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晋西黄土区典型林分水源涵养能力评价 被引量：26
1
作者 张佳楠 张建军 +3 位作者 张海博 孙若修 张守红 杨云斌 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期105-114,共10页
【目的】评价晋西黄土区典型林分的水源涵养能力,为筛选水源涵养林、水土保持林构建与管护提供依据。【方法】以山西吉县蔡家川小流域的山杨辽东栎次生混交林、油松人工林、侧柏人工林、刺槐人工林4种典型林分类型为研究对象,对植被层... 【目的】评价晋西黄土区典型林分的水源涵养能力,为筛选水源涵养林、水土保持林构建与管护提供依据。【方法】以山西吉县蔡家川小流域的山杨辽东栎次生混交林、油松人工林、侧柏人工林、刺槐人工林4种典型林分类型为研究对象,对植被层、枯落物层和土壤层的持水能力进行测定,采用熵权法(EWM)对各林分类型的水源涵养能力进行综合分析。【结果】(1)4种林分类型植被层的持水能力依次为:油松人工林(17.79 t/hm^2)>侧柏人工林(13.55 t/hm^2)>刺槐人工林(12.81 t/hm^2)>山杨辽东栎次生混交林(6.71 t/hm^2)。油松人工林、侧柏人工林的主要持水层为乔木层;刺槐人工林中乔灌草的持水量相近;山杨辽东栎次生混交林中主要持水层为草本层。(2)4种林分类型中枯落物有效拦蓄量分别为:山杨辽东栎次生混交林(23.02 t/hm^2)>侧柏人工林(13.00 t/hm^2)>刺槐人工林(10.36 t/hm^2)>油松人工林(2.81 t/hm^2)。(3)4种林地土壤最大蓄水能力分别为:山杨辽东栎次生混交林地(3 182.43 t/hm^2)>油松人工林地(3 176.67 t/hm^2)>侧柏人工林地(2 995.3 t/hm^2)>刺槐人工林地(2 803.5 t/hm^2)。其中除山杨辽东栎次生混交林地与油松人工林地持水能力差异不显著外,其余各林地持水能力之间均存在显著差异。(4)4种典型林分类型水源涵养能力的综合排序为:山杨辽东栎次生混交林>侧柏人工林>油松人工林>刺槐人工林,影响水源涵养能力的主要因素为林下草本层与枯落物。【结论】从涵养水源的角度出发,晋西黄土区应采用仿拟自然植被技术、封山育林等加强次生植被的建设与管护,营造林下草本层和枯枝落叶层丰富的植物群落,以达到保持水土、涵养水源、改善生态环境的多重作用。 展开更多
关键词 林分类型 水源涵养 熵权法 晋西黄土区
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晋西黄土区不同森林群落类型植物多样性研究 被引量：15
2
作者 张桐 王玉杰 +2 位作者 王云琦 张会兰 王彬 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期82-88,共7页
为了揭示晋西黄土区不同森林群落类型对生物多样性的保持作用,对晋西黄土区人工油松林、人工刺槐林及天然次生林林下植物组成及土壤化学性质进行了调查研究,并对3种林分进行对比分析,研究晋西黄土区不同森林群落类型林下植物多样性特征... 为了揭示晋西黄土区不同森林群落类型对生物多样性的保持作用,对晋西黄土区人工油松林、人工刺槐林及天然次生林林下植物组成及土壤化学性质进行了调查研究,并对3种林分进行对比分析,研究晋西黄土区不同森林群落类型林下植物多样性特征。结果表明:1)研究区内共出现40个植物种,灌木6种,草本34种。3种森林群落类型林下植物种数为人工刺槐林>人工油松林>天然次生林;2)3种森林群落类型林下物种丰富度指数(Margalef指数)、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和物种均匀度指数(Pielou指数)表现为草本层>灌木层,人工林>天然林。人工刺槐林林下Margalef指数、Shannon-Wiener指数小于人工油松林,而Simpson指数和Pielou指数大于人工油松林;3)与2006年相比,2012年研究区内植被种类增加,人工林内植物种的增加要比天然次生林内明显;4)3种森林群落类型林下Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数与土壤化学性质的关联大小为土壤养分>有机质>p H值。 展开更多
关键词 晋西黄土区 人工油松林 人工刺槐林 天然次生林 植物多样性
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晋西黄土区退耕年限对土壤孔隙度等物理性质的影响 被引量：12
3
作者 刘俊廷 张建军 +1 位作者 孙若修 李梁 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期94-103,共10页
【目的】通过分析不同退耕年限林地土壤物理性质的变化,探讨退耕还林工程对土壤物理性质的改良作用。【方法】以晋西黄土区不同退耕年限的荒草地、纯林地、混交林地为研究对象、以农地为对照,通过野外调查,研究了退耕年限对土壤密度、... 【目的】通过分析不同退耕年限林地土壤物理性质的变化,探讨退耕还林工程对土壤物理性质的改良作用。【方法】以晋西黄土区不同退耕年限的荒草地、纯林地、混交林地为研究对象、以农地为对照,通过野外调查,研究了退耕年限对土壤密度、孔隙度、毛管孔隙度等土壤物理性质的影响。【结果】退耕地土壤密度随土层深度的加深显著增加,0~60 cm土层平均密度分别为:农地(1.38 g/cm^3)>荒草地(1.27 g/cm^3)>纯林地(1.20 g/cm^3)>混交林地(1.18 g/cm^3),退耕还林后纯林地、混交林地与农地、草地的土壤密度差异显著(P <0.05);土壤密度随退耕年限的增加逐渐减小,退耕23年后基本稳定在1.16 g/cm^3,退耕还林对表层土壤密度的改良效果最好,且随着土层深度的增加,这种改良效果逐渐减弱。土壤总孔隙度随退耕年限的增加呈波动性增加,并逐渐趋于稳定。表层(0~20 cm)孔隙度最大(50.8%~57.6%),且在退耕5~10年内孔隙度变化最大,退耕25年后孔隙度基本稳定在55.61%左右。0~60 cm土层的孔隙度为混交林地(53.67%)>林地(52.87%)>农地(47.82%)>荒草地(45.97%)。退耕后形成的纯林地、混交林地与农地、草地的孔隙度差异显著(P <0.05),纯林地与混交林地孔隙度差异不显著(P> 0.05)。土壤毛管孔隙度随退耕年限的增加呈显著增加趋势。混交林地、纯林地毛管孔隙度分别为51.21%和50.37%,与农地的毛管孔隙度(45.62%)显著差异。【结论】退耕还林工程能明显改善土壤物理性质,且混交林对土壤改良效果好于纯林。 展开更多
关键词 晋西黄土区 退耕年限 物理性质 土层深度
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晋西黄土区不同密度油松人工林保育土壤功能评价 被引量：11
4
作者 兰道云 毕华兴 +4 位作者 赵丹阳 王宁 云慧雅 王珊珊 崔艳红 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期189-196,共8页
研究晋西黄土区不同密度油松林保育土壤功能变化规律及差异性,评价其保育土壤功能,以加强林分管理和生态恢复建设。以山西吉县蔡家川流域4种不同密度(925,1325,1750,2250株/hm^(2))油松人工林为研究对象,对其土壤容重、孔隙度等物理性... 研究晋西黄土区不同密度油松林保育土壤功能变化规律及差异性,评价其保育土壤功能,以加强林分管理和生态恢复建设。以山西吉县蔡家川流域4种不同密度(925,1325,1750,2250株/hm^(2))油松人工林为研究对象,对其土壤容重、孔隙度等物理性质、有机质等化学性质以及坡面径流泥沙量进行测定和分析,确定了12项评价指标,采用熵权法(EWM)对各密度油松林地的保育土壤功能进行综合评价。结果表明:(1)4种林分密度的油松人工林,土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、全氮、全磷、氨氮、硝氮和速效磷均存在显著差异(P<0.05);(2)林分密度变化会不同程度地改变油松林土壤物理性质、土壤养分和径流泥沙量等12项指标,其中土壤容重、径流量、泥沙量均随林分密度增大呈现先下降后上升的趋势;土壤有机质、全氮、全磷、硝氮、速效磷,随林分密度增大呈先增加后减少的趋势;(3)不同密度油松林地的土壤物理结构、土壤肥力和产流产沙均随密度变化呈现一定的变化规律,随着林分密度增大,土壤结构改良状况和土壤肥力呈现先上升后下降的趋势;径流泥沙量表现为先减小后增大地趋势;(4)对不同密度油松人工林保育土壤功能评价表明,4种密度油松林中,随着油松林林分密度的增加,保育土壤功能呈现先增强后减弱的趋势。密度为1750株/hm^(2)的油松林地保育土壤功能相对较好。从保育土壤角度出发,建议将1750株/hm^(2)作为晋西黄土区油松人工林经营密度,该密度油松林能较好保持水土,改善林地土壤质量。 展开更多
关键词 保育土壤 熵权法 不同密度 油松人工林 晋西黄土区
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晋西黄土区典型林分枯落物持水特性 被引量：5
5
作者 张月 马岚 +3 位作者 何娇 党彩宇 邹春蕾 崔永生 《应用生态学报》 CSCD 北大核心 2023年第12期3177-3183,共7页
探究典型林分枯落物的蓄积量及持水特性,对准确评价森林水源涵养功能具有重要意义。本研究在晋西黄土区选择油松、刺槐、山杨、辽东栎、侧柏作为研究对象,采用样地调查与室内浸水试验相结合,对不同林分枯落物未分解层和半分解层厚度、... 探究典型林分枯落物的蓄积量及持水特性,对准确评价森林水源涵养功能具有重要意义。本研究在晋西黄土区选择油松、刺槐、山杨、辽东栎、侧柏作为研究对象,采用样地调查与室内浸水试验相结合,对不同林分枯落物未分解层和半分解层厚度、枯落物蓄积量、枯落物持水特性与浸水时间的关系进行分析。结果表明:研究区典型林分枯落物总厚度为4.06~5.12 cm,其中,刺槐林最大,油松林最小;蓄积量以辽东栎最大(24.39 t·hm^(-2)),山杨林(23.64 t·hm^(-2))、侧柏林(22.51 t·hm^(-2))和刺槐林(22.48 t·hm^(-2))次之,油松林最小(20.42 t·hm^(-2)),未分解层蓄积量小于半分解层。枯落物最大持水量为40.41~79.56 t·hm^(-2),其中,辽东栎最大,油松林最小。各林分枯落物有效拦蓄率在108%~188%。在浸水2 h内,枯落物持水量和吸水速率变化以辽东栎、山杨、刺槐林最迅速,半分解层较未分解层变化迅速;在5种林地中,枯落物持水能力依次为辽东栎>山杨>刺槐>侧柏>油松。 展开更多
关键词 枯落物 蓄积量 最大持水量 拦蓄能力 晋西黄土区
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土壤含水量对探地雷达探测植物根系构型精度的影响
6
作者 王勃 张建军 +5 位作者 赖宗锐 赵炯昌 胡亚伟 杨周 李阳 卫朝阳 《干旱区研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期456-466,共11页
根系是评价植被生态服务功能的关键基础要素,但快速、精确、无损确定根系的测量技术和方法是目前生态系统评估中的瓶颈。探地雷达是一种高效无损的地球物理学技术,可以在无损状态下获取土壤中的根系信息。但是探地雷达检测和识别根系的... 根系是评价植被生态服务功能的关键基础要素,但快速、精确、无损确定根系的测量技术和方法是目前生态系统评估中的瓶颈。探地雷达是一种高效无损的地球物理学技术,可以在无损状态下获取土壤中的根系信息。但是探地雷达检测和识别根系的精度受土壤含水量、根系含水量、根径大小、根系埋藏深度等诸多因素影响,导致其在野外根系探测中适用性受限,为了探究土壤含水量对探地雷达探测根系精度的影响,本研究采用野外预埋根系的控制实验,根据探地雷达波速、振幅和根点反射系数的变化,分析了不同土壤含水量条件下根点识别率及根点距离均方根误差。结果表明:(1)根系探测中,探地雷达波速和振幅是判断土壤含水量变化的重要参数;(2)随着土壤含水量的增大,探地雷达波速减小,雷达振幅趋于平缓;(3)不同土层深度上随着根系直径的增大,探地雷达波速增大,雷达振幅趋于激烈;(4)根点识别率与土壤含水量成负相关(P<0.05),土壤含水量为15%~25%时探地雷达对活根的识别效果最佳。本研究表明探地雷达可以作为植物根系生物量无损和快速测定、评估的方法,但在利用探地雷达测定土壤中根系时,应在土壤含水量相对较低的时间段进行。 展开更多
关键词 探地雷达 根系 土壤含水量 无损探测 晋西黄土区
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晋西黄土区不同土地利用的土壤水分灰关联分析 被引量：4
7
作者 郭利军 王百田 王旭虎 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2020年第3期81-89,共9页
为了解晋西黄土区不同土地利用下土壤水分垂直与月份动态变化以及土壤水分的消耗利用状况,分析不同土层、不同土地利用和不同月份土壤水分关系,以晋西黄土区荒草地、油松林和刺槐林坡面为研究对象,于2018年4—10月在3种不同土地利用坡面... 为了解晋西黄土区不同土地利用下土壤水分垂直与月份动态变化以及土壤水分的消耗利用状况,分析不同土层、不同土地利用和不同月份土壤水分关系,以晋西黄土区荒草地、油松林和刺槐林坡面为研究对象,于2018年4—10月在3种不同土地利用坡面用TDR土壤水分测量仪测定0~200 cm垂直剖面的土壤含水量,土层间隔为20 cm,每月至少测定1次,并对不同土地利用下的土壤含水量进行灰关联分析。结果表明:1)在年内季节降水相同情况下,荒草地和油松林深层(120~160 cm)和底层(160~200 cm)土壤水分灰关联度最高(0.7794,0.7491),刺槐林在中层(80~120 cm)与深层(120~160 cm)土壤水分灰关联度最高(0.7313),即土壤水分变化趋势相似程度高;此外,不同土地利用下,表层与深层、浅层与深层土壤水分灰关联度均较低。2)荒草地4—6月分别与7、8月的土壤水分动态变化趋势相差较大;油松林在7—10月,各月间的土壤水分灰关联度较小,土壤水分呈现差异变化;相对于荒草地、油松林,刺槐林在4—10月内,各月间土壤水分灰关联度较接近,土壤水分变化较稳定。不同土地利用类型下土壤水分垂直及时间动态变化差异不同,且土壤水分动态变化关系能通过灰关联分析较好地反映出来。 展开更多
关键词 不同土地利用 土壤水分 灰关联分析 晋西黄土区
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晋西黄土区径流含沙量随坡长变化的试验研究
8
作者 李阳 张建军 +3 位作者 于洋 胡亚伟 赵宇辉 马心怡 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期148-155,共8页
【目的】坡长是影响坡面径流形成及土壤侵蚀过程的重要因子。本研究以晋西黄土区坡面不同坡长处的含沙量为研究对象,旨在探明坡面径流含沙量随坡长的变化规律,阐明坡长因素对坡面侵蚀过程的影响。【方法】分别在5°和20°的坡... 【目的】坡长是影响坡面径流形成及土壤侵蚀过程的重要因子。本研究以晋西黄土区坡面不同坡长处的含沙量为研究对象,旨在探明坡面径流含沙量随坡长的变化规律,阐明坡长因素对坡面侵蚀过程的影响。【方法】分别在5°和20°的坡面采用7.5和10.0 L/(min·m)的单宽流量开展放水冲刷试验,测定0~5 m坡长内不同位置的径流含沙量和土壤剥蚀速率。【结果】(1)径流含沙量随坡长增加逐渐增大,且在较大坡度与流量条件下增加更快。此外,坡度和流量条件的增大会提高坡面径流含沙量。(2)土壤剥蚀速率随坡长增加先增加后减小,出现峰值的位置随着流量和坡度条件的增大向坡顶方向移动。土壤剥蚀速率随着坡度和流量条件的增加而增大。(3)S型曲线能很好地拟合各条件下径流含沙量与坡长的关系,决定系数R^(2)≥0.96。曲线模型中的3个参数能很好地反映坡面侵蚀特征,分别为最大含沙量随坡度与流量条件的增大而增大,侵蚀最快的位置随坡度与流量条件的增大而减小,含沙量变化速率随流量与坡度的增大而增大。(4)基于S型曲线过程理论与试验计算值,若以60 mm/h强度的降雨为防范对象,建议5°条件下的植被工程护坡措施与坡顶间距不应超过426 cm,20°条件下的植被工程护坡措施与坡顶间距不应超过313 cm;若以90 mm/h强度的降雨为防范对象,建议5°条件下的植被工程护坡措施与坡顶间距不应超过366 cm,20°条件下的植被工程护坡措施与坡顶间距不应超过283 cm。【结论】本研究基于坡面侵蚀理论过程与冲刷试验结果提出并模拟了泥沙含量随坡长呈现出缓慢增加-快速增加-缓慢增加至饱和的S型曲线增长过程,根据曲线的特征提出了晋西黄土区护坡措施的布设方式。这有助于深入理解坡面侵蚀机理,为晋西黄土区坡面侵蚀模型参数估算与水土保持措施布设提供依据。 展开更多
关键词 径流含沙量 土壤剥蚀速率 坡长 S型曲线 晋西黄土区
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晋西黄土残塬沟壑区刺槐人工林土壤水分植被承载力研究 被引量：13
9
作者 王宁 毕华兴 +3 位作者 郭孟霞 孔凌霄 侯贵荣 常译方 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期213-219,共7页
为明确在干旱缺水地区,植被对深层土壤水分的过度消耗以及水资源的承载能力,在晋西黄土残塬沟壑区选取林分密度1 300株/hm^2的刺槐人工林为研究对象,以裸地为对照,利用Enviro-SMART土壤水分监测系统(FDR)和热扩散探针(TDP)技术对当地刺... 为明确在干旱缺水地区,植被对深层土壤水分的过度消耗以及水资源的承载能力,在晋西黄土残塬沟壑区选取林分密度1 300株/hm^2的刺槐人工林为研究对象,以裸地为对照,利用Enviro-SMART土壤水分监测系统(FDR)和热扩散探针(TDP)技术对当地刺槐人工林地0—150 cm范围内各土层体积含水量与树干液流量进行长期连续定位观测,采用土壤有效水与单株刺槐耗水量的比值来衡量研究区刺槐人工林土壤水分植被承载力。结果表明:(1)月降水量和月土壤储水量是决定刺槐人工林土壤水分植被承载力的主要环境因子,且二者与土壤水分植被承载力之间均呈现显著的正比例关系(P<0.05)。(2)根据构建的刺槐人工林土壤水分植被承载力模型,计算出当地林龄为19年的刺槐人工林0—150 cm土层深度的土壤水分植被承载力为1 224株/hm^2,稍小于研究区实际林分密度(1 300株/hm^2),为保证当地刺槐人工林分耗水深度控制在0—150 cm土层范围内,同时也为促进当地林分生产力处于最优水平,建议在今后的营林造林过程中将刺槐人工林密度控制在当地土壤水分植被承载力范围之内,在减少林地深层水分消耗、调整林地土壤水资源平衡的同时,促进当地林业产业的合理发展。 展开更多
关键词 晋西黄土残塬沟壑区 刺槐 土壤水分植被承载力 合理密度
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