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。     

小兴安岭不同森林类型枯落物储量及其持水特性比较

[目的]对小兴安岭主要森林类型林下枯落物蓄积量进行调查分析和持水特性研究,为该区森林生态服务功能评价提供重要依据和理论基础。[方法]选择6种典型森林类型设置样地测定枯落物现储量,并采用浸水法对枯落物持水特性进行测定,计算其最大拦蓄量和有效拦蓄量。[结果]主要森林类型枯落物蓄积量介于13.53~29.48t/hm2,大多是半分解层蓄积量高于未分解层。不同森林类型最大持水率与最大持水量表现不一致,其中最大持水率为243.19%~524.0%,最大持水量为56.81~106.90t/hm2。不同森林类型的最大拦蓄量与有效拦蓄量的表现也略有差异,最大拦蓄量为33.43~64.42t/hm2,有效拦蓄量为24.91~48.38t/hm2。枯落物层的持水率与浸泡时间呈显著对数关系,而吸水速率与浸泡时间呈显著幂函数关系。[结论]受树种特性、枯落物储量、分解速率及林龄的影响,该区不同森林类型林下枯落物储量及其持水特性差异显著。     

东江中上游主要森林类型枯落物的持水特性

为了定量评价森林枯落物的水文功能,通过浸水法和野外观测,调查了东江中上游主要森林植被类型枯落物的蓄积量,分析了枯落物的持水能力与过程。结果表明,枯落物蓄积量介于4.76～12.13t/hm2,表现为针阔混交林杉木林阔叶林马尾松林杂灌林;不同森林类型的枯落物最大持水量为4.89～18.17t/hm2,最大拦蓄量为3.34～14.39t/hm2,有效拦蓄量为2.60～11.66t/hm2,均表现为杉木林针阔混交林阔叶林杂灌林马尾松林。枯落物浸水实验表明,枯落物持水率与浸水时间存在对数曲线关系,而枯落物吸水速率与浸泡时间呈反函数关系;不同森林类型枯落物持水率和吸水速率随时间的动态变化规律基本相似。随浸水历时的延长,枯落物持水率呈增加趋势,在浸泡10～12h后,持水率增幅趋于平缓;不同森林类型枯落物吸水速率在前2h内变化最快,之后逐渐变缓,24h时吸水基本停止。     

青藏高原东北边缘云杉属—冷杉属林火烧迹地枯落物持水特征

以青藏高原东北边缘云杉属-冷杉属林火烧迹地为研究对象,基于典型抽样法于2020年8月和2021年7—8月在火烧迹地和未过火天然林采集枯落物样品,采用室内浸泡法测定分析枯落的蓄积量、持水量、有效拦蓄量等指标,探究林火干扰下不同坡位枯落物的水文效应,为更好地促进森林水源涵养以及水土保持功能提供依据。结果表明：(1)在植被恢复过程中,枯落物的厚度和蓄积量随着恢复年限的增加而增加,且厚度为3.75～8.31 cm,蓄积量为6.16～8.13 t/hm²。恢复5,15年火烧迹地上、中、下坡枯落物厚度和蓄积量与天然林差异显著。(2)枯落物的最大持水量为20.94～26.22 t/hm²,恢复5,15年火烧迹地枯落物最大持水量与天然林差异达显著水平。在枯落物持水达到饱和前,不同恢复年限下各坡位枯落物持水量与浸水时间呈对数函数关系,吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。(3)枯落物的有效拦蓄量为14.58～16.95 t/hm²,有效拦蓄深为1.44～1.78 mm。恢复5年火烧迹地枯落物有效拦蓄量表现为中坡>上坡>下坡,恢复15...     

露天煤矿排土场复垦区不同植被类型枯落物持水特性研究

为揭示露天煤矿排土场复垦区不同植被类型水土保持效益,选取刺槐林地、榆树林地、混交林地(刺槐和榆树混交)、灌木林地(紫穗槐)和荒草地5种典型复垦植被下的枯落物作为研究对象,采用室内浸水法对5种植被类型枯落物的持水特性进行研究。结果表明:5个样地的枯落物厚度、蓄积量均表现为:乔木林地灌木林地荒草地,枯落物厚度在0.80~1.64cm之间,总蓄积量在0.72~7.51t/hm~2之间;枯落物最大持水量和有效拦蓄能力均表现为刺槐林地最大,枯落物最大持水率为145.58%~206.58%,最大持水量为13.11~123.98t/hm~2,有效拦蓄率为119.74%~166.05%,有效拦蓄量为10.09~98.76t/hm~2;林地枯落物持水量与浸泡时间的关系为Q=aln t+b;枯落物在0~1h内吸水速率最大,1~4h内吸水速率急剧下降,随后下降幅度逐渐减小,枯落物吸水速率与浸泡时间关系式为:V=atb。研究结果可为评价露天煤矿排土场不同类型复垦区枯落物层水源涵养效益提供参考,为排土场植被恢复与重建提供科学依据。     

冀西北山地华北落叶松和白桦林下枯落物水文特征

[目的]探讨冀西北山区不同人工林枯落物持水特性的差异,为该地区森林水文循环和森林开发管理提供基础依据。[方法]以冀西北张家口市崇礼山区的华北落叶松、白桦人工林为研究对象,在林下设置标准样地,测定枯落物层厚度和蓄积量,通过室内浸泡法测定持水特征。[结果]华北落叶松和白桦林下枯落物层厚度分别为4.2,3.4cm,枯落物蓄积量为10.90,4.92t/hm2;浸泡24h后华北落叶松枯落物(未分解层和半分解层)总持水量为4 228.5g/kg,白桦枯落物(未分解层和半分解层)总持水量为5 208.6g/kg,二者的有效拦蓄量分别为14.06,8.85t/hm2。在整个持水过程中,华北落叶松、白桦林下枯落物持水量、吸水速率与浸水时间的变化规律基本一致,均在前4h内持水作用较强,4~8h后逐渐变缓,10h后其持水量基本达到饱和;枯落物持水量与浸水时间存在对数曲线关系,而吸水速率与浸泡时间存在幂函数关系。[结论]森林枯落物层发挥水文功能由持水能力和蓄积量共同决定,在森林经营管理过程中应充分考虑包括树种组成和搭配、林分密度等因子的影响。     

黄土丘陵沟壑区典型灌木林地枯落物的蓄积特征及持水性能

[目的]对黄土丘陵区不同植被枯落物层持水效能进行研究,为该区植被恢复和水土流失防治提供理论基础。[方法]以柠条、沙棘、狼牙刺、杠柳4种典型灌木林地枯落物层为研究对象,采用室内浸泡法对其水文效应特征进行分析。[结果]①沙棘林地地表枯落物蓄积量最大(1.048 kg/m~2);沙棘林地土壤中枯落物量最大(0.674 kg/m~2);土壤中枯落物占枯落物总蓄积量的20.15%～68.75%,其中柠条和狼牙刺土壤中枯落物高于地表枯落物。②地表枯落物和混入土壤枯落物的持水量均随浸泡时间呈极显著对数函数关系(R~2≥0.745,p0.01),地表枯落物5 min持水量可以达到最大持水量的40%,且与最大持水量存在显著的幂函数关系(R~2=0.38,p0.01),可以通过5 min持水量来拟合最大持水量,而混入土壤枯落物并没有呈现这一规律。混入土壤枯落物的持水量显著大于地表,其中地表枯落物有效持水量杠柳最大(2.13 g/g),土壤中枯落物有效持水量柠条最大(1.90 g/g)。③地表枯落物有效拦蓄量沙棘林地最大,为21.16 t/hm~2;土壤中枯落物有效拦蓄量柠条林地最大,为10.01 t/hm~2;土壤中枯落物拦蓄量的校正系数变化范围在0.18～0.42之间。[结论]土壤中枯落物不容忽视,其混入量占枯落物总蓄积量的1/5甚至2/3以上;柠条总有效持水量最大,而受枯落物类型和积累量的影响,沙棘总拦蓄能力最大,具有较强的水源涵养和水土保持功能。     

文献三峡库区森林植被林地枯落物现存量及其持水能力

 基于三峡库区森林资源2类清查数据,结合森林植被林地枯落物现存量样地调查及浸泡实验,建立关于浸泡时间的持水量和吸水速率系列预测模型,对库区主要森林植被类型林地枯落物现存量及持水特性进行研究。结果表明:1)三峡库区不同植被类型林地枯落物现存量在一些类型间存在显著差异——杉木林林地枯落物现存量最高,达到11.610 t/hm²;柏木林枯落物现存量最低,仅为3.948t/hm²。2)不同森林植被类型林地枯落物的含水率竹林最高,达到182.9%,柏木林枯落物含水率最低,仅为32.2%。3)所有森林植被类型林地枯落物持水量均随浸泡时间的延长而增大,24h后增加速度急剧下降,48h后基本达到饱和;竹林枯落物的饱和持水量最高,达到自身质量的3.367倍,灌木林最低,为2.089倍。4)不同森林植被类型林地枯落物在前2h内吸水速度最大,类型间差别也较大,之后急剧下降,20 h后类型间吸水速度趋向一致,48h后基本不再吸收水分。5)三峡库区不同森林植被林地枯落物现存量干质量总量为2 048万5 668 t,枯落物对单场次降水的潜在持水总量为4 695万3 451t,现实饱和持水总量为3 291万7 480t。单位面积林地枯落物潜在持水量和现实饱和持水量的空间分布体现"东高西低,南高北低"的特征。研究结果可为科学评价森林植被水源涵养功能奠定基础,也可为三峡库区林业生态工程规划与建设提供理论依据。     

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。     

华北土石山区典型森林枯落物层和土壤层水文效应

以河北省围场县北沟林场内4种不同林分的枯落物层和土壤层为研究对象,对其水文效应进行初步研究.结果衰明:(1)落叶松、油松混交林枯落物蓄积量最大,为12.28 t/hm2,最大持水量为24.60 t/hm,2,有效拦蓄量为27.19 t/hm2;油松林的枯落物蓄积量为11.74 t/hm2,最大持水量为19.30 t/hm2,有效拦蓄量为22.21 t/hm2;落叶松林的枯落物蓄积量为9.32 t/hm2,最大持水量为11.60 t/hm2,有效拦蓄量为16.20 t/hm2;落叶松白桦混交林的枯落物蓄积量为5.58 t/hm2,最大持水量为12.90 t/hm,2,有效拦蓄量为13.53 t/hm2.(2)半分解层枯落物浸泡8 h已基本达到饱和,而未分解层需浸泡10 h,通过分析得出持水量与浸泡时间的关系为Q=aln(t)+b;枯落物在浸水的前30 min内吸水速率最大,6 h左右时吸水速率明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间的关系为V=ktn.(3)落叶松白桦混交林土壤层持水能力最强,为377.03 t/hm2;落叶松油松混交林土壤层的持水能力最差,为241.9 t/hm,2,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0.95以上.     

岷江上游中山区低效林改造对枯落物水文作用的影响

川西地区存在大面积的低效林,其生态功能极弱。通过萌蘖更新技术对岷江上游中山区低效灌丛林地进行改造,定位监测对枯落物水文作用的影响,结果显示:(1)低效林改造1年后,枯落物层厚度和贮量均有明显的改善,总贮量较改造前提高了32.68%,厚度从未分解层向半分解层或分解层转化的趋势加快;(2)改造低效林枯落物层最大持水量较改造前增加了39.60%,影响枯落物层最大持水量的主要因素是枯落物贮量和分解程度;(3)改造林地枯落物对降雨拦截能力有一定的提高;(4)岷江上游中山区枯落物持水量与浸水时间呈对数关系(S=klnt p),枯落物的吸水速率与浸泡时间呈反曲线关系(V=p k-t1)。今后应加强对改造林地枯落物的分解速率、土壤的生态功能等方面的研究,以系统综合地讨论这一地区低效林改造的生态效果。     

贵州百里杜鹃自然保护区杜鹃林枯落物储量及持水功能

为揭示贵州百里杜鹃自然保护区人工抚育及旅游管理对杜鹃林水土保持功能的影响,选择轻度、中度、重度干扰强度的杜鹃林枯落物层作为研究对象,采用室内浸泡法对不同干扰强度的杜鹃林枯落物层水文功能进行研究。结果表明:(1)杜鹃林枯落物储量随干扰强度增加呈降低趋势,随分解程度增加呈极显著升高趋势;自然含水率随干扰强度增加呈降低趋势,随分解程度增加总体呈升高趋势。(2)杜鹃林枯落物最大持水量随干扰强度增加呈降低趋势,随分解程度增加呈极显著升高趋势。枯落物最大拦蓄量、最大拦蓄率、有效拦蓄量及有效拦蓄率均随干扰强度增加呈升高趋势。(3)枯落物层持水量变化特征呈倒"J"形。持水量(Q)与浸水时间(t)呈显著正相关关系(P0.05),其回归方程为Q=b+aln t。枯落物浸水0~4h内持水量逐渐增加,4~48h持水量增加趋势大幅减缓,并逐渐趋于饱和。(4)枯落物层吸水速率呈"急剧降低—迅速降低—缓慢降低—趋于稳定"的变化特征。吸水速率(v)与浸水时间(t)均呈极显著负相关关系(P0.01),其回归方程为v=at-b。枯落物在1h内发挥其水文功能的能力最强,对短时段内的降雨截流调蓄功能最大。     

小流域水土保持生态修复区森林枯落物的持水性能

 在山东省邹城市刘庄小流域水土保持生态修复区内,对5种森林植被类型的枯落物持水性能进行了研究。结果表明:①枯落物层具有明显的蓄水、保水作用。不同森林类型枯落物最大持水率为850%～1982%,其中阔叶林明显高于针叶林;但由于针叶林具有较大的枯落物蓄积量,因此,针叶林仍能维持较高的蓄水功能。不同森林类型枯落物最大持水量为154～253mm,其中针阔混交林和针叶林高于阔叶林,具体顺序为麻栎+侧柏>侧柏>赤松+侧柏>麻栎>刺槐。②不同森林类型枯落物持水量和吸水速率,随时间的动态变化规律基本相似。随浸水历时的延长,枯落物持水量呈增加趋势,但当枯落物在水中浸泡8h时,持水量达到较大值,之后增加浸泡时间 ,持水量增加幅度较为平缓。不同森林类型枯落物吸水速率,在前4h内变化最快,以后逐渐变缓,24h时吸水基本停止。③不同森林类型枯落物有效拦蓄水深为0 61～143mm,针阔混交林>阔叶林>针叶林;具体顺序为麻栎侧柏>刺槐>麻栎>侧柏>赤松+侧柏。     

关帝山不同林分结构华北落叶松林枯落物水文效应

为研究北方山区典型人工林水源涵养效应和更新状况,选取吕梁山脉落叶松纯林为研究对象,采用室内浸水法测定不同林分密度下枯落物的持水性能,用RDA冗余度分析法探究林分结构对枯落物厚度和拦蓄功能的相关关系。结果表明:(1)不同密度华北落叶松样地的枯落物厚度为0.84~4.50 cm,蓄积量范围为9.64~24.14 t/hm²,350株/hm²样地蓄积量最大,200株/hm²样地最小。(2)样地最大持水量范围为27.12~62.07 t/hm²,500株/hm²样地持水量最大,150株/hm²样地最小,持水率范围为213%~374%;有效拦蓄量为10.75~30.40 t/hm²,500株/hm²样地拦蓄能力最佳,150株/hm²样地最差,拦蓄能力与持水能力呈正相关。(3)枯落物的持水量与浸水时间呈显著对数函数关系,吸水速率与浸水时间呈幂指数函数关系。(4)枯落物拦蓄量与林分结构关系密切,影响排序为树高>密度>郁闭度>坡度>林龄>更新>抚育年限。其中,树高与枯落物的拦蓄量关系最为密切,林龄、苗木更新、抚育年限对枯落物拦蓄能力影响较小,海拔和林分平均胸径对枯落物拦蓄基本没有影响。研究结果可从水源涵养和水土保持视角为华北落叶松人工纯林的抚育管理提供一定的参考依据。     

不同经营年限山核桃林地枯落物和土壤的水文效应

为探讨山核桃(Carya cathayensis Sarg.)—常绿阔叶混交林转变为山核桃纯林过程中林地枯落物和土壤水文效应的变化,利用相邻样地比较采样法,研究了山核桃—阔叶混交林0,5,10,20a山核桃纯林的水源涵养能力差异。结果表明,林地枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间的关系分别符合对数函数和指数函数;0a林地的枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量显著高于5,10,20a的山核桃林地;随着经营年限的延长,林地枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量呈下降的趋势,与0a相比,分别下降了38.2%~54.6%,58.1%~69.7%,21.0%~33.2%;土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总毛管孔隙度及持水力等指标在不同经营年限山核桃林地之间的差异并不显著,与0a土壤的持水力(21 450.0t/hm2)相比,经过不同年限的经营,持水力分别下降了10.6%~20.4%。总体上,山核桃—常绿阔叶混交林转变为山核桃纯林后,降低了林地枯落物和土壤的水文效应。     

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。     

太行山区主要森林生态系统水源涵养能力

森林生态系统水源涵养功能是林冠层、枯落物层和土壤层对大气降水进行再分配的过程。本文通过文献收集整理太行山地区森林植被林冠一次降水截留量、枯落物层持水量和土壤层贮水量数据,分析该地区主要森林植被对降水的截留和贮蓄能力,采用综合蓄水能力法对森林植被的综合涵养水源能力进行评价,旨在为合理经营和管理森林生态系统提供依据。结果表明:1)土壤非毛管孔隙度与生态系统综合持水量呈正相关,且最大持水量占整个森林生态系统综合持水量的90%以上,表明土壤层作为森林生态系统水文效应最重要的一层,是整个森林系统水分循环的主要贮蓄库和调节器;2)针叶林中油松和侧柏的冠层一次降水截留量显著高于其他林型,其林冠结构更加适应该地区气象条件,林冠层降水再分配能力也优于其他林型;3)混交林郁闭度低,有利于林下灌、草丛的生长,其枯落物现存量比纯林和人工林更高,虽然林冠一次截留量低但林下具有丰富的枯落物层而更易涵养水源;4)天然林综合蓄水能力整体高于人工林,侧柏人工林和油松人工林综合蓄水能力仅次于刺槐、侧柏和油松天然林。综上可见,合理利用森林资源防止水土流失、天然林长期封育和合理控制优势树种密度及增加植被覆盖率对太行山地区植被恢复和生态建设具有重要意义。为提高该区综合水源涵养能力,可增加乡土树种油松和侧柏人工林的种植面积。     

晋西黄土丘陵区不同人工林枯落物持水特性研究

为了定量评价森林枯落物的水文功能,通过野外观测和浸水法实验,调查了晋西黄土丘陵区不同人工林枯落物的蓄积量,分析了枯落物的持水能力与过程,并对枯落物持水量、吸水速率与浸泡时间的相互关系进行了研究。结果表明,枯落物蓄积量为6.81~56.64t/hm²,由大到小表现为:落叶松×白桦>落叶松>侧柏>油松×刺槐>油松>白桦>柠条>刺槐不同森林类型的枯落物最大持水量为10.08~100.78t/hm²,最大持水率变化范围为146.54%~203.74%,最大拦蓄量为9.41~88.65t/hm²,有效拦蓄量为7.90~73.53t/hm²枯落物浸水实验结果表明,枯落物持水量与浸水时间存在对数曲线关系,而枯落物吸水速率与浸泡时间呈反函数关系,在浸泡最初的0.5h持水量迅速增加,随后增幅减小,在12h以后枯落物吸水基本达到了最大值,持水量趋于动态平衡。表明落叶松×白桦混交林林下枯落物是8种林地中持水性最优的,刺槐纯林枯落物持水特性最差。