森林涵养水源的价值核算研究

森林涵养蓄水价值量核算方法较多,包括土壤蓄水估算法、水量平衡核算法、多因子回归法和用地下径流增长法计算森林涵养水源的价值。但此方法存在一个问题,需要分别求出森林涵养水源的价值,然后进行合成。在合成过程中,可能存在信息叠加等问题,使计算结果偏离实际,为此提出了森林涵养水源价值量核算模糊数学模型,V=(A○R).S,A为要素评价的权重值,R为影响森林涵养水源单要素评判矩阵所组成的综合评价矩阵,S为水资源价格向量,S=(P,P1,P2,P3,0)。     

桐庐生态公益林主要森林类型水源涵养功能综合评价

 对浙江省桐庐县生态公益林中主要森林类型的水源涵养功能进行评价。选取林冠截留率、枯落物层蓄积量、枯落物层最大持水率、土壤稳渗速率、土层厚度、土壤总孔隙度和非毛管孔隙度为评价指标,构建森林水源涵养功能综合评价方法。结合实测数据,对研究区各森林类型水源涵养功能进行评价。结果表明:水源涵养功能为青冈林>杉木林>毛竹林>香樟林>马尾松林>板栗林;青冈林的水源涵养功能属较好等级,杉木林、毛竹林、香樟林为中等,马尾松林、板栗林较差。     

嘉陵江上游低山暴雨区不同水土保持林结构模式水源涵养效益研究

水土保持林的水源涵养效益是研究森林防止水土流失的一个热点问题。以20世纪80年代末期营造和自然恢复的湿地松林、桤柏混交林、刺槐(灌木)林 、刺槐林 和桤木林为研究对象,选择林冠截留、土壤容重、土壤孔隙度、土壤贮水能力、土壤渗透性和枯落物持水性,作为研究不同水土保持林结构模式水源涵养效益的指标,对不同水土保持林的水源涵养机理和水源涵养效益进行了较深入的研究。结果表明,各水土保持林的水源涵养能力均明显高于农耕地;不同水土保持林结构模式的水源涵养效益也有较大差异。最后提出了桤柏混交林、湿地松林、桤木林等优良水土保持林结构模式,为当地的生态环境建设,特别是当前正在进行的退耕还林工程的模式选择提供了依据。     

天童山常绿阔叶林不同演替阶段水源涵养功能评价

以位于浙江省东部天童国家森林公园内的常绿阔叶林为研究对象,从林冠层、林下枯落物层和土壤层3个生态作用层入手,采用层次分析法综合评价了天童山常绿阔叶林3个不同演替阶段(常绿阔叶林灌丛、木荷林、栲树林)的水源涵养功能,并进行了排序。结果表明,该区水源涵养功能随演替进程逐渐增加,处于演替初级阶段的常绿阔叶林灌丛水源涵养功能最低(0.200 9),演替中后期阶段的木荷林居中(0.363 2),演替顶极阶段的栲树林最强(0.436 0)。     

赣南丘陵区典型林分水源涵养功能评价

[目的]明确不同林分类型整体水源涵养能力的差异性,为赣南丘陵区水源涵养功能和生态系统服务的恢复提供理论依据。[方法]以赣南丘陵区江西省赣州市崇义县境内两种主要天然林(楠木和毛竹),以及两种典型人工经济果林地(脐橙和茶)为研究对象,利用水浸法和双环法对林分的枯落物层与土壤层的持水性进行测定,同时利用熵权法对枯落物层和土壤层的相关指标进行综合评价。[结果]①4种林分枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量范围分别为9.19~16.70,13.43~31.02,6.99~14.08 t/hm²;土壤非毛管孔隙度、有效持水量和最大持水量均值范围分别为5.80~10.05%,57.98~100.50,447.76~580.17 t/hm²,均为楠木林最大,茶林最小。②4种林地土壤初渗速率与稳渗速率变化趋势相一致,排列顺序为:毛竹林>楠木林>茶林>脐橙林。③在4种林分水源涵养能力综合评分中,两种天然林要高于两种经济果林。④土壤稳渗速率是影响林分整体水源涵养能力最显著的指标,其次为枯落物最大持水量和有效拦蓄量,而土壤容重的影响最低。[结论]赣南丘陵区两种天然林水源涵养能力高于两种经济果林,而该区域人工经济果林水源涵养能力的大幅度降低将进一步导致土地退化,加速水土流失,是区域可持续发展的重要生态风险隐患之一。     

赤水河上游主要森林类型水源涵养功能评价

以赤水河上游10种主要森林类型为对象,定量评价其土壤层、枯落物层和林冠层的水源涵养能力。结果表明,枯落物储量为3.24~16.13t/hm2,有效拦蓄深为0.66~2.38mm,最大失水深为0.14~0.88mm,分解越彻底则蓄水能力越强。土壤层有效持水深为14.35~54.41mm,表现为阔叶林、针阔混交林优于针叶林,并随土层深度增加而降低。土壤层与枯落物层的持水速率均大于失水速率,在1~2h下降快,后期下降慢,与时间呈幂函数关系。阔叶林林冠截留率高于针叶林,可用林外降雨量和林内穿透雨量预测林冠截留量。水源涵养能力主要受枯落物储量、有效拦蓄深、最大失水深和土壤容重、饱和持水量影响,据此将10种森林类型划分为低持水(柏木林、撑绿竹林和火棘+荚蒾林)、中低持水(杉木林、马尾松+杉木林)、中持水(马尾松+柏木林、马尾松-白栎林)和高持水(丝栗栲林、白栎林和马尾松林)4种类型。综合分析表明恢复森林水源涵养功能的核心是调整林冠组成和结构。     

北川河流域典型林型水源涵养能力评价

森林是水源涵养功能的基础和载体,青海省北川河流域森林覆盖较好,但当前流域内林地的水源涵养情况尚不清楚.本研究选取青海云杉、白桦、华北落叶松、沙棘和青杨这5种在流域内典型树种,对林冠层、枯落物层和土壤层的10个与水源涵养功能密切相关的指标进行流域森林水源涵养分析评价,同时采用层次分析法获得各林种和各指标的权重.结果显示:在林冠层的比较中,青海云杉和白桦的水源涵养能力最佳,华北落叶松次之,沙棘和青杨居末;但在枯落物层的比较中,华北落叶松、白桦和青海云杉的水源涵养能力较好,青杨居中,沙棘表现最差;而在土壤层的比较中,青海云杉和白桦同样水源涵养能力较好,沙棘居中,青杨和华北落叶松较弱.同时,在利用层次分析法检验得到:青海云杉权重最高,达到25％,另外土壤层的水源涵养能力占林冠、枯落物和土壤这3层比重最大,为70.51％.综合林冠、枯落物、土壤和层次分析比较结果,当前水源涵养能力排序为:青海云杉林地＞白桦林地＞华北落叶松林地＞沙棘林地＞青杨林地.这一结果为进一步讨论流域内植被景观格局和空间优化配置提供了参考和理论依据.     

沿坝地区3种典型林分类型枯落物层与土壤层水源涵养能力综合评价

为了研究沿坝地区3种典型林分的枯落物层与土壤层的水源涵养能力,利用熵权法对林分的枯落物层和土壤层的相关因子进行了综合评价。结果表明:(1)枯落物层最大持水量:针阔混交林油松林落叶松纯林;有效拦蓄量:针阔混交林油松林落叶松纯林。(2)持水量与浸水时间的回归方程为Q=alnt+b(R~20.97),持水速率与浸水时间的回归方程为V=Kt~n(R~20.94)。(3)3种林分类型土壤总孔隙度的排序为:针阔混交林油松纯林落叶松纯林;土壤持水能力大小排序为:针阔混交林落叶松纯林油松纯林;3种林分土壤层的初渗速率差距比较大,大小排序为:针阔混交林落叶松纯林油松纯林;林分的稳渗速率大小排序为:针阔混交林落叶松纯林油松纯林;入渗速率与入渗时间回归方程为:f=at~(-b)(R0.96)。(4)利用熵权法计算得出的权重大小排序为:枯落物最大持水量枯落物有效拦蓄量=土壤持水力初渗速率土壤毛管孔隙度土壤容重枯落物蓄积量=土壤非毛管孔隙度,3种林分类型综合评分排序为:针阔混交林油松纯林落叶松纯林。针阔混交林为最优的水源涵养林,其在保持水土、涵养水源方面功能最强。     

辽河源不同林龄油松林水源涵养能力研究

为定量评价不同林龄油松林的水源涵养能力,采用水量平衡法和综合蓄水量法,对辽河源地区3种不同林龄油松林的降雨再分配、凋落物持水能力、土壤蓄水能力以及林分水源涵养能力进行研究。结果表明:(1)观测期间,共观测到112次降雨,累计降雨量902.2mm,平均降雨量8.1mm;小雨、中雨、大雨和暴雨分别占总降雨量的25.2%,35.5%,26.4%和12.9%;(2)不同林龄油松林的林冠截留、林内降雨和树干茎流占总降雨量的比例分别为24.1%,72.9%和3%;林内降雨与林外降雨呈显著正线性关系;随着林龄的增加,林冠截留能力增加,而树干茎流先增加后减少;(3)凋落物的最大持水量、最大吸湿比和有效拦蓄量均随着林龄的增加而增加;(4)随着林龄的增加,土壤容重减小,总孔隙度增加,土壤入渗速率提高,蓄水能力增加;(5)不同林龄油松林水源涵养能力表现为成熟林近熟林中龄林。在不同林龄的油松林中,随着演替的进行,林分对降雨的分配与截流能力、水源涵养能力逐步增强。     

江宁小流域主要森林类型水源涵养功能研究

对江宁小流域主要林分类型的降水截持效益、林地枯落物层持水性能、林地土壤渗透性能及蓄水能力进行了研究.结果表明:各林分树干茎流率排序为毛竹林(7.89%)＞栎林(5.13%)＞杉木林(3.28 %)＞马尾松林(1.85%);各林分林冠截留率排序为栎林(31.2%)＞毛竹林(24.17%)＞杉木(20.57%)＞马尾松林(16.2%);各林分枯落物层最大持水量和有效拦蓄量排序均为栎林＞为毛竹林＞杉木林＞马尾松林;各林分土壤非毛管空隙度和总空隙度排序均为马尾松林＞杉木林＞毛竹林＞栎林;各林分土壤渗透性能排序为马尾松林＞杉木林＞栎林v毛竹林.采用Topsis优劣解距离法比较不同林分类型综合水源涵养功能,结果显示栎林的综合水源涵养功能最好,其次为毛竹林,再次为杉木林,马尾松林最差.     

用灰色关联度法评价森林涵养水源生态效益——以辽东山区主要森林类型为例

阐述了用灰色关联度法评价森林涵养水源生态效益的理由和步骤,以辽东山区主要森林类型的评价为例,选取的指标包括:平均树冠截留量、枯落物含水量、土壤非毛管孔隙最大含水量、蒸发散量、渗透速率,根据关联度大小,对各森林类型的涵养水源生态效益和各个指标重要程度进行对比,在辽东山区的森林中,落叶松中龄林的涵养水源生态效益最佳,其次为杂木林、红松中龄林、红松幼龄林、落叶松幼龄林和柞树林;各项指标的重要程度由大至小依次为土壤非毛管孔隙最大含水量、蒸发散量、平均树冠截留量、枯落物含水量和土壤渗透速率.     

红壤侵蚀地生态修复后水源涵养功能研究

在江西省泰和县老虎山小流域内采用5种模式进行人工森林重建,即设置强烈干扰马尾松林分(模式A)、封育马尾松林分(模式B)、竹节沟马尾松林分(模式C)、种草竹节沟马尾松林分(模式D)、竹节沟湿地松林分(模式E)5种林分,对其林冠层和林下植被层截留、凋落物层持水量以及林地土壤层渗透及贮水性能进行了研究。结果表明:模式E的林冠层及林下植被层截留量最大,模式A最小;模式D的凋落物层持水量最大,其次是模式C,模式B和E相等,为最小;模式B土壤渗透性能最好,其次为模式D,模式E的初渗速率最小,模式A的稳渗速率最小;土壤贮水性能以模式D最大,其次为模式B,模式E最差。试验表明选择适宜的生态修复模式,保护和改良土壤结构,提高土壤层涵蓄水分的能力和土壤渗透性,是提高红壤严重侵蚀地水土保持林水源涵养功能的关键。     

哈思山林区森林植被水文效应调查研究

对 2 0世纪 60年代封禁至今的靖远哈思山区天然油松林、云杉林、阳坡灌木林和阴坡灌木林 4个主要植被类型的林冠截持特性、枯落物水容量、土壤渗透特性、土壤物理性状等因子进行的调查测定和分析结果表明 ,该区所有植被类型对降雨的截持效果均较好 ,年均截持率为 2 0 %～ 3 2 % ,枯落物的吸水量多是其自身质量的 2～ 3倍 ,森林土壤的贮水功益效能为 13 2 3 .84～ 2 0 85 .67t/hm2 ,具有较好的水源涵养功能     

莲花湖库区几种主要林型水文功能的分析和评价

对莲花湖库区流域人工林主要林型的降水截持效益、林地和荒草地枯落物层持水性能、土壤层物理性状及其蓄水效益进行了研究。结果表明：红松人工林、落叶松人工林和杂木林林冠截留率分别为34.83%,13.05%,19.61%,树干茎流率分别为6.79%,0.58%,4.01%,穿透率分别为58.37%,86.18%,77.66%。兴安落叶松林、红松林、杂木林和荒草地枯落物层最大持水率分别为278.2%,295.3%,260.3%,154.8%。莲花湖库区不同植被类型下枯落物持水能力为红松林最好,荒草地最差。各林型土壤最大蓄水量变化范围为1 838.6-2 186.3t/hm^2,依次为落叶松林〉杂木林〉红松林〉荒草地;从土层厚度来说,土壤入渗速率随土层厚度的下移表现出逐步降低的趋势,即空间特征表现出土层上部〉中部〉下部。以坡面径流观测场为观测手段,分析了4个径流小区产流产沙与降雨因子的相关关系,结果表明,场降雨产流量和产沙量与降雨量和雨强均呈良好的相关关系。     

油松混交林的水土保持及水源涵养功能研究

对油松 ( Pinus tabulaef ormis Carr.)、辽东栎 ( Quercus liaotungenssis Koidz.)、油松和虎榛子 ( Ostryopsisdavdiana Decne.)混交林及纯林不同林分的土壤理化性质、土壤侵蚀量、林冠截流、枯落物持水量以及林地土壤贮水等方面进行了研究 ,结果表明 :混交林比纯林具有更好的水土保持效果和更强的水源涵养功能。     

雷州半岛水资源可持续利用评价的研究

将影响水资源可持续开发利用的主要评价指标组成模糊物元,同时各开发利用阶段作为物元的对象,以各项评价指标及其相应的模糊量值构造复合模糊物元,运用层级分析法（AHP）确定各评价指标的权重,最后计算其欧化距离相似贴近度。通过雷州半岛水资源可持续开发利用评价验证了该分析方法在水资源可持续开发利用评价上的科学性和有效性。     

Modification of soil structural and hydraulic properties after 50 years of imposed chaparral and pine vegetation

Although biotic communities have long been recognized as important factors in soil development, especially of A horizons, few studies have addressed their influence on soil physical properties in nonagricultural settings. A biosequence of 50-year-old soils supporting near monocultures of Coulter pine (Pinus coulteri), scrub oak (Quercus dumosa), and chamise (Adenostoma fasciculatum) was used to determine the relative influence of vegetation type and associated soil organisms on the development of soil structural characteristics and water flow. Total porosity ranged from a high of 51% in the heavily worm-worked A horizon under oak to a low of 39% within the 35- to 50-cm depth under pine, where earthworms were absent. Macroporosity (pores with diameters >300 μm) was highest in the A horizon under oak (15.6%) and lowest under pine (9.5%). Saturated hydraulic conductivity of surface soils ranged from 10.8 cm h⁻¹ under oak to 3.2 cm h⁻¹ under pine. Soil under chamise, which had fewer earthworms than that under oak, had K_sat and bulk density values intermediate between oak and pine. Root and macrofauna distributions suggest that roots are the dominant factor in the development of macroporosity under pine, while earthworms have had the greatest effect under oak. Porosity has increased at an average rate of 0.22% per year in the 0- to 7-cm depth under oak (from 41% to 56%), but has not been significantly altered within the same depth under pine. Below the 7-cm depth, porosity values are similar for each vegetation type and the original parent material. Available water capacity (AWC) within the first 0- to 7-cm depth has increased from the original values (about 0.11 m³ m⁻³) to 0.17 m³ m⁻³ under oak, 0.16 m³ m⁻³ under chamise, and 0.13 m³ m⁻³ under pine. The data show that the presence of burrowing macrofauna, which is determined by litter palatability and therefore indirectly controlled by vegetation, can significantly influence porosity, increasing the water-holding capacity of a soil.     

Occurrence and hydrological effects of water repellency in different soil and land use types in Mexican volcanic highlands

Little is known on the hydrological behavior of the volcanic ash soils, which are characterized by extremely high porosities and hydraulic conductivities. In this study the occurrence and hydrological effects of water repellency were investigated at a plot scale for different types of land use and volcanic soils in Mexican volcanic highlands from Michoacan, Mexico: [1] fir, pine and oak mixed forest soils developed from lavas, [2] soils developed from volcanic ashes and pyroclastic sediments under sparse fir, pine and oak forest and shrubland, [3] pine and oak forested soils developed from lavas and pyroclastic sediments, and [4] bare soils on recent ash sediments in plain surfaces. Soil water repellency was assessed using the water drop penetration time test and rainfall simulations were performed on circular plots (50 cm in diameter) during 30 min and at an intensity of 90 mm h^− 1 in order to study the hydrological response of each area. The return period for storms with a similar intensity in the area is 10 years. The shape and depth of the wetting front after simulated rainfall was also analyzed. Soil water repellency showed a high variability among the different studied zones. Organic matter content, soil texture and acidity were the most important factors for developing hydrophobicity. A wide range of soil water repellency classes (hydrophilic to severely water-repellent soils) has been found in soils under dense fir, pine and oak mixed forests or shrubland, while inexistent or slight water repellency has been observed in soils under sparse forest or at bare ash-covered areas. At a plot scale, marked differences in the hydrological behavior of the studied land use and soil zones were observed after the rainfall simulations. Soil water repellency contributes to fast ponding and runoff generation during the first stages of rainstorms. Runoff was enhanced in water-repellent forested soils (average runoff coefficients between 15.7 and 19.9%), in contrast to hydrophilic or slightly water-repellent soils, where runoff rates were lower (between 1.0 and 11.7%). Shallow and irregular wetting fronts were observed at water-repellent zones, reducing the soil water storage capacity. The implications of soil water repellency in soil hydrology and erosion risk in the area shed light on the soil hydrology of the studied ecosystems, and can contribute to develop better management policies.     

莲花湖库区水源涵养林水文效应的研究

对莲花湖库区流域人工林主要林型的降水截持效益、林地和荒草地枯落物层持水性能、土壤层物理性状及其蓄水效益进行了研究。结果表明:红松人工林、兴安落叶松人工林和杂木林林冠截留率分别为34.83%,13.05%,19.61%,树干茎流率分别为6.79%,0.58%,4.01%,穿透率分别为58.37%,86.18%,77.66%。林冠截留量、茎流量、穿透率与降水量均呈显著的正相关,并分别给出了它们之间的经验模型。枯落物层最大持水量变化范围为12.024.0 t/hm2,其大小顺序为红松林>兴安落叶松林>杂木林>荒草地。有效拦蓄量变化范围为2.9445.97 t/hm2,排序为红松林>兴安落叶松林>杂木林>荒草地。几种主要林型和荒草地有效拦蓄率变化范围为53.45e.95%,排序为红松林>杂木林>兴安落叶松林>荒草地。各林型土壤最大蓄水量变化范围为1 838.62 186.3 t/hm2,依次为兴安落叶松林>杂木林>红松林>荒草地。土壤非毛管蓄水量为16.2625.28 mm,依次为兴安落叶松林>红松林>杂木林>荒草地。林地土壤入渗速率显著高于荒草地。从土层厚度来说,土壤入渗速率随土层厚度的下移表现出逐步降低的趋势,即空间特征表现出土层上部>中部>下部。本试验为研究森林的水源涵养功能以及进一步综合评价该地区的森林生态功能提供了重要的科学依据。