内蒙古大青山油松人工林水分特征的研究

论文摘要

为探讨干旱与半干旱地区油松人工林的水分特征,在2006～2008年的三个生长季（4～9月）,在内蒙古大青山前山地区,开展了不同密度油松人工林水文特性、土壤水分、林木生长状况等研究,为本地区及类似地区的人工林经营提供理论基础和科学依据。（1）大青山油松人工林的穿透雨量、林冠截留量、树干茎流量与大气降雨量间呈显著相关,分别为直线关系、幂函数关系和直线关系。林冠平均截留率为34.11%。林冠截留量与林分密度呈幂函数关系。（2）大青山油松人工林枯落物持水量与浸水时间呈对数函数关系,吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。（3）大青山油松人工林0～80cm土壤容重、持水量在不同密度林分、不同土层之间差异显著。土壤饱和导水率随土壤深度增加而减小。在小密度范围内,土壤饱和导水率随密度增大而增大,大于2000株/hm2随密度增大呈降低趋势。（4）以平衡蒸发理论为基础,建立油松林人工林土壤蒸发量估算模型:AE=（f+d*E0）[a+b*exp（cx）]。运用该模型估算不同林分密度的土壤蒸发量,结果显示随林分密度的增加土壤蒸发量有降低的趋势。（5）土壤含水量的年际、季节变化主要受年降水量及分配的影响,随深度增加含水量变幅减小。油松人工林土壤含水量随林分密度增大总体呈减小趋势。干旱年份油松人工林土壤含水量仅在7、9月份达到或接近中效水范围,其他月份基本处于难效水状态,不同密度林分均处于水分胁迫状态。（6）30a油松人工林平均胸径、单株材积随林分密度增大而减小,与密度分别为幂函数和线性关系。密度对树高有影响但不显著。单木地上生物量与林分密度呈幂函数减小关系。根生物量的比重随林分密度增大呈增加趋势。大青山前山地区30a油松人工林整体生长状况较差。（7）大青山油松人工林水量平衡特征显示,林地蒸发散占降雨量的60.19%,是水分的最大输出项。（8）在水量平衡的前提下,估算大青山30a油松人工林欠水年份土壤水分植被承载力为3708株/hm2。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 森林生态系统不同界面水文过程
• 1.1.1 林冠截留
• 1.1.2 森林枯落物层截持水
• 1.1.3 林地土壤层水分运动
• 1.1.4 森林生态系统蒸发散过程
• 1.2 森林土壤水分的研究
• 1.2.1 土壤水分的研究进展
• 1.2.2 森林土壤水分动态研究
• 1.3 密度效应
• 1.3.1 密度对林分生长的影响
• 1.3.2 密度对土壤水分的影响
• 1.4 基于水量平衡的植被承载力研究
• 1.5 研究的目的和意义
• 1.6 研究特点
• 2 大青山概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 气候
• 2.3 地貌
• 2.4 土壤
• 2.5.植被
• 2.6 水文
• 2.7 试验区概况
• 3 研究方法
• 3.1 标准地设置与调查
• 3.2 标准木选择
• 3.3 气象观测
• 3.4 森林水文过程观测
• 3.4.1 林冠截留量的观测
• 3.4.2 地表径流观测
• 3.4.3 枯落物调查及持水特性测定
• 3.5 土壤物理性状和持水性能测定
• 3.5.1 林地土壤剖面调查
• 3.5.2 土壤机械组成测定
• 3.5.3 土壤物理性质测定
• 3.5.4 土壤饱和导水率测定
• 3.6 林地蒸发测定
• 3.6.1 土壤蒸发的测定
• 3.6.2 水面蒸发的测定
• 3.7 土壤水分观测
• 3.7.1 土壤含水量动态观测
• 3.7.2 单株营养面积土壤含水量测定
• 3.7.3 土壤储水量计算
• 3.8 林木生长的观测
• 3.8.1 树干解析
• 3.8.2 林木生物量的测定
• 4.结果
• 4.1 试验区降水特征
• 4.1.1 试验区降水特征分析
• 4.1.2 油松人工林林冠截留过程
• 4.1.3 小结
• 4.2 枯落物水文效应
• 4.2.1 枯落物蓄积量
• 4.2.2 枯落物持水性
• 4.2.3 枯落物持水过程
• 4.2.4 小结
• 4.3 土壤物理性质
• 4.3.1 土壤的机械组成
• 4.3.2 土壤物理性状与土壤持水量
• 4.3.3 土壤饱和导水率
• 4.3.4 小结
• 4.4 油松人工林蒸发散
• 4.4.1 潜在蒸散量计算
• 4.4.2 土壤蒸发
• 4.4.3 林内水面蒸发特征
• 4.4.4 小结
• 4.5 土壤水分特征
• 4.5.1 土壤水分年际变化
• 4.5.2 土壤水分季节变化
• 4.5.3 土壤水分垂直变化
• 4.5.4 林地土壤水分有效性评价
• 4.5.5 不同林分密度土壤水分变化
• 4.5.6 林木特征与土壤水分的关系
• 4.5.7 小结
• 4.6 油松人工林林木生长特性
• 4.6.1 林分因子
• 4.6.2 单木现存生物量
• 4.6.3 林木平均生长量
• 4.6.4 土壤水分对林木生长的影响
• 4.6.5 小结
• 4.7 油松人工林水量平衡与土壤水分植被承载力
• 4.7.1 油松人工林水量平衡特征
• 4.7.2 油松人工林生长季水分收支状况
• 4.7.3 油松林地土壤水分植被承载力计算
• 4.7.4 小结
• 5 结论与讨论
• 5.1 主要研究结论
• 5.2 对于大青山油松人工林合理林分密度的探讨
• 5.3 讨论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介