“十二五”国家科技计划农村领域(2012BAD22B030102)
- 作品数：8 被引量：81H指数：6
- 相关作者：王彦辉熊伟于澎涛徐丽宏曹恭祥更多>>
- 相关机构：中国林业科学研究院中南林业科技大学北京林业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金“十二五”国家科技计划农村领域国家科技基础性工作专项更多>>
- 相关领域：农业科学更多>>
- 六盘山典型森林伴随降水的总有机碳(TOC)通量变化特征被引量：8
- 2014年
- 在六盘山香水河小流域,选择6种典型森林样地,测定了2011年生长季的大气降水、穿透水、干流、枯落物渗漏水和主根系层(0—30 cm深)土壤渗漏水的总有机碳(TOC)浓度及其相应的通量变化。结果表明,在降水转化为由穿透雨和干流组成的林下降水中,所有样地的TOC浓度都不同程度地增大;虽然林冠截持使林下降水减小,但因雨水淋洗和与林冠发生碳交换,各样地林下降水携带的生长季TOC通量(kg/hm2)(华北落叶松人工林132.28、华山松次生林106.56、油松人工林94.10、灌木林79.49、桦木林66.52、辽东栎次生林63.01)都比林外降水(53.17)不同程度地明显增大,整体看来,林冠的TOC淋出作用在针叶林很大,在阔叶林较弱。在6种森林样地的枯落物层渗漏水中,其TOC浓度彼此相差不大,平均为24.51 mg/L,高于林冠穿透水的TOC浓度;受枯落物截持部分降水及与枯落物TOC交换的影响,4个样地枯落物渗漏水的TOC通量(kg/hm2)(桦木次生林84.35、野李子灌丛129.35、辽东栎次生林79.21、油松人工林114.93)都比其林下降水TOC通量增加了,但华北落叶松人工林和华山松次生林的TOC通量分别降至90.76和104.90 kg/hm2。在测定的华北落叶松人工林和华山松次生林的主根系层(0—30 cm)土壤渗漏水中,TOC浓度均低于枯落物渗漏水;由于水量减小和与土壤发生碳交换,土壤渗漏水的TOC通量均显著低于枯落物渗漏水,两个林分样地分别降至43.04和66.33 kg/hm2。整体来看,林外降水携带的TOC输入通量在林地TOC输入中占有重要地位,林冠的TOC淋洗使其程度不同地增加TOC通量,枯落物层具有增加或减少TOC通量的作用,但主根系层土壤会显著减少TOC输出通量,所以是固定TOC的重要场所。
- 杨丽丽王彦辉杜敏于澎涛郝佳李振华
- 关键词：水文过程总有机碳通量
- 六盘山南坡华北落叶松人工林冠层LAI的坡面尺度效应被引量：8
- 2016年
- 叶面积指数(LAI)是评价森林的生长、结构及众多服务功能的重要参数,受坡面上环境条件变化影响而有坡面变化与尺度效应,对此需要深入理解和精细刻画。在六盘山半湿润区香水河小流域选择了33年生华北落叶松人工林的一个斜坡长480.6m、水平长398.2m的东南坡向的典型坡面,在整个坡面上建立了宽30 m的调查样带,均匀分为空间连续的16个样地,在2014年生长季中期测定了林冠层LAI,并分析其坡面变化规律。结果表明:林冠层LAI存在明显的坡面差异,其坡面平均值为3.11,变化在2.66—3.49,变幅为0.83,变异系数为0.09;LAI总体上随着从坡顶向下的坡长增加呈波动性增大趋势,在坡面中部(水平坡长188.45 m时)达到最大,之后稍微减小。森林冠层LAI存在着坡面空间尺度效应,即冠层LAI的顺坡滑动平均值(Y_1)随水平坡长(X,m)增加而逐渐增大,平均每100 m升高0.12,其回归关系式为:Y_1=-2×10^(-8)X^3+8×10^(-6)X^2+5×10^(-4)X+2.6523,(R^2=0.99);各样地LAI与整个坡面平均值的比值(Y_2,小数)随水平坡长(X_1,m)增加呈现为波动性的非线性变化,其回归关系式为:Y_2=-9×10^(-9)X_1~3+2×10^(-6)X_1~2+1×10^(-3)X1+0.829,(R^2=0.78),可基于此式将特定坡位样地的实测LAI推算整个坡面的估计值。造成研究坡面上LAI坡位变化的主要原因是不同坡位(海拔)样地的气温与土壤含水量的差异。
- 王云霓邓秀秀王彦辉曹恭祥于澎涛熊伟徐丽宏
- 关键词：华北落叶松叶面积指数
- 六盘山华北落叶松林坡面的土壤水分时间稳定性被引量：15
- 2017年
- 在宁夏六盘山选择华北落叶松林坡面,利用TRIME-PICO土壤水分测定仪,在2015年5—11月对48个测点分12次测定了不同厚度土层(0—20,0—40,0—60cm)的体积含水量的时间动态,并采用累积概率函数、相对偏差及Spearman秩相关系数等方法,分析评价了坡面土壤体积含水量的时间稳定性。结果表明:土壤体积含水量在时间和空间上均存在中等变异,且变异程度随土层加厚而逐渐降低,表现为0—40,0—60cm土层体积含水量的累积概率在干旱和湿润2种极端条件下的变化均小于0—20cm土层。0—20,0—40,0—60cm土层体积含水量的平均相对偏差的变化范围分别为(-43.5%)^(47.9%),(-42.9%)^(49.9%)和(-46.9%)^(40.0%);平均相对偏差的标准差(SDRD)呈现出随土层加厚而逐渐降低的变化趋势,在0—20,0—40,0—60cm土层依次为11.1%,8.3%,7.8%。在整个研究期间,Spearman秩相关系数在不同土层厚度条件下始终保持较高水平(0.7以上),且呈极显著相关,坡面上不同土层的体积含水量具有较高的时间稳定性。基于土壤含水量的时间稳定性特征,确定了研究坡面上不同土层厚度的体积含水量平均值的代表性测点,可利用这些代表性测点的土壤体积含水量测定值估计相应土层厚度的坡面平均值。
- 刘泽彬王彦辉徐丽宏刘宇邓秀秀王亚蕊左海军
- 关键词：土壤含水量
- 宁夏六盘山不同密度华北落叶松人工林枯落物水文效应被引量：24
- 2016年
- 为了探讨不同保留密度的华北落叶松人工林枯落物水文作用,于2015年5月在宁夏六盘山选择了15个已间伐时间8年的中龄（31年）华北落叶松人工纯林样地,测量了各样地内枯落物的蓄积量、厚度,并用室内浸泡法对枯落物的持水量和吸水速率进行测定。研究表明：枯落物层的厚度、蓄积量、持水能力在不同林分密度中均存在较大差异。按林分密度由小到大排列（800、1 000、1 200、1 600、1 800株/hm2）,枯落物蓄积量分别为12.53、14.91、17.67、19.71、18.42 t/hm2,密度1 600株/hm2的林分枯落物厚度和蓄积量最大;枯落物最大持水率分别为176.78%,171.89%,182.52%,184.58%,169.60%,最大持水量分别为22.15、25.63、32.25、36.38、31.24 t/hm2,密度1 600株/hm2的林分枯落物最大持水率和最大持水量最高;各密度枯落物持水量与浸水时间均呈明显的对数函数关系（R2〉0.89）,吸水速率与浸水时间呈明显的幂函数关系（R2〉0.88）;各密度林分枯落物的有效拦蓄量在12.50～21.33 t/hm2之间,密度1 600株/hm2的枯落物拦蓄能力最强。结果表明：在本文研究的华北落叶松人工林生长情况和林龄条件下,林分密度为1 600株/hm2左右时枯落物水文功能最强,但不能低于1 200株/hm2,以避免枯落物水文功能的急剧降低。结合本地区华北落叶松中龄人工林的密度对其他生态服务功能影响的研究结果,建议林分合理密度为1 200～1 600株/hm2。
- 刘宇郭建斌王彦辉刘泽彬邓秀秀张桐熊伟左海军
- 关键词：华北落叶松林分密度枯落物水文功能
- 宁夏六盘山华北落叶松人工林植被碳密度特征被引量：12
- 2015年
- 【目的】定量研究宁夏六盘山地区华北落叶松人工林的植被碳密度特征并揭示主要影响因子,以期为合理经营森林增强森林的碳汇等服务功能提供科学依据。【方法】在半湿润的香水河小流域和半干旱的叠叠沟小流域,设立不同坡位、密度、林龄的林分样地进行野外调查,并结合宁夏六盘山森林生态定位站多年积累的样地调查数据。根据经验方程,依据林分生长特征计算林分的生物量及其组成,利用各种生物量的碳含量计算得到植被碳密度。【结果】六盘山华北落叶松林植被碳密度为0.70-74.10 t·hm^-2,平均为30.96 t·hm^-2;对调查林分的各生长指标（密度、树高、胸径、郁闭度、林龄）而言,碳密度都是在一定范围内随结构指标增加而升高,但在密度、树高、胸径达到一定阈值（密度为1 300株·hm^-2、树高为12 m、胸径为14 cm）后就变成缓慢增加,在郁闭度达到阈值0.7后趋于稳定;碳密度随林龄的变化是小于18年生前增加缓慢,19-27年生时快速增大,达到27年生后又增加缓慢;近10年华北落叶松林植被碳密度持续增加,其中半湿润区条件下的碳密度年增量（5.57 t·hm-2·a^-1）显著（P〈0.05）大于半干旱区（2.58 t·hm^-2a^-1）。【结论】基于本研究对森林植被碳密度特征研究结果的综合分析,并考虑促进林下自然更新、形成林分复层结构、维持较高植物多样性、降低森林生态耗水、提高抵抗风雪灾害能力等方面的林分结构要求,认为六盘山华北落叶松林的多功能理想林分应是郁闭度在0.7左右、密度不高于1 300株·hm^-2,这有利于同时实现固碳增加、产水较多、自然更新和结构稳定等多重要求。
- 王云霓曹恭祥王彦辉熊伟于澎涛徐丽宏
- 关键词：碳密度生物量林分结构
- 基于土壤水分承载力的林分密度计算与调控——以六盘山华北落叶松人工林为例被引量：4
- 2014年
- 立地水分条件决定的植被承载力是干旱缺水地区森林合理经营的重要依据。考虑到干旱缺水地区的森林蒸散耗水在水分输出中占据绝对主导地位,其大小直接与叶面积指数(LAI)相关,将林冠LAI在生长季一段时间内的最大值(LAImax)作为植被承载力(LAIc)的量化指标,利用冠层分析仪(LAI-2000),在六盘山香水河小流域和叠叠沟小流域的44个华北落叶松人工林样地,实测了冠层LAI的季节动态变化,研究了生长季内LAImax与林分断面积、郁闭度、平均树高、密度等常用林分结构指标的关系。结果表明:LAImax与林分不同结构指标均呈幂函数关系,其决定系数(R2)依次为0.84、0.82、0.56、0.47,说明能同时反映林分密度和树体大小的林分断面积与林冠LAI相关最紧密。将LAImax与林分断面积的幂函数关系嵌入了林分平均胸径与林分密度和林龄关系的模型,用以描述LAImax与林龄和密度的关系,并利用样地实测数据拟合了模型参数。拟合建立的模型对所有样地的LAImax的计算值与实测值的相对误差平均为8.6%(0%20.4%),能较好地描述LAI与林龄和密度的关系。利用此模型,进一步导出了能依据给定的LAIc,简捷计算出不同林龄时的可承载林分密度的模型,从而为基于立地水分植被承载力的林分密度管理和森林多功能经营等提供技术支持。
- 曹恭祥王彦辉熊伟于澎涛杜敏孙浩李振华王云霓
- 关键词：华北落叶松人工林叶面积指数林分结构
- 六盘山叠叠沟华北落叶松人工林地上生物量的坡面变化被引量：10
- 2015年
- 【目的】在降水有限、水分再分配明显的半干旱区山地坡面上,森林生物量通常表现出明显的坡向、坡位差异。便捷、精确地测算整个坡面的森林生物量目前还很困难。本研究旨在定量描述森林生物量的坡面变化规律及其空间尺度效应,为提高森林经营水平和实施精细化管理提供技术支持。【方法】在宁夏六盘山半干旱区的叠叠沟小流域,选择生长华北落叶松人工林的半阴坡和阴坡2个坡面,按坡位从上到下各设置了6块20 m×20 m的样地,调查各样地的立地条件及林分特征后,采用烘干法及六盘山区建立的生物量经验公式计算地上生物量;以"离开坡顶的水平距离"为尺度变量,定量描述地上生物量随坡面空间尺度增加而变化规律,及坡面上任意坡位处样地的地上生物量与坡面平均值的关系。【结果】研究区坡面上森林植被地上生物量存在明显的坡向、坡位差异;水分条件较差的半阴坡上的平均地上生物量(52.36 t·hm-2)比水分条件较好的阴坡低18.16%,但半阴坡上生物量的坡位间变幅(42.50 t·hm-2)比阴坡高14.71%,这说明半阴坡的坡面效应强于阴坡,并与土壤厚度及土壤水分条件差异有关;地上生物量的坡位变化在不同坡面上大致遵循相同的规律,都是由坡顶向下逐渐增大,至下坡处(半阴坡)或中下坡处(阴坡)达到最大,之后又逐渐减小,这主要受土壤水分在坡面上的再分配格局影响;研究区坡面上森林植被地上生物量(y,t·hm-2)随坡面空间尺度(x,m)增加而变化,阴坡表现为y=-2×10-7x3-8×10-5x2+0.121 9x+40.875(R2=0.999 8),半阴坡表现为y=2×10-7x3-7×10-5x2+0.067 5x+30.838(R2=0.995 7);距坡顶的水平距离每增加100 m,阴坡上的地上生物量坡段滑动平均值升高4.92 t·hm-2,半阴坡上为6.28 t·hm-2,即地上生物量的空间尺度效应在水分条件较差的半阴坡上要强于水分条件较好的阴坡;研究区坡面上任意给定坡位(X,
- 韩新生邓莉兰王彦辉熊伟李振华刘千王艳兵孙浩
- 关键词：华北落叶松地上生物量水分条件
- 宁夏六盘山香水河小流域华北落叶松人工林乔木层生物量的坡面变化和尺度效应被引量：4
- 2015年
- 生物量受坡面环境条件变化影响而有坡面变化与尺度效应。本文在六盘山半湿润区的香水河小流域选择了33 a生华北落叶松人工林的一个斜坡长480 m,水平长398 m的典型坡面,在整个坡面上建立了宽30 m的调查样带,均匀分为空间连续的16个样地,在2014年生长季中期调查不同坡位的样地生物量,分析其坡面变化规律。结果表明:生物量存在明显的坡位差异。坡面生物量t·hm-2平均值为118.59,其变化范围为96.19 139.18,变幅为42.99,变异系数为0.12;随着离坡顶距离的增加,生物量总体上呈现先升高后降低的变化趋势,在坡面的中上部(水平坡长为87.71 m)达到最大。生物量存在坡面空间尺度效应,即随着相对坡长(X1)的增加,生物量的顺坡滑动平均值(Y1)先增大后减小,其回归关系式为:Y1=23.004 X13-60.834 X12+31.786 X1+123.43(R2=0.84),坡面尺度效应表现为每100 m水平坡长生物量变化的数值为6.12 t·hm-2;各样地生物量与整个坡面平均值的比值(Y2,小数)随相对坡长有很好的非线性关系,基本上呈先增加后下降、后趋于稳定的变化趋势,其关系式为Y2=1.7226X13-2.844 5X12+1.033 8X1+1.000 1(R2=0.57),可基于此将特定坡位样地的生物量换算成整个坡面的估算值。造成生物量坡面变化的主要原因是太阳辐射和光照时间随海拔的变化等多种因素造成的。
- 王云霓邓秀秀王彦辉曹恭祥于澎涛熊伟徐丽宏
- 关键词：生物量
