撫育對刺槐林地枯落物層最大持水量和最大持水率的影響

朱麗軍，白 冰，周麗麗

(淄博市魯山林場，山東 淄博 255205)

林地枯落物層在森林生態(tài)系統(tǒng)中對促進(jìn)生物活動、加快能量轉(zhuǎn)化和保持水土等方面具有重要作用?？萋湮飳拥某炙芰?含水量、最大持水量、最大持水率等)是反映枯落物層水文作用的重要指標(biāo)之一。通過森林撫育可以使林木及林下植被有所變化，因而林下枯落物層的理化性質(zhì)也會隨之發(fā)生變化。本課題主要研究了開展人工撫育對刺槐林地枯落物層持水能力的影響，為進(jìn)一步提高刺槐林地生產(chǎn)力，制定刺槐中幼齡林科學(xué)撫育措施提供理論參考。

1 試驗區(qū)概況

試驗地設(shè)在山東省淄博市魯山林場第五營林區(qū)，地理坐標(biāo):36°19'28″N，118°09'56″E。該地區(qū)季風(fēng)氣候明顯，屬暖溫帶季風(fēng)區(qū)域大陸性氣候。低山地貌，土壤類型為棕壤和褐土。該林場自2000 年開始，每年對部分中幼齡刺槐林進(jìn)行人工撫育［1］。

2 試驗方法

2.1 樣地設(shè)置

在立地類型、林分密度、林相相對一致的6 a 生刺槐人工林中設(shè)置樣地，共設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地6塊，在撫育林分和未撫育林分各布設(shè)3 塊，每塊標(biāo)準(zhǔn)地面積667 m2。撫育樣地內(nèi)對林木進(jìn)行修枝撫育，對照樣地不做任何處理。

2.2 調(diào)查方法

分別在2002 年、2006 年、2010 年和2014年，按5 點選樣法進(jìn)行調(diào)查，設(shè)置面積為20 cm×20 cm 的小樣方5 個，即在每個樣地中心點及四角處各設(shè)置1 個。在小樣方內(nèi)完全收集枯落物的未分解層和半分解層，分別裝入塑料袋中，即刻扎緊袋口，做好標(biāo)記，帶回試驗室進(jìn)行測定［2，3］。

2.3 測定指標(biāo)

2.3.1 枯落物層的含水量

在室內(nèi)，稱量所采集枯落物樣品的自然濕重，然后放入烘干箱(80℃)中烘干8 h，充分干燥后稱重，計算其單位面積干物質(zhì)儲量。

2.3.2 枯落物層的最大持水量和最大持水率

采用室內(nèi)浸泡法測定。將枯落物烘干稱重后全部裝入備好的細(xì)紋紗布袋中，再將紗布袋完全浸泡于清水中24 h，取出枯落物稱重，計算枯落物最大持水量和最大持水率［4～7］。

枯落物最大持水量 =浸泡24 h 后枯落物質(zhì)量－枯落物烘干重

枯落物最大持水率(%)=(浸泡24 h 后枯落物質(zhì)量－枯落物烘干重)/枯落物烘干重×100%

2.3.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)測定數(shù)據(jù)，計算出對照樣地和撫育樣地分別在2002 年、2006 年、2010 年、2014 年林地枯落物層最大持水量和最大持水率，采用SPSS13.0 統(tǒng)計分析程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，P ＜0.05 為差異顯著，具有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 結(jié)果與分析

3.1 撫育對刺槐林地枯落物層最大持水量的影響

3.1.1 撫育對未分解層最大持水量的影響

根據(jù)各樣地、各年份枯落物未分解層最大持水量的測定數(shù)據(jù)作直方圖，結(jié)果見圖1。

圖1 刺槐林撫育樣地與對照樣地枯落物未分解層最大持水量Fig.1 The litter undecomposed layer maximum water holding capacity of Robinia pseudoacacia forest tending and control sample plot

圖2 刺槐林撫育樣地與對照樣地枯落物半分解層最大持水量Fig.2 The litter half decomposed layer maximum water holding capacity of Robinia pseudoacacia forest tending and control sample plot

從圖1 中可以看出，2002 年對刺槐林進(jìn)行撫育后，隨著林木的生長，撫育樣地和對照樣地枯落物未分解層的最大持水量均呈現(xiàn)梯度升高趨勢，而撫育樣地升高幅度更明顯。與2002 年相比，2014 年時，撫育樣地最大持水量升高了44.47%，而對照樣地最大持水量僅升高了18.32%。對撫育樣地和對照樣地枯落物未分解層最大持水量的統(tǒng)計結(jié)果表明，2002 年和2006 年時，撫育樣地和對照樣地的最大持水量均無顯著性差異;2010 年時，撫育樣地的最大持水量為9.17 t·hm－2，高于對照樣地的7.78 t·hm－2，兩 者 差 異 達(dá) 到 顯 著 水 平(P ＜0.05);2014 年時，撫育樣地和對照樣地的最 大 持 水 量 分 別 為 10. 59 t·hm－2和8.33 t·hm－2，兩 者 差 異 呈 現(xiàn) 極 顯 著 水 平(P ＜0.01)。開展森林撫育可有效提高刺槐林地枯落物未分解層的最大持水量。3.1.2 撫育對半分解層最大持水量的影響

根據(jù)各樣地、各年份枯落物半分解層最大持水量的測定數(shù)據(jù)作直方圖，結(jié)果見圖2。

從圖2 中可以看出，2002 年對刺槐林進(jìn)行撫育后，隨著林木的生長，撫育樣地和對照樣地枯落物半分解層的最大持水量均呈現(xiàn)梯度升高趨勢，而撫育樣地升高幅度更明顯。與2002 年相比，2014 年時，撫育樣地最大持水量升高了36.29%，而對照樣地最大持水量僅升高了14.30%。對撫育樣地和對照樣地枯落物半分解層最大持水量的統(tǒng)計結(jié)果表明，2002 年和2006 年時，撫育樣地和對照樣地的最大持水量均無顯著性差異;2010 年時，撫育樣地的最大持水量為9.34 t·hm－2，高于對照樣地的8.08 t·hm－2，兩者差異達(dá)到顯著水平(P ＜0.05);2014 年時，撫育樣地和對照樣地的最大持水量分別為10.74 t·hm－2和8.63 t·hm－2，兩者差異呈現(xiàn)極顯著水平(P ＜0.01)。開展森林撫育可有效提高刺槐林地枯落物半分解層的最大持水量。

3.2 撫育對刺槐林地枯落物層最大持水率的影響

3.2.1 撫育對未分解層最大持水率的影響

根據(jù)各樣地、各年份枯落物未分解層最大持水率的測定數(shù)據(jù)作直方圖，結(jié)果見圖3。

圖3 刺槐林撫育樣地與對照樣地枯落物未分解層最大持水率Fig.3 The litter undecomposed layer maximum water holding ratio of Robinia pseudoacacia forest tending and control sample plot

從圖3 中可以看出，2002 年對刺槐林進(jìn)行撫育后，隨著林木的生長，撫育樣地和對照樣地枯落物未分解層的最大持水率均呈現(xiàn)梯度升高趨勢，而撫育樣地升高幅度更明顯。與2002 年相比，2014 年時，撫育樣地最大持水率升高了20.99%，而對照樣地最大持水率僅升高了14.52%。對撫育樣地和對照樣地枯落物未分解層最大持水率的統(tǒng)計結(jié)果表明，2002 年和2006年時，撫育樣地和對照樣地的最大持水率均無顯著性差異;2010 年時，撫育樣地的最大持水率為215.83%，高于對照樣地的204.23%)，兩者差異達(dá)到顯著水平(P ＜0.05);2014 年時，撫育樣地和對照樣地的最大持水率分別為236.70%和218.46%，兩者差異呈現(xiàn)極顯著水平(P ＜0.01)。開展森林撫育可有效提高刺槐林地枯落物未分解層的最大持水率。

3.2.2 撫育對刺槐林地枯落物半分解層最大持水率的影響

根據(jù)各樣地、各年份枯落物半分解層最大持水率的測定數(shù)據(jù)作直方圖，結(jié)果見圖4。

圖4 刺槐林撫育樣地與對照樣地枯落物半分解層最大持水率Fig.4 The litter half decomposed layer maximum water holding ratio of Robinia pseudoacacia forest tending and control sample plot

從圖4 中可以看出，2002 年對刺槐林進(jìn)行撫育后，隨著林木的生長，撫育樣地和對照樣地枯落物半分解層的最大持水率均呈現(xiàn)梯度升高趨勢，而撫育樣地升高幅度更明顯。與2002 年相比，2014 年時，撫育樣地最大持水率升高了23.12%，而對照樣地最大持水率僅升高了13.78%。對撫育樣地和對照樣地枯落物半分解層最大持水率的統(tǒng)計結(jié)果表明，2002 年和2006 年時，撫育樣地和對照樣地的最大持水率均無顯著性差異;2010 年時，撫育樣地的最大持水率為226.75%，高于對照樣地的209.93%)，兩者差異達(dá)到顯著水平(P ＜0.05);2014 年時，撫育樣地和對照樣地的最大持水率分別為247.32%和223.48%，兩者差異呈現(xiàn)極顯著水平(P ＜0.01)。由此可見，開展森林撫育可有效提高刺槐林地枯落物半分解層的最大持水率。

4 結(jié)論與討論

本課題主要探討了魯山林場2002 ～2014年開展人工撫育對刺槐人工林地枯落物層持水能力的影響。通過對撫育樣地和對照樣地枯落物層調(diào)查資料進(jìn)行整理匯總，分析十二年間刺槐林地枯落物層最大持水量和最大持水率的變化趨勢，結(jié)果表明:隨著林木的生長，撫育樣地和對照樣地枯落物層的最大持水量和最大持水率均呈現(xiàn)梯度升高趨勢，而撫育樣地升高幅度更明顯。撫育當(dāng)年與4 a 后，撫育樣地和對照樣地的枯落物層最大持水量和最大持水率相比均無顯著性差異;撫育8 a 后，兩者差異達(dá)到顯著水平(P ＜0.05);撫育12 a 后，兩者差異達(dá)到極顯著水平(P ＜0.01)。

開展撫育可以有效地提高刺槐林枯落物層的持水能力，促進(jìn)林分的健康發(fā)育，特別是在涵養(yǎng)水源、保持水土、減少地表徑流、保持林內(nèi)水分和濕度等方面的水文效應(yīng)十分明顯。開展撫育后使刺槐林內(nèi)生長空間增大，林內(nèi)透光度增加，林地枯落物逐年增多，使刺槐林枯落物層的持水能力有了較大提高。本研究為制定刺槐中幼齡林更加科學(xué)的撫育措施、進(jìn)一步提高林地生產(chǎn)力提供理論依據(jù)和參考。

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