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。     

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。     

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”。     

滇中城市水源地不同林型水源涵养功能评价

森林枯落物层和土壤层持水能力监测是评价森林水源涵养功能优劣与否的两个重要环节。为了更直观、简便、科学、合理地对滇中城市水源地不同林型水源涵养功能进行评价,以森林不同林型枯落物持水量、土壤层理化特性及土壤持水能力研究为基础,选取影响林地枯落物层和土壤层持水功能的17个代表性评价指标,建立滇中城市水源地不同林型水源涵养功能评价指标体系。运用欧式贴近度的概念及模糊物元模型,构建基于欧式贴近度的模糊物元模型,并以楚雄市九龙甸水源地4种不同林型（混交林、人工桉树林、灌木林、青冈栎林）为例进行实证研究,得到欧式贴近度大小顺序为:R_混交林 > R_青冈栎林 > R_灌木林 > R_{人工桉树林},表明混交林综合水源涵养功能最好,其次为青冈栎林和灌木林,人工桉树林最差。     

北京土石山区4种典型林分的水文效应研究

以北京土石山区4种典型林分的林冠层、枯落物层、土壤层3个水文作用层为研究对象,采用浸水法等传统测量方法,测定了不同林分的冠层截留量、树干径流量、穿透降雨量以及土壤和枯落物层的水力学参数,并分析了其水文效应。结果表明:不同林分的林冠截留能力相差较大,其中侧柏—黄栌混交林的冠层截留率最大为29.1%,其余依次为侧柏林、油松纯林和元宝枫纯林,油松纯林的树干径流量占降雨比例最大（5.8%）,其余依次为侧柏—黄栌混交林、元宝枫纯林和侧柏林,各项林冠截留率与大多数在干旱半干旱地区取得结果较为一致。从月份尺度的变化趋势来看,不同林分的截留量均为6月最大,7月、8月、9月、10月和5月依次减小,即截留量与降雨量呈正比关系。4种林分枯落物总蓄积量范围为26.3～246.0 t/hm²,其中油松纯林的枯落物储量显著大于其他林分类型（p < 0.05）,侧柏纯林、侧柏—黄栌混交林、元宝枫纯林依次次之,不同林分枯落物的最大持水量和有效持水量的大小排序与之一致。受土壤的物质构成、机械组成、根系的发育状况等因素影响,侧柏纯林的土壤孔隙度和饱和入渗速率（Ks）依次大于侧柏—黄栌混交林、油松纯林和元宝枫纯林。     

北京九龙山8种林分的枯落物及土壤水源涵养功能

为了阐明森林植被的水源涵养功能,对北京九龙山油松纯林、华北落叶松纯林、侧柏纯林、樟子松纯林、栓皮栎纯林、五角枫纯林、油松日本落叶松混交林、油松华北落叶松混交林等8种林分类型的枯落物和土壤持水性能进行研究.结果表明：各林分枯落物总储量变化范围为8.87 ～47.87 t/hm^2,其中未分解层储量大于半分解层储量;综合枯落物未分解层和半分解层最大持水量和有效拦蓄量的变化规律来看,油松纯林最大持水量最大（36.46t/hm^2）,其次为华北落叶松纯林（36.06 t/hm^2）,侧柏纯林最小（11.83 t/hm^2）;油松日本落叶松混交林的有效拦蓄量最大（23.51 t/hm^2）,其次为樟子松纯林（19.85 t/hm^2）,侧柏纯林最小（9.53t/hm^2）;综合考虑不同林分枯落物与土壤涵养水源能力发现,华北落叶松纯林和油松华北落叶松混交林具有良好的水源涵养功能;不同层次枯落物持水量、吸水速率与浸水时间均存在较好的函数关系;8种林分土壤容重均值在0.89～ 1.41 g/cm3之间变动,总孔隙度在39.43％ ～54.23％之间变动;林地土壤的入渗速率与人渗时间通过回归分析得出,二者呈幂函数关系,且R2值均在0.90以上.     

林分枯落物持水能力研究

枯落物层是森林结构中重要的组成部分,在森林生态系统中发挥着水源涵养与水土保持的作用。通过对不同林分未分解枯落物层和半分解枯落物层0.5 h、1 h、3 h、5 h和24 h持水量的分析比较,发现各林分未分解枯落物层24 h最大持水量从大到小依次为忍冬(51.95 g)、杜仲(40.64 g)、樟子松(39.98 g)和油松(39.81 g);各林分半分解枯落物层持水量从大到小依次为油松(32.84 g)、樟子松(26.94 g)、杜仲(25.58 g)和忍冬(23.07 g);未分解枯落物层持水量皆大于半分解枯落物层持水量;不同林分各时段两层枯落物总持水能力从大到小依次为忍冬、油松、樟子松和杜仲。     

吉林省森林涵养水源经济价值核算

[目的]分析吉林省各植被类型的森林涵养水源能力及森林生态系统总的涵养水源价值量,为森林可持续经营和管理提供依据。[方法]以吉林省森林生态系统降水截留率和降水量的测定数据为基础,应用降水截留率与森林林冠、降水量的关系得到森林涵养水源实物量,利用影子工程法得到森林生态系统涵养水源的经济价值。[结果](1)吉林省年均降水量为1 179.9mm,各植被类型的森林涵养水源能力为:天然林人工林乔木林经济林;(2)每年森林涵养水源总量为7.24×1010 m3,森林涵养水源的价值量为1.81×1011元。[结论](1)吉林省水资源流出量大于流入量,属于人口与生态双重缺水的省份;(2)森林植被类型虽然丰富,但森林资源存在区域分布不均,人工林树种单一且有着过伐林的资源结构特征等问题。     

冀西北地区不同生态系统枯落物的水文效应

[目的]揭示不同植被生态系统枯落物水文效应的差异,为张家口地区生态空间格局优化提供支撑。[方法]基于样地调查和统计分析方法,分别对冀西北地区张家口市森林、农田和草地3种生态系统的枯落物在生长季末期持水能力及其与生物量之间的关系进行分析。[结果]①森林生态系统枯落物的最大持水量(30.7t/hm~2)、有效拦蓄量(22.97t/hm~2)、有效拦蓄率(187.49%)和吸水速率(5.84g/h)4个指标均优于其他两类生态系统。②草地枯落物的各项水文指标均值皆高于农田,最大持水率甚至高于森林生态系统。③枯落物生物量与其最大持水量和有效拦蓄量呈显著正相关关系,而枯落物占生态系统总生物量的比例随总生物量增加呈幂数下降。[结论]如果造林营林方式正确,森林生态系统能够提升区域水源涵养水平,同时草地的水源涵养能力不容忽视,市域内大范围的耕地向草地扩展,将直接影响区域的水源涵养能力。以生物量表征的生态系统固碳能力与枯落物蓄水所反映的水源涵养能力之间的响应关系在生态系统不同尺度下具有不同的表现,在对区域生态空间格局进行优化时,需明确特定环境下不同生态系统类型枯落物的水源涵养能力及其变化对其他生态服务功能的影响,从而实现各生态系统平衡发展。     

山西太岳山油松人工幼龄林水源涵养能力对密度调控的响应

为定量评价密度调控对油松人工林生态系统3个生态作用层水源涵养能力的影响,从降水再分配的生态学机制角度出发对太岳山油松人工林4种密度调控下的涵养水源功能进行研究。结果表明,林冠截留、树干茎流与林分密度关系密切,随着密度调控强度的增加,林冠截留量依次减小;不同密度林分间林冠截留量及树干茎流量的差异随着间伐后时间的推移减小;降雨量与穿透雨量之间存在显著的正向线性关系(R20.9),穿透雨量随降雨的增加值以中度和强度采伐样地较大;密度调控样地凋落物的自然持水率、最大持水率高于对照样地,其中以半分解层的最大持水能力最佳;中度采伐样地的非毛管孔隙度、饱和持水率和非毛管持水量在各密度调控样地中达到最大值,分别为41.55%,36.88%和31.45mm,且径流量和泥沙量最少;中度调控表现出了总体最佳的水源涵养能力。     

多因素干扰下森林公园枯落物水文效应

为探究森林公园植被的水源涵养能力,为森林公园植被配置和经营管理提供依据,研究选取天龙山森林公园6种林分(油松、山杨、刺槐、油松—侧柏混交林、侧柏—油松—杏树混交和灌木林)为研究对象,通过测定林下枯落物厚度、蓄积量、持水性能和干扰度等指标,研究不同林分类型枯落物水文效应。结果表明:(1)所有林分枯落物干扰度范围为无到中度,厚度范围为0.57~2.63 cm,山杨最厚,侧柏—油松—杏混交林最薄;蓄积量范围为7.20~16.30 t/hm²,油松—侧柏混交林最大,侧柏—油松—杏混交林最小。(2)6种林分除山杨林以外,半分解层最大持水量均大于未分解层持水量,其中油松—侧柏最大,山杨最小;未分解层最大持水率均大于半分解层,刺槐最大,灌木林最小。枯落物的总最大持水量为20.02~27.90 t/hm²,总最大持水率为187.40%~277.89%,针阔混交林的持水率较高。(3)山杨有效拦蓄量最大,为15.05 t/hm²,而油松最小,为12.33 t/hm²;侧柏—油松—杏混交林的拦蓄率最大;(4)枯落物持水量、持水率与时间分别为对数和幂函数关系,均在泡水2 h达到极值。综合对比6种林分,轻度干扰的山杨水文效益最优,中度干扰的油松纯林、油松—侧柏混交林最差;阔叶树种水文效应较优于针叶树种,针阔混交优于纯林。研究结果可为森林公园植被管理和水土保持效益评价提供参考依据。     

小流域水土保持生态修复区森林枯落物的持水性能

 在山东省邹城市刘庄小流域水土保持生态修复区内,对5种森林植被类型的枯落物持水性能进行了研究。结果表明:①枯落物层具有明显的蓄水、保水作用。不同森林类型枯落物最大持水率为850%～1982%,其中阔叶林明显高于针叶林;但由于针叶林具有较大的枯落物蓄积量,因此,针叶林仍能维持较高的蓄水功能。不同森林类型枯落物最大持水量为154～253mm,其中针阔混交林和针叶林高于阔叶林,具体顺序为麻栎+侧柏>侧柏>赤松+侧柏>麻栎>刺槐。②不同森林类型枯落物持水量和吸水速率,随时间的动态变化规律基本相似。随浸水历时的延长,枯落物持水量呈增加趋势,但当枯落物在水中浸泡8h时,持水量达到较大值,之后增加浸泡时间 ,持水量增加幅度较为平缓。不同森林类型枯落物吸水速率,在前4h内变化最快,以后逐渐变缓,24h时吸水基本停止。③不同森林类型枯落物有效拦蓄水深为0 61～143mm,针阔混交林>阔叶林>针叶林;具体顺序为麻栎侧柏>刺槐>麻栎>侧柏>赤松+侧柏。     

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。     

小五台山地区主要林分枯落物分布特征及水源涵养能力

为评估小五台山地区主要林分的水源涵养能力,同时为筛选水源涵养树种提供新思路,通过浸泡法和模拟降雨法,对小五台山地区7种典型林分枯落物分布特征及水源涵养能力进行研究。结果表明:(1)林分枯落物覆盖面积和厚度均表现为阔叶林大于针阔叶混交林、针叶林,其最大分别为青杨纯林和蒙古栎纯林,且厚度表现出坡下大于坡上的特征;(2)枯落物蓄积量为油松纯林＞青杨纯林＞油松×蒙古栎混交林＞白桦纯林＞粉桦×云杉混交林＞蒙古栎纯林＞椴树纯林,其中半分解层大于未分解层;(3)枯落物吸持能力表现为半分解层大于未分解层,且针阔叶混交林和大部分阔叶林大于针叶林,其中青杨纯林的最大,最大持水量、有效拦蓄量和最终吸持量分别为1.69,1.37,0.41 mm;(4)所有林分枯落物持水率均表现为浸泡法大于模拟降雨法,只采用传统的浸泡法会导致研究结果偏大。各林分枯落物水源涵养能力表现为阔叶林和针阔混交林优于针叶林,其中青杨纯林和白桦纯林水源涵养能力最强,在今后水源涵养林的树种筛选中可考虑多选择青杨和白桦等阔叶树。     

浙江省天台县不同森林类型枯落物及土壤水文特性

[目的]掌握浙江省天台县不同森林枯落物和土壤的持水能力,为该区域今后在森林水源涵养等方面提供科学依据。[方法]采用野外调查和室内浸泡法,对天台县8种森林类型(毛竹林、阔叶混交林、针阔混交林、针叶混交林、马尾松林、杉木林、黑松林、木荷林)枯落物及林下土壤持水性进行了研究。[结果] 8种森林类型的枯落物蓄积量在8.05～23.84 t/hm~2之间;最大持水量变化范围为14.59～35.15 t/hm~2,其大小排序为:木荷林针阔混交林阔叶混交林马尾松林杉木林黑松林毛竹林针叶混交林;8种森林类型林下枯落物持水量与浸泡时间之间变化规律基本一致,持水量与浸泡时间呈对数函数关系,不同森林类型林下枯落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数关系;各森林类型土壤容重介于0.83～1.21 g/cm~3,土壤持水力变化范围为200.74～575.70 t/hm~2,其大小依次为:黑松林针阔混交林木荷林杉木林毛竹林马尾松林阔叶混交林针叶混交林。[结论]阔叶林以及含有阔叶树种的森林类型枯落物以及林下土壤持水能力均较强,其中土壤持水能力最强的为黑松林。     

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。     

不同经营年限山核桃林地枯落物和土壤的水文效应

为探讨山核桃(Carya cathayensis Sarg.)—常绿阔叶混交林转变为山核桃纯林过程中林地枯落物和土壤水文效应的变化,利用相邻样地比较采样法,研究了山核桃—阔叶混交林0,5,10,20a山核桃纯林的水源涵养能力差异。结果表明,林地枯落物层持水量、吸水速率与浸水时间的关系分别符合对数函数和指数函数;0a林地的枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量显著高于5,10,20a的山核桃林地;随着经营年限的延长,林地枯落物层蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量呈下降的趋势,与0a相比,分别下降了38.2%~54.6%,58.1%~69.7%,21.0%~33.2%;土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总毛管孔隙度及持水力等指标在不同经营年限山核桃林地之间的差异并不显著,与0a土壤的持水力(21 450.0t/hm2)相比,经过不同年限的经营,持水力分别下降了10.6%~20.4%。总体上,山核桃—常绿阔叶混交林转变为山核桃纯林后,降低了林地枯落物和土壤的水文效应。     

镜泊湖区主要森林类型的土壤水文特性

 通过实地调查与试验分析方法,研究镜泊湖区原始红松林、杨桦林、蒙古栎林和人工红松林地的土壤水文特性。结果表明:1)枯落物总储量变化范围在22.32～34.15t.hm-2之间,依次为原始红松林>人工红松林>蒙古栎林>杨桦林;全部枯落物最大持水率、最大持水量与有效拦蓄量均为原始红松林>人工红松林>杨桦林>蒙古栎林。2)原始红松林枯落物吸水速度最快,杨桦林和蒙古栎林次之,人工红松林最慢。3)在同一土层,土壤密度从小到大,土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、饱和持水量和田间持水量由大到小的顺序基本为杨桦林、原始红松林、蒙古栎林和人工红松林。4)相同土层的初渗速度、稳渗速度和渗透系数依次为杨桦林>原始红松林>蒙古栎林>人工红松林;到达稳渗的时间是杨桦林最短,其次为原始红松林,再次为蒙古栎林,人工红松林最长。5)综合枯落物持水能力、吸水速度、土壤持水能力和渗透性能评价镜泊湖区4种森林类型的水文特性,原始红松林和杨桦林最佳,其次为蒙古栎林,人工红松林最差。     

黔中不同龄组柳杉人工林枯落物水源涵养能力综合评价

为了解不同林龄柳杉人工林枯落物的水源涵养能力,为森林水土保持措施的确定和实施提供依据,于2018年10月选取平坝区大坡林场5个龄组柳杉人工林作为研究对象,采用烘干法和实验室浸水法对枯落物的持水性能进行研究,并采用熵权法对柳杉人工林5个龄组枯落物水源涵养能力进行综合评价。结果表明:(1)随着柳杉人工林的生长发育,枯落物储量及持水特性呈现先增加后减小的趋势,表现出成熟林最大,幼龄林最小。其中成熟林枯落物厚度为7.40cm,蓄积量为2.21t/hm^2,最大持水量为6.46t/hm^2,最大持水率为265.14t/hm^2,有效拦蓄量为3.94t/hm^2,有效拦蓄率为175.74%。(2)利用熵权法计算出柳杉人工林5个龄组枯落物的水源涵养能力为成熟林(11.46)>近熟林(10.79)>过熟林(8.26)>中龄林(4.83)>幼龄林(3.94),柳杉成熟林具有最佳的水源涵养能力。