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小陇山林区日本落叶松人工林与天然次生林土壤水源涵养功能差异
1
作者 田凌鸿 刘方虎 尤全刚 《西北林学院学报》 北大核心 2025年第4期267-274,共8页
人工林的建植通常伴随着土地肥力的逐渐耗竭,这一变化可能会进一步削弱土壤的水源涵养功能。本研究系统分析了甘肃小陇山林区日本落叶松人工林与邻近天然次生林在土壤持水性与导水性的差异及其环境效应,以评估人工林建植对土壤水源涵养... 人工林的建植通常伴随着土地肥力的逐渐耗竭,这一变化可能会进一步削弱土壤的水源涵养功能。本研究系统分析了甘肃小陇山林区日本落叶松人工林与邻近天然次生林在土壤持水性与导水性的差异及其环境效应,以评估人工林建植对土壤水源涵养功能的影响。结果表明,尽管2种林型的土壤颗粒组成存在差异,但均属于持水能力较好的黏粉壤土;然而,与天然次生林相比,日本落叶松林人工林土壤具有显著较低的有机质含量(P<0.001)和更高的容重(P<0.01)。这些土壤质地,特别是结构的差异,导致日本落叶松人工林在饱和含水量(P<0.001)、非毛管孔隙持水量(P<0.001)及饱和导水率方面均显著低于天然次生林。鉴于日本落叶松林人工林土壤水源涵养功能的相对退化,建议对当前不再承担生产功能的人工林逐渐进行天然化改造,通过增加土壤有机质的积累,以逐步恢复并提升土壤的水源涵养能力。 展开更多
关键词 土壤水源涵养 人工林 天然林 土壤结构 土壤水分特征曲线
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三江源区高寒草甸退化对土壤水源涵养功能的影响 被引量：74
2
作者 徐翠 张林波 +5 位作者 杜加强 郭杨 吴志丰 徐延达 李芬 王风玉 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2388-2399,共12页
三江源区是我国重要的水源涵养区,研究草地退化对土壤水源涵养功能的影响,可为三江源区水源涵养功能的科学评估与合理监测提供科学依据。以实地采样与室内测试分析相结合的方法研究了三江源区内不同土壤类型高寒草甸生物量特征、土壤水... 三江源区是我国重要的水源涵养区,研究草地退化对土壤水源涵养功能的影响,可为三江源区水源涵养功能的科学评估与合理监测提供科学依据。以实地采样与室内测试分析相结合的方法研究了三江源区内不同土壤类型高寒草甸生物量特征、土壤水文物理性质及土壤水源涵养量。结果表明:高寒草甸在重度退化阶段地上生物量、地下生物量、毛管孔隙度、总孔隙度、自然含水量、最大持水量、土壤水源涵养量显著低于未退化和中度退化阶段(P<0.05)。随着高寒草甸退化程度加剧,土壤容重逐渐增大,且非毛管孔隙度规律不显著。未退化、中度退化、重度退化草甸的土壤水源涵养量范围分别为1884.32—1897.44t/hm2、1360.04—1707.79t/hm2、1082.38—1550.10t/hm2。中度退化草甸土壤水源涵养量比未退化草甸低9.37%—10.35%,重度退化草甸低18.31%—27.82%。草甸退化进程中土壤总孔隙度与毛管孔隙度的降低是影响土壤水源涵养量下降的直接原因,而草甸退化进程中地上生物量与地下生物量的减少则是间接原因。度量三江源区高寒草甸土壤水源涵养功能时应着重考虑毛管孔隙度的蓄水作用。研究表明高寒草甸地上生物量与土壤水源涵养量之间存在显著的正相关关系(P<0.05),该结果能够推动水源涵养功能评估向空间化、精细化发展,为探索利用遥感技术监测三江源区水源涵养功能提供参考依据。 展开更多
关键词 三江源 高寒草甸 土壤容重 孔隙度 持水量 土壤水源涵养量
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白石砬子自然保护区主要森林类型土壤水源涵养功能研究 被引量：3
3
作者 赵军 陈建伟 吕刚 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2009年第33期16619-16621,16624,共4页
森林土壤作为森林生态水文功能最重要的作用层，其涵养水源的能力对调节洪水和干旱、减弱并防止土壤侵蚀具有重要作用。从白石砬子自然保护区土壤类型与植物带相一致的垂直分布规律出发，对区内主要森林植被类型下的土壤水源涵养功能进... 森林土壤作为森林生态水文功能最重要的作用层，其涵养水源的能力对调节洪水和干旱、减弱并防止土壤侵蚀具有重要作用。从白石砬子自然保护区土壤类型与植物带相一致的垂直分布规律出发，对区内主要森林植被类型下的土壤水源涵养功能进行了研究。结果表明，不同林型土壤容重大小顺序为人工红松林〉鱼鳞云杉臭冷杉林〉红松阔叶混交林〉杂木林〉蒙古栎林，且上层土壤容重均小于下层；不同林型土壤的毛管孔隙度、 非毛管孔隙度、总孔隙度、含水量、毛管最大持水量、渗透速度的大小均表现为蒙古栎林〉杂木林〉红松阔叶混交林〉鱼鳞云杉臭冷杉林〉人工红松林，且每种林型的上层值均大于下层；不同林型土壤的蓄水量位于729.5-1 227.8 t/hm^2；蒙古栎林下土壤具有最好的水源涵养功能，其次为杂木林、红松阔叶混交林、鱼鳞云杉臭冷杉林、人工红松林。 展开更多
关键词 白石砬子 土壤涵养水源 自然保护区
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杉木林改造后空间结构与土壤水源涵养功能动态变化及其关系 被引量：13
4
作者 胡园杰 李际平 +1 位作者 曹小玉 陈娟 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期103-109,共7页
为了研究不同龄组杉木林空间结构与土壤水源涵养功能的关系,以湖南省福寿国有林场幼、中、近熟林3个龄组杉木林为研究对象,基于林分空间结构与土壤水源涵养功能动态变化分析,运用灰色关联分析挖掘影响水源涵养功能的主要空间结构因子。... 为了研究不同龄组杉木林空间结构与土壤水源涵养功能的关系,以湖南省福寿国有林场幼、中、近熟林3个龄组杉木林为研究对象,基于林分空间结构与土壤水源涵养功能动态变化分析,运用灰色关联分析挖掘影响水源涵养功能的主要空间结构因子。结果表明:经间伐补植后,2017年不同龄组杉木林的混交度和林层指数较2012年的显著提高,林木水平分布格局更趋向于均匀分布的随机分布,林分的透光条件变差,幼、中龄林的林木竞争降低,而近熟林的林木竞争加剧;幼、中、近熟林的土壤持水量分别增加了18.85%,36.94%,32.78%,土壤毛管孔隙度分别增加了0.59%,11.57%,8.58%,土壤容重分别减少了16.06%,18.71%,18.46%。幼、中、近熟林中对土壤水源涵养功能影响较大的空间结构指数分别是角尺度与开阔比数、角尺度与林层指数、全混交度与角尺度。 展开更多
关键词 林分空间结构 土壤水源涵养功能 杉木
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不同施肥处理对杉木林土壤水源涵养功能的影响 被引量：12
5
作者 张强 谢君毅 +5 位作者 牛芸 袁希 方海富 马丽丽 郑诗禹 郭晓敏 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期112-122,共11页
【目的】林地土壤容重、孔隙度、蓄水性指标和土壤渗透性能反映土壤水源涵养功能大小,以连续施肥6 a的杉木林地为研究对象,研究不同处理的氮、磷肥对杉木林地土壤水源涵养功能的影响,为施肥杉木林地科学经营和水源涵养提供依据。【方法... 【目的】林地土壤容重、孔隙度、蓄水性指标和土壤渗透性能反映土壤水源涵养功能大小,以连续施肥6 a的杉木林地为研究对象,研究不同处理的氮、磷肥对杉木林地土壤水源涵养功能的影响,为施肥杉木林地科学经营和水源涵养提供依据。【方法】对杉木林地进行不同的施肥处理:CK、N1 (50 kg·hm^(-2)a^(-1))、N2 (100 kg·hm^(-2)a^(-1))、P (50 kg·hm^(-2)a^(-1))、N1P (50 kg·hm^(-2)a^(-1)+50 kg·hm^(-2)a^(-1))和N2P (100 kg·hm^(-2)a^(-1)+50 kg·hm^(-2)a^(-1))。试验测定了不同深度表层土壤(0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm)容重、孔隙度、蓄水性指标和土壤渗透性指标,分析了土壤水源涵养功能与土壤理化性质的相关关系。【结果】1)在0~20 cm土层当中,P和N1P极显著降低了土壤容重(P <0.01),N1P增加了土壤非毛管孔隙度和总孔隙度,P增加了毛管孔隙度和总孔隙度。随着土层深度的增加,土壤容重逐渐增大。2)N1P和N2P显著增加了土壤有机质碳、有效磷、速效钾,但与N2一样降低了土壤pH值。P显著降低了土壤有机质碳、速效钾含量,但增加了有效磷含量。随着土层深度的增加,有机质碳、有效磷、速效钾含量均显著降低,而pH值显著升高。3)P显著增强了5~20 cm土层的持水能力,N1P显著增强了10~20 cm土层的持水能力;在蓄水量当中,P显著增强了0~20 cm土层的最大蓄水量和毛管蓄水量。4)施肥6 a后杉木林土壤初渗率、稳渗率、平均渗透速率和渗透总量比未施肥杉木林土壤上升29.75%,5.45%,20.99%和10.50%。土层分析当中,土壤渗透性均表现为0~5 cm显著高于5~10 cm和10~20 cm土层,且表现为:初渗率>平均入渗率>稳渗率。5)土壤水源涵养功能与土壤容重呈极显著负相关(P <0.01);土壤蓄水性与毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度呈极显著正相关(P <0.01);速效钾与毛管蓄水量呈极显著负相关(P <0.01),与最大蓄水量呈显著负相关(P <0.05)。pH值与渗透性呈极显著负相关(P <0.01);有机质碳、有效磷、速效钾、孔隙度与渗透性呈极显著正相关(P <0.01)。【结论】综合6种施肥处理分析土壤水源涵养功能与土壤理化性质的相关关系,由此得出施用低浓度氮肥与磷肥,可以有效地提高杉木人工林涵养水源的能力,为该地区杉木林地持续经营提供理论参考。 展开更多
关键词 施氮磷肥 土壤水源涵养功能 渗透性 土壤理化性质
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祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸土壤水源涵养功能的特征 被引量：2
6
作者 李红琴 王卓权 +7 位作者 张法伟 仪律北 郭小伟 李以康 林丽 曹广民 李英年 周华坤 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期135-141,146,共8页
青藏高原被誉为“中华水塔”,高寒草甸是主要植被类型但其水源涵养功能有待准确量化。以祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸为研究对象,通过分析2014—2018年的植被生长季(6—9月)土壤体积含水量的长期观测数据,探讨了土壤有效水源涵养量(... 青藏高原被誉为“中华水塔”,高寒草甸是主要植被类型但其水源涵养功能有待准确量化。以祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸为研究对象,通过分析2014—2018年的植被生长季(6—9月)土壤体积含水量的长期观测数据,探讨了土壤有效水源涵养量(土壤现实持水量与最小持水量之差)和水文调节功能(有效水源涵养量的时间变化速率)的变化特征及其环境调控机制。结果表明:高寒草甸0—100 cm年均土壤有效水源涵养量为(44.3±8.7)mm(平均值±标准差,下同),呈现出双峰型的季节趋势,最高峰和次高峰分别为6月下旬的(57.8±14.4)mm和9月中旬的(59.2±15.7)mm。浅层(0—20 cm)、中层(20—60 cm)和深层(60—100 cm)土壤有效水源涵养量占比分别为53.1%,34.9%和12.0%,土壤有效含水源涵养量随土层深度增加表现为对数衰减(R^(2)=0.82,p<0.001)。增强回归树的结果表明土壤有效水源涵养量的季节变化主要受控于土壤温度,尤其是5 cm土壤温度,二者呈现出显著负相关。不同深度的年均土壤有效水源涵养量和土壤黏粒比例显著负相关(R^(2)=0.99,p=0.004)。根系区(0—40 cm)年均土壤吸湿速率和脱湿速率分别为(0.21±0.02)mm/h和(0.22±0.02)mm/h,t检验的结果表明除了0—5 cm之外,根系区土壤脱湿速率显著大于吸湿速率。分析表明土壤温度是土壤吸湿和脱湿速率的显著环境驱动因子。因此,土壤温度是高寒禾草-矮嵩草草甸土壤有效水源涵养量和水文调节功能的主要影响因素,维持土壤的低温是高寒草甸水源涵养功能保育和提升的重要基础。 展开更多
关键词 禾草-矮嵩草草甸 土壤有效水源涵养量 土壤吸湿速率 土壤脱湿速率 增强回归树
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基于植被和环境因子的亚高山森林土壤水源涵养功能空间尺度上推模型构建——以岷江上游杂谷脑流域为例 被引量：5
7
作者 徐亚莉 张明芳 +5 位作者 李强 余恩旭 邓力濠 邓诗宇 刘子佩 连晖 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第13期5614-5626,共13页
土壤层水源涵养功能是森林水源涵养功能的主体。目前关于森林土壤水源涵养功能的研究主要集中在林地或坡面尺度上。由于流域尺度,尤其是环境空间异质性强的西南亚高山区流域,如何将林地尺度实测结果上推至流域或更大空间尺度仍是生态水... 土壤层水源涵养功能是森林水源涵养功能的主体。目前关于森林土壤水源涵养功能的研究主要集中在林地或坡面尺度上。由于流域尺度,尤其是环境空间异质性强的西南亚高山区流域,如何将林地尺度实测结果上推至流域或更大空间尺度仍是生态水文领域面临的巨大挑战之一。以川西岷江上游杂谷脑流域为研究对象,融合多种森林类型样地实测与流域尺度多源遥感数据,构建了基于植被和环境因子的林地-流域森林土壤水源涵养功能尺度转换模型,实现了流域尺度土壤水源涵养功能快速评价及其空间分布预测。样地尺度研究结果表明各类型森林的土壤水文特性各异,总体表现为天然林优于人工林,混交林优于单纯林。林地土壤持水能力受到区域气候、植被、土壤及地形等因子的共同影响,其中风速、NDVI及林龄与土壤最大持水量、毛管持水量及非毛管持水量均呈极显著正相关(P<0.01)。基于关键植被和环境因子构建的林地-流域土壤水源涵养功能尺度上推模型精度较高,土壤最大持水量、土壤毛管持水量和土壤非毛管持水量模型拟合优度R2分别为0.700、0.720和0.908;土壤最大持水量、土壤毛管持水量和土壤非毛管持水量的模型预测值与野外实测值的相关系数介于0.69—0.79之间,平均误差均低于20%,表明模型预测结果可靠。利用构建的土壤水源涵养功能尺度上推模型,估算得出流域尺度森林土壤持水量的空间分布,其结果表明杂谷脑流域森林土壤持水量空间分异明显,海拔较高区域森林土壤持水量最高,其次为距道路和河流有一定距离的缓坡地带,下游干旱河谷地区土壤持水量最低。本研究为亚高山森林生态功能的恢复和提升提供了科学依据和评价工具。 展开更多
关键词 亚高山森林 土壤水源涵养 尺度上推 多元线性回归模型
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东北黑土区坡耕地治理过程中的水土保持效应 被引量：21
8
作者 吕刚 班小峰 +1 位作者 雷泽勇 吴祥云 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2009年第6期51-55,共5页
以传统顺垄耕作为对照,研究了东北黑土区坡耕地治理过程中的水土保持效应。结果表明:坡耕地不同治理措施的保水效应和保土效应以水平梯田最佳,效应值分别为70.64%和77.61%,大小顺序为水平梯田>地埂植物地>横垄>对照,保土效应... 以传统顺垄耕作为对照,研究了东北黑土区坡耕地治理过程中的水土保持效应。结果表明:坡耕地不同治理措施的保水效应和保土效应以水平梯田最佳,效应值分别为70.64%和77.61%,大小顺序为水平梯田>地埂植物地>横垄>对照,保土效应要优于保水效应,对照和横垄的土壤侵蚀程度表现为轻度,地埂植物带和水平梯田表现为微度;容重、蓄水容量、有效蓄容和稳定入渗率表征坡耕地治理措施土壤水源涵养效应指标的大小顺序为地埂植物带>水平梯田>横垄>对照。 展开更多
关键词 水土保持 土壤水源涵养 坡耕地治理 东北黑土区
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