白桦纯林和华北落叶松纯林枯落物层的水文效应——以六盘山叠叠沟小流域为例

【目的】通过对宁夏六盘山叠叠沟小流域典型林分类型白桦林和华北落叶松林枯落物水文效应的研究,为深入揭示该区域森林水文效应研究提供科学依据.【方法】采用野外观测和室内浸水相结合的试验方法,得到不同森林类型下枯落物储量、持水率、有效拦蓄量等水文特征指标.【结果】白桦和华北落叶松林枯落物厚度分别为31.3、19.2 cm;枯落物蓄积量分别为10.1、7.76 t/hm~2;二者有效拦蓄量分别为20.85、13.01 t/hm~2.白桦和华北落叶松林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的变化规律基本一致,枯落物持水量与浸水时间存在对数关系为y=alnt+b;而吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系为V=kt~n;枯落物浸水吸水速率在0～2 h内最大,4～10 h内逐渐变缓,12 h后其持水量基本达到最大值.【结论】白桦林枯落物层的持水性能优于华北落叶松林枯落物层的持水性能.     

浑河源头水源涵养林枯落物持水能力研究

浑河作为辽宁省水资源最丰富的内河,是辽宁省大伙房水库的重要水源地。为研究浑河源头水源涵养林枯落物持水能力,选取5个样地(3个覆盖密度不同的红松林地、落叶松林地、混交林地)作为研究对象,采用室内浸水法研究枯落物持水量及吸水过程。结果表明:5个样地中红松3个样地的枯落物厚度、蓄积量均表现出高密度红松林中密度红松林低密度红松林,枯落物厚度为4.00～8.33cm,总蓄积量为12.92～41.46t·hm~(-2);各林分样地枯落物总蓄积量大小依次为落叶松(41.46t·hm~(-2))高密度红松林(30.24t·hm~(-2))中密度红松林(22.57t·hm~(-2))混交林(22.53t·hm~(-2))低密度红松林(12.92t·hm~(-2)),落叶松枯落物层蓄积量显著大于低密度红松枯落物层蓄积量(p0.05);各林分枯落物的最大持水率排序是高密度红松林(517.33%)中密度红松林(488.81%)混交林(488.14%)低密度红松林(391.66%)落叶松(360.62%),高密度红松林枯落物最大持水率显著大于落叶松枯落物最大持水率(p0.05);各林分枯落物层最大持水量大小为落叶松(73.63t·hm~(-2))高密度红松林(71.63t·hm~(-2))中密度红松林(54.29t·hm~(-2))混交林(54.25t·hm~(-2))低密度红松林(25.06t·hm~(-2));枯落物未分解层和分解层有效拦蓄率范围分别为98.1%～219.9%、48.3%～168.7%,其有效拦蓄水量范围分别为4.68～55.12t·hm~(-2)和3.69～12.84t·hm~(-2)。5个样地的枯落物最大持水量为1597.34～3351.33g·kg~(-1),有效拦蓄量为14.07～67.96t·hm~(-2),以落叶松林地最大,说明落叶松林地枯落物涵养水源的能力强于其余4种样地枯落物;枯落物在0～1h吸水速率达到峰值,1～4h吸水速率迅速下降,随后趋于稳定。     

文峪河中游主要森林类型水文效应比较研究

通过对山西文峪河中游三道川林场油松天然林、油松封育林、山杨天然林、白桦天然林、灌木林、华北落叶松人工林等6种主要森林类型枯落物层和土壤层的野外调查与室内实验,比较分析了6种林分的枯落物层和土壤层水文效应,并就6类水源涵养林水文效应影响因素进行了分析。研究表明:(1)针叶林枯落物层持水能力较阔叶林和灌木林强,人工林枯落物层持水能力较天然林强;(2)各林分土壤最大持水量从大到小的顺序为:华北落叶松人工林灌木林山杨天然林白桦天然林油松天然林油松封山育林;(3)白桦和山杨天然林土壤持水特性指标在各层之间差异表现显著,而其他林分各土壤层之间并没有表现出较大的差异;(4)6种林分类型枯落物及土壤的水文效应表现为:华北落叶松人工林最大,其次为灌木林,山杨天然林,白桦天然林和油松天然林,而油松封山育林最小。(5)处于不同演替时期的林分枯落物层和土壤层具有不同的水文效应不同,营造演替中期的混交林群落将有助于提高林分的水文效应。     

关帝山3种典型针叶林枯落物及林地土壤持水能力研究

通过野外选定标准地、采集样本和室内测试各项指标等手段,对关帝山3种典型针叶林枯落物蓄积量及其持水能力以及林地土壤的物理性质及其持水能力进行了测定。结果表明,3种典型针叶林的枯落物蓄积量为14.56~21.57 t/hm2;不同枯落物的最大持水率存在较大差异,华北落叶松最大,云杉次之,油松最小;受枯落物总蓄积量的影响,云杉的最大持水量最大(66.33 t/hm2),华北落叶松次之(61.98 t/hm2),油松最小(38.06 t/hm2);3种林分有效拦蓄量大小顺序为:云杉华北落叶松油松;林地土壤作为持水能力最大的一个系统,对水源涵养起到不可替代的作用,3种林地土壤的持水能力与其土层厚度、容重和孔隙度等关系密切,土壤剖面最大持水量大小顺序为:云杉华北落叶松油松。     

塞罕坝地区几种林下枯落物持水特性研究

本文对河北省塞罕坝地区4种不同林分下枯落物的储量、持水量、吸水速率进行了研究.结果表明:华北落叶松人工林枯落物储量最大(63.42 t·hm-2),其次为桦树林(32.63 t·hm-2)、云杉林(28.25 t·hm-2)、柞树林最小(17.66 t·hm-2).4种林分枯落物最大持水量均是半分解层大于未分解层,未分解层最大持水量是其风干重的161%倍～380%倍,半分解层是其风干重的241%倍～386%倍;未分解层最大持水量的顺序为华北落叶松人工林>桦树林>柞树林>云杉林,半分解层为华北落叶松人工林>柞树林>桦树林>云杉林.各林分不同层次枯落物持水量与浸水时间按对数方程W=alnt+b增加,吸水速率与浸水时间按幂函数S=ktn递减,表现为0 h～1/2 h吸水速率较快,2 h～4 h之后吸水速率明显减慢趋干平缓,另外还反映出半分解层枯落物吸水更为持久的特性.     

滇中磨盘山几种典型林分枯落物及土壤的持水特性

采用室内浸水法和环刀法分析滇中磨盘山4种典型林分枯落物及土壤持水特性,为研究该地区水土保育提供依据。4种林分枯落物层的总蓄积量为3.22～8.98 t/hm~2,大小依次为华山松针叶林云南松+木荷混交林高山栲常绿阔叶林高山矮栎林。各林分枯落物持水量、吸水速率随浸水时间分别呈Q=a+blnt、v=kt~n的方程关系。4种林分枯落物的最大持水量为7.92～20.77 t/hm~2,有效拦蓄量为4.46～12.85 t/hm~2,均呈现出华山松针叶林云南松+木荷混交林高山栲常绿阔叶林高山矮栎林,表明4种林分枯落物层华山松针叶林持水性能最强。在0～40 cm的土层,土壤容重均值最大为华山松针叶林(0.84 g/cm~3),最小的是高山栲常绿阔叶林(0.51 g/cm~3)。非毛管孔隙度均值最大的是高山栲常绿阔叶林(16.97%),最小的是云南松+木荷混交林(8.69%)。土壤最大持水量均值为586.60～777.13 t/hm~2,有效持水量均值为109.33～207.25 t/hm~2,4种林分土壤层持水性能表现为高山栲常绿阔叶林高山矮栎林华山松针叶林云南松+木荷混交林。比较了滇中磨盘山4种林地枯落物层和土壤层的持水特征,发现枯落物层的持水量远低于土壤层。因此,高山栲常绿阔叶林持水性能最好。     

燕山山地典型森林枯落物持水特性

【目的】探讨不同森林类型枯落物持水特性的差异。【方法】以燕山山地典型天然次生林、华北落叶松人工林和油松人工林作为研究对象,在林下设置标准地,测定枯落物厚度和蓄积量,通过室内浸泡法测定持水特性。【结果】枯落物有效拦蓄量、最大拦蓄量和蓄积量的顺序一致:华北落叶松人工林>典型天然次生林>油松人工林;自然含水量和饱和持水率:典型天然次生林>华北落叶松人工林>油松人工林;枯落物持水量与浸水时间呈对数关系,吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。【结论】森林枯落物层发挥水文功能由持水能力与蓄积量共同决定,在森林经营过程中应充分考虑到包括树种组成和搭配、林分密度等诸因子的影响。     

华北落叶松不同密度人工林枯落物持水特征

为研究华北落叶松人工林枯落物持水特征,以关帝山华北落叶松人工林为研究对象,采用样地调查和室内试验相结合手段,对6块不同林分密度人工林样地的枯落物水文特征进行研究,结果表明：林分密度越大,半分解枯落物层持水量越大,未分解枯落物层持水量越小；同时,未分解层枯落物拦蓄量越小,半分解层枯落物拦蓄量越大。林分密度显著影响未分解层和半分解层枯落物水文特征,研究结果可为后期华北落叶松人工林枯落物管理措施的制定提供依据。     

不同密度华北落叶松人工林枯落物持水特征分析

为研究华北落叶松人工林枯落物持水特征，以关帝山庞泉沟国家级自然保护区华北落叶松人工林为研究对象，采用样地调查和室内试验相结合的方法，对6块不同林分密度人工林样地的枯落物持水特征进行研究。结果表明：林分密度越大，半分解层枯落物持水量越大，未分解层枯落物持水量越小；未分解层枯落物拦蓄量越小，半分解层枯落物拦蓄量越大；林分密度显著影响未分解层和半分解层枯落物持水特征。研究结果可为后期华北落叶松人工林枯落物管理措施的制定提供依据。     

3种人工林枯落物持水性能及土壤水文效应的研究

对甘肃省水土保持科学研究所科技示范园区内3种人工林枯落物持水性能和土壤水文效应进行了研究。结果表明:①枯落物蓄积量变动范围为12.35~30.62 t/hm~2,侧柏纯林最大;枯落物层厚度范围为3.9~4.4cm,加拿大杨纯林最大;最大持水量变动范围为60.04~82.12 t/hm~2,大小顺序依次为加拿大杨林(82.12 t/hm~2)白蜡林(63.38t/hm~2)侧柏林(60.04 t/hm~2);最大持水率的大小顺序表现为加拿大杨林(245.60%)侧柏林(238.23%)蜡林(188.35%);枯落物有效拦蓄量与最大拦蓄量变化规律一致,表现为侧柏纯林最大(54.54 t/hm~2),加拿大杨纯林最小为14.66 t/hm~2。②持水量与浸泡时间呈对数关系,即W=a ln(t)+b,相关系数R~2均大于0.9,模型拟合较为理想。③加拿大杨纯林持水能力最强,对土壤的水源涵养作用更明显;侧柏纯林土壤贮水能力强,更有助于截留降雨和减少雨滴击溅侵蚀。     

北京西山不同林分枯落物层持水特性研究

该文对北京西山4种不同林分林下枯落物层的储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明:①元宝枫枯落物储量最大(14.07t/hm2),其次为栓皮栎(11.80t/hm2)、油松(10.66t/hm2),侧柏储量最小(6.90t/hm2)。②枯落物持水量的排序为元宝枫>栓皮栎>油松>侧柏;各林分枯落物最大持水量为元宝枫3.77mm、栓皮栎3.03mm、油松2.20mm、侧柏1.27mm。③枯落物最大持水率在184.74%～267.57%之间,排序为元宝枫>栓皮栎>油松>侧柏,其中元宝枫的持水能力最强而侧柏的持水能力最弱。④4种林分不同层次枯落物持水量随着浸水时间的增加按照对数方程W=alnt+b增加。⑤各林分不同层次枯落物吸水速率与浸水时间之间的关系式为S=a+bt-1;在0～2h内吸水速率较快,在8h左右吸水速率明显减缓。     

宁夏六盘山不同密度华北落叶松人工林枯落物水文效应

为了探讨不同保留密度的华北落叶松人工林枯落物水文作用,于2015年5月在宁夏六盘山选择了15个已间伐时间8年的中龄(31年)华北落叶松人工纯林样地,测量了各样地内枯落物的蓄积量、厚度,并用室内浸泡法对枯落物的持水量和吸水速率进行测定。研究表明:枯落物层的厚度、蓄积量、持水能力在不同林分密度中均存在较大差异。按林分密度由小到大排列(800、1 000、1 200、1 600、1 800 株/hm2),枯落物蓄积量分别为12.53、14.91、17.67、19.71、18.42 t/hm2,密度1 600 株/hm2的林分枯落物厚度和蓄积量最大;枯落物最大持水率分别为176.78%,171.89%,182.52%,184.58%,169.60%,最大持水量分别为22.15、25.63、32.25、36.38、31.24 t/hm2,密度1 600 株/hm2的林分枯落物最大持水率和最大持水量最高;各密度枯落物持水量与浸水时间均呈明显的对数函数关系(R20.89),吸水速率与浸水时间呈明显的幂函数关系(R20.88);各密度林分枯落物的有效拦蓄量在12.50~21.33 t/hm2之间,密度1 600株/hm2的枯落物拦蓄能力最强。结果表明:在本文研究的华北落叶松人工林生长情况和林龄条件下,林分密度为1 600 株/hm2左右时枯落物水文功能最强,但不能低于1 200 株/hm2,以避免枯落物水文功能的急剧降低。结合本地区华北落叶松中龄人工林的密度对其他生态服务功能影响的研究结果,建议林分合理密度为1 200~1 600 株/hm2。      

官司河流域7种林分枯落物及土壤层水文效应1）

为定量评估森林水源涵养能力,结合野外采样和浸水试验对官司河流域7种林分枯落物及土壤层水文效应进行比较。结果表明：林分枯落物蓄积量范围为4．49～13．19 t· hm－2,其中马尾松纯林最大,麻栎纯林最小;各林分枯落物最大持水深和有效拦蓄量均表现为未分解层大于半分解层,且纯竹林最大,分别为2．87 mm和9．77 t· hm－2。枯落物层持水量和吸水速率与浸水时间均显著。各林分0～30 cm土壤总孔隙度变化范围为37．1％～54．3％,竹林和松栎混交林的表层土壤有效持水量最大,分别为256．52、44．5 t· hm－2。纯竹林、松栎混交林持水效果较好,可作为水源涵养林得以推广。     

桂西北5种退耕还林林分枯落物的持水特性

[目的]为桂西北石漠化地区退耕还林生态建设提供一定的理论依据。[方法]对桂西北5种退耕林分枯落物蓄积量与持水特性进行研究。[结果]5种林分林下枯落物总蓄积量大小依次为尾叶桉(11.59 t/hm~2)、任豆(7.99 t/hm~2)、核桃(7.71 t/hm~2)、板栗(7.14 t/hm~2)、香椿(3.70 t/hm~2);5种不同林分各分解层枯落物持水能力表现基本一致,从大到小均为香椿、板栗、任豆、尾叶桉、核桃,半分解层枯落物持水量大于未分解层;不同林分林下枯落物持水量随着时间增加而增加,半分解层在浸泡2 h有较快上升,未分解层在浸泡4 h明显上升,之后进入平稳阶段;不同林分枯落物吸水速率随着时间增加而减小,枯落物半分解层与未分解层吸水速率在浸泡2 h内最快,2~8 h逐渐变小,8 h之后明显减缓;不同林分林下枯落物的有效拦蓄量大小为尾叶桉(36.89 t/hm~2)、板栗(26.65 t/hm~2)、任豆(23.19 t/hm~2)、香椿(16.64 t/hm~2)、核桃(15.36 t/hm~2)。[结论]尾叶桉具有较大蓄积量和有效拦蓄量,今后在以涵养水源与水土保持为目标的森林经营中,可适当增加该树种的种植。     

北京山区4 种典型林分枯落物持水 特性的定量分析

以北京山区4种典型林分为研究对象,测定各林分枯落物的蓄积量,并采用室内浸泡法对枯落物持水过程进行分析,结果表明:(1)林分枯落物厚度及蓄积量均表现为栓皮栎林侧柏林油松林刺槐林,其中半分解层蓄积量占80%以上;(2)最大持水量变化范围为9~77 t/hm~2,有效持水量变化范围为6~53 t/hm~2;(3)枯落物持水过程表现为"迅速吸水-缓慢吸水-逐渐饱和",相同持水时间下,4种林分的未分解层枯落物持水量大小为刺槐栓皮栎侧柏、油松,半分解层枯落物持水量大小为栓皮栎油松侧柏刺槐;(4)枯落物吸水速率随浸水时间的增加而减小,两者呈一定的幂函数关系(V=ktn)。     

北京山地7种人工纯林枯落物及土壤水文效应

本文对北京市八达岭石佛寺浅石山区7种典型人工纯林枯落物层和土壤层水文效应进行了初步研究。结果表明:枯落物总储量变化范围在9.47 t·hm-2~20.82 t·hm-2之间,最大持水量的变化范围为15.96 t·hm-2~51.97 t·hm-2,核桃楸纯林有效拦蓄能力最强,为40.48t·hm-2,有效拦蓄能力在12.35 t·hm-2~40.48 t·hm-2之间;枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系,R>0.91,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系,R>0.97;土壤容重均值变化范围为0.91 g·cm-3~1.24g·cm-3,总孔隙度的变动范围为39.39%~58.94%;土壤层有效持水能力山杨纯林最强,为86.03 t·hm-2,华山松纯林持水能力最弱,为22.23 t·hm-2,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,R>0.91。由此可知,核桃楸纯林水源涵养能力最强。     

大兴安岭不同类型低质林土壤和枯落物的水文性能

以大兴安岭地区阔叶混交低质林、蒙古栎低质林、白桦低质林为研究对象,运用描述性统计和差异性分析对其土壤层和枯落物层的水文效应进行比较分析,以期对低质林水源涵养功能深入了解。结果表明:3种类型的土壤含水率、土壤密度、土壤毛管孔隙度范围分别为0.86%~0.90%、0.41~0.53 g·cm-3、60.17%~68.16%,各类型间差异不显著。蒙古栎低质林土壤密度最低,毛管孔隙度和总孔隙度最高。3种类型的枯落物总蓄积量范围为8.87~15.18 t·hm~(-2),枯落物总蓄积量由大到小表现为阔叶混交低质林、蒙古栎低质林、白桦低质林,各类型间差异显著。3种类型低质林的自然持水率、最大持水率、有效拦蓄率范围分别为13.26%~19.53%、248.95%~401.97%、192.07%~323.88%,蒙古栎低质林最大持水率和有效拦蓄率高于其他2种类型,各类型间差异不显著。枯落物最大持水量、有效拦蓄量范围分别为11.4~28.15、9.00~22.26 t·hm~(-2),其中白桦低质林的均低于其他2种类型,各类型间差异显著。综合分析表明:蒙古栎低质林土壤水文效应优于其余2种类型,白桦低质林枯落物水文性能明显低于阔叶混交低质林和蒙古栎低质林。     

天宝岩不同类型长苞铁杉林枯落物持水特性

为了解长苞铁杉林枯落物的持水特性以及水文变化过程,进一步揭示长苞铁杉林幼苗天然更新困难的内在机制,以天宝岩国家级自然保护区4种类型长苞铁杉林为对象,对其枯落物层持水特性进行研究.结果表明:(1)4种类型长苞铁杉林枯落物层平均厚度在19~34 mm,枯落物蓄积量为10.22~24.98 t·hm~(-2),枯落物蓄积量以长苞铁杉和猴头杜鹃为建群种的类型Ⅰ最大;(2)枯落物最大持水率为149.94%~223.47%,最大持水量为11.91~34.42 t·hm~(-2),最大拦蓄量为15.32~48.84 t·hm~(-2),有效拦蓄量为8.38~18.43 t·hm~(-2);(3)不同林分类型枯落物持水量与浸泡时间以及吸水速率与浸泡时间的动态变化规律基本一致,枯落物浸泡6 h后,其持水量基本达到最大值,吸水速率明显减缓;(4)枯落物的持水量与浸泡时间呈明显的对数关系(R20.96),吸水速率与浸泡时间呈明显的幂函数关系(R20.99).     

华北山石区落桦混交林枯落物与土壤层持水能力研究

为了更好地监测和评价森林持水能力,对华北山石区落桦混交林的枯落物层与土壤层持水能力进行研究。结果表明:落桦混交林中枯落物生物量、最大持水量、最大持水率、吸水速率和有效拦蓄量都是半分解层大于未分解层,其中半分解层的最大持水量是未分解层的1.36倍,半分解层的最大持水率为未分解层的1.1倍,半分解层的有效拦蓄量是未分解层的1.36倍。落桦混交林的土壤层持水能力为290.3t·hm~(-2),其土壤的初渗速率为23.6 mm·min~(-1),稳渗速率为3.3 mm·min~(-1),土壤渗透性与入渗时间的拟合方程为f=26.666t~(-1.036),相关系数为0.970。     

六盘山主要森林类型枯落物的水文功能

为了定量评价森林枯落物的水文功能,该文通过浸水法和野外观测,调查了宁夏六盘山主要森林类型的枯落物蓄积量,研究了持水能力与过程, 并对辽东栎与少脉椴混交林分的枯落物进行了截留及蒸发研究。结果表明:六盘山主要森林类型的枯落物蓄积量达4.87～30.86 t/hm2,其中针叶林阔叶林灌丛; 各植被类型的最大持水率相差较大,一般介于177.68%～387.42%,不同植被类型枯落物层的最大持水量为0.9～7.6 mm,最大拦蓄量为0.36～4.96 mm,有效拦蓄量为0.23～3.82 mm,均表现为针叶林阔叶林灌丛。浸水实验表明:枯落物的持水量随浸泡时间的增加呈对数曲线增长,吸水速率与浸泡时间呈反函数关系。2005年6月19日—7月26日,辽东栎与少脉椴混交林枯落物层的截留量占同期降水的比率为1.98%,平均日蒸发速率为（0.12±0.058） mm,占林分总蒸散量的8.28%;枯落物层的蒸发速率随含水率增加呈S形曲线增长。