渗透率(0.05~1.26 mm/min)和稳渗透率(0.04~1.31 mm/min),6种高寒植被的土壤初渗透率表现为高寒草地>山生柳>硬叶柳>绣线菊>千里香杜鹃>金露梅>头花杜鹃;平均渗透率表现为绣线菊>金露梅>千里香杜鹃>山生柳>硬叶柳>高寒草地>头花杜鹃;稳渗透率表现为绣线菊>金露梅>千里香杜鹃>山生柳>硬叶柳>头花杜鹃灌丛>高寒草地。[结论]研究区域高寒植物类型的不同会对该区域土壤理化特征产生不同影响,即土壤理化特征与植物之间存在相互联系与相互作用的关系。

关键词：土壤持水土壤渗透高寒植被祁连山东段