国家林业公益性行业科研专项(201204102) 作品数:15 被引量:292 H指数:9 相关作者: 张志强 王盛萍 姚安坤 郭军庭 查同刚 更多>> 相关机构: 北京林业大学 华北电力大学 北京市八达岭林场 更多>> 发文基金: 国家林业公益性行业科研专项 国际科技合作与交流专项项目 中央高校基本科研业务费专项资金 更多>> 相关领域: 农业科学 生物学 天文地球 经济管理 更多>>
北京永定河沿河沙地杨树人工林光能利用效率 被引量:5 2016年 光能利用效率(LUE)是影响生态系统生产力大小和质量的主要因素。以位于北京市大兴区永定河沿河沙地的杨树(欧美107/108,Populus euramericana cv.)人工林生态系统作为研究对象,依托涡度相关观测系统,对该生态系统的LUE进行研究,从而确定LUE在不同时间尺度上的影响因子,并确定最大光能利用利用效率(LUEmax)。结果表明:LUE存在明显的季节变化趋势,4月份生长季开始后LUE迅速升高,到7—8月达到最大,而后逐渐降低;在生长季不同阶段,LUE日动态的影响因子不同:4月份气温(Ta)、蒸散比(EF)和饱和水汽压差(VPD)是影响LUE日动态的主要因子,7、8月份光合有效辐射(PAR)和冠层导度(gc)是主要影响因子,5—6月与9—10月LUE日动态则与土壤水分(VWC)有较大关系;而LUE月动态则与月蒸散比(EFm)和月平均土壤温度(Tsm)有关。由于该人工林各月光能利用最适宜环境条件不同,各月LUEmax也各有差异,该生态系统年LUEmax为0.44 g C/MJ PAR,7、8月LUEmax最大,分别为0.66和0.69 g C/MJ PAR。研究结果表明,在利用光能利用模型进行区域乃至全球初级生产力估算时需要根据研究的不同时间尺度确定LUEmax。 仇宽彪 张志强 康满春 查同刚 牛勇 蔡永茂 赵广亮关键词:光能利用效率 涡度相关 杨树人工林 不同林分密度对林地土壤物理性质的影响——以华北土石山区油松人工林为例 被引量:5 2015年 [目的]探讨了华北土石山区油松人工林不同森林经营模式对土壤物理特性的影响,以期为该地区森林经营模式提供指导建议和理论依据。[方法]以华北土石山区油松林为研究对象,设置3种不同林分密度(1 058、1 444、1 746株/hm^2)样地,采集27个土壤剖面数据,测定土壤容重、土壤孔隙度及粒径组成等。[结果]不同林分密度对油松人工林的土壤容重、孔隙度和粒径组成均具有显著影响。随着植被密度的增大,土壤容重增大,低中高三个林分密度(1 058、1 444和1 746株/hm^2)的土壤容重值分别为(1.044±0.374)、(1.08±0.114)和(1.184±0.226 g/cm^3)。随着植被密度的增大,土壤砂砾含量减小,而粉粒和黏粒含量均呈增大趋势,在1 058和1 444株/hm^2的样地上砂砾含量分别为44.13%、35.47%,粉粒含量分别为9.94%、10.52%,黏粒含量分别为45.93%、54.01%。总孔隙度和毛管孔隙度随着植被密度的增大而增大,低中高三个密度对应土壤总孔隙度分别为54.75%、57.27%和60.98%,且三者之间差异显著(α<0.05),低中高三个密度对应毛管孔隙度分别为51.20%、53.72%和57.75%。除受植被影响外,非毛管孔隙度还受石砾含量、石砾大小、土壤厚度(表层距基岩深度)的影响,因此非毛管孔隙度的变化规律较复杂。[结论]华北土石山区的油松人工林在植被密度为1 444株/hm^2时有利于改善土壤物理性质,是值得推广的森林经营模式。 赵小婵 高楠 李紫恬 王盛萍关键词:油松人工林 土壤物理性质 北京土石山区4种典型林分的水文效应研究 被引量:4 2015年 以北京土石山区4种典型林分的林冠层、枯落物层、土壤层3个水文作用层为研究对象,采用浸水法等传统测量方法,测定了不同林分的冠层截留量、树干径流量、穿透降雨量以及土壤和枯落物层的水力学参数,并分析了其水文效应。结果表明:不同林分的林冠截留能力相差较大,其中侧柏—黄栌混交林的冠层截留率最大为29.1%,其余依次为侧柏林、油松纯林和元宝枫纯林,油松纯林的树干径流量占降雨比例最大(5.8%),其余依次为侧柏—黄栌混交林、元宝枫纯林和侧柏林,各项林冠截留率与大多数在干旱半干旱地区取得结果较为一致。从月份尺度的变化趋势来看,不同林分的截留量均为6月最大,7月、8月、9月、10月和5月依次减小,即截留量与降雨量呈正比关系。4种林分枯落物总蓄积量范围为26.3-246.0t/hm^2,其中油松纯林的枯落物储量显著大于其他林分类型(p〈0.05),侧柏纯林、侧柏—黄栌混交林、元宝枫纯林依次次之,不同林分枯落物的最大持水量和有效持水量的大小排序与之一致。受土壤的物质构成、机械组成、根系的发育状况等因素影响,侧柏纯林的土壤孔隙度和饱和入渗速率(Ks)依次大于侧柏—黄栌混交林、油松纯林和元宝枫纯林。 牛勇 汪滨 王玲 蔡永茂 张志强关键词:冠层截留 枯落物 水文效应 基于MIKESHE模型的潮河流域土地利用与降水变化对水文的影响评价 被引量:15 2012年 运用多测站校正检验机制率定方法,应用MIKESHE模型量化评价土地利用与降水变化对流域水文的影响。结果表明,尽管MIKESHE模型在流域上游大阁站的模拟性能稍逊于下会站和戴营站,3个测站校正和验证阶段的Nash-sutchliffe系数值分别为0.56和0.49、0.65和0.69、0.57和0.68,但模型对于各测站平均径流的模拟效果较好,说明该模型在潮河流域等华北土石山区具有一定的适用性和应用潜力。与基准期(1963—1979年)相比,1980—1989年潮河流域年径流量减少约22 mm,土地利用与降水变化对流域水文变化的贡献相当,两者分别占总径流变化的59%和41%;1990—1999年年径流量较基准期基本没有变化,这主要是由于降水变化与土地利用变化对流域水文的影响作用相反;2000—2008年,流域年径流量较基准期减少35 mm,降水变化对径流减少的影响作用占80%,土地利用变化则占20%。 王盛萍 张志强 Ge Sun Peter Strauss 郭军庭 姚安坤 唐寅关键词:土地利用变化 降水变化 华北土石山区油松和元宝枫人工林土壤有机碳特征 被引量:5 2016年 森林生态系统土壤有机碳的储量及时空变化是制定森林生态系统可持续经营管理措施的重要依据,对全球碳循环与碳平衡的研究具有十分重要的理论价值。以华北土石山区不同密度油松和元宝枫人工林为研究对象,对不同林地类型的土壤密度、p H值以及全氮、速效钾、有机碳的质量分数等参数进行测定,对比分析不同林地类型土壤有机碳的质量分数、土壤有机碳密度、储量及垂直分布特征,探讨土壤有机碳质量分数与土壤理化性状的相关关系。结果表明:元宝枫林的平均土壤有机碳质量分数和有机碳密度均大于油松林的;土壤有机碳质量分数和有机碳密度在土壤表层(0~10 cm)为最高值并随土壤深度的增加而降低;土壤有机碳质量分数表现为2种林分密度下的元宝枫林无显著差异,而有机碳密度则表现为高密度元宝枫林〉低密度元宝枫林;在油松林中土壤有机碳质量分数、有机碳密度均表现为中密度油松林〉高密度油松林和低密度油松林。油松林和元宝枫林土壤有机碳质量分数与土壤密度均呈显著负相关,而全氮、速效钾与其呈显著正相关,油松林土壤有机碳质量分数与p H值呈显著相关,而元宝枫林土壤有机碳质量分数与p H值不相关。综上所述,华北土石山区元宝枫林较油松林具有更大的固碳潜力,而且土壤的有机碳质量分数及有机碳密度受树种和林分密度影响较大。 朱丽平 蔡永茂 康满春 赵广亮 陈左司南 张志强关键词:土壤有机碳 碳密度 油松林 陕西省植被水分利用效率及与气候因素的关系 被引量:18 2015年 水分利用效率是反映生态系统碳水循环的重要变量。利用MODIS的总初级生产力以及蒸散发数据产品,结合气象数据,对2002—2012年陕西省水分利用效率进行研究。结果发现,陕西省中部平原区年均WUE较高,北部年均WUE较低;在各植被类型中,耕地的年均WUE最高,达1.59g/(m2·mm),而灌草地年均WUE则较低。在不同年降水量及年均温区域,WUE与气候因子的关系有所差别:在年降水量低于627mm的地区,WUE随着降水量增加而增加;在年均温低于11℃的地区,WUE随着年均温的增加而增加。2002—2012年陕西省各植被类型WUE呈增加趋势,其中林地WUE增加趋势不显著。不同的植被类型,其WUE与气候因子关系也不同,其中降水量对WUE产生显著影响的地区主要集中在耕地和草地,而温度对WUE产生显著影响的地区主要集中在林地。 仇宽彪 成军锋关键词:生态 水分利用效率 植被类型 浅层地下水对华北地区河岸杨树林树干液流的影响 被引量:16 2016年 华北地区河岸杨树林生长季的用水特征对杨树人工林经营管理具有重要意义.本文以北京市潮白河畔的杨树人工林为研究对象,采用热扩散式探针(TDP)测定树干液流、管式TDR土壤含水量法测定土壤体积含水量、开路涡度相关系统测定环境因子数据,对2014年6—7月的杨树树干液流及其影响因素进行系统研究,以探究浅层地下水对树干液流的可能影响.结果表明:杨树树干液流日变化随太阳辐射呈现单峰或双峰变化,在土壤水分相对亏缺时,杨树树干液流密度明显减小,达到峰值的时间从14:00提前到12:30,但树干液流对太阳辐射的时滞效应没有明显变化.在表层土壤水分相对充足时,太阳辐射和空气饱和水汽压差是杨树树干液流变化的主导因子,但在表层土壤水分亏缺时,土壤水会成为杨树树干液流的限制因子;当表层土壤水分相对亏缺时,杨树单株耗水与100 cm土层土壤体积含水量呈显著负相关,与其余各土层体积含水量呈显著正相关.浅层地下水(相对稳定的150 cm及更深处)在土壤表层土壤水分含量相对亏缺时,可在毛管力作用下对上层土壤水进行补充,供给杨树生长需要. 罗超 查同刚 朱梦洵 朱志俊 王子尧 刘文娜关键词:浅层地下水 树干液流 土壤水 北京地区典型树种及非生物因子对枯落物水文效应的影响 被引量:20 2015年 枯落物层对森林水文循环有着重要的影响。该文以华北土石山区15种典型林分(不同树种、林分密度、立地条件等)条件下的枯落物为研究对象,通过野外调查、室内(泡水、降雨模拟)试验等手段,研究分析了典型林分枯落物的水文效应。研究结果表明,阳坡油松林的枯落物蓄积量显著大于阴坡油松林(P〈0.05),但不同林分密度条件下油松林的枯落物的蓄积量无显著差异(P〉0.05)。不同树种之间有针叶林枯落物蓄积量大于阔叶林的规律。通过不同林分的枯落物浸泡试验和统计发现,不同林分枯落物的最大持水量(water holding capacity,WHC)范围为9.72~48.92 mm,林分密度、枯落物半分解层比例、坡度、枯落物蓄积量对枯落物的最大持水能力的影响依次降低,其中枯落物的最大持水量与林分密度呈二次曲线关系。结合室内人工降雨模拟试验研究发现,降雨量达到35~45 mm时,各典型林分的枯落物截留量达到有效截留量,且有效截留量与最大持水能力的比值范围为40%~91%。 牛勇 刘洪禄 张志强关键词:水分 水文 枯落物 截留 凋落物分解主场效应及其土壤生物驱动 被引量:24 2012年 凋落物分解主场效应是指凋落物具有在其生长的栖息地比在别的生境分解更快的特征,土壤生物的特化作用被认为是主场效应的产生机理。主场效应是除基质质量和物理化学环境外控制凋落物分解的重要因子,可影响模拟精度的8%。凋落物分解主场效应驱动机制的深入研究对促进分解模型中纳入生物因子,提高区域尺度模拟精度具有重要作用。虽然时间和基质质量可导致主场效应强度变化,但不能全面解释主场效应强度差异特别是负效应的产生。通过分析凋落物分解过程中土壤生物的作用机理,指出凋落物分解主场效应的土壤生物驱动可能包括土壤微生物的调节性适应,土壤动物的后期插入以及物理化学环境的间接影响。为深入了解主场效应土壤生物驱动机制,更好地模拟凋落物分解过程,提出延长凋落物分解交互移置实验时间,拓展实验空间,结合室内模拟分析和构建分解模型等方法与途径。 査同刚 张志强 孙阁 王高敏 贠小琴 王伊琨 刘艳关键词:凋落物分解 主场效应 华北土石山区不同密度油松人工林土壤含水量及其时间稳定性剖面分布 被引量:7 2019年 了解不同密度油松人工林对土壤含水量(soil moisture,SM)及其时间稳定性的影响,对改善区域生态环境、促进生态系统生态服务功能具有重要意义。该研究在华北土石山区北京八达岭林场内分别选取阴、阳坡的高、中、低3个密度等级油松样地,观测0~60 cm土壤深度SM,统计分析不同林分密度对剖面SM的影响,并采用平均相对偏差(MRD)、标准差(STD)和时间稳定性指数(ITS)等指标分析SM的时间稳定性。结果表明:(1)当水分环境条件较好时(如阴坡)密度对SM没有显著影响,只在水分条件较差情况下(如阳坡或平水年)不同密度间SM差异才有一定体现;(2)从SM剖面分布看,密度越高表层(0~20 cm)SM越低;而阴坡次表层(>20~40 cm)和深层(>40~60cm)则SM随着密度增大而增大,表明阴坡油松植被密度的增大并没有引起显著的土壤干旱;(3)高密度STD值更低,SM较为稳定,且该现象在阳坡更明显。总体来看,随着SM增大,阴坡和阳坡ITS不同程度增大,但阳坡较阴坡ITS分布更为分散,ITS均值较大,而阴坡ITS分布更为集中,均值相对较小,进一步证实阴坡密度增大并没有引起显著的土壤干旱。因此,该地区种植密度对阳坡SM及其稳定性影响更明显,阳坡宜采用低密度林分种植。 李紫恬 王盛萍 袁亚男 王旭 牛勇 张志强 朱金凤关键词:土壤含水量 种植密度