不同林分類(lèi)型地表凋落物量及其持水能力研究

汪菊英

（祁門(mén)縣大洪嶺林場(chǎng)，安徽黃山 245600）

不同林分類(lèi)型地表凋落物量及其持水能力研究

汪菊英

（祁門(mén)縣大洪嶺林場(chǎng)，安徽黃山 245600）

凋落物蓄積量和持水能力是反映森林水源涵養(yǎng)能力的重要因素。對(duì)祁門(mén)低山丘陵區(qū)不同林分類(lèi)型地表凋落物層蓄積量及其持水性能進(jìn)行了調(diào)查分析，結(jié)果表明，不同林分凋落物蓄積量大小為：馬尾松林>杉木林>馬尾松闊葉混交林>闊葉次生林；其最大持水率依次為：闊葉次生林>杉木林>馬尾松闊葉混交林>馬尾松林；最大持水量及有效攔蓄量依次為：馬尾松林>杉木林>馬尾松闊葉混交林>闊葉次生林。

林分類(lèi)型；凋落物；蓄積量；持水能力

森林凋落物層是森林結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，是森林生態(tài)系統(tǒng)所具有的重要特征之一，在森林更新、養(yǎng)分循環(huán)、土壤形成、保持水土和涵養(yǎng)水源等方面發(fā)揮著重要作用[1]。不同森林類(lèi)型由于其樹(shù)種生物學(xué)特性與林分結(jié)構(gòu)的不同，地表凋落物數(shù)量、質(zhì)量及其水源涵養(yǎng)功能存在一定的差異[2]。根據(jù)祁門(mén)縣大洪嶺林場(chǎng)不同森林類(lèi)型特點(diǎn)，調(diào)查分析了不同林分地表凋落物的水源涵養(yǎng)功能，以期為森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)、提高森林生態(tài)效益提供科學(xué)依據(jù)。

1 調(diào)查區(qū)概況

祁門(mén)縣位于皖南山區(qū)最南端，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，多年平均降水量1 750 mm，平均相對(duì)濕度達(dá)85%。年平均氣溫16.6℃，極端氣溫最高39℃、最低-7℃，最熱月的平均氣溫25.5℃，最冷月平均氣溫4.5℃。無(wú)霜期達(dá)250 d。

地帶性森林植被為亞熱帶常綠闊葉林，多以甜櫧為建群種，其間伴生著殼斗科（Fagaceae）、山茶科（Theaceae）、樟科（Lauraceae）、冬青科（Aquifoliaceae）等不同層次常綠闊葉樹(shù)種。主要樹(shù)種有甜櫧（Castanopsis eyrei）、苦櫧（Castanopsis sclerophylla）、青岡櫟（Cyclobalanopsis glauca）、茅栗（Castanea seguinii）、馬尾松（Pinus massoniana）、楓香（Liquidambar formosana）、香桂（Cinnamomum subavenium）、木荷（Schima superba）等。低海拔坡地分布著大面積杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林以及茶樹(shù)（Camellia sinensis）、油茶（Camellia oleifera）等經(jīng)濟(jì)林。森林資源豐富，覆蓋率達(dá)87%。土壤以紅黃壤為主，土層厚度變化較大，多為30～70 cm，pH值在4.0～7.0之間。

2 研究方法

2.1 凋落物蓄積量的調(diào)查

選擇馬尾松林、馬尾松闊葉混交林、杉木林及闊葉次生林等林分類(lèi)型，在成熟林分中設(shè)置20 m ×20 m的標(biāo)準(zhǔn)地各一塊，在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)設(shè)4個(gè)50 cm×50 cm的樣方，按新鮮凋落物層、半分解和分解層，分別收集地表凋落物，稱(chēng)其鮮重，并分取試驗(yàn)樣品，帶回室內(nèi)。先將所采集的凋落物樣品置于室內(nèi)干燥通風(fēng)處風(fēng)干，直至用手觸摸無(wú)潮濕感時(shí)，稱(chēng)其質(zhì)量作為不同林分凋落物風(fēng)干質(zhì)量，再分取部分置于烘箱中烘干，測(cè)定含水率，以推算凋落物層蓄積量。

2.2 凋落物持水性測(cè)定

采用浸水法測(cè)定，取一定質(zhì)量的風(fēng)干凋落物試樣，裝入尼龍網(wǎng)袋中用清水浸泡，測(cè)定浸水36 h后質(zhì)量變化，以確定凋落物最大持水量和最大持水率。據(jù)此計(jì)算最大攔蓄量和有效攔蓄率。計(jì)算公式為：

自然含水率（W0，%）：W0=100×（G0-Gd）/Gd

最大持水率（Whm，%）：Whm=100×（G36h-Gd）/Gd

最大攔蓄率（Wsm，%）：Wsm=Whm-W0

有效攔蓄量（Ws，t/hm2）：Ws=（0.85×Whm-W0）×M

式中：G0為新鮮凋落物樣品質(zhì)量（g），Gd為凋落物樣品烘干質(zhì)量（g），G36h為凋落物樣品浸水36 h后的質(zhì)量（g），0.85為有效攔蓄系數(shù)。

3 結(jié)果分析

3.1 不同林分類(lèi)型凋落物蓄積量

不同林分由于其樹(shù)種組成不同，年凋落物產(chǎn)量和質(zhì)量不同，使其分解難易程度差異顯著，從而導(dǎo)致不同林分的地表凋落物層蓄積量存在明顯差異[2]。如表1所示，馬尾松林凋落物蓄積量最大，杉木林次之，而闊葉次生林最小；馬尾松闊葉混交林的凋落物蓄積量小于馬尾松林和杉木林。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，地表凋落物層總是處于不斷分解、周轉(zhuǎn)之中，周轉(zhuǎn)的快慢，決定于分解強(qiáng)度。

凋落物分解強(qiáng)度等于半分解和分解層質(zhì)量與新鮮凋落物層質(zhì)量之比。由表1知，不同林分的凋落物分解強(qiáng)度有明顯差異，由大到小的順序是：闊葉次生林＞杉木林＞馬尾松闊葉混交林＞馬尾松林。

3.2 不同林分凋落物的持水性能

森林凋落物持水能力是反映凋落物水文作用的重要指標(biāo)，包括吸水速率、持水率、持水量、攔蓄率、攔蓄量等。凋落物的持水能力，主要取決于凋落物的組成、成分、特性、質(zhì)地和分解程度。一般認(rèn)為，凋落物浸水24～36 h后的持水率為最大持水率[3-4]。

表1 不同林分地表凋落物層蓄積量及其分解強(qiáng)度

表2 不同林分凋落物層持水性能

不同林分凋落物的持水試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，不同林分凋落物層最大持水率依次為：闊葉次生林>杉木林＞馬尾松闊葉混交林>馬尾松林；然而，不同林分凋落物層的最大持水量及其最大攔蓄量的大小依次為：馬尾松林>杉木林>馬尾松闊葉混交林>闊葉次生林。這是因?yàn)槌炙?、攔蓄量不僅與持水率密切相關(guān)，還與凋落物蓄積量有直接關(guān)系，針葉林凋落物雖然最大持水率低于闊葉次生林，但由于其凋落物蓄積量（表1）顯著高于闊葉次生林，因此，能維持較高的蓄水功能。

相關(guān)分析結(jié)果顯示，地表凋落物層分解強(qiáng)度與其持水率呈顯著正相關(guān)（圖1），這表明凋落物的分解程度對(duì)其持水能力有較大的影響。

圖1 凋落物分解強(qiáng)度與持水率關(guān)系

3 結(jié)論

地表凋落物層在森林水文過(guò)程中具有極其重要的作用，其持水性能取決于林分類(lèi)型、凋落物組成質(zhì)量及蓄積量。凋落物蓄積量和持水能力是反映森林水源涵養(yǎng)能力高低的重要因素[5]。調(diào)查結(jié)果表明，不同森林類(lèi)型地表凋落物層蓄積量及其蓄水性能差異明顯，各林分凋落物蓄積量大小為：馬尾松林>杉木林>馬尾松闊葉混交林>闊葉次生林；最大持水率依次為：闊葉次生林>杉木林>馬尾松闊葉混交林>馬尾松林；最大持水量及有效攔蓄量依次為：馬尾松林>杉木林>馬尾松闊葉混交林>闊葉次生林。

[1]孫向陽(yáng).土壤學(xué)[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2005.

[2]王勤，張宗應(yīng)，徐小牛.安徽大別山庫(kù)區(qū)不同林分類(lèi)型的土壤特性及其水源涵養(yǎng)功能[J].水土保持學(xué)報(bào)，2003，17（3）:59-62.

[3]吳長(zhǎng)文，王禮先.水土保持林中枯落物的作用[J].中國(guó)水土保持，1993，（4）:28-30.

[4]高人，周廣柱.遼寧東部山區(qū)幾種主要森林類(lèi)型枯落物層持水性能研究[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，33（2）: 115-118.

[5]張洪江，程金花，余新曉，等.貢嘎山冷杉純林枯落物儲(chǔ)量及其持水特性[J].林業(yè)科學(xué)，2003，39（5）:147-151.

（責(zé)任編輯：楊婷婷）

Study on the Surface Litter Volume and Its Water Holdup Capacity in Different Stand Types

WANG Juying
（Dahongling Forest Farm of Qimen County，Huangshan 245600，Anhui，China）

The surface litter volume and its water holdup capacity is a key indicator for the forest water conservation capacity. In this paper investigation and analysis were carried out on the surface litter layer volume and its water holdup capacity in different stand types in the low-mountain and hilly areas in Qimen County.The results showed that the sequence of the litter volume in different stand types is:Pinus massoniana forest Cunninghamia lanceolata forest Pinus massoniana mixed coniferous broadleaved forest Broadleaved secondary forest.The sequence of the maximum water holdup rate is:Broadleaved secondary forest Cunninghamia lanceolata forest Pinus massoniana mixed coniferous broadleaved forest Pinusmassoniana forest.The sequence of the maximum water holdup capacity and effective storage capacity is:Pinus massoniana forest Cunninghamia lanceolata forest Pinus massoniana mixed coniferous broadleaved forest Broadleaved secondary forest.

Stand types；Forest litter；Volume；Water holdup capacity

S714.7

A

2095-0152（2014）01-0016-03

2013-09-25

2013-10-08

汪菊英（1974-），女，林業(yè)助理工程師，主要從事基層林業(yè)技術(shù)推廣工作。E-mail:qmzwfz@126.com