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。     

青海高寒区不同密度白桦林枯落物水文效应

目的定量研究青海高寒区不同密度白桦林枯落物的水文效应,为该区白桦林的营造、配置及水文功能管理等提供理论依据。方法于2016年7—8月对青海省大通县宝库林区进行了调查。每种密度白桦林选择3块样地,林龄均为22~24年, 测定了5种密度(225、500、688、900、1 220株/hm2)白桦林的枯落物厚度、蓄积量、最大持水率等指标,并用浸泡法来研究枯落物持水量与浸水时间的关系、吸水速率与浸水时间的关系。结果5种林分密度的枯落物厚度、蓄积量、持水能力有明显差异:(1)5种密度林分(按225、500、688、900、1 220株/hm2排序)枯落物厚度分别为4.51、4.64、5.30、6.10、5.35 cm,枯落物蓄积量分别为11.22、13.54、15.33、17.86、15.86 t/hm2,最大持水率分别为227.91%、214.40%、215.44%、236.81%、221.70%。(2)枯落物最大持水量、有效拦蓄量排序均为900株/hm2>1 220株/hm2>688株/hm2>500株/hm2>225株/hm2。(3)枯落物持水量和浸泡时间的关系与对数函数拟合较好,回归系数R2达0.90以上,吸水速率和浸泡时间的关系与幂函数拟合较好,回归系数R2达0.99以上。结论林分密度在900株/hm2时,枯落物蓄积量、最大持水量、有效拦蓄量均达到最大,枯落物水源涵养作用达到最优。所以从枯落物的水文效应角度来考虑,密度为900株/hm2时,枯落物的水文效应最佳。      

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.     

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。     

林分密度对枯落物层持水特性的影响

【目的】探讨林分密度对枯落物层持水特性的影响。【方法】以燕山山地不同林分密度(650(40年生),1 400(35年生),1 850(38年生)株/hm²)的油松人工林为研究对象,在其下设置标准地,测定枯落物层厚度和蓄积量,并将枯落物带回,采用室内浸泡法测定不同林分密度下枯落物层的持水特性。【结果】3种密度油松人工林枯落物层蓄积量为26.62～49.79 t/hm²;在林龄相差不大的情况下,650,1 400和1 850株/hm²油松人工林枯落物层蓄积量与林分密度呈现正相关关系。油松人工林枯落物层自然含水量随林分密度变化不明显,在50%左右;3种密度林分的饱和持水率无明显的规律性。枯落物层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。枯落物层对降雨的拦蓄能力与其林分密度呈正相关关系。【结论】对于林龄接近、立地条件相似的油松人工林而言,密度越大,其林下枯落物总蓄积量越大,枯落物层对于降雨的拦蓄作用也越强。     

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。     

陕西榆林樟子松人工林土壤及枯落物水文效应

【目的】研究不同密度樟子松人工林土壤及枯落物的水文效应。【方法】以陕西榆林不同密度(550,800,1 250,1 750,2 050,2 250,3 850株/hm2)樟子松人工林为研究对象,在林下设置标准地采集土壤及枯落物,通过室内试验研究不同密度林地土壤物理性质、土壤持水量及枯落物的持水特性。【结果】7种林分密度樟子松人工林中,密度为800株/hm2林地土壤的含水率最大(6.88%),土壤体积质量最小(1.51g/cm3),总孔隙度最大(42.99%),土壤有效持水能力最强(147.55t/hm2)。随着林分密度的增大,林下枯落物总蓄积量不断增加,其值为16.23~27.99t/hm2,枯落物有效拦蓄量表现为3 850株/hm22 250株/hm22 050株/hm21 750株/hm21 250株/hm2800株/hm2550株/hm2,其中以林分密度为3 850株/hm2林地的最强,达45.14t/hm2,是林分密度为800株/hm2林地的1.8倍。不同林分密度下,枯落物持水量与浸泡时间呈对数关系,吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系。【结论】在一定范围内,樟子松人工林分密度越大,枯落物总蓄积量越高,持水能力越强;但其土壤含水率、总孔隙度呈先增大后减小趋势,土壤持水能力先增强后减弱。因此,人工林水文功能的充分发挥应综合考虑土壤含水率、孔隙度等土壤物理性质以及林地枯落物蓄积量等持水特性,从而确定最适种植密度。     

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。     

不同林龄无患子人工林枯落物的持水性

采用枯落物林地调查和浸泡实验法,研究黄山地区不同林龄无患子人工林枯落物层的水文效应,建立枯落物持水量与浸水时间、吸水速率和浸水时间之间的回归关系。结果表明：同一人工林内3个龄级无患子林分枯落物持水特性差异显著,龄级与持水特性间呈多项式回归,第Ⅰ龄级林分枯落物的持水性能最佳,其自然持水量、自然持水率、最大持水量、最大持水率、最大净持水量均最大;不同龄级林分枯落物的吸水量与浸水时间呈现对数函数关系,相关系数 R2为0．9124～0．9194,吸水速率与浸水时间表现为幂函数关系,相关系数 R2为0．9860～0．9875;随着浸水时间的增加其吸水速率越来越低,浸水1 h 时吸水速率最大,达195．25 g／h,浸水2 h 后吸水速率降为109．81 g／h,浸水20 h 后吸水速率降为零。     

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。     

北京西山典型人工林分枯落物层生态水文效应

  目的  为定量评价北京西山森林枯落物层的生态水文效应,从枯落物储量、厚度、持水能力、截留能力等方面量化枯落物层的生态水文过程。  方法  于2020—2021年,选择海拔、坡度、坡向、坡位、林龄、密度等均大致接近的4种典型人工林分（油松、栓皮栎、侧柏、元宝枫）为研究对象。通过野外样地实测以及室内浸泡试验、室内人工模拟降雨试验分析各类型枯落物层的结构及生态水文特征,实现典型人工林分枯落物层生态水文效应的量化表达。  结果  （1）枯落物层储量范围为2.12 ~ 8.27 t/hm2,厚度范围为2.09 ~ 8.69 cm,均表现为栓皮栎枯落物最大,侧柏枯落物最小。（2）各类型枯落物不分层总最大持水量为栓皮栎（21.20 t/hm2）,元宝枫（17.30 t/hm2）,油松（5.32 t/hm2）,侧柏（3.88 t/hm2）。针阔叶枯落物最大持水能力不同且差异显著（P < 0.05）。（3）针叶枯落物最大截留量均值为2.43 mm,阔叶枯落物最大截留量均值为3.25 mm;针叶枯落物最小截留量均值为2.26 mm,阔叶枯落物最小截留量均值为2.99 mm。各类型枯落物层最大截留量和最小截留量均随降雨强度增加而增加,但针阔叶枯落物之间截留能力存在显著差异（P < 0.05）。（4）随着降雨强度的逐步增大,各类型枯落物1 h持水量在相应的最大截留量和最小截留量中所占的比例均逐步减小。  结论  北京西山4种典型人工林分中,栓皮栎林下枯落物层截留能力最大,侧柏最小,阔叶林整体要大于针叶林。因此建议研究区合理优化树种组成和林分结构配置,兼顾防治土壤侵蚀和林分湿润,减少无效蒸腾,从而实现生态水文功能的整体提高。      

宁夏盐池地区3 种林分枯落物层和土壤水文效应

以宁夏盐池县2 种人工林(新疆杨和樟子松)和1 种天然林(花棒)林分为研究对象, 以定量评价其枯落物和 土壤的水文功能为目的,通过标准地调查、土壤物理性质及持水能力测定和入渗实验,对林地枯落物和土壤水分效 应进行研究。结果表明:1)新疆杨林分枯落物储量最大,为7.86 t/hm2 ;樟子松林分最大持水量和有效持水量最高, 为23.73 和18.26 t/hm2 ,相当于2.37 和1.3 mm 的水深。2)樟子松林地土壤具有较好的水源涵养能力,土壤的最 大持水量为349.2 t/hm2 ,相当于34.1 mm 的水深,其有效持水量为85.5 t/hm2 ,是花棒的3.4 倍,相当于8.8 mm 的水深。3)利用幂函数,无论是对枯落物吸水速度与浸泡时间还是对不同降雨条件下土壤入渗速率与入渗时 间进行拟合,均有较高的拟合系数。4)利用Philip 入渗方程对各林地1 m 土壤深度入渗进行拟合,得到了不同林地 土壤的入渗特性指标。      

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。     

间伐和林分类型对森林凋落物储量和土壤持水性能的影响

  目的  探讨间伐和林分类型对森林凋落物储量及土壤持水效能的影响,为提高不同林分类型水源涵养功能提供科学依据。  方法  以浙江省建德市3个小流域的间伐与未间伐杉木Cunninghamia lanceolata林和阔叶林为对象,野外采集凋落物与土壤(0~10、10~30、30~60 cm)样品,测定凋落物的储量、持水率和持水量以及土壤的容重、孔隙度和持水量。  结果  杉木林间伐较未间伐的凋落物储量降低了25.2%(P＜0.05),而凋落物最大持水率和有效拦蓄率分别增加了24.4%和47.1%(P＜0.05);间伐对阔叶林凋落物储量无显著影响,但凋落物最大持水量和有效拦蓄量分别比未间伐的增加了42.5%和42.2%(P＜0.05);凋落物持水性能总体表现为间伐林分高于未间伐林分。间伐显著提高了杉木林10~60 cm土壤非毛管孔隙度和非毛管持水量(P＜0.05);间伐显著增加了阔叶林30~60 cm土层土壤非毛管孔隙度(P＜0.05)及0~10、30~60 cm土层土壤非毛管持水量(P＜0.05);间伐杉木林各土层土壤最大持水量均显著高于间伐阔叶林(P＜0.05),并且间伐杉木林0~60 cm土层土壤最大持水量(3 775.19 t·hm?2)高于其他林分。  结论  间伐显著提高了森林凋落物的持水能力和土壤的持水性能,其中间伐杉木林凋落物及土壤整体的水源涵养功能最强。图3表5参考24     

林分密度对水曲柳人工林碳储量的影响

为了解林分密度对水曲柳人工林碳储量的影响规律,在黑龙江省帽儿山地区,选择不同造林密度(2 200、2 500、4 400、10 000株/hm2)的13年生水曲柳人工林,采用样地调查的方法在每种密度处理各设置3块样地,进行了林分碳储量与乔木层年净固碳量的测定。结果表明:水曲柳林分密度增加,其乔木层、凋落物层、土壤层以及生态系统碳储量均随之增大,而林下植被层碳储量随林分密度的增加而减小。其中不同密度林分的乔木层、林下植被层、土壤层以及生态系统碳储量差异均显著(P＜0.05),而凋落物层在各密度之间差异不显著(P>0.05)。4种密度水曲柳林分碳储量的空间分配均表现为:土壤层>乔木层>凋落物层>林下植被层,土壤层和乔木层碳储量分别占生态系统总碳储量的79.6%~82.4%和14.1%~17.0%,是人工林碳库的主要组成部分。此外,水曲柳人工林乔木层的年净固碳量随林分密度的增加而增大,造林密度为2 200株/hm2林分的年净固碳量明显低于其他密度林分(P＜0.05)。上述结果说明提高造林密度对增加幼龄林分碳储量具有显著作用。      

秦岭林区锐齿栎林水文效应的研究

采用水量平衡定量研究方法,对秦岭林区不同密度锐齿栎林的水文效应进行了系统研究．结果表明,锐齿栎林林冠截持能力占降水的１１．９％～１５．５％,凋落物截持量为４．２～５．８ｍｍ,林地土壤含蓄量为５８．０～６８．８ｍｍ．壤中流是秦岭林区最主要的产流形式,也是评价锐齿栎林水文效应最直观的指标．林冠截持量、凋落物持水量和林地土壤含蓄量随着林分密度和郁闭度的增加而增加,林地壤中流量随林分密度和郁闭度的增加而呈下降趋势．这说明密度大郁闭度高的林分在水源涵养方面有非常显著和独特的作用．     

晋西黄土区退耕还林20年后典型林地的持水能力

为探究晋西黄土区退耕20年后典型林地间持水能力的差异,选取山西省吉县蔡家川流域退耕20年的次生林和油松人工林、刺槐人工林、油松×刺槐人工混交林4种典型林分为研究对象,同时以耕地作为对照,通过外业调查和室内测定,比较分析了该地区退耕林分间林地(枯落物层和土壤层)的最大持水量和有效持水量。结果表明:1)次生林枯落物层的最大持水量和有效持水量为201.20和154.32 t/hm2,分别是人工林的1.35~2.14倍和1.33~2.06倍,人工林之间表现为油松×刺槐人工混交林刺槐人工林油松人工林;2)退耕林地土壤层的最大和有效持水量分别介于5 102~5 563 t/hm2和1 007~1 251 t/hm2之间,均显著高于耕地的4 695和812 t/hm2;典型退耕林地间土壤有效持水量表现为次生林油松×刺槐人工混交林油松人工林刺槐人工林,最大持水量为次生林油松×刺槐人工混交林刺槐人工林油松人工林;3)与退耕引起土壤非毛管孔隙度增加相一致,林地的最大持水量和有效持水量较耕地分别增加了10.7%~22.8%和32.9%~73.1%,表明退耕对林地持水能力的影响在有效持水量方面更突出;4)退耕林分间林地持水能力表现为次生林油松×刺槐人工混交林刺槐人工林油松人工林。林地最大持水量和有效持水量显著高于耕地,这主要源于土壤性质改善引起的土壤层持水能力增强,同时枯落物层的持水功能也发挥了一定作用。总之,退耕20年后林地持水能力显著增强,不同林分间次生林持水能力较好,表明次生林宜作为该地区退耕后植被恢复的主要参考。