青獅潭保護(hù)區(qū)典型森林類型土壤水源涵養(yǎng)功能分析

蔣冬生，蔣蓮艷，唐紅蓮，龍九付，唐洪文，陽樹松(.廣西桂林林業(yè)學(xué)校，廣西桂林54004;.廣西靈川縣林業(yè)局，廣西桂林5499)

水源涵養(yǎng)林是指以調(diào)節(jié)、改善水源流量和水質(zhì)的一種防護(hù)林，也稱水源林。土壤層是森林水源涵養(yǎng)的主體，而林冠層的持水量僅占森林水源涵養(yǎng)能力的15%以下［1］。

由于受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動，漓江上游水源涵養(yǎng)林被經(jīng)濟(jì)林、竹林、用材林等取代，致使漓江源頭森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的改變。流域上游森林群落中，中幼林增多、成熟林減少，特別是具有較強(qiáng)生態(tài)維持功能的老齡林(原始林)比重降低;森林群落中常綠闊葉林減少，人工純林、經(jīng)濟(jì)林增多，復(fù)層林演變?yōu)閱螌恿郑锒鄻有悦黠@降低，水源涵養(yǎng)功能下降［2－3］。該研究分析了青獅潭保護(hù)區(qū)4種林分類型土壤層最大持水量和凋落物持水量，以期提高森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能。

1 研究區(qū)概況

青獅潭水源林保護(hù)區(qū)位于 110°5'15″～110°17'30″E，25°26'20″～25°47'30″N，在廣西靈川縣的西北部，與臨桂縣的宛田瑤族鄉(xiāng)，龍勝縣的江底鄉(xiāng)、和平鄉(xiāng)，興安縣的金石鄉(xiāng)相鄰，區(qū)域范圍包括青獅潭鎮(zhèn)及蘭田鄉(xiāng)全部，面積58 399.7 hm2，占全縣土地總面積的25.4%。功能區(qū)林地面積48 312.5 hm2，占全縣林地面積的28.9%，占該保護(hù)區(qū)土地面積的82.7%［4］。功能區(qū)內(nèi)有青獅潭自治區(qū)級自然保護(hù)區(qū)以及桂林市飲用水源之一的青獅潭水庫，生態(tài)條件優(yōu)越，生物多樣性豐富，承擔(dān)著水源涵養(yǎng)、維護(hù)生物多樣性等生態(tài)功能。該保護(hù)區(qū)毛竹林面積較大，占功能區(qū)林地面積的33.0%，占全縣毛竹林面積的80.5%［5］，是靈川縣最大的毛竹生產(chǎn)區(qū)。

2 研究方法

2.1 樣地選擇 根據(jù)研究區(qū)基本情況，選擇具有代表性的水青岡林、荷木林、杉木林、毛竹林4種典型森林類型為研究對象，在各森林類型中選擇1塊地形地貌、水文、土壤類型、海拔、坡向、坡度、坡位基本相同的樣地，比較各樣地地表凋落物及土壤最大持水量差異性［6］，4種典型林地樣地特征見表1。

表1 典型林地樣地特征

2.2 土壤采樣 在固定樣地外圍選設(shè)與固定樣地植被、地形條件(坡向、坡度、坡位)均相似地段，在小地形較為平整，無近期崩塌或嚴(yán)重侵蝕，距樹干1～2 m以外區(qū)域選設(shè)土壤剖面［7］。土壤剖面要求長1.0 ～1.5 m，寬0.8 m，深1.5 ～2.0 m，選擇剖面時宜向陽，坡度較大時可與坡向一致，主要調(diào)查土壤類型、土層厚度、腐殖質(zhì)厚度、土壤顏色、質(zhì)地、母巖等［8］。

2.3 土壤層最大持水量測定 采用土壤水分速測儀器測定土壤含水率，采用環(huán)刀法測定土壤容重、總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、通氣度、飽和(最大)持水量、毛管持水量、最小(田間)持水量以及滲透速度等，比重計(jì)法測定土壤顆粒含量。環(huán)刀法取樣是在0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm土層取自然狀態(tài)土樣，重復(fù)3次［3］，將土樣帶回室內(nèi)測定土壤物理性質(zhì)，折算土壤最大持水量。

2.4 凋落物持水量測定 在代表性區(qū)域的典型林分內(nèi)設(shè)置觀測樣地，樣地要求生境條件、植物群落種類組成、群落結(jié)構(gòu)、利用方式和強(qiáng)度等具有相對一致性;垂直帶譜上樣地設(shè)置在每帶的中部，并且坡度、坡向和坡位基本一致。在樣點(diǎn)內(nèi)劃定1 m×1 m小樣方，將小樣方內(nèi)所有現(xiàn)存凋落物按未分解層、半分解層和分解層分別采收，測定其持水量［9］。方法是將收集的凋落物置于80℃烘箱中烘至恒重后稱重，再將烘干后的凋落物置于水中浸泡24 h取出晾干后稱重，兩者之差為凋落物持水量［1］。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤層最大持水量 由表2可知，不同主要樹種的林型土壤持水性能和貯水量明顯不同。土壤層最大持水量范圍在1 052.0～1 368.0 t/hm2。水青岡林、荷木林各土壤層最大持水量大小是0～20 cm土壤最大持水量＞20～40 cm土壤最大持水量＞40～60 cm土壤最大持水量，毛竹林土壤層最大持水量大小是40～60 cm土壤最大持水量＞20～40 cm土壤最大持水量＞0～20 cm土壤最大持水量［10］。

表2 土壤層最大持水量 t/hm2

3.2 凋落物持水量 由表3可知，凋落物干重最高的水青岡林，達(dá)到1 482.7 g/m2，最低是毛竹林1 082.7 g/m2;水青岡林凋落物層持水量最高達(dá)到47.7 t/hm2，最低是毛竹林13.1 t/hm2。

表3 凋落物層持水量統(tǒng)計(jì)

3.3 土壤層水源涵養(yǎng)差異性分析 對不同林分土壤層最大持水量采用最小顯著差異法(Least Significant Difference，簡稱LSD法)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明水青岡林與毛竹林土壤層最大持水量有顯著差異，毛竹林與荷木林、杉木林土壤層最大持水量不存在顯著差異。

3.4 凋落物層持水量差異性分析 利用SPSS分析比較不同林分凋落物層持水量，結(jié)果表明有極顯著差異，說明不同林分的凋落物對土壤水源涵養(yǎng)功能有極顯著差異，水青岡林分凋落層持水量最高、毛竹林分凋落物層持水量最低。

4 結(jié)論與建議

(1)水青岡林、荷木林、杉木林、毛竹林4種林型中，水青岡林的土壤層最大持水量最高，毛竹林最低，可見毛竹林土壤水源涵養(yǎng)功能較低，生態(tài)效益較差。而靈川縣是廣西毛竹主產(chǎn)區(qū)之一，該縣林地保護(hù)利用規(guī)劃(2010～2020年)規(guī)劃期任務(wù)是穩(wěn)定現(xiàn)有種植面積，重點(diǎn)抓好低產(chǎn)林改造，提高毛竹單產(chǎn)，至規(guī)劃期末規(guī)劃改造毛竹低產(chǎn)林面積2 000 hm2［11］。因此要提高保護(hù)區(qū)水源涵養(yǎng)功能，必須協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)鼐用窠?jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的關(guān)系。

(2)水青岡林、荷木林、杉木林、毛竹林4種林型中，水青岡林凋落物層土壤層持水量最高，毛竹林最低，并且具有顯著性差異。建議保護(hù)區(qū)大力推廣天然林保護(hù)工程，減小人工林的更新造林項(xiàng)目，提高公益林補(bǔ)助金額，讓經(jīng)濟(jì)與生態(tài)保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

(3)為了減輕不合理發(fā)展方式帶來的沖擊和壓力，推動生態(tài)功能保護(hù)區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，應(yīng)當(dāng)在充分考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會發(fā)展的需要和生態(tài)環(huán)境承載能力的基礎(chǔ)上，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)力布局，積極尋求替代產(chǎn)業(yè)，改變粗放的經(jīng)濟(jì)增長方式，發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)。

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