不同林分枯落物层的水文生态功能

分析了八达岭林场4种林分枯落物层的蓄积量、持水能力、阻滞径流速度和减流减沙的效应。结果表明:①油松的总蓄积量为29 20t/hm2,最大持水量为61 36t/hm2,有效拦蓄量为19 38t/hm2;侧柏总蓄积量为4 62t/hm2,最大持水量为57 84t/hm2,有效拦蓄量为16 58t/hm2;元宝枫总蓄积量为17 76t/hm2,最大持水量为30 92t/hm2,有效拦蓄量为71 73t/hm2;刺槐总蓄积量为10 26t/hm2,最大持水量为43 12t/hm2,有效拦蓄量为24 63t/hm2;在这4种林分枯落物中,元宝枫的有效拦蓄量为最大,相当于7 17mm的降雨。②4种枯落物未分解层和半分解层持水量与浸水时间的关系为:W=Aln(t) B,未分解层持水量均大于半分解层持水量,吸水速度同浸水时间的关系式为V=ktn,在0～2h之间,枯落物未分解层和半分解层吸水速率较快,在4～6h后下降速率逐渐减缓。③随坡度增加,枯落物阻滞径流速率、减沙减流的效果更加明显,元宝枫在此效应中表现最佳。     

太行山典型区域不同林分类型枯落物水文效应

采用样地调查和室内浸泡法,对河北易县洪崖山自然保护区葫芦峪林场6种不同林分类型枯落物的水文效应进行研究。结果表明:6种林分类型枯落物的蓄积量范围为5.25～15.70 t/hm~2,蓄积量总体为阔叶林刺槐最大,针阔混交林次之,针叶林最小,各林分半分解层蓄积量总体大于未分解层(油松纯林、黑枣和油松混交林未分解层大于半分解层);最大持水量范围为10.55～25.04 t/hm~2,阔叶林栓皮栎(25.04 t/hm~2)最大,刺槐纯林(23.66 t/hm~2)次之,针叶林油松(10.55 t/hm~2)最小;最大持水率范围是171.19%～260.20%,针叶林油松最大,侧柏最小;有效拦蓄量范围为6.25～17.60 t/hm~2,阔叶林栓皮栎(17.60 t/hm~2)最大,刺槐纯林次之(17.30 t/hm~2),针叶林侧柏(6.25 t/hm~2)最小;有效拦蓄率略有不同,针叶林油松最大,其值为180.29%,阔叶林栓皮栎(162.98%)次之,针阔混交林黑枣和油松最小,其值为77.22%。综合研究分析表明,栓皮栎和刺槐的枯落物层持水能力较佳,该地区栓皮栎林和刺槐林枯落物层水源涵养能力优于其他4种林分类型的枯落物。     

北京十三陵不同林分枯落物层和土壤层水文效应研究

对北京十三陵林场4种林分枯落物层及土壤层进行了初步研究.结果表明:①侧柏林枯落物的总蓄积量为3.67 t/hm2,最大持水量为8.54 t/hm2.有效拦蓄量为9.83 t/hm2;油松林枯落物的总蓄积量为12.44 t/hm2,最大持水量为20.45 t/hm2.有效拦蓄量为26.75 t/hm2;黄栌林枯落物的总蓄积量为12.29 t/hm2,最大持水量为21.81 t/hm2,有效拦蓄量为26.67 t/hm2;黄栌、油松混交林枯落物的总蓄积量为13.27 t/hm2,最大持水量为21.10 t/hm2,有效拦蓄量为27.29 t/hm2;②未分解层枯落物10 h基本达到饱和.半分解层在8 h已经达到饱和,持水量与浸泡时间的关系为Q=aln(t)+6;枯落物在浸水的0.5 h内吸水速率最大,4 h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间的关系为V=ktn.③油松林土壤层持水能力最强,为206.9 t/hm22,黄栌、油松林土壤层的持水能力最差,为130.2 t/hm2,并利用幂函数对入渗速率和入渗时间进行拟合.     

北京百花山森林枯落物层和土壤层水文效应研究

对百花山4种林分枯落物层和土壤层的水文效应进行了初步研究。结果表明:1核桃楸林枯落物的总蓄积量为9.99 t/hm2,最大持水量为27.72 t/hm2,有效拦蓄量为29.55 t/hm2;华北落叶松林枯落物的总蓄积量为10.27 t/hm2,最大持水量为12.84 t/hm2,有效拦蓄量为13.53 t/hm2;黑桦林枯落物的总蓄积量为7.04 t/hm2,最大持水量为19.01 t/hm2,有效拦蓄量为19.18 t/hm2;辽东栎林枯落物的总蓄积量为8.22 t/hm2,最大持水量为14.72 t/hm2,有效拦蓄量为18.33 t/hm2。2半分解层枯落物浸泡8 h已基本达到饱和,而未分解层10 h基本达到饱和,持水量与浸泡时间的关系为Q=aln(t) b;枯落物在浸水的前半小时内吸水速率最大,4 h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间的关系为V=ktn。3辽东栎林土壤层持水能力最强,为266.22 t/hm2,黑桦林土壤的持水能力最差,为219.39 t/hm2,利用幂函数对入渗速率与入渗时间进行拟合,其相关系数均在0.98以上。     

丹江口湖北库区不同林分类型枯落物储量及持水性能

对丹江口湖北库区马尾松林、柏木林、松柏混交林、针阔混交林、栎类林5种主要林分类型的枯落物储量、持水量、吸水速率进行研究。结果表明:不同林分类型枯落物现存量具有一定的差异,松柏混交林枯落物储量最大(29.26t/hm2),其次为马尾松林(24.49t/hm2)、针阔混交林(21.93t/hm2)、栎类林(6.56t/hm2),以柏木林枯落物储量最小(9.47t/hm2)。各林分不同层次持水量、吸水速率与浸水时间之间的动态变化规律基本相似,随着浸泡时间的增加,枯落物吸水速率具有差异,0～1h枯落物吸水最快,1～2h逐渐减缓,而到了2～10h枯落物吸水基本饱和,逐渐趋向于0。拟合回归发现,枯落物持水量与浸泡时间按指数方程Q=aln t+b增加,吸水速率与浸泡时间按幂函数V=ktn递减。同时,最大持水量均是半分解层>已分解层>未分解层,而吸水速率则是针叶林分半分解层>已分解层>未分解层,阔叶林为已分解层>半分解层>未分解层。     

云南高原金沙江流域森林枯落物层和土壤层水文效应研究

以金沙江流域4种典型纯林为对象,对枯落物层和土壤层的水文效应进行初步研究.结果表明:①枯落物层总蓄积量为4.24～14.10 t/hm2;最大持水量为11.49～41.02 t/hm2;有效拦蓄量为9.92～41.71t/hm2;4种林分枯落物层的水文功能排序为银荆林＞云南松林＞桤木林＞滇杨林.②半分解层枯落物浸泡8h已基本达到饱和,而未分解层10 h基本达到饱和,持水量与浸泡时间呈明显对数关系;枯落物在浸水的0.5h内吸水速率最大,2h后速率明显减缓.枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系.③土壤层容重的变化范围为1.04～1.33 g/cm3;总孔隙度变动范围为45.08％～55.28％;土壤有效持水量为201.65～246.40 t/hm2;4种林分土壤层的水文功能排序为滇杨林＞银荆林＞云南松林＞桤木林;利用幂函数对入渗速率与入渗时间进行拟合,R2＞0.96.     

飞播马尾松林不同林下植被类型枯落物及土壤水文效应

为探明飞播马尾松林不同林下植被类型对枯落物及土壤水文效应的影响,按林下植被优势(分芒萁类、禾本类及灌木类3种类型)设置典型样地,对其枯落物持水性能及土壤蓄水能力进行比较分析.结果表明:3种类型的枯落物现存总蓄积量为0.65 ～3.57t/hm2;其中,灌木类总蓄积量＞芒萁类＞禾本类.3种类型枯落物自然含水率、最大持水率、最大拦蓄率及有效拦蓄率范围分别为15.50％～29.74％、167.70％～218.25％、139.00％ ～199.66％和113.85％ ～167.39％;枯落物自然含水量、最大持水量、最大拦蓄量及有效拦蓄量均表现为灌木类＞芒萁类＞禾本类,除半分解层自然含水量以外,其他持水量指标均表现为灌木类显著高于其他2种类型.0 ～ 20 cm土层的饱和蓄水量、非毛管持水总量以及毛管持水总量均以芒萁类最高,分别为865.95、138.96和726.99 t/hm2;其中,芒萁类在0～20 cm土层,非毛管持水总量显著高于其他2种类型,而0～ 10 cm土层饱和蓄水量显著高于禾本类.综合分析表明:灌木类枯落物的水文效应显著高于禾本类和芒萁类,而芒萁类土壤层水文效应明显优于灌木类和禾本类,这是由于土壤层饱和蓄水量及有效蓄水量分别占林地表层(枯落物层和0 ～ 20 cm土壤层)的99％和94％以上,总体上芒萁类林地表层水文效应明显优于灌木类和禾本类.     

大兴安岭重度火烧迹地植被恢复过程中枯落物持水特征

以大兴安岭重度火烧迹地不同恢复年限落叶松(Larix gmelinii)人工林为研究对象,对植被恢复过程中枯落物蓄积量及其持水特性进行比较研究。结果表明:(1)重度火烧迹地经过植被恢复枯落物厚度和蓄积量增加,恢复24a枯落物厚度和蓄积量均最高,分别为3.42cm和6.04t/hm2。(2)植被恢复过程中枯落物层最大持水率为357.22%~576.41%,最大持水量为13.27~30.23t/hm2,有效拦蓄深为0.53~1.45mm。枯落物半分解与分解层最大持水量和有效拦蓄深均高于未分解层。在植被恢复过程中,枯落物最大持水量和有效拦蓄深均表现出逐渐增大的趋势。(3)枯落物浸水4h时,持水量均超过其最大值的80%,浸水14h后吸水基本达到饱和。枯落物持水量(W)和吸水速率(V)与浸水时间(t)可用W=kln t+p和V=ktn方程拟合,拟合结果极显著。     

塔里木河上游不同森林类型枯落物的持水特性

对塔里木河上游4种森林类型(灰胡杨杜梨混交林、灰胡杨林、胡杨林、柽柳灌木林)林下枯落物蓄积量调查分析和持水特性进行研究。结果表明:(1)不同森林类型林下枯落物半分解层蓄积量、最大持水量、最大拦蓄量、有效拦蓄量与有效拦蓄深均大于未分解层。(2)枯落物总蓄积量、最大持水量、最大拦蓄量、有效拦蓄量与有效拦蓄深大小顺序为灰胡杨林柽柳林胡杨林混交林,灰胡杨林各指标分别为5.45t/hm2,7.83t/hm2,10.63t/hm2,8.73t/hm2,0.87mm,其持水蓄水能力最强。(3)不同森林类型林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的动态变化规律基本相似。枯落物持水量随浸泡时间延长而增长,在水中浸泡16h时,其持水量基本达到最大值;未分解层和半分解层吸水速率在0.5h最快,随时间延长吸水速率逐渐减缓,10h后明显减缓,未分解层和半分解层吸水速率基本趋向一致。在枯落物持水作用较强的前2h内,吸水速率最快的为柽柳林,其次为灰胡杨林。(4)未分解层和半分解层持水率同浸泡时间呈显著对数关系(Y=aln t+b),吸水速率与浸泡时间呈显著幂函数关系(V=ktn)。综上所述,塔里木荒漠区灰胡杨林表现出较好的水土保持与涵养水源能力,建议在今后森林经营中选择灰胡杨为造林树种,并采取适当的森林健康调节措施,以充分发挥森林的水源涵养功能。     

元阳梯田水源区优势树种枯落物水文特性

对元阳梯田水源区优势树种枯落物水文特性的研究,有利于进一步揭示森林的水源涵养功能。通过野外调查采样与室内试验分析,对元阳梯田优势树种枯落物储量、持水能力、拦蓄能力以及持水过程进行了研究。结果表明:枯落物总储量为6.06～8.2 t/hm²,半分解层的枯落物储量绝大多数要大于未分解层;枯落物总厚度为6.1～8.8 cm,半分解层厚度大于未分解层;枯落物半分解层自然含水率要明显高于未分解层;枯落物半分解层最大持水量要大于未分解层最大持水量,但是优势不明显,总枯落物层最大持水率为132.1%～247.3%;枯落物总的有效拦蓄量为2.07～8.01 t/hm²,其中未分解层的有效拦蓄量要大于半分解层;枯落物层持水量与吸水速率随时间变化过程中,在0～2 h时间段内变化较大,浸水8 h后,持水量与吸水速率两者的变化曲线均比较平缓,变化幅度较小;枯落物层持水量与浸水时间存在显著的对数关系,枯落物吸水速率与时间存在显著的幂函数关系。     

大兴安岭岭南几种主要森林类型土壤水文功能研究

通过对大兴安岭岭南5种主要森林类型枯落物和土壤持水性能进行的研究,结果表明：森林枯落物累积量为12.35～48.46 t/hm^2,针叶林的枯落物累积量明显高于阔叶林,各林分枯落物半分解层的累积量为未分解层的1.3倍以上;最大持水率变化范围565.66%～676.36%,平均值617.13%;最大持水量变化范围为92.70～319.96t/hm^2,平均值为193.68 t/hm^2,草类-落叶松林最大,杜鹃-白桦林最小,半分解层的最大持水量为未分解层的1.3～6.1倍。针叶林最大持水量大于针阔混交林,阔叶林最小;各林型的最大拦蓄率为416.55%～545.61%,平均值为454.12%;各林型的最大拦蓄量为71.5～200.27 t/hm^2,林型间平均值为125.97 t/hm^2;各林型的有效拦蓄率变化范围为327.28%～418.99%,林型间平均值为356.52%,有效拦蓄量变化范围为57.60～152.27 t/hm^2,林型间平均值为96.91 t/hm^2;土壤的总孔隙度和毛管孔隙度具有相同的排列顺序,非毛管孔隙度以杜鹃-白桦林最大（14.52%）,草类-落叶松林较小（7.09%）,蒙古栎林的毛管持水量和最大持水量都最大,分别达到了5682.60t/hm^2和7162.80 t/hm^2,草类-落叶松林最低,只有2683.60 t/hm^2和3817.00 t/hm^2。     

冀北山区三种典型森林类型枯落物水文效应研究

枯落物层在森林生态功能中具有十分重要的作用。在冀北山区北沟林场搜集了3种典型森林群落枯落物,研究其储量和持水特性。结果表明：3种林分类型枯落物半分解层的储量均大于未分解层;枯落物最大持水量总和为：油松蒙古栎混交林（155.31t/hm2）〉山杨桦树混交林（105.62t/hm2）〉落叶松桦树混交林（88.17t/hm2）;枯落物有效拦蓄量半分解层均大于未分解层,排序为：油松蒙古栎混交林（128.15t/hm2）〉山杨桦树混交林（82.27t/hm2）〉落叶松桦树混交林（69.22t/hm2）;总的有效持水量为：油松蒙古栎混交林（132.01t/hm2）〉山杨桦树混交林（89.39t/hm2）〉落叶松桦树混交林（74.95t/hm2）;枯落物各层持水量与浸泡时间呈很好的对数关系。总之,油松蒙古栎混交林保持水土效果最佳。     

不同龄组兴安落叶松林枯落物的水文效应

[目的]分析大兴安岭地区不同龄组兴安岭落叶松林枯落物蓄积量持水特性,为该地区森林水文效应研究提供理论基础和重要依据。[方法]选择不同龄组兴安落叶松天然林为研究对象,通过设置标准样地测定枯落物蓄积量,并采用浸水法测定枯落物持水特性,分析不同龄组兴安落叶松天然林枯落物水文效应。[结果]4个龄组兴安落叶松林枯落物蓄积量变化介于28.03~34.32t/hm2之间,最大持水量介于87.09~109.52t/hm2,最大持水量表现为随着林龄增加而增加的变化趋势,且半分解层的蓄积量都大于未分解层;经统计分析,试验4个龄组兴安落叶松林枯落物未分解层、半分解层的持水量与浸泡时间之间均符合对数关系,且吸水速率与浸泡时间之间也符合指数关系;枯落物对降水的拦蓄能力总体来看,半分解层对降雨的拦蓄能力较未分解层强。[结论]大兴安岭地区不同龄组兴安落叶松林枯落物蓄积量差异显著(除成熟林和近熟林之间),成熟林、近熟林和中林龄对于降水的拦蓄能力较幼龄林强。     

北京九龙山8种林分的枯落物及土壤水源涵养功能

为了阐明森林植被的水源涵养功能,对北京九龙山油松纯林、华北落叶松纯林、侧柏纯林、樟子松纯林、栓皮栎纯林、五角枫纯林、油松日本落叶松混交林、油松华北落叶松混交林等8种林分类型的枯落物和土壤持水性能进行研究.结果表明：各林分枯落物总储量变化范围为8.87 ～47.87 t/hm^2,其中未分解层储量大于半分解层储量;综合枯落物未分解层和半分解层最大持水量和有效拦蓄量的变化规律来看,油松纯林最大持水量最大（36.46t/hm^2）,其次为华北落叶松纯林（36.06 t/hm^2）,侧柏纯林最小（11.83 t/hm^2）;油松日本落叶松混交林的有效拦蓄量最大（23.51 t/hm^2）,其次为樟子松纯林（19.85 t/hm^2）,侧柏纯林最小（9.53t/hm^2）;综合考虑不同林分枯落物与土壤涵养水源能力发现,华北落叶松纯林和油松华北落叶松混交林具有良好的水源涵养功能;不同层次枯落物持水量、吸水速率与浸水时间均存在较好的函数关系;8种林分土壤容重均值在0.89～ 1.41 g/cm3之间变动,总孔隙度在39.43％ ～54.23％之间变动;林地土壤的入渗速率与人渗时间通过回归分析得出,二者呈幂函数关系,且R2值均在0.90以上.     

大伙房水库流域不同植被类型枯落物层和土壤层水文效应

为了研究大伙房水库流域森林生态系统枯落物层和土壤层水文效应,以流域内3种不同植被类型为研究对象,采用浸泡法、环刀法对其枯落物层和土壤层水文功能进行定量研究。结果表明:(1)3种植被类型枯落物蓄积量为23.20～39.11t/hm~2,表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,且阔叶林枯落物半分解层蓄积量大于未分解层,而针叶林则相反。(2)枯落物层最大持水量为50.24～109.19t/hm~2,有效拦蓄量为41.70～90.71t/hm~2,均表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,刺槐天然次生林枯落物层持水功能较好。(3)枯落物未分解层、半分解层分别在浸水10,8h基本达到饱和,持水量与浸水时间呈明显对数关系(R20.91);枯落物在浸水1h内吸水速率变化最大,4h左右吸水速率明显减缓,吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R20.93)。(4)3种植被类型土壤容重均值变化范围为1.10～1.25g/cm~3,总孔隙度变化范围为27.96%～30.19%,土壤有效持水量变化范围为21.11～29.39t/hm~2,不同植被类型土壤层持水能力表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系(R20.90)。综合3种植被类型枯落物层及土壤层水文功能表明刺槐天然次生林的水源涵养功能较强,建议在该流域加强天然次生林的保护和恢复。     

龙门山断裂带主要森林类型凋落物累积量及其持水特性

采用野外实地调查与室内控制浸提相结合的方法,对龙门山断裂带常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、常绿针叶林4种森林类型的凋落物储量、持水量、吸水速率进行了研究。结果发现,不同森林类型凋落物总储量大小顺序为:常绿针叶林(8.26t/hm2)落叶阔叶林(6.80t/hm2)针阔混交林(5.52t/hm2)常绿阔叶林(4.61t/hm2),且未分解层累积量所占比例均小于半分解层。不同森林类型不同分解程度凋落物的持水量和持水率与浸泡时间均呈对数关系,其吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系。研究区4种森林类型半分解层凋落物的持水能力均强于分解层,而落叶阔叶林和针阔混交林持水能力较强,其次是常绿针叶林,常绿阔叶林最低。研究表明,在该区森林植被恢复和重建过程中,应充分考虑半分解层凋落物对水土保持的作用,且宜优选落叶阔叶林和针阔混交林模式进行森林植被恢复。     

倭肯河上游两种林型枯落物和土壤持水特性

为探讨不同树种组成的林分持水特性,采用实地调查与室内浸泡法,对倭肯河上游杂木林和阔叶红松林枯落物的蓄积量和持水特性进行测定,采用环刀法对土壤持水量进行测定。结果表明:两种林型枯落物厚度约7.5 cm,蓄积量为8.07~9.85 t/hm²,最大持水量相当于可吸收2.0~2.5 mm的降水,有效拦蓄量相当于可吸收1.0 mm的降水。枯落物持水量与浸水时间呈对数函数关系(R 2>0.9843),吸水速率与浸水时间呈幂函数关系(R 2>0.9999)。两种林型土壤总孔隙度范围为50.32%~51.41%,非毛管孔隙度范围为3.00%~4.44%,土壤最大持水量范围为1509.74~1542.17 t/hm²,土壤有效持水量范围为89.96~133.32 t/hm²。阔叶红松林密度低,生产力高,枯落物层最大持水量、有效拦蓄量,土壤层最大持水量、有效持水量均高于杂木林,但各评价指标差异不显著(p>0.05)。两林地持水能力中等偏低,以提高森林水源涵养为目标时,可维持现有结构,进一步开展密度调整研究。     

不同林龄华北落叶松人工林枯落物储量及持水特性研究

对3种不同林龄阶段的华北落叶松人工林林下枯落物储量及其持水特性进行分析的结果表明:枯落物储量幼龄林、中龄林、近熟林分别为42.23、57.11、65.00t/hm2;各林龄林下枯落物最大持水量均是未分解层小于半分解层,未分解层最大持水量是其风干重的280%～374%,半分解层最大持水量是其风干重的408%～466%;3种林龄按林下枯落物未分解层持水量大小排序为近熟林>幼龄林>中龄林,按半分解层持水量大小排序为近熟林>中龄林>幼龄林。各林龄各层枯落物持水量与浸水时间之间的最佳拟合关系式为W=alnt+b;各林龄各层次枯落物吸水速率与浸水时间之间的关系式为S=ktn,在0—1h内吸水速率急剧下降,1h以后下降平缓,吸水作用逐渐减小。     

多因素干扰下森林公园枯落物水文效应

为探究森林公园植被的水源涵养能力,为森林公园植被配置和经营管理提供依据,研究选取天龙山森林公园6种林分(油松、山杨、刺槐、油松—侧柏混交林、侧柏—油松—杏树混交和灌木林)为研究对象,通过测定林下枯落物厚度、蓄积量、持水性能和干扰度等指标,研究不同林分类型枯落物水文效应。结果表明:(1)所有林分枯落物干扰度范围为无到中度,厚度范围为0.57~2.63 cm,山杨最厚,侧柏—油松—杏混交林最薄;蓄积量范围为7.20~16.30 t/hm²,油松—侧柏混交林最大,侧柏—油松—杏混交林最小。(2)6种林分除山杨林以外,半分解层最大持水量均大于未分解层持水量,其中油松—侧柏最大,山杨最小;未分解层最大持水率均大于半分解层,刺槐最大,灌木林最小。枯落物的总最大持水量为20.02~27.90 t/hm²,总最大持水率为187.40%~277.89%,针阔混交林的持水率较高。(3)山杨有效拦蓄量最大,为15.05 t/hm²,而油松最小,为12.33 t/hm²;侧柏—油松—杏混交林的拦蓄率最大;(4)枯落物持水量、持水率与时间分别为对数和幂函数关系,均在泡水2 h达到极值。综合对比6种林分,轻度干扰的山杨水文效益最优,中度干扰的油松纯林、油松—侧柏混交林最差;阔叶树种水文效应较优于针叶树种,针阔混交优于纯林。研究结果可为森林公园植被管理和水土保持效益评价提供参考依据。