【论文精选】华北土石山区不同林分类型枯落物及土壤水文生态效应

来源：中国水土保持科学

森林水文生态效应主要是由森林林冠层截留降水，地表枯落物与土壤层对水的贮藏与截持功能调节降水来体现，其中枯落物层与土壤层为主要表现层。地表枯落物是森林水文效应重要一环，位于森林水文效应的第2活动层，其主要作用是对降水、地表径流的拦阻，防止土壤中水分的流失，保护土壤被降水直接侵蚀等，除此之外，枯落物是微生物的重要能量来源，通过对枯落物的分解来提高土壤的养分，改善土壤结构，增强土壤通透性，提高土壤孔隙度与渗透性。土壤层为森林水文效应第三活动层，是贮藏与调节森林水分的重要部分，其土壤孔隙、土壤水分等水文和理化特征是森林水文生态功能的重要指标，能够直接影响森林生态系统的水文调节等过程。因此，研究森林水文生态效应的基础与前提是对森林水文层水源涵养能力的研究。

华北土石山区是华北地区主要森林分布区，是京津地重要的水源地，并且该地区的森林生态系统在一定程度上保护华北地区的生态与水资源安全，为社会经济发展提供了生态保障，因此研究该地区不同林分类型水文生态效应具有重要意义。

该地区植被类型丰富，国内对该地区的研究主要集中在林分结构、生物多样性、森林健康评价等方面。目前，虽然已有学者针对该地区林分水文效应研究已经展开，但是主要集中在不同立地条件、不同经营措施的水文效应上。其中：在不同立地条件上，张引等与田超等探讨了不同海拔林分枯落物与土壤层水文效应；在不同经营措施上，徐学华等研究几种经营措施对华北落叶松林枯落物持水性能的影响。但是，针对该地区几种典型林分类型的综合研究较少，尤其是针对灌木的水文生态效应研究鲜有报道。

因此，作者对华北土石山区针叶纯林、针阔混交林、阔叶纯林、阔叶混交林与灌木林5种典型林分类型为研究对象，采用室内浸泡法和环刀法分别对枯落物与土壤水文效应进行测定，分析主要活动层的水文效应。

研究结果表明：

1）枯落物厚度范围为21.3~37.1mm，蓄积量为15.14~32.45t/hm2，枯落物最大拦蓄量范围为23.98~84.07t/hm2，其中蒙古栎-黑桦混交林最大拦蓄量最大，胡枝子灌丛最小；枯落物有效拦蓄量范围为18.63~68.03t/hm2，依次为蒙古栎-黑桦混交林>蒙古栎林>油松-蒙古栎混交林>华北落叶松林>胡枝子灌丛，阔叶林有效拦蓄量普遍高于针叶林，乔木林高于灌木林。

2）枯落物持水量与浸水时间呈明显对数函数关系（R>0.96），持水速率与与浸水时间呈幂函数关系（R>0.98）。

3）土壤密度为1.06~1.19g/cm3，土壤饱和持水量为374.20~588.13 t/hm2，有效持水量为40.40~82.83t/hm2，排序依次为蒙古栎-黑桦混交林>油松-蒙古栎混交林>蒙古栎林>华北落叶松林>胡枝子灌丛，土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数关系（R>0.99）。

综上，蒙古栎-黑桦混交林枯落物与土壤层的水源涵养功能均为最强，建议在研究区对针叶纯林采用"去针入阔"的经营措施增加林分水源涵养能力，加强阔叶混交林与阔叶林的保护，减少灌木林人为干扰，提高该地区水源涵养功能。

本研究由林业职业教育立项研究课题成果"园林类专业群面向‘中国职业教育2030’的产教融合改革与创新研究"(LYZJ2018YB009)资助。

丹江口库区喀斯特坡地不同植被覆盖类型的产流产沙特征

降雨与植被变化对川中丘陵区典型小流域侵蚀产沙的影响

红黏土侵蚀劣地集水区30年植被恢复中的水沙特征

青海大通不同林地类型林下植被与土壤水分的关系

彭冲涧小流域降水与植被恢复对径流的影响——经验统计分析法与水文模型模拟法比较

黄土丘陵区沟坡典型植物群落枯落物蓄积量及其持水性能

基于Gash模型对华北落叶松和油松人工林冠层截留的模拟

基于Penman-Monteith模型分时段模拟华北落叶松日蒸腾过程

下层修枝对树种水分截留特性的影响

长按二维码关注我们  ▶▶▶