杉木取代阔叶林后林下水源涵养功能差异评价

为研究杉木人工林取代常绿落叶阔叶混交林后土壤水源涵养能力的变化,采用室内浸水法和环刀法分别研究杉木纯林和常绿落叶阔叶混交林的枯落物与土壤的持水特性。结果表明:(1)枯落物平均蓄积量表现为常绿落叶阔叶混交林(3.42 t/hm^2)>杉木纯林(3.12 t/hm^2),枯落物平均厚度表现为杉木纯林(9.17 cm)>常绿落叶阔叶混交林(5.42 cm)。(2)最大持水量表现为常绿落叶阔叶混交林(6.23 t/hm^2)>杉木纯林(5.57 t/hm^2),最大持水率也表现出相同的规律,即常绿落叶阔叶混交林(184.40%)>杉木纯林(179.50%);有效拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(4.48 t/hm^2)>杉木纯林(4.13 t/hm^2),最大拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(5.41 t/hm^2)>杉木纯林(4.97 t/hm^2)。(3)枯落物层的吸水量与浸水时间符合对数函数Q=aln(t)+b,而吸水速率与浸水时间符合指数函数V=at^b,常绿落叶阔叶混交林的蓄水能力强于杉木纯林。(4)土壤水分最大吸持贮水量表现为常绿落叶阔叶混交林(43.58 mm)>杉木纯林(41.88 mm),可以看出常绿落叶阔叶混交林内的土壤可以更好地为植被提供良好的水分供其生长;土壤水分最大滞留贮存量表现为常绿落叶阔叶混交林(8.20 mm)<杉木纯林(10.22 mm),即杉木纯林内的土壤具有更好的涵养水源能力。从枯落物最大持水量、有效拦蓄量以及土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度等多个因素的计算综合推断可知,杉木人工林水源涵养能力优于常绿落叶阔叶混交林。     

永嘉县四海山林场森林枯落物及土壤持水能力研究

为掌握永嘉县四海山林场不同森林枯落物和土壤的持水能力,采用野外调查和室内浸泡法,对该林场4种主要森林类型的枯落物及林下土壤持水性进行了研究,并对林地水源涵养功能进行了估算,结果表明:森林枯落物总储量大小为马尾松林>柳杉林>针叶混交林>针阔混交林,枯落物有效拦蓄量大小表现为柳杉林>马尾松林>针叶混交林>针阔混交林;柳杉林和针阔混交林0~10 cm土层土壤非毛管孔隙度、非毛管持水量显著高于马尾松林和针叶混交林;森林水源涵养能力大小表现为针阔混交林>柳杉林>针叶混交林>马尾松林;四海山林场林地水源涵养总量为7 530 343.4 t,经济价值量为6 174.8万元。     

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。     

黄浦江中游5种典型林分枯落物和土壤水源涵养能力研究

为了解黄浦江流域中游典型人工纯林枯落物和土壤的水源涵养能力,提高流域内水源涵养林建设保护与经营管理水平,选择黄浦江中游东岸的浦江郊野公园内的5种典型人工纯林(香樟林、桂花林、栾树林、无患子林和池杉林)作为研究对象,采用环刀法、烘干法与室内浸泡法对林分地表枯落物和土壤的水源涵养能力进行研究,并结合枯落物有效拦蓄量和土壤有效蓄水量来定量比较5种林分枯落物层和土壤层的水源涵养能力。结果表明:(1)5种林分枯落物有效拦蓄量为7.74～27.90 t/hm^2,表现为池杉林>无患子林>桂花林>栾树林>香樟林。(2)土壤有效蓄水量为104.87～174.01 t/hm^2,表现为栾树林>无患子林>香樟林>池杉林>桂花林。(3)林分枯落物有效拦蓄量和土壤有效蓄水量的总和为116.79～184.17 t/hm^2,表现为栾树林、无患子林的枯落物和土壤水源涵养能力较强,池杉林次之,香樟林与桂花林较弱。因此,在今后水源涵养林的建设管理过程中可优先选择落叶阔叶树种,适当种植针叶树种与常绿阔叶树种,加强对地表枯枝落叶层的保护,使林分更好地发挥其涵养水源的能力。     

喀斯特山地翅荚木人工林水源涵养功能研究

为探明广西喀斯特山地翅荚木人工林的水源涵养功能,选择有代表性的17年生翅荚木人工林,对其林冠层、灌木层、草本层、枯落物层和土壤层的水源涵养能力进行了测定分析,结果表明:17年生翅荚木人工林林冠层最大持水量为7.23 t/hm^2,灌木层最大持水量为2.75 t/hm^2,草本层最大持水量为2.42 t/hm^2,枯落物层最大持水量为8.01 t/hm^2,土壤层最大持水量为978.12 t/hm^2,林分总持水量达998.53 t/hm^2,形成了巨大的“绿色水库”。     

浑河上游水源地不同林型水源涵养功能分析

为定量评价浑河上游水源地保护区内不同林型的水源涵养功能,对浑河上游5种林型(阔叶混交林、红松人工林、落叶松人工林、阔叶红松混交林和阔叶落叶松混交林)林下枯落物的现存量、持水能力、有效拦蓄量和土层的物理性质、土壤入渗性能等开展研究,并采用综合评价法对不同林型的水源涵养功能进行评价。结果表明:不同林型枯落物现存量为16.10~37.70t/hm2,有效拦蓄量为36.31~83.39t/hm2;针阔混交林枯落物有效拦蓄量高于阔叶混交林、人工针叶林,针阔混交林的半分解枯落物现存量及持水量(持水率)所占比例明显高于人工针叶林、阔叶混交林,枯落物未分解层和半分解层持水量与浸泡时间关系符合对数函数方程W=Aln t+B;土壤入渗速率随着土层深度的增加而逐渐减小,各层土壤入渗速率和时间关系符合幂函数方程F=at-b;针阔混交林的土壤非毛管孔隙度、总孔隙度、非毛管蓄水量均高于阔叶混交林、人工针叶林;针阔混交林的总蓄水量(枯落物有效拦蓄量与土壤非毛管蓄水量)最高(1 025.28~1 341.59t/hm2),其次是阔叶混交林(823.36t/hm2),人工针叶林最低(422.41~609.06t/hm2)。综上所述,浑河上游水源地保护区内针阔混交林具有较好的涵养水源能力,建议在水源涵养林培育过程中将针阔混交林作为培育目标林分,并采取适当的结构调控措施,将现有人工针叶水源涵养林调整为针阔混交林,以充分发挥森林的水源涵养功能。     

库布齐沙漠人工林的水源涵养能力

[目的] 针对库布齐沙漠东段护林站内人工林进行林下枯落物与土壤水文功能研究,科学计算该区人工林的各项指标综合权重值,确定人工林枯落物及土壤的水文效应与水源涵养能力,为该区和相关沙区退沙还林的定向抚育提供理论指导。[方法] 以库布齐沙漠鄂尔多斯造林总场内5种常见人工林为研究对象,利用野外实测与室内浸泡进行枯落物及土壤持水性能研究,采用层次分析法（AHP）与熵权法（EWM）相结合对林分水源涵养能力综合评估。[结果] ①各林分枯落物厚度介于6.56～22.2 mm,蓄积量介于1.44～13.62 t/hm²,拦蓄能力表现为：杨树旱柳混交林>杨树林>樟子松林>3 a沙柳林>8 a沙柳林。②枯落物的最大持水深与其干质量呈线性关系,各林分最大储存约1.36～2.04 L降水,表明枯落物最大持水能力主要取决于枯落物干重量,而树种、树龄、气象等相关因素通过影响枯落物干重量间接影响持水能力。③对数函数和幂函数可较好表现枯落物的动态持水量和动态吸水率。④随着土层深度增加,各林分土壤饱和持水率、毛管持水率与总孔隙度基本呈现下降趋势,土壤容重基本呈现上升趋势。⑤林分水源涵养能力杨柳混交林高于其他林分,杨树林与樟子松林水源涵养能力相近,沙柳林最低。[结论] 未来在沙漠地区人工防护林建设中,优先培育混交林,并通过考虑树种间水源涵养差异开展更科学的退沙还林规划。     

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。     

不同生态修复措施下桃林口水库水源涵养区枯落物的蓄水保水效益

以桃林口水库水源涵养区不同生态修复措施下枯落物为研究对象,通过野外调查与室内测试相结合、"空间代替时间"的方法,研究了不同措施及措施实施前后枯落物的蓄积量、吸水速率、持水量和有效拦蓄量等蓄水保水效益。结果表明:生态修复措施的实施增加了林内枯落物的蓄积量,枯落物蓄积量天然(次生)林封育型(26.88t/hm2)>疏林补植型(25.83t/hm2)>人工林封育型(25.11t/hm2)>荒坡造林型(24.10t/hm2)>陡坡梯田退耕型(12.22t/hm2)>荒坡封育型(9.57t/hm2),且生态措施实施前后的差异显著;枯落物持水量与浸泡时间之间存在对数关系,枯落物吸水速率与浸泡时间间存在乘幂函数关系;不同修复措施间枯落物的拦蓄量差异显著,天然(次生)林封育型枯落物有效拦蓄深最大(8.51mm),荒坡封育型的有效拦蓄深最小(2.85mm),其他依次为荒坡造林型(5.22mm)、疏林补植型(5.13mm)、人工林封育型(4.51mm)、陡坡梯田封育型(3.92mm),生态修复措施的实施增加了枯落物拦蓄量,增幅为20.41%～98.63%。研究结果为评价水库水源涵养区不同生态修复措施蓄水保水效益提供了基础。     

辽西海棠山森林枯落物持水与土壤贮水能力研究

从森林涵养水源的角度出发,对辽西海棠山6种林分的枯落物持水能力和土壤贮水能力进行了研究,结果表明,森林枯落物的厚度为1.3～3.0 mm.依次为油松人工林>针阔混交林>五角枫人工林>核桃秋林>黄檗林>杂木林,枯落物蓄积量为3.68～12.46 t/hm2,依次为油松人工林>核桃秋林>黄檗林>针阔混交林>五角枫人工林>杂木林;枯落物最大持水量为1.09～4.33 mm,依次以黄檗林>核桃秋林>油松人工林>五角枫人工林>针阔混交林>杂木林,枯落物最大持水率为285.32 oA～504.01%,依次为黄檗林>核桃楸林>五角枫人工林>油松人工林>杂木林>针阔混交林;枯落物有效拦蓄深为0.27～0.99 mm,依次为:黄檗林>五角枫人工林>核桃楸林>油松人工林>杂木林>针阔混交林,有效拦蓄率为234.35%～421.67%,依次为黄檗林>核桃楸林>五角枫人工林>油松人工林>杂木林>针阔混交林;枯落物持水量在最初的2 h内迅速增加,而后增加速度逐步放缓,未分解层和半分解层枯落物均在18 h左右达到饱和,持水量与浸泡的关系为H=Aln(t)+B;五角枫人工林(123.6 t/hm2)、油松人工林(107.4 t/hm2)和针阔混交林(103.6 t/hm2)的土壤贮水力相对较强,黄檗林(84.4 t/hm2)、核桃秋林(60.6 t/hm2)和杂木林(55.8 t/hm2)的土壤贮水能力相对较弱.     

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。     

桂西北光皮桦人工林水源涵养功能

为了研究广西西北部不同林龄光皮桦人工林的水源涵养功能,选择具有代表性的11,16年生光皮桦人工林、16年生杉木林,从林冠层、枯枝落叶层和土壤层3个层次及综合性的水源涵养能力进行了定量分析。结果表明:(1)11,16年生光皮桦人工林林冠层、灌木层、草本层持水量范围分别为12.54～21.06,2.15～3.05,1.27～1.52 t/hm~2,凋落物总储量为4.54～7.42 t/hm~2,最大持水量为12.55～16.00 t/hm~2,16年生均显著大于11年生(P0.05),凋落物吸水速率与浸水时间存在良好的线性关系(R~20.86,P0.05)。(2)土壤的孔隙状况表现为16年生光皮桦林11年生光皮桦林,均大于对照的16年生杉木林,0—20 cm显著大于20—40,40—80 cm土层。(3)11年生光皮桦土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量的变化范围分别为28.97%～60.55%,25.35%～47.21%,3.71%～13.34%,16年生的为29.06%～63.45%,25.63%～48.70%,3.34%～14.75%,均随着土层的加深而减少;11,16年生光皮桦林0—80 cm土壤层自然含水量范围分别为27.46～30.16,28.12～30.22 g/cm~3;总蓄水量分别为3 813.4,3 732.2 t/hm~2,均大于16年生杉木林(3 659.2 t/hm~2)。总体上,林龄较大的光皮桦人工林表现出较强的水源涵养功能,且优于同林龄的杉木人工林。研究结果可为该地区光皮桦人工林的经营管理提供科学依据。     

城市水源地5种森林枯落物水文效应特征

[目的]探讨云南省蒙自市菲白城市水源地5种主要森林类型林下枯落物的持水效应特征,为菲白水源地营造水土保持林、水源涵养林提供理论依据。[方法]利用样方调查法、烘干法、浸泡法对其枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量等进行了研究。[结果]各林分总蓄积量相差较大,依次为:杉木林华山松+杉木人工柏树林青冈栎+云南松人工桉树林;不同森林类型枯落物最大持水量变化范围7.85~13.91t/hm2,最大持水率为165.85%~242.45%,最大拦蓄量为7.48~12.62t/hm2,有效拦蓄量为6.53~11.03t/hm2;5种森林枯落物持水量与时间呈较显著的对数函数关系,各层与浸水时间之间存在着显著的幂函数关系。[结论]综合比较5种森林类型的持水性能,杉树的持水能力较好,能够很好地涵养水源。     

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。     

油松人工林重度火烧后凋落物分解及水文效应

以北京市重度火烧迹地油松人工林为对象,基于原位采样法和室内浸泡法于2020年7-12月在对照样地和火烧样地采集凋落物样品并测定分析其现存量、持水量、有效拦蓄量等指标,探究林火干扰下凋落物的分解及水文效应,为更好促进森林水源涵养功能以及水土保持功能提供依据.结果 表明:(1)油松人工林半分解和完全分解层凋落物平均现存量分...     

河北省太行山区3种人工水土保持林枯落物及土壤水文效应

[目的]揭示人工水土保持林林下枯落物以及土壤持水特征,为太行山区水土保持林的建造和规划提供理论依据。[方法]运用烘干法,室内浸泡法,环刀法等得出不同林分林下枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量,比较了不同林分枯落物和土壤的持水能力。[结果]枯落物总储量范围为9.96~19.19t/hm2,表现为栓皮栎林总储量最大,荒坡总储量最小。枯落物最大持水量变化范围为23.76~66.72t/hm2,栓皮栎—侧柏混交林最大,荒坡最小。栓皮栎—侧柏混交林有效拦蓄量可达51.50t/hm2,在各林分中最大;荒坡有效拦蓄量为19.55t/hm2,在各林分中最小。枯落物持水量、吸水速率均与浸泡时间呈相关关系,前者为对数关系(R0.97),后者为幂函数关系(R0.98)。各林分土壤容重均值介于1.14~1.55g/cm3,总孔隙度介于38.62%~43.76%。各林分土壤有效持水量表现为:刺槐林栓皮栎—侧柏混交林栓皮栎林荒坡,其中刺槐林最大(为106.85t/hm2),荒坡最小(为89.37t/hm2)。[结论]水土保持林持水能力远大于荒坡。     

坝上高原杨树人工林的枯落物及土壤水源涵养功能退化

为探究坝上高原不同退化程度杨树人工林对枯落物及土壤水源涵养功能退化的影响,于2016年7—9月在张北县进行样地调查,对不同退化程度杨树人工林地枯落物及土壤水源涵养功能进行定量分析。结果表明:(1)林下枯落物储量表现为轻度退化(24.68t/hm~2)中度退化(13.43t/hm~2)重度退化(3.66t/hm~2),枯落物有效拦蓄量表现为轻度退化(29.28t/hm~2)中度退化(23.18t/hm~2)重度退化(3.30t/hm~2),最大持水量为轻度退化(34.90t/hm~2)中度退化(24.13t/hm~2)重度退化(3.86t/hm~2),最大持水率表现为轻度退化(228.80%)中度退化(228.70%)重度退化(119.94%),枯落物持水量、持水速率与浸水时间分别符合对数函数与指数函数;(2)不同退化程度土壤容重范围为1.65～1.80g/cm~3,毛管孔隙度为27.42%～33.64%,总孔隙度为29.97%～38.57%;(3)林地土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数关系,稳渗速率表现为中度退化(3.32mm/min)轻度退化(2.58mm/min)重度退化(2.44mm/min)。坝上高原退化杨树人工林的枯落物及土壤的水源涵养能力处在较低水平,随退化程度增大而显著下降。因此,在森林经营中应注意合理的树种选择,对退化较严重的林地通过补植其他树种或促进更新进行修复。研究结果可为当地杨树人工林退化评价及相关恢复重建提供一定的理论依据及参考。     

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。