天山云杉森林生态系统的水源涵养能力海拔梯度变化特征 被引量：6

1

作者 房园 梁中 +5 位作者 张毓涛 师庆东 孙雪娇 李吉玫 李翔 董振涛 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第9期1574-1584,共11页

为揭示天山云杉森林的水源涵养功能,探究天山云杉林枯落物层和土壤层水文效应特征。以天山北麓中段的天山云杉森林为研究对象,沿海拔梯度(1500-2300 m)布设系列样地,采用样地调查法和室内浸泡法对天山云杉森林枯落物层和土壤层的水源涵... 为揭示天山云杉森林的水源涵养功能,探究天山云杉林枯落物层和土壤层水文效应特征。以天山北麓中段的天山云杉森林为研究对象,沿海拔梯度(1500-2300 m)布设系列样地,采用样地调查法和室内浸泡法对天山云杉森林枯落物层和土壤层的水源涵养能力进行定量分析,明确其在海拔梯度上的分异特征。结果表明,(1)天山云杉森林枯落物层厚度(2.50-3.38 cm)和蓄积量(13.6-21.7 t·hm^(−2)),两者均随海拔的升高而显著减小(P<0.05);天山云杉森林枯落物层最大持水量(50.9-65.0 t·hm^(−2))和有效拦蓄量(21.6-25.8 t·hm^(−2))均随海拔升高先增大后减小;对比不同海拔梯度枯落物的持水过程发现,其在浸水1h内持水量迅速增加,此时吸水速率最大;相同时间内,半分解层枯落物持水量均大于未分解层。(2)在1500-1700、1700-1900、1900-2100、2100-2300 m 4个海拔段的土壤容重(0.481、0.621、0.643、0.452 g·cm^(−3))、毛管孔隙度(72.6%、77.5%、70.5%、75.8%)和总孔隙度(76.1%、81.0%、73.4%、78.8%)均表现为随海拔升高先增大后减小的趋势;各海拔梯度土壤饱和持水量与毛管持水量排序为1700-1900 m>1500-1700 m>2100-2300 m>1900-2100 m,土壤有效持水量排序为:1700-1900 m>1500-1700 m>1900-2100 m>2100-2300 m,均随海拔的升高表现为先增大后减小。(3)枯落物层和土壤层总的有效持水量(83.4-95.9 t·hm^(−2))和总最大持水量(1390-1662 t·hm^(−2))均随海拔的升高先增大后减小,在各海拔段间无显著差异(P>0.05)。通过研究发现天山云杉森林生态系统的水源涵养能力总体呈现沿海拔梯度先增大后减小的趋势,中低海拔区域(1500-1900 m)水源涵养能力较好。 展开更多

关键词 天山云杉森林 水源涵养 海拔梯度 枯落物层 土壤层

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天山中部天山云杉林地表可燃物载量及其影响因素 被引量：29

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作者 梁瀛 李吉玫 +3 位作者 赵凤君 张毓涛 孔婷婷 努尔古丽·马坎 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期153-160,共8页

【目的】对天山中部天山云杉林地表可燃物载量进行系统调查,分析地表可燃物载量与地形和林分因子的关系,比较不同郁闭度林分可燃物载量差异,为制定科学合理的天山云杉林可燃物管理措施提供科学依据。【方法】在天山中部沿海拔梯度设置4... 【目的】对天山中部天山云杉林地表可燃物载量进行系统调查,分析地表可燃物载量与地形和林分因子的关系,比较不同郁闭度林分可燃物载量差异,为制定科学合理的天山云杉林可燃物管理措施提供科学依据。【方法】在天山中部沿海拔梯度设置48个样地,调查和测定天山云杉林林分的1、10和100 h时滞地表可燃物载量以及地形和林分因子,采用相关分析方法分析地表可燃物载量与林分和地形因子的关系,利用多元线性回归方法建立可燃物载量估测模型。【结果】天山云杉林1、10和100 h时滞及总地表可燃物载量平均分别为1.49±1.00、2.69±1.05、2.06±0.29和6.24±1.21 t·hm^(-2)。高、中和低郁闭度天山云杉林地表总可燃物载量分别为12.09±3.13、4.29±2.35和2.34±0.83 t·hm^(-2)。1 h时滞地表可燃物载量与海拔呈显著负相关(P<0.05),与坡度和郁闭度呈显著正相关(P<0.05);10 h时滞地表可燃物载量与海拔呈显著负相关(P<0.05),与树高和郁闭度呈极显著正相关(P<0.05);100 h时滞地表可燃物载量与郁闭度呈极显著正相关(P<0.01),与树高呈显著正相关(P<0.05);总地表可燃物载量与郁闭度呈极显著正相关(P<0.05),与树高和坡度呈显著正相关(P<0.05)。【结论】海拔、坡度、树高和郁闭度对天山中部天山云杉林可燃物载量均有一定影响,其中郁闭度影响最显著。林分郁闭度与地表可燃物载量呈正相关。地表可燃物载量在高郁闭度林分最大,在中郁闭度林分次之。由于林内较干燥,凋落物不易分解,导致地表可燃物大量堆积,林内较高的1 h时滞地表可燃物载量使得林分发生林火的可能性增加;从地表可燃物载量的数量和构成来看,天山中部天山云杉林已具备发生森林大火的物质基础。 展开更多

关键词 可燃物载量 地形因子 林分因子 郁闭度 天山云杉林

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天山森林植物功能性状与碳库沿海拔梯度的变化 被引量：17

3

作者 孙雪娇 常顺利 +1 位作者 张毓涛 李吉玫 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第14期4994-5005,共12页

植物功能性状是能够将植物个体特征、群落结构和生态系统功能结合起来的良好载体,但关于在环境梯度上如何通过植物功能性状的连续变化来构建群落、以及植物功能性状如何反映生态系统功能等问题尚有较多疑问。为探讨天山森林植物功能性... 植物功能性状是能够将植物个体特征、群落结构和生态系统功能结合起来的良好载体,但关于在环境梯度上如何通过植物功能性状的连续变化来构建群落、以及植物功能性状如何反映生态系统功能等问题尚有较多疑问。为探讨天山森林植物功能性状与其碳库在海拔梯度上的联系,分析了14个群落尺度上的植物功能性状指标和各组分碳密度沿海拔的变化规律及二者之间的关系。结果表明:(1)受海拔梯度上环境因子的影响,群落尺度上植物功能性状和碳密度的垂直分布并不一致:随海拔升高,叶片碳氮比(C/N)逐渐上升,叶片碳含量(C_(leaf))、比根长(SRL)和植株高度(H)升高后降低,叶绿素含量(Chl)、细根磷含量(P_(root))、叶片氮磷比(N/P)逐渐下降,细根碳含量(C_(root))先升高后趋于平缓,细根氮含量(N_(root))先下降后又有所回升,叶片氮含量(N_(leaf))、木质素含量(LLC)、叶干物质含量(LDMC)、细根干物质含量(RDMC)在各海拔段间无显著差异;(2)比根长(SRL)和植株高度(H)通过影响资源的获取和利用,C与P通过对养分的限制和在器官中的分配,从而影响植被光合作用,与天山森林碳密度显著相关;高木质素含量(LLC)导致植物残体分解速率变慢而与土壤碳密度(SCD)和群落总碳密度(TCD)呈显著负相关关系。随海拔升高,植被碳密度(VCD)先升后降,土壤碳密度(SCD)和总碳密度(TCD)逐渐升高。植物功能性状与环境因子和森林的结构功能相互作用、相互影响,三者之间的关系还需在大尺度上进一步验证。 展开更多

关键词 植物功能性状 碳密度 海拔梯度 天山 云杉森林

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天山中部不同郁闭度天然云杉林立地土壤养分的比较研究 被引量：10

4

作者 张洪亮 朱建雯 +2 位作者 张新平 张毓涛 郝帅 《新疆农业大学学报》 CAS 北大核心 2010年第1期15-18,共4页

对天山中部4种不同郁闭度天然云杉林立地土壤养分进行了分析,结果表明,4种郁闭度之间和不同土层土壤养分含量具有一定的相关性。具体表现为郁闭度较大的云杉林立地土壤养分含量总体高于郁闭度小的云杉林。在土壤剖面上,pH值与土层深度... 对天山中部4种不同郁闭度天然云杉林立地土壤养分进行了分析,结果表明,4种郁闭度之间和不同土层土壤养分含量具有一定的相关性。具体表现为郁闭度较大的云杉林立地土壤养分含量总体高于郁闭度小的云杉林。在土壤剖面上,pH值与土层深度没有显著的相关性,而有机质、全氮、全磷、速效养分等指标则随着土层深度的增加而不断降低,与土层深度呈明显负相关。表层与其余土层养分含量差别较大,土壤养分"表聚"现象明显。 展开更多

关键词 土壤养分 郁闭度 天然云杉林 天山中部

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天山北坡中段云杉林地表水氮磷含量特征 被引量：7

5

作者 谢锦 常顺利 +2 位作者 张毓涛 李翔 李吉玫 《山地学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期808-815,共8页

森林的结构对地表水的化学成分具有强烈的影响,量化分析森林结构与水质变化的关系很有必要。为探究天山云杉森林地表水的氮磷含量特征及其影响因素,本文在天山北坡中段的板房沟林场按林地类型、林龄、郁闭度、抚育方式的不同分别设置坡... 森林的结构对地表水的化学成分具有强烈的影响,量化分析森林结构与水质变化的关系很有必要。为探究天山云杉森林地表水的氮磷含量特征及其影响因素,本文在天山北坡中段的板房沟林场按林地类型、林龄、郁闭度、抚育方式的不同分别设置坡面径流观测场共13处,在雨后测定各径流观测场地表水中总氮和总磷含量并分析比较。结果表明:(1)林地类型对天山云杉森林地表水氮磷含量有重要的影响,人工林、灌木林、天然林三种样地的地表水氮磷含量均显著低于裸地(P<0.05);(2)群落发育阶段对地表水氮磷含量也有重要的影响。在天然林系列样地中,郁闭度相同(均为0.6)时,中龄林总氮含量显著高于幼龄林(P<0.05),总磷含量在不同林龄之间差异不显著;林龄相同(中龄林)时,郁闭度为0.6的样地显著高于郁闭度为0.4样地中氮磷含量(P<0.05);(3)人工干扰强度(修枝和间伐两种不同抚育方式)对林地地表水氮磷含量也会有一定的影响但未达到显著水平(P<0.05)。综上可知,云杉森林地表径流中氮磷含量主要来源于土壤,有无植被覆盖对地表水氮磷含量影响显著,森林郁闭度是地表水中氮磷含量关键影响因素。 展开更多

关键词 氮 磷 地表水 云杉森林 天山

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天山中部天然云杉林凋落物层水文生态功能研究 被引量：16

6

作者 张洪亮 张毓涛 +3 位作者 张新平 朱建雯 芦建疆 李翔 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2011年第2期271-277,共7页

选取了4种不同郁闭度天然云杉林分,通过对凋落物层的蓄积量、最大持水量、最大持水率、吸水速率及有效拦蓄量进行测定分析,研究了其水文生态功能。结果表明:郁闭度为0.8的云杉林分凋落物层蓄积量最大为21.99 t/hm2,而郁闭度为0.2的云杉... 选取了4种不同郁闭度天然云杉林分,通过对凋落物层的蓄积量、最大持水量、最大持水率、吸水速率及有效拦蓄量进行测定分析,研究了其水文生态功能。结果表明:郁闭度为0.8的云杉林分凋落物层蓄积量最大为21.99 t/hm2,而郁闭度为0.2的云杉林分凋落物层蓄积量最小仅为10.20 t/hm2,4种林分凋落物蓄积量变化总体趋势表现为:随着林分郁闭度的不断增大凋落物蓄积量也不断增大;同一郁闭度处林分凋落物不同层次的蓄积量也存在一定的差异性,表现为:半分解层>未分解层。吸水过程中,总体趋势表现为:未分解层与半分解层持水量的变化均较缓慢,但半分解层要比未分解层更为平缓。4种林分未分解层持水量大小顺序为:0.8>0.6>0.4>0.2,半分解层持水量大小顺序为:0.6>0.2>0.8>0.4。 展开更多

关键词 水文生态功能 凋落物 郁闭度 天然云杉林 天山中部

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天山中部人工云杉林凋落量及养分特征的研究 被引量：1

7

作者 张洪亮 张毓涛 +3 位作者 张新平 朱建雯 芦建疆 李翔 《新疆农业大学学报》 CAS 北大核心 2010年第5期385-388,共4页

2009年在沙湾县国有林场内,以人工云杉林为研究对象,采用室外收集和室内实验的分析方法,对天山中部人工云杉林(Piceaschrenkiana Fisch.et Mey.P.schrenkiana)凋落量及凋落物养分特征进行了研究。结果表明:天山中部人工云杉林凋落量为2 ... 2009年在沙湾县国有林场内,以人工云杉林为研究对象,采用室外收集和室内实验的分析方法,对天山中部人工云杉林(Piceaschrenkiana Fisch.et Mey.P.schrenkiana)凋落量及凋落物养分特征进行了研究。结果表明:天山中部人工云杉林凋落量为2 485.14 kg/(hm2.a);凋落物由落叶、落枝、落皮、落果和其他5种组分组成。各组分中以落叶凋落量最大,为1828.37 kg/(hm2.a),占凋落总量比例的73.57%;其次为落枝,凋落量为599.32 kg/(hm2.a),占凋落总量的24.11%;落皮和落果的凋落量相当,分别为15.62,14.29 kg/(hm2.a),仅占凋落总量的0.628%和0.575%;其他组分凋落量为27.55 kg/(hm2.a),占凋落总量的1.108%。人工云杉林凋落量月变化特征呈单峰型,凋落量最大值出现在7月;凋落物中含有大量的矿质营养元素,其中Ca的平均浓度含量在凋落物各种组分中最高,为13.95 g/kg;N的平均浓度含量仅次于Ca,为8.43 g/kg;K和Mg的平均浓度含量相当,分别为3.86和2.92 g/kg。各养分元素含量大小顺序为:Ca>N>K>Mg>P。 展开更多

关键词 凋落物 凋落量 养分含量 人工云杉林 天山

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天山中部云杉天然林水源涵养功能定量评估——以乌鲁木齐河流域为例 被引量：23

8

作者 丁程锋 张绘芳 +2 位作者 李霞 李伟涛 高亚琪 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3733-3743,共11页

为定量分析天山中部流域尺度云杉天然林水源涵养功能,以乌鲁木齐河流域为研究区,使用In VEST模型,研究云杉林及其它主要地类水源涵养量的大小,并对云杉林在不同分布面积、不同地形因子条件下的水源涵养量变化进行定量分析。结果表明:(1)... 为定量分析天山中部流域尺度云杉天然林水源涵养功能,以乌鲁木齐河流域为研究区,使用In VEST模型,研究云杉林及其它主要地类水源涵养量的大小,并对云杉林在不同分布面积、不同地形因子条件下的水源涵养量变化进行定量分析。结果表明:(1)In VEST模型可较好的确定研究区流域尺度水源涵养量。基于In VEST模型的模拟,乌鲁木齐河流域云杉林区水源涵养总量为4.93×10~6m^3,占研究区水源涵养总量(2.41×10~7m^3)的20.46%,林区平均水源涵养深度为54.25 mm;(2)云杉林区水源涵养量的大小在海拔、坡度、坡向上的变化与云杉林空间分布格局一致,每公顷水源涵养量随海拔升高先增大后降低、随坡度增大而降低;阴坡水源涵养能力最强;(3)研究区各地类中以林地水源涵养量最大(水源涵养量544.78 m^3/hm^2),随着云杉林覆盖率的不断增加,水源涵养总量、平均水源涵养深度及单位面积涵养量均呈增加趋势;(4)研究区水源涵养量的贡献率与森林面积密切相关,云杉林面积每增加1%,研究区与云杉林区水源涵养总量分别增加0.437×10~6m^3、0.522×10~6m^3;加强对研究区云杉林的保护与抚育管理,才能使森林发挥持续稳定的水源涵养生态服务功能。 展开更多

关键词 水源涵养功能 INVEST模型 云杉林 天山中部 乌鲁木齐河流域

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天山林区不同群落土壤水分入渗特性的对比分析与模拟 被引量：23

9

作者 阿茹·苏里坦 常顺利 张毓涛 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第24期9111-9118,共8页

土壤入渗特性是影响森林生态水文过程的一个重要环节。为了比较不同群落类型土壤水分入渗特性的差异,在天山中段北坡林区利用环刀法测定天然林、人工林、林窗草地、草地、林缘灌木林、山前灌木林六种群落类型的森林土壤入渗过程,对比分... 土壤入渗特性是影响森林生态水文过程的一个重要环节。为了比较不同群落类型土壤水分入渗特性的差异,在天山中段北坡林区利用环刀法测定天然林、人工林、林窗草地、草地、林缘灌木林、山前灌木林六种群落类型的森林土壤入渗过程,对比分析有机质含量、毛管孔隙度、容重、含水率等土壤理化性质对入渗过程的影响,用三种常用模型进行入渗过程模拟,分析比较这些模型在天山林区的适宜性。结果表明:(1)六种主要群落类型前60 min土壤初始入渗率介于2.63—9.00 mm/min之间,稳定入渗率介于0.85—5.12 mm/min之间,不同群落类型土壤平均入渗率从大到小的排序为:天然林>林缘灌木>林窗草地>草地>人工林>山前灌木;(2)六种群落类型土壤入渗性能均具有初渗速率>平均入渗速率>稳定入渗速率的相同趋势;(3)Kostiakov模型对试验六种群落类型土壤入渗过程的拟合精度比较高,适用于描述本研究区域水源涵养林地土壤入渗特征;(4)土壤有机质含量与土壤入渗速率呈正相关,且与初始入渗率达到显著水平;土壤的含水率、土壤毛管孔隙度和土壤容重与土壤入渗能力呈现显著的负相关。通过观测与模拟不同群落类型的土壤水分运动过程,本文可为天山林区生态水文长期定位观测提供有益借鉴。 展开更多

关键词 土壤入渗 入渗模型 稳定入渗率 云杉森林 天山

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SCS模型中CN值的优化率定方法——以天山北坡云杉森林为例 被引量：8

10

作者 李伯騛 常顺利 张毓涛 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第8期72-76,共5页

利用SCS模型可以计算出已知CN值流域的径流量,但由于地形条件、降水特性存在差异,适用于不同流域的CN值较难获取。以乌鲁木齐河流域板房沟林场为试验区,利用2009-2014年的各类径流观测小区降水-径流量观测数据反算出CN值范围,然后以理... 利用SCS模型可以计算出已知CN值流域的径流量,但由于地形条件、降水特性存在差异,适用于不同流域的CN值较难获取。以乌鲁木齐河流域板房沟林场为试验区,利用2009-2014年的各类径流观测小区降水-径流量观测数据反算出CN值范围,然后以理论产流曲线与实测降水-产流曲线的拟合度对CN值进行优化筛选,最后以留一交叉验证法对CN值进行率定,从而得到各林分条件下径流观测小区的最优CN值。结果表明:(1)天山林区不同林分条件下的径流观测小区CN值都大于74;(2)CN值与林分郁闭度显著相关(P<0.05)。提出了一种获取干旱区山地林区CN值的改进型方法,此方法将有助于SCS模型及CN值在我国的应用。 展开更多

关键词 SCS模型 CN值 径流观测小区 云杉森林 天山

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天山云杉林土壤有机碳含量沿海拔梯度变化 被引量：5

11

作者 罗磊 王蕾 +4 位作者 高健 娜迪提 帕提古丽 高亚琪 施英俊 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1027-1035,共9页

【目的】研究天山中部地区海拔对土壤有机碳含量的影响,研究区域尺度上土壤有机碳含量随海拔梯度变化,以及土壤其他因子之间的相关分析,精确估算森林生态系统土壤有机碳库。【方法】以新疆天山三个样区云杉林为对象,利用单因素方差分析... 【目的】研究天山中部地区海拔对土壤有机碳含量的影响,研究区域尺度上土壤有机碳含量随海拔梯度变化,以及土壤其他因子之间的相关分析,精确估算森林生态系统土壤有机碳库。【方法】以新疆天山三个样区云杉林为对象,利用单因素方差分析和最小显著差异法等统计分析方法,研究不同海拔各土壤层有机碳含量垂直分布、积累特征及其与土壤全氮、全磷和pH值的关系。【结果】不同海拔梯度下,不同林区土壤有机碳含量随着土层深度呈逐渐减少的趋势;海拔梯度对有机碳含量的影响比较明显,尤其是2 000和2 200 m处的有机碳含量最高,1 800 m处次之,而2 400 m处最低;【结论】三个林区有机碳含量在不同土层厚度中随海拔高度的增加无明显规律;土壤各土层有机碳含量与全氮含量为极显著正相关和土壤全磷含量为显著正相关,而与土壤pH值为弱负相关关系。 展开更多

关键词 天山中部地区 云杉林 土壤有机碳含量 海拔梯度 土壤剖面

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