不同森林凋落物层水源涵养功能及其变化研究

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1、不同森林凋落物层水源涵养功能及其变化研究　　生态公益林根据经营目的可划分为水源涵养林、水土保持林、风景林等类型，生态公益林在防灾、减灾、水土保持、涵养水源、维持生态平衡等方面的巨大作用越来越受到重视。森林凋落物是指森林生态系统内部由生物组分产生，然后归还到林地表面，作为分解者的物质和能量，借以维持生态系统功能的所有有机物质的总称，包括林内乔木和灌木的枯叶、枯枝、落皮和繁殖器官、野生动物的残骸及代谢产物、林下枯死的草本植物和枯死的树根等，是森林生态系统的重要组成部分。森林凋落物是森林生态系统的重要组分，凋落物层吸收水分，同时能增加地表层的粗糙度，减缓及减

2、少地表径流，增加土壤水分下渗，因此对于水源涵养具有重要作用。凋落物层具有较土壤更多更大的孔隙，能够吸持水分，促进下渗，迟滞径流产生时间，减轻径流侵蚀程度，并对土壤水分的补充和植物水分的供应产生影响。凋落物层作为森林生态系统中独特的结构层次，不仅对森林土壤发育和改良有重要意义，而且凋落物层的结构疏松、具有良好的透水性和持水能力，在降水过程中起着缓冲器的作用。　　一方面削弱雨滴对土壤的直接溅击，另一方面吸收一部分降水，减少了到达土壤表面的降水量，同时由于凋落物层的机械阻拦作用，以大大地减少了地表径流的产生，起到保持水土和涵养水源的作用。许多学者在不同区域对

3、多种类型森林凋落物水源涵养功能进行了研究，这些研究表明，不同森林类型由于其树种生物学特性与林分结构不同，水源涵养效益存在一定的差异。笔者对龙陵县三江口国有林场几种生态公益林的凋落物持水特性进行研究，以了解该地不同森林凋落物层水源涵养功能及其变化，为生态公益林的建设、科研和管理提供基础数据。　　1林场概况　　龙陵县三江口国有林场始建于1984年11月，属云南省典型的生态公益型林场，也是云南省至今保存最完好的干热河谷类型生态体系之一。主要分布在怒江干热河谷，平均坡度为30°～35°，最高海拔3001.6m，最低海拔600m，属非地带性气候。

4、　　林场管护总面积为7103hm2，森林覆盖率达85.2%，活立木总蓄积521010m3，林地6258.3hm2，占林场总面积的88.1%，非林地844.7hm2，占林场总面积的11.9%。公益林5585.2hm2(其中:国家级4876.7hm2，省级708.5hm2)，占林场总面积的78.6%。主要树种为云南松、思茅松、栎类等;有速生丰产用材林西南桦和旱冬瓜20hm2、澳洲坚果23.3hm2、咖啡26.7hm2、核桃10hm2。选择云南松林、栎类林、西南桦林、旱冬瓜林凋落物研究对象。　　2研究方法　　2013年6月在各林分中选择面积为400m2的样地

5、，3个重复。在各样地中的四角和中部设置面积为1m1m的小样方总共5个，调查凋落物鲜质量，带回实验室取部分烘干至恒质量，并计算凋落物含水率。另取各样方的部分凋落物装入X袋后分别浸入水中0.5、1.0、1.5、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0、16.0和20.0h，捞起并静置5min至凋落物不滴水时称质量，设3个重复，取平均值。各林分的凋落物干质量、凋落物持水量、凋落物持水率和凋落物吸水速率分别按下式计算:凋落物持水量/(kgm－2)=凋落物湿质量－凋落物干质量;凋落物持水率/%=凋落物持水量/凋落物干质量100%;凋落物吸水速率/(gk

6、g－1h－1)=凋落物持水量/吸水时间。　　3结果与分析　　3.1凋落物贮备量　　龙陵县三江口国有林场不同树种的凋落物贮备量有所差异，如表1所示。云南松林干凋落物最多，达到2.66kg/m2。云南松林中凋落物的主要组成是松针，由于松针中含有较多的纤维素及其脂类，不宜被微生物降解。且云南松凋落物的含水率均较低，分别是17.13%和17.80%，一方面由于凋落的松针含有大量脂类，另一方面由于凋落的松针之间并未形成良好的毛细管间隙，均不利于松针截留雨水，所以其含水量较低。另外几种落叶阔叶林的干凋落物贮备量大小顺序为西南桦林＞旱冬瓜林＞栎类林，分别达2.03k

7、g/m2、1.97kg/m2和1.81kg/m2，其干凋落物均不多，可能是由于本次实验的凋落物采集自盛夏，几种落叶阔叶树种均处于快速蓄水生长季节，加之上一年冬季凋落的枯叶已大部分被微生物分解，所以其凋落物较少。而其凋落物含水率大小顺序为旱冬瓜林(31.83%)＞西南桦(26.45%)＞栎类林(24.90%)，究其原因可能是旱冬瓜生于海拔500～3600m的湿润坡地或沟谷台地林中，郁闭度较高，地表基本无阳光照射，水分蒸发较少，是当地的水源涵养林，所以其凋落物含水量很高。【表1】　　　　3.2凋落物的持水量与浸泡时间的关系　　凋落物的持水量与凋落物的质与量

8、和浸泡时间有关，不同林型的凋落物持水量在不同浸泡时间有所差异，如表2所示。在相同的浸泡时间内，