中国林地枯落物持水保土作用研究概况

初步总结了我国森林枯落物在持水保土方面的研究进展,包括枯落物的持水能力及其影响因子、防止击溅侵蚀、抑制蒸发、降低径流流速、抵抗冲刷等,以配合目前我国西部开展的生态建设工程。     

水土保持林中枯落物的作用

林地枯落物对改良土壤、截持降雨、减少雨滴溅蚀、防止水土流失等都具有重要作用。人工模拟降雨试验表明,搂去枯落物的林地,将使径流系数增大75％,最大径流流量增加58％,径流含沙量增大6.3倍,土壤侵蚀量增加12.95倍。在水保林经营活动中,应重视枯落物的作用,严禁搂去林地枯落物。在水保林树种选择上应考虑其生产枝叶的能力,或采用针阔混交配置,以使水保林更好地发挥其生态功效。     

油松枯落物的水土保持作用研究

油松枯落物的截留量与其自身的干燥程度有关,同时受降水历时、降水量和天气情况的影响。在不同的月份,其截留量不同,年截留率为9.27％。油松枯落物阻延径流流出的时间与其厚度呈正相关,与地面坡度、径流深度呈负相关;油松枯落物还能有效地抑制土壤水分蒸发、显著提高土壤的抗蚀性,2cm厚枯落物的油松林地即可免遭土壤冲刷。     

封山育林提高森林蓄水保土效益的研究

在论述封山育林历史发展的基础上,系统研究封山育林措施,封山育林具有改善林地土壤物理性状、林地土壤贮水量、枯落物贮存量、土壤渗透速度、增加土壤养分含量、减少土壤侵蚀的作用。     

岷江上游主要森林群落枯落物量及其持水特性

在四川卧龙森林生态定位研究站,通过野外收集与室内浸泡法,研究岷江冷杉林、川滇高山栎林及灌竹林3种典型亚高山森林群落类型的枯落物量及其持水特性的动态变化,目的在于为岷江地区天然林保护与林分经营管理提供理论依据。结果表明：1）一年中,3种森林群落类型枯落物蓄积量在不同生长时期差异明显,变化范围为10.00-25.20t／hm^2,在生长初期（5月份）和生长盛期（7月份）,其顺序为岷江冷杉林〉川滇高山栎林〉灌竹林,在生长末期（9月份）,其顺序为川滇高山栎林〉岷江冷杉林〉灌竹林。2）3种森林群落类型不同时期枯落物最大持水量均表现出分解层〉半分解层〉未分解层;3种森林群落类型枯落物最大饱和持水能力均较强,表现为岷江冷杉林〉川滇高山栎林〉灌竹林。3）3种森林群落类型枯落物持水量、吸水速率与浸水时间之间分别呈对数和幂函数关系,浸水前期的枯落物吸水速度变化最快,在0-5min达最大值,随时间推移逐渐降低,24h后吸水基本停止。     

黄土残塬沟壑区3种林地枯落物和土壤水源涵养功能

为了研究黄土残塬沟壑区典型林地枯落物和土壤水文特性,并对黄土残塬沟壑区造林树种的选择及功能导向型林分改造提供依据,于2017年在山西省吉县蔡家川流域选择刺槐林、油松林、刺槐×油松混交林为研究对象,分别采用浸泡法、环刀法对林地枯落物层和土壤层持水性能进行定量化研究,探究其水源涵养功能。结果表明:(1)3种林地枯落物总储量在105.49~148.38t/hm~2之间变动,且半分解层储量大于未分解层储量;油松×刺槐混交林地枯落物总厚度最大(3.8cm),刺槐林次之(3.6cm),油松林最小(3.4cm);(2)枯落物最大持水量(率)均为油松×刺槐混交林最大,刺槐纯林次之,油松纯林最小,分别为117.99t/hm~2(387.12%),106.19t/hm~2(324.31%),82.86t/hm~2(305.76%);(3)枯落物有效拦蓄量与持水量(率)表现一致,均为阔叶林优于针叶林,有效拦蓄量为83.66~195.72t/hm~2,有效拦蓄率为121.75%~292.21%;枯落物持水量、吸水速率与浸水时间分别符合对数函数和指数函数;(4)3种林地土壤容重均值在0.99~1.01g/cm~3浮动,总孔隙度为49.39%~50.09%,土壤有效持水量为32.99~81.73t/hm~2,林地土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数关系。综合3种林地枯落物层和土壤层的涵养水源能力表现为油松×刺槐混交林较高,油松纯林较差。建议在现有林分改造中,宜将刺槐纯林和油松纯林逐渐向混交林模式改进。     

作物植被的保土作用及作用系数

坡耕地种植作物能形成地表覆盖,具有一定的促土功能、其保土原理是作物密度大,地表微起伏和极系的固土作用。保土作用受覆盖度、地形、降雨等影响;用保土作用系数（Ｃ）衡量,仅与覆盖度有关。在黄土高原南部,Ｃ变化在０．１１－０．８６间,因而,提高坡耕地作物植被的保土功能,还需加其它管理措施．     

黄土高原区几种不同植物残落物碳、氮矿化特性研究

采用室内培养试验法(28℃下培养60 d)研究了采自黄土高原地区10种植物残落物的化学组成及施入土壤后碳、氮的矿化特性。结果表明,供试的几种乔木和草本残落物C/N比和木质素含量差异较大,有机碳的矿化率在整个培养期间的差异均达较显著水平。60 d培养结束后,草本植物残落物有机碳累积矿化率(平均值,33.14%)灌木(27.80%)乔木(23.23%)。培养结束时,3种乔木类植物残落物氮的平均固持率为39.67%;草本类的紫花苜蓿在整个培养期间释放氮素,培养结束后其氮累积矿化率为45.98%,而长芒草和白羊草在整个培养期间则固持氮素,培养结束后其氮素累积固持率分别为46.98%和50.56%。供试的3种灌木(沙棘、柠条及山桃)残落物的C/N比(15～16)和木质素含量(25～29)相近,其有机碳的矿化率差异相对较小,而残落物氮矿化率的差异达极显著水平(p0.01),说明植物体的C/N比不是决定其氮素分解转化的唯一因子,植物残落物的其他化学特性也会影响其加入土壤后的转化。     

沙棘林林冠层和枯落物层的水土保持作用

对荒坡、天然沙棘林及不同处理后的林地进行的人工降雨试验结果表明，在暴雨条件下，匾皮径流、侵蚀量分别高达３９８６０ｍ＾３／ｋｍ＾１，７３６．６４ｔ／ｋｍ＾２。而天然沙棘林地径流侵蚀量分别为４７９０ｍ＾３／ｋｍ＾２和８．３７ｔ／ｋｍ＾２，分别比荒坡减少８７．９８％和９８．８６％。     

森林枯落物影响花岗岩风化沙粒起动流速研究

运用室内水槽实验方法，对无粘性均匀花岗岩沙粒的起动流速和马尾松林枯落物对其起动流速的影响进行了研究，结果表明：沙粒起动流速与沙粒平均粒径、坡度和枯落物量之．间存在明显的幂函数关系，枯落物与苔藓组合层对沙粒起动流速的影响比仅枯落物层时更明显。粒径大于２．０ｍｍ的沙粒当有枯落物覆盖时，即使在３５°的坡度条件下也很难起动。     

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。     

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.     

林地枯落物抗冲机理研究

根据以往的研究，应用力学原理提出了能量抗冲指标，避免了研究同一冲样抗冲性受雨强、坡度等因素影响的可变性，增强了研究对象的可比性。研究表明，参试枯落物的抗冲能力随其厚度递增，其中油松、山杨、沙棘、刺槐这些枯落物层下的土壤抗冲能力也与其自身抗冲性一致。枯落物能减轻土壤冲失主要是由于它能降低径流速度，当有0．5cm枯落物层时，可降低流速度80％－90％。     

辽河源典型森林群落下枯落物的水文特性

以辽河源自然保护区典型森林群落为对象,对其下枯落物储量和持水量等水文特性进行了研究。结果表明:(1)研究区枯落物总储量变化范围为7.92~15.56t/hm2,60a林龄油松纯林储量最大,华北落叶松纯林最小;(2)研究区最大持水率变化范围为164.12%~333.06%,最大持水率大小排序为:杨桦混交林华北落叶松纯林50a油松纯林60a油松纯林40a油松纯林;(3)研究区最大持水量变化范围为21.31~38.13t/hm2,最大持水量大小依次为:杨桦混交林60a油松纯林50a油松纯林华北落叶松纯林40a油松纯林;(4)对枯落物持水过程进行回归分析,各群落枯落物未分解层和半分解层持水量与浸水时间之间均服从对数函数回归关系(R0.87),持水速率与浸泡时间之间均符合幂函数关系(R0.87)。     

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。     

森林枯落物分解研究进展

森林枯落物是森林生态系统的重要组成部分,其分解过程是维持土壤有机质形成、林地物质与养分循环以及森林生态系统生产力的重要生态过程.研究枯落物分解过程及影响因素对于认识森林生态系统碳氮循环动态过程具有重要意义.多年以来,枯落物分解研究取得了一些突破性进展,但是,近5年来却很少见到有关枯落物分解研究的系统性综述,这极大地阻碍...     

森林植被水土保持功能评价

文章评价了乔层、灌层、草层、枯落物层、根层及盖度对水土保持的影响,认为矮草层和死被层是决定水土保持效益的关键。盖度的有效性与高度关系紧密,草层和死被层仍最为有效。黄土高原人工林水土保持效益不好,其主要原因是没有完好的草层和死被层。如果林分具有良好的结构,黄土高原建造植被的减沙潜势为30%以上。     

残落物混合分解对杨树-农作物复合系统土壤碳氮矿化的影响

采用室内培养的方法研究杨-麦、杨-花生等不同复合经营模式下,杨树叶与农作物秸秆混合后对土壤碳、氮矿化及土壤微生物量的影响。结果表明:(1)单一模式中,花生叶处理的有机碳矿化累积量最大,花生茎秆、杨树叶处理次之,小麦秸秆处理最低。混合处理有机碳矿化累积量依次为杨树叶-花生叶>杨树叶-花生茎秆>杨树叶-小麦秸秆,且培养结束时,混合物表现出明显的促进作用;(2)土壤微生物量碳、氮与各残落物氮含量、C/N比存在显著的相关性;(3)杨树叶、小麦秸秆及其混合物处理的土壤矿质态氮含量均低于对照,而添加花生叶、花生茎秆以及它们与杨树叶的混合物使矿质态氮含量高于对照。试验说明杨-麦、杨-花生复合模式均能有效提高土壤微生物的生物量,调节碳的动态及氮的供应,而选择种植含氮量高的农作物更有利于促进残落物分解和养分归还,这对深入研究林-农复合系统的模式筛选、结构优化及可持续经营具有一定的现实意义。     

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。     

鄂西南5种典型林分枯落物与土壤的持水性能

[目的]探究鄂西南地区典型森林枯落物和土壤的水文特性,分析对比不同林分的持水性能,为区域内选择适宜的造林树种、营造合理的水土保持林提供理论依据与科学参考。[方法]以利川金子山国有林场的5种典型林分为研究对象,采用野外调查与采样、环刀法和室内浸泡法,对比分析各林分枯落物层储量、持水过程、持水能力,以及土壤层持水能力和入渗过程。[结果](1)5种林分枯落物储量表现为：杉木人工林>常绿落叶阔叶混交林>日本落叶松人工林>柳杉人工林>鹅掌楸人工林;最大持水量变化范围在13.94～29.12 t/hm²之间,与枯落物储量变化相一致。(2)枯落物持水量与浸水时间关系为对数函数关系,吸水速率与浸水时间关系为幂函数关系。(3)0—40 cm土壤层最大持水量介于277.02～334.12 t/hm²之间,表现为：鹅掌楸人工林>常绿落叶阔叶混交林>日本落叶松人工林>杉木人工林>柳杉人工林;土壤平均渗透速率变化范围为6.89～22.30 mm/min,稳渗时间在18.40～25.73 min之间,其中鹅掌楸人工林土壤渗...