崇陵流域不同林分類型枯落物水文效應(yīng)研究

馬佳明，趙鵬，劉雪瑩，陸貴巧*，谷建才，溫哲華

1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，河北 保定 071000；2.河北省林業(yè)和草原局，河北 石家莊 050081

森林作為生態(tài)系統(tǒng)的主要組成成分，其水源涵養(yǎng)功能在森林生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)一定的地位（Robert et al.，1997），在攔蓄降水、改善環(huán)境、調(diào)節(jié)地表徑流及水分再分配等方面起到關(guān)鍵作用（王忠禹，2019；楊家慧等，2020）。枯落物層作為森林涵養(yǎng)水源功能的第二作用層，由林下的莖、葉、枝條、芽、鱗片、花、果實(shí)、樹皮等的凋落物及動(dòng)物殘?bào)w組成，能改善降雨的有效性、調(diào)節(jié)地表徑流、減輕土壤侵蝕與水分蒸發(fā)、加強(qiáng)土壤水分入滲、改善土壤理化性質(zhì)等（Anne et al.，2010；Neris et al.，2013；侯東杰等，2018；彭云蓮等，2018；周秋文等，2018；李陽(yáng)等，2019；聶澤旭等，2020），在生態(tài)系統(tǒng)水土保持方面占據(jù)重要地位，研究林分枯落物的持水特性對(duì)于防止水土流失有重要意義。目前，許多學(xué)者對(duì)枯落物的水源涵養(yǎng)能力進(jìn)行了研究，取得了一定的研究成果?？萋湮锏某炙芰εc諸多因素有關(guān)，王玲等（2019）比較八達(dá)嶺林場(chǎng)4種密度油松人工林枯落物的持水性能，認(rèn)為1260 plant·hm?2的持水能力較好；張佳楠等（2019）采用熵權(quán)法對(duì)晉西黃土區(qū)4種林分類型水源涵養(yǎng)能力進(jìn)行研究，結(jié)果顯示混交林相比純林具有更好的水源涵養(yǎng)能力；楊寒月等（2019）比較了灌木群落和草本群落的持水能力，發(fā)現(xiàn)灌木群落的枯落物蓄積量和有效攔蓄量顯著高于草本群落；高迪等（2019）比較了不同林齡落葉松（Larixprincipis-rupprechtiiMayr）的攔蓄能力，認(rèn)為成熟林的有效攔蓄量最大。除上述研究中不同密度、不同林齡對(duì)枯落物的持水能力有影響外，不同樹種對(duì)于枯落物的水文效應(yīng)也有一定差異，楊霞等（2019）對(duì)比了遼東低山區(qū)5種水源涵養(yǎng)林枯落物持水特性，發(fā)現(xiàn)落葉松和紅松（Pinus koraiensisSieb.et Zucc.）持水能力較好；郝彎彎等（2019）發(fā)現(xiàn)御道口牧場(chǎng) 4種不同防護(hù)林中落葉松的枯落物層持水能力最好；溫林生等（2020）通過(guò)比較江西退化紅壤區(qū)3種林分的枯落物和土壤層的持水能力，發(fā)現(xiàn)馬尾松（PinusmassonianaLamb.）水源涵養(yǎng)能力最強(qiáng)。上述學(xué)者對(duì)于不同林分的水源涵養(yǎng)能力研究有一定的地域性，普遍性規(guī)律較弱，崇陵流域內(nèi)不同林分類型的枯落物水源涵養(yǎng)能力需進(jìn)一步研究。

太行山由于早期人類對(duì)森林資源的過(guò)度開發(fā)利用，導(dǎo)致林分資源遭到破壞，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，土壤保土保肥能力下降，并且土層變的稀薄，對(duì)于森林的水土保持研究較為重要。崇陵流域地處太行山南段，其研究主要集中在氣象監(jiān)測(cè)、地表徑流觀測(cè)、降雨蒸發(fā)等觀測(cè)、土壤水勢(shì)觀測(cè)等方面，對(duì)于流域內(nèi)典型林分下枯落物的研究較少（塔莉等，2015），這對(duì)小流域的水源涵養(yǎng)能力了解不足，難以制定相應(yīng)的水土保持措施，導(dǎo)致地區(qū)該水土流失嚴(yán)重。因此，本研究以崇陵流域4種典型人工林為研究對(duì)象，分析4種林分枯落物的持水性能，旨在揭示崇陵流域典型人工林下枯落物水文效應(yīng)規(guī)律，為崇陵流域內(nèi)水源涵養(yǎng)林種植類型及水文效應(yīng)評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于河北省太行山北部，地處保定市易縣境內(nèi)（圖 1），地理坐標(biāo)為 115°21′E，39°23′N，海拔大部分在85—200 m，少部分低山區(qū)域達(dá)到220 m以上，流域面積達(dá)到6 km2，平均寬1.5 km，流域總長(zhǎng)約4.4 km。研究區(qū)由丘陵和溝壑組成，是明顯的丘陵地貌，地勢(shì)西北高，東南低，丘陵多以花崗巖為主，還有部分地區(qū)為石灰?guī)r和片麻巖，山丘坡度多為 10—20°，少部分坡度較高，達(dá)到在 25°以上。該區(qū)氣候類型為溫帶大陸性季風(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，四季分明，年均氣溫在11.6 ℃，全年極端氣溫為?23—41 ℃，年均降水量為641 mm，且降雨多集中在7—8月，年平均蒸發(fā)量為1905 mm，年均無(wú)霜期約210 d，溝壑區(qū)多以沙壤土和黃土為主要土層，土層厚度多集中在1—2 m，部分地區(qū)厚度在2 m以上。研究區(qū)主要植被種類為油松（PinustabuliformisCarr.）、側(cè)柏（Platycladus orientalis（L.) Franco）、刺槐（RobiniapseudoacaciaL.）、楊樹（PopulusL.）、荊條（VitexnegundoL.var.heterophylla(Franch.) Rehd）、酸棗（ZiziphusjujubeMill.var.spinose(Bunge) Hu ex H.F.Chow）、蔓出卷柏（Selaginelladavidiisp.Davidii.）、叢生隱子草（CleistogenescaespitosaKeng.）、鴨跖草（Commelina communisLinn.）等。

圖1 試驗(yàn)地位置Fig.1 Location of test site

2 材料與方法

2.1 樣地設(shè)置

在2019年8月，經(jīng)過(guò)對(duì)崇陵流域內(nèi)不同林分類型進(jìn)行了樣地調(diào)查后，選取了油松純林、側(cè)柏純林、油松-刺槐混交林和楊樹純林4種典型林分類型為研究對(duì)象，每種林分類型各設(shè)置3塊20 m×30 m的標(biāo)準(zhǔn)樣地，計(jì) 12塊，并詳細(xì)調(diào)查樣地內(nèi)樹木的樹高、胸徑和郁閉度等林分因子，樣地基本信息見表1。

表1 樣地基本信息Table 1 Basic information of sample plot

2.2 枯落物蓄積量測(cè)定

在標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)沿對(duì)角線在兩端及中間設(shè)置3個(gè)30 cm×30 cm樣方，用鋼尺分別測(cè)量各樣方內(nèi)未分解層、半分解層枯落物厚度，并將枯落物按照未分解層和半分解層分別放入密封袋中，稱其鮮質(zhì)量。然后帶回實(shí)驗(yàn)室置于85 ℃。烘箱中烘干至恒質(zhì)量，烘干后干質(zhì)量用于計(jì)算枯落物的蓄積量、自然含水率等。

2.3 枯落物的持水和攔蓄能力測(cè)定

枯落物持水量和吸水速度采用室內(nèi)浸泡法測(cè)定，取一定質(zhì)量的枯落物樣品放入尼龍網(wǎng)袋，將其全部浸入水中，分別在0.25、05、1、2、4、6、8、10、12、24 h時(shí)取出控干，至不滴水為止，然后稱其質(zhì)量。根據(jù)其每次質(zhì)量的變化，計(jì)算枯落物的持水量、持水速率、有效攔蓄量和最大攔蓄量。計(jì)算公式如下（王忠禹，2019）：

式中，Q為枯落物的持水量（g·kg?1），mt為枯落物浸水t時(shí)刻后的質(zhì)量（g），m0為枯落物干質(zhì)量（g），V為不同時(shí)刻吸水速率（g·kg?1·h?1），Rm為枯落物最大持水率（%），m24為枯落物浸水24 h后的質(zhì)量（g），Wm為最大攔蓄量（t·hm?2），R0為枯落物自然含水率（%），M為蓄積量（t·hm?2），W為有效攔蓄量（t·hm?2）。

2.4 數(shù)據(jù)處理分析

運(yùn)用Excel和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用單因素方差分析法分析不同林分枯落物的蓄積量及持水性能的差異，采用LSD最小顯著法檢驗(yàn)其顯著性，所得結(jié)果用Origin軟件作圖，對(duì)擬合的多元回歸關(guān)系經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)得到擬合度參數(shù)R2。

3 結(jié)果分析

3.1 不同林分枯落物蓄積量及厚度

枯落物蓄積量受不同林分類型、林齡、枯落物分解速度等諸多因素的影響，枯落物的緩慢分解有利于林分養(yǎng)分的積累，枯落物蓄積量是研究林分水文效益的重要指標(biāo)之一。由表2可知，4種林分類型的枯落物厚度大小依次為Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅳ，其厚度范圍為1.56—4.59 cm，其中油松純林與側(cè)柏純林和楊樹純林間具有顯著性差異，與油松-刺槐混交林無(wú)顯著性差異。4種林分枯落物蓄積量總體上為Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅳ，其變化范圍為 3.66—18.60 t·hm?2，其中油松純林與油松-刺槐混交林差異不顯著，與其他林分差異顯著。

表2 不同林分類型枯落物厚度和蓄積量Table 2 The thickness and volume of litter of different forest types

分析不同林分類型未分解層蓄積量、半分解層蓄積量可知，油松純林未分解層蓄積量最大為6.24 t·hm?2，楊樹純林未分解層蓄積量最小為 2.16 t·hm?2，楊樹純林與刺槐純林無(wú)顯著性差異，與其他兩種林分有顯著性差異；在半分解層蓄積量上，其變化規(guī)律與總蓄積量相同，蓄積量變化范圍為1.51—12.47 t·hm?2。在不同林分的未分解層和半分解層蓄積量占比有所差異，從所占比例來(lái)看，除楊樹純林外，油松純林、側(cè)柏純林和油松-刺槐混交林未分解層蓄積量所占比例均小于半分解層，半分解層在這3種林分中占主要地位，且極端比例均出現(xiàn)在油松-刺槐混交林，其半分解層占比最大為67.04%，未分解層占比最小為32.96%。

3.2 不同林分類型枯落物的持水能力及攔蓄能力

3.2.1 不同林分類型枯落物的持水能力

枯落物的持水能力可以用枯落物的最大持水量和最大持水率表現(xiàn)出來(lái)。如圖2所示，從最大持水量來(lái)看，4種林分類型的總最大持水量呈現(xiàn)為Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅳ，這與4種林分的蓄積量變化規(guī)律一致，其中油松-刺槐混交林最大，為 45.27 t·hm?2，楊樹純林最小，為9.02 t·hm?2，側(cè)柏純林和楊樹純林與其他2種林分均具有顯著性差異，側(cè)柏純林與楊樹純林間無(wú)顯著性差異，油松純林與油性-刺槐混交林之間差異性顯著。

圖2 不同林分類型枯落物的持水能力Fig.2 Water holding capacity of litter in different forest types

未分解層最大持水量為Ⅲ (13.78 t·hm?2)＞Ⅱ(10.62 t·hm?2)＞Ⅳ (5.57 t·hm?2)＞Ⅰ (4.58 t·hm?2)，側(cè)柏純林和楊樹純林與油松純林和油松-刺槐混交林之間都具有顯著性差異；半分解層最大持水量的變化規(guī)律為Ⅲ (31.49 t·hm?2)＞Ⅱ (23.97 t·hm?2)＞Ⅰ(7.72 t·hm?2)＞Ⅳ (3.45 t·hm?2)，側(cè)柏純林與油松純林、油松-刺槐混交林和楊樹純林之間具有顯著性差異。對(duì)比林分的半分解層和未分解層可以看出，側(cè)柏純林。油松純林和油松-刺槐混交林的未分解層明顯小于半分解層，而楊樹純林的未分解層明顯大于半分解層，可能是由于楊樹純林半分解層蓄積量少，枯落物分解快速。

從最大持水率來(lái)看，楊樹純林平均最大持水率最大，為244.98%，油松-刺槐混交林和油松純林次之，側(cè)柏純林最小，僅為166.02%。側(cè)柏純林與油松純林間差異性顯著，側(cè)柏純林和油松純林與其他 2種林分具有顯著性差異，油松-刺槐混交林與楊樹純林間無(wú)顯著性差異。未分解層最大持水率變化為Ⅳ(257.1%)＞Ⅲ (224.82%)＞Ⅱ (169.85%)＞Ⅰ (143.99%)，側(cè)柏純林和油松純林與油松-刺槐混交林和楊樹純林具有顯著性差異；半分解層最大持水率規(guī)律為Ⅲ (254.92%)＞Ⅱ (242.75%)＞Ⅳ (232.87%)＞Ⅰ(188.07%)，側(cè)柏純林和油松純林與油松-刺槐混交林和楊樹純林具有顯著性差異。除楊樹純林外，其他3種林分的最大持水率均為半分解層大于未分解層。不同林分枯落物的最大持水量和最大持水率表現(xiàn)規(guī)律不一致，這是由于最大持水量與不同樹種枯落物類型、蓄積量和分解速度等有關(guān)。相比其他 3種林分，油松-刺槐混交林的持水能力最強(qiáng)。

3.2.2 不同林分類型枯落物的攔蓄能力

最大攔蓄率和最大攔蓄量一般只能反映枯落物層的持水能力大小，但不能反映其對(duì)實(shí)際攔蓄能力。當(dāng)降雨達(dá)到20—30 mm以后，實(shí)際攔蓄量和攔蓄率約為最大攔蓄量和最大攔蓄率的85%。因此，一般以有效攔蓄水量及有效攔蓄率來(lái)估算枯落物對(duì)降雨的實(shí)際攔蓄效果和能力（彭云蓮等，2018）。

不同林分類型的枯落物攔蓄能力有所區(qū)別，其攔蓄能力與枯落物層次有關(guān)。由表3可知，4種林分枯落物總最大攔蓄量為油松-刺槐混交林最大（33.32 t·hm?2），楊樹純林最小（8.29 t·hm?2），其變化規(guī)律與最大持水量一致，不同林分的枯落物最大攔蓄量未分解層與半分解層呈現(xiàn)出不一致的規(guī)律。未分解層的排序?yàn)棰?(10.13 t·hm?2)＞Ⅱ (9.01 t·hm?2)＞Ⅳ (4.95 t·hm?2)＞Ⅰ (4.27 t·hm?2)，油松純林和油松-刺槐混交林與其他 2種林分具有顯著性差異，油松純林與油松-刺槐混交林間無(wú)顯著性差異；半分解層的變化規(guī)律為Ⅲ (23.19 t·hm?2)＞Ⅱ (17.58 t·hm?2)＞Ⅰ (6.89 t·hm?2)＞Ⅳ (3.34 t·hm?2)，油松純林和油松-刺槐混交林與其他 2種林分具有顯著性差異?？萋湮锏淖畲髷r蓄率排序大小為Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ，其變化規(guī)律與最大持水率一致。枯落物有效攔蓄量變化范圍 6.94—26.53 t·hm?2，在不同的枯落物層次與最大攔蓄量的變化規(guī)律一致，依舊為油松-刺槐混交林有效攔蓄量最大，楊樹純林最小，其有效攔蓄率變化與最大持水率一致。

表3 不同林分類型枯落物的攔蓄能力Table 3 Litter retention capacity of different forest types

3.3 枯落物的持水過(guò)程

由圖3可知，不同林分類型枯落物經(jīng)浸泡后持水量呈現(xiàn)相似的變化，隨著浸水時(shí)間的加長(zhǎng)，不同林分不同層次枯落物持水量均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。在整個(gè)枯落物持水過(guò)程中，0—2 h內(nèi)，枯落物持水量增加迅速，浸泡 2—10 h，隨時(shí)間的增加，其持水量也逐漸增加，但是增加的幅度減小，在10 h之后，枯落物持水量增加速度明顯減少，基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在24 h后枯落物持水量達(dá)到最大值，處于飽和狀態(tài)。不同林分類型的未分解層和半分解層持水量動(dòng)態(tài)變化有所區(qū)別，未分解層持水量排序?yàn)棰簦劲螅劲颍劲?，半分解層持水量排序?yàn)棰螅劲颍劲簦劲?，除楊樹純林外，其?種林分在相同時(shí)間段上枯落物半分解層持水量均大于未分解層持水量，表明其半分解層持水能力較強(qiáng)。

圖3 不同林分類型枯落物持水量與浸水時(shí)間的關(guān)系Fig.3 The relationship between water holding capacity with immersion time of litter in different forest types

對(duì)4種林分枯落物未分解層、半分解層持水量與浸水時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行回歸分析，枯落物持水量與浸泡時(shí)間符合對(duì)數(shù)函數(shù)模型，其關(guān)系式為：

式中：Q為枯落物持水量（g·kg?1）；t為浸水時(shí)間（h）；a為方程系數(shù)；b為方程常數(shù)項(xiàng)。擬合結(jié)果如表4所示，4種林分不同枯落物層次相關(guān)系數(shù)R2均大于0.97，說(shuō)明林分各層枯落物的持水量與浸水時(shí)間擬合效果較好。

表4 不同林分枯落物持水量、吸水速率與浸水時(shí)間的關(guān)系Table 4 The relationship between water holding capacity, water absorption rate and soaking time of litter in different forest types

由圖4可知，不同林分類型枯落物吸水速率隨著浸水時(shí)間的加長(zhǎng)逐漸降低。在0—1 h內(nèi)，枯落物吸水速率急劇下降，隨后吸水速率顯著降低，在 4—8 h其下降速率減慢，24 h時(shí)枯落物不在吸水，其吸水速率趨于 0，持水量基本達(dá)到飽和，處于穩(wěn)定狀態(tài)。不同林分類型的未分解層和半分解層吸水速率動(dòng)態(tài)變化有所區(qū)別，未分解層初始吸水速率排序?yàn)棰簦劲螅劲颍劲?，未分解層為Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅳ。?duì)4種林分未分解層和半分解層枯落物的吸水速率與浸水時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行回歸分析，其吸水速率與浸水時(shí)間呈冪函數(shù)關(guān)系，其關(guān)系式為：

圖4 不同林分類型枯落物吸水速率與浸水時(shí)間的關(guān)系Fig.4 The relationship between water absorption rate with immersion time of litter in different forest types

式中：V為枯落物吸水速率（g·kg?1·h?1）；k為系數(shù)；b為指數(shù)。擬合結(jié)果如表4所示，4種林分不同枯落物層次相關(guān)系數(shù)r2均大于0.99，表明枯落物的吸水速率與浸水時(shí)間擬合效果較好。

4 討論

枯落物的蓄積量及蓄積動(dòng)態(tài)變化受枯落物的凋落量、分解快慢、累積時(shí)間、以及枯落物所處的立地條件等綜合因素的影響，此外還與林分類型、林齡、密度、人為活動(dòng)和氣候條件等有所關(guān)系（楊霞等，2019）。根據(jù)研究結(jié)果顯示，4種不同林分類型枯落物的厚度和蓄積量具有明顯差異，油松純林枯落物厚度最大，楊樹純林枯落物厚度最小，可能是由于闊葉樹枯枝落葉比針葉樹更易分解（吳初平等，2015），油松-刺槐混交林蓄積量最大（18.60 t·hm?2），楊樹林蓄積量最?。?.66 t·hm?2），這與河北太行山 6種不同人工林（5.25—15.7 t·hm?2）的結(jié)果接近（趙鵬等，2020），與崇陵地區(qū) 3種人工林枯落物蓄積量（28.7—57.9 t·hm?2）差異較大（塔莉等，2015），這可能是由于塔莉選取的林分在崇陵流域海拔930 m左右，林分郁閉度較高，而辦研究選取的海波僅為100 m左右，相差較大。4種林分中，除楊樹純林外，油松純林、側(cè)柏純林和油松-刺槐混交林未分解層蓄積量所占比例均小于半分解層，這與張學(xué)龍等（2015）研究結(jié)果不一致，可能是楊樹純林半分解層分解快速，枯落物現(xiàn)存量較少，未分解層蓄積量比半分解層高，這與楊樹純林所處環(huán)境為公路旁交通便利的地帶也有一定關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)枯落物厚度與其蓄積量有線性關(guān)系，厚度越大，蓄積量越大（孟慶權(quán)等，2019），崇陵流域4種林分枯落物厚度與蓄積量結(jié)果不一致，這與侯春蘭等（2020）對(duì)草海流域的研究相似，可能是由于針葉林枯落物分解慢，闊葉林分解較快，且與林分生長(zhǎng)狀況有關(guān)，導(dǎo)致油松-刺槐混交林厚度較低，但蓄積量最大，油松純林厚度最大，但蓄積量偏低。

枯落物最大持水量和最大持水率用于表示其持水能力，本研究表明總最大持水量為Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅳ，與4種林分的蓄積量變化規(guī)律一致。韋小茶等（2017）對(duì)喀斯特地區(qū)的針葉林蓄積量與最大持水量的探討與本研究結(jié)果相似；平均最大持水率為Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ，平均最大持水率和總最大持水量?jī)H楊樹純林有所差異。已有研究表明，闊葉混交林最大持水率高于針葉林（王茜，2013）。楊樹純林枯落物分解較快，其持水率較針葉林高。持水能力不僅與枯落物分解程度有關(guān)，還與枯落物蓄積厚度有關(guān)。由于楊樹純林蓄積量和厚度均低于其他3種林分，因此楊樹純林的最大持水量較低，但其最大持水率較高。除楊樹純林外，枯落物半分解層最大持水量和最大持水率均大于未分解層，這與王美蓮等（2015）對(duì)于不同林齡興安落葉松（Larixgmelinii(Rupr.) Kuzen.）研究結(jié)果相似。主要原因是半分解層枯落物已經(jīng)分解了一部分，較為疏松，枯落物空隙變大，枯落物持水量增大，而未分解層表面相對(duì)光滑，質(zhì)地堅(jiān)韌，不能有效持水。造成各林分枯落物持水量大小差異的原因是多樣的，枯落物的持水量還與枯落物的立地條件、人為影響等因素有關(guān)。

一般而言，常用有效攔蓄量（率）表示枯落物的降水?dāng)r蓄能力。本研究表明，4種林分枯落物最大攔蓄量與有效攔蓄量變化規(guī)律與最大持水量一致，排序?yàn)棰螅劲颍劲瘢劲?，最大攔蓄率與有效攔蓄率與最大持水率變化一致，這與馮楷斌等（2016）對(duì)冀北山地白樺林的研究結(jié)果相似。油松-刺槐混交林有效攔蓄量最大，楊樹純林有效攔蓄量最小，可能是由于油松-刺槐混交林下灌草植物較多，林分郁閉度較大，光照較少，形成了枯落物更適宜儲(chǔ)存的環(huán)境，造成枯落物厚度及蓄積量的增加，而楊樹純林地處發(fā)達(dá)的道路旁，人為因素較大而導(dǎo)致林下植被較為稀少，枯落物不易留存，分解程度較大，厚度及蓄積量較低，造成楊樹純林枯落物的有效攔蓄量低。有效攔蓄量除與林地枯落物的蓄積量、自然含水率有關(guān)外，還與枯落物的組成、分解狀況、累計(jì)狀況緊密相關(guān)，因此不同層次枯落物攔蓄能力不同（王玲等，2019）。油松-刺槐混交林、側(cè)柏純林和油松純林的半分解層有效攔蓄量均大于未分解層，與石亮等（2016）對(duì)興安落葉松下不同枯落物層的研究結(jié)果一致。不同枯落物層攔蓄能力不同可能是半分解層與未分解層的枯落物分解程度、厚度和蓄積量不同造成的。

不同林分類型枯落物未分解層和半分解層持水量和吸水速率與浸水時(shí)間呈現(xiàn)相似的規(guī)律性，在浸水初期，由于水勢(shì)差較大而迅速吸水，隨之浸水時(shí)間的增長(zhǎng)，枯落物吸水速率逐漸減小并趨向于穩(wěn)定，持水量逐漸增大并趨向于飽和狀態(tài)?？萋湮镂俾逝c浸水時(shí)間的關(guān)系符合V=ktn的冪函數(shù)，枯落物持水量與浸水時(shí)間的關(guān)系符合Q=alnt+b的對(duì)數(shù)函數(shù)，這與學(xué)者對(duì)于人工林枯落物持水過(guò)程基本一致（袁秀錦等，2018；吳曉光等，2020；溫林生等，2020）?？萋湮飳拥某炙^(guò)程在前期發(fā)揮較大作用，因此人工林枯落物對(duì)林間短期降水具有良好的儲(chǔ)蓄作用，有助于保育土壤、調(diào)節(jié)林內(nèi)地表徑流等?？萋湮锍炙^(guò)程采取室內(nèi)浸水的模擬試驗(yàn)，能夠在一定程度反映枯落物的持水能力，在今后的研究中還應(yīng)結(jié)合野外降雨的實(shí)際情況對(duì)枯落物的持水能力進(jìn)行充分研究。

對(duì)枯落物的厚度、蓄積量、最大持水量（率）、有效攔蓄量（率）和持水過(guò)程等因子的評(píng)價(jià)，可知4種林分類型中油松-刺槐混交林的水源涵養(yǎng)能力最強(qiáng)。今后為充分發(fā)揮崇陵流域的水源涵養(yǎng)功能，可以考慮改造林分類型，在原有的油松純林和刺槐純林中進(jìn)行混種，以種植刺槐-油松混交林，為提高水源涵養(yǎng)能力提供支持。人為活動(dòng)的干擾也會(huì)影響森林枯落物持水能力，因此要減少人為活動(dòng)的干擾以保證人工林及林下植被的完整性。一般通過(guò)森林林冠層、枯落物層和土壤層3個(gè)層次分析水源涵養(yǎng)能力（陳超，2014），但是本研究中僅分析了 4種林分的枯落物層的持水能力，沒有涉及林冠層和土壤層的水源涵養(yǎng)能力，因此，為了更好地研究崇陵流域地區(qū)的水源涵養(yǎng)能力，土壤層和林冠層應(yīng)作為下一步研究的主要目標(biāo)。

5 結(jié)論

（1）4種林分類型枯落物總普度變化為1.56—4.59 cm，蓄積量變化范圍為 3.66—18.60 t·hm?2，蓄積量大小排序?yàn)棰螅劲颍劲瘢劲?，除楊樹純林外，其?種林分未分解層蓄積量均小于半分解層。

（2）各林分類型的總最大持水量為9.02—45.27 t·hm?2，排序?yàn)棰螅劲颍劲瘢劲?，與林分蓄積量排序一致；枯落物的平均最大持水率為 166.02%—244.98%，除楊樹純林外，枯落物半分解層最大持水量和最大持水率均大于未分解層。在枯落物的攔蓄能力中，有效攔蓄量變化規(guī)律為Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅳ，最大攔蓄量與有效攔蓄量變化一致。除楊樹純林外，其他3種林分半分解層有效攔蓄量均大于未分解層。

（3）在持水過(guò)程中，枯落物持水量與浸水時(shí)間呈對(duì)數(shù)關(guān)系，關(guān)系式為Q=alnt+b，且關(guān)系系數(shù)＞0.97；枯落物吸水速率與浸水時(shí)間呈冪函數(shù)關(guān)系，關(guān)系式為V=ktn，關(guān)系系數(shù)＞0.99。

（4）通過(guò)綜合分析表明，本次研究的4種林分中，油松-刺槐混交林的水源涵養(yǎng)能力最強(qiáng)。