辽西低山丘陵区针叶林与阔叶林枯落物持水性对比

作者:吕刚;王磊;李叶鑫;傅昕阳;王凯; 刊名:中国水土保持科学 上传者:闫小维

【摘要】为对比分析辽西低山丘陵区针叶林与阔叶林枯落物的持水性差异,为辽西森林植被恢复提供科学依据和技术支撑,选取3个针叶林(红松林、油松林、兴安落叶松林)和3个阔叶林(榆树林、山杨林、紫椴林)下的枯落物作为研究对象,采用野外现场采样与室内浸水相结合的方法对枯落物的持水特性进行测定.结果表明:针叶林平均蓄积量大于阔叶林,其中针叶林蓄积量在14.65 ~ 17.75 t/hm2,阔叶林在8.44 ~ 16.92 t/hm2;针叶林枯落物平均厚度(2.79 cm)大于阔叶林(2.44 cm);针叶林最大持水率在148.88% ~ 173.19%,阔叶林在145.42% ~156.91%;针叶林有效拦蓄水量为19.47~25.59 t/hm2,阔叶林有效拦蓄水量为10.56~ 22.04 t/hm2,表现为针叶林下枯落物的拦蓄能力更强;针叶林半分解层拦蓄水量显著大于未分解层,阔叶林未分解层拦蓄水量大于半分解层;阔叶林未分解层吸水速率大于针叶林.

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森林枯落物是指植物发生物候现象而产生的枯枝落叶、动物粪便及其残体[1],其覆盖于土壤表面,成为森林发挥水文功能的关键层次。由于枯落物层结构疏松、微生物及动物活动频繁,枯落物层具有良好的持水能力与透水能力,并在截持降雨[2]、减缓拦蓄径流[3]、减少水分蒸发[4]和改善土壤理化性质[5-6]等方面有关键作用。辽西低山丘陵区处于科尔沁沙地南缘,又受到辽河半湿润季风气候区影响,属于风蚀水蚀交错地带和生态脆弱区,历史上以“平原松林”和“草原牧区”[7]而闻名;但近几十年由于人为活动影响,地表植被受到破坏,发生了严重的水土流失与荒漠化,水土流失面积一度达到总面积的84%[7]。为防止生态环境恶化给当地经济发展带来不良影响,当地林业局营建了以樟子松(Pinussylvestnisvar.)、油松(Pinustabulaeformis)为主体的水土保持林,面积达到人工林总面积的61.01%[8],水土流失的势头得以控制并在近些年逐渐减缓。目前,国内外许多学者对不同区域内的多种林地类型下的枯落物水文特征进行了大量的研究,在不同区域、多种林地类型枯落物贮量的数学模型、枯落物截留水量及其数学模型以及枯落物截留降水机理研究等方面都取得了一定的成果[9-12];但缺乏针对我国辽西地区典型林分枯落物水文特征的研究以及不同叶形林分枯落物水文特征差异性比较。笔者以辽西低山丘陵区典型林分为研究对象,从森林枯落物水文特征角度出发,比较并分析针叶林与阔叶林枯落物蓄积量与持水性的差异,揭示了针阔叶林枯落物蓄积量和持水性的不同变化特征,为进一步研究枯落物水文特征的影响因子提供新的思路。1研究区概况具有辽西低山丘陵区植被类型特点的阜新老鹰窝自然保护区,位于阜蒙县东偏北部(E12141'~12158',N4211'~4215')。总面积6405.3hm2,其中有林地面积5251.7hm2,森林覆盖率85.13%。该区地貌为侵蚀剥蚀低山丘陵,地势北部高耸,南部平缓,平均海拔300m,最高峰海拔624.6m。该区属中温带亚湿润半干旱大陆性季风气候,特点为春季较干旱且多风,夏日炎热且降雨较多,秋天气温适宜多西北风,冬季干燥寒冷,年均气温7.1,极端最高气温40.6(2000年),极端最低气温-28.4(1992年),最大冻土深度140cm。10年积温3298.3,无霜期151d。年均降水量550mm,59月降水量461.2mm,占全年的85.4%。土壤分褐土性土、褐土、淋溶褐土和棕壤性土、典型棕壤5个亚类,以褐土和幼年森林棕壤2个土类为主。该区天然林与人工林均有分布,植物以华北植物区系为主,兼有长白蒙古植物。2材料与方法2.1样地布设根据研究目的与辽西低山丘陵区植被类型特点,2016年8月在研究区进行踏勘后,选择6种人工林林分作为研究对象,其中有油松(Pinustabulae-formis)、红松(Pinuskoraiensis)、兴安落叶松(Larixgmelini)、紫椴(Tiliaamurensis)、榆树(Ulmuspumi-la)和山杨(Populusdavidiana)人工林。综合考虑地形、坡向、林木冠幅、林龄等因素,保证立地条件基本一致的前提下,在每个林分下分别布设1个20m20m标准地,各个样地林分在23~26年之间,观测枯落物厚度、上层木郁闭度,对样地内胸径>5cm的林木每木检尺,测量其胸径、树高、冠幅等。各样地基本情况见表1。表1各样地基本概况Tab.1Basicprofileoftheplots林分类型Standtype坡向Slopedirection枯落物厚度Litter

参考文献

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