浙江省典型森林类型枯落物及林下土壤水文特性

选择浙江省5种典型林型(杉木林、毛竹林、阔叶林、针阔混交林、马尾松林)枯落物及林下土壤作为研究对象,布设30m×30m标准样地,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:不同林分类型枯落物蓄积量大小介于10.14～25.07t/hm2,排列顺序分别为针阔混交林>阔叶林>马尾松林>杉木林>毛竹林;最大持水量大小介于21.82～33.64t/hm2,排列顺序为针阔混交林>阔叶林>杉木林>马尾松林>毛竹林;有效拦蓄量大小介于16.8～24.84t/hm2,其排序为针阔混交林>杉木林>阔叶林>马尾松林>毛竹林;5种森林类型枯落物的持水量均随浸水时间而增大并逐步趋于稳定,其关系符合对数函数;前0.5h内枯落物吸水速率最大,1h之后吸水速率急剧降低,而后随着时间的推移,枯落物的吸水速率趋于统一,其关系呈幂函数关系;5种森林类型林下土壤容重、非毛管孔隙度、孔隙度、持水能力等指标差异并不显著,土壤持水力均值介于201.86～296.63t/hm2。综合来看,阔叶林及含有阔叶树种的林分持水能力相对高于针叶林。     

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.     

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。     

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。     

阿什河上游小流域主要林分类型土壤水文功能研究

通过对阿什河上游小流域6种具有代表性的林分类型土壤特性及水源涵养功能的研究,结果表明:枯落物层厚度为2.8～5.5cm;总蓄积量为9.27～39.81t/hm2;最大持水量为25.65～136.83t/hm2;有效拦蓄量为17.17～67.00t/hm2。6种林分的枯落物层的水文功能排序为兴安落叶松林>针阔混交林>红松林>蒙古栎林>樟子松林>水曲柳林。土壤层容重均值的变化范围为0.97～1.26g/cm3;总孔隙度变动范围为50.16%～60.19%;土壤最大持水量为1 949.51～2 293.74t/hm2;有效持水量为234.66～438.56t/hm2;6种林分土壤层的水文功能排序为蒙古栎林>水曲柳林>兴安落叶松林>针阔混交林>樟子松林>红松林。地表层(包括枯落物层与土壤层)最大持水量变化范围在1 991.89～2 357.31t/hm2之间,排序为兴安落叶松林>蒙古栎林>水曲柳林>针阔混交林>樟子松林>红松林;有效持水量变化范围是264.80～455.73t/hm2,排序为水曲柳林>针阔混交林>兴安落叶松林>蒙古栎林>樟子松林>红松林。     

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。     

重庆缙云山4种林地林下枯落物储量及其持水特性研究

通过对重庆缙云山针阔叶混交林、阔叶林、楠竹林和灌木林4种典型植被类型林下枯落物及其持水特性分析研究,结果表明:林下枯落物储量大小为灌木林>阔叶林>针阔混交林>楠竹林,其中半分解层和分解层的总储量大于未分解层储量.缙云山自然保护区4种不同植被类型下枯落物持水特征曲线具有明显不同,持水能力为灌木林>针阔混交林>阔叶林>楠竹林.在浸泡前2h内持水量变化极大,2h以后变化量变小,各层持水量浸泡8h后均基本达到饱和.未分解层枯落物持水量小于半分解层分解层枯落物的持水量,枯落物各层持水量与浸泡时间之间的关系符合Q=alnt+b关系.4种不同植被类型林下枯落物吸水率大小为针阔混交林>灌木林>阔叶林>楠竹林,枯落物各层吸水速率与浸泡时间存在V=ktⁿ关系.在枯落物持水作用较强的前2h内,其吸水速率最快的为灌木林,达到22.208mm/h.     

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.     

滇池流域4种典型次生林径流养分输出特征及机理

2013年5-10月通过野外群落调查和室内分析的方法对滇池流域4种典型次生林(华山松林、云南松林、针阔混交林和常绿阔叶林)径流、土壤养分含量和输出量及枯落物淋溶量进行初步研究,旨在了解不同次生林径流养分含量和流失量差异及机理,研究结果表明:4种次生林,径流养分含量存在显著差异(P0.05),且总氮、总磷、铵氮含量以常绿阔叶林最高;土壤中总氮和总磷含量随土壤深度的增加而降低,常绿阔叶林土壤铵氮含量以表层最低;4种次生林枯落物蓄积量以常绿阔叶林最大,为11.98t/hm2,云南松林最小,为7.31t/hm2;枯落物未分解层和半分解层分别在浸水4h和2h后基本达到养分淋溶饱和状态,饱和状态时枯落物总磷、总氮、铵氮淋溶量均以常绿阔叶林最大,且未分解层分别为2.47,28.06,8.06g/kg,半分解层分别为1.17,16.05,3.69g/kg,枯落物淋溶作用是导致4种次生林径流养分含量差异的主要原因,半分解层因淋溶速率大从而在次生林径流淋溶中起着最重要作用;总磷、总氮、铵氮输出量以针阔混交林最大,分别可达0.109,2.153,0.339mg/m2;常绿阔叶林因郁闭度和枯落物蓄积量大,能减小地表径流量,并有效控制总磷、总氮、铵氮等养分的流失。     

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。     

巴东县不同森林类型林下灌草和凋落物水文效应研究

对巴东县的不同森林类型林下灌草和凋落物的数量和持水特性进行了调查分析,结果表明：林下灌草生物量最多的是灌木林,其后依次是马尾松林、针叶混交林、针阔混交林、阔叶林和柏木林;灌草层的持水量与其生物量具有密切关系,生物量多的持水量相应也多。林下凋落物层存储量最多的是柏木林,其后依次是针阔混交林、阔叶林、针叶混交林、灌木林和马尾松林;凋落物持水量最多的是阔叶林,其后依次是柏木林、针阔混交林、针叶混交林、灌木林和马尾松林,主要原因是除了受凋落物数量的影响外,还受凋落物持水能力的影响。     

修河上游流域4种森林类型的水源涵养功能评价

为定量评价修河上游流域森林生态系统的水源涵养功能,对流域内4种主要森林类型（杉木林、马尾松林、阔叶林、毛竹林）枯落物层和土壤层的结构、持水性能进行了研究。结果表明:（1）4种森林类型枯落物现存量的变化范围为3.50～5.99 t/hm²,其中杉木林枯落物的现存量最大,毛竹林最小;枯落物最大持水量表现为阔叶林 > 马尾松林 > 杉木林 > 毛竹林,说明阔叶林的枯落物层比针叶林和毛竹林有更大的水源涵养能力;（2）4种森林类型的土壤容重表现为马尾松林 > 杉木林 > 毛竹林 > 阔叶林,表明4种森林类型中,阔叶林更有利于改善土壤结构;土壤水源涵养能力表现为毛竹林（376.50 t/hm²） > 阔叶林（373.17 t/hm²） > 马尾松林（213.50 t/hm²） > 杉木林（186.42 t/hm²）;（3）林分枯落物层和土壤层的综合水源涵养能力表现为毛竹林 > 阔叶林 > 马尾松林 > 杉木林。结果说明修河上游流域阔叶林、毛竹林的水源涵养功能优于针叶林,建议加强保护阔叶林和毛竹林,适当改造针叶林,以提高当地森林生态系统的整体水源涵养能力。     

宁夏森林枯落物储量与持水性能分析

采用野外实地调查与室内分析相结合的方法,对宁夏10种主要森林类型林下枯落物(未分解层和半分解层)储量、厚度、分解现状、持水率、吸水速率以及拦蓄量进行研究,并分析同一群落类型枯落物持水特性在不同区域的变化。结果表明:枯落物储量在1.06～76.49t/hm2之间,除辽东栎林外,针叶林蓄积普遍高于阔叶林;各森林类型枯落物的最大持水率,未分解层为117.82%～208.05%,半分解层为169.34%～302.85%,持水率随着浸泡时间的延长均按照对数方程增加;研究同一类型不同区域枯落物各层持水性能,发现宁夏范围内青海云杉林各层持水性能无明显差异,而小叶杨林下各层持水性能随区域、林龄的变化有显著变化,而华北落叶松林和油松林各样点都呈现未分解层差异显著,而半分解层差异较小的规律;各森林类型枯落物层的有效拦蓄量为0.11～10.27mm,且针叶林明显大于阔叶林。     

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。     

川西亚高山次生林恢复过程中土壤物理性质及水源涵养效应

川西亚高山原始针叶林遭受大规模采伐后自然恢复形成的次生林已成为该区域的主要森林类型之一,也是我国西南林区水源涵养林的重要组成部分。现有亚高山森林水源涵养功能研究主要集中在暗针叶林,对天然次生林关注较少。选择川西米亚罗林区亚高山次生林自然恢复演替序列上高山柳灌丛、次生桦木阔叶林、岷江冷杉桦木针阔混交林,以相邻岷江冷杉成熟林为对照,采用空间代替时间的方法,基于土壤容重、孔隙度、持水性能等测定,分析了次生林恢复过程中土壤物理性质变化及土壤水源涵养效应动态,结果表明:(1)次生林恢复过程中,土壤容重总体呈下降趋势,除灌丛与阔叶林、针阔混交林、暗针叶林间具有显著差异外,其余植被类型间无显著差异,随着土层的加深,土壤容重呈增加趋势;(2)不同恢复阶段土壤孔隙度具有显著差异,以针阔混交林0—30 cm土层总孔隙度(64.39%)和毛管孔隙度(50.49%)为最高,灌丛总孔隙度(41.25%)和毛管孔隙度(33.70%)为最低;而土壤非毛管孔隙度以暗针叶林(14.27%)为最高;随着土层的加深,土壤孔隙度大致呈现出递减的趋势;(3)随着林龄增加,次生林土壤0—30 cm土层最大持水量呈波动性增加趋势,在针阔叶混交林阶段达到最大(1 815.02 t/hm~2),到暗针叶林阶段有所下降(1 659.88 t/hm~2);土壤毛管持水量以针阔混交林(1 369.72 t/hm~2)为最高,而非毛管持水量以暗针叶林(534.95 t/hm~2)为最高,暗示针阔混交林树木生长所需有效水贮存量较大,亚高山暗针叶林具有较强的土壤水分调节能力和土壤渗透能力。从水源涵养功能角度,川西亚高山森林植被恢复应注重构建针阔叶混交林结构。     

干旱缺水地区森林植被蒸散耗水研究

 系统总结近年来在宁夏固原六盘山、北京延庆等干旱缺水地区进行的森林植被蒸散耗水研究结果。乔、灌、草作为土壤水分限制型生态系统的坡面植被,蒸散都是水分平衡的最大分项,其中植被蒸腾又是蒸散的最大分项。植被蒸散量一般表现为高大乔木林>亚乔木林>灌木林>自然草地,但人工草地>自然草地。可依坡面产水功能将不同植被分类,自然草地和灌丛为水源生产型,亚乔木林为水源平衡型,高大乔木林和人工草地为水源消耗型。植株密度不是坡面植被蒸散大小的决定性因子,其作用更多的是调控蒸腾量及其占蒸散比例。虽然降低植株密度一般会减小蒸散,但并不是相同比例地线性下降,不同植被类型反应也不一样,表现出降低密度减少蒸散的作用从乔木、亚乔木到灌木而变弱的趋势,降低密度减少蒸散的作用是有限的。对降低密度减少蒸散的作用大小,作为调控措施的有效性,有效的密度调控范围等,还需严格的对比实验和理论研究。估计和评价植被蒸散耗水时,用叶面积指数或叶生长量指标可能比密度更符合生物学逻辑。从在干旱缺水地区建立节水、稳定、高效、多功能的坡面植被的角度而言,草地和灌丛的蒸散低于乔木林,建立稀树草原或稀树灌丛式的植被可能更利于流域产水和植被稳定。从小流域管理的角度而言,还需考虑在土壤水分承载力空间差异的基础上,探讨能兼顾产水功能、水土保持、水源涵养、植被稳定的植被空间优化配置的理论和技术。     

冀北山地6种天然纯林枯落物及土壤水文效应

以冀北山区6种典型纯林为对象,对枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,结果表明:①枯落物总储量变化范围在3.44～23.97t/hm2之间,顺序为白桦纯林>油松纯林>山杨纯林>五角枫纯林>蒙古栎纯林>黑榆纯林,最大持水量的变化范围为5.16～45.11t/hm2,顺序为五角枫纯林>山杨纯林>蒙古栎纯林>白桦纯林>油松纯林>黑榆纯林,山杨纯林有效拦蓄能力最强,为35.45t/hm2,黑榆纯林的拦蓄能力最弱,为2.66t/hm2;②未分解层枯落物8h基本达到饱和,半分解层在6h已经达到饱和,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,4h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系;③土壤容重均值变化范围为0.82～1.14g/cm3,总孔隙度的变动范围为44.43%～56.97%;④土壤层有效持水能力以五角枫纯林最强,为116.00t/hm2,白桦纯林持水能力最弱,为40.50t/hm2,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系。     

喀斯特地区坡面径流对产沙的影响

贵州省关岭县蚂蝗田小流域属典型喀斯特流域,根据小流域2009—2012年6个坡面径流小区的定位观测资料,研究了乔木林（黄花梨）、灌木林（女贞）、撂荒草地三种不同植被类型下坡面径流对产沙的影响。结果表明:三种植被类型的产流次数相同,但产沙次数存在较大差异,表现为荒草地 > 乔木林 > 灌木林;灌木林与乔木林的年均径流量相差不大,荒草地的年均径流量是它们总和的2倍;荒草地的年均产沙量最大,为55.17 t/km²,是灌木林的11倍,乔木林的6倍;乔木林的产流量与产沙量无明显相关关系;灌木林表现出线性关系,拟合方程为y=0.1707x+0.2526,R²值为0.48;荒草地表现为幂函数关系,拟合方程为y=0.3246x^1.2965,R²值为0.64。     

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。