陈云明[1]2002年在《黄土丘陵半干旱区人工沙棘林水文作用研究》文中研究表明沙棘是黄土高原地区森林带、森林草原带和典型草原带同时分布的少数树种之一。在黄土高原，特别是在黄土丘陵半干旱区被作为保持水土、改善生态环境的主要树种。然而，这一地区水分缺乏、水土流失严重、生态环境恶劣，是否会制约现有沙棘林的持续发展?未来以沙棘为主植被建设模式如何?都是当前生态环境建设中急需解决的重要问题。针对上述存在问题，本文采用野外观测试验和室内分析相结合的方法，在黄土丘陵半干旱区安塞县纸坊沟流域开展了沙棘水文作用的系统研究，取得了如下主要结论： 1．沙棘林冠和枯枝落叶层具有显着的水文作用。该区6～10龄沙棘人工林林冠年截留率为5.9％，林冠截留率与林龄和郁闭度呈显着的幂相关。5～10龄沙棘林枯枝落叶层的持水量为0.58～1.19mm，其最大持水量与郁闭度和蓄积量显着相关。沙棘蒸腾强度与土壤水分条件有关，土壤供水充足时，沙棘蒸腾强度日变化呈单峰型，供水不足时，呈双峰型。蒸腾强度生长季月变化曲线呈单峰型，均值为0.658 g/g.h。蒸腾耗水量5月因土壤干旱为生长季最低值，为38.21mm，6月蒸腾耗水量增大，7月达年内峰值，为81.96mm。 2．沙棘枯枝落叶层具有增加土壤入渗、增强土壤抗冲刷的能力。沙棘林地土壤的平均入渗速率为0.622～1.415mm/min，其平均入渗速率与枯枝落叶层覆盖和降水强度密切相关。枯落物层厚度达到2cm以上时林地无降雨侵蚀发生。沙棘林地表层(0～5cm)土壤抗冲性能比荒坡提高27.0％～43.5％，其强弱与土层内毛根(≤1mm)的分布有关。沙棘林表层土壤的抗蚀性能大于下层，随着林龄的增大，土壤的抗蚀能力增强。 3．沙棘林具有显着减少径流的作用，随着林龄的增加，其作用逐渐增大。4龄时减少径流的作用明显增强，10龄沙棘林的产流量仅为2.74t/hm~2，林地基本无径流发生。沙棘林径流深与降水量和最大30min雨强均呈正相关。沙棘林平茬后仍具有减少地表径流的作用，平茬后第2年林地产流量比荒坡减少45.3％。 4．沙棘林具有显着的水土保持效益，4龄沙棘林地的土壤侵蚀模数仅为20.11t/km~2.a，6龄以后林地坡面的水力侵蚀基本停止。与荒坡植被相比，10龄沙棘混交林可减少径流17.7％～51.7％，减少土壤侵蚀量68.4％～97.5％。沙棘纯林的水土保持效益好于混交林，沙棘+小叶杨混交林的效益好于沙棘+油松混交林。 5．沙棘林生长季土壤水分的变化是，生长初期的4月，100cm以下土层含水率较高，平均含水率为6.7％。5月对深层土壤水分利用强度增大，土壤含水率为生长季最低，0～500cm土层平均土壤含水率为5.1％。7～9月，0～100cm土层的土壤水分得到部分补偿，10月末，土壤含水率补偿深度达 500cm左右，土壤含水率为生长季最高0～500cm上层平均含水率达8．3％。土壤水分的垂直利用分层为，表层（0—40cm）是气象因子和根系共同作用的主要层次；40—100cm土层是沙棘利用土壤水分的主要层次；100cm以下土层是沙棘抵御持续干旱的主要层次。沙棘及其混交林在干旱年份生长季的平均土壤含水量均很低，0一00cm土层平均容积含水量为0刀63什刀84cm’．cm‘。沙棘纯林对土壤水分消耗大于混交林，两者间的差值变化在0刀05～0刀20C＊3C＊3。 6．林龄不同沙棘林对土壤水分利用强度不同。5 龄沙棘林年总耗水量为341石mm，6龄、7龄、8龄沙棘林年总耗水量分别比5龄时增加 138．3nun、323．3mm、392．Zmm。8龄时，沙棘林年消耗土壤贮水 231二rum，0～500cm土层平均土壤含水率5．58％。综合分析沙棘林的水土保持功能和土壤水分条件表明，沙棘8龄时进行平茬，有利于其的更新和持续发展。 7．根据对土壤干层形成和危害分析后认为，在森林带，沙棘林地没有明显的干层存在，但深层土壤仍有逐渐干化的潜在危险；在森林草原带，沙棘林在100刁50cm土层，柠条林地在100cm—400cm土层，刺槐林在100cm～1000cm土层存在明显干层。在降水较丰年份，沙棘林0～500cm土层的水分可得到一定程度恢复，但土壤干层仍难以消除；在典型草原带，不论是荒坡植被或人工沙棘林下均存在明显的土壤干层，沙棘林150～500cm土层即使在降水较丰年也难以得到有效补偿。 8．叁个植被带的沙棘林平均年总耗水量分别为647rum、570mm、379。，均大于当地降水量。沙棘林地上净初级生产量随植被带变化差异不大，越是干旱的地区，沙棘林水分利用率越高。结合土壤水分条件和造林实践分析后认为，在森林带，沙棘可用于该区北部营造人工乔林的先锋树种或乔灌混交的主要树种；在森林草原带的梁赤坡，可营造沙棘或沙棘＋草类混交植彼，但沙棘纯林的造林密度以不超过 10000株／hln‘为宜，在水分条件较好的沟坡，可适当建造稀乔一沙棘混交林。在典型草原带，应以营造沙棘＋草类混交林为主，并需依据水分条件，确定适宜的混交方式和比例。
陈云明, 刘国彬, 焦锋, 张卫[2]2004年在《黄土丘陵半干旱区人工沙棘林水文特性及效益》文中进行了进一步梳理沙棘是黄土丘陵半干旱区的主要生态-经济型树种,在生态环境建设中有重要作用。利用野外长期观测资料,系统分析了该区人工沙棘林的水文作用。结果表明:7～10a沙棘林冠平均年截留率为8 5%,林冠截留率(I)与郁闭度(C)关系式为I=-1 59+0 018C1 439。5～10a沙棘林枯枝落叶层单次降雨可截留0 89mm降水。林地土壤入渗速率大于荒坡,其稳渗速率为1 5mm/min。林地土壤水分随季节变化明显,5月末0～500cm土层平均含水率为生长季最低,10月末最高。0～100cm土层是沙棘利用水分的主要层次,100cm土层是沙棘抵御持续干旱的主要层次。和荒坡比较,2～3a沙棘幼林减少产流的作用较小,产流量占荒坡的90 8%～99 5%,从4a起,产流量迅速减少,占荒坡的35 5%,10a沙棘林地的产流量为2 74t/hm2,仅占荒坡的5 3%。林地产流量(RS)与降雨量(P)和最大30min雨强(I30)密切相关,关系式为RS=0 094P0 603I300 610。
吴宗凯, 刘广全, 匡尚富, 焦醒, 周海光[3]2009年在《黄土高原半干旱区退耕地沙棘林密度调控》文中研究指明本文以黄土高原半干旱地区吴起县北部沙棘人工成林为研究对象,定位观测了沙棘林地林木蒸腾、土壤蒸发及土壤水分状况等,根据水资源承载能力确定退耕地沙棘林适宜密度及其动态调控。结果表明:沙棘林分生长季节内,丰水年土壤贮水量总体为盈余;平水年的同期降水不能满足林地蒸散消耗;枯水年土壤水分明显亏缺。该地区沙棘林稳定群落密度为1445株(丛)/hm2,初植密度为2223株(丛)/hm2。造林密度过大是造成土壤水分亏缺、植被生态效益和经济效益难以发挥的重要因素。
原焕英[4]2004年在《黄土高原半干旱区主要造林树种水分消耗规律研究》文中提出采用以水分平衡原理为基础的“单株平衡测定法”，对黄土高原半干旱区人工林地土壤水分变化及林木耗水规律，进行了为期两年的定位观测研究。结果表明：（1）黄土高原半干旱区不同树种林地及荒坡土壤含水量很低，接近于凋萎湿度。2002年5月，6m深土壤含水量平均在4.97%～5.57%之间；2003年5月为4.65%～6.40%。年降水作用仅发生在地表至2m左右土层内，在1.8～4.0m有明显的土壤干化现象，含水量保持在凋萎湿度。各树种林地及荒坡土壤水分差异不大，且仅发生在降水作用层2m以上。2002年5月，6m深土壤储水量各植被类型各立地在390～433mm之间，经2003年丰水年补充后，2003年10月底为456～526mm。（2）土壤干层的存在，是黄土高原半干旱区各研究树种林地及荒坡土壤水分分布的普遍规律，主要是由特殊气候条件而造成水分长期亏损的积累结果，并非林木生长的必然现象。（3）林冠的遮蔽和枯落物的覆盖，对减少林地蒸发有着重要的作用，经测定，16年生的油松林，在生长季林冠减少地面蒸发最大达104.12 mm，厚2cm的枯落物阻止地面蒸发高达102.19mm。（4）在黄土高原半干旱区，在降雨达到600mm的丰水偏涝年份，16年生的油松人工林，在生长季节（5-10月），在半阳坡立地，单株平均耗水2178.48kg，阴坡、半阴坡相近为1568.96kg；在2002年的平水年，生长季（6-10月）半阴坡耗水1412.24kg。16年生半阴坡樟子松在2003年耗水1189.60kg，在2002年耗水707.02kg。26年生半阳坡柠条在2003年耗水1049.12kg，2002年耗水865.64kg。16年生新疆杨在2003年耗水1384.32kg。（5）新疆杨的蒸腾效率最高，为3.63，油松次之，为1.81～2.26；应平茬复壮而未平茬的柠条林最小，仅为0.36。同一树种蒸腾效率随立地水分条件而变化，水分条件愈差，蒸腾效率亦愈低。
徐炳成, 山仑, 陈云明[5]2003年在《黄土高原半干旱区植被建设的土壤水分效应及其影响因素》文中进行了进一步梳理水分是黄土高原半干旱地区植物生长与植被建设的主要限制因子,植被是影响土壤水分最活跃、最积极的因素。为了给黄土高原半干旱区植被的合理经营和今后植被的科学营造及开展植被建设的水文生态效应研究提供参考,从不同植被类型、生长状况与结构,不同植物的耗水特点及影响因素等方面,概述半干旱地区不同植被对土壤水分影响的研究进展。认为:为保证植被建设的可持续,需适度发展植被生产力,合理选择植物类型。在深入研究不同植物需耗水规律的基础上,加强植被生产力与水分利用的结合研究和从景观配置水平研究植被建设对土壤水分环境的影响。
参考文献：
[1]. 黄土丘陵半干旱区人工沙棘林水文作用研究[D]. 陈云明. 西北农林科技大学. 2002
[2]. 黄土丘陵半干旱区人工沙棘林水文特性及效益[J]. 陈云明, 刘国彬, 焦锋, 张卫. 山地学报. 2004
[3]. 黄土高原半干旱区退耕地沙棘林密度调控[J]. 吴宗凯, 刘广全, 匡尚富, 焦醒, 周海光. 国际沙棘研究与开发. 2009
[4]. 黄土高原半干旱区主要造林树种水分消耗规律研究[D]. 原焕英. 西北农林科技大学. 2004
[5]. 黄土高原半干旱区植被建设的土壤水分效应及其影响因素[J]. 徐炳成, 山仑, 陈云明. 中国水土保持科学. 2003
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