保山北庙水库集水区5种森林类型枯落物持水特性研究

利用样方调查法、烘干法、浸泡法分析了云南省保山市北庙水库集水区纯云南松、纯人工桉树林、混交林Ⅰ(云南松+桉树混交林)、混交林Ⅱ(云南松+华山松+杉木+青冈栎混交林)和纯华山松5种森林类型枯落物的持水能力。结果表明:5种森林类型枯落物蓄积量都较小,最大为7.27 t/hm²,最小为4.51 t/hm²;枯落物未分解层和半分解层持水量随着浸泡时间增加,在8 h时平均持水量分别为5.22,5.83 t/hm²,24 h时分别为5.69,6.26 t/hm²;吸水速率随着浸泡时间减少,在8 h时平均吸水速率分别为0.65,0.73 mm/h,到24 h时分别为0.24,0.26 mm/h,且均是半分解层＞未分解层;纯华山松和混交林Ⅱ 2种森林类型枯落物持水性能优于其他3种森林类型。研究结果可为水源区植被恢复、选择最佳树种、合理配植森林类型、森林涵养水源提供科学依据。     

北京山区典型林分枯落物层和土壤层水文效应

为定量评价北京山区森林水源涵养能力,对3种典型林分类型(栓皮栎林、油松林、灌木林)枯落物和土壤层水文效应进行了研究。结果表明:3种林分枯落物累积量范围为12.93～32.67 t/hm~2,其中油松林最大,灌木林最小;枯落物最大持水量和有效拦蓄量从大到小排序依次均为栓皮栎林、油松林、灌木林;土壤毛管孔隙度的变动范围为30.5%～38.1%,由大到小排序依次为栓皮栎林、油松林、灌木林,且随土壤深度的加深而逐渐减少;栓皮栎林地土壤最大持水量和非毛管持水量最大,分别为3 621.0 t/hm~2和816.0 t/hm~2,其次为油松林和灌木林。不同林分枯落物持水量与浸泡时间符合方程Q=aln﹙t﹚+b;枯落物层吸水速率与浸水时间符合方程V=kt~n。从枯落物层和土壤层持水量来看,栓皮栎林持水能力最好。     

喀斯特灌木林枯落物持水特性分析

灌木是喀斯特地区的主要植被类型之一,研究其枯落物的持水特性对喀斯特地区水源涵养和生态修复具有重要意义。为了解不同灌木群落和坡位的枯落物持水能力,采用室内浸泡法和烘干法,分析了3种灌木群落和处于3种不同坡位的混合灌木林枯落物的持水能力。结果表明:3种灌木群落枯落物的总蓄积量表现为球核荚蒾圆果化香月月青,3种坡位群落枯落物的总蓄积量表现为坡下坡中坡上;无论群落或是坡位,枯落物蓄积量均表现为半分解层大于未分解层;群落最大持水量为圆果化香月月青球核荚蒾,不同坡位最大持水量为坡中坡下坡上;圆果化香的持水能力较强,坡中的持水能力较好;不同群落和不同坡位的枯落物持水量与浸泡时间都存在对数关系,吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系。     

太行山典型森林水源涵养分层特征与差异研究

以豫北太行山典型森林生态系统为研究对象,结合样地调查、室内试验以及K-W秩和检验等方法,分层探讨太行山典型森林水源涵养功能的异同。结果表明:侧柏林冠层最大持水量与有效拦蓄量均较大,分别为37.01、19.47 t/hm~2;栓皮栎林冠层最大持水量与有效拦蓄量最小,但浸水初期持水速率较大;枯落物持水量大小顺序为油松林侧柏林栓皮栎林,但有效拦蓄量大小顺序则为侧柏林油松林栓皮栎林,其中半分解层起主导性作用;土壤层持水能力较高,是森林水源涵养功能的关键所在,尤其是侧柏林,土壤最大持水量与土壤有效持水量分别为515.22、110.67 t/hm~2。     

白石水库流域森林生态系统枯落物层和土壤层水文效应研究

文章以白石水库流域3种典型林分类型为例,对其生态系统不同土壤层、枯落物层的水文特征利用浸泡法、环刀法进行定量分析。结果表明:枯落物蓄积量表现为落叶松油松林刺槐,总体处于23.21-39.22t/hm~2,且针叶林未分解层枯落物大于半分解层;枯落物层有效拦蓄量为41.65-90.63t/hm~2,最大持水量为50.90-109.41thm~2,均表现为落叶松油松林刺槐,枯落物层持水功能较好的为刺槐天然次生林;枯落物未分解与半分解层的浸水饱和时间为10h、8h,且二者存在显著的对数关系(R20.91),枯落物达到最大吸水速率时间为1h,约4h明显减缓,浸泡时间与吸水速率间呈幂函数关系(R20.93);3种植被类型的总孔隙度为27.85-30.17,土壤容重均值为1.09-1.24g/cm~3,有效持水量为21.67-29.57t/hm~2,土壤层持水能力表现为落叶松油松林刺槐,入渗时间与速率之间呈幂函数关系(R20.90)。综合不同植被类型水文功能,白石水库流域刺槐天然次生林的水源涵养能力最强,在水土保持和生态环境治理应加强恢复和保护天然次生林。     

河北省太行山5种经济林枯落物及土壤水文效应

为评价河北省太行山区经济林水源涵养功能,选择梯田栽植的苹果、核桃、樱桃、板栗、杏5种经济林,采用室内浸水法和环刀法等研究其林下枯落物和土壤的持水特性和持水效益,分析其水文效应。结果表明:枯落物蓄积量表现为杏(3.42t/hm~2)樱桃(3.69t/hm~2)苹果(4.07t/hm~2)板栗(7.11t/hm~2)核桃(8.28t/hm~2);板栗林下枯落物最大持水量(17.07t/hm~2)最大,枯落物的持水量与持水时间正相关呈对数函数关系,持水速率与持水时间呈幂函数关系;至于林下枯落物有效拦蓄量,板栗林最大(14.37t/hm~2)。5种经济林林下土壤容重均值在1.40～1.52g/cm3,随深度增加而增大;土壤的最大持水量均值在856.01～946.41t/hm~2,其排序与总孔隙度一致,依次为苹果核桃樱桃板栗杏;有效持水量均值在185.82～329.03t/hm~2,排序与非毛管孔隙度一致,依次为樱桃苹果核桃板栗杏。     

抚育间伐对华北落叶松人工林涵养水源功能影响

以冀北山地不同抚育间伐措施后华北落叶松人工林的植被层、枯落物层和土壤层为研究对象,对其水源涵养功能进行了初步分析。结果表明:华北落叶松林植被截留能力和枯落物持水功能随着间伐保留密度的减小而减小;土壤蓄水功能随着间伐强度的增大表现出逐渐增大趋势。间伐后进行枯落物收集、清除等经营活动可增大植被截留功能和枯落物持水功能,但会降低土壤蓄水功能。从涵养水源功能的组成来看,土壤蓄水功能最大,其次是枯落物持水功能,植被截留功能最小。由此认为,对华北落叶松人工林进行合理抚育间伐,能增强林地涵养水源功能。     

冀北山地人工油松林水文效应研究

分密度对森林水文效应有一定影响,以冀北山地不同密度油松人工林的植被层、枯落物层和土壤层为研究对象,对其水文效应进行了研究。结果表明:林冠截留能力随着林分密度的减小而减小,林下植被截留能力随着林分密度的减小而增大;林下枯落物最大持水量随着林分密度的减小而减小,其中林分密度分别为1 584株/hm~2、864株/hm~2和684株/hm~2标准地枯落物最大持水量差距相对较小,分别是林分密度388株/hm~2标准地的1.56倍、1.50倍和1.42倍;388株/hm~2油松林枯落物有效拦蓄量较小,但其枯落物初期持水速率较大。土壤持水能力随着林分密度的减小表现出逐渐增大趋势,林分密度864株/hm~2、684株/hm~2和388株/hm~2标准地土壤持水能力分别为林分密度1 584株/hm~2标准地的1.05倍、1.16倍、1.17倍,密度684株/hm~2和388株/hm~2标准地的土壤持水能力较为接近。对油松人工林进行合理抚育间伐,保留合适密度,能改善其涵养水源功能。     

刺槐黑松混交林枯落物层持水性能研究

为探索不同林分类型枯落物层的持水性能,对临朐县青龙山小流域的刺槐黑松混交林、刺槐纯林、黑松纯林3种林分类型的枯落物积蓄量、枯落物层最大持水量和枯落物层有效拦蓄量进行比较分析。结果表明:3种林分类型的枯落物积蓄量、枯落物层最大持水量和枯落物层有效拦蓄量都存在显著性差异;枯落物层的积蓄量由大到小排列为刺槐纯林、刺槐黑松混交林、黑松纯林、枯落物层的最大持水量和有效拦蓄量都与枯落物的积蓄量呈显著相关性;刺槐黑松混交林比黑松纯林具有更大的枯落物层积蓄量、最大持水率、最大持水量和有效拦蓄量。     

济南药乡林场赤松林、板栗林枯落物持水能力研究

森林面积分别大约占陆地、全球表面积的1/3和1/10。森林同时也是许多环境功能的基础,特别是在保护水资源方面。为了探究针叶林和阔叶林的枯落物吸水持水能力差异,明确不同测试方法对持水特性测试结果的影响,对济南药乡林场的典型针、阔叶林开展泡水法试验和人工模拟降雨试验。本次研究是以济南药乡林场的针叶林赤松以及阔叶林板栗的枯落物作为研究对象,研究提出:①针阔叶林枯落物蓄积量差异显著,且针叶林赤松(36.83±10.92 t/hm~2)阔叶林板栗(19.22±7.63 t/hm~2)。②针阔叶林枯落物的自然持水量不同,针叶林赤松(14.31%±6.11%)阔叶林板栗(9.87%±10.90%)。③人工降雨法和泡水法测定的枯落物持水速率均有4个阶段:第1阶段为迅速吸收阶段,第2阶段为缓慢吸收阶段,第3阶段为逐渐饱和阶段,第4阶段为饱和阶段。④人工降雨法得到的有效截流量(赤松6.31 mm,板栗3.18 mm)占泡水法得到的最大持水量(赤松9.37 mm,板栗为3.88 mm)的70%～90%。⑤电镜下解剖叶片的结果表明,针叶林赤松持水能力强。     

天然林资源保护工程区生态效应评估

科学评估生态工程的生态效应具有重要意义。基于长时间序列遥感数据分析了天保工程区2000—2015年生态系统格局、质量、主要生态系统服务的时空变化特征及其驱动因素。结果表明：(1)近15 a,天保工程区森林、水体与湿地、聚落生态系统面积增加,草地生态系统面积减少;(2)天保工程区植被覆盖度与净初级生产力均呈现好转态势,增加速率分别为0.27%/a、3.82 g/(m²·a);(3)除生态系统水源涵养服务基本稳定外,土壤保持、防风固沙服务均有所提升,变化斜率分别为1.00 t/(hm²·a)和1.25 t/(hm²·a);(4)区域气候呈现暖湿变化趋势,对植被恢复起到促进作用;人口密度与人类扰动指数均有所增加。天保工程区生态环境总体改善,后续生态工程的实施应注重差异化的生态恢复与管理手段。     

基于改进灰色模型的河南省水生态足迹分析与预测

结合残差灰色-马尔可夫耦合模型,预测河南省2016年～2025年的水生态足迹和水生态承载力。结果表明,河南省水生态足迹的变化由水质生态足迹决定,水生态承载力的变化与降雨量密切相关。2005年～2015年间,河南省水生态足迹呈下降趋势,从最高值4.535亿hm~2下降至最低值3.647亿hm~2;水生态承载力变化幅度不大,多年平均值为0.18亿hm~2;该省一直处于水生态赤字状态,水资源负载指数除2005年外均为Ⅰ级,面临严峻的水资源短缺问题。预测结果显示,2016年～2025年河南省水生态赤字呈下降趋势,但赤字程度仍然很大,水生态安全状况不容乐观。     

宝鸡市生产建设项目降雨侵蚀力算式及应用研究

加强生产建设项目水土流失防护是新时代水利部门工作的重点。利用2016-2018年宝鸡市周边30个气象站点日降雨数据,基于《生产建设项目土壤流失量测算导则》给出的R_r、R_m和R_n 3种降雨侵蚀力算式,分别评价不同算式的计算精度并给出推荐次序,在此基础上,分析宝鸡市生产建设项目降雨侵蚀力时空分布特征。结果表明:水土保持方案编制单位应优先选择R_n算式,其次是R_r算式,不宜使用R_m算式;利用本研究提出的R_n-R_r混合算式计算得到了年降雨侵蚀力等值线图和查找表,可分别满足线型和点型生产建设项目的需求;2016-2018年宝鸡市年降雨侵蚀力值在887.94~4276.88 MJ·mm/(hm²·h)之间变化,且均从北向南逐渐增大;宝鸡市降雨侵蚀力存在两个高值区和两个低值区。本研究成果可为宝鸡市乃至关中天水经济区水土保持方案编制提供科学依据。     

基于Landsat遥感影像解译的神农架林区 近30年土地覆盖动态变化

利用神农架林区1987年、2000年、2013年Landsat卫星遥感影像,结合地面调查信息,运用ERDAS软件分别解译出这3个时期地表覆盖类型,同时对比3个时期地表覆盖类型的变化,统计分析出3个时期神农架林区森林变化面积和来源。结果显示1987—2000年森林面积增长缓慢,净增长了14.70 km²,变化主要来自灌丛和草地的转化;2000—2013年期间森林面积增长迅速,净增长了207.49 km²,变化主要来自灌丛、草地和农田的转化。运用遥感技术连续、宏观、动态地监测神农架林区地表覆盖变化,不仅丰富了神农架林区的本底资料,同时也为生态环境监测与生物多样性保护提供了重要的数据。     

赣江流域1986—2015年降雨侵蚀力时空变化特征

降雨侵蚀力反映了降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,是评价区域土壤侵蚀风险的重要指标。基于赣江流域及其周边27个气象站点1986—2015年逐日降雨量资料,利用Mann-Kendall法、累积距平法及Kriging插值法,对赣江流域降雨侵蚀力时空变化特征进行了研究。结果表明:赣江流域近30 a降雨侵蚀力的平均值为9 824.55 MJ·mm/(hm²·h),2002年达到最大值13 234.72 MJ·mm/(hm²·h),2003年最小,为6 769.16 MJ·mm/(hm²·h),降雨侵蚀力与降雨量变化过程基本一致,相关系数达到0.965(P<0.01)。赣江流域近30 a降雨侵蚀力总体上表现为不显著的增长趋势,在吉安、井冈山、遂川地区存在一个高值中心,增长趋势明显;赣江流域四季、汛期、非汛期降雨侵蚀力变化趋势均不显著,但高、低值中心不尽相同。研究成果将有助于进一步探讨赣江流域土壤侵蚀的形成以及演替过程、土壤侵蚀危险性评定及制定科学的土壤侵蚀防治措施。     

江西湘江会昌段污染物特征分析与纳污能力计算

水体纳污能力的计算是河流污染物总量控制及水环境管理的基本依据。在统计湘江流域污染物排放量的基础上,选用一维河流水环境数学模型,按照流域内各水功能区水质目标要求,计算得出湘江会昌流域段水体纳污能力,并与现状污染物排放量进行了对比。结果表明:湘江会昌段CODcr、NH3-N、TP纳污能力分别为6 862.83,1 559.96,208.31 t/a,湘水会昌工业用水区CODcr、NH3-N削减量分别为239.67,90.07 t/a,削减率分别为25.12%,50.75%;湘水寻乌-会昌保留区TP削减量为72.51 t/a,削减率为29.5%。     

松华坝水源地坡面水土保持林对水沙关系影响及其贮水能力分析

通过对松华坝水源地径流与泥沙变化规律分析。利用松华坝水源保护区1982-2010年的LANDSAT TM遥感图像,采用ENVI遥感图像处理方法估算出该流域多年水土保持林地面积变化情况,并按不同坡度进行分类。通过双方数据的对比分析,得到径流含沙量与水土保持林覆盖度呈指数关系,水土保持林覆盖度越高,径流含沙量越低。本文采用扣除负功能法对水土保持林计算森林实际贮水能力,由此得出松华坝地区水土保持林平均年实际贮水量为1.1344亿m3。