托木尔峰自然保护区台兰河上游不同植被类型的水源涵养功能

为了研究托木尔峰自然保护区生态系统的水源涵养功能,选择台兰河上游为研究区域,采用野外观察与室内试验相结合的方法,分别对该区域具有代表性的雪岭云杉林、灌木林、草地植被,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:研究区云杉林林冠截留能力优于灌木林,穿透降雨量及林冠截留量平均值均大于灌木林。除草地外,各样地枯枝落叶未分解层平均厚度均大于半分解层,云杉林枯枝落叶层的厚度和蓄积量明显大于灌木林,不同植被类型枯枝落叶半分解层的自然持水率、最大持水率均高于未分解层,云杉林枯枝落叶层自然持水率、最大持水率均高于灌木林,灌木林和云杉林的枯枝落叶未分解层有效拦蓄量均高于半分解层。不同植被类型平均土壤容重大小表现为草地灌木林云杉林,土壤孔隙度的平均值大小则与之相反;不同植被类型的土壤自然含水率、饱和含水量及非毛管持水量均表现为云杉林灌木林草地,而不同植被类型30cm深土层的蓄水能力变化则存在差异。研究区不同植被类型的水源涵养能力在181.06~237.63mm,综合、有效水源涵养能力均表现为云杉林灌木林草地,其中土壤层的涵养贡献率最大,总有效蓄水量远小于总持水量。综上所述,台兰河上游云杉林和灌木林具有较好的涵养水源能力,放牧强度和人为干扰是影响研究区不同植被类型尤其是生境脆弱的草地植被水源涵养功能的重要因素。     

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。     

北川河流域退耕还林不同配置模式的水文效应

对青海大通北川河流域山地退耕还林不同配置模式的水文效应进行了研究，结果表明，不同配置模式植冠层截留量、枯枝落叶层的容水量、土壤总持水量随着林分植冠层生物量和枯枝落叶层现存量的增加呈上升趋势，同时，在林分总蓄水量中，土壤持水量所占比值较大（〉97％），而土壤稳渗速率随着土壤总孔隙度的增大而增大。其中：（1）在浅山区，植冠层截留量和枯枝落叶层的容水量以模式D（中国沙棘）最大，分别为1．43mm，1．87mm；土壤持水量和林分总蓄水量以模式C（青杨＋枸杞）最大，分别为327．88mm，329．07mm，稳渗速率则以模式A（川赤芍）最大，为4．8mm／min。（2）在脑山区．植冠层截留量、枯枝落叶层容水量、土壤总持水量、林分总蓄水量和稳渗速率均以模式F（青海云杉）最大，依次为2．37mm，6．24mm，323．3mm，331．91mm，6．8mm／min。     

杉木米老排混交林水源涵养功能的研究

本通过对杉木米老排混交林和杉木纯林的林冠层、林下植被层、枯枝落叶层和土壤层持水能力进行研究，结果表明：由于米老排落叶量大，根系发达，大大改善了土壤结构，提高了林分的水源涵养功能。除了林冠层持水量外，混交林各部分涵养水源功能均优于杉木纯林，地上、地下部分持水量分别为27．21t／hm^2和2347．94t／hm^2，分别比纯林的(24．74t／hm^2)和(2073．81t／hm^2)高出9．98％和13．22％。     

冀西北地区4种纯林枯落物及土壤水文效应

为改善冬奥会赛区(张家口市崇礼区清水河流域)水生态环境,提高(崇礼)赛区森林涵养水源功能,以崇礼区和平林场的云杉、白桦、山杨和华北落叶松4种纯林为研究对象,布设50m×50m样地,枯落物水文效应测定采用浸泡法,土壤层水文效应测定采用环刀法。结果表明:(1)枯落物总蓄积量最大为云杉林(38.46t/hm~2),各林分半分解层的蓄积量均大于未分解层;(2)枯落物最大持水量云杉林(3.03t/hm~2)最大,有效拦蓄量云杉林(2.57t/hm~2)最大,最大持水率山杨林(384.22%)最大,枯落物持水量与持水时间呈对数关系,枯落物吸水速率与持水时间呈幂函数关系;(3)土壤容重华北落叶松林(1.00g/cm~3)最大,山杨林(0.67g/cm~3)最小,土壤总孔隙度白桦林(67.14%)最大,山杨林(58.77%)最小。土壤入渗速率与入渗时间呈明显的幂函数关系。(4)林地总持水能力排序为:白桦林(887.45t/hm2)华北落叶松林(840.94t/hm~2)云杉林(800.03t/hm~2)山杨林(768.58t/hm~2),土壤层的持水能力占99%以上。综合分析得知,阔叶林涵养水源功能优于针叶林,土壤层的持水能力强于枯落物层。     

青海高寒区人工林枯落物及土壤水文效应

以青海省大通县宝库林场5种典型人工林的枯落物层和土壤层为研究对象,对其水文效应进行了初步研究。结果表明：(1)枯落物储量为34.69~67.84t/hm²,大小为落叶松林 > 云杉落叶松混交林云杉林 > 白桦林 > 云杉白桦混交林。枯落物最大持水量为80.30~150.73t/hm²,持水量最大为云杉落叶松混交林,其次是落叶松林,白桦林和云衫白桦混交林,最小为云杉林。云杉落叶松混交林有效拦蓄能力最强,为94.32t/hm²;云杉林有效拦蓄能力最弱,为45.40t/hm²。(2)未分解层枯落物浸水在8h左右基本达到饱和状态,而半分解层在6h已经接近饱和;在0.5h内,枯落物吸水速率达到最大,6h左右下降速度明显放缓。(3)土壤层持水能力最强的是云杉落叶松混交林,最小的是云杉白桦混交林。     

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。     

江淮低丘林地水源涵养功能的研究

林地的水源涵养功能主要依赖于林下的凋落物和土壤的蓄水能力。对江淮低丘5种不同森林类型的凋落物蓄积量、凋落物持水性能及林地土壤蓄水性能进行了研究。结果表明,不同森林类型凋落物层和土壤层水源涵养功能差异明显。麻栎林凋落物蓄水能力最强,其最大持水量为123.7 t/hm²;纯茶园的凋落物蓄水能力最弱,其最大持水量33.5 t/hm²;马尾松和枫香混交林地的土壤蓄水能力最强,而麻栎和马尾松林地土壤蓄水能力较弱。从林地总蓄水量来看,凋落物层蓄水量仅占总蓄水量的较小比例1.9%～4.9%,而土壤层蓄水量占到总蓄水量的90%以上,因此林地总蓄水量是由土壤层蓄水量决定的。     

东北黑土区各类水保林蓄水能力试验研究

针对黑土区主要水土保持林类型,选择落叶松纯林、樟子松纯林、白皮柳纯林、杨树纯林、樟子松与落叶松混交林、樟子松与杨树混交林6种林分进行林下枯落物层、林下土壤层蓄水能力和林下土壤入渗性能、孔隙度的试验和测定,研究不同林分改良土壤,涵养水源的能力。通过试验分析表明:6种林分枯落物层蓄水率为1.3～2.5倍,枯枝落叶数量多且枯落物比表面积大的落叶松和白皮柳枯落物层蓄水能力最强;针叶林及其混交林土壤层蓄水量最大;混交林改良土壤效果最好,林下土壤入渗能力高于纯林,毛管孔隙度大于纯林。建议在黑土区水土保持林建设中,根据立地条件,以混交林和针叶纯林为主。     

秦巴山区植被涵养水源价值测评研究

根据陕西省植被图,在MapInfo4.0上建立秦巴山区植被类型数据库,从林冠层、枯枝落叶层、土壤层3个层次分析了秦巴山区植被水源涵养的物质量,并利用影子工程法、成本估算法等方法对其生态功能进行了货币化评定。结果表明林冠层的截留量为109891.62万t,枯枝落叶层的截留量为31960.44万t,土壤层的截留量为196309.35万t,3个层次总截留量为338161.42万t,水源涵养总价值量为226.56×108元。这对于本地区水资源的合理利用以及生态环境建设有着积极的作用。     

青海高寒山区5种林分土壤特性及其水源涵养功能

为定量评价青海省大通县高寒山区不同森林的土壤特性和水源涵养功能,从而为森林的合理空间配置提供理论依据,采用浸水法、环刀法、定水头法、硫酸重铬酸钾法,分别测定5种林分的枯落物性质和0—40cm土层的孔隙度、渗透性及养分状况等。结果表明:(1)枯落物总储量及最大持水量依次为云杉白桦混交林云杉落叶松混交林青海云杉林华北落叶松林白桦林。(2)0—40cm土层的土壤有机质含量平均值依次为云杉落叶松混交林云杉白桦混交林白桦林青海云杉林华北落叶松林。(3)土壤容重随着深度增加而增大,0—40cm土层均值依次为白桦林华北落叶松林云杉白桦混交林青海云杉林云杉落叶松混交林。(4)土壤总孔隙度随土层加深而降低,0—40cm土层均值依次为云杉落叶松混交林青海云杉林云杉白桦混交林华北落叶松林白桦林。(5)0—40cm土层的土壤平均初渗速率和稳渗速率大小依次为白桦林云杉白桦混交林云杉落叶松混交林华北落叶松林青海云杉林。(6)依林地总贮水量评价的水源涵养功能依次为云杉落叶松混交林(4 427.40t/hm~2)青海云杉林(4 365.33t/hm~2)云杉白桦混交林(4 055.04t/hm~2)华北落叶松林(3 729.64t/hm~2)白桦林(2 650.31t/hm~2)。     

不同林分类型土壤水分物理性质及其海拔效应——以浙江省凤阳山为例

以浙江省凤阳山常绿阔叶林和针阔混交林为例,通过野外调查和室内测定土壤容重、土壤孔隙度及土壤含水量等,研究了中亚热带主要林分类型的土壤水分物理性质及其海拔影响.结果表明,在0-60 cm土层中,随着深度的增加土壤容重逐渐增大,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、最小持水量逐渐减小.在海拔300～I 355 m高程范围随着海拔升高土壤容重平均值逐渐减小,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、最小持水量、土壤贮水量平均值均增大;土壤排水能力平均值为:海拔900 m＞海拔600 m＞海拔1 355 m＞海拔300 m.同一海拔4种林分类型土壤容重平均值:人工杉木林＞针阔混交林＞人工柳杉林＞常绿阔叶混交林;土壤总孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量、最小持水量、土壤贮水量平均值均表现为人工柳杉林优于其他3种林分类型;土壤排水能力平均值表现为:常绿阔叶混交林＞人工杉木林＞人工柳杉林＞针阔混交林.综合分析,同一海拔常绿阔叶林水源涵养及保持水土能力要高于人工柳杉林.     

珠江源头区几种主要林分类型下土壤的水分涵养功能研究

通过对珠江源头区几种主要的植被类型——云南松林、华山松林、云南松＋栓皮栎、云南松＋旱冬瓜林、早冬瓜林、滇石栎林、高山栎林等林分土壤的水源涵养功能进行研究，分别从土壤吸湿水分的能力、枯落物截留状况、渗透性能以及水土流失状况方面进行了分析．认为：阔叶林地表枯落物含量较多，分解速度也最快，土壤渗透功能及持水能力也最强，其次为针阔混交林，针叶纯林的持水保土功能最差。地表径流量以针阔混交林〈阔叶林〈针叶林依次递减．但其差异较大，地表径流最大的云南松针叶林是最小的高山栎灌丛的2．18倍，泥沙量最大的云南松林是最小的云南松＋栓皮栎林的25．65倍，而阔叶林与针阔混交林差异不大，研究表明针叶林下土壤的水分涵养功能较差，而针阔混交林和阔叶林则较强。     

冀北山地6种林分类型土壤水分-物理性质变化

为改善冀北山地林地生态功能,提高该地区森林涵养水源的能力,选取冀北山地6种典型林分为研究对象,采用环刀法对土壤物理性质进行了分析比较。结果表明:(1)土壤容重与土层深度呈正相关,土壤容重均值排序为:华北落叶松林(1.20g/cm~3)蒙古栎林(1.14g/cm3)油松林(1.12g/cm~3)黑桦林(1.03g/cm~3)白桦林(0.98g/cm~3)山杨林(0.81g/cm~3);(2)土壤总孔隙度与土层深度呈负相关,土壤总孔隙度均值排序为:山杨林(57.6%)白桦林(51.4%)黑桦林(51.1%)油松林(49.1%)华北落叶松林(45.9%)蒙古栎林(44.8%);土壤毛管孔隙度均值山杨林最大(48.9%),油松林最小(35.1%);非毛管孔隙度均值为油松林最大(14.0%),白桦林最小(3.6%);(3)土壤持水量与土层深度之间存在负相关关系,土壤最大持水量均值为山杨林最大,华北落叶松林最小;(4)土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系,稳渗速率油松林最大(15.00mm/min),华北落叶松林最小(0.68mm/min)。研究结果可为森林土壤资源可持续利用提供依据。     

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。     

秦岭北坡水源林区不同类型林分土壤水文特性

在秦岭北坡水源林区选择不同针阔混交林和落叶混交林林分,对其土壤水文物理性质进行了研究。结果表明:土壤容重、非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量和最小持水量均为针阔混交林大于落叶阔叶林,40cm土层土壤水分平均(非毛管)滞留贮存量为针阔混交林大于落叶阔叶林。针阔混交林地土壤的渗透性能较好,其平均渗透系数达到了6.93mm/min,是落叶阔叶林地的4.97倍,且同一林地内0—20cm土层的渗透系数均大于20—40cm土层。基于主成分分析,锐齿栎×油松(华山松)混交林地土壤的综合水文效应最优。     

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。     

接坝地区9种典型林分类型枯落物层和土壤层水文效应

以八英庄林场9种典型林分类型为研究对象,对其枯落物层、土壤层水文效应进行研究,结果表明:（1）9种典型林分类型枯落物蓄积量在5.79~24.97 t/hm²的范围内,排序为白桦纯林 > 白桦山杨混交林 > 油松纯林 > 山杨纯林 > 蒙古栎纯林 > 落叶松油松混交林 > 白桦黑桦混交林 > 落叶松纯林 > 落叶松白桦混交林。（2）9种典型林分类型枯落物持水能力有一定差异,排序为白桦山杨混交林 > 山杨纯林 > 油松纯林 > 白桦纯林 > 白桦黑桦混交林 > 落叶松油松混交林 > 蒙古栎纯林 > 落叶松白桦混交林 > 落叶松纯林。（3）枯落物持水量与浸水时间呈较好的指数关系,相关系数在0.95以上,吸水速率与浸水时间呈较好的幂函数关系,相关系数大于0.9。（4）白桦山杨混交林枯落物有效拦蓄量最大为52.63 t/hm²,落叶松白桦混交林枯落物有效拦蓄量最小为14 t/hm²。（5）蒙古栎纯林土壤持水能力最强为117.42 t/hm²,其次是白桦山杨混交林为104.75 t/hm²,白桦纯林土壤持水能力最差为37.80 t/hm²。（6）土壤初渗速率在2.3~56.8 mm/min范围内,土壤入渗速率与入渗时间呈较好的幂函数关系,相关系数大于0.95。