川西亚高山针阔混交林与针叶纯林苔藓凋落物层持水性能研究

采用野外实地观测和室内浸水法对川西亚高山地区针阔混交林与针叶纯林林下苔藓凋落物的持水能力进行了对比研究.结果表明:(1)混交林林下苔藓凋落物层储量为10.02 t/hm~2,最大平均持水量为54.96 t/hm~2,最大平均持水率为839.70%;苔藓储量为2.43 t/hm~2,最大平均持水量为11.47 t/hm~2,最犬平均持水率为472.23%,吸水速率经过24 h从7 683.2 g/(kg·h)下降为256.5 g/(kg·h);凋落物储量为7.59 t/hm~2,最大平均持水量为24.07t/hm~2.最大平均持水率为317.22%.吸水速率经过24 h从8 530.1 g/(kg·h)下降为321.4 g/(kg·h).(2)针叶纯林林下苔藓凋落物层储量为9.37t/hm~2,最大平均持水量为45.70 t/hm~2,最大平均持水率为766.05%;苔藓储量为2.13 t/hm~2,最大平均持水量为9.68 t/hm~2,最大平均持水率为454.85%.吸水速率经过24 h从6 444.4 g/(kg·h)下降为231.4 g/(kg·h);凋落物储量为7.24 t/hm~2,最大平均持水量为21.20 t/hm~2,最大平均持水率为292.68%,吸水速率经过24 h从7 004.9 g/(kg·h)下降为251.4 g/(kg·h).因此,无论是持水量、持水率,还是吸水速率,混交林都强于针叶纯林.两种林分下,苔藓、凋落物持水率随浸泡时间的增加而增加,持水率与浸泡时间呈对数关系;苔藓、凋落物的吸水速率随浸泡时间的增加而降低,吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系.     

海南岛尖峰岭不同采伐方式热带雨林凋落物持水特性

以161个公里网格样地为基础,对尖峰岭热带雨林原始林和不同采伐方式(径级择伐和皆伐)下天然更新的次生林凋落物储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明,原始林、径级择伐林和皆伐林的凋落物储量分别为6.42,6.29和6.66t/hm2;最大持水量分别为9.55,10.49和11.17t/hm2。3类型森林凋落物最大持水率大小依次为皆伐林(169.2%)>径级择伐林(168.0%)>原始林(155.6%),经Kruskal—Wallis H检验表明,原始林、径级择伐林和皆伐林凋落物最大持水率间差异显著。凋落物持水量和凋落物持水率随着浸泡时间的增加符合W=alnt+b模型而变化,凋落物吸水速率随着浸泡时间的增加依W=at-b模型下降。     

贺兰山4种典型森林类型凋落物持水性能研究

采用野外实地观测与室内浸提法,对贺兰山4种典型森林类型(油松青海云杉混交林、油松山杨混交林、油松纯林和青海云杉纯林)林地凋落物的储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明:4种类型的林分凋落物储量大小依次为青海云杉纯林>油松云杉混交林>油松纯林>油松山杨混交林;油松纯林、油松云杉混交林、青海云杉纯林和油松山杨混交林的凋落物最大持水量分别为38.46,40.11,46.78,36.35t/hm2;最大持水率分别为152.56%、150.79%、144.43%和184.14%,各林分凋落物的持水量和持水率都随着浸泡时间的增加按照对数方程增加;吸水速率呈现油松山杨混交林>油松云杉混交林≥油松纯林>青海云杉纯林,且各林分的凋落物吸水速率随浸泡时间的增长按幂函数方程下降。有效拦蓄量林型间变化范围为10.7～15.73t/hm2,油松山杨混交林最大,为15.73t/hm2,油松纯林(14.05t/hm2)和油松云杉混交林(11.98t/hm2)次之,青海云杉纯林最小,仅为10.7t/hm2。     

大兴安岭火烧森林生态系统粗木质残体持水特征

为了解大兴安岭火烧森林生态系统中粗木质残体(CWD)的持水特征,以1987年受到不同强度火烧的森林生态系统为研究对象,运用浸泡模拟法研究了粗木质残体的吸水过程和持水能力。结果表明:(1)粗木质残体在吸水过程中随着浸泡时间的推移,其持水能力和持水率均随着腐烂等级的升高而增加,在浸泡吸水过程中粗木质残体的持水量(Q)随着浸泡时间(t)的增加而增加,两者的关系可用Q=aln t+b来拟合;粗木质残体的持水能力(Q′)与腐烂等级(x)的关系可用方程Q′=ex2+fx+g来拟合。(2)浸泡过程中粗木质残体的吸水速率(V)随着浸泡时间(t)的增加而呈下降的趋势,两者的关系可用V=ktn来拟合。(3)轻度火烧森林生态系统粗木质残体的储量为(10.89±0.62)t/hm2,饱和持水量为(14.46±0.96)t/hm2;重度火烧森林生态系统粗木质残体的储量为(5.37±0.29)t/hm2,饱和持水量为(10.11±0.23)t/hm2。     

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。     

自然恢复过程中川西亚高山林草交错带地被物储量及持水性能研究

以采伐封禁后形成的川西米亚罗亚高山林革交错带为研究对象.分析了自然恢复过程中地被物储量和持水特性的变化规律.试验结果表明:随植被的自然恢复进程.地被物的储量和最大持水量呈逐渐上升趋势,地被物的持水效应增强.枯落物储量占地被物储量的51.48%～76.85%,其最大持水量占地被物层最大持水量的32.4%～61.32%.枯落物层是涵养水源的优势层,但苔藓层在整个地被物层中的水文生态效应也十分显著.苔藓层和枯落物层的最大持水率分别为自身干重的6～7倍和3～4倍.苔藓的最大持水率表现为草甸<草灌<灌丛<次生阔叶林<针阔混交林<原始针叶林,枯落物的最大持水率为草甸<原始针叶林<草灌<针阔混交林<灌丛<次生阔叶林.地被物的最大持水量和有效拦蓄量随植被的自然恢复显著增加,变化规律为草甸<草灌<灌丛<次生阔叶林<针阔混交林<原始针叶林.地被物的吸水速率在前0.5 h最大,随着时间推移吸水速率逐渐降低,到24 h趋近于零.苔藓层的平均吸水速率大于枯落物层,地被物的持水量和吸水速率与浸泡时间的关系可用Q=aln(t)+6和V=ktn(R2>0.9)进行拟合.采伐干扰后植被的恢复是一个长期过程,森林群落的进展演替能增加苔藓的生物量和枯落物的储量,保护天然林有利于促进现有群落尽快演潜和恢复到该区稳定的顶极群落,对亚高山生态系统水源涵养功能的恢复至关重要.     

不同发育阶段杉木人工林凋落物的生态水文功能

对福建三明莘口教学林场不同发育阶段杉木人工林进行凋落物现存量、持水特性及失水特性研究。结果表明:不同发育阶段杉木人工林凋落物的现存量表现为老龄林(3.47t/hm2)>中龄林(2.24t/hm2)>幼龄林(1.53t/hm2)。凋落物持水量表现为老龄林>中龄林>幼龄林;最大持水量表现为老龄林(11.8t/hm2)>中龄林(7.73t/hm2)>幼龄林(4.24t/hm2);最大持水率表现为中龄林(477.48%)>幼龄林(376.57%)>老龄林(291.98%);最大失水量表现为老龄林(4.29t/hm2)>中龄林(2.91t/hm2)>幼龄林(1.71t/hm2);最大失水率表现为中龄林(129.90%)>老龄林(124.15%)>幼龄林(112.04%)。凋落物层吸水速率均表现在前0.5h内最快,说明凋落物层具有快速拦截地表径流的作用。凋落物的持水量、持水率、失水量、失水率与时间之间的最佳拟合关系式为W=a+bln t;吸水速率、失水速率与时间之间的最佳拟合关系式为V=atb。老林龄杉木凋落物层具有现存量大、持水量大、吸水速率强等特点,具有较强的生态水文功能。     

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。     

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。     

甘肃省兴隆山天然林下苔藓凋落物蓄积量及持水特性

2010年,采用野外实地观测与室内浸水法,对甘肃兴隆山青杄林、青杄—白桦林林下苔藓和凋落物的累积量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明:(1)青杄—白桦林和青杄林下苔藓及凋落物层总厚度7.10~8.30cm,总重量24.66~30.69t/hm2,青杄—白桦林均高于青杄林;(2)苔藓层最大持水率明显高于凋落物层,但凋落物层最大持水量是苔藓层的11.15倍;(3)苔藓层和凋落物层持水率在开始浸水时增加较快,0.5h后增幅逐渐减慢,浸水10h后基本趋于某一稳定值;(4)凋落物层最大拦蓄量、有效拦蓄量分别是苔藓层的10.41和10.27倍;凋落物层在对降水二次分配及在吸持降水过程中发挥着重要作用,并且位于主导地位。     

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。     

泉州石壁水库库区3种林分枯落物储量及其持水特性研究

对石壁水库库区桉树林、马尾松林、杂木林3种主要林分枯落物的储量、持水量、持水率和吸水速率进行了研究。结果表明,马尾松林的枯落物储量最大（9．42t／hm^2）,其次为桉树林（7．55t／hm^2）,杂木林最小（7．41t／hm^2）。桉树林、马尾松林、杂木林枯落物未分解层最大持水率分别为184．36％、170．85％、119．90％;半分解层最大持水率分别为209．25％、181．09％、136．04％。各林分枯落物最大持水量为桉树林14．99t／hm^2,马尾松林16．59t／hm^2,杂木林9．32t／hm^2。3种林分枯落物持水量随着浸泡时间的增加按照W=aln（t）＋b关系式增加,吸水速率随浸泡时间的增加按方程V=kt^n下降。研究表明石壁水库库区马尾松次生林枯落物持水量最大,杂木林持水效果最差。     

河北雾灵山不同密度油松人工林枯落物及土壤水文效应

以河北雾灵山自然保护区内4种不同密度(881,940,1 252,1 400株/hm2)的油松人工纯林为研究对象,对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究。结果表明:枯落物总储量变化范围为29.11~47.14t/hm2,且在一定林分密度内,随密度增加枯落物储量增加,最大持水量的变化范围为63.79~108.18t/hm2,有效拦蓄能力在43.25~81.44t/hm2之间,以1 252株/hm2有效拦蓄能力最强;枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系(R0.90),枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R0.99);土壤容重均值变化范围为0.88~1.26g/cm3,总孔隙度的变化范围为46.00%~62.27%;土壤层有效持水能力以密度为1 400株/hm2时最强,有效持水量为66.17t/hm2;土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系(R0.84)。综合分析可知,密度为1 400株/hm2的油松林水源涵养能力最强。     

四面山不同人工林枯落物储量及其持水特性研究

通过调查分析重庆四面山5种人工林的林下枯落物储量,研究了各林地枯落物持水特性。结果表明:5种人工林林下枯落物储量及其持水量均表现出:分解层>半分解层>未分解的变化趋势。在相同林龄条件下,石栎×木荷混交林林下枯落物储量最高(246.94 t/hm2),其次是杉木×马尾松混交林(202.79 t/hm2)和枫香×木荷×石栎×香樟×灌木混交林(191.82 t/hm2),杉木人工纯林(39.73 t/hm2)最低。试验研究的5种林地中,石栎×木荷混交林林下枯落物的24 h最大持水量最大,为254.28 t/hm2,杉木×马尾松混交林(191.72 t/hm2)和枫香×木荷×石栎×香樟×灌木混交林(168.21 t/hm2)次之,杉木人工纯林最小,仅为31.66 t/hm2。经统计分析,试验5种林下枯落物未分解层、半分解层和分解层三者持水量与浸泡时间之间均符合为W=aln(t) b,且三者的吸水速率与浸泡时间之间亦符合S=ktn的关系式。研究表明,石栎×木荷混交林林下枯落物是5种林地中持水性能最好的一种,而杉木人工纯林枯落物持水性能最差。     

太岳山不同郁闭度油松人工林枯落物及土壤水文效应

通过定位试验结合室内测定的方法,研究了山西太岳山不同郁闭度油松人工林枯落物及土壤水文效应。结果表明:(1)不同郁闭度林分枯落物储量变化范围为7.43~10.86t/hm2,随郁闭度增加枯落物储量增加;最大持水率变化范围为276.54%~311.33%,最大持水深为8.02~14.34mm,表现为(按郁闭度排序):0.70.60.80.5,郁闭度为0.7林分的枯落物持水效果最好;枯落物未分解层和半分解层持水量与浸泡时间呈明显对数关系(R0.87),持水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R0.94)。(2)不同郁闭度林分土壤容重变化范围为1.36~1.49g/cm3,总孔隙度均值变化范围为44.71%~48.75%,有效持水量变化范围为395.33~831.00t/hm2,表现为(按郁闭度排序):0.60.70.50.8;稳渗速率变化范围为1.00~3.47mm/min。     

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.     

紫鹊界梯田区植被凋落物水资源调配特性

通过野外调查和室内实验,分别对紫鹊界梯田区植被凋落物的蓄水与泄水等水资源调配特性进行探讨.结果表明,梯田区各群落凋落物的储量分别为杉林1.82 t/hm2,竹杉林1.46 t/hm2,竹林1.23 t/hm2,板栗林0.95 t/hm2和荒草0.73 t/hm2.凋落物的蓄水表现为吸水过程,各凋落物浸泡8h后,吸水基本饱和,浸泡24 h时最大持水率依次为竹杉林420％,竹林310％,荒草283％,杉林252％和板栗林226％.凋落物泄水的实质为释水,在释水24 h后,各凋落物并未达到稳定状态,此时杉林、竹林、板栗林、荒草及竹杉林凋落物的释水率依次为188％,161％,148％,126％和124％.凋落物持水率与浸泡时间之间、释水率与释水时间之间存在对数函数关系,吸水速率与浸泡时间之间、释水速率与释水时间之间满足幂函数关系.凋落物蓄水能力的大小与其泄水能力的强弱并不一致,且蓄水远快于泄水.最后,建立了凋落物水资源调配能力计算式,并用于紫鹊界梯田区,计算结果表明,该区域5种植被凋落物水资源调配能力遵循竹杉林＞杉林＞竹林＞荒草＞板栗林的顺序.     

河北雾灵山不同海拔油松人工林枯落物及土壤水文效应研究

对雾灵山4个海拔梯度(820,995,1 080,1 270m)的油松(Pinus tabuliformis)人工林枯落物层及土壤层水文效应进行研究。结果表明:枯落物总蓄积量、最大持水量、有效拦蓄能力均随海拔升高先减小而后增大,最大持水率随海拔升高而减小,枯落物总储量在29.11~47.14t/hm2之间,最大持水量在61.13~128.31t/hm2之间,有效拦蓄能力在41.00~106.74t/hm2之间,最大持水率在192.50%~252.02%之间。枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系,R0.95,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系,R0.99。土壤容重随海拔升高而增大,变化范围为0.66~0.95g/cm3,总孔隙度随海拔升高而减小,土壤层有效持水量随海拔升高而减小,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,R0.96。由此可知,低海拔油松人工林水源涵养能力普遍高于高海拔。     

北京山地不同密度侧柏人工林枯落物及土壤水文效应

以北京市八达岭石佛寺浅石山区5种密度(1 500,2 000,2 550,2 700,2 900株/hm2)侧柏人工纯林为对象,对其枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究。结果表明:枯落物总储量变化范围在22.94～34.35t/hm2之间,且随林分密度增加枯落物储量增加,最大持水量的变化范围为13.37～56.47t/hm2,有效拦蓄能力在26.97～52.02t/hm2之间,2 700株/hm2有效拦蓄能力最强,为52.02t/hm2;枯落物持水量与浸泡时间呈明显对数关系(R>0.88),枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R>0.99);土壤容重均值变化范围为1.09～1.37g/cm3,总孔隙度的变化范围为38.66%～54.30%;土壤层有效持水能力以密度为1 500株/hm2的最强,为157.27t/hm2;土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系(R>0.94)。综合分析得出,密度为2 000株/hm2的侧柏林水源涵养能力最强。     

山地森林-干旱河谷交错带不同植被枯落物水文效益研究

对岷江上游山地森林-干旱河谷交错带的6种植被类型枯落物的水源调蓄功能及特征进行了研究,结果表明:6种植被类型按枯落物贮量大小排序为青冈次生林(46.20 t/hm2)>杨柳阔叶林(23.46 t/hm2)>针阔混交林(20.51t/hm2)>岷江柏幼林(16.02 t/hm2)>次生灌丛(11.17 t/hm2)>荒草坡(9.23 t/hm2),按枯落物层最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量大小排序均是青冈次生林>杨柳阔叶林>针阔混交林>岷江柏幼林>次生灌丛>荒草坡;在整个持水过程中,前2 h内各林分枯落物层吸水作用较强。