冀西北水源涵养区不同类型人工针叶林生态功能差异性评估

发布时间：2021-07-03 02:42

　　人工造林被认为是增加碳汇、保持水土和提高水质最有效的方法之一,造林林种的不同将产生不同的生态效应。通过调研土壤、气象及生态化学计量参数等对CENTURY模型进行本地化,模拟冀西北水源涵养区主要针叶造林树种[落叶松（dahurian larch）、油松（pinus tabulaeformis）、侧柏（oriental arborvitae）和樟子松（Pinus sylvestris var. mongolical）]的生态效应,并结合文献数据评价模型拟合精度。模型模拟结果显示:与幼龄林相比,落叶松、油松、侧柏和樟子松中龄林的土壤C、N、P总储量分别增加了3.37%、3.98%、2.84%和1.82%,土壤含水量增加了151.25%、73.62%、41.83%和94.98%。不同林种两个林龄平均蒸发量比较显示,落叶松（338.85 mm）<油松（399.86 mm）<侧柏（400.52 mm）<樟子松（401.82 mm）。落叶松可以作为水源涵养区造林的优选树种。樟子松和落叶松具有较强的N、P吸收能力,建议在农业污染的下游区域推广樟子松和落叶松的种植。 

【文章来源】：自然资源学报. 2020,35(06)北大核心CSSCICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

人工针叶林分区分布概况和样地位置

文献调研获取的验证数据和CENTURY模拟数据的线性拟合结果显示如图2所示：CENTURY模型模拟的SOC、生物量和土壤体积含水量结果和验证数据均有较好的相关性。其中，对SOC的拟合效果最佳，其次为生物量，对土壤体积含水量的拟合效果较差，决定系数（R2）分别为0.73、0.69和0.6。从拟合系数来看，CENTURY模型对生物量和SOC的模拟结果高于验证数据，而对土壤体积含水量的模拟结果则比验证数据低近100%。根据CENTURY模型对SOC、生物量和土壤体积含水量的拟合效果，本文认为CENTURY模型可以拟合不同林龄人工针叶林的土壤养分含量、植被蒸发和植被养分固持、吸收和损失等生态功能的变化和差异。2.2 不同林龄人工针叶林种土壤养分固持能力比较

随着林龄增加，落叶松、油松、侧柏和樟子松四种人工针叶林的土壤养分均呈现出不同幅度的增加，增幅由大到小依次为油松（3.98%）>落叶松（3.37%）>侧柏（2.84%）>樟子松（1.82%）。油松的养分储量最高（8287.67 g/m2），其他依次是侧柏（6419.33 g/m2）、落叶松（4894.63 g/m2）和樟子松（2860.66 g/m2）；中龄林的土壤养分储量由大到小依次是侧柏（10184.8 g/m2）>樟子松（9973.69 g/m2）>落叶松（9767.23 g/m2）>油松（8859.43 g/m2）。由图3a可以看出，SOC决定了SOM总储量的高低顺序。有机N储量增加幅度由大到小的排列顺序，依次是侧柏>落叶松>樟子松>油松（图3b）；四种人工针叶林土壤有机P的增幅排列顺序依次是：落叶松>樟子松>侧柏>油松（图3c）。由此可见，不同的林种对不同土壤养分元素的固持能力不同，樟子松和侧柏在土壤固碳能力优于落叶松和油松，油松在土壤固N方面的能力要优于其他林种，而落叶松中龄林在土壤固P方面的能力最佳。2.3 植被养分生产、消耗与养分损失评估

【参考文献】：
期刊论文
[1]多伦县樟子松人工林生物量及碳储量研究[J]. 刘红梅,吕世杰,刘清泉,刘丽英,王玉芝,章海波.  内蒙古农业大学学报(自然科学版). 2013(03)
[2]CENTURY模型在内蒙古草地生态系统的适用性评价[J]. 陈辰,王靖,潘学标,魏玉蓉,冯利平.  草地学报. 2012(06)
[3]基于CENTURY模型模拟火烧对大兴安岭兴安落叶松林碳动态的影响[J]. 方东明,周广胜,蒋延玲,贾丙瑞,许振柱,隋兴华.  应用生态学报. 2012(09)
[4]基于相容性生物量模型的樟子松林碳密度与碳储量研究[J]. 贾炜玮,李凤日,董利虎,赵鑫.  北京林业大学学报. 2012(01)
[5]不同植被恢复类型对土壤性质和水源涵养功能的影响[J]. 何斌,黄承标,秦武明,刘运华,苏有文,施福军.  水土保持学报. 2009(02)
[6]樟子松林木养分元素含量与分布[J]. 刁淑清,沈海龙,丛健.  东北林业大学学报. 2009(01)
[7]不同林龄油松人工林枯枝落叶层持水性及养分含量[J]. 逯军峰,王辉,曹靖,袁宏波.  浙江林学院学报. 2007(03)
[8]祁连山不同林地类型对土壤理化性质和水源涵养功能的影响[J]. 秦嘉海,金自学,王进,刘金荣,谢晓蓉.  水土保持学报. 2007(01)
[9]水曲柳和落叶松人工林根系分解与养分释放[J]. 张秀娟,吴楚,梅莉,韩有志,王政权.  应用生态学报. 2006(08)
[10]CENTURY模型在农田生态系统中的应用及其参数确定[J]. 高崇升,杨国亭,王建国,张兴义.  农业系统科学与综合研究. 2006(01)

博士论文
[1]基于多模型的森林—草原交错带碳动态模拟研究[D]. 王瑞利.内蒙古农业大学 2017
[2]山西太岳山油松人工林土壤碳特征对林分密度调控响应的研究[D]. 程小琴.北京林业大学 2014
[3]间伐对北京山区侧柏人工林碳动态影响的研究[D]. 梁芳.北京林业大学 2013
[4]北京北部山区不同林龄的油松和侧柏人工林碳库研究[D]. 曹吉鑫.北京林业大学 2011

硕士论文
[1]晋西主要林分因子对土壤有机碳及养分含量影响研究[D]. 王晓佳.北京林业大学 2016
[2]华北落叶松人工林生物量与碳储量的研究[D]. 张田田.北京林业大学 2012
[3]冀北山地天然次生林与人工林典型生态系统服务功能研究[D]. 李倩茹.河北农业大学 2011
[4]北京山区典型森林枯落物层生态功能研究[D]. 徐娟.北京林业大学 2010



本文编号：3261699